WYKŁAD NR 10 Z PRZEDMIOTU:

„Fizyka Budowli”

OCENA NIEBEZPIECZEŃSTWA

KONDENSACJI WILGOCI

WE WNĘTRZU

PRZEGRODY BUDOWLANEJ

Stan wilgotnościowy przegrody i jego uwarunkowania

Stan wilgotnościowy przegrody budowlanej, rozpatrywany z

punktu widzenia sorpcyjnego oddziaływania pary wodnej

zawartej w powietrzu po obu stronach przegrody, zależy od:

1. różnicy ciśnienia cząstkowego pary wodnej w powietrzu

wewnętrznym p

i

oraz zewnętrznym p

e

, przy czym obie

wartości ciśnienia zależą od lokalnej temperatury T (T

i

, T

e

)

i wilgotności względnej powietrza  (

i

, 

e

)

3. oporu dyfuzyjnego R

v

, który w przypadku przegrody

warstwowej jest sumą oporów dyfuzyjnych poszczególnych

warstw

2. konstrukcji przegrody: rodzaju, układu i kolejności

poszczególnych warstw, w tym usytuowania warstwy izolacji

termicznej względem zasadniczej warstwy konstrukcyjnej

oraz miejsca ulokowania warstwy hydroizolacji

Stan wilgotnościowy przegrody i jego uwarunkowania

Strumień ciepła

q

[J/

(m

2

s)]

Strumień wilgoci

w

[g/(m

2

s)]

T

i

T

e

p

i

p

e

d

d





q

w

1.

różnicy ciśnienia cząstkowego pary wodnej w powietrzu

wewnętrznym p

i

oraz zewnętrznym p

e

, przy czym obie

wartości ciśnienia zależą od lokalnej temperatury T (T

i

, T

e

)

oraz wilgotności względnej powietrza  (

i

, 

e

)

Ciśnienie pary wodnej nasyconej w zależności od temperatury

Ad.

1.

100

ni

i

i

p

p







100

ne

e

e

p

p







Stan wilgotnościowy przegrody i jego uwarunkowania

2.

konstrukcji przegrody: rodzaju, układu i kolejności

poszczególnych warstw, w tym usytuowania warstwy izolacji

termicznej względem zasadniczej warstwy konstrukcyjnej

oraz miejsca ulokowania warstwy hydroizolacji.

Rozkład ciśnienia cząstkowego pary p oraz p

n

w przekroju

poprzecznym elementu budowlanego z rozmaicie

ulokowaną warstwą izolacji termicznej

Ad.

2.

Rys a) paroizolacja
po „ciepłej” stronie
przegrody. W
warstwie izolacji
termicznej nie
wystąpi kondensacja
wody

Rys b) paroizolacja
po „zimnej” stronie
przegrody. W
warstwie izolacji
termicznej pojawi się
kondensacja wody

Rozkład ciśnienia cząstkowego p oraz p

s

w przekroju

poprzecznym elementu z rozmaicie ulokowaną

warstwą paroizolacji

3.

oporu dyfuzyjnego R

V

, który w przypadku przegrody

warstwowej jest sumą oporów dyfuzyjnych poszczególnych

warstw:







n

j

vj

v

R

R

1

przy
czym:





















g

hPa

h

m

ej

materialow

warstwy

dla

d

R

vj

j

vj

2























g

hPa

h

m

j

powietrzne

warstwy

dla

R

vj

2

0

d

j

– grubość j-tej warstwy materiałowej [m]



vj

– obliczeniowy współczynnik dyfuzji pary wodnej

charakteryzujący materiał j-tej warstwy [g/(mhhPa] (jego
wartość znajdujemy w normach lub literaturze)

Stan wilgotnościowy przegrody i jego uwarunkowania

Ad.

3.

Obliczeniowy opór dyfuzyjny niektórych wyrobów
i powłok mogących służyć jako paroizolacja w
przegrodach budowlanych

Ad.

3.

Rozkład ciśnienia cząstkowego pary wodnej w przegrodzie

- nie występuje kondensacja wewnętrzna

Rozkład ciśnienia cząstkowego pary wodnej w przegrodzie

- kondensat wykrapla się na powierzchni między warstwami 1 oraz 2

Kondensacja!

Rozkład ciśnienia cząstkowego pary wodnej w przegrodzie

kondensat wykrapla się w dwóch płaszczyznach:

między warstwami 1 i 2 oraz warstwami 3 i 4

Kondensacja!

Rozkład ciśnienia cząstkowego pary wodnej w przegrodzie

- kondensat wykrapla się w obrębie warstwy nr 2

Kondensacja!

Przenikanie ciepła przez przegrody wielowarstwowe

Rozkład temperatur na powierzchniach granicznych

q

T

i

i

i











1

q

d

i







1

1

1







q

d







2

2

1

2







………………….

q

d

n

n

n

n

e



















1

q

T

e

e

e











1

lub





e

i

T

T

U

q







Współczynnik U [W/(m

2

K)] przedstawia strumień

ciepła [W], który przepływa przez jednostkową
powierzchnię [1m

2

] przy różnicy temperatur między

powietrzem wewnętrznym i zewnętrznym 1

o

[K].

Przykład obliczeniowy

Ocenić niebezpieczeństwo

wystąpienia kondensacji

wilgoci we wnętrzu ściany

systemu BHE

(w przekroju -

)

s

d

= 35,251mU = 0,355 W/(m

2

·K)

Zebranie danych do wyznaczenia przebiegu ciśnienia p

n

- przy podanym niżej układzie i grubości warstw w przekroju -

s

d

= 36,051mU = 0,355 W/(m

2

·K)

Zebranie danych do wyznaczenia przebiegu ciśnienia p

n

- przy skorygowanej grubości warstw w przekroju -

Ocena ryzyka kondensacji

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków

technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie

(WT2008)

– a kwestie wilgotnościowe

§ 321 otrzymuje brzmienie:

„§ 321.1. Na wewnętrznej powierzchni nieprzezroczystej

przegrody zewnętrznej nie może występować kondensacja pary

wodnej umożliwiająca rozwój grzybów pleśniowych.

2. We wnętrzu przegrody, o której mowa w ust. 1, nie może

występować narastające w kolejnych latach zawilgocenie

spowodowane kondensacją pary wodnej.”

PN-EN ISO 13788:2003

– obliczenia wilgotnościowe

W normie podano:

•

metodę obliczania temperatury powierzchni wewnętrznej

komponentu budowlanego i elementu budynku, poniżej

której prawdopodobny jest rozwój pleśni, przy zadanej

temperaturze i wilgotności powietrza wewnętrznego

•

metodę oszacowania ryzyka kondensacji wewnętrznej

wskutek dyfuzji pary wodnej

Obliczenia sprawdzające przeprowadza się według PN-EN ISO

13788:2003

„Cieplno-wilgotnościowe

właściwości

komponentów

budowlanych

i

elementów

budynku

–

Temperatura

powierzchni

wewnętrznej

konieczna

do

uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacja

międzywarstwowa – Metody obliczania”

Rodzaj oporu przejmowania ciepła Wartość
Opór przejmowania na powierzchni
zewnętrznej, R

se

0,04 [m

2

× K / W]

Opór przejmowania na powierzchni
wewnętrznej, R

si

na oszkleniach i ramach

0,13 [m

2

× K / W]

pozostałe powierzchnie wewnętrzne 0,25 [m

2

× K / W]

PN-EN ISO 13788:2003

– obliczenia wilgotnościowe

Przy szacowaniu ryzyka wzrostu pleśni i wewnętrznej

kondensacji należy posługiwać się wartościami R

se

oraz R

si

o

wartościach zestawionych w tablicy.

Przy czym:

wartość R

si

= 0,25 [m

2

· K / W] została przyjęta jako najgorszy

przypadek ryzyka kondensacji w narożu.

Na

niebezpieczeństwo

wystąpienia

kondensacji

powierzchniowej i ryzyko pojawienia się pleśni wpływ

mają:

PN-EN ISO 13788:2003

– obliczenia wilgotnościowe



„jakość cieplna” każdego elementu obudowy budynku

(reprezentowana

przez

opór

cieplny,

mostki

cieplne,

geometrię i opór przejmowania ciepła na powierzchni

wewnętrznej). Jakość cieplną charakteryzuje się zgodnie z

normą PN-EN ISO 13788 – przez podanie czynnika

temperaturowego na wewnętrznej powierzchni, f

Rsi



sposób ogrzewania pomieszczeń (ciągłe, okresowe z

osłabieniem lub z przerwami), albo przypadek nieogrzewanych

pomieszczeń, gdy para wodna może wnikać z sąsiednich

pomieszczeń ogrzewanych



temperatura i wilgotność powietrza wewnętrznego



klimat zewnętrzny: temperatura powietrza i wilgotność

PN-EN ISO 13788:2003

– obliczenia wilgotnościowe

Ryzyko rozwoju pleśni na powierzchni przegrody występuje w

przypadku utrzymywania się przez kilka dni wilgotności

względnej przekraczającej 80%.

Kondensacja powierzchniowa może powodować zniszczenie

materiałów

budowlanych,

wrażliwych

na

wilgoć

i

niezabezpieczonych.

Zjawisko to można akceptować, jeżeli dotyczy krótkiego czasu

i niewielkiego obszaru, np. na oknach i kafelkach w

łazienkach, gdy powierzchnia nie absorbuje wilgoci i gdy

podjęto odpowiednie kroki w celu zapobieżenia jej kontaktu z

innymi wrażliwymi materiałami.

Jakość cieplną elementu obudowy budynku charakteryzuje się

bezwymiarową temperaturą wewnętrznej powierzchni.

Element budynku należy tak zaprojektować, aby dla każdego

miesiąca spełnione było wymaganie:

f

Rsi

> f

Rsi, min

PN-EN ISO 13788:2003

– obliczenia wilgotnościowe

przy czym:

f

Rsi

jest to czynnik temperaturowy na wewnętrznej powierzchni

– opisany wzorem:

przedstawiający różnicę temperatury powierzchni wewnętrznej

i temperatury powietrza zewnętrznego, podzieloną przez

różnicę temperatury powietrza wewnętrznego i zewnętrznego,

a obliczoną przy założeniu, że opór przejmowania ciepła na

powierzchni wewnętrznej wynosi R

si

.

e

i

e

si

Rsi

f















PN-EN ISO 13788:2003

– obliczenia wilgotnościowe

f

Rsi

min

jest to obliczeniowy czynnik temperaturowy na

powierzchni wewnętrznej – opisany wzorem:

gdzie



si min

jest temperaturą powierzchni wewnętrznej, poniżej której

rozpoczyna się rozwój pleśni.

e

i

e

si

Rsi

f















min

,

min

,

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków

technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie

(WT2008)

– a inne wymagania związane z oszczędnością energii.

2.1. Powierzchnia okien.

2.1.1.

W budynku mieszkalnym i zamieszkania

zbiorowego

pole powierzchni A

0

, wyrażone w m

2

, okien oraz przegród

szklanych i przezroczystych, o współczynniku przenikania
ciepła nie mniejszym niż 1,5 W/(m

2

K), nie może być większe

niż wartość A

0max

obliczone według wzoru:

A

0max

= 0,15 A

z

+ 0,03

A

w

A

z

– jest sumą pól powierzchni rzutu poziomego wszystkich

kondygnacji nadziemnych (w zewnętrznym obrysie budynku) w
pasie o szerokości 5 m wzdłuż ścian zewnętrznych,

A

w

– jest sumą pól powierzchni pozostałej części rzutu

poziomego wszystkich kondygnacji po odjęciu A

z

.

2.1.2.

W budynku użyteczności publicznej

pole powierzchni A

0

, wyrażone w m

2

, okien oraz przegród

szklanych i przezroczystych, o współczynniku przenikania
ciepła nie mniejszym niż 1,5 W/(m

2

K), obliczone według ich

wymiarów modularnych, nie może być większe niż wartość

A

0max

, obliczona według wzoru określonego w pkt 2.1.1., jeśli

nie jest to sprzeczne z warunkami dotyczącymi zapewnienia
niezbędnego oświetlenia światłem dziennym.

2.1.3.

W budynku produkcyjnym, magazynowym i

gospodarczym

łączne pole powierzchni okien oraz ścian szklanych w
stosunku do powierzchni całej elewacji nie może być większe
niż:
1) w budynku jednokondygnacyjnym (halowym) – 15%;
2) w budynku wielokondygnacyjnym – 30%.

2.1.4. We

wszystkich rodzajach budynków

współczynnik

przepuszczalności energii całkowitej okna oraz przegród

szklanych i przezroczystych g

c

liczony według wzoru:

g

c

= f

c

 g

G

nie może być większy niż 0,5 – z wyłączeniem okien oraz

przegród szklanych i przezroczystych, których udział f

G

w

powierzchni ściany jest większy niż 50 % powierzchni ściany –
wówczas należy spełnić poniższą zależność:

g

c

 f

G



0,25

gdzie:

g

G

– współczynnik przepuszczalności energii całkowitej dla

rodzaju oszklenia,

f

c

– współczynnik korekcyjny redukcji promieniowania ze

względu na zastosowane urządzenia przeciwsłoneczne,

f

G

– udział powierzchni okien oraz przegród szklanych i

przezroczystych w powierzchni ściany.

Wartość współczynnika przepuszczalności

energii całkowitej dla różnego rodzaju

oszklenia

Wartości współczynnika korekcyjnego redukcji

promieniowania ze względu na zastosowane

urządzenia przeciwsłoneczne