Mechanika wilgoci. Fizyka i chemia budowli część 1-1E mgr inż. Anna Najder, dr inż. Tomasz Najder Wersja 06/2008, zmodifikowana 10/2016 2016.10.23 (Part 1_1 PP 2007, animation + p/r) Copyright notice Unauthorised copying of this presentation as whole or in parts in any form or by any means, electronic, photocopying, recording or otherwise, without prior written permision is prohibited. ready

Spis treści Wstęp 3 Źródła wilgoci 10 Bezpośrednie oddziaływanie wilgoci na budynek 16 Skutki zawilgoceń 26 Przyczyny kłopotów wilgotnościowych obiektów zabytkowych 40 Transport wody i wilgoci 41 Tradycyjne i współczesne tynki 63 Transport wody w murach otynkowanych 68 Pojęcia związane z wilgocią (parą) 77 Dyfuzja i konwekcja pary wodnej 80 Przepuszczalność pary i paroszczelność 87 Dyfuzja i konwekcja c.d. 89 Kondensacja pary, punkt rosy 95 Konwekcja w obiektach sakralnych 99 Wilgoć w konstrukcjach murowych 103 Naprężenia i odkształcenia w murze 106 Naprawy – „przykazania” 112 ready

Różne kombinacje materiałów elementu 11. Dyfuzja i konwekcja c.d. Różne kombinacje materiałów elementu tynk – mur – wykładzina wewnętrzna: użytych w czasie budowy ready press press

Różne kombinacje materiałów elementu tynk – mur – wykładzina wewnętrzna możliwych do użycia w czasie renowacji budynku zabytkowego ! ready press press press press

Ruch powietrza następuje od wysokiego do niskiego ciśnienia. Para wodna może być oprócz dyfuzji transportowana poprzez konstrukcje w wyniku różnicy ciśnienia powietrza po obu stronach tej konstrukcji. Zjawisko to zwie się konwekcją. Różnice ciśnienia powietrza mogą być spowodowane wiatrem, różnicą temperatur lub działaniem wentylacji. Ruch powietrza następuje od wysokiego do niskiego ciśnienia. Gdy powietrze przemieszcza się od strony ciepłej do zimnej powstaje ryzyko kondensacji – powodem jest wzrost wilgotności względnej z malejącą temperaturą. Przy ruchu powietrza od strony zimnej do ciepłej następuje zjawisko przesychania – wilgotność względna zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Zarówno zjawisko kondensacji, jak i przesychanie mogą być szkodliwe dla wnętrza budynku zabytkowego, jak i jego wyposażenia np. mebli. ready press press press press

press press press press press ready

Ruch w wyniku dyfuzji zależy od zawartości pary wodnej w ośrodkach. Ruch powietrza i pary wodnej pomiędzy budynkiem i jego otoczeniem oraz gruntem jest złożony. Ruch w wyniku konwekcji zależy od ciśnienia i temperatury w poszczególnych ośrodkach. Ruch w wyniku dyfuzji zależy od zawartości pary wodnej w ośrodkach. Dochodzią przecieki (dotyczy wody i powietrza w wyniku działaniu wiatru) oraz ruch kapilarny. Konwekcja i dyfuzja związana jest z ogrzewaniem lub brakiem ogrzewania pomieszczeń budynku oraz istnieniem lub brakiem możliwości wentylacji biernej względnie czynnej. press press press press ready press press press

Ryzyko kondensacji większych ilości wody jest dużo większe w wyniku konwekcji niż dyfuzji. Jak widać z wykresu obok, ilość wilgoci transportowanej w wyniku konwekcji rośnie szybko wraz ze wzrostem otworów i pęknięć. Konwekcja jest szybkim środkiem transportu pary wodnej (pod warunkiem jednak, że pęknięcia mają odpowiednią szerokość). Dyfuzja jest procesem wolniejszym i dotyczy znacznie mniejszych ilości wody. Jedynym wyjątkiem od reguły j.w. jest transport wilgoci w piwnicach, gdzie dominuje dyfuzja. Zawartość pary w gruncie prawie zawsze jest wyższa niż w piwnicy – nawet nieogrzewanej. konwekcja ready press press press

Paro- i wiatroizolacje ready

W domach szkieletowych i w dachach powszechnie stosuje się tzw W domach szkieletowych i w dachach powszechnie stosuje się tzw. paroizolacje. Są to materiały osłaniające konstrukcję i izolację cieplną przed napływem pary wodnej. Sama para wodna nie jest groźna dla przegrody, dopiero jej kondensacja pogarsza termoizolacyjność ściany i zagraża materiałom konstrukcyjnym, szczególnie drewnianym. Jako paroizolacje stosuje się najczęściej folie polietylenowe (PE) przepuszczające parę wodną w wyniku dyfuzji w ilości ok. 0,3 mg na dobę na powierzchni 1m2. Dlatego folie PE późniają proces przenikania pary wodnej, nie stanowiąc dla niej ostatecznej zapory. Dlatego folie PE winny być nazywane opóźniaczami przepływu pary wodnej, a nie paroizolacjami. ready press press press press press press

W procesie budowania domu łączy się zwykle materiały o różnych właściwościach fizycznych, osiągnięcie idealnej szczelności nie jest możliwe. Aby rozwiązać problemy z przenikaniem wilgoci wypracowano układ ściany, w którym od wewnątrz montuje się materiały ograniczające jej dopływ, a od zewnątrz możliwiające wydobywanie się pary wodnej poza przegrodę. Te ostatnie stanowią folie o wysokim współczynniku paroprzepuszczalności ponad 1000g/m2/24h lub inne folie umożliwiające przepływ powietrza wentylującego termoizolację. W takim układzie ściany przestaje być istotne czy folia paroizolacyjna jest zaporą czy tylko opóźniaczem przepływu pary wodnej. Najważniejsza jest zdolność systemu do pozbywania się pary wodnej, czyli wysoka paroprzepuszczalność folii zewnętrznej lub sprawność wentylowania przegrody w formie szczeliny wentylacyjnej. ready press press press press press

listwy zakład Bilans przepływu pary wodnej powinien być zrównoważony tzn. ilość pary wodnej wchodzącej w ścianę przez większą część roku od wewnątrz winna być taka sama, jak ilość wychodząca. Zbyt duże ilości pary wychodzącej może w zimie prowadzić do skraplania się jej w zewnętrzej strefie przegrody lub zamarzania. Stąd właściwą regulację wilgotności w pomieszczeniach, zwłaszcza o szczelnych oknach winna zapewniać sprawnie działająca wentylacja grawitacyjna lub mechaniczna. Folię zewnętrzną o znacznej paroprzepuszczalności winno cechować odporność na promieniowanie ultrafioletowe oraz ochrona przed wiatrem i deszczem zacinającym. Na rysunku obok zasady montażu szwedzkiej wiatroizolacji WINDY. Jest to folia PE laminowana warstwą polipropylenu. papa izolacyjna membrana izolacyjna ready press press press press press

Dlaczego potrzebna jest paroizolacja? 1,8 g/m3 12,0 g/m3 Wilgoć w postaci pary wodnej nie będzie wówczas przenikać bezpośrednio z ciepłych pomieszczeń poddasza do konstrukcji połaci dachu na zasadzie dyfuzji i powodować szkody. Paroizolacja nie powinna przepuszczać powietrza. Wilgotne powietrze przedostające się bowiem przez takie nieszczelności przenika do konstrukcji dachowej i schłodzone skrapla się. ready press press

Konstrukcja dachowa Układ konstrukcji dachowej jest niemal identyczny, jak ściany z poprzednich stron. Wydzielić tu można kolejno od środka: 1. paroizolację, 2. termoizolację, 3. przestrzeń powietrzną, 4. wiatroizolację. 4. 3. 1. 2. press ready

Różnice funkcjonowania wiążą się z faktem, że para wodna z pomieszczeń transportowana jest w dominującej części przez konwekcję, w mniejszej przez dyfuzję. Ponadto pochylenie dachu sprawia w przeciwieństwie do pionowych ścian, że wiatroizolacja musi zapewnić absolutną szczelność na przecieki od deszczu i wód roztopowych w przypadku nieciągłości pokrycia dachowego, np. uszkodzenia lub przesunięcia się dachówek. Łatwość odparowania przenikającej przez termoizolację pary ułatwia jednocześnie szeroka z reguły szczelina wentylacyjna. ready press press press

3. 4. 2. 1. 5. Powyżej zasygnalizowane okoliczności sprawiają, że główną cechą wiatroizolacji winna być wodoszczelność, a nie wysoka paroprzepuszczalność. Para przenikająca przez termoizolację uchodzić bowiem będzie przez szczelinę powietrzną. Z kolei paroizolacja może być również bardziej szczelna w przypadku usuwania pary wodnej z pomieszczeń pod dachem przez sprawnie działającą wentylację. Na rysunku obok kolejno od środka: 1. paroizolacja, 2. termoizolacja, 3. więźba dachowa, 4. wiatroizolacja, 5. łaty i kontrłaty. 3. 4. 2. 1. 5. ready press press

press ready

Zasady montażu wiatroizolacji bez szalunku z desek Szerokości zakładów: pochylenie dachu: Zasady montażu wiatroizolacji bez szalunku z desek ready

Przykład montażu wiatroizolacji bez szalunku z desek ready

Zasady stosowania paroizolacji c.d. 1. szczelina wentylująca pokrycie dachowe, 2. szczelina zapewniająca wymianę powietrza nad warstwą ocieplającą. press Typowa konstrukcja dachowa z paro- i wiatroizolacją oraz szczelinami wentylacyjnymi press ready

Zasady funkcjonowania wentylacji wewnętrznej połaci dachowej Nawiew: 1. wiatroizolacja, 2. kontrłaty, 3. termoizolacja, 4. paroizolacja. Wywiew przy kalenicy: 1. dachówka wentylacyjna, 2. kalenica, 3. wiatroizolacja, 4. paroizolacja. Zasady funkcjonowania wentylacji wewnętrznej połaci dachowej press press press ready

Na lewo na dole: termoizolacja z pojedyńczą szczeliną wentylacyjną. Na prawo u góry: termoizolacja z podwójną szczeliną wentylacyjną. ready press press press

12. Kondensacja pary, punkt rosy ! Schemat kondensacji na skutek zbyt małej izolacyjności termicznej muru: temperatura na wewnętrznej powierzchni przegrody spada poniżej tzw. punktu rosy – para wodna ulega skropleniu. Kondensacja na wewnętrznej powierzchni ścian oprócz konsekwencji estetycznych może prowadzić do niszczenia okładzin drewnianych, tworzenia się grzybów (stanowić zagrożenie alegiczne). Gnicie oparć belek stropowych i rdzewienie ich zakotwień w murze stanowi zagrożenie zawałem konstrukcji. ready press press press

Woda kondensacyjna, powstająca po wewnętrznej stronie szyby okiennej (pojedyńczej, schłodzonej) zamaka mur pod oknem. Fot. D. Markowski ready

Kondensacja na skutek dużej bezwładności cieplnej budynku Kondensacja na skutek tzw. inercji termicznej. Dotyczy grubych murów budowli zabytkowych. Występuje w okresie wiosenno-letnim, gdy budynek jest zimniejszy od otoczenia – patrz linia czerwona. ready press press press press

Kondensacja pary wodnej na chłodnych płytach kamiennych na skutek schładzania się zewnętrznego gorącego powietrza. Zjawisko, jak na zdjęciu występuje często w lipcu, w okresie silnych upałów. Przeciwdziałanie: przerwać wietrzenie pomieszczenia! Nie bez znaczenia na intensywność zjawiska jest fakt, że napływające z zewnątrz cieplejsze powietrze zawiera więcej pary wodnej [g/m3] pomimo, że wilgotność względna na zewnątrz i wewnątrz [%] są zbliżone do siebie. Fot. B. Rouba press ready

Koniec części 1-1D ready

Thank You for Your attention! ready