Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Prezydenta Stanisława Wojciechowskiego w Kaliszu Najlepsza uczelnia zawodowa w Polsce 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2005 Dr inż. Roman Pieprzyk Szczelność podstawowym wymogiem budynków energooszczędnych i pasywnych W KIERUNKU BUDOWNICTWA ENERGOOSZCZĘDNEGO I PASYWNEGO LESZNO, Urząd Miasta,14.09.2011
Nieszczelny przewód z gorącą wodą, ciepłym powietrzem, świeżym powietrzem. TO SĄ S T R A T Y!!! Nieszczelny budynek TO TEŻ SĄ S T R A T Y!!! Roman Pieprzyk
i dlatego referat jest poświęcony szczelności powietrznej budynków
Pytania Dlaczego budynek musi byd szczelny? Co z oddychaniem ścian? Jak uzyskad szczelnośd? Jak sprawdzid czy budynek jest szczelny? Podsumowanie
Rodzaje strat Straty energii na drodze przenikania ciepła przez obudowę budynku: - przegrody nieprzezroczyste (ściany zewnętrzne, dach, podłoga na gruncie), - przegrody przezroczyste (okna). Straty energii przepływającej strugi: - wentylacja zamierzona (mechaniczna, hybrydowa, grawitacyjna), - WENTYLACJA NIEZAMIERZONA (przez nieszczelności w obudowie budynku).
Wentylacja i ogrzewanie będą działały prawidłowo tylko wtedy gdy budynek będzie szczelny!
Tylko szczelny budynek gwarantuje prawidłowe działanie wentylacji Abluft Łazienka Kuchnia Korytarz Pokój dzienny Pokój dzienny Budynek szczelny Powietrze płynie z zewnątrz, od otworu nawiewnego, poprzez pokój dzienny, do otworów wywiewnych zlokalizowanych w kuchni i łazience. Budynek nieszczelny Powietrze poprzez nieszczelności w bryle budynku zmierza najkrótszą drogą do otworów wywiewnych. Teraz pokój dzienny nie jest wentylowany! Źródło: Paul Simons
System wentylacji w budynku pasywnym Straty energii spowodowane przepływem powietrza przez nieszczelności (połączenia: dach/ściana, ściana/okno, szczelina w izolacji nieprzepuszczającej powietrza), są większe niż straty przenikania ciepła przez obudowę budynku (ściany, dach )!!!
Infiltracja Eksfiltracja Rozkład ciśnieo wytwarzanych przez wiatr w obrębie budynku A - długośd strefy podciśnienia, B - punkt maksymalnej wartości podciśnienia, C - punkt maksymalnego nadciśnienia Roman Pieprzyk
Niekontrolowana wentylacja budynku wywołana jest: opływem bryły budynku powietrzem zewnętrznym strona nawietrzna (nadciśnienie) strona zawietrzna (podciśnienie) infiltracja, eksfiltracja przepływem powietrza wewnątrz budynku, wywołanym różnicą gęstości (budynek jest kominem ) infiltracja i eksfiltracja
Prawdopodobne miejsca nieszczelności - gdzie może wystąpić niekontrolowana, naturalna wymiana powietrza między budynkiem i otoczeniem 1 osłona komina lub przewodu spalinowego, 2, 3 porowate warstwy ( np. termoizolacyjne, akustyczne itp.) w przegrodach budowlanych, 4 włazy do pomieszczeń technicznych, 5 styki krawędzi ścian i dachu, 6 lekkie ściany działowe i osłony kabli elektrycznych, 7 otwory technologiczne, 8 okna, 9 drzwi wejściowe i bramy garażowe, 10 przejścia przewodów wodno- kanalizacyjnych Źródło: Prof. L. Laskowski
Skutki braku szczelności powietrznej budynku Kondensacja: 360 g/doba (1m x 1mm) kondensacja Podczas zimy, od strony nawietrznej (nadciśnienie), do budynku wnika zimne powietrze. Podłoga staje się zimna. Wnętrze budynku brudzi się od wnikającego Po stronie zawietrznej (podciśnienie) powietrze z pomieszczeń wewnętrznych wnika w ściany budynku oraz w połać dachową. Podczas ochładzania się wzdłuż drogi przepływu, para wodna wykrapla się powodując szkody budowlane oraz rozwój pleśni wewnątrz konstrukcji. przepływ termiczny wiatr Wind kurzu oraz różnego rodzaju włókienek. Samo powietrze ogrzewając się, staje się suche - stąd wysychanie śluzówek i nieżyty gardła. Źródło: Sigrid Dorschky
Konsekwencje braku szczelności powietrznej - fale upałów przekładają się na śmiertelność W roku 2003, podczas pamiętnego długiego okresu upałów w Europie zachodniej (krajami najbardziej dotkniętymi były Hiszpania, Francja, Włochy), między czerwcem a wrześniem, na całym kontynencie europejskim, doliczono się około 70 000 dodatkowych zgonów, w porównaniu do średniej. Umierały głównie osoby starsze - problemy z regulacją termiczną, problemy sercowe, problemy oddechowe. W samym Paryżu, w sierpniu 2003 r. - w dniach, gdy temperatura sięgała zwykłego poziomu 25 o C, średnia liczba zgonów sięgała 50. Przy przekroczeniu 35 o C w stolicy Francji umierało dziennie średnio 100 osób, a przy osiągnięciu temperatury 40 o C, liczba ofiar śmiertelnych przekraczała dziennie 300. Źródło: Pro Clima, Schwetzingen 2005 r. oraz http://klimatdlaziemi.pl/index.php?id=115&lng=pl
A co z oddychaniem ścian?
Oddychanie ścian Badania Instytutu Techniki Budowlanej w Warszawie Analizowany przypadek: mieszkanie zamieszkują cztery osoby, powierzchnia użytkowa mieszkania 65 m 2, powierzchnia ścian zewnętrznych pełnych (z pominięciem okien) 30 m 2, eksploatacyjna emisja wilgoci (mieszkańcy + użytkowanie mieszkania) 300 g/h, ściany z cegły pełnej o grubości 25 cm.
Oddychanie ścian Badania Instytutu Techniki Budowlanej w Warszawie Warianty: ściany nieocieplone, ściany ocieplone styropianem o grubości 12 cm, ściany ocieplone płytami z wełny mineralnej o grubości 12 cm.
Para wodna usuwana przez wentylację ok. 300 g/h Oddychanie ścian jest tylko mitem! Przepływ dyfuzyjny pary wodnej przez ścianę nieocieploną Przepływ j.w. przez ścianę ocieploną wełną mineralną Przepływ j.w. przez ścianę ocieploną styropianem ok. 1,3% Przy przeciętnej wentylacji (n = 0,8 h -1 ) strumień pary dyfundującej przez ściany wynosił 4g/h (przy ok. 300g/h pary wodnej usuwanej przez wentylację), praktycznie niezależnie od tego czy ściany były ocieplone czy nieocieplone Przepływ pary wodnej przez ściany zewnętrzne w zależności od rodzaju izolacji cieplnej i krotności wymiany powietrza przez wentylację
Jak uzyskać szczelność powietrzną?
Zamknięta szczelna powłoka domu pasywnego Warstwę zapewniającą szczelność powietrzną umieszcza się po ciepłej stronie ściany lub izolacji. Warstwa nieprzepuszczająca powietrza Jest nią starannie - w sposób ciągły położony tynk na murze z cegieł (również w miejscach normalnie niewidocznych, np. za schodami) lub odpowiednia folia zamocowana na izolacji cieplnej.
Montaż folii na ścianach budynku kolejne etapy Mocowanie Łączenie arkuszy Uszczelnianie z lewej: mocowanie za pomocą zszywek, w środku: łączenie dwóch arkuszy folii za pomocą samoprzylepnej taśmy uszczelniającej, z prawej: mocowanie folii do murowej ściany szczytowej za pomocą kleju uszczelniającego. Źródło: ISOVER Multi-Comfort House
Uszczelnienie przepustu przewodu instalacyjnego Kołnierz nieprzepuszczający powietrza do uszczelniania przepustu przewodu instalacyjnego, wykonany jest z odpornego na starzenie, trwale elastycznego kauczuku. Kabel czy też rura, po umieszczeniu w kołnierzu mogą byd później dowolnie przesuwane Źródło: ISOVER Multi-Comfort House
Okno dla budynków pasywnych przekrój przez profil oraz prawidłowy montaż Izolacja Ściana Taśma butylowa wewnętrzna (do tynkowania) Kątownik montażowy Taśma rozprężna Rama okna
Inteligentna paroizolacja Zima Lato Hamowanie przepływu wilgoci Wysuszanie konstrukcji budowlanej i izolacji cieplnej Źródło: ISOVER Multi-Comfort House
Zasada działania izolacji parochronnej o zmiennym oporze dyfuzyjnym Membrana wodoszczelna Zima VARIO KM Duplex -inteligentna folia ZIMA Źródło: ISOVER Multi-Comfort House
Zasada działania izolacji parochronnej o zmiennym oporze dyfuzyjnym Membrana wodoszczelna VARIO KM Duplex inteligentna folia Wysychanie do wnętrza (Wiosna/Lato/Jesieo) Źródło: ISOVER Multi-Comfort House
A co się stanie jeżeli pojawi się nieciągłość w folii zapewniającej szczelność powietrzną?
Wnikanie wody do wnętrza przegrody, na drodze dyfuzji oraz na skutek przepływu wilgotnego powietrza przez nieszczelność (źródło większości szkód budowlanych) Warunki badań: temp. wewnętrzna +20 C, temp. zewnętrzna -10 C, różnica ciśnień 20 Pa (odpowiadająca sile wiatru 2-3), standardowy materiał izolacyjny postaci włóknistej, izolacja parochronna (s d =2,3 m) nieprzepuszczajaca powietrza 1 mm 1m względne zwiększenie ilości wnikającej wody 1600 1m 14 cm bez szczeliny: 0,5 g wody/(m² x 24h) (dyfuzja) z 1 mm szczeliną: 800 g wody/(m² x 24h) (przepływ powietrza przez nieszczelność) (badania: Institut für Bauphysik, Stuttgart)
Szkody budowlane - przykład Dach Przestrzeo wewnętrzna Ciepłe powietrze zawierające parę wodną przepływa przez nieszczelnośd w przegrodzie budowlanej Po zetknięciu z zimną powierzchnią przegrody wykrapla się woda Skutek to gnijące drewno Źródło: Paul Simons
Jak przeprowadza się ciśnieniową próbę szczelności?
Ciśnieniowa próba szczelności BlowerDoor-System (wentylacyjna płyta drzwiowa; drzwi nawiewne) Lokalizacja nieszczelności Różnica ciśnień (wnętrze budynku/otoczenie): Dp = 50 Pa Krotność wymiany powietrza n 50 [1/h] Stuttgart BlowerDoor GmbH 2008
Budynek szkoleniowy z zamontowaną wentylacyjną płytą drzwiową Blower Door Roman Pieprzyk
Test szczelności dużego budynku pasywnego (np. użyteczności publicznej, hali produkcyjnej )
Krotność wymiany powietrza - wymagania Budynki z wentylacją grawitacyjną n 50, max = 3,0 h -1 (Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 201/2008, poz. 1238, 151, pkt. 2.3.2.)) Budynki z wentylacją mechaniczną n 50, max = 1,5 h -1 (Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 201/2008, poz. 1238, 151, pkt. 2.3.2.)) Budynki pasywne n 50, max = 0,6 h -1 (PHI - Passiv Haus Institut, Darmstadt, Dr. Wolfgang Feist)
Lokalizacja nieszczelności Dłonią (najlepiej mokrym grzbietem) Termoanemometrem Ręczną wytwornicą dymu Kamerą termograficzną Stuttgart BlowerDoor GmbH 2008
Typowe nieszczelności Nieszczelnośd pomiędzy piętrami Przerwy w spoinowaniu Nieszczelnośd przy przycisku spłuczki (warstwa zapewniająca szczelnośd powietrzną zawsze powinna byd za ścianą instalacyjną a nie na ścianie instalacyjnej) Źródło: Sigrid Dorschky
Nieszczelności w starych budynkach (brak warstwy zapewniającej szczelnośd powietrzną budynku) Stopiony śnieg i osadzająca się mgła wskazują na wypływ ciepłego powietrza przez nieszczelności: - w ścianach wewnętrznych, - przy stropach międzypiętrowych, - w obszarach przestrzeni nad jętkami. Źródło: Sigrid Dorschky
Przepływ powietrza Kurz Drzwi wejściowe (z wygłuszeniem) Ściana (od wewnątrz mieszkania) Nieszczelne drzwi wejściowe do mieszkania, to: przeciągi - wychładzanie mieszkania zimą - wpychanie gorącego powietrza latem kurz w mieszkaniu Roman Pieprzyk
Wynik ciśnieniowej próby szczelności Blower Door Test, zamieszcza się w Świadectwie charakterystyki energetycznej budynku
Badanie szczelności powietrznej budynków lub części budynków - w warunkach polowych, przeprowadza się zgodnie z normą PN-EN 13829
Podsumowanie Szczelnośd powietrzna przegród zewnętrznych budynku, to: gwarancja komfortu cieplnego, brak przeciągów w mieszkaniu, brak zimnego powietrza przy podłodze, brak zanieczyszczeo w powietrzu (kurzu, mikrowłókien ) prawidłowo działająca wentylacja i ogrzewanie, brak wnikania wilgoci do przegród budowlanych (brak szkód budowlanych), powietrze w izolacji przegrody budowlanej stoi, i tym samym jest izolatorem, zminimalizowanie strat ciepła (niższe koszty ogrzewania).
Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Prezydenta Stanisława Wojciechowskiego w Kaliszu Najlepsza uczelnia zawodowa w Polsce 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2005 Dziękuję Państwu za uwagę e-mail: roman.pieprzyk@gmail.com