Metody mechaniczne osuszania budynków

Transkrypt

1 Metody mechaniczne osuszania budynków W ostatnich latach wiosenne oraz zimowe wezbrania wód stały się bardzo uciążliwe dla mieszkańców terenów w pobliżu zarówno dużych jak i małych rzek, których wody co najmniej kilka razy w roku opuszczają swoje koryta i rozlewają się na okoliczne, często zamieszkałe, tereny. Wobec coraz częstszych zalań oraz podtopień budynków istotna jest kwestia radzenia sobie z nadmiarem wilgoci znajdującym się w pomieszczeniach. Szkodliwa wilgoć Nadmierna wilgoć występująca w budynkach powoduje szereg niekorzystnych i niepożądanych czynników. Parametrem charakteryzującym wilgoć jest wilgotność względna, czyli stosunek ilości pary wodnej zawartej w powietrzu, do maksymalnej zawartości pary wodnej w powietrzu przy jego całkowitym nasyceniu (czyli 100% wilgotności) w tej samej temperaturze. Przyjmuje się, że wilgotność względna panująca w pomieszczeniach powinna utrzymywać się na poziomie 40-60%. Przekroczenie tej wartości wilgoci jest przyczyną rozwijania się w budynku wszelkiego rodzaju pleśni, grzybów bakterii. Nadmiar wilgoci jest też szkodliwy dla samego budynku. Niekorzystne zjawiska związane z nadmiarem wilgotności w powietrzu to: skraplanie się pary wodnej na chłodnych powierzchniach, osadzanie się na urządzeniach, gromadzenie się jej w zagłębieniach, podciąganie wody przez mury i elementy drewniane, korozja blach i części mechanicznych, erozja cegieł i murów, wypaczanie drewna (drzwi, okna, drewniane podłogi, meble). Wnikanie wody w ściany, podłogi czy stropy oraz jej przenikanie aż do warstw termoizolacyjnych budynku (wełna mineralna, styropian) powoduje, że budynek traci właściwości termoizolacyjne (zgromadzona w murach woda doskonale przewodzi ciepło co wiąże się z jego stratami). Wilgoć działa także niekorzystnie na urządzenia elektroniczne, powodując awarie obwodów elektrycznych, spięcia oraz zwarcia prowadzące do poważnych uszkodzeń. Większość szkodliwych procesów związanych z działaniem wilgoci jest wzmagana właśnie przez pojawienie pleśni oraz bakterii, dla których wysoka wilgotność jest niezbędna do rozwoju. Powodują one nieprzyjemny zapach, a wydzielane zarodniki są szkodliwe dla ludzi, mogą być nawet przyczynami zatruć, alergii oraz powodować kłopoty z oddychaniem u osób szczególnie narażonych na ich działanie. Ogólne uczucie dyskomfortu wywołane wymienionymi czynnikami, połączone ze zniszczeniami wyposażenia domu są podstawą do zastosowania odpowiednich metod, w celu usunięcia nadmiaru wilgoci z budynku. Jak się jej pozbyć? Aby uratować budynek i jego wyposażenie przed zniszczeniem przez wilgoć oraz grzyby należy odpowiednio szybko podjąć działania związane z procesami osuszania. Pierwszym krokiem w walce z zawilgoconym budynkiem jest pozbycie się pleśni, wykorzystuje się do tego celu specjalne preparaty chemiczne. Przedmioty szczególnie zniszczone i zainfekowane jak np. dywany, wykładziny czy elementy drewniane należy usunąć z budynku. Aby po pewnym czasie nie nastąpił ponowny rozwój pleśni konieczny jest spadek wilgotności w pomieszczeniu do poziomu poniżej 60%. W tym celu konieczne jest osuszanie pomieszczeń. Ważne jest także usunięcie wszelkich źródeł wilgoci. Osuszanie metodami mechanicznymi, bez wcześniejszego wykonania

2 izolacji przeciwwilgociowych, spowoduje że wilgoć po pewnym czasie powróci. Nawet wykonanie samych izolacji przeciwwilgociowych poziomych i pionowych, przy małym poziomie zawilgocenia, może spowodować, że po pewnym czasie budynek wyschnie w sposób naturalny. Osuszanie to proces usuwania wody z głębi lub z powierzchni wszelkiego rodzaju materiałów wykorzystując właściwości fizyczne wody. Najprostszym rozwiązaniem jest suszenie naturalne czyli intensywne wietrzenie pomieszczenia, dzięki otwartym drzwiom i oknom oraz kratkach wentylacyjnych ustawionych na maksymalny przepływ powietrza. Takie suszenie jest jednak długotrwałe i zależne od warunków pogodowych. Suche, słoneczne i wietrzne dni są sprzymierzeńcem, natomiast podczas opadów kiedy rośnie zawartość wilgoci w powietrzu zewnętrznym można nawet pogorszyć sytuację w suszonych pomieszczeniach. Osuszanie naturalne Działanie metod nieinwazyjnych opiera się na zasadach osuszania naturalnego. Proces naturalnego osuszania pomieszczeń jest złożony i zależy zarówno od wilgotności i temperatury panującej wewnątrz i na zewnątrz budynków, jak i od rodzaju oraz konstrukcji przegród budowlanych. Poza zapewnieniem odpowiedniej wentylacji ważne jest, szczególnie w okresie zimowym, podniesienie temperatury panującej w pomieszczeniu, ponieważ w powietrzu cieplejszym mieści się więcej pary wodnej niż w powietrzu zimniejszym, przy tym samym ciśnieniu. Ochłodzenie powodowałoby nasycenie powietrza parą wodna i jej kondensację, która objawiałaby się niepożądanym skraplaniem wody wewnątrz budynku. Należy jednak wziąć pod uwagę fakt, iż samo ogrzewanie pomieszczenia nie spowoduje osuszania przegród budynku. Wobec braku dostatecznej wentylacji możliwe jest przemieszczanie się wilgoci pomiędzy poszczególnymi materiałami lub pomieszczeniami. Wilgotne, podgrzane powietrze może stykać się z chłodniejszymi fragmentami ścian i innych elementów budynku, co prowadziłoby do wykraplania się na nich wilgoci. Aby tego uniknąć konieczne jest zapewnienie dostatecznej wymiany powietrza w osuszanym pomieszczeniu. Należy także pamiętać, że zbyt wysoka temperatura wilgotnego powietrza w pomieszczeniu spowoduje wypaczanie się wszelkich drewnianych elementów wyposażenia. Do ogrzewania pomieszczenia często wystarczy zastosować jedynie instalację centralnego ogrzewania. Jednak kiedy w okresie letnim, budynek, który nie posiada niezależnej jednostki grzewczej, a więc jest uzależniony od sieci miejskiej, nie jest możliwe uruchomienie ogrzewania lub po prostu przepływ powietrza jest niedostateczny, należy wspomóc się przenośnymi termowentylatorami lub dmuchawami. Osuszanie mechaniczne Bardziej zaawansowane technicznie sposoby walki z wilgocią, wiążą się z wykorzystaniem urządzeń zwanych osuszaczami. Jako że proces osuszania polega na wyrównywaniu się poziomów wilgotności materiałów stykających się ze sobą, konieczne jest osuszenie powietrza stykającego się z mokrymi ścianami czy innymi elementami. Stale osuszane powietrze będzie mogło odbierać wilgoć z przegród i wyposażenia budynku. Wykorzystanie metod osuszania mechanicznego przyśpiesza ten naturalny proces. Nie następuje wtedy znaczne zwiększenie temperatury panującej w pomieszczeniu, co jest szczególnie ważne dla niektórych materiałów takich jak drewno czy tynki. Podstawową zasadą działania osuszaczy jest wyłapywanie wilgoci zawieszonej w powietrzu, a następnie odprowadzanie jej w postaci wody. Wyróżnia się osuszacze absorpcyjne oraz kondensacyjne. Dobierając urządzenie należy kierować się następującymi kryteriami: poziom wilgotności, temperatura powietrza, rodzaje i grubości przegród, ilość, rozmiary oraz rozkład osuszanych pomieszczeń.

3 Osuszacze, poza wykorzystywaniu ich do suszenia budynków zalanych przez powódź lub awarie instalacji wodno kanalizacyjnych, służą też do zapobiegania powstawania pleśni w pomieszczeniach o stałym wysokim poziomie wilgotności (np. piwnice, pralnie), wychwytywaniu wilgoci w pomieszczeniach gdzie przechowuje się materiały wrażliwe na wilgoć (np. produkty spożywcze, materiały higroskopijne), a także obniżaniu poziomu wilgoci w nowo wybudowanych oraz starych budynkach. Osuszacze adsorpcyjne Osuszanie adsorpcyjne polega na wykorzystywaniu zjawiska sorpcji wilgoci. Budowa urządzenia: Najważniejszym elementem osuszacza adsorpcyjnego jest tzw. rotor czyli element ruchomy. Złożony jest z równoległych warstw falistych kanalików pokrytych substancją silnie higroskopijną. Powłoki rotorów są zwykle powleczone żelem krzemionkowym, który posiada doskonałe właściwości adsorpcyjne i bardzo dobrze gromadzą wilgoć na swojej powierzchni. Rotory są bakteriostatyczne, czyli nie ma możliwości rozwoju bakterii na ściankach rotora oraz kanałów doprowadzających powietrze. Urządzenie składa się także z wentylatorów oraz nagrzewnicy. Charakterystyka procesu: Proces osuszania za pomocą osuszacza adsorpcyjnego polega na wprawianiu w ruch oraz zasysaniu powietrza w pomieszczeniu dzięki obracającemu się wolno rotorowi. W praktyce rotor podzielony jest na cześć osuszającą, chłodzącą i regenerującą. Przez rotor stale przepływają dwa niejednakowej wielkości strumienie powietrza. Większym strumieniem płynie zawilgocone powietrze, osuszane podczas przejścia przez urządzenie. Drugi strumień powietrza, strumień regenerujący, chłodzi rotor, a następnie ulega ogrzaniu w nagrzewnicy do temperatury ponad 150C. Następnie przechodzi przez część regenerującą, gdzie jego wysoka temperatura powoduje odparowanie cząsteczek wody z powierzchni rotora i usunięcie jej w strumieniu powietrza (następnie para wykrapla się w chłodnicy i zostaje odprowadzona z urządzenia). W kolejnym etapie procesu zregenerowana już część zostaje ochłodzona (przez powietrze procesowe, którego część najpierw jest kierowana na strefę chłodzenia, a następnie podgrzewane i używane do regeneracji) i jest przygotowana do odbioru kolejnej porcji wilgoci. Osuszacz tego typu ma stałą wydajność osuszania bez względu na temperaturę i wilgotność. Stosuje się także ciekawe rozwiązanie używane do osuszania grubych przegród budowlanych, w których istnieją wolne przestrzenie powietrzne. Do tego celu służy urządzenie będące połączeniem zwykłego osuszacza adsorpcyjnego z wentylatorem o wysokim sprężu, który pod wysokim ciśnieniem wprowadza do wnętrza przegrody powietrze o niskim poziomie wilgotności, przygotowane przez osuszacz. W przypadku stosowania osuszaczy warto wspomagać cały proces stosując dodatkowe wentylatory czy dmuchawy, które wzmagają ruch powietrza w pomieszczeniu oraz powodują odrywanie się cząsteczek wody osadzonych na przegrodach. Pozwala to na znaczne skrócenie czasu osuszania. Istotne jest ciągłe kontrolowanie poziomu wilgotności w pomieszczeniu, ponieważ zbyt duże wysuszenie może spowodować kolejne uszkodzenia elementów drewnianych (drzwi, okna). Okres po jakim osiągnie się pożądane osuszenie budynku zależy od tempa rozpoczęcia procesu osuszania. Jeżeli rozpoczęto osuszanie zaraz po wypompowaniu wody z zalanego budynku, suszenie trwa zwykle około dwóch tygodni, oczywiście przy zastosowaniu i dobraniu odpowiednio wydajnych osuszaczy.

4 Ze względu na rozmiary oraz koszty, są to zwykle urządzenia przemysłowe używane do osuszania hal produkcyjnych czy procesów technologicznych. Osuszacze kondensacyjne Osuszanie kondensacyjne polega na wykropleniu wilgoci zawartej w osuszanym powietrzu i odprowadzeniu jej pod postacią wody. Budowa urządzenia: Urządzenie składa się z kilku podstawowych elementów: filtra powietrza, parownika, zbiornika na wodę gdzie gromadzi się skondensowana para wodna oraz skraplacza ogrzewającego wysuszone powietrze, a także wentylatora. Charakterystyka procesu: Wentylator zasysa do osuszacza wilgotne powietrze z pomieszczenia. Strumień przechodzi przez filtr wstępny który zatrzymuje pyły i inne zanieczyszczenia. Następnie powietrze zostaje przepuszczone nad powierzchnią parownika, gdzie ulega schłodzeniu do temperatury poniżej punktu rosy. Ochłodzenie powietrza nasyconego wilgocią powoduje wykroplenie się nadmiaru pary wodnej. Skondensowana para pod postacią wody spływa do specjalnego zbiornika lub od razu za pomocą przewodu, jest odprowadzana na zewnątrz pomieszczenia. Drugim etapem procesu osuszania jest podgrzewanie strumienia powietrza, uprzednio osuszonego. Strumień jest ogrzewany na skraplaczu do temperatury o kilka stopni wyższej od temperatury powietrza zasysanego, a następnie wydmuchiwany z powrotem do pomieszczenia. Ponieważ prędkość wypływu powietrza z urządzenia jest stała, wilgotność względna w pomieszczeniu będzie zmniejszana płynnie. Zaletą tego sposobu osuszania jest przede wszystkim niska cena urządzeń. Należy pamiętać, że optymalne warunki pracy osuszaczy kondensacyjnych to temperatura powyżej 10C oraz wilgotność minimum 30%. Spadek tych parametrów powietrza powoduje spadek wydajności pracy urządzenia. Ważne jest też dokładne uszczelnienie pomieszczenia, aby zapobiec dopływowi powierza zewnętrznego, które mogłoby obniżyć efektywność procesu. Rys. 1. Schemat działania osuszacza kondensacyjnego: 1.wilgotne powietrze 2.filtr 3.parownik 4.zbiornik wody 5.powietrze osuszone i schłodzone 6.skraplacz 7.powietrze osuszone i ogrzane 8.wentylator 9.powietrze odprowadzane

5 Wydajność osuszaczy adsorpcyjnych zależy przede wszystkim od mocy. Urządzenia o małej mocy do 0,5 kw skraplają wodę w ilości 10 l/d. Te o mocy powyżej 1 kw mogą skroplić kilkadziesiąt litrów na dobę. Duże skraplacze o mocy kilkunastu kw potrafią skroplić nawet ponad 1000 l/d. W związku z tym małe osuszacze nie są w stanie samodzielnie osuszyć budynków po poważnych zalaniach. Używa się ich głównie do poprawy warunków panujących w pomieszczeniach, do wspomagania wentylacji oraz do zapobiegania rozwojowi pleśni w małych pomieszczeniach. Generalnie działanie osuszaczy polega na zamiany obecnej w powietrzu wewnętrznym pary wodnej w wodę, oraz odprowadzenie jej poza pomieszczenie. Poza omówionym osuszaniem mechanicznym stosuję się także metody: mikrofal (usunięcie cząsteczek wody bezpośrednio ze ścian - na skutek podgrzewania ściany woda odparowuje z przegrody i przemieszcza się do powietrza, z którego może już być usunięta za pomocą zwykłych osuszaczy), fal elektromagnetycznych (zatrzymują one ruch kapilarny podciąganej wilgoci) czy też metody iniekcyjne (polegające na tworzeniu w ścianach poziomych blokad z substancji hydrofobowych, zapobiegających podciąganiu wilgoci). (MZ) Opracowanie: Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą autora. Wykorzystane zdjęcie: Iglotech