12. STAN WILGOTNOŚCIOWY PRZEGRÓD BUDOWLANYCH

1. Bilans wilgoci w przegrodach budowlanych

Duża liczba czynników, które wywołują ruch wilgoci oraz skomplikowana, dotychczas nie wyjaśniona zależność przemieszczania wilgoci w r4óżnych formach jest powodem, że do chwili obecnej nie wprowadzono jednolitych, wiążących ustaleń dotyczących sprawdzania przydatności przegród budowlanych ze względu na ich stan wilgotnościowy (przy uwzględnieniu ruchu wilgoci w różnych fazach).

W porowatych materiałach budowlanych, obecnie powszechnie stosowanych w budownictwie, mamy do czynienia z przepływem wilgoci w fazie gazowej i ciekłej opracowanych na podstawie modeli ośrodków porowatych. W zależności od stopnia zawilgocenia materiału wyróżnia się następujące etapu ruchu wilgoci:

1. Etap. Absorbcja molekularna. Para jest absorbowana przez suchą powierzchnię por. Trudno jest tu ustalić współczynnik transportu wilgoci .

2. Etap. Dyfuzja pary wodnej jest to przeważnie ekwimolarna dyfuzja pary wodnej w powietrzu zawartym wewnątrz porów materiału.

3. Etap. Transport szeregowy. Kondensacja kapilarna wywołuje powstawanie nieruchomych kropli wody. Krople te parują, następuje transport i jej kondensacja w najbliższym miejscu. Zwiększa się w ten sposób transport etapu 2.

4. Etap. Transport równoległy. Pochłonięta warstwa wody w każdej oddzielnej kapilarze staje się na tyle gruba, aby rozpocząć lokalny prze­pływ wody. Etap 3 i 4 jest trudny do wydzielania z całego rejonu ruchu wilgoci oznaczonego jako transport pary wodnej.

5. Etap. Nienasycony przepływ wody. Warstwa wody zaabsorbowana na ściankach kapilar staje się na tyle gruba, że zapoczątkowuje transport wilgoc w fazie ciekłej. Granicą między ruchem w fazie ciekłej i gazowej jest krytyczna zawartość wilgoci.

6. Etap. Nasycony przepływ wody. Zaabsorbowana warstwa wilgoci staje się na tyle gruba, że wąskie kapilary są całkowicie wypełnione wodą. Bezpośredni transport w powietrzu jest dalej niemożliwy. Bańki powietrza wyłapywane są do wnętrza dużych makropor stanowiących środowisko przy prze­pływie wody. Ten rodzaj ruchu wilgoci zaczyna się podczas przebiegu zawilgocenia w nasyceniu kapilarnym.

Tablica 1. Różne rodzaje ruchu wilgoci.

Granice przepływu

Wymiar por

Typ przepływu

Możliwości transportu

pary

cieczy

powietrza

Materiał Abs.suchy

Submikropory 10^-9m

Absobcja molekularna

Absorbcja w warstwie cząsteczek

Swobodny Przepływ pary

Woda nieruchoma

Swobodny transport powietrz

Granica obliczeń

Mikropory 10^-7m

Dyf. Pary wodn. Transp. Szeregowy i równoległy

Dolna granica ważności przepływu Thomsona

Krytyczna zawartośc wilgoci

Submakropory 10^-6m

Nienasycony przepływ wody

Górna granica ważności przepływu Thomsona

Transport Wewnątrz Baniek powietrza

Nasycenie kapilarrne

Makropory 10^-4m

Kapilarny Nasycony Przepływ wody

Strefa przejściowa

Kapilarny przepływ

Absolutne nasycenie

Pory powietrzne

Brak Transp. powietrza

Różne sposoby przemieszczania się wilgoci mogą być opisane za pomocą niżej przedstawionych równań. Transport pary wodnej może być opisany równaniem:

(1)

lub

(2)

gdzie

v_m - gęstość strumienia wilgoci (mg/m².a),

δ - współczynnik przewodności pary wodnej (mg/(
),

D_p- współczynnik dyfuzji pary wodnej (m²/s),

16. cząstkowe rzeczywiste ciśnienie pary wodnej w powietrzu,
    ,

C- koncentracja pary wodnej w powietrzu,
.

Transport wilgoci w fazie ciekłeju może być opisany w przypadku izotermicznego ruchu równaniem:

(3)

lub w przypadku występowania pola niejednorodnego temperatury

(4)

gdzie

D_w - współczynnik dyfuzji wody, (
).

W - zawartość wilgoci,
,

t - temperatura,

k_t - termiczny współczynnik potencjału,
.

Przegroda, w której występuje kondensacja pary wodnej może być po­dzielona na dwa rodzaje obszarów, to ,jest obszar materiału o wilgotności poniżej krytyczne j i obszar o wilgotności wyższej od krytycznej.

Rys. 2. Współczynnik dyfuzji wilgoci (D_p) i (D_w) dla betonu komórkowego (650 kg/m³) według Vos'a i gruysa (1967)

W obszarach pierwszego rodzaju wilgoć przemieszcza się zgodnie z prawem Ficka i gęstość strumienia ustalana jest równaniem (1) i (2). W obszarze wilgotności ponadkrytycznej prawo Ficka przestaje obowiązywać a wilgoć przemieszcza się pod wpływem sił kapilarnych. Ruch ten występuje przy częściowym zapełnieniu kapilar wodą i powstaniu menisków. Gęstość strumienia wilgoci może być ustalona równaniami (3) i (4) w zależności czy mamy do czynienia ze zjawiskami izotermicznymi, czy występującymi w niejednorodnym polu temperatury.

Obliczenia wskazują, że wilgotność nie wzrasta w strefie kondensacji (W przeciętnych warunkach klimatycznych) powyżej wielkości krytycznej Oczywiście ma to miejsce po wyschnięciu wilgoci zawartej w wyniku mokrych procesów na budowie. Wytyczne projektowania nie dopuszczają sytuacji, w której zawilgocenie osiągałoby wartość krytyczną. Np. dla betonu komórkowego dopuszcza się jako wartość maksymalna zawilgocenia 12% (mas.) a dla betonu o gęstości ρ=700 kg/m³ 8% (obj). Wilgotność taka stanowi wilgotność krytyczną, przy której rozpoczyna się znaczący ruch wilgoci w fazie ciekłej. Podobnie przedstawia się sytuacja dla innych materiałów budowlanych.

Mając powyższe na uwadze, można obliczanie przegród budowlanych przeprowadzać bez większego błędu przy uwzględnieniu ruchu wilgoci w fazie gazowej stosując w obliczeniach równanie (1) zarówno w procesie nawilżania przegrody jak i jej suszenia. Nie dotyczy to oczywiście przegród z zewnętrzną paroizolacją utrudniającą odpływ pary z przegrody.

W obecnym stanie wiedzy taki sposób obliczeń staje się koniecznością. Liczne prace Łykowa , Bogosławskieggo, Bomberga, Vosa (holandia) wyjaśniły szereg problemów z zakresu ruchu wilgoci w fazie ciekłej, nie została jednak dostatecznie wyjaśniona metoda oceny przegród budowlanych w zastosowaniach praktycznych. (Pogorzelski, Vos).

Jednym z podstawowych kryteriów oceny przegród budowlanych jest charakter rocznego bilansu wilgoci w przegrodach budowlanych. Bilans musi być ujemny lub wyrównany, co wskazuje, że nie następuje narastanie wilgoci wraz z upływem lat.

W dotychczas stosowanej technice obliczeniowej dla ustalenia charakteru bilansu wilgoci oblicza się osobno ilość wilgoci gromadzącej się w zimie w przegrodzie i osobno ilość wilgoci wysychającej w lecie. Znacznie łatwiej można ustalić charakter bilansu wilgoci posługując się nomogramem (rys.4).

Przedstawiony nomogram jest siatkowym złożonym wielokrotnie z nomogramów Crepin'a i Lalanne'a. Nomogram został sporządzony o następujące rozważania.

Rys. nr.3. Przebieg temperatury i ciśnień pary wodnej w przekroju zewnętrznej przegrody budowlanej.

1. -jeżeli w przegrodzie rozpoczyna się kondensacja pary wodnej,

2. -jeżeli roczny bilans wilgoci w przegrodzie budowlanej jest wyrównany (temperatury i ciśnienia pary wodnej przedstawiają wartości średnio roczne).

Bilans wilgoci. dyfundującej od strony kondensacji i odpływającej z niej można określić równaniem:

(5)

Kondensacja pary wodnej wystąpi na granicy warstw, gdzie przewodność pary wodnej warstwy n+1 będzie mniejsza niż warstwy poprzedniej. Aby roczny bilans wilgoci w przegrodzie był wyrównany musi zachodzić równanie

(6)

Jeżeli rachunek z przedziału czasu T rozciągnąć na okres roku i uwzględnić (6), to równanie (5) przybiera postać:

(7)

Przy ustalonej dyfuzji pary wodnej gęstość strumienia pary wodnej jest jednakowa w każdym punkcie przegrody, a zatem:

(8)

Po przekształceniu równania (8) można napisać:

(9)

Aby roczny bilans wilgoci w przegrodzie był wyrównany lub negatywny musi zachodzić związek (rys )

(10)

Ustalenie pary wodnej p_{sxsr r} może się odbywać za pomocą tablic ciśnienia pary wodnej nasyconej na podstawie wartości temperatury materiału przegrody w miejscu spodziewanej płaszczyzny kondensacji. Wartośc temperatury ustalona jest równaniem:

(11)

Celem uproszczenia obliczeń ustalających charakter rocznego bilansu wilgoci w przegrodach budowlanych sporządzono nomogram na na podstawie zależności (11) i (12) (rys.4). Nomogram pozwala na szybkie ustalenie charakteru bilansu wilgoci w przegrodzie budowlanej bez posługiwania się tablicami pary wodnej nasyconej. Przy sporządzeniu harmonogramu wprowadzono uproszczenia wynikające z obserwacji meteorologicznych. Z załączonego w tabeli zestawienia średnich rocznych wartości ciśnienia pary wodnej powietrza zewnętrznego p_{zsr r} dla różnych miejscowości wynika, że w2ielkości te zmieniają się tylko nieznacznie.

Tablica. Średnie roczne wartości ciśnienia pary wodnej powietrza zewnętrznego p_{zsr r} dla różnych miejscowości w Polce.

Miejscowość	pzsr r
Białystok	0,91
Bydgoszcz	0,92
Gdańsk	0,92
Kalisz	0,95
Katowice	0,92
Koszalin	0,93
Kraków	0,96
Łódź	0,92
Lublin	0,95
Olsztyn	0,88
Poznań	0,93
Radom	0,95
Rzeszów	0,96
Szczecin	0,96
Warszawa	0,92
Wrocław	0,95
Zielona góra	0,92

Przy Konstruowaniu nomogramu przyjęto p_{zsr r}=0,93 kN/m² jako wartość stałą (średnia)

Zależność (10) może być wówczas przedstawiona w następującej postaci:

.
(12)

Posługiwanie się nomogramem przedstawiono na rysynku 4.

Rys. 4. Nomogram do ustalania charakteru bilansu wilgoci. (połowa lewa)

Rys. 4. Nomogram do ustalania charakteru bilansu wilgoci. (połowa prawa)

Zadanie. Ocwenić ścianę pod względem wilgotnościowym

Obrano: t_{wsr r}=18 ^oC. t_{zsr r}=7,4 ^oC. φ_{wsr r}=60

t_{wsr r}- średnioroczna temperatura powietrza od wewnętrznej strony,

t_{zsr r} - średnioroczna temperatura powietrza od zewnętrznej strony,

φ_{wsr r} - średnioroczna wilgotność względna powietrza od wewnętrznej strony.

Obliczono według wzorów:

(13)

(14)

c=0,850, b=0,932

K_p- współczynnik przenikania pary wodnej, mg(m², s, kN/m²),

Β₁- współczynnik przejmowania pary wodnej, mg(m, s, kN/m²),

δ - współczynnik przewodności pary wodnej, mg(m², s, kN/m²),

k - współczynnik przenikania ciepła ściany, W(m²,K),

α - współczynnik przejmowania ciepła ściany, W(m²,K),

λ - współczynnik przewodności ciepła ściany, W(m,K),

Do lewej strony tablic przyjęto:

t_{wsr r}- t_{zsr r}=10,6, b=0,932.

Wyznaczono punkt, odniesiono do t_{wsr r}=18 ^oC odczytano:

p_{sxsr r}=1,08.

P_{sxsr r}- średnioroczne ciśnienie pary wodnej nasyconej przewidywanej w płasczyźnie kondensacji, kN/m².

W tablicy prawej strony przyjęto:

t_{wsr r}=18 ^oC. φ_{wsr r}=60

skojarzono z c=0,850, odniesiono do tych samych parametrów na górze tablicy:

(t_{wsr r}=18 ^oC. φ_{wsr r}=60) > c=0,850,odczytano:

p_{xsr r}=0,98

p_{xsr r}- średnioroczne ciśnienie cząstkowe rzeczywiste pary wodnej przewidywanej w płasczyźnie kondensacji, kN/m².

W danym przypadku jest: p_{sxsr >} p_{xsr r}n - bilans negatywny

Obliczenia normowe

Obliczenia dyfuzji pary wodnej przez przegrody wg PN-EN ISO 13788. Gęstość strumienia masy przez dyfuzję pary wodnej określa wzór:

(15)

g - gęstość strumienia masy;

p - ciśnienie cząstkowe pary wodnej;

x - współrzędna przestrzenna;

μ - współczynnik oporu dyfuzyjnego;

s_d - dyfuzyjnie równoważna grubość war­stwy powietrza;

δ_o = 2 x 10^-10 kg/(m•s•Pa) - współczynnik dyfuzji pary wodnej w powietrzu.

Na tej podstawie możemy obliczyć war­tości tzw, ciśnienia rzeczywistego pary wodnej p w poszczególnych płaszczyznach międzywarstwowych i na grubości warstw.

Rys. 1. Rozkład ciśnień pary wodnej w prze­grodzie przy braku kondensacji

Niezależnie wykonuje się obliczenie rozkładu temperatury w przegrodzie, a następnie poszczególnym wartościom temperatury przypisuje wartości ciśnienia pary wodnej nasyconej ps. W tych prze­krojach, w których ciśnienie rzeczywiste pary wodnej jest większe od ciśnienia pa­ry nasyconej w danej temperaturze, za­kłada się wystąpienie kondensacji pary wodnej. Obliczenia wykonuje się prze­ważnie przy użyciu stosownych progra­mów komputerowych. W przypadku bra­ku wewnętrznej kondensacji wykresy ciś­nień: rzeczywistego p i stanu nasycenia p_s nie przecinają się (rysunek 1).

W przypadku kondensacji w jednej płaszczyźnie rozkład ciśnień jest jak na rysunku 2,

Rys. 2. Rozkład ciśnień pary wodnej w przegro­dzie przy kondensacji w jednej płaszczyźnie

a gęstość strumienia konden­sacji określono wzorem:

(16)

Analogicznie w przypadku wysychania kondensatu w jednej płaszczyźnie roz­kład ciśnień w przegrodzie jest jak na ry­sunku 3,

Rys. 3. Rozkład ciśnień pary wodnej w przegro­dzie przy wysychaniu w jednej płaszczyźnie

a strumień odparowania określa wzór:

(17)

W PN-EN ISO 13788 rozpatrzono rów­nież przypadki występowania kondensacji i odparowania w większej liczbie płasz­czyzn wielowarstwowych.

Według PN-EN ISO 13788 obliczenia wykonuje się dla całego roku, poczynając od dowolnego miesiąca (próbnego), dla którego należy obliczyć temperaturę, ciś­nienie pary nasyconej i rozkład ciśnienia pary w komponencie. Konieczne jest także ustalenie, czy możliwe jest wystąpienie kondensacji w miesiącu próbnym. W przy­padku, gdy w tym okresie jej pojawienie się nie jest możliwe, należy powtórzyć obli­czenia w odniesieniu do kolejnych miesię­cy. Wyniki obliczeń powinno się odnieść do jednego z następujących przypadków:

• nie przewiduje się kondensacji na powierzchni stykowej w żadnym mie­siącu;

• kondensacja występuje na jednej lub większej liczbie powierzchni stykowych, ale z każdej z nich przewiduje się wypa­rowanie kondensatu w okresie letnim;

• kondensacja na jednej lub większej liczbie powierzchni stykowych nie wypa­rowuje całkowicie w okresie letnim.

Średnie miesięczne wartości tempera­tury powietrza dla kilkudziesięciu miejsco­wości w Polsce podano w PN-B-02025. Wartości te są odpowiednie również do obliczeń wg PN-EN ISO 13788. Wilgot­ność względną powietrza źewnętrznego oszacowaną na podstawie atlasu klima­tycznego Polski można przyjmować wg tabeli.

Dobrą orientację do oceny przegrody dają obliczenia wykonane dla najchło­dniejszego miesiąca w roku (styczeń), je­śli jako temperaturę zewnętrzną przyjmie się średnią miesięczną temperaturę stycznia w północno-wschodniej Polsce (ok. -5 °C). W ciągu roku zawartość wilgo­ci w powietrzu wewnętrznym jest większa niż w zewnętrznym, w wyniku wydzielania się jej w pomieszczeniach (wskutek ich eksploatacji). Z tego względu występuje przepływ dyfuzyjny pary wodnej z pomieszczeń na zewnątrz, w okresie zimowym w przegrodach może występować kondensacja pary wodnej, przy czym zachowanie przegród może być różne w zależności od ich struktury, zilustrowano to na kilku przykładach obliczeń.

Przykład 1. Obliczymy temperaturę, ciśnienie pary wodnej nasyconej w poszczególnych przekrojach ściany z betonu komórkowego odmiany 500, obustronnie otynkowanej tynkiem cementowo-wapiennym, temperatura wewnętrzna 20 ^oC, temperatura zewnętrzna -5 ^oC. Obliczenie wykonano przy użyciu programu „Salta” firmy „Atlas”.

Rys. 4. Rozkład ciśnień pary wodnej według przykładu 1.

Na rysunku 4 przedstawiono przekrój przez ścianę oraz wykresy ciśnienia pary nasyconej i ciśnienia rzeczywistego pary wodnej ; w pobliżu płaszczyzny styku i tynku zewnętrznego. Obliczone ciśnienie pary wodnej jest większe od ciśnienia stanu nasycenia a więc obliczenie wykazuje występowanie skraplania pary wodnej.

Bardziej szczegółowe obliczenia w danym przypadku wykazują, że kondensacja w tej ścianie nie jest intensywna, ale w praktyce czasem odpadają tynki ze ścian z betonu komórkowego, co może być spowodowane działaniem mrozu na wilgotny beton komórkowy. Korzystając z programów komputerowych z odpowiednią biblioteką można dobrać specjalne mieszanki tynkarskie o dużej paroprzepuszczalności eliminując kondensacje.

Przykład 2. Obliczmy temperaturę, ciśnienie pary wodnej nasyconej w poszczególnych przekrojach ściany z cegły z dodatkową izolacją cieplną z płyt z wełny mi­neralnej, od wewnątrz otynkowanej tynkiem cementowo-wapiennym, od ze­wnątrz cienką wyprawą. Obliczenia wy­konano wykorzystując program „Salta" firmy „Atlas".

-- wykres ciśnienia rzeczywistego

- wykres ciśnienia pary wodnej nasyconej

Rys. 5. Ściana z cegły pełnej ocieplona pły­tami z wełny mineralnej

Na rysunku 5 przedstawiono przekrój przez ścianę oraz wykresy ciśnienia pary wodnej nasyconej i ciśnienia rzeczywiste­go pary wodnej; w pobliżu płaszczyzny styku płyt z wełny mineralnej i wyprawy zewnętrznej obliczone ciśnienie pary wodnej jest wyższe od ciśnienia stanu nasycenia, a więc obliczeniowo występu­je skraplanie pary wodnej

Przykład 3. Obliczmy temperaturę, ciś­nienie pary wodnej nasyconej i ciśnienie rzeczywiste pary wodnej w poszczegól­nych przekrojach ściany z cegły z dodat­kową izolacją cieplną z płyt ze styropia­nu, od wewnątrz otynkowanej tynkiem cementowo-wapiennym, od zewnątrz cienką wyprawą. Obliczenia wykonano programem „Salta" firmy „Atlas".

- wykres ciśnienia rzeczywistego

- wykres ciśnienia pary wodnej nasyconej

Rys. 6. Ściana z cegły pełnej ocieplona pły­tami styropianu

Na rysunku 6 przedstawiono przekrój przez ścianę oraz wykresy ciśnienia pary wodnej nasyconej i ciśnienia rzeczywiste­go pary wodnej; w pobliżu płaszczyzny styku płyt styropianu i wyprawy oblicze­niowo występuje skraplanie party wodnej, znacznie jednak mniej intensywne niż w przykładzie 2.

Przykład 4. Obliczmy temperaturę, ciś­nienie pary wodnej nasyconej i ciśnienie rzeczywiste pary wodnej w poszczegól­nych przekrojach muru szczelinowego z warstwą nośną z pustaków MAX, izola­cją cieplną z mat z wełny mineralnej (szklanej), szczeliną powietrzną wentylo­waną i warstwą licową z cegły klinkiero­wej. Obliczenia wykonano programem „Kalkulator Termiczno-Wilgotnościowy" firmy URSA.

Rys. 7. Mur szczelinowy ze szczeliną po­wietrzną wentylowaną i izolacją cieplną z mat z wełny mineralnej (szklanej)

Na rysunku 7 przedstawiono przekrój przez ścianę oraz wykresy ciśnienia pary wodnej nasyconej i ciśnienia rzeczywiste­go pary wodnej; brak konden­sacji, będący wynikiem występowania w przegrodzie szczeliny powietrznej wen­tylowanej przed warstwą licową.

Rys. 8. Ściana szkieletowa drewniana ze szczeliną powietrzną wentylowaną i izolacją cieplną z mat z wełny mineralnej (szklanej) klem zewnętrznym lub pocienioną wypra­wą zewnętrzną.

Przykład 5. Obliczmy temperaturę, ciśnienie pary wodnej nasyconej i ciś­nienie rzeczywiste pary wodnej w po­szczególnych przekrojach ściany drew­nianej szkieletowej z izolacją cieplną z mat z wełny mineralnej (szklanej) i szczeliną powietrzną wentylowaną. Obliczenia wykonano programem „Kalkulator Termiczno-Wilgotnościowy" firmy URSA.

Na rysunku 8 przedstawiono przekrój przez ścianę oraz wykresy ciśnienia pary wodnej nasyconej i ciśnienia rzeczywiste­go pary wodnej; widoczny brak konden­sacji.

Z przedstawionych przykładów wyni­ka, że w ścianach murowanych jednoma­teriałowych, dwuwarstwowych z izolacją od zewnątrz i trójwarstwowych szczelino­wych w zasadzie brak problemów z kon­densacją pary wodnej; niewielka konden­sacja może jednak występować pod tynkiem zewnętrznym lub pocienioną wyprawą zewnętrzną. ­

Zawilgocenie przegród w wyniku kon­densacji wewnętrznej występuje zwykle w przypadku przegród o małym oporze dyfuzyjnym lub z niewentylowanymi pust­kami powietrznymi. Jako metody prze­ciwdziałania kondensacji pary wodnej za­leca się stosować od zewnętrznej strony przegrody (pod pokryciem lub przed okładziną zewnętrzną) wentylowaną szczelinę powietrzną. Jest to szczególnie ważne w przypadku dachów, poniewaź pokrycia dachowe z reguły charakteryzu­ją się dużym oporem dyfuzyjnym.

Można również stosować izolację pa­roszczelną (od strony wewnętrznej), 0 oporze dyfuzyjnym dobieranym oblicze­niami. W lekkich dachach i ścianach ze szkieletem drewnianym wystarcza izola­cja paroszczelna z folii polietylenowej grubości powyżej 0,15 mm, pod warun­kiem dobrze wykonanych zakładów (sze­rokość zakładów arkuszy co najmniej 15 cm lub mniej w przypadku klejenia sty­ków folii taśmą dwustronną). Od strony zewnętrznej konieczne jest stosowanie izolacji przeciwwiatrowej, paroprze­puszczalnej, od strony szczeliny powie­trznej pod pokryciem lub okładziną zew­nętrzną.

W przypadku masywnych stropoda­chów, z pokryciami o dużym oporze dyfu­zyjnym, w celu wyeliminowania konden­sacji wewnętrznej stosuje się izolacje pa­roszczelne również o dużym oporze dyfu­zyjnym, nawet jako warstwy bitumu zbro­jonego włóknem szklanym.

Z dyfuzją pary wodnej przez przegrody wiązany jest czasem problem tzw. „oddy" chania ścian". Termin nie jest ściśle tech~ niczny, natomiast występuje w licznycł wypowiedziach specjalistów od marke tingu niektórych wyrobów izolacji ciepl nej. Twierdzą, że dana ściana „oddycha lub „nie oddycha", przy czym termin tei zwykle traktowany jest przez nich jak

termin pierwotny i niewymagający defi­niowania.

Przez „oddychanie ścian" rozumieją oni zjawisko dyfuzyjnego odpływu pary wodnej z pomieszczenia przez 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). Należy przy tym podkreślić, że kontekst wypowiedzi o „oddychaniu ścian" jest zawsze taki, że zjawisko to, lub jego brak, ma istotny wpływ na „mechanizm" usuwania nadmiaru pary wodnej z po­mieszczenia.

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 twierdze­niem, że w wyniku ocieplenia ścian na­stąpiło pogorszenie komfortu pomie­szczeń, gdyż wyeliminowane lub znacz­nie ograniczone zostało „oddychanie" ścian zewnętrznych, które uważane jest za ich cechę korzystną.

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 lub termomodernizacji. Zasadne jest natomiast pytanie, czy wiel­kość tego przepływu może mieć jakieś znaczenie praktyczne i być porówny­walna z usuwaniem pary wodnej przez wentylację.

W artykuloe „Ściany nie oddychają", A. Bobociński, J.A. Pogorzelski („Mate­riały Budowlane" nr 3/2001) przeprowa­dzono analizę tego zjawiska 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 mz. Przyjęto łączną emisję wilgoci eksploatacyjnej (od ludzi oraz wydzielaną przy użytkowaniu) 300 g/h.

Założono, że ściany są z cegły pełnej, grubości 25 cm i rozpatrzono 3 warianty:

• ściany nieocieplone;

• ściany ocieplone styropianem grubo­ści 12 cm;

• ściany ocieplone płytami z wełny mi­neralnej grubości 12 cm.

Założono, że warstwy izolacji cieplnej pokryte są cienkowarstwową wyprawą tynkarską mineralną, o małym oporze dy­fuzyjnym. Do obliczeń wymiany pary wodnej przez wentylację przyjęto jej dwie krotności: przeciętną (n = 0,8 h-'), na pod­stawie badań Zakładu Fizyki Cieplnej ITB i słabą (n = 0,3 h-'), jak w mieszkaniach ze szczelnymi oknami.

Obliczenia wykonano przy załoźeniu temperatury powietrza wewnętrznego 20 °C i dwóch wartościach temperatury powietrza zewnętrznego: 0 °C i -20 °C; przy tych wartościach temperatury zawar­tość pary wodnej w powietrzu zewnętrz­nym wynosiła odpowiednio: 3,0 i 0,6 g/kg.

Rys. 9. Przepływ pary wodnej przez ściany zewnętrzne w zależności od rodzaju izolacji cieplnej w porównaniu z wymianą powietrza przez wentylację

Na rysunku 9 przedstawiono przepływ dyfuzyjny pary wodnej przez ściany zewnętrzne w funkcji rodzaju izolacji cieplnej (lub jej braku) na trzech dolnych liniach oraz strumień wymiany powietrza przez wentylację w przykładowym mieszkaniu (górna ciągła linia). Strumień dyfuzji wilgoci wynosi 1 - 3% w stosunku do strumienia powietrza usuwanego z mieszkania przez wentylację. Jak wi­dać, fakt „oddychania" lub „nieoddycha­nia" ściany nie ma praktycznie żadnego znaczenia.

Tablica. Wilgotność względna powietrza zewnętrznego na terytorium Polski

Mies.	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XI
RH%	85	85	80	75	70	70	75	75	80	90	90	90

p_{sxsr r}< p_{xsr r} - bilans pozytywny,

p_{sxsr r}= p_{xsr r} - bilans wyrównany,

p_{sxsr >} p_{xsr r}n - bilans negatywny.

---