Az épületek szerkezeteinek tervezése során egyre fontosabb a „teljesítmény-elvű” szemlélet érvényesülése. A módszer lényege, hogy a termékek, szerkezetek kiválasztása, betervezése előtt végig kell venni milyen hatások érik a szerkezetet, valamint a kialakítandó térben milyen használati igényeket kell teljesíteni. Ezen követelmények és hatások függvényében kell a megfelelő műszaki teljesítményekkel rendelkező szerkezeteket kiválasztani, úgy hogy se feleslegesen ne építsünk be a szerkezetekbe építőanyagokat. Alapozás, pince, víz elleni védelem Minden épület lényeges eleme talajjal érintkező szerkezetének, az alapozásának kialakítása. A műszaki és gazdaságossági szempontok mellett szükséges beszélni ezen szerkezetek fenntarthatósági aspektusairól is, mivel jelentős hatásuk van az épület tulajdonságára.
A műszaki követelmények  alapvetése, hogy mivel nehezen elérhető, javítható szerkezetről van szó, törekedni kell a tervezés és kivitelezés hibáinak elkerülésére. Az alapozásoknak két fő típusát különböztethetjük meg: síkalapozás és mélyalapozás. (3.1-1. ábra, 3.1-2. ábra) Síkalapozásnál a legalsó hasznosított padlószint nincs túl mélyen (max. 2 szint terepszint alatt), illetve a legalsó padlóvonal és az alapozás között nincs nagy távolság (1-1,5 m). Ezzel szemben mélyalapozásokkal terepszinthez képest 5-6 szint mély épületrész is létesíthető, vagy lehetőség van a csúszásveszély, a magas talajvízszint, illetve a mélyen fekvő teherhordó talajrétegből adódó problémák korrekt műszaki megoldására.

 
3.1-1. ábra: Síkalapozás elvi sémája [Gábor, 2001]

 
3.1-2. ábra: Mélyalapozás elvi sémája [Gábor, 2001]

Mindkét alapozási mód esetén a hasznos terekkel nem érintkező, a földben lévő szerkezeteket kell létrehozni. Csak olyan anyagok használhatók, amelyek ellenállnak a talajban lévő nedvességnek, az esetleges vegyi hatásoknak és képesek az épület vízszintes és függőleges terheit közvetíteni a talaj felé. Az építészettörténet során alkalmaztak fa, kő, tégla alaptesteket, de manapság szinte kizárólag betonból készítjük az alapozás tartószerkezeti részeit. Érdemes itt felhívni a figyelmet arra, hogy a felmenő szerkezet mérete miatt jellemzően túlméretezett sávalapokban lehetőség van úsztatott beton alkalmazására.  Ez azt jelenti, hogy 30% arányig lehet a friss betonhoz bontott  beton, vagy kő, esetleg tégla darabos adalékot tenni. Fontos, hogy az adalékot minden oldalról körülvegye a friss beton. Ne kerüljön a szerkezet szélére, illetve a darabok ne kerüljenek 10 cm-nél közelebb egymáshoz. A betont csömöszölni, azaz „össze kell rázni”, hogy minden oldalról jól körül tudja venni az adalékot. (3.1-3. ábra)

 
3.1-3. ábra: Úsztatott beton készítése bontott betonelemek felhasználásával
[Foto: Medgyasszay Péter]

Az alapozás egyik legfontosabb feladata hogy az épület terheit biztonsággal közvetítse a talaj teherhordó rétegére. Teherhordónak nevezzük azt a talajréteget, aminek terhelhetősége nagyobb, mint 250 kN/m2. Az alapok mélységét és szélességét jellemzően statikus tervezőnek kell meghatároznia. Alapelvként azonban érdemes tudni, hogy az alaptestek szélességének a felmenő szerkezetektől függően van egy minimális méretük, majd annál nagyobbak kell legyenek minél nagyobb az épület összes terhe. Síkalapozások esetén amennyiben a falak alatt készülő sávalapok csak nagy szélességgel tudják átadni az épület terheit a talajnak érdemes elgondolkodni gerendarács vagy lemezalap létesítésén. Ekkor betonmennyiség csökkenése is elérhető, ami gazdaságosabb és kevésbé környezetterhelő szerkezetet eredményez.
A földdel érintkező alapozás és a hasznosított terek közé valamilyen vízszigetelő réteg beépítése szükséges, hogy a belső térben megfelelő légállapotok uralkodhassanak, valamint a nedvességnek nem ellenálló szerkezeteknek kellő védelme legyen. Tradicionálisan ugyan sok esetben nem találunk vízszigeteléseket a régi épületeinkben, de a mai higiéniai és energetikai komfort-igényeket igazából csak vízszigetelés kiépítésével lehet elérni. A vízszigetelés módja, vízzárósága függ a használt tér elhelyezkedésétől, és a talajban lévő nedvesség típusától. (3.1-4. ábra)

3.1-4. ábra: Talajban lévő nedvesség formái (a: csapadékvíz; b: talajpára; c: talajnedvesség;
d: talajvíz; e: szivárgó  víz) [Horváth  1997]

Amennyiben kicsi a talajból érkező nedvesedés mértéke (talajpára) lehetséges
„nyitott” rétegrend alakítása, azaz a padló alá nem teszünk aljzatbetont és vízszigetelést. Számolni kell azonban ekkor azzal, hogy a „megtakarított” aljzatbeton és vízszigetelés nem gátolja meg a nedvesség helyiségbe jutását. Az emberi tevékenységekhez kapcsolódó páratartalommal összeadódva szükség lesz a helyiségek intenzív szellőztetésére, ami viszont meg fogja növelni az épület energiaigényét. (3.1-5. ábra)

 
3.1-5. ábra: Lehetséges ugyan talajnedvesség elleni védelem elhagyása
a padlószerkezetekből, ami azonban csökkenti a belső tér komfortját és növeli az épület energiaigényét [Foto: Medgyasszay Péter]

Nagyobb vízterhelés, víznek jobban kitett  helyeken mindenképpen vízhatlan lemezből készülő vízszigetelés kialakítására kell törekedni. A 3.1-6. ábrán bemutatott  jellemzően használt vízszigetelő anyagok környezetterhelési szempontból hasonló értékekkel bírnak. Javasolt, hogy adott szerkezethez történő alkalmazásukról építész, vagy vízszigetelő tervező döntsön.

 
3.1-6. ábra: Lemez vízszigetelések főbb típusai (a) bitumenes vékonylemez, b) bitumenes vastaglemez, c) kemény műanyag lemez, d) lágy műanyag lemez) [Villas, Iso-Line]

Mivel ezen szerkezetek utólagos javítása nagyon nehézkes és költségigényes, már a tervezés során is érdemes védő rétegek beépítése. Különösen fontos pincék esetén a vízszigetelés védelmére valamilyen  rendszerű felületszivárgó  kiépítése. A „tojástartónak”  is nevezett  felületszivárgók  nem csak a mechanikai sérülés ellen nyújtanak védelmet, de a föld és a felületszivárgó között kialakuló térben levezetik a ferde talajrétegekben megjelenő rétegvizet, ezáltal csökkentik a vízszigetelésre jutó terhelést. (3.1-7. ábra)

 
3.1-7. ábra: Felületszivárgó és alsó helyzetben vízelvezető dréncsatorna [Forrás: Dörken]

Az alapozás hagyományos fent említett műszaki kérdései mellett egyre fontosabb az épület talaj felé történő hőveszteségeinek  csökkentése. A 2006-os 7/2006
TNM energetikai rendelet megjelenése előtt az épületek föld feletti szerkezeteit jellemzően nem hőszigetelték le. Egy Magyarországon jellemző, 1970-es években épített 10x10-es épület szerkezeteinek hővesztesége a következő arányban van egymással:
• Falszerkezet: 45%
• Padlásfödém: 20%
• Nyílászárók:  16%
• Talaj felé: 16%
• Pince: 3%

Amennyiben a falakra, padlásfödémre, nyílászárókra a 7/2006 követelményének megfelelő szerkezeteket építünk be, vagy olyan szintre újítjuk fel épületeinket, de a padlót a szokásos módon alakítjuk ki, illetve felújítás során nem újítjuk meg ezt a szerkezet, a következő hőveszteség-arányok lesznek:
• Falszerkezet: 31%
• Padlásfödém: 15%
• Nyílászárók:  19%
• Talaj felé: 34%
• Pince: 1%

A talaj felé történő hőveszteség csökkentésének alapvetően két lehetősége van: hőszigetelő réteg vízszintes, vagy függőleges helyzetű elhelyezése. A hőszigetelés vízszintes elhelyezése a leggyakrabban használt megoldás. Ekkor jellemzően a talajvíz elleni szigetelés által védett helyre fektetik le a korábban 5, manapság
12-20 cm vastagságú hőszigeteléseket. Ezen megoldás hibája, hogy a fal-alappadló csatlakozásnál hőhíd alakul ki, ami jelentős hatással van a hőszigetelő képességre. (3.1-8. ábra)

 
3.1-8. ábra: Amennyiban a padlóban csak 5 cm hőszigetelés van, a fal 20 cm-rel való hőszigetelése esetén is jelentős hőhidak alakulnak ki.

A szerkezeti kialakítás passzívházaknál továbbfejlesztett  változata, amikor a kritikus fal alatti helyre teherhordó hőszigetelő anyagot tesznek. Gyakorlatban két anyagot szoktak ide alkalmazni: pórusbetont, vagy habüveget. Mivel  mindkét anyag csak korlátosan terhelhető 1-2 szintesnél nagyobb épületekre ez a megoldás nem alkalmazható. (3.1-9. ábra)

 
3.1-9. ábra: A fal és alapozás közé fektetett hőszigetelő anyag (20 cm üveghab) lényegesen javítja a szerkezet hőszigetelő képességét, a belső tér felé kisebb mértékben alakulnak ki hőhidak.

A vízszintesen fektetett hőszigetelés energetikailag igazán korrekt megoldása az ugyancsak passzívházaknál kifejlesztett lemezalap alatti hőszigetelés kialakítása. Ekkor a teherhordó talaj és a hőszigetelés közé kavicságyat helyeznek el, ami az egyenletes síkképzés mellett megakadályozza a talajban lévő nedvesség kapilláris úton történő terjedését. A víz ugyanis nagyon kis átmérőjű () réseken a gravitációval ellentétes irányban felfelé is tud haladni, ami például régi épületek falainak vizesedésekor jelent problémát. A kavics közötti légrések azonban ennél nagyobbak, így a víz állapotú talajvíz nem, csak gőz állapotú talajpára ér el a hőszigetelésig. A kavicságyra 20-25 cm vastag, vízálló és viszonylag jól terhelhető zártcellás vagy formahabosított hőszigetelő anyagot helyeznek el. A lemezalapra kerülő falszerkezet külső síkján vezetett hőszigetelő anyag így folytonosan csatlakozhat az alap alatt vezetett hőszigeteléshez, így „hőhídmentes” szerkezet alakítható ki.

 
3.1-10. ábra: Alig van hőveszteség lemezalappal alatt vízálló hőszigeteléssel szigetelt épület esetén.

A hőszigetelés másik beépítési lehetősége, amikor a falazaton elhelyezett hőszigetelést az alapozás aljáig továbbnyújtva függőlegesen helyezzük el. Mivel ez a hőszigetelés is a nedves talajjal közvetlenül érintkezik, csak vízálló zártcellás, vagy formahabosított hőszigetelés alkalmazható. A belső térből induló hőáramoknak ebben az esetben nagy „kerülőutat” kell megtegyenek, hogy kijussanak a hideg külső térbe. A hőveszteségeket tovább csökkenti az, hogy a föld alsóbb rétegei lényegesen melegebbek, mint a külső levegő, így a hőveszteségeket előidéző hőmérséklet-különbség kevesebb, mint más esetekben. Ezzel a megoldással ugyan nem lehet ugyanazt a hőszigetelő képességet elérni, mint lemezalap körbeszigetelése esetén, azonban az alkalmazásnak két további előnye lehet. (3.1-10. ábra)

3.1-11. ábra: Függőlegesen tett hőszigetelés esetén a hő csak kerülőúton tud távozni az épületből

Egyrészt ez a megoldás utólagosan is alkalmazható. A belső tér zavarása, jelentős bontási munkák és esetleg a belmagasságot érintő többlet belső hőszigetelés elhelyezése nélkül jelentősen lehet csökkenteni padlószerkezeten keresztül távozó téli hőveszteségeket.
Másrészt a szerkezeti kialakítás nagyon jól temperálja a földszinti tereket  nyári állapotban. A hazai gyakorlatban ritkábban alkalmazott dinamikus szimulációs programok tudják igazán kimutatni  az épületek nyári viselkedését. A 3.1-11. ábrán jól látható, hogy amennyiben sávalapos épületek esetén a hőszigetelést nem vízszintes, hanem függőleges síkban helyezzük el, a vizsgált földszint plussz tetőteres épület esetén a nyári kellemetlen órák száma mind a földszinten, mind az emeleten jelentősen lecsökken. A jelenség magyarázat abban kereshető, hogy a vízszintesen fektetett hőszigetelés elvágja a belső teret a viszonylag hűvösebb épület alatti földtől. Ezzel szemben a függőlegesen fektetett hőszigeteléssel ez a kapcsolat megmarad és az épület alatt, a hőszigeteléssel körülvett  szerkezeti rétegek nagyon nagy tömegű hőtároló tömegként tudnak aktivizálódni. (3.1-11. ábra)

 

3.1-12. ábra: A vízszintesen fektetett hőszigetelés nyári állapotban elvágja az épületet a temperáló hatással bíró, épület alatti szerkezeti rétegektől [Medgyasszay, 2007]

Az alapozás kivitelezése a kitűzéssel, majd a szükséges földmunkákkal kezdődik. Sávalapok esetén zsinórpad, vagy a földre szórt krétavonal mentén jellemzően gépesítve történik a föld kitermelése. Kötött, azaz állékony föld esetén az alapok gödrei mindenféle zsaluzás nélkül stabilak maradnak. A gödrök betonnal való kitöltését érdemes egy-két napon belül elvégezni, de igazából az esős időjárás jelent komoly veszélyt a kiásott gödrökre. Amennyiben a hőszigetelést függőleges síkban helyezik el, érdemes bennmaradó zsaluzatként betonozás előtt elhelyezni a hőszigetelő táblákat, amivel egyszerűbb és olcsóbb lesz a szerkezet kivitelezése. (3.1-12. ábra)
 

 
3.1-13. ábra: A függőlegesen vezetett hőszigetelés elhelyezése alapozás munkagödrében bennmaradó zsaluzatként a betonozás során [Foto: Medgyasszay Péter]