Zeszyt techniczny. Multipor Ocieplenie od wewnątrz

Transkrypt

1 Zeszyt techniczny Multipor Ocieplenie od wewnątrz

2 mgr inż. Piotr Harassek dr inż. Dariusz Bajno Multipor Ocieplenie od wewnątrz wydanie III Marzec 07

3 Copyright by Xella Polska sp. z o.o. Warszawa 07 Znak Multipor jest zarejestrowanym znakiem towarowym. Prawa ochronne na ten znak przysługują Xella Polska sp. z o.o. z siedzibą w Warszawie. Spis treści. WSTĘP MULTIPOR Opis Proces produkcji Asortyment Mineralne płyty izolacyjne Multipor Zaprawa lekka Multipor Właściwości płyt Multipor Ocieplenie od wewnątrz FIZYKA BUDOWLI Ciepło Transport pary wodnej Kondensacja pary wodnej wewnątrz przegród Warunki klimatyczne Rozwój pleśni WYMAGANIA PRAWNE Wymagania dotyczące ochrony termicznej budynków Wymagania co do ochrony przed kondensacją pary wodnej PROJEKTOWANIE OCIEPLENIA OD WEWNĄTRZ Izolacyjność termiczna przegród Ochrona przed rozwojem pleśni Kondensacja pary wodnej w przegrodzie Analiza na podstawie PN-EN ISO Zaawansowane modele numeryczne WYKONAWSTWO Montaż płyt Multipor Montaż płyt Multipor w pomieszczeniach o podwyższonej wilgotności Montaż płyt Multipor do stropów Montaż obciążeń do przegród ocieplonych płytami Multipor Montaż płyt Multipor przy obciążeniach dynamicznych DANE TECHNICZNE DETALE KONSTRUKCYJNE PRZYKŁADY OBLICZEŃ Obliczenie współczynnika przenikania ciepła U wg PN-EN ISO 6946 Mur pruski ocieplony od wewnątrz płytami Multipor Ocena ryzyka kondensacji pary wodnej na wewnętrznej powierzchni przegrody wg PN-EN ISO Obliczanie kondensacji międzywarstwowej wg PN-EN ISO OBIEKTY REFERENCYJNE BIBLIOGRAFIA Żadna część tej pracy nie może być powielana i rozpowszechniana bez pisemnej zgody wydawcy.

4 . WSTĘP W Polsce istnieje obecnie wiele obiektów, które charakteryzują się dużymi stratami ciepła oraz wysokim zapotrzebowaniem na energię do ogrzewania. W większości przypadków ocieplenie ścian zewnętrznych jest w stanie rozwiązać ten problem. Pod względem izolacyjności termicznej całej przegrody kolejność położenia poszczególnych warstw przegrody nie ma znaczenia, bowiem izolacyjność termiczna wynika jedynie z sumy ich oporów cieplnych. Bardzo często przyjmowanym rozwiązaniem jest montaż złożonych systemów izolacji termicznej (ETICS) po zewnętrznej stronie przegrody. Takie podejście charakteryzuje się szeregiem dodatkowych korzyści: akumulacja ciepła w murze izolacja termiczna po zewnętrznej stronie sprawia, że konstrukcja muru przejmuje część ciepła dostarczanego do pomieszczenia. Dzięki temu w upalne dni pomieszczenie nie ulega przegrzaniu, natomiast zimą pomieszczenie dłużej się wychładza; małe ryzyko wykroplenia pary wodnej izolacja po stronie zewnętrznej ogranicza ryzyko kondensacji pary wodnej w warstwie konstrukcyjnej muru; mniejszy wpływ mostków termicznych warstwa izolacji zewnętrznej w równym stopniu pokrywa powierzchnię elewacji dodatkowo zabezpieczając mostki termiczne; brak wpływu na powierzchnię pomieszczeń wykonanie ocieplenia ścian od zewnątrz nie wiąże się z konieczności opróżniania pomieszczeń budynku (na czas prac budowlanych) oraz nie zmniejsza ich powierzchni. Powyższe względy przemawiają za tym, aby izolację termiczną wykonywać po stronie zewnętrznej przegrody zawsze, o ile jest to możliwe. Dotyczy to przede wszystkim obiektów nowobudowanych, a także termomodernizacji większości obiektów istniejących. Jednak istnieje grupa budynków, które z różnych względów nie mogą lub nie powinny być ocieplone od zewnątrz. Do tej grupy należą: obiekty zabytkowe budynki wpisane do rejestru zabytków lub objęte ochroną konserwatorską powinny w jak najmniejszym stopniu ulegać modyfikacji, zarówno pod względem konstrukcyjnym, jak i architektonicznym. W zdecydowanej większości przypadków w tego typu obiektach nie ma możliwości zmiany wyglądu elewacji, np. poprzez jej ocieplenie; obiekty o wartości architektonicznej w przypadku części budynków inwestor lub zarządca może nie wyrazić zgody na wykonanie termoizolacji od zewnątrz ze względu na ciekawy charakter fasady lub chęć zachowania oryginalnego wyglądu budynku; ograniczenie praw własności w niektórych obiektach część ścian zewnętrznych znajduje się dokładnie na granicy działki, przez co każda dodatkowa warstwa zewnętrzna będzie naruszać działkę sąsiednią, na co może nie zgodzić się jej właściciel. Innym przykładem ograniczenia praw własności jest sytuacja, w której część z mieszkańców budynku wyraża chęć ocieplenia budynku, podczas gdy pozostali się na to nie zgadzają; obiekty użytkowane czasowo budynki ogrzewane czasowo i/lub w nieregularnych okresach często wymagają możliwości szybkiego ogrzania, natomiast mniejsze znaczenie dla użytkownika ma zjawisko akumulacji cieplnej i bezwładności termicznej muru. W tym przypadku ocieplenie od wewnątrz odcina mur od powietrza wewnętrznego. Dzięki temu użytkownik jest w stanie szybko ogrzać pomieszczenie bez konieczności nagrzewania muru. Ocieplenie od wewnątrz w niektórych przypadkach może zatem stanowić rozwiązanie bardziej pożądane lub wręcz jedyne dopuszczalne. Jednak w przeciwieństwie do izolacji termicznej zewnętrznej wymaga bardziej szczegółowej analizy przegród, przede wszystkim ze względu na zjawiska cieplno- -wilgotnościowe. 7

5 . MULTIPOR.. Opis Multipor to mineralne płyty izolacyjne wykonane z bardzo lekkiej odmiany betonu komórkowego. Ich gęstość wynosi do 5 kg/m 3, przez co charakteryzują się wysoką izolacyjnością termiczną zachowując wszystkie najważniejsze zalety betonu komórkowego. Płyty Multipor to produkt zgodny z Europejską Aprobatą Techniczną ETA-05/0093, wydaną przez Niemiecki Instytut Techniki Budowlanej (DIBt). Materiał ten spełnia surowe wymagania, co uprawnia do znakowania go symbolem CE. Izolacyjność termiczna Multipor, jako bardzo lekka odmiana betonu komórkowego, wykazuje się wysoką izolacyjnością termiczną. To mineralny materiał, który doskonale sprawdza się jako izolacja termiczna ścian zewnętrznych, stropów i dachów. Wyjątkowe właściwości pozwalają na stosowanie płyt Multipor także jako ocieplenie ścian od wewnątrz. Jednorodność Multipor, podobnie jak bloczki Ytong, to materiał jednorodny (izotropowy), co oznacza, że posiada on takie same właściwości we wszystkich kierunkach. Dzięki temu nie ma znaczenia kierunek przyklejania płyt, czy sposób ich docięcia. Jednocześnie Multipor to materiał trwały, o niezmiennym kształcie i wymiarach. Regulacja wilgotności Beton komórkowy posiada zdolność do absorpcji wilgoci z powietrza oraz bardzo szybkiego wysychania. Te właściwości sprawiają, że płyty Multipor można stosować także jako ocieplenie od wewnątrz bez paroizolacji. Dokładność wymiarowa Elementy Multipor produkowane są z precyzją do mm. Dzięki temu płyty Multipor dobrze do siebie przylegają, nie tworząc nieszczelności ani mostków termicznych. Duża dokładność wymiarowa ułatwia prace montażowe oraz przyspiesza czas budowy... Proces produkcji Proces produkcji mineralnych płyt Multipor jest niemal identyczny jak produkcja elementów Ytong. Multipor powstaje z naturalnych i mineralnych surowców: piasku kwarcowego, wapna, cementu i wody. Po wymieszaniu wszystkich składników w odpowiednich proporcjach oraz dodaniu środka porotwórczego (pasty aluminiowej), mieszanką zalewa się formy. Aluminium w reakcji z wodorotlenkiem wapnia tworzy uwodniony glinian wapna. Wydzielający się w tym procesie wodór spulchnia mieszankę tworząc w niej zamknięte pory, które zajmują do 95% objętości. Wodór wewnątrz porów szybko zostaje zastąpiony przez powietrze. Po rozformowaniu blok betonu komórkowego cięty jest mechanicznie do formatu płyt o odpowiednich wymiarach, które umieszczane są w autoklawach. W trakcie autoklawizacji Multipor uzyskuje swoje ostateczne właściwości oraz kształt, a przed pakowaniem poddawany jest jeszcze hydrofobizacji Wypełnianie form Dozowanie Mieszanie Dojrzewanie form Surowce: Piasek Woda Wapno Cement Pasta aluminiowa.3. Asortyment.3.. Mineralne płyty izolacyjne Multipor Mineralne płyty izolacyjne Multipor dostępne są w szerokim asortymencie grubości od 5 do 0 cm. Na zamówienie możliwe jest również dostarczenie elementów o grubości do 30 cm. Elementy Multipor pakowane są w małe pakiety po 3 0 sztuk, które umieszczane są na standardowych paletach drewnianych. Taki sposób pakowania chroni wyroby przed uszkodzeniem w trakcie transportu. Tab.. Mineralne płyty izolacyjne Multipor asortyment Opis elementu Multipor Grubość.3.. Zaprawa lekka Multipor Wysokość Liczba elementów na palecie [szt.] Średnia wydajność z palety [m ] Masa palety [mm] [mm] [kg] , , x , , * 4 7, * 8 5,4 69 Zużycie płyt [szt./m ] , , , ,85 65 Multipor ** x , , , , , ,4 65 Multipor do ościeży x ,6 0 6,7 * płyty dostępne na zamówienie ** płyty dostępne na zamówienie; dodatkowo możliwość produkcji płyt o grubości 0, 40, 60, 80 i 300 mm 3,33 Zużycie zaprawy [kg/m ] 3,6 (klejenie) lub 4,0 (szpachlowanie) 3,6 (klejenie) lub 4,0 (szpachlowanie) Odporność ogniowa Multipor jest materiałem w pełni mineralnym, przez co także niepalnym. Zalicza się go do klasy A reakcji na ogień podczas pożaru nie ulega zapłonowi, nie wydziela dymu, nie topi się. Pozwala to na bezpieczne stosowanie płyt izolacyjnych jako ocieplenie zarówno od zewnątrz, jak i wewnątrz. Przegrody ocieplone płytami Multipor wykazują się także zwiększoną odpornością ogniową ze względu na izolacyjność termiczną. Hydrofobizacja Suszenie Autoklawizacja Pakowanie Wycinanie płyt Rys.. Schemat procesu produkcji mineralnych płyt izolacyjnych Multipor. Zaprawa lekka Multipor jest specjalnie przygotowaną mieszanką białego cementu, wapna hydratyzowanego, lekkich wypełniaczy oraz domieszek, gotową do zarobienia wodą. Służy do klejenia płyt Multipor do podłoża, do szpachlowania i wykonywania warstwy zbrojonej siatką z włókna szklanego na powierzchni płyt Multipor, do szpachlowanie i naprawy niewielkich ubytków podłoża w starych tynkach. Może także stanowić wierzchnią warstwę wyprawy tynkarskiej / wykończenia cienkowarstwowego. 8 9

6 .4. Właściwości płyt Multipor Mineralne płyty Multipor stanowią wyjątkowo lekką odmianę betonu komórkowego. Charakteryzują się bardzo wysoką izolacyjnością termiczną, niskim oporem dyfuzyjnym oraz niepalnością. Izolacyjność termiczna Płyty Multipor charakteryzują się bardzo małą zależnością izolacyjności termicznej od wilgotności. Zjawisko to opisuje współczynnik konwersji z uwagi na wilgotność f u. Im mniejsza wartość f u tym mniejszy wpływ wilgotności na izolacyjność termiczną materiału. Zależność izolacyjności termicznej od wilgotności materiału opisuje wzór (na podstawie normy PN-EN ISO 0456): λ D = F m λ 0,dry [W/(mK)] () F m = e f u (u -u ) () Tab.. Mineralne płyty izolacyjne Multipor parametry techniczne λ D obliczeniowa wartość współczynnika przewodzenia ciepła [W/(mK)] λ 0,dry wartość współczynnika przewodzenia ciepła w stanie powietrzno-suchym [W/(mK)] F m czynnik konwersji z uwagi na wilgotność f u współczynnik konwersji z uwagi na wilgotność wyrażony w stosunku masy wilgoci do masy materiału u masowa zawartość wilgoci w materiale w stanie powietrzno-suchym, u = 0,00 kg/kg u przewidywana masowa zawartość wilgoci w materiale [kg/kg] Wartości f u odnoszących się do większości materiałów powszechnie stosowanych w budownictwie podaje norma PN-EN ISO W tablicy 4 podano wartości współczynników konwersji f u odnoszących się do płyt Multipor w zależności od warunków otoczenia na podstawie Europejskiej Aprobaty Technicznej ETA Parametr Wartość Gęstość objętościowa, ρ [kg/m 3 ] 5 Współczynnik przewodzenia ciepła w stanie suchym, λ 0,dry [W/(mK)] 0,04 wartość obliczeniowa, λ D [W/(mK)] 0,043 Przenikanie pary wodnej współczynnik oporu dyfuzyjnego, μ 3 przepuszczalność pary wodnej, δ [kg/(m s Pa)] 0, Wytrzymałość na ściskanie w stanie suchym [kpa] 300 Średnia wytrzymałość na rozciąganie [kpa] 80 Odkształcenie pod ciężarem kn [mm],0 Reakcja na ogień klasa A Sorpcja [%-masy] 6 Absorpcja wody krótki kontakt z wodą, W P [kg/m²],0 długi kontakt z wodą, W PL [kg/m²] 3,0 Współczynnik pochłaniania dźwięku α w (klasa absorpcji dźwięku D wg EN ISO 654) 35% Wartość ph 0,0 Tab. 3. Mineralne płyty izolacyjne Multipor do ościeży - parametry techniczne Parametr Wartość Gęstość objętościowa, ρ [kg/m 3 ] 50 Współczynnik przewodzenia ciepła w stanie suchym, λ 0,dry [W/(mK)] 0,050 wartość obliczeniowa, λ D [W/(mK)] 0,053 Reakcja na ogień klasa A Zawartość wilgoci w materiale zależeć może od różnych czynników, przede wszystkim: temperatury i wilgotności powietrza; zjawisk fizycznych zachodzących w przegrodzie (dyfuzja i kondensacja pary wodnej); zewnętrznych źródeł wilgoci. W tablicy 5 podano wartość wilgotności płyt Multipor w zależności od wilgotności powietrza. Przedstawione dane pochodzą z Europejskiej Aprobaty Technicznej ETA oraz wyników badań sorpcji-desorpcji. Sorpcja-desorpcja Płyty Multipor charakteryzują się bardzo niskim oporem dyfuzyjnym. Oznacza to, że para wodna ma możliwość swobodnego wnikania w porowatą strukturę płyt. W przypadku konstrukcji ocieplonych od wewnątrz może się to wiązać ze zjawiskiem wykraplania pary wewnątrz materiału, wynikającym z gradientu temperatury. Z tego powodu niezwykle istotną właściwością płyt Multipor jest zdolność do oddawania wilgoci do otoczenia. Wzrost wilgotności powietrza powoduje, że w każdym materiale wzrasta zawartość wilgoci na skutek sorpcji. Cząsteczki pary wodnej transportowanej przez pory materiału mogą osadzać się na ścianach porów wewnątrz materiału na skutek słabych oddziaływań van der Waalsa. W efekcie na powierzchni ścian porów powstaje jedno- lub wielowarstwowy film cząsteczek wody. Zjawisko to zachodzi w zakresie do 95% wilgotności względnej. Wzrost wilgotności materiału wraz ze wzrostem wilgotności powietrza opisuje krzywa sorpcji. Krzywa desorpcji odnosi się do sytuacji odwrotnej, tzn. spadku zawartości wilgoci w materiale, na skutek spadku wilgotności względnej otoczenia. Im mniejsza różnica krzywej histerezy sorpcji-desopcji, tym wyższa zdolność materiału do oddawania gromadzonej wilgoci. Mineralne płyty Multipor wykazują się takimi właściwościami. Na podstawie badań sorpcji-desorpcji stwierdzono, że krzywe sorpcji i desorpcji praktycznie się pokrywają. Z tego powodu do opisu zawartości wilgoci w płytach Multipor przyjmuje się tylko krzywą sorpcji (rys. ). Zawartość wilgoci [m 3 /m 3 ] 0, 0,0 0,00 0% 0% 40% 60% 80% 00% Wilgotność względna Rys.. Krzywa sorpcji mineralnych płyt Mutlipor na podstawie badań sorpcji-desorpcji Tab. 4. Wartości współczynników konwersji f u płyt Multipor wg ETA Warunki otoczenia temperatura wilgotność względna Współczynnik konwersji z uwagi na wilgotność 3 C 50% 0,4 3 C 80% 0,96 Tab. 5. Wilgotność płyt Multipor w zależności od warunków otoczenia wg ETA Warunki otoczenia temp. wilgotność względna f u Zawartość wilgoci u [kg/kg] 3 C 50% 0,08 3 C 80% 0,03 Ochrona przeciwpożarowa Płyty Multipor podnoszą odporność ogniową ocieplanych elementów konstrukcyjnych. Wykonane badania wykazały, że montaż tych płyt pomaga uzyskać wyższe parametry odporności ogniowej stropu, a ich zastosowanie stanowi ochronę zbrojenia płyt konstrukcyjnych podczas pożaru. cm płyty Multipor =,5 cm otuliny betonowej 5 cm płyty Multipor = REI 360 dla stropu żelbetowego o grubości cm 0

7 .5. Ocieplenie od wewnątrz Ocieplenie od wewnątrz wiąże się zazwyczaj ze zjawiskiem wnikania pary wodnej w strukturę przegrody i jej kondensacji pod wpływem gwałtownego gradientu temperatury. Z tego powodu bardzo często spotykanym rozwiązaniem jest stosowanie materiałów paroszczelnych na wewnętrznej powierzchni przegrody. Konstrukcja taka może jednak powodować uwięzienie wilgotnego powietrza wewnątrz przegrody pod barierą paroszczelną. Podstawą funkcjonowania przegród ocieplonych od wewnątrz płytami Multipor jest zapewnienie swobodnego przepływu pary wodnej w obu kierunkach: z pomieszczenia do wnętrza przegrody i z powrotem. Proces ten wiąże się oczywiście ze zjawiskiem wykraplania pary wodnej na granicy izolacji termicznej i ocieplonego muru. Zimą różnica ciśnień pary wodnej pomiędzy środowiskiem wewnętrznym i zewnętrznym powoduje wnikanie pary w strukturę paroprzepuszczalnej warstwy izolacji termicznej Multipor. Znaczne obniżenie temperatury na styku izolacji oraz muru (w stosunku do temperatury pomieszczenia) powoduje kondensację wewnątrz porów płyt Multipor (rys. 3a, b). W pierwszej kolejności para wodna wykrapla się na wewnętrznych ściankach porów. Duża zawartość porów powietrza (ok. 95% objętości) sprawia, że większość porów pozostaje wypełniona jedynie w niewielkim stopniu, utrzymując wysoką izolacyjność termiczną płyt Multipor oraz nie powodując uszkodzeń mechanicznych pod wpływem ujemnych temperatur i zamarzania wody. W okresie letnim temperatura wewnątrz przegrody podnosi się, przez co wilgoć zgromadzona wewnątrz porów płyt Multipor przechodzi w stan pary wodnej. Wysokie ciśnienie pary wodnej wewnątrz przegrody oraz niższe wewnątrz pomieszczenia powoduje, że przegroda w naturalny sposób wysycha (rys. 3c). Brak izolacji paroszczelnej oraz właściwości płyt Multipor sprawiają, że warstwa ocieplenia od wewnątrz aktywnie uczestniczy w procesie zmian wilgotności pomieszczeń. Zdolność do pochłaniania pary wodnej ogranicza zjawisko wykroplenia pary na wewnętrznej powierzchni ścian oraz zmniejsza ryzyko rozwoju pleśni. Płyty Multipor mocuje się całą powierzchnią do ściany za pomocą systemowej zaprawy (patrz p. 6). Sposób montażu płyt sprawia, że wewnątrz przegrody nie występują szczeliny powietrza. W trakcie montażu wewnątrz przegrody, za warstwą izolacji termicznej, nie jest zamykane wilgotne powietrze z pomieszczenia, co powoduje brak możliwości rozwoju pleśni wewnątrz przegrody. (a) (b) (c) Rys. 3. Ogólna zasada funkcjonowania przegród ocieplonych od wewnątrz płytami izolacyjnymi Multipor: (a) wnikanie pary wodnej w okresie późnojesiennym, (b) kondensacja pary wodnej na przełomie zimy i wiosny, (c) wysychanie przegrody w okresie wiosenno-letnim 3. FIZYKA BUDOWLI 3.. Ciepło Ciepło to inaczej forma przekazywania energii zawartej w ośrodku (gaz, ciecz, ciało stałe). Energia ta wynika z ruchu cząstek ośrodka. Zgodnie z zasadą zachowania energii, zmiana ruchu cząstek powoduje również zmianę stanu cieplnego ośrodka. Do jego charakterystyki stosuje się pojęcie temperatury opisane przy pomocy różnych skal, m.in. Celsjusza, Kelvina lub Fahrenheita. W układzie jednostek SI temperatura ośrodka mierzona jest w stopniach Celsjusza [ C], zaś różnica temperatur w stopniach Kelvina [K]. Jeżeli w obrębie jednego ośrodka lub dwóch ośrodków przylegających do siebie występuje różnica temperatur, wówczas układ ten dąży do wyrównania stanu cieplnego, zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki. Przekazywanie ciepła następuje wówczas na drodze przewodzenia lub konwekcji. Przewodzenie ciepła oznacza bezpośrednie przekazywanie energii kinetycznej od jednej cząsteczki ośrodka do drugiej. Intensywność przewodzenia ciepła zależy od właściwości danego ośrodka (materiału) oraz gradientu temperatury. Zjawisko przewodzenia ciepła opisywane jest prawem Fouriera: q strumień ciepła przekazanego na drodze przewodzenia [W/m ]; λ współczynnik przewodzenia ciepła [W/ (mk) ]; grad T gradient temperatury po obu stronach przegrody, grad T = dt/dx [K/m]. Współczynnik przewodzenia ciepła λ jest wartością charakterystyczną dla każdego ośrodka. Jego wartość wyznacza się np. przy pomocy aparatu płytowego z czujnikiem gęstości strumienia cieplnego. Przewodzenie ciepła jest podstawowym zjawiskiem, które ma wpływ na straty ciepła w budynku. Zjawisko konwekcji (unoszenia) polega na makroskopowym ruchu ogrzanych cząstek gazu lub cieczy. Ośrodek o wyższej temperaturze charakteryzuje się niższą gęstością, co z kolei generuje ruch cząsteczek ku górze. W praktyce, obok zjawiska konwekcji swobodnej, występuje także zjawisko konwekcji wymuszonej ruchem powietrza, np. na skutek pracy wentylatora. (3) Trzecią formą wymiany energii między dwoma ciałami jest promieniowanie fal elektromagnetycznych. Z promieniowaniem wiążą się pojęcia absorpcji i emisji promieniowania. Podczas absorpcji (pochłaniania) fale elektromagnetyczne wprawiają w ruch cząstki ośrodka, zwiększając tym samym ich energię, a przez to również temperaturę. Emisja polega na zjawisku odwrotnym. W budownictwie zjawisko promieniowania uwzględnia się przede wszystkim do oceny efektywności energetycznej budynków i przegród. Absorpcję uwzględnia się przy określaniu zysków ciepła od promieniowania słonecznego. Z kolei emisyjność powierzchni przegród może mieć wpływ na ocenę straty ciepła (parametr ten jest bardzo istotny m.in. przy badaniach termowizyjnych). 3.. Transport pary wodnej W powietrzu znajduje się zawsze pewna ilość pary wodnej pochodzącej z opadów atmosferycznych, parowania wody, obecności organizmów żywych lub działania urządzeń mechanicznych. Najprostszym sposobem opisu zawartości pary wodnej w powietrzu jest wartość bezwzględna wilgotności W [g/m 3 ]. W praktyce częściej stosowanym parametrem jest ciśnienie parcjalne (cząstkowe) pary wodnej p [Pa]. Obie wartości są ze sobą powiązane zależnością: lub W wilgotność bezwzględna [g/m 3 ] p ciśnienie parcjalne pary wodnej [Pa] t temperatura powietrza [ C] T temperatura bezwzględna powietrza [K] m współczynnik objętościowego rozszerzania gazów równy /73 Z powyższych wzorów wynika, że wilgotność powietrza jest ściśle powiązana z temperaturą. Powietrze może przyjąć pewną ograniczoną ilość pary wodnej, zależnie od temperatury. Stan granicznego nasycenia parą wodną oznacza, że każda dodatkowa ilość pary dostarczona do powietrza ulegnie wykropleniu. (4) (5) 3

8 Ciśnienie nasycenia pary wodnej wynosi zależnie od temperatury: Zależność odwrotna: W praktyce, często stosowane jest pojęcie względnej wilgotności powietrza, oznaczane jako φ lub RH (ang. relative humidity). Względna wilgotność powietrza wyraża stosunek rzeczywistego ciśnienia parcjalnego pary wodnej do ciśnienia stanu nasycenia w danej temperaturze: Znając wilgotność względną oraz temperaturę powietrza, można wyznaczyć rzeczywiste ciśnienie cząstkowe pary wodnej. Zwiększenie wilgotności względnej może nastąpić w wyniku zwiększenia zawartości pary wodnej w powietrzu lub przez obniżenie temperatury powietrza. Ciśnienie pary wodnej [Pa] 4 500, , , ,00 500,00 000,00 500,00 000,00 500,00 - (6) (7) (8) Transport pary wodnej w powietrzu odbywa się samoistnie, w wyniku różnic ciśnień pary w dwóch różnych obszarach, lub w sposób wymuszony przez wentylację. Samoistny transport pary wodnej następuje także w wyniku różnic ciśnień po dwóch stronach przegród nieprzeźroczystych. Zjawisko przenikania (dyfuzji) pary wodnej przez przegrody opisywane jest pierwszym prawem Ficka: ρ G v G strumień pary wodnej (gęstość x prędkość) [kg/(m s)] δ współczynnik dyfuzji pary wodnej [kg/(m s Pa)] grad p gradient ciśnienia pary wodnej po obu stronach przegrody, grad p = dp/dx [Pa/m]. Współczynnik δ jest wartością charakterystyczną dla każdego ośrodka. Obok współczynnika dyfuzji δ, do opisu przepuszczalności pary wodnej stosuje się również współczynnik oporu dyfuzyjnego μ, którego wartość wynika z porównania przepuszczalności danego materiału z przepuszczalnością warstwy powietrza. (9) (0) μ współczynnik oporu dyfuzyjnego δ współczynnik dyfuzji pary wodnej materiału δ 0 współczynnik dyfuzji pary wodnej powietrza, δ 0 = 0-0 [kg/(m s Pa)] Temperatura [ C] Rys. 4. Rozkład ciśnienia pary wodnej w zależności od temperatury powietrza 30,00 5,00 0,00 5,00 0,00 5,00 Wilgotność bezwzględna [g/m 3 ] Opór dyfuzyjny warstwy materiału opisuje się przy pomocy parametru s d określającego grubość warstwy powietrza równoważnej pod względem paroprzepuszczalności Kondensacja pary wodnej wewnątrz przegród () Z dyfuzją pary wodnej przez przegrody zewnętrzne nieodłącznie wiąże się zjawisko kondensacji oraz parowania. W związku z występowaniem wilgoci w postaci ciekłej, obok transportu pary wodnej, w przegrodzie zachodzi również transport wody generowany przez siły kapilarne. Kondensacja pary wodnej wewnątrz porów materiału przegrody wynika równolegle ze zjawiska transportu pary wodnej ze środowiska o wyższym stężeniu (wnętrze budynku) do środowiska o stężeniu mniejszym (na zewnątrz) oraz stopniowego obniżania się temperatury w kierunku warstw zewnętrznych (zakładając, że temperatura zewnętrzna jest niższa). W początkowej fazie nawilgacania materiałów budowlanych, pojedyncze cząsteczki pary wodnej osadzają się na powierzchni ścian porów materiału (rys. 5a). Zjawisko to wynika przede wszystkim z sorpcji, kiedy materiał w stanie suchym wyrównuje swoją wilgotność z otaczającym powietrzem. Ciśnienie pary wodnej p D wewnątrz porów jest wówczas dużo mniejsze od ciśnienia stanu nasycenia p s. Wzrost poziomu wilgotności względnej otoczenia i/lub dyfuzja pary wodnej przez przegrodę sprawia, że podnosi się również wilgotność względna wewnątrz porów materiału. Wówczas na powierzchni ścian porów tworzy się jedno-, a później wielocząsteczkowa cienka warstwa kondensatu (rys. 5b). Zjawisko to zachodzi w zakresie do 95% wilgotności względnej. W dalszym etapie, kondensat wypełnia część porów kapilarnych a transport wilgoci w znacznym stopniu odbywa się przez siły kapilarne. Dyfuzja pary wodnej występuje wyłącznie w obrębie porów niewypełnionych wodą, głównie kulistych o relatywnie dużej średnicy, w których nie zachodzi podciąganie kapilarne (rys. 5d, e). Ostatnią fazą nawilgacania jest wypełnienie porów kulistych wodą. Do tego zjawiska dochodzi niezwykle rzadko, wyłącznie pod wpływem sił zewnętrznych - bardzo intensywnej dyfuzji i kondensacji pary wodnej pod wpływem gradientu wilgotności powietrza lub bezpośredniego kontaktu materiału z wodą pod ciśnieniem. Wilgotność względna powietrza wewnątrz porów wynosi w tej fazie zawsze 00%. Należy zwrócić uwagę, że (zazwyczaj w warunkach zimowych) w trakcie sorpcji cząsteczek pary wodnej ciągła warstwa wody na powierzchni ścian porów jest tym grubsza, im bliżej powierzchni zewnętrznej przegrody. Wynika to z faktu, że wilgotność względna powietrza jest wyższa na zewnętrz niż wewnątrz budynku zatem im bliżej powierzchni zewnętrznej przegrody, tym więcej pary wodnej wykropli się w porach materiału. Zjawisko to powoduje występowanie tzw. dyfuzji powierzchniowej cząsteczki wody z grubszych warstw kondensatu przemieszczają się w kierunku warstw cieńszych, czyli w kierunku wewnętrznej powierzchni przegrody (rys. 6). Należy jednocześnie pamiętać, że dyfuzja powierzchniowa jest formą transportu wody, a nie pary wodnej. (a) (c) (e) Rys. 5. Schemat dyfuzji i transportu kapilarnego wilgoci w porowatym materiale higroskopowym: (a) dyfuzja pary wodnej i adsorpcja pojedynczych cząstek pary do ścian porów, (b) powstanie ciągłej warstwy wody na powierzchni ścian porów, (c) początek transportu kapilarnego, (d) koniec dyfuzji pary wodnej, (e) nawilgacanie pod wpływem sił zewnętrznych, (f) całkowite wypełnienie porów wodą (b) (d) (f) 4 5

9 (a) Rys. 6. Schemat transportu wilgoci w porowatym materiale higroskopowym w warunkach zimowych (wilgotność względna powietrza wyższa po stronie zewnętrznej): (a) dyfuzja pary wodnej i adsorpcja pojedynczych cząstek pary do ścian porów (b) równoległa dyfuzja pary wodnej i transport wody w cienkiej warstwie na powierzchni ścian porów (c) transport kapilarny wody (b) (c) Znając wartości średnich miesięcznych temperatur oraz ciśnienia pary wodnej w środowisku zewnętrznym oraz różnicę ciśnień pary wodnej pomiędzy klimatem zewnętrznym i wewnętrznym, wyznacza się wilgotność powietrza wewnątrz budynku z 0-cio procentowym marginesem bezpieczeństwa: p i = p e +, Δp [Pa] () (3) p i ciśnienie pary wodnej wewnątrz budynku [Pa] p e ciśnienie pary wodnej w środowisku zewnętrznym [Pa] Δp różnica ciśnień pomiędzy środowiskiem zewnętrznym i wewnętrznym na podstawie PN-EN ISO 3788 (rys. 7) 3.4. Warunki klimatyczne Kluczowym czynnikiem wpływającym na pracę cieplno-wilgotnościową przegrody są warunki klimatyczne panujące w środowisku zewnętrznym i wewnętrznym. Wpływają one zarówno na możliwość kondensacji pary na wewnętrznej powierzchni przegród zewnętrznych, jak i zjawisko wykroplenia pary wewnątrz przegrody na styku warstw o różnym oporze dyfuzyjnym. Szczególne znaczenie ma przede wszystkim profil temperatury oraz ciśnienia pary wodnej w ciągu roku po obu stronach przegrody. Wartości temperatury i wilgotności powietrza zewnętrznego należy przyjąć zgodnie z danymi meteorologicznymi dla danej lokalizacji. Część programów komputerowych do obliczeń cieplno-wilgotnościowych, zarówno tych podstawowych, jak i bardziej zaawansowanych, posiada w swoich bazach zdefiniowane dane klimatyczne dla różnych lokalizacji. Dane klimatyczne, tzw. typowe lata meteorologiczne znajdują się również na stronie internetowej Ministerstwa Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej ( dział świadectwa energetyczne). Dostępne dane obejmują 6 polskich miast i opisują następujące parametry w rozkładzie godzinowym: temperaturę powietrza; wilgotność względną powietrza; ciśnienie barometryczne; prędkość i kierunek wiatru; zachmurzenie; wielkość opadu; natężenie promieniowania słonecznego. Tak dokładny opis warunków klimatycznych jest szczególnie przydatny do wykonania niestacjonarnej analizy cieplno-wilgotnościowej przegrody przy pomocy modeli komputerowych. Klimat wewnętrzny określa się na podstawie: danych o projektowanych warunkach użytkowania: zakładanej wartości temperatury wewnętrznej, przewidywanej produkcji wilgoci w pomieszczeniach oraz strumieniu powietrza wentylacyjnego (krotności wymian powietrza), lub Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia kwietnia 00 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Załącznik p..., lub normy PN-EN ISO 3788, załącznik A. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury określa, że dla pomieszczeń o temperaturze wewnętrznej t i 0 C średnia miesięczna wartość wilgotności względnej powietrza wewnętrznego jest równa φ = 50%. Norma PN-EN ISO 3788 stwierdza, że warunki wewnętrzne (wilgotność powietrza) mogą być określane na podstawie średniej miesięcznej temperatury zewnętrznej w zależności od przeznaczenia budynku (tab. 5, rys. 7). Do obliczeń zaleca się przyjmować górną wartość graniczną wilgotności dla danej klasy, o ile nie ma przesłanek do przyjęcia niższego obciążenia wilgocią. Tab. 6. Klasy wilgotności powietrza wewnętrznego w zależności od przeznaczenia obiektu Klasa wilgotności Różnica bezwględnej wilgotności powietrza, Δw [kg/m 3 ] Przeznaczenie budynku powierzchnia magazynowa biura, sklepy 3 mieszkania mało zagęszczone 4 mieszkania mało zagęszczone, hale sportowe, kuchnie, stołówki, budynki ogrzewane grzejnikami gazowymi bez przewodów spalinowych 5 budynki specjalne, np. pralnie, baseny, browary 0,009 0,008 0,007 0,006 0,005 0,004 0,003 0,00 0, Temperatura powietrza zewnętrznego [ C] Różnica ciśnień pary wodnej, Δp [Pa] Rys. 7. Różnica wilgotności powietrza w podziale na klasy wilgotności w zależności od temperatury zewnętrznej 6 7

10 3.5. Rozwój pleśni Pleśnie to popularna nazwa grupy grzybów saprofitycznych (cudzożywnych). W środowisku występują setki różnych gatunków pleśni, różniących się warunkami rozwoju oraz wpływem na środowisko zewnętrzne (w tym na zdrowie ludzi i zwierząt). Część grzybów pleśniowych pozostaje nieszkodliwa dla ludzi. Co więcej, niektóre gatunki pleśni wykorzystywane są do produkcji artykułów spożywczych lub leków. Istnieją jednak gatunki szkodzące człowiekowi, powodując m.in. alergie, choroby przewlekłe, lub nawet mające działanie rakotwórcze. Pleśnie rozprzestrzeniają się poprzez zarodniki, które znajdują się niemal w każdym środowisku. Są one w stanie przetrwać wiele lat bez germinacji (kiełkowania), będąc niezwykle odporne na chemikalia oraz temperaturę. Jednocześnie jest ich bardzo wiele oraz potrafią się bardzo szybko rozprzestrzeniać. Po osadzeniu się na podłożu zarodniki kiełkują, w efekcie czego powstają pojedyncze strzępki (niewidoczne dla oka nieuzbrojonego). Pleśń staje się widoczna dopiero, gdy strzępki zaczynają formować kolonię na powierzchni podłoża grzybnię. Z grzybni wyrastają owocniki, które produkują kolejne zarodniki. Tab. 7. Warunki rozwoju pleśni oraz sposoby jej zwalczania Warunki konieczne do rozwoju pleśni (patrz też: rys. 9) podłoże, na którym znajduje się pokarm (martwa substancja organiczna, np. warstwa kurzu); temperatura w zakresie od 0 C do 60 C (optymalnie od 5 C do 35 C); wilgotność względna powietrza powyżej 75-80% (zależnie od rodzaju podłoża i temperatury); odpowiednia ilość czasu (różna w zależności od gatunku pleśni i czynników zewnętrznych). Rys. 8. Cykl rozwoju grzybów pleśniowych W tablicy 6 podano warunki rozwoju pleśni oraz możliwe metody jej unikania i powstrzymywania. W praktyce najskuteczniejszą metodą powstrzymania rozwoju pleśni jest kontrola wilgotności powietrza. Podwyższona wilgotność może być spowodowana jednym lub kilkoma z czynników opisanych w tablicy 7. Niezwykle istotna pozostaje zatem kontrola wilgotności pomieszczeń, przede wszystkim poprzez zapewnienie odpowiedniej wentylacji. W przypadku konstrukcji budowlanych dochodzi przede wszystkim do powierzchniowego porażenia materiałów. W konsekwencji występowanie pleśni objawia się widocznym nalotem najczęściej na wewnętrznej powierzchni przegród zewnętrznych. Wszechobecność zarodników pleśni może również doprowadzić do ich zamknięcia wewnątrz konstrukcji przegrody w trakcie jej wznoszenia lub modernizacji. Dzieje się tak szczególnie w przypadku przegród warstwowych, w których (często z założenia) występują niewentylowane szczeliny powietrza. Sytuacja taka może dotyczyć m.in. ocieplania od wewnątrz przy użyciu płyt gipsowo-kartonowych montowanych na stelażu. Sposoby zwalczania pleśni w budynkach przed wystąpieniem porażenia utrzymywanie odpowiedniej wilgotności powietrza poprzez wentylację i ogrzewanie; obniżenie wpływu mostków cieplnych na izolacyjność termiczną przegród budynku (np. poprzez dodatkowe ocieplenie); kontrola cyrkulacji powietrza na wewnętrznej powierzchni przegród (np. w narożach, za meblami); utrzymywanie odpowiedniej czystości pomieszczeń. po wystąpieniu porażenia usunięcie pleśni przy użyciu środków chemicznych, mechanicznych lub wysokiej temperatury (metody często niemożliwe do zastosowania) pokrycie lub zasłonięcie porażonej powierzchni, np. tapetą, farbą (metoda mało skuteczna); odnalezienie i usunięcie źródła występowania pleśni (np. mostek termiczny, niedostateczna wentylacja, itd.); naprawa lub wymiana porażonej powierzchni. Tab. 8. Przyczyny podwyższonej wilgotności względnej pomieszczeń Źródło wilgoci Wysoka produkcja pary wodnej wewnątrz pomieszczeń Niedostateczne ogrzewanie pomieszczeń Niedostateczna wentylacja pomieszczeń Nieszczelność (powietrzna) przegród zewnętrznych Występowanie mostków termicznych Wysoka wilgotność technologiczna elementów konstrukcji Wnikanie wody opadowej w głąb elementów konstrukcji Zawilgocenie przegród na skutek kondensacji pary wodnej Podłoże z grupy I podłoże dobrze strawne (np. tapeta papierowa, płyty gipsowo-kartonowe) Podłoże z grupy II podłoże porowate (np. materiały mineralne, materiały izolacyjne, drewno) Wilgotność względna [%] Opis Stała, intensywna produkcja pary wodnej przyczynia się do wzrostu wilgotności pomieszczeń. Zwiększa się przez to wilgotność względna oraz nasila dyfuzyjny transport pary wodnej przez przegrody zewnętrzne, co może prowadzić do zwiększenia kondensacji wewnątrz przegrody. Obniżona temperatura powietrza wewnętrznego przyczynia się do wzrostu wilgotności względnej. Zbyt mała ilość wymian powietrza w pomieszczeniu powoduje wzrost wilgotności względnej. Wszelkie nieszczelności konstrukcji stanowią mostki termiczne oraz mogą powodować nawilgacanie wewnętrznych powierzchni przegród. Na wewnętrznej powierzchni mostków termicznych występuje niższa temperatura niż na pozostałej części przegrody. W efekcie w pobliżu mostków termicznych wilgotność względna jest wyższa niż w całym pomieszczeniu. Brak odpowiednich przerw technologicznych podczas wznoszenia konstrukcji uniemożliwia jej wyschnięcie przed ociepleniem lub rozpoczęciem użytkowania budynku. W konsekwencji konstrukcja długo utrzymuje wysoką zawartość wilgoci powodując także stały wzrost wilgotności pomieszczeń (szczególnie w przypadku przegród ocieplonych od zewnątrz). Nieszczelność izolacji przeciwwodnej lub jej nieprawidłowe wykonanie powoduje wzrost wilgotności przegród. Źle dobrana lub wykonana konstrukcja przegrody może powodować niespełnienie warunków opisanych w p. 4.. Długo utrzymująca się i duża zawartość wilgoci w przegrodzie może zwiększyć jej podatność na porażenie pleśnią dni LIM I Rys. 9. Warunki rozwoju pleśni w zależności od rodzaju podłoża oraz wilgotności względnej i temperatury dzień dni 4 dni 8 dni dzień dni 4 dni 8 dni 6 dni LIM II mm/doba 4 mm/doba 3 mm/doba mm/doba mm/doba Temperatura [ C] LIM I 4 mm/doba 3 mm/doba mm/doba mm/doba Źródło: Dipl.-Phys. Klaus Sedlbauer, Vorhersage von Schimmelpilzbildung auf und in Bauteilen, rozprawa doktorska, Universität Stuttgart 00 LIM II 8 9

11 4. WYMAGANIA PRAWNE 4.. Wymagania dotyczące ochrony termicznej budynków ży włączyć zużycie energii pierwotnej do oświetlenia wbudowanego. Z tego względu wartość EP max można zwiększyć o ΔEP L = 50 kwh/(m rok) lub ΔEP L = 00 kwh/(m rok), a od roku 0 o ΔEP L = 5 kwh/(m rok) lub ΔEP L = 50 kwh/(m rok), w zależności od czasu działania oświetlenia w ciągu roku. Zgodnie z 38, ustęp Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia kwietnia 00 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (z poźniejszymi zmianami) budynek i jego instalacje powinny być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby ilość ciepła, chłodu i energii elektrycznej, potrzebnych do użytkowania budynku zgodnie z jego przeznaczeniem, można było utrzymać na racjonalnie niskim poziomie. Ostatnia zmiana ww. rozporządzenia, która weszła w życie zmieniła dotychczasowe przepisy różnicujące wymagania ochrony termicznej budynków projektowanych i przebudowywanych. Do dla budynków projektowanych powyższe wymaganie uznane było za spełnione:. Gdy przegrody zewnętrzne budynku (tab. 9) oraz technika instalacyjna odpowiadają wymaganiom izolacyjności cieplnej oraz powierzchnia okien spełnia wymagania określone w p.. załącznika nr do Rozporządzenia; lub. Gdy wartość wskaźnika EP [kwh/(m rok)] określającego roczne obliczeniowe zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania, chłodzenia, wentylacji, przygotowania ciepłej wody użytkowej, a także oświetlenia wbudowanego jest mniejsza od wartości granicznych EP max określonych w zależności od współczynnika kształtu budynku. Dodatkowo przegrody zewnętrzne budynku powinny spełniać wymagania izolacyjności termicznej niezbędnej dla zabezpieczenia przed kondensacją pary wodnej (patrz p.5.3). Dla budynków przebudowywanych dopuszczano zwiększenie średniego współczynnika przenikania ciepła o nie więcej niż 5% w porównaniu z budynkiem nowym o takiej samej geometrii i sposobie użytkowania. Od budynki projektowane muszą spełnić jednocześnie wymaganie co do maksymalnego zapotrzebowania na energię pierwotną EP oraz minimalnej izolacyjności termicznej przegród wyrażonej współczynnikiem przenikania ciepła U [W/m K]. Budynki przebudowywane muszą spełnić wymaganie jedynie względem minimalnej izolacyjności termicznej przegród. Jednocześnie izolacyjność termiczna przegród budynków po przebudowie musi być taka sama jak w obiektach projektowanych. Wartości współczynnika przenikania ciepła U C ścian, stropów i stropodachów dla wszystkich rodzajów budynków, uwzględniające poprawki ze względu na pustki powietrzne w warstwie izolacji, łączniki mechaniczne przechodzące przez warstwę izolacyjną oraz opady na dach o odwróconym układzie warstw, obliczone zgodnie z Polskimi Normami dotyczącymi obliczania oporu cieplnego i współczynnika przenikania ciepła oraz przenoszenia ciepła przez grunt, nie mogą być większe niż wartości U C (max) określone w tab. 9. Dla budynku produkcyjnego, magazynowego i gospodarczego dopuszcza się większe wartości współczynnika U niż U C (max) oraz U określone w pkt.. (max) i.., jeżeli uzasadnia to rachunek efektywności ekonomicznej inwestycji, obejmujący koszty budowy i eksploatacji budynku. Zmiana rozporządzenia wprowadziła zmianę sposobu obliczania wartości maksymalnej wskaźnika EP, która zakłada ustalenie stałej wartości EP max wobec wszystkich budynków (tab. 0). W przypadku budynków wyposażonych w instalację chłodzenia zezwala się na zwiększenie wartości EP max : w budynkach mieszkalnych jedno- i wielorodzinnych o dziesięciokrotność stosunku powierzchni chłodzonej do ogrzewanej (ΔEP C = 0 A f, C /A f ), a od roku 0 pięciokrotność (ΔEP C = 5 A f, C /A f ); w budynkach zamieszkania zbiorowego, użyteczności publicznej oraz gospodarczych, magazynowych i produkcyjnych o dwudziestopięciokrotność powierzchni chłodzonej do ogrzewanej (ΔEP C = 5 A f, C /A f ). W przypadku budynków zamieszkania zbiorowego, użyteczności publicznej oraz gospodarczych, magazynowych i produkcyjnych do wartości EP nale- Tab. 9. Wymagania izolacyjności termicznej przegród Ściany zewnętrzne: a) przy t i > 6 C b) przy t i 6 C c) pozostałe Ściany wewnętrzne: a) gdy różnica temperatur Δ t i 8 C oraz przy klatce schodowej, korytarzu b) gdy różnica temperatur t i < 8 C c) pomiędzy pomieszczeniami ogrzewanymi i nieogrzewanymi Ściany przyległe do szczelin dylatacyjnych o szerokości: a) do 5 cm, trwale zamkniętych i wypełnionych izolacją cieplną na głębokości co najmniej 0 cm b) pozostałe Ściany nieogrzewanych kondygnacji podziemnych Dachy, stropodachy, stropy mające styczność z powietrzem zewnętrznym: a) przy t i > 6 C b) przy t i 8 C c) pozostałe Podłogi na gruncie a) przy t i 6 C b) przy t i 8 C c) pozostałe Stropy nad ogrzewanym pomieszczeniem podziemnym i międzykondygnacyjne a) gdy różnica temperatur Δ t i 8 C b) gdy różnica temperatur Δ t i < 8 C c) pomiędzy pomieszczeniami ogrzewanymi i nieogrzewanymi Stropy nad pomieszczeniami nieogrzewanymi a) przy t i 6 C b) przy t i 8 C c) pozostałe Od Od Od ,5 0,45 0,90,00 0,70 0,0 0,30 0,70 0,3 0,45 0,90,00 bez wymagań 0,70,00 0,70 bez wymagań 0,8 0,30 0,70 0,30,50,0,00 bez wymagań 0,5 0,5 0,30,00 Tab. 0. Maksymalne wartości EP H+W na potrzeby ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody Budynek mieszkalny jednorodzinny wielorodzinny 0,0 0,45 0,90,00 0,70 0,5 0,30 0,70 Rodzaj budynku od od od Zamieszkania zbiorowego Budynek użyteczności publicznej: Opieki zdrowotnej Pozostałe Budynek gospodarczy, magazynowy, produkcyjny

12 4.. Wymagania co do ochrony przed kondensacją pary wodnej 5. PROJEKTOWANIE OCIEPLENIA OD WEWNĄTRZ Ochrona przed kondensacją pary wodnej na powierzchni oraz wewnątrz przegrody związana jest przede wszystkim z ograniczeniem ryzyka powstania zagrzybienia. Wymagania co do ochrony nieprzezroczystych przegród zewnętrznych przed kondensacją pary wodnej określa 3 Rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie: Na wewnętrznej powierzchni przegrody nie może występować kondensacja pary wodnej umożliwiająca rozwój grzybów pleśniowych. We wnętrzu przegrody nie może występować narastające w kolejnych latach zawilgocenie spowodowane kondensacją pary wodnej. Dopuszcza się przy tym kondensację pary wodnej, wewnątrz przegrody w okresie zimowym, o ile struktura przegrody umożliwi wyparowanie kondensatu w okresie letnim i nie nastąpi przy tym degradacja materiałów budowlanych przegrody na skutek tej kondensacji. W celu zachowania pierwszego warunku, rozwiązania przegród zewnętrznych i ich węzłów konstrukcyjnych powinny charakteryzować się współczynnikiem temperaturowym f Rsi o wartości nie mniejszej niż wymagana wartość krytyczna f Rsi, min obliczona zgodnie z PN-EN ISO 3788 (patrz: p. 5. oraz Przykład ). Dodatkowo w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej, wartość krytyczną f Rsi dla pomieszczeń o temperaturze wewnętrznej t i 0 C należy określać przy założeniu, że średnia miesięczna wartość wilgotności względnej powietrza wewnętrznego jest równa φ = 50%. Jednocześnie dopuszcza się przyjmowanie wymaganej wartości f Rsi, min równej 0,7. Zgodnie z Rozporządzeniem, wartość współczynnika temperaturowego f Rsi należy sprawdzić zarówno dla samej przegrody, jak i dla mostków cieplnych. Konieczność sprawdzenia mostków cieplnych wynika z faktu, że właśnie ich powierzchnia jest najbardziej narażona na rozwój pleśni. Sprawdzenia drugiego warunku można dokonać przy pomocy obliczeń metodą Glasera, która porównuje rozkład ciśnienia rzeczywistego pary wodnej i ciśnienia stanu nasycenia (patrz: p. 5.4 oraz Przykład 3). Innym sposobem jest dokonanie analizy niestacjonarnej przy pomocy zaawansowanych programów komputerowych (patrz: p. 5.5). Jednocześnie Rozporządzenie zastrzega, że konieczność obliczenia kondensacji i parowania wewnątrz projektowanych przegród nie dotyczy przegród, o których z praktyki wiadomo, że zjawisko kondensacji w nich nie występuje. Ze względu na ochronę przed zagrzybieniem, 3 ustęp Rozporządzenia wymaga, aby rozwiązania materiałowo-konstrukcyjne zewnętrznych przegród budynku oraz wewnętrzne warunki cieplno-wilgotnościowe uniemożliwiały powstanie zagrzybienia. Oznacza to, że stosowane materiały powinny być odporne na biodegradację, zaś system wentylacji należy projektować tak, aby ilość wymian powietrza gwarantowała odpowiednią wilgotność powietrza przy założonej ilości produkcji pary wodnej. 5.. Izolacja od wewnątrz i od zewnątrz Pod względem izolacyjności termicznej całej przegrody, kolejność położenia warstw przegrody nie ma znaczenia, bowiem izolacyjność termiczna wynika jedynie z sumy oporów cieplnych poszczególnych warstw. Pomimo to kolejność warstw ma znaczny wpływ na sposób pracy przegrody ze względu na pozostałe zjawiska cieplno-wilgotnościowe. W fizyce budowli jedną z właściwości opisujących funkcjonowanie przegród budynku jest tzw. bezwładność termiczna (lub akumulacyjność cieplna). Może być ona definiowana za pomocą różnych parametrów, przy czym najczęściej stosowane to: pojemność cieplna (powierzchniowa) wyraża ilość ciepła niezbędną do podniesienia temperatury m warstwy materiału (o danej grubości) o K: (4) czas oddawania ciepła czas, w którym temperatura m warstwy materiału spada o K przy różnicy temperatur wewnątrz i na zewnątrz wynoszącej ΔT = K: (5) aktywność cieplna opisuje zdolność materiału do oddawania lub pobierania ciepła z przyległych ośrodków (cieczy lub ciał stałych): c ciepło właściwe [J/(kg K)] ρ gęstość materiału [kg/m 3 ] d grubość warstwy materiału [m] λ współczynnik przewodzenia ciepła [W/(m K)] (6) Na wszystkie powyższe czynniki wpływ ma ciepło właściwe materiału oraz jego gęstość. Im większy ciężar materiału, tym więcej ciepła jest on wstanie zgromadzić oraz dłużej je oddaje (ze względu na dużą pojemność cieplną). Ciężkie materiały są również bardziej aktywne termicznie, co oznacza, że szybciej odbierają ciepło z przyległych materiałów. Istotnym czynnikiem jest również izolacyjność termiczna materiału im wyższa (mniejsza wartość λ), tym wolniej materiał oddaje zakumulowane ciepło. Materiały izolacyjne charakteryzują się wysoką izolacyjnością termiczną oraz bardzo małą gęstością. Te właściwości powodują, że warstwa ocieplenia po zewnętrznej stronie zdecydowanie spowalnia proces nagrzewania lub oziębiania się muru oraz przyczynia się do akumulacji w murze większej ilości ciepła pochodzącego z wnętrza budynku. Dzięki temu temperatura wewnątrz pomieszczeń jest bardziej stabilna. Warstwa izolacji termicznej po wewnętrznej stronie przegrody odseparowuje konstrukcję muru od ciepła znajdującego się w pomieszczeniach. Ogranicza to ilość zakumulowanego ciepła, która będzie oddawana z powrotem do wnętrza budynku. Zaletą ocieplenia od wewnątrz jest jednak zmniejszenie ilości energii koniecznej do ogrzania pomieszczeń do żądanej temperatury oraz skrócenie czasu nagrzewania. Ma to znaczenie przede wszystkim w obiektach użytkowanych nieregularnie lub w krótkich okresach, które wymagają szybkiego ogrzania. 3

13 Cechą charakterystyczną przegród ocieplonych od wewnątrz jest równomierny rozkład temperatury na powierzchni wewnętrznej (rys. 0a, a). Praktycznie na całej powierzchni ściany temperatura wynosi ok. 8 9 C. Temperatura w narożniku jest nieznacznie niższa, jednak z dużym zapasem spełnia warunek f Rsi f Rsi, min odnoszący się do ochrony przed kondensacją pary wodnej na powierzchni wewnętrznej (patrz p. 5.3). Ściana nieocieplona wykazuje nierównomierny rozkład temperatury, szczególnie w otoczeniu naroży (rys. 0b, c). W niektórych przypadkach temperatura w rogu pomieszczenia może spadać poniżej punktu rosy. Utrzymywanie się takiej sytuacji w dłuższych okresach (kilka tygodni) może prowadzić do rozwoju pleśni na wewnętrznej powierzchni ściany. (a) U = 0,3 W/(m K), ψ = 0,0377 W/(mK) W przypadku nieocieplonego muru wyraźny może być również wpływ spoin na izolacyjność termiczną. Gruba warstwa zaprawy murarskiej łączącej elementy murowe stanowi ciągły mostek termiczny na całej powierzchni muru, obniżając izolacyjność termiczną przegrody (rys. ). Rys.. Obraz termowizyjny nieocieplonej przegrody wyraźny wpływ spoin muru na izolacyjność termiczną W zależności od położenia warstw izolacyjnych w murze, rozkład temperatury będzie się różnił w sposób zasadniczy (rys. 3). Przy izolacji po zewnętrznej stronie warstwa konstrukcyjna ściany znajduje się w strefie temperatur dodatnich, często powyżej ok. 0 C (zależnie od warunków i warstwy izolacyjnej). Warstwa izolacji termicznej po stronie wewnętrznej powoduje, że mur znajduje się w strefie temperatury niskich, w tym część muru w zasięgu temperatur ujemnych. Taki rozkład temperatury w murze powoduje, że kondensacja pary wodnej na powierzchni styku izolacji termicznej i muru, nastąpi z dużo większym prawdopodobieństwem w przegrodzie ocieplonej od wewnątrz. Z tego względu projektowanie przegród ocieplonych od wewnątrz często wymaga zastosowania specjalnych modeli numerycznych. Ocieplenie od zewnątrz jest rozwiązaniem dużo prostszym do zaprojektowania. 5.. Izolacyjność termiczna przegród (a) (b) U = 0,97 W/(m K), ψ = 0,83 W/(mK) Każdy materiał posiada zdolność do przewodzenia ciepła, której miarą jest współczynnik λ [W/(mK)]. Współczynnik przewodzenia ciepła λ określa ilość ciepła przenikającą w warunkach ustalonego przepływu w ciągu jednej godziny przez m płaskiej przegrody wykonanej z danego materiału o grubości m i przy różnicy temperatur na powierzchniach C. (a) Iloraz grubości warstwy materiału oraz współczynnika przewodzenia ciepła jest określany jako opór cieplny: (b) Rys. 0. Rozkład temperatury na wewnętrznej powierzchni ścian zewnętrznych badanie kamerą termowizyjną: (a) ściana ocieplona od wewnątrz płytami Multipor powierzchnia jednorodna termicznie, brak ryzyka kondensacji pary wodnej; (b) ściana nieocieplona nierównomierny rozkład temperatury (c) U =,64 W/(m K), ψ = 0,576 W/(mK) Rys.. Rozkład temperatury w narożniku ściany zewnętrznej, muru ceglanego grub. 38 cm, w przypadku: (a) ocieplenia od wewnątrz płytami Multipor grub. 0 cm; (b) ocieplenia od zewnątrz warstwą polistyrenu ekstrudowanego grub. 0 cm (λ = 0,040 W/(mK)); (c) braku ocieplenia (b) Rys. 3. Rozkład temperatury w przegrodzie z warstwą izolacji termicznej (a) po stronie zewnętrznej, (b) po stronie wewnętrznej (7) W przypadku przegród budowlanych, izolacyjność termiczna charakteryzowana jest poprzez całkowity opór cieplny R T oraz współczynnik przenikania ciepła U. Opór całkowity uwzględnia opór cieplny wszystkich warstw przegrody. Dodatkowo uwzględnia się także opór cieplny przypowierzchniowych warstw powietrza po obu stronach przegrody, czyli tzw. opór przejmowania ciepła. Wartość oporu przejmowania ciepła zależy przede wszystkim od układu przegród i kierunku przepływu ciepła (poziomy, pionowy) oraz położenia 4 5

14 powierzchni (wewnątrz, na zewnątrz). Do obliczeń projektowych, można przyjmować uśrednione wartości oporu przejmowania ciepła zgodnie z PN-EN ISO 6946 (tab. ) lub obliczyć wartości dokładne zgodnie z załącznikiem A do normy. Opór całkowity wynosi: (0). Na kres górny wpływ ma także udział każdego wycinka w polu powierzchni całej przegrody, zgodnie ze wzorem: (0) (8) Powyższy wzór odnosi się do przegród budowlanych składających się z warstw jednorodnych, w których przepływ ciepła następuje tylko w kierunku prostopadłym do powierzchni przegrody. Należy zwrócić przy tym uwagę, że opór cieplny przegrody nie zależy od kolejności ułożenia poszczególnych warstw. W przypadku przegród z warstw niejednorodnych, przepływ ciepła może następować w różnych kierunkach. Całkowity opór cieplny należy wówczas obliczyć jako średnią arytmetyczną kresu górnego i kresu dolnego oporu cieplnego. Przykładem konstrukcji składającej się z warstw niejednorodnych jest mur pruski lub drewniana więźba dachowa z wypełnioną przestrzenią między krokwiami. R T kres górny całkowitego oporu cieplnego R T kres dolny całkowitego oporu cieplnego (9) Kres górny i kres dolny oblicza się, dzieląc przegrodę na jednorodne cieplnie wycinki (prostopadłe do powierzchni przegrody) oraz warstwy (równoległe). Kres górny obliczany jest przy założeniu, że przepływ ciepła następuje tylko prostopadle do powierzchni przegrody. W związku z tym, przegrodę dzieli się na wycinki (rys. 4a), a następnie oblicza się całkowity opór cieplny każdego wycinka (z uwzględnieniem oporu przejmowania ciepła), zgodnie ze wzorem R Ta, R Tb, R Tn całkowity opór cieplny wycinka f a, f b, f n względne pole powierzchni wycinka, Σf i = Kres dolny całkowitego oporu cieplnego oblicza się zakładając, że wszystkie powierzchnie równoległe do powierzchni przegrody są izotermiczne. Przegrodę należy podzielić na warstwy (rys. 4b), a następnie obliczyć opór cieplny każdej warstwy w sposób analogiczny do wyznaczenia kresu górnego oporu cieplnego: () R ja, R jb, R jn całkowity opór cieplny wycinka w warstwie f a, f b, f n względne pole powierzchni wycinka w warstwie, Σf i = Kres dolny jest sumą oporów cieplnych poszczególnych warstw oraz oporu przejmowania ciepła: () Współczynnik przenikania ciepła U określa ilość ciepła, która w ciągu jednej godziny przenika przez przegrodę o powierzchni m i przyległe do niej warstwy powierza, przy różnicy temperatur K po obu stronach przegrody. W związku z powyższym, współczynnik U jest odwrotnie proporcjonalny do całkowitego oporu cieplnego przegrody według wzoru: Tab.. Opór przejmowania ciepła w zależności od kierunku strumienia ciepła wg PN-EN ISO 6946 Opór przejmowania ciepła R si po stronie wewnętrznej [m K/W] R se po stronie zewnętrznej [m K/W] Kierunek strumienia ciepła w górę poziomy w dół 0,0 0,3 0,7 0,04 0,04 0,04 (3) Rys. 4. Podział przegrody niejednorodnej na (a) wycinki, (b) warstwy (a) 5.3. Ochrona przed rozwojem pleśni Jak już wspomniano w p. 3., gdy ciśnienie pary wodnej osiągnie stan nasycenia, każda dodatkowa ilość pary wodnej dostarczona do powietrza ulegnie wykropleniu. Temperatura, w której wilgotność względna wynosi 00% nazywana jest punktem rosy. Jej wartość jest ściśle zależna od temperatury oraz wilgotności powietrza. W praktyce kondensacja pary wodnej następuje najczęściej w wyniku obniżenia temperatury powietrza. Sytuacja taka zachodzi w przypadku wykroplenia pary wodnej na powierzchni przegrody, gdy temperatura przegrody jest niższa od temperatury punktu rosy. Zjawisko kondensacji na powierzchni wewnętrznej przegród zewnętrznych może powodować rozwój mikroorganizmów, przede wszystkim pleśni. (b) Sprawdzenie możliwości kondensacji pary wodnej na powierzchni wewnętrznej przegród polega na wyznaczeniu współczynnika temperaturowego f Rsi przegrody i porównaniu go z wartością graniczną. Zgodnie z PN-EN ISO 3788, wilgotność względna powietrza nie powinna przekraczać 80% przy wewnętrznej powierzchni przegrody zewnętrznej. Znając wartości średnich miesięcznych temperatur oraz ciśnienia pary wodnej w środowisku zewnętrznym i wewnętrznym, wyznacza się minimalną temperaturę powierzchni wewnętrznej przegrody θ si, min dla poszczególnych miesięcy na podstawie wykresu (rys. 5) lub ze wzoru (7), przyjmując. (4) W dalszej kolejności oblicza się wartość f Rsi, min w kolejnych miesiącach roku. Jako wartość graniczną przyjmuje się wartość największą. (5) θ si, min minimalna temperatura wewnętrznej powierzchni przegrody zewnętrznej [ C] θ i temperatura środowiska wewnętrznego [ C] θ e temperatura środowiska zewnętrznego [ C] Wartość współczynnika temperaturowego f Rsi przegrody wynosi: lub (6) (7) 6 7

15 θ si temperatura wewnętrznej powierzchni przegrody zewnętrznej [ C] θ i temperatura środowiska wewnętrznego [ C] θ e temperatura środowiska zewnętrznego [ C] R T opór cieplny przegrody [m K/W] R si opór przejmowania ciepła po wewnętrznej stronie przegrody; wartość 0,5 m K/W przyjmowana zgodnie z tabelą normy PN-EN ISO 3788 Temperaturę wewnętrznej powierzchni przegrody zewnętrznej oblicza się ze wzoru: 5.4. Kondensacja pary wodnej w przegrodzie Analiza na podstawie PN-EN ISO 3788 (8) Ze względu na zróżnicowane warunki cieplno-wilgotnościowe pomiędzy środowiskiem zewnętrznym i wewnętrznym, dochodzi do zjawisk transportu ciepła i pary wodnej przez przegrodę. Transport pary wodnej zawsze następuje w kierunku od środowiska o wyższym ciśnieniu pary do środowiska o niższym ciśnieniu. Ilość pary wodnej, która wniknie w przegrodę, zależy od różnicy ciśnień po obu jej Temperatura punktu rosy [ C] 40,00 35,00 30,00 5,00 0,00 5,00 0,00 5,00 0,00-5,00 stronach oraz od oporu dyfuzyjnego poszczególnych warstw przegrody. Metoda opisana w normie PN-EN ISO 3788 (metoda Glasera) pozwala na oszacowanie rocznego bilansu wilgoci, jaka może wykroplić się w przegrodzie budowlanej w wyniku dyfuzji pary wodnej. Metoda polega na porównaniu rozkładu rzeczywistego ciśnienia pary wodnej w przegrodzie (dla zadanych warunków zewnętrznych i wewnętrznych) z rozkładem ciśnienia pary nasyconej. Warunki klimatu zewnętrznego i wewnętrznego określa się jak podano w p W tym celu przegrodę dzieli się na jednorodne warstwy o danej grubości i wyznacza opór termiczny R każdej z nich. Następnie wyznacza się temperaturę na powierzchni zewnętrznej i wewnętrznej przegrody oraz na powierzchniach stykowych poszczególnych warstw w przegrodzie. (9) θ n temperatura powierzchni stykowej dwóch warstw przegrody [ C] θ i temperatura środowiska wewnętrznego [ C] Δθ różnica temperatur pomiędzy środowiskiem zewnętrznym i wewnętrznym [K] -0, Temperatura powietrza [ C] Rys. 5. Temperatura punktu rosy w zależności od temperatury powietrza i wilgotności względnej R T całkowity opór cieplny przegrody [m K/W] R si opór przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej [m K/W] ΣR n suma oporów cieplnych warstw przegrody liczona od wewnątrz do rozpatrywanej powierzchni stykowej [m K/W] Na podstawie równania (6), na każdej powierzchni stykowej wyznacza się ciśnienie pary nasyconej. Dla każdej z jednorodnych warstw przegrody wyznacza się wartość s d na podstawie informacji o grubości warstwy i jej materiale. Ryzyko kondensacji wewnątrz przegrody najłatwiej oszacować graficznie na wykresie rozkładu ciśnienia pary nasyconej w przegrodzie w funkcji grubości równorzędnych warstw powietrza (rys. 6). Na wykres dodatkowo nanosi się rozkład ciśnienia rzeczywistego pary wodnej w postaci linii prostej pomiędzy zewnętrzną i wewnętrzną wartością ciśnienia. Do wykroplenia pary wodnej na powierzchni stykowej warstw przegrody dochodzi w miejscu, w którym wykres ciśnienia rzeczywistego pary przecina wykres ciśnienia pary nasyconej. Jeżeli oba wykresy się nie przecinają w przegrodzie nie występuje kondensacja. Ilość wykroplonej pary wodnej (strumień kondensacji) oblicza się jako różnicę pomiędzy ilością pary wodnej, która dociera do powierzchni kondensacji, a ilością przenoszoną do kolejnych warstw przegrody: (30) δ 0 współczynnik paroprzepuszczalności powietrza; δ 0 = 0-0 kg/(m s Pa) p i ciśnienie pary wodnej wewnątrz budynku [Pa] p e ciśnienie pary wodnej w środowisku zewnętrznym [Pa] p c ciśnienie pary wodnej w płaszczyźnie kondensacji; odpowiada ciśnieniu pary nasyconej [Pa] s d, T równoważna grubość warstwy powietrza odpowiadająca oporowi dyfuzyjnemu całej przegrody s d, c równoważna grubość warstwy powietrza odpowiadająca oporowi dyfuzyjnemu warstw przegrody od zewnątrz do rozpatrywanej powierzchni stykowej (a) (b) Rys. 6. Rozkład ciśnienia rzeczywistego pary wodnej i pary nasyconej w przegrodzie; (a) poziom ciśnienia rzeczywistego nie przekracza stanu nasycenia brak kondensacji; (b) kondensacja na styku warstw o małym i wysokim oporze dyfuzyjnym Jeżeli na powierzchni stykowej w przegrodzie znajduje się kondensat, przegrodę należy sprawdzić w pierwszej kolejności jak pokazano powyżej. W przypadku, gdy z obliczeń wynika, że dojdzie do kondensacji pary wodnej, oznacza to, że zawartość kondensatu w przegrodzie zwiększy się. Sytuacja taka ma często miejsce w kolejnych miesiącach zimowych, gdy ilość kondensatu przyrasta zgodnie ze wzorem (30). Jeżeli z obliczeń wynika, że w kolejnym okresie obliczeniowym nie dojdzie do kondensacji, przegrodę należy przeanalizować pod kątem parowania istniejącego kondensatu. W tym celu należy przyjąć, 8 9

16 że ciśnienie pary wodnej w miejscu występowania wilgoci jest równe ciśnieniu pary nasyconej (rys. 7). Ilość odparowującej wilgoci (strumień parowania) oblicza się jako: (3) W praktyce może dojść do sytuacji, gdy w przegrodzie wielowarstwowej nastąpi kondensacja w kilku płaszczyznach stykowych jednocześnie. Należy przy tym uważać podczas interpretacji wstępnego wykresu rozkładu ciśnień pary. Kondensacja w płaszczyźnie stykowej bliższej powierzchni wewnętrznej może spowodować, że nie dojdzie do kondensacji w płaszczyźnie dalszej (rys. 8a). Wynika to ze zmiany rozkładu ciśnienia rzeczywistego pary pod wpływem osiągnięcia stanu nasycenia w płaszczyźnie kondensacji. Strumień kondensacji w powierzchni stykowej bliższej powierzchni wewnętrznej wynosi: (3) Strumień kondensacji w powierzchni stykowej bliższej powierzchni zewnętrznej wynosi: (33) s d, c równoważna grubość warstwy powietrza odpowiadająca oporowi dyfuzyjnemu warstw przegrody od zewnątrz do rozpatrywanej powierzchni stykowej s d, c równoważna grubość warstwy powietrza odpowiadająca oporowi dyfuzyjnemu warstw przegrody od zewnątrz do rozpatrywanej powierzchni stykowej W szczególnym przypadku, kondensacja może wystąpić w dwóch sąsiednich płaszczyznach stykowych, przez co tworzy się strefa kondensacji (rys. 9). Wówczas łączna ilość wykroplonej wilgoci oblicza się ze wzoru: (34) W niektórych miesiącach może także wystąpić zjawisko równoczesnej kondensacji w jednej płaszczyźnie i parowania w innej. Strumień kondensacji i parowania oblicza się dla każdej powierzchni osobno, korzystające ze wzorów (3) i (33). Rys. 7. Rozkład ciśnienia rzeczywistego pary wodnej i pary nasyconej w przegrodzie w okresie parowania (a) (b) Rys. 8. Rozkład ciśnienia rzeczywistego pary wodnej i pary nasyconej w przegrodzie przy kondensacji (a) pozornej w dwóch płaszczyznach stykowych, (b) rzeczywistej w dwóch płaszczyznach stykowych Rys. 9. Rozkład ciśnienia rzeczywistego pary wodnej i pary nasyconej w przegrodzie przy kondensacji w dwóch sąsiednich płaszczyznach styku Zaawansowane modele numeryczne Podstawową ocenę zjawiska kondensacji pary wodnej wewnątrz przegród budowlanych przeprowadza się w oparciu o normę PN-EN ISO Metoda opisana w normie dokonuje jednak oceny wyłącznie stacjonarnej, w oparciu o średnie wartości miesięczne temperatury i wilgotności otoczenia. Ponieważ wpływ na zachowanie się przegród mają także inne czynniki, często należy dokonać bardziej skomplikowanej analizy niestacjonarnej, która rozpatruje dzienne (lub nawet godzinowe) kroki czasowe, uwzględnia więcej czynników oraz umożliwia przeprowadzenie symulacji dla okresu kilku lub kilkunastu lat. Dotyczy to w szczególności przegród ocieplonych od wewnątrz, w których zachodzące zjawiska fizyczne mają większe znaczenie niż w przypadku przegród z izolacją zewnętrzną. Analizę tego typu umożliwiają specjalne modele komputerowe, m.in. WUFI Pro, Delphin. Dzięki analizie zjawisk cieplno-wilgotnościowych zachodzących w przegrodzie w okresie kilku lub kilkunastu lat istnieje możliwość sprawdzenia w jakim stopniu ocieplenie od wewnątrz wpłynie na zachowanie się całej przegrody. Projektanci pracujący nad możliwością ocieplenia ścian zewnętrznych od wewnątrz powinni podpierać się możliwie jak najdokładniejszymi danymi, tak aby prawidłowo oszacować konsekwencje zmian warunków termicznych przegrody. Należy przy tym uwzględnić również możliwość zmiany sposobu użytkowania obiektu. Do przeprowadzenia tego typu analizy wymagane są możliwie jak najdokładniejsze dane dotyczące: konstrukcji przegrody, z uwzględnieniem jej wszystkich warstw oraz parametrów materiałów; rocznego klimatu zewnętrznego. Dane powinny być podane z dokładnością co do dnia lub godziny oraz powinny uwzględniać następujące informacje: temperatura i wilgotności powietrza; opady; natężenia promieniowania słonecznego; stopień zachmurzenia; kierunek i siła wiatru. Część programów w swojej bazie posiada informacje odnośnie klimatu zewnętrznego wybranych miejscowości, w tym polskich miast. Dane klimatyczne można także wprowadzić na podstawie informacji o typowych latach meteorologicznych dostępnych na stronie internetowej Ministerstwa Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej ( dział świadectwa energetyczne); rocznego projektowanego klimatu wewnętrznego temperatury i wilgotności powietrza, wynikających bezpośrednio z przyjętych wartości lub z przewidywanej produkcji pary wodnej w pomieszczeniach, ich kubatury oraz krotności wymian powietrza (wentylacji); ekspozycji przegrody względem słońca. 30 3

17 Rezultaty analizy numerycznej powinny umożliwiać projektantom ocenę przegród i warunków użytkowania pod następującymi względami: I. Rozkład wilgotności przegrody w długim okresie obliczeniowym W pierwszych latach użytkowania przegrody ocieplonej od wewnątrz przyrost wilgotności może wynosić nawet kg/m. Wartość ta zależy m.in. od przyjętej początkowej wilgotności przegrody. Zjawisko to jest efektem zmiany konstrukcji przegrody, a w szczególności zmiany rozkładu temperatury oraz jej dyfuzyjności. Warto w związku z tym zwrócić uwagę na zachowanie się przegród w kolejnych latach użytkowania. Jeśli wilgotność przegrody wzrasta przez cały rozpatrywany okres (np. 0 lat), wówczas należy uznać, że została ona błędnie zaprojektowana w stosunku do przyjętych warunków użytkowania. II. Ilość pary wodnej wykraplającej się wewnątrz przegrody w jednym roku obliczeniowym W każdej przegrodzie (niezależnie od jej konstrukcji) zachodzą zjawiska kondensacji i parowania. Niezależnie od tego, czy w danym roku obliczeniowym strumień parowania jest równy strumieniowi kondensacji, należy upewnić się, że ilość skraplającej się pary wodnej nie przekracza wartości powodującej ryzyko korozji przegrody, np. na skutek zamarzania wody wewnątrz porów materiału. Analiza numeryczna pozwala przy tym na rozpatrzenie zmian wilgotności zarówno w całej przegrodzie, jej poszczególnych warstwach materiałowych, jak i w wybranych przekrojach (rys. 0). III. Ryzyko rozwoju pleśni na powierzchni wewnętrznej Analiza numeryczna, obok obliczeń na podstawie PN-EN ISO 3788, pozwala na ocenę ryzyka rozwoju pleśni na podstawie obliczonej temperatury i wilgotności względnej na powierzchni wewnętrznej przegród zewnętrznych. Przedstawione wyniki pozwalają określić, czy (i jak często) warunki na powierzchni wewnętrznej sprzyjają rozwojowi mikroorganizmów (rys. ). IV. Sprawność systemu wentylacji Analiza cieplno-wilgotnościowa pozwala na oszacowanie, czy obciążenie wilgocią pomieszczeń (produkcja pary wodnej) nie jest zbyt wysokie w stosunku do zakładanej konstrukcji przegrody oraz przyjętego systemu wentylacji ilości wymian powietrza (rys. ). W dużej liczbie przypadków, źródłem problemów związanych z nawilgacaniem przegród czy występowaniem zagrzybienia jest brak odpowiedniej wentylacji. Wynika to często m.in. ze zbyt słabej wydajności projektowanej wentylacji, zasłaniania otworów wentylacyjnych przez użytkowników budynku, czy montażu nowych okien bez nawiewników. Temperatura [ C] Zawartość wilgoci [kg/m 3 ] Zawartość wilgoci 0 Wilgotność względna Rys. 0. Roczny rozkład wilgotności i temperatury w wybranym przekroju przegrody. Wyniki przykładowej niestacjonarnej analizy cieplno-wilgotnościowej w programie WUFI Pro: mur ceglany 38 cm ocieplony od wewnątrz płytami Multipor 0 cm Wilgotność względna [%] Zawartość wilgoci [kg/m ] n=0.5 n= n= Mur bez docieplenia; n=0, Rys.. Rozkład wilgotności przegrody w zależności od krotności n wymian powietrza wewnątrz budynku. Wyniki przykładowej niestacjonarnej analizy cieplno-wilgotnościowej w programie WUFI Pro: mur ceglany 38 cm ocieplony od wewnątrz płytami Multipor 0 cm Wilgotność względna Temperatura [ C] Rys.. Ocena ryzyka rozwoju pleśni na powierzchni wewnętrznej. Wyniki przykładowej niestacjonarnej analizy cieplno-wilgotnościowej w programie WUFI Pro: mur ceglany 38 cm ocieplony od wewnątrz płytami Multipor 0 cm 3 33

18 6. WYKONAWSTWO 6.. Montaż płyt Multipor Niezależnie od tego, czy płyty Multipor będą stosowane jako izolacja ścian od zewnątrz, wewnątrz, czy też stropów, ogólne zasady montażu są bardzo podobne. Przygotowanie podłoża Przed przystąpieniem do montażu płyt należy odpowiednio przygotować podłoże. Zależnie od jego typu i stanu powinno się wykonać: oczyszczenie z kurzu i pyłu, usunięcie zanieczyszczeń, pozostałości środków antyadhezyjnych (olejów szalunkowych), mleczka cementowego, wykwitów, luźnych cząstek materiału podłoża; usunięcie nierówności i wypełnienie ubytków podłoża (skucie, zeszlifowanie, wypełnienie zaprawą wyrównawczą); skucie głuchych tynków i wykonanie nowego tynku wyrównawczego cementowo-wapiennego; usunięcie przyczyn ewentualnego zawilgocenia podłoża i jego osuszenie. Uwaga: w przypadku podłoży pylących, piaszczących lub silnie nasiąkliwych zalecane jest ich gruntowanie paroprzepuszczalnym środkiem gruntującym. W przypadku ścian z tynkiem gipsowym montaż płyt Multipor można wykonać po jego uprzednim skuciu, oczyszczeniu i wyrównaniu powierzchni tynkiem cementowo-wapiennym. Takie postępowanie jest konieczne ze względu na ryzyko osłabienia przyczepności warstwy zaprawy Multipor do tynku gipsowego poprzez możliwość jego pęcznienia (powstawanie cząstek etryngitu). Podobnie należy postąpić w przypadku istniejących płyt gipsowo-kartonowych należy je bezwzględnie usunąć. Klejenie płyt Podłoże powinno być równe, aby po przyklejeniu płyt Multipor nie powstały pustki powietrzne pomiędzy izolacją a ścianą zewnętrzną. Płyty Multipor przykleja się do podłoża za pomocą systemowej lekkiej zaprawy Multipor. Zaprawa ta jest specjalnie przygotowaną i zaprojektowaną zaprawą lekką, której parametry gwarantują właściwe wykonanie ocieplenia płytami Multipor. Systemowa zaprawa lekka jest jedyną wskazaną przez producenta zaprawą do montażu płyt Multipor. Przed rozpoczęciem montażu płyt Multipor należy wyznaczyć położenie ich dolnej krawędzi i ułożyć warstwę dylatacji paskiem z pianki poliuretanowej lub filcu na powierzchni podłogi w ocieplanym pomieszczeniu []. Do przycinania płyt Multipor potrzebna jest jedynie piła widiowa [], a do szlifowania krawędzi oraz nadawania płytom zaokrąglonych kształtów paca do szlifowania [3]. Świeżą zaprawę Multipor przygotowuje się zgodnie z instrukcją na opakowaniu. Zawartość 0 kg worka należy wsypać do wiadra z odpowiednią ilością wody (ok. 7,5 8,0 l) i wymieszać przy pomocy mieszadła i wiertarki wolnoobrotowej, aż do uzyskania konsystencji gęstej śmietany. Zbyt długie mieszanie zaprawy może skutkować jej nadmiernym napowietrzeniem. Po wymieszaniu świeżą zaprawę należy pozostawić na ok. 5 minut, a następnie ponownie wymieszać. Do tak przygotowanej zaprawy nie wolno dodawać wody ani dosypywać suchej mieszanki. W przypadku zgęstnienia zaprawy można ją jedynie ponownie przemieszać. Zaprawę nanosi się na całą powierzchnię płyt Multipor przy pomocy pacy zębatej o uzębieniu x mm [4]. Grubość warstwy świeżo nałożonej zaprawy powinna wynosić ok. 0 mm. Należy pamiętać, że zaprawę nakłada się na przyklejaną płytę Multipor, a nie na podłoże. W zależności od warunków atmosferycznych zaprawa powinna być zużyta w ciągu ok.,5 godziny. Uwaga: płyt Multipor nie należy układać na placki, izolacja musi przylegać całą powierzchnią do przegrody. Płyty z naniesioną warstwą zaprawy dociska się do powierzchni podłoża w odległości cm od docelowego miejsca montażu i dosuwa płynnym ruchem na właściwą pozycję [5], [6]. Płyty można łatwo i precyzyjnie dociąć do odpowiedniego rozmiaru i kształtu przy pomocy piły widiowej lub mechanicznej. W przypadku powstałych szczelin, należy je wypełnić dociętymi płytami Multipor. Drobne ubytki można wypełnić również nierozprężną pianką poliuretanową. Wykończenie powierzchni Po ułożeniu płyt pacą do szlifowania wyrównuje się ewentualne nierówności, które powstały na ich łączeniach [7]. Powierzchnię ocieplonej ściany pokrywa się w całości warstwą ok. 5 mm zaprawy Multipor. W zaprawie należy zatopić się siatkę z włókna szklanego o gramaturze min. 45 g/m, wzmacniającą powierzchnię ocieplonych ścian [8]. Po zatopieniu siatki w zaprawie trzeba starannie zaszpachlować powierzchnię całej ściany i ostatecznie ją wyrównać. Po wyschnięciu warstwy zbrojącej należy wykonać wykończenie powierzchni ściany za pomocą cienkowarstwowego tynku mineralnego lub silikatowego. Jako alternatywę można zastosować gładź wapienną, gładź gipsową lub lekką zaprawę Multipor, której powierzchnię należy wygładzić pacą filcową. Wyprawy cienkowarstwowe i powłoki malarskie stosowane do wykończenia powierzchni Multipor powinny być paroprzepuszczalne [9]. Jako alternatywne rozwiązanie wykończenia ocieplonej powierzchni można zastosować tapety papierowe typu raufaza lub tapety z włókna szklanego przeznaczone do malowania. Łączny opór dyfuzyjny warstwy wykończeniowej nałożonej na zbrojącą warstwę zaprawy Multipor powinien wynosić s d 0, m, co można sprawdzić korzystając ze wzoru: S d =µ d, gdzie µ to współczynnik oporu dyfuzyjnego danej warstwy, a d to jej grubość wyrażona w metrach. Łączna grubość warstwy zbrojącej oraz warstwy wykończeniowej nie powinna przekraczać 0 mm. Łatwość obróbki płyt Multipor umożliwia dokładne wykonanie izolacji przy przejściach wszelkiego rodzaju rur instalacyjnych [0], []. Ograniczenie mostków termicznych Przy montażu płyt Multipor należy pamiętać, aby wywinąć izolację z płyt przyklejając jeden pas płyt przy krawędzi stropu oraz przylegającej ściany wewnętrznej. Pozwoli to na znaczne ograniczenie mostka termicznego na styku przegród. Dodatkowo należy dobrze ocieplić ościeża okienne i drzwiowe z zastosowaniem płyt Multipor o grubości 3 cm []. Przy ościeżach okiennych i drzwiowych oraz w narożnikach zewnętrznych konieczne jest wtopienie w warstwę zaprawy Multipor narożników aluminiowych z siatką zbrojącą

19 Montaż płyt Multipor w pomieszczeniach o podwyższonej wilgotności Powierzchnie ścian ocieplone płytami Multipor w pomieszczeniach o podwyższonej wilgotności (np. łazienki) można wykończyć płytkami ceramicznymi stosując się do wskazówek, które zapewnią właściwe funkcjonowanie przegrody. W tych przypadkach konieczne jest wzmocnienie podłoża z płyt Multipor. Przed klejeniem okładzin ceramicznych należy dodatkowo: zastosować łączniki mechaniczne z trzpieniem z tworzywa sztucznego, które należy umieścić w świeżej warstwie zaprawy przebijając siatkę zbrojącą; należy zastosować łączniki z talerzykiem o średnicy 60 mm; ilość kołków powinna wynosić ok. 4,3 szt./ m sztuka na płytę Multipor; masa okładzin nie może przekraczać 5 kg/m ; ściana pomieszczeń mokrych ocieplona płytami Multipor może być pokryta płytkami ceramicznymi w maksymalnie /3 swojej powierzchni. Po związaniu warstwy zaprawy Multipor, należy nanieść elastyczny klej do glazury oraz przykleić płytki, a fugi należy wypełnić masą elastyczną. Najważniejsze jednak jest, aby zapewnić odparowywanie wilgoci zgromadzonej w płytach w okresie jesienno-zimowym. W pomieszczeniach o podwyższonej wilgotności szczególnie istotna jest sprawnie działająca wentylacja Montaż płyt Multipor do stropów W przypadku montażu płyt Multipor do stropów prace należy rozpocząć od oczyszczenia powierzchni stropu przeznaczonej do ocieplania poprzez usunięcie pozostałości środków antyadhezyjnych, zanieczyszczeń i luźnych cząstek materiału podłoża []. Następnie należy dokładnie ją odkurzyć, by polepszyć jej przyczepność []. Gładkie powierzchnie żelbetowe wymagają zagruntowania środkami podnoszącymi przyczepność płyt do podłoża. Montaż płyt odbywa się podobnie jak w przypadku ścian zewnętrznych elementy Multipor z naniesioną na ich całej powierzchni zaprawą lekką Multipor przykleja się do płaszczyzny stropu, dociskając pacą drewnianą [3], [4], [5]. Na tak zamontowanych płytach należy wykonać warstwę zbrojącą z lekkiej zaprawy Multipor z wtopioną siatką o gramaturze min. 45 g/m [6]. Istnieje możliwość pozostawienia płyt Multipor bez wykonywania dodatkowych warstw wykończeniowych. Równa powierzchnia płyt oraz biały kolor sprawiają, że wykonana powierzchnia jest estetyczna i nie wymaga dodatkowego wykończenia. Powierzchnię stropu należy wówczas jedynie zabezpieczyć poprzez pomalowanie farbą silikatową. Zastosowanie płyt o grubości 6 cm lub większej wymaga dodatkowego mocowania mechanicznego łącznikiem w ilości szt./ płytę [7]. Ważne, aby zastosować kołek wkręcany wykonany z tworzywa sztucznego z rdzeniem metalowym o średnicy talerzyka min. 60 mm, z warstwą rozporową w stropie [8]. Powinien on przechodzić przez warstwę siatki zbrojącej i być wtopiony w świeżej zaprawie Multipor. Każda płyta powinna być zamocowana min. jednym kołkiem w środku ciężkości. 8 Przy doborze kołków należy zwrócić uwagę, czy mogą być stosowane do wymaganej odporności ogniowej stropu. Należy unikać sztywnych połączeń ścian i sufitów. W związku z pracą konstrukcji obiektów i obciążeniami na nie oddziałującymi, należy ocenić możliwość zastosowania ocieplenia stropów płytami Multipor. Jest istotne, aby szczeliny dylatacyjne, spoiny połączeń płyt izolacyjnych i konstrukcji wypełnić odpowiednim materiałem trwale plastycznym [9], [0]. ()

20 Dodatkowo nie należy układać płyt Multipor na styk w miejscach załamania konstrukcji, a prostopadłe połączenia płyt trzeba wypełnić masą plastyczną. 4 8 Aby zniwelować mostki termiczne, zalecane jest wywinięcie pasa płyt izolacyjnych na prostopadłe do stropu elementy konstrukcji [], [3]. Do montażu instalacji podwieszonej pod ocieplanym stropem należy zastosować łączniki kompaktowe (4) płyta Multipor kołek kompaktowy 3 pręt gwintowany 4 nakrętka z podkładką 5 obejma rury instalacyjnej 38 39

21 6.4. Montaż obciążeń do przegród ocieplonych płytami Multipor W przypadku planowanego montażu w płytach Multipor lekkich obciążeń istnieje możliwość wykorzystania do tego celu: płaskich kotew Multipor [] spiralnych kotew Multipor [] stelażu teleskopowego [3] Kotwa spiralna (ślimak) [] jest to kotwa do izolacji z szorstkim, stożkowatym gwintem i płaską główką, która jest umieszczana w wierzchniej warstwie płyty Multipor. Dobre właściwości nośne w materiale izolacyjnym są osiągnięte dzięki spiralnemu gwintowi i głębokości zamocowania. Lekkie przedmioty, takie jak lampy czy obrazki do 6 kg mogą być bez obawy mocowane do płyt, przy użyciu tych kotew o średnicy 4,5 5,0 mm. Ważne jest, aby pamiętać o zachowaniu odstępu 600 mm pomiędzy kotwami (jedna kotwa na jedną płytę). Płaska kotwa [] jest łącznikiem, który montuje się poprzez wciśniecie w nacięcie warstwy wierzchniej płyty izolacyjnej. Gdy dołączona śruba jest wkręcana w otwór, tylna część kotwy poszerza się, zapewniając pewne przeniesienie obciążeń. Kotwa jest produkowana z metalu i dlatego może być stosowana w ścianach i stropach o wymaganej wysokiej odporności ogniowej, np. w podziemnych garażach. Jej zastosowanie umożliwia montaż lekkich obciążeń do 3 kg. Odstęp pomiędzy kotwami 600 mm. Stelaż teleskopowy [3] można stosować do montażu bez kołków opraw oświetleniowych i lamp, czujników ruchu lub innych niewielkich urządzeń. każdą płytę zamocować łącznikiem w środku swojej ciężkości; wykończyć powierzchnię siatką zbrojącą zatopioną w warstwie wykończeniowej; oddylatować izolację stropu od ścian np. paskiem z wełny mineralnej o grubości 0 mm (dylatacja powinna być ułożona przy każdym załamaniu konstrukcji); umieścić profil dylatacyjny 0 mm w środku rozpiętości stropu, prostopadle do kierunku jego pracy (wnętrze profilu należy wypełnić wełną mineralną i wykończyć masą trwale plastyczną). 7. DANE TECHNICZNE Tab.. Parametry techniczne lekkiej zaprawy Multipor Parametr Wartość grupa zapraw CS II;,5-5,0 N/mm uziarnienie reakcja na ogień absorpcja wody 0-,0 mm współczynnik przepuszczania pary wodnej μ 0 klasa A, niepalna 0,8 W/(mK) (dla 50%) współczynnik przewodzenia ciepła λ 0,dry 0, W/(mK) (dla 90%) przyczepność 0,08 N/mm (model zerwania C) gęstość nasypowa 0,85 kg/dm 3 Tab. 3. Właściwości użytkowe lekkiej zaprawy Multipor Parametr W Wartość czas obróbki ok.,5 godziny zapotrzebowanie wody 7,5-8,0 l /worek wydajność ok.,5 l /kg (z jednego worka 0 kg otrzymujemy 30 l świeżej zaprawy) zużycie ok.0,7 kg/m na mm grubości (ok. 30 l świeżej zaprawy przy grubości warstwy 5 mm wystarcza na ok. 6 m ) temperatury stosowania +5 C postać dostawy worek 0 kg czas magazynowania w suchym miejscu miesięcy od daty produkcji barwa biała forma dostawy worek 0 kg, 35 worków na palecie W przypadku konieczności przeniesienia dużych obciążeń, takich jak szafki kuchenne lub grzejniki, łączniki muszą przechodzić w każdym wypadku przez płytę Multipor aż do warstwy nośnej muru Montaż płyt Multipor przy obciążeniach dynamicznych W przypadku montażu izolacji termicznej z płyt Multipor w miejscach, gdzie oddziałują na strop obciążenia dynamiczne należy: bez względu na grubość izolacji montować ją za pomocą łączników mechanicznych o średnicy talerzyka min. 60 mm ze strefą rozporową w stropie; 40 4

22 Tab. 4. Wartości współczynników przenikania ciepła murów przed i po ociepleniu w zależności od grubości warstwy Multipor Opis przegrody Grubość muru bez ocieplenia Współczynnik U muru przed ociepleniem [W/(m K)] Grubość warstwy Multipor [mm] Współczynnik U muru po ociepleniu [W/(m K)] Opis przegrody Grubość muru bez ocieplenia Współczynnik U muru przed ociepleniem [W/(m K)] Grubość warstwy Multipor [mm] Współczynnik U muru po ociepleniu [W/(m K)] Mur z betonu komórkowego odmiany 500, λ = 0,5 W/(mK), obustronny tynk cementowo-wapienny d = 365 mm 0,60 d = 300 mm 0,7 d = 40 mm 0, ,5 0 0,3 40 0,0 60 0,9 80 0,7 0 0,4 40 0, 60 0,0 80 0,8 0 0,6 40 0,3 60 0, 80 0,9 Mur z pustaków ceramicznych UNI/MAX, λ = 0,45 W/(mK), obustronny tynk cementowo-wapienny d = 388 mm 0,94 d = 88 mm,8 d = 88 mm,60 0 0,6 40 0,3 60 0, 80 0,9 0 0,8 40 0,5 60 0, 80 0,0 0 0, ,6 60 0,3 0 0,3 80 0, Ściana żelbetowa, λ =,5 W/(mK) d = 300 mm 3,45 d = 40 mm 3,76 d = 00 mm 4,00 d = 50 mm,4 40 0,8 60 0,5 80 0, 0 0, ,8 60 0,5 80 0, 0 0, ,9 60 0,5 80 0,3 0 0,8 40 0,4 60 0, Mur z pustaków keramzytobetonowych, λ = 0,48 W/(mK), obustronny tynk cementowo-wapienny d = 400 mm 0,96 d = 360 mm,05 d = 40 mm,4 0 0,6 40 0,3 60 0, 80 0,9 0 0,7 40 0,4 60 0, 80 0,0 0 0,9 40 0,5 60 0,3 80 0, Mur z cegły ceramicznej pełnej, λ = 0,76 W/(mK), obustronny tynk cementowo-wapienny d = 380 mm,4 d = 50 mm, ,0 0 0,9 40 0,5 60 0,3 80 0, 0 0, ,7 60 0,4 80 0, Mur z bloków wapienno-piaskowych NFD/3NFD, λ = 0,60 W/(mK), obustronny tynk cementowo-wapienny d = 380 mm,9 d = 50 mm,60 0 0,8 40 0,5 60 0, 80 0,0 0 0, ,6 60 0,3 80 0, 4 43

23 8. DETALE KONSTRUKCYJNE Rys. 3. Styk ściany zewnętrznej i wewnętrznej murowanej wariant I Rys. 4. Styk ściany zewnętrznej i wewnętrznej murowanej wariant II Rys. 7. Okno przekrój poziomy Rys. 8. Okno przekrój pionowy Rys. 9. Mur pruski Rys. 30. Montaż glazury na powierzchni ocieplonej płytami Multipor Rys. 5. Styk ściany zewnętrznej i wewnętrznej suchej zabudowy wariant I - mur ceglany - tynk wyrównawczy cementowo-wapienny 3 - lekka zaprawa Multipor 4 - mineralne płyty Multipor 5 - lekka zaprawa Multipor z siatką z włókna szklanego Rys. 6. Styk ściany zewnętrznej i wewnętrznej suchej zabudowy wariant II 6 - przekładka elastyczna 7 - profil stalowy C 8 - wełna mineralna 9 - płyty gipsowo-włóknowe 0 - kołek mocujący - mur ceglany - tynk wyrównawczy cementowo-wapienny 3 - lekka zaprawa Multipor 4 - mineralne płyty Multipor 4a - mineralne płyty Multipor docięte na wymiar 5 - lekka zaprawa Multipor z siatką z włókna szklanego 5a - siatka z włókna szklanego 6 - profil narożnikowy, tynkarski 7 - profil przyokienny, tynkarski 8 - pianka rozprężna 9 - nadproże Kleina 0 - zbrojenie nadproża - szkielet drewniany - izolacja przeciwwilgociowa 3 - tynk zewnętrzny 4 - kołek do systemów ociepleń 5 - klej do glazury 6 - glazura 44 45

24 9. PRZYKŁADY OBLICZEŃ 9. Obliczenie współczynnika przenikania ciepła U wg PN-EN ISO 6946 Mur pruski ocieplony od wewnątrz płytami Multipor Mur pruski (lub szachulcowy) stanowi konstrukcję niejednorodną, w której warstwa zewnętrzna składa się z drewnianego szkieletu wypełnionego murem ceglanym (a w przypadku muru szachulcowego z wypełnieniem gliniano-słomianym lub gliniano-trzcinowym). Do wyznaczenia współczynnika przenikania ciepła U przegrody konieczne jest obliczenie górnego i dolnego kresu oporu cieplnego. L a B a L a B a strona zewnętrzna Rys. 3. Styk ściany zewnętrznej i stropu drewnianego przekrój pionowy Rys. 3. Styk ściany zewnętrznej i stropu drewnianego przekrój poziomy mur ceglany d szkielet drewniany d tynk wewn. wyrównawczy d 3 zaprawa lekka Multipor d 4 mineralne płyty Multipor d 5 zaprawa lekka Multipor d 6 L a = 00 mm, L a = 950 mm, B a = 5 mm R si = 0,3 m K/W, R se = 0,04 m K/W Lp. Warstwa d [cm] λ D [W/(mK)] R [m K/W] mur ceglany 5,0 0,77 0,3 szkielet drewniany 5,0 0,0,5 3 tynk wewnętrzny wyrównawczy,0,00 0,0 4 zaprawa lekka Multipor 0,5 0,0 0,03 5 mineralne płyty Multipor 6,0 0,043 3,7 6 zaprawa lekka Multipor 0,5 0,0 0,03 Rys. 33. Styk ściany zewnętrznej i stropu Kleina - mur ceglany - tynk wyrównawczy cementowo-wapienny 3 - lekka zaprawa Multipor 4 - mineralne płyty Multipor 5 - lekka zaprawa Multipor z siatką z włókna szklanego 6 - przekładka elastyczna 7 - deski podłogowe 8 - legary 9 - belka stropowa 0 - izolacja przeciwwilgociowa - podsufitka z desek Rys. 34. Ścianka kolankowa poddasza - dwuteownik stalowy 3 - polepa 4 - wieniec żelbetowy 5 - płyta ceglana Kleina typu półciężkiego 6 - zbrojenie płyty Kleina 7 - wylewka cementowa 8 - izolacja termiczna 9 - strop gęstożebrowy 0 - belka stropowa - murłata - płyty gipsowo-włóknowe Kres górny fa A f R T ' = + R R T, A A B T, B B B [ m K/W ] RT, A A = 0,04 + 0,3 + 0,0 + 0,03 + 3,70 + 0,03 + 0,3 = 4,9 m K/W R = 0,04 +,5 + 0,0 + 0,03 + 3,70+ 0,03 + 0,3 5, m K/W f T, B B = 950 = 0, = 0,08 00 A A = f B B = 0,79 0,08 R T ' = + = 4,9 5, 4,45[ m K/W] 46 47

25 Kres dolny R T " = R si + R, + R 3 + R 4 + R 5 + R 6 + R R se fa A fb B 0,79 0,08, = + = + = R R 0,30,5 [ m K/W] 0,38 m K/W RT " = 0,3+ 0,38 + 0,0 + 0,03+ 3,7 + 0,03+ 0,04 = 4,35 m K/W Opór cieplny R - warstwy zewnętrznej oblicza się analogicznie do kresu górnego 9.. Ocena ryzyka kondesacji pary wodnej na wewnętrznej powierzchni przegrody wg PN-EN ISO 3788 Do oceny ryzyka kondesacji pary wodnej i rozwoju pleśni na powierzchni wewnętrznej muru ceglanego ocieplonego od wewnątrz mineralnymi płytami Multipor przyjęto: wartość wewnętrznego oporu przejmowania ciepła R si = 0,5 m K/W; klimat zewnętrzny (temperatura Θ e i wilgotność względna φ) dla miasta Krakowa; klimat wewnętrzny: klasa 3 wilgotności, temperatura stała 0 C. Całkowity opór cieplny R T ' + R T" 4,45 + 4,35 R = = T = 4,40 m K/W Współczynnik przenikania ciepła U U = = 0,7 W/ ( m K ) R T Współczynnik przenikania ciepła jest niższy od dopuszczalnej ) wartości U max = 0,3 W/(m K) Rozkład temperatury w rozpatrywanej przegrodzie (PHYSIBEL TRISCO w) Lp Warstwa d [cm] λ D [W/(mK)] R [m K/W] opór przejmowania ciepła strona zewnętrzna - - 0,04 mur ceglany 5,0 0,77 0,30 tynk wewnętrzny wyrównawczy,0,00 0,00 3 zaprawa lekka Multipor 0,5 0,0 0,03 4 mineralne płyty Multipor 6,0 0,043 3,70 5 zaprawa lekka Multipor 0,5 0,0 0,03 opór przejmowania ciepła strona wewnętrzna - - 0,50 Całkowity opór cieplny, R T [m K/W] 4,393 Współczynnik przenikania ciepła, U [W/(m K)] 0,8 szkielet drewniany mur ceglany tynk wewnętrzny wyrównawczy szkielet drewniany Współczynnik temperaturowy powierzchni wewnętrznej f = ( R R ) R = ( 4,393 0,5) 4,393 0,943 Rsi T si T = Multipor grub. 6 cm Pola rozkładu temperatury zaprawa Multipor t z = -0 C temp. zewn. wilg. względna zewn. ciśnienie pary nasyconej ciśnienie zewn. pary różnica ciśnień pary obl. ciśnienie wewn. ciśnienie kryt. pary (φ=80%) min. temp. pow. wewn. temp. wewn. min. czynnik temp. Θ e [ C] φ p se [Pa] p e [Pa] Δp [Pa] p i [Pa] p sat [Pa] Θ s,min [ C] Θ i [ C] f Rsi,min patrz: φ p se patrz: p e +, Δp p i / 0,8 patrz: θ si,min θ wzór (6) p. 3.4 wzór (7) θ θ i e e t = +0 C Linie gęstości strumienia ciepła t w = +0 C t = -5 C f Rsi = 0,94 U = 0,36 W/(m K) styczeń -, 85% ,5 0,0 0,754 luty -, 8% ,8 0,0 0,754 marzec 3,3 78% ,8 0,0 0,689 kwiecień 7,8 7% ,3 0,0 0,534 maj,8 7% ,0 0,0 0,3 czerwiec 6, 73% ,6 0,0 0,8 lipiec 7, 75% ,4 0,0 0,085 sierpień 7, 76% ,6 0,0 0,54 wrzesień 3,3 80% ,7 0,0 0,503 październik 8,9 8% ,7 0,0 0,63 listopad,8 86% ,5 0,0 0,739 grudzień -0,6 87% ,4 0,0 0,775 ) Maksymalna wartość współczynnika przenikania ciepła ścian zewnętrznych w budynkach wynosi obecnie U = 0,3 W/(m K) (w 0 roku będzie to wartość U = 0,0 W/(m K) Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Załącznik Izolacyjność cieplna przegród. Dla każdego miesiąca spełniony jest warunek: f Rsi > f Rsi,min Przegroda została zaprojektowana poprawnie pod kątem uniknięcia rozwoju pleśni na powierzchni wewnętrznej

26 Water content 9.3. Obliczanie kondensacji międzywarstwowej wg PN-EN 3788 Water content [M-%],7,4, 0,8 0, Time Water Content Do obliczenia kondesacji międzywarstwowej w ścianie żelbetowej ocieplonej od zewnątrz warstwą wełny mineralnej oraz dodatkowo od wewnątrz mineralnymi płytami Multipor przyjęto: klimat zewnętrzny (temperatura Θ e i wilgotność względna φ) dla stacji meteorologicznej Legnica; klimat wewnętrzny: klasa 3 wilgotności, temperatura stała 0 C; budowę przegrody jak na rysunku. lp. Warstwa d [cm] λ D [W/(mK)] R [m K/W] μ s D [m] opór przejmowania 0,04 ciepła strona zewnętrzna tynk zewnętrzny 0,0,00 0,0 00,00 wełna mineralna 0,06 0,04,50,5 0, Temperature 3 ściana żelbetowa 0,0,50 0,08 0 4,00 4 mineralne płyty 0,6 0,043 3,7 3 0,48 Multipor pow. styku pow. styku Temperature [ C] 0, 9,7 9,3 8,9 5 tynk wewnętrzny 0,0 0,0 0,05 0 0,0 opór przejmowania 0,3 ciepła - strona wewnętrzna R T = 5,54 s d,t = 6,67 pow. styku 3 pow. styku 4 Uwaga: dla uproszczenia pominięto występowanie warstw zapraw klejących pomiędzy materiałami izolacyjnymi i ścianą żelbetową. 8, Relative Humidity [%] 9,4 84,8 77, 69,6 Isopleths Time Temperature 6,0 0,00 6,,4 8,6 4,8 3,0 Temperature [ C] Hygrothermal condition Lim Lim Wyniki przykładowej niestacjonarnej analizy cieplno-wilgotnościowej w programie Wufi Pro: mur ceglany 5 cm ocieplony od wewnątrz płytami Multipor 6 cm Obliczenie ciśnienia pary wodnej po stronie wewnętrznej przegrody miesiąc temperatura zewnętrzna wilgotność względna zewnętrzna ciśnienie pary nasyconej ciśnienie zewnętrzne pary różnica ciśnień pary wodnej obliczeniowe ciśnienie wewnętrzne pary wodnej Θ e [ C] φ p se [Pa] p e [Pa] Δp [Pa] p i [Pa] patrz: wzór (6) φ p se patrz: p. 3.4 p e +, Δp październik 9,4 83% listopad 4,0 85% grudzień,7 86% styczeń,8 83% luty -0,9 84% marzec 4,4 8% kwiecień 8, 74% maj 3, 74% czerwiec 6,5 74% lipiec 8,5 73% sierpień 7,9 7% wrzesień 3,3 79%

27 Obliczenie rozkładu temperatury wewnątrz przegrody na podstawie wzoru: θ n n Δθ = θ i R si + R R T j= miesiąc środ. zewn. n pow. zewn. pow. styku pow. styku pow. styku 3 pow. styku 4 pow. wewn. środ. wewn. październik 9,4 9,48 9,5,38,54 9,66 9,75 0,0 listopad 4,0 4, 4,7 8,50 8,74 9,48 9,6 0,0 grudzień,7,83,90 6,85 7, 9,4 9,57 0,0 styczeń,8,93,00 6,9 7,9 9,4 9,57 0,0 luty -0,9-0,75-0,67 4,98 5,9 9,3 9,5 0,0 marzec 4,4 4,5 4,57 8,79 9,0 9,49 9,63 0,0 kwiecień 8, 8,9 8,3,45,6 9,6 9,7 0,0 maj 3, 3,5 3,7 5, 5, 9,78 9,84 0,0 czerwiec 6,5 6,53 6,54 7,49 7,54 9,89 9,9 0,0 lipiec 8,5 8,5 8,9 8,94 8,94 9,95 9,96 0,0 sierpień 7,9 7,9 7,9 8,49 8,5 9,93 9,95 0,0 wrzesień 3,3 3,35 3,37 5, 5,8 9,78 9,84 0,0 Obliczenie rozkładu ciśnień stanu nasycenia pary wodnej miesiąc środ. zewn. pow. zewn. pow. styku pow. styku pow. styku 3 pow. styku 4 pow. wewn. środ. wewn. październik listopad grudzień styczeń luty marzec kwiecień maj czerwiec lipiec sierpień wrzesień Wyznaczenie rozkładu ciśnień rzeczywistych pary wodnej miesiąc środ. zewn. pow. styku pow. styku pow. styku 3 pow. styku 4 środ. wewn. październik listopad grudzień styczeń luty marzec kwiecień maj czerwiec lipiec sierpień wrzesień Uwaga : ciśnienie rzeczywiste pary wodnej na powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej przegrody jest równe ciśnieniu pary wodnej odpowiednio wewnątrz i na zewnątrz pomieszczenia. Uwaga : kolor niebieski oznacza, że w danym miesiącu na danej powierzchni styku wystąpiła kondensacja (obliczona wartość ciśnienia rzeczywistego była większa od ciśnienia stanu nasycenia). Oznacza to, że w rzeczywistości ciśnienie rzeczywiste w danej powierzchni styku równe jest ciśnieniu stanu nasycenia. Uwaga 3: kolor zielony oznacza, że w danym miesiącu na danej powierzchni styku znajduje się kondensat zalegający z poprzednich miesięcy, w których nastąpiło wykroplenie pary wodnej. W związku z tym, w danym miesiącu na danej powierzchni następuje parowanie powodujące, że ciśnienie rzeczywiste pary wodnej jest równe ciśnieniu stanu nasycenia. Uwaga 4: każdorazowe wystąpienie kondensacji na jednej z powierzchni styku ma wpływ na wartość ciśnienia rzeczywistego pary wodnej na pozostałych powierzchniach. Obliczenie strumienia kondensacji i strumienia parowania na powierzchniach styku i 4 na podstawie wzorów: kondensacja/parowanie tylko na jednej powierzchni styku: pi pc pc pe g = c δ0 sd,t sd,c sd,c kondensacja/parowanie na dwóch powierzchniach styku: pi pc pc pc g = c δ0 kondensacja/parowanie na powierzchni sd,t sd,c sd,c sd,c bliższej powierzchni wewnętrznej przegrody g = δ c 0 p s c d,c p s c d,c pc p s d,c e kondensacja/parowanie na powierzchni bliższej powierzchni zewnętrznej przegrody 5 53

28 miesiąc powierzchni styku powierzchnia styku 3 strumień kondensacji / parowania zakumulowana ilość wilgoci strumień kondensacji / parowania zakumulowana ilość wilgoci październik listopad 0,004 0,004 0,0 0,0 grudzień 0,0 0,05 0,39 0,59 styczeń 0,059 0,074 0,95 0,84 luty 0,0 0,086 0,44,48 marzec 0,000 0,086 0,6,40 kwiecień -0,040 0,046-0,068,34 maj -0,078 0,000-0,95,047 czerwiec -0,45 0,6 lipiec -0,54 0,08 sierpień -0,5 0,000 wrzesień Poniżej przedstawiono wykresy rozkładu ciśnienia pary wodnej w miesiącach: listopad, grudzień, styczeń, luty, marzec, kwiecień na zewnątrz p se p e Listopad p s p si p i wewnątrz na zewnątrz p se p e Grudzień p s p si p i wewnątrz Kondensacja występuje na jednej powierzchni stykowej lub na większej liczbie powierzchni stykowych, ale z każdej z nich przewiduje się wyparowanie kondensatu w miesiącach letnich. Styczeń Luty na zewnątrz p si na zewnątrz p si 50 p s p i 50 p i p se p e wewnątrz p se p e p s wewnątrz Marzec Kwiecień na zewnątrz p si na zewnątrz p si p s p i p s p i p se p e wewnątrz p se p e wewnątrz ciśnienie stanu nasycenia ciśnienie rzeczywiste pary wodnej 54 55

29 Informacje dotyczące obiektu 0. OBIEKTY REFERENCYJNE Nazwa obiektu Rodzaj obiektu Adres Inwestor Projektant Firma wykonawcza Muzeum Lubuskie im. Jana Dekerta Obiekt zabytkowy, budynek dawnego spichlerza Gorzów Wielkopolski, ul. Warszawska 35 Muzeum Lubuskie im. Jana Dekerta ART HOME Architekci Przedsiębiorstwo Budowlane Jack-Bud, Jacek Grabowski Zastosowane produkty Multipor o grub. 80 mm Zaprawa lekka Multipor Rok zakończenia prac remontowych 0 Informacje dotyczące obiektu Nazwa obiektu Hala Koszyki Rodzaj obiektu Zabytkowa hala targowa Adres Warszawa, ul. Koszykowa 63 Inwestor Griffin Real Estate Projektant JEMS Architekci Firma wykonawcza Erbud SA Zastosowane produkty Multipor o grub. 30, 50, 00 i 40 mm Zaprawa lekka Multipor Rok zakończenia prac remontowych 06 Informacje dotyczące obiektu Informacje dotyczące obiektu Nazwa obiektu Rodzaj obiektu Adres Inwestor Projektant Firma wykonawcza Biurowiec firmy INTERFACH Obiekt zabytkowy, budynek dawnej wieży ciśnień Radom, ul. Słowackiego INTERFACH s.c. Biuro Projektów BPBM Bimor sp. z o.o. Zakład Remontowo Budowlany, Zbigniew Bąk Zastosowane produkty Multipor o grub. 60 i 00 mm Zaprawa lekka Multipor Rok zakończenia prac remontowych 00 Nazwa obiektu Rodzaj obiektu Adres Inwestor Projektant Firma wykonawcza Pałac Kultury Zagłębia Wielofunkcyjny obiekt kultury Dąbrowa Górnicza, Plac Wolności Miasto Dąbrowa Górnicza ADP SERVICE, arch. Marek Mizeracki konsorcjum firm: Przedsiębiorstwo Remontowo- Budowlane A. Piaskowski i Spółka, PUPH Budowlani, Gliwickie Przedsiębiorstwo Budownictwa Przemysłowego Zastosowane produkty Multipor o grub. 0 mm Zaprawa lekka Multipor Rok zakończenia prac remontowych 04

30 Informacje dotyczące obiektu Nazwa obiektu Rodzaj obiektu Adres Inwestor Projektant Firma wykonawcza Stadion Energa Gdańsk Stadion piłkarski Gdańsk, ul. Pokoleń Lechii Gdańsk Biuro Inwestycji Euro Gdańsk 0 Sp. z o.o. RKW Rhode-Kellermann- Wawrowsky Alpine Construction Polska Sp. z o.o. Kraków Zastosowane produkty Multipor o grub. od 60, 00, 40 mm, Zaprawa lekka Multipor Rok zakończenia prac budowlanych 0 Informacje dotyczące obiektu Nazwa obiektu Hotel Willa Huêta Rodzaj obiektu Zabytkowa willa miejska Adres Kielce, ul. Słowackiego 5 Inwestor Dariusz Mróz Projektant Pracownia Architektoniczna MK Firma wykonawcza Mimet-Bud Zastosowane produkty Multipor o grub. 50 mm Zaprawa lekka Multipor Rok zakończenia 0 prac remontowych Informacje dotyczące obiektu Nazwa obiektu Rodzaj obiektu A4 Business Park Zespół budynków biurowych z garażem podziemnym Adres Katowice, ul. Francuska 4 Inwestor Projektant Firma wykonawcza Echo Investment S.A. Biuro Architektoniczne DDJM Remax Construct Zastosowane produkty Multipor o grub. 40 i 60 mm Zaprawa lekka Multipor Rok zakończenia prac budowlanych Budynek A I kwartał 04, budynek B IV kwartał 04, budynek C IV kwartał 06 Informacje dotyczące obiektu Nazwa obiektu Rodzaj obiektu Adres Inwestor Projektant Firma wykonawcza Art_Inkubator Obiekt zabytkowy, dawne magazyny tkanin Łódź, ul. Tymienieckiego Fabryka Sztuki w Łodzi Biuro architektoniczne Tu i Tam, Wojciech Wycichowski; AB-Projekt Sp. z o.o. Skanska Zastosowane produkty Multipor o grub. 50 mm Zaprawa lekka Multipor Rok zakończenia prac remontowych 03