Tu jesteś:
| Ściany nie oddychają ! |
Termin "oddychanie ścian" nie jest terminem technicznym.Występuje on natomiast w licznych wypowiedziach specjalistów od budownictwa, których liczba u nas jest prawie tak duża, jak liczba lekarzy.Mówią oni, że jakaś ściana "oddycha" lub "nie oddycha", przy czym termin ten jest zwykle traktowany przez nich jako termin pierwotny i nie wymagający definiowania.Autorzy przeprowadzili kilka rozmów wyjaśniających z "użytkownikami" tego terminu. Okazało się, że przez "oddychanie ścian" rozumieją oni zjawisko dyfuzyjnego odpływu pary wodnej z pomieszczenia poprzez samą ścianę zewnętrzną. Zjawisko to uważa się za korzystne, gdyż ma chronić pomieszczenia przed nadmiernym zawilgoceniem eksploatacyjnym powietrza i jego konsekwencjami (kondensacja wewnętrzna, rozwój pleśni i grzybów, itp).
Nieuniknioną konsekwencją ocieplenia ścian zewnętrznych budynku jest nie tylko znaczne zwiększenie oporu cieplnego przegród; może mieć miejsce także zwiększenie ich oporu dyfuzyjnego, niekiedy nawet kilkukrotne.W konsekwencji nierzadko można spotkać się z poglądem, że w wyniku ocieplenia ścian nastąpiło pogorszenie komfortu pomieszczeń, gdyż wyeliminowane lub znacznie ograniczone zostało "oddychanie" ścian zewnętrznych, które uważane jest za ich korzystną cechę.Samo zjawisko przepływu dyfuzyjnego przepływu pary wodnej przez przegrody zewnętrzne - w przypadku występowania różnicy ciśnień cząstkowych pary wodnej po obydwu jej stronach - jest niepodważalnym faktem fizycznym. Faktem jest też, że wielkością tego przepływu można w pewnym zakresie "sterować" na etapie projektowania i/lub termomodernizacji. Zasadne jest natomiast pytanie, czy wielkość tego przepływu może mieć jakieś znaczenie praktyczne i być porównywalna z usuwaniem pary wodnej poprzez wentylację. Ustalenie tego jest właśnie celem niniejszego artykułu. Warto przy tym zwrócić uwagę, że zagadnienie to nie jest czysto teoretyczne, lecz ma również aspekt praktyczny, a nawet handlowy.
2. Założenia do analizy Analizę postanowiono przeprowadzić przez porównanie strumieni pary wodnej, wymienianych między pomieszczeniem i powietrzem zewnętrznym, na drodze dyfuzji przez ścianę zewnętrzną i na drodze wentylacji, przy różnych wartościach temperatury powietrza zewnętrznego. Do obliczeń przyjęto mieszkanie dla czterech osób o powierzchni użytkowej 65 m2 i powierzchni ścian zewnętrznych pełnych (z pominięciem okien) wynoszącej 30 m2. Z uwzględnieniem danych zawartych w [1] przyjęto łączną emisję wilgoci eksploatacyjnej (od ludzi oraz wydzielaną przy użytkowaniu) wynosi 300 g/h. Założono, że ściany są z cegły pełnej, o grubości 25 cm i rozpatrzono 3 warianty:
Należy zaznaczyć, że wykonywanie analogicznych obliczeń dla innych materiałów ścian zewnętrznych (pustaki, beton komórkowy) nie znajduje uzasadnienia, gdyż ściany z tych materiałów charakteryzują się zbliżonym oporem dyfuzyjnym. Do obliczeń wymiany pary wodnej przez wentylację przyjęto jej dwie krotności:
Wykonano również obliczenia, w których znacznie zróżnicowano wielkość emisji wilgoci w pomieszczeniu (od 75 do 600 g/h) i krotność wymiany powietrza (od 0,05 do 1,0 h-1) w celu pokazania, jak zmiany te wpływają na przepływ wilgoci przez ściany zewnętrzne. Obliczenia wiążące wilgotność powietrza wewnętrznego z emisją wilgoci w mieszkaniu, wilgotnością powietrza zewnętrznego oraz strumieniem powietrza wymienianym przez wentylację - wykonano korzystając ze wzoru (1) zawartego w [1]:  w którym: V - strumień wymienianego powietrza wentylacyjnego, m3/h, Ws - strumień zysków eksploatacyjnych wilgoci, kg/h, Xw - zawartość wilgoci w powietrzu wywiewanym z pomieszczenia, kg/kg, Xn - zawartość wilgoci w powietrzu nawiewanym do pomieszczenia, kg/kg, Yn - gęstość powietrza nawiewanego (zewnętrznego), kg/m3. Znajomość wilgotności powietrza wewnętrznego przy określonym strumieniu powietrza wentylacyjnego pozwala na określenie różnicy ciśnień cząstkowych pary wodnej po obydwu stronach ściany zewnętrznej, a w konsekwencji na określenie gęstości strumienia pary wodnej ( ) przepływającej przez ściany zewnętrzne, zgodnie ze wzorem:  deltaP - gęstość strumienia pary wodnej przepływającej przez ściany zewnętrzne,g/(m2.h), qm - różnica ciśnień cząstkowych pary wodnej po obydwu stronach ścian zewnętrznych, hPa, Z - opór dyfuzyjny ściany zewnętrznej, m2.h.hPa/g. Opór dyfuzyjny ściany można określić ze wzoru:  gammai - współczynnik przepuszczania pary wodnej i-tej warstwy ściany, g/m.h.hPa. 3. Udział "oddychania" ścian w usuwaniu pary wodnej z pomieszczeń Poniżej, w tablicy 1 oraz na rysunkach 1-3, przedstawiono wyniki obliczeń obrazujące zależność między przepływem dyfuzyjnym pary wodnej przez ściany zewnętrzne, a:
Wpływ rodzaju izolacji cieplnej na wielkość przepływu pary wodnej przez ściany jest nieznaczny w wymiarze bezwzględnym. W szczególności zróżnicowanie strumienia pary wodnej dyfundującej przez ściany nieocieplone i ocieplone styropianem wynosi do 4 g/h w odniesieniu do przeciętnego mieszkania, jest zatem znikome w stosunku do strumienia pary wodnej usuwanej przez wentylację (ok. 300g/h). Jeszcze mniejszy jest wpływ temperatury powietrza zewnętrznego. Na rys. 1 pokazany został przepływ dyfuzyjny pary wodnej przez ściany zewnętrzne w funkcji rodzaju izolacji cieplnej (lub jej braku) oraz krotności wymiany powietrza przez wentylację w przykładowym mieszkaniu, scharakteryzowanym w p. 2.  W celu lepszej interpretacji wyników na rys. 1 zaznaczono również strumień pary wodnej usuwanej przez wentylację. Widoczne jest, że - w porównaniu do strumienia pary wodnej usuwanej przez wentylację - strumień pary wodnej dyfundującej przez ściany zewnętrzne jest mały - zwłaszcza w obszarze najczęściej występujących krotności wymian powietrza tj. dla między 0,3 h-1 a 1,0 h-1 - niezależnie od rodzaju izolacji cieplnej. Na rys. 2 przedstawiono przepływ dyfuzyjny pary wodnej przez ściany zewnętrzne w zależności od rodzaju izolacji, krotności wymiany powietrza oraz całkowitej emisji wilgoci w mieszkaniu.  Rys. 2. Przepływ dyfuzyjny pary wodnej przez ściany zewnętrzne Z rys. 2 wynika, że na wielkość przepływu pary wodnej przez ściany zewnętrzne wpływa głównie krotność wymiany powietrza przez wentylację, a w mniejszym stopniu wielkość emisji wilgoci w mieszkaniu oraz rodzaj zastosowanego ocieplenia. Jednak nawet przy bardzo dużej emisji wilgoci i słabej wentylacji, wielkości strumienia pary wodnej dyfundującej przez ściany nie przekracza 15 g/h, a zatem jest znacznie mniejsza od emisji wilgoci nawet od tylko jednego człowieka przebywającego w mieszkaniu.  Rys. 3. Zależność wilgotności względnej powietrza w mieszkaniu od rodzaju izolacji cieplnej ścian i krotności wymiany powietrza przez wentylację. Analizując zagadnienie "oddychania" ścian można postawić pytanie, czy przepływ pary wodnej przez ściany zewnętrzne może wpłynąć na spadek wilgotności względnej powietrza w mieszkaniu.Wyniki odpowiednich obliczeń zostały przedstawione na rys. 3. Wynika z nich, że wpływ ten może być zauważalny jedynie przy niemal całkowitym braku wentylacji. Przy krotności wymiany powietrza wynoszącej co najmniej 0,3 h-1 - różnica w wilgotności względnej powietrza między ścianami "oddychającymi" (nieocieplonymi) a "nieoddychającymi" (ocieplonymi styrop.) nie przekracza 2%, a zatem jest bez znaczenia praktycznego. Przy stałej emisji wilgoci widać wyraźnie, że wilgotność względna w pomieszczeniu zależy nie od "oddychania" ścian lecz od efektywności wentylacji. 4. Wnioski
LITERATURA 1. Malicki M.: Wentylacja przemysłowa, Arkady, s. 624, 1967. 2. Pogorzelski J. A., Kasperkiewicz K. Ochrona cieplna budynków wielkopłytowych i oszczędność energii, temat planowy NF-34/00, (maszynopis), biblioteka ITB. 3. EN 12086:1997 Thermal insulating products for building applications - Determination of water vapour transmission properties. Autorzy artykułu bardzo poprawnie przeprowadzili analizę dyfuzji pary wodnej przez ściany budynku. Niestety, opracowanie zostało wykonane na zlecenie koncernu produkującego styropian (jak to zwykle - za pieniądze) i pomija istotne fakty.Więcej na temat sposobów izolacji termicznej oraz wpływu na zdrowie ludzkie w poszczególnych działach tematycznych.
|