Wewnętrzne życie dachu - część 2

Co chroni przed zawilgoceniem przegrody dachowej?
Fot. inż. Dariusz Nowicki

Istotny czynnik – temperatura
Mając to na uwadze, postawmy sobie pytanie. Jeśli ktoś nam powie, że ma w metrze sześciennym powietrza (na przykład na poddaszu) X gram pary wodnej, to czy my jesteśmy w stanie coś wywnioskować z tej informacji na temat obecnego stanu powietrza na tym poddaszu? Nic, dopóki nie znamy temperatury, bo może zajść sytuacja, że na tym poddaszu jest bardzo ciepło (wysoka temperatura) i to powietrze może wchłonąć znacznie więcej pary wodnej niż obecne „X”. Może też zajść sytuacja, że na tymże poddaszu jest bardzo zimno (niska temperatura) i powietrze nie wchłonie tam już absolutnie nic, ponieważ mamy osiągniętą już wilgotność bezwzględną maksymalną czyli wilgotność nasycenia, oczywiście dla tej konkretnej panującej na poddaszu temperatury. A wniosek? Może być taki, że w drugim przypadku mamy ryzyko roszenia, jeśli temperatura się nieco obniży, bo powietrze zacznie pozbywać się nadmiaru pary wodnej. Kluczową dodatkową informacją dotyczącą wilgotności nasycenia jest więc temperatura powietrza. A skoro wilgotność nasycenia zależy od temperatury, to wprowadzono jeszcze jedno, bardzo istotne pojęcie, a mianowicie pojęcie wilgotności względnej.

Wilgotność względna – co to jest?
Wilgotność względna to stosunek wilgotności bezwzględnej do wilgotności bezwzględnej maksymalnej w danej temperaturze. Wartość wilgotności względnej wyrażana jest najczęściej w procentach. 

Wcześniej już pisałem, że człowiek czuje się najlepiej, gdy wilgotność względna właśnie mieści się w przedziale powiedzmy 40–60%. Przyjmijmy, że wynosi ona równo 50%, dziś, a w zasadzie teraz, o konkretnej godzinie, kiedy czytasz ten artykuł. A jaka jest temperatura? Mniej więcej – albo sprawdź dokładnie, jeśli chcesz. To w tej właśnie temperaturze powietrze zmieściłoby jeszcze raz tyle pary wodnej ile mieści. Bo 50% to połowa maksymalnej wartości. Ale jak się ochłodzi o kilka stopni wieczorem, albo ociepli nieco rano (nie wiem, o której godzinie czytasz), to wszystko się zmieni, bo zmieni się temperatura powietrza, a z nią ta maksymalna możliwa ilość pary wodnej. Łatwo zauważyć, że całe zjawisko, choć proste, to jest dość dynamiczne, ponieważ może się zmieniać i temperatura i zawartość pary w powietrzu.

Kanał wentylacyjny podłączony do kominka musi spełniać kilka warunków, aby przyczynić się do prawidłowej wentylacji
Fot. Zbigniew Paturej

Przykład – wilgotność w naszym kraju
Polska należy do krajów wilgotnych. Wilgotność powietrza oscyluje u nas w okolicach 80%. Z samego parametru wnioskować można, że chodzi oczywiście o wilgotność względną. Czy bywają w kraju sytuacje ekstremalne? A jeśli tak, to jakie są wówczas wartości wilgotności względnej? Najpierw jedziemy na skali w dół. Marzec 1972, Bielsko Biała, 4%. 30 października 2007 roku, Kasprowy Wierch, wilgotność względna najniższa w historii kraju, 3%. Jak widać bywają wartości jak na pustyni. Cieszyć się mogły wtedy osoby wywieszające pranie do suszenia na Kasprowym Wierchu. A w drugim kierunku skali? No cóż, wystarczy, że pada deszcz lub mamy jesienne mgły. Jaka jest wtedy wilgotność względna? Myślę, że wiesz. Teraz odniosę się delikatnie do dachów i wentylacji. Jeśli skoncentrowalibyśmy się na wentylacji podpołaciowej, to zauważmy, że pod pokrycie dachowe wpływa powietrze o wilgotności względnej takiej, jak pogoda dostarcza, a więc czasem bardzo wilgotne. Do tego wrócimy później, bo zostało jeszcze jedno pojęcie do wyjaśnienia. 

Punkt rosy
Wyobraź sobie, że mamy jakąś ilość ciepłego powietrza nienasyconego, czyli takiego, które zawiera pewną nie maksymalną ilość pary wodnej w danej temperaturze. Ile zawiera tej pary wodnej? Powiedzmy, że oznaczymy taką ilość literą A. Zacznijmy teraz to powietrze schładzać. Jak wiemy, chłodniejsze powietrze ma mniejszą zdolność magazynowania wilgoci. Zatem schładzając je powoli dochodzimy w pewnym momencie do temperatury, w której wilgoć w ilości A stanie się ilością graniczną, a nasze powietrze stanie się powietrzem nasyconym. Inaczej rzecz ujmując, wilgotność względna w naszym przykładzie powoli rosła, aż osiągnęła 100%. Podczas dalszego schładzania powietrza jego zdolność wchłaniania wilgoci dalej spada. Jej nadmiar wytrąci się w postaci mgły. Sumaryczna ilość wilgoci w postaci mgły (czyli wody) oraz pary wodnej, która pozostała w schłodzonym powietrzu jest cały czas A. I teraz ostatnia definicja: Temperatura rosy, inaczej punkt rosy, to temperatura, przy której schładzane powietrze staje się powietrzem nasyconym. Od tego momentu zaczyna ono pozbywać się wilgoci. A ta właśnie, wytrącona w formie kropelek wody, może być dla nas (np. w dachu) niepożądana lub wręcz niebezpieczna.

Połączenie sztuki dekarskiej z wentylacją w budynku to np. sprawa montażu okna dachowego
Fot. Velux

Ile jest pary wodnej w 1 m³?
Teraz, jak już poukładane mamy zjawiska i zdefiniowane pojęcia, możemy poszukać odpowiedzi na narzucające się pytanie: Ile pary wodnej zmieści się w jednym metrze sześciennym powietrza w danej temperaturze? Wartości te, w dużym skrócie i uproszczeniu, podane są w poniższej tabeli (wg Günter D. Roth). 

Co się stanie, oczywiście w pewnym uproszczeniu, podczas nagłego ochładzania powietrza od temperatury 30oC przy wilgotności względnej około 90% (gorący, parny, letni dzień) do temperatury 10°C  (skutek zimnego frontu polarnego)? Na początku mamy powietrze nienasycone, które w każdym metrze sześciennym zawiera 90% z 30,3 g pary wodnej, czyli mniej więcej 27,27 g. Po wychłodzeniu do 10oC straciło ono zdolność magazynowania pary wodnej, przeszło przez punkt rosy i stało się powietrzem nasyconym. W temperaturze 10oC  jest w stanie pomieścić w jednym metrze sześciennym tylko 9,4 g pary wodnej. A co z resztą? Ta reszta, czyli prawie 18 g pary wodnej (27,27 – 9,4) z każdego metra sześciennego, wykropli się i stanie się wodą.

Wentylacja połaci dachowej w okapie
Fot. inż. Dariusz Nowicki

Niebezpieczna sytuacja 
Na tym etapie temat wilgoci i wilgotności mamy omówiony dość dokładnie. Wiemy, że zdolność wchłaniania pary wodnej przez powietrze ma swoje granice. Wiemy, że maksymalna ilość pary wodnej w powietrzu zależy od jego temperatury i że im temperatura niższa, tym zdolność ta też jest niższa.  Wiemy też, że para wodna to gaz i jej nie widać, a jeśli już coś widać to nie jest to para wodna a już woda, w formie np. drobnych kropelek tworzących mgłę. Wiemy też, że momentem krytycznym dla pojawienia się kropelek (a więc wody) podczas ochładzania się powietrza jest przejście przez tak zwany punkt rosy, kiedy to powietrze uzyskuje stan nasycony i zaczyna pozbywać się wilgoci. 

Możemy wrócić do pytania zadanego na początku cyklu. Co to w końcu znaczy, że dach jest zawilgocony?  W sumie, jak już wiemy, de facto wszystko jest zawilgocone i to cały czas. Trochę bardziej lub trochę mniej, ale jest. Para wodna znajduje się w powietrzu, ale też w materiałach porowatych. W krokwiach, w deskowaniu, w takiej czy innej wełnie ocieplającej dach, w gipsokartonie. Wszędzie. Czy taka sytuacja jest niebezpieczna? Nie, dopóki powietrze nie zbliży się parametrami do stanu nasycenia. 

Mówiąc o zawilgoconym dachu mówimy o sytuacji, gdzie w przegrodzie dachowej pojawiają się skropliny, a więc woda. Zawilgocony oznacza więc w tej sytuacji mokry. Niebezpieczna w dachu jest woda ("pamiętajmy, że nie rozpatrujemy w tym artykule przypadków, w których woda w przegrodzie lub pod nią pojawia się w wyniku miejscowych przecieków, a więc drobnych usterek, awarii czy większych błędów wykonawczych). 

Dekarz a wentylacja w budynku
Jak mówiliśmy, wentylacja służy między innymi wymianie powietrza zawilgoconego na suche (np. w łazienkach lub kuchniach). Ale teraz jesteśmy już wyposażeni w wiedzę, która pozwala nam nieco inaczej ująć tę kwestię. Można powiedzieć tak: Wentylacja służy m.in. wymianie powietrza bardziej nasyconego parą wodną na mniej nasycone parą wodną. 

Pranie wywieszone do schnięcia w łazience zaparowanej, gdzie mamy powietrze maksymalnie nasycone parą, nie wyschnie bo powietrze już nie da rady nic z tego mokrego prania wchłonąć. Wymiana w takiej łazience powietrza na mniej nasycone parą będzie skutkowało tym, że to mniej nasycone wchłonie trochę wilgoć z prania.  Warunek schnięcia – to ciągła wymiana powietrza (bardziej nasyconego na mniej nasycone) przez wentylację właśnie. Robienie prania podczas długotrwałych ciągłych opadów deszczu i oczekiwanie na wyschnięcie w klasyczny sposób wydaje się co najmniej dziwne. Uogólniając teraz, jeśli weźmiemy pod uwagę  naszą przegrodę dachową, to pod nią musi działać wentylacja, która zmniejsza stopień nasycenia powietrza parą wodną. Dotyczy to przede wszystkim łazienek czy kuchni właśnie, a zwłaszcza tych umieszczonych na poddaszu, bo ich oddziaływanie bezpośrednio na przegrodę dachową jest mocniejsze. Zatem dekarza nie może nie interesować, czy w budynku działa czy nie jakaś wentylacja. A będzie to jedna z trzech możliwości: 

• wentylacja grawitacyjna
• wentylacja mechaniczna 
• rekuperacja. 

W wentylacji grawitacyjnej nie mamy w zasadzie żadnej kontroli nad tym, co się z powietrzem dzieje. W wentylacji mechanicznej wymuszamy wentylatorami określony ruch powietrza. W rekuperacji z kolei mamy niemal pełną kontrolę nad powietrzem wchodzącym i wychodzącym odpowiednio do i z budynku. Jest jeszcze czwarta możliwość, a mianowicie wentylacja naturalna, która sprowadza się do zrobienia w domu przeciągu przez otworzenie na oścież okien, ale chyba nie o to na dłuższą metę chodzi. 

Konkretny przykład tego, że wentylacja wewnątrz budynku dotyczy dekarza, to okna połaciowe. Przecież istnieją konkretne zalecenia, jak okna od wewnątrz powinny być wykończone. Wiadomo, że pod oknem ścianka ma być pionowa a nad oknem pozioma. Właśnie po to aby powietrze omywało, wentylowało, suszyło szybę, na której jest ryzyko wykraplania się rosy. 

Kominki wentylacyjne i zajęcia z logiki 
Czy kominek wentylacyjny jakoś załatwia sprawę? Kupiłem, założyłem w dachu i... mam wentylację? Niestety, tak nie jest, choć wyobrażenie szerokiej rzeszy inwestorów jest temu bardzo bliskie. W zasadzie tak popularny i powszechnie lubiany kominek wentylacyjny nie powinien się tak nazywać. Właśnie dlatego, że sam nie załatwia sprawy wentylacji poddasza.  

Aby wentylacja grawitacyjna działała, kanał wentylacyjny (jako całość) musi spełniać kilka parametrów:

• lmusi być wysoki (ok. 3,5–4 m od wlotu do wylotu)
• musi być prosty (nie może być powyginany, więc rury spiro komplikują sprawę)
• jego ujście musi znajdować się na wysokości kalenicy (mniej więcej) 
• musi mieć przekrój co najmniej 0,016 m2 (a zatem średnicę ok. 150 mm lub więcej). 

Innymi słowy nic nie zastąpi wymurowanego, wysokiego komina wentylacyjnego do wentylacji grawitacyjnej, a na pewno nie kratka wentylacyjna w łazience na poddaszu podłączona wygiętą w S rurą spiro do kominka wentylacyjnego znajdującego się metr wyżej. Taki kominek może być jednak elementem składowym skutecznie działającego kanału wentylacyjnego z wymuszonym ruchem powietrza, na przykład przez wentylator. Wszystko zależy więc od przemyślanego projektu. 

Ale pamiętać należy jeszcze o prostej logice. Każdy kanał wentylacyjny ma wlot i wylot. Wylot poza budynek (nad dach), a wlot w pomieszczeniu. Musimy jakoś do tych pomieszczeń doprowadzić powietrze z zewnątrz (np. uchylić okno), inaczej nici z działającej wentylacji grawitacyjnej czy nawet wentylacji z wymuszonym ruchem powietrza przez wentylator. Czasem się zdarza, że inwestor sygnalizuje dekarzowi, że chyba źle (np. odwrotnie) założył kominek wentylacyjny nad łazienką, bo zamiast wyprowadzać powietrze na zewnątrz wieje przez niego zimnem niemiłosiernie. No tak raczej będzie, jeśli jest to jedyne wejście powietrza do domu. Wentylacja grawitacyjna, czy nawet częściowo wymuszona, mechaniczna, nie jest lub nie do końca jest pod naszą kontrolą. Całkowitą kontrolę nad wymianą powietrza w domu mamy jedynie w przypadku zastosowania rekuperacji. 

Ciąg dalszy w następnym wydaniu czasopisma DACHY

mgr inż. Przemysław Spych
Doradca techniczny BMI Braas

Źródło: Dachy, nr (239)