W swej praktyce zawodowej autor spotkał się z niecodziennym przypadkiem zawilgocenia ściany tylko w jednym z dwudziestu sześciu mieszkań budynku. W innych mieszkaniach lokatorzy takich zjawisk nie obserwowali, co sugerowało, że nie jest to typowe zjawisko tzw. przemarzania.
Mieszkanie owo znajduje się w typowym budynku mieszkalnym wielorodzinnym o pięciu kondygnacjach mieszkalnych łącznie z poddaszem użytkowym W okresie eksploatacji, to jest od roku 1998 nie prowadzono żadnych remontów kapitalnych, modernizacji czy przebudowy. Budynek eksploatowano zgodnie z przeznaczeniem.
W listopadzie 2004 roku w oknach wszystkich mieszkań zainstalowano nawiewniki higrosterowane tyo EMM 707 firmy aereco.
Zawilgocone mieszkanie znajduje się na ostatniej kondygnacji. Jest to mieszkanie dwupoziomowe. Wejście i część niższa mieszkania (III piętro) znajduje się na poziomie +8,70m, a część wyższa (poddasze) na poziomie +11,60m.
Zawilgocona ściana znajduje się w części wyższej mieszkania (poddasze) na poziomie +11,60, od strony ściany szczytowej, w pokoju obok łazienki. W ścianie tej usytuowane są przewody wentylacji grawitacyjnej ze wszystkich kuchni mieszkań usytuowanych poniżej.
Budynek posiada dwa rodzaje ścian zewnętrznych:
– parter i I piętro cegła pełna 25cm i 13cm warstwa styropianu z cienką wyprawą zewnętrzną o współczynniku przenikania ciepła ściany U=0,294W/(m2K),
– II i III piętro cegła kratówka 25cm i 13cm warstwowa styropianu z cienką wyprawą zewnętrzną o współczynniku przenikania ciepła ściany U=0,284W/(m2K).
Kominy i prowadzone w nich przewody spalinowe oraz wentylacji grawitacyjnej zaprojektowane i wykonane są poprawnie. Konserwacja oraz kontrole okresowe stanu techniczne odbywają się zgodnie z obowiązującymi przepisami. W mieszkaniach, w czasie przeglądów, prowadzone są pomiary prędkości przepływu powietrza na wysokości podłączeń do przewodów. Z przedstawionych protokołów z okresowej kontroli przewodów kominowych wynika, ze w przewodach wentylacyjnych kuchni i łazienek wszystkich mieszkań budynku do czasu zainstalowania nawiewników (listopad 2004 r.) występował ciąg ujemny.
Przeprowadzone w kolejnych latach pomiar prędkości przepływu powietrza wykazały:
– Rok 2003 w przewodach spalinowych v=0,95-1,47m/s, w przewodach wentylacyjnych v=-0,47-0,95m/s (znak minus ciąg ujemny).
– Rok 2004 w przewodach spalinowych v=0,91-1,52m/s, w przewodach wentylacyjnych v=-0,87-0,52m/s.
– Rok 2005 w przewodach spalinowych v=0,86-3,34m/s, w przewodach wentylacyjnych v=0,68-2,78m/s.
– Rok 2006 w przewodach spalinowych v=0,98-1,13m/s, w przewodach wentylacyjnych v-0,00-0,63m/s.
Jak widać ciąg ujemnych świadczący o źle działającej wentylacji w mieszkaniach, występował do czasu zamontowania nawiewników (co jest równoznaczne z rozszczelnieniem okien). Pomiary przeprowadzone w doku 2005, już po zamontowaniu nawiewników wykazały sytuację normalną. Jednak w protokołach z okresowych kontroli przewodów kominowych znajdują się informacje o zaklejanych kratkach w łazienkach, montowanych wentylatorach mechanicznych w kuchniach, które zasłaniają kratki wentylacyjne. Znaleźć tam można informację o obniżonym suficie w łazience omawianego mieszkania i zabudowanej w nim rurze odprowadzającej spaliny oraz nieprawidłowo zamontowanej w tym suficie kratce wentylacyjnej.
W omawianym mieszkaniu założono termohigrograf rejestrujący temperaturę i wilgotność względną w pomieszczeniu z zawilgoconą ścianą. W okresie pomiaru temperatura oscylowała między 20 a 24oC, wilgotność względna przeważnie między 60 a 70%. Zawilgocenie przejawia się w sposób charakterystyczny tzn. szarym nalotem pleśniowym w narożach pomieszczenia i za dostawionymi do ściany meblami.
Przeprowadzone pomiary i wykonane obliczenia pozwalają na przyjęcie następujących parametrów mikroklimatu wnętrza:
– temperatura powietrza ti=20-24oC, średnia ti=22oC
– wilgotność względna powietrza o=60-70%, średnia 0=65% (prężność pary wodnej w powietrzu dla warunków średnich pi=1719Pa),
– temperatura wewnętrznej powierzchni przegrody o=18,29oC.
Określone wyżej parametry mikroklimatu wnętrza odbiegają od ogólnie przyjętych za dobre w zakresie wilgotności względnej powietrza, która powinna być niższa i wynosić 40-60%, przyjmuje się dla mieszkań o=55%.
Podwyższona wilgotność powietrza stwarza warunki do wzrostu wilgotności materiałów przegród. Sorpcja wilgoci przez materiał zależy od prężności pary wodnej w otaczającym powietrza jak i od cech samego materiału. Zaprawa murarska stosowana do tynkowania może osiągnąć wilgotność sorpcyjną do 5%, większą wilgotnością sorpcyjną charakteryzuje się drewno i materiały pochodzenia lignocelulozowego do ponad 20%. Przy wysokiej wilgotności względnej ponad 80% w porach materiałów często następuje zjawisko tzw. kondensacji kapilarnej, co powoduje dalszy gwałtowny wzrost wilgoci materiału. Przy wyłączeniu ogrzewania pod nieobecność lokatorów i związanym z tym spadkiem temperatury, w omawianym mieszkaniu wilgotność powietrza gwałtownie rośnie. Przykładowo dla prężności pary wodnej p1=1719Pa i temperatury t1=22°C, wilgotność wynosi cpi=65%, zaś przy spadku temperatury do t1=20°C wilgotność wzrośnie do cpi=73% a odpowiednio dla ti=18°C cpi=83% a dla ti=16°C
Przy dużej wilgotności i temperaturze już ponad 10°C stworzone są warunki do rozwoju pleśni.
Pleśnie to mikroskopijne rośliny pozbawione chlorofilu rozwijające się na martwej materii organicznej lub pasożytują na roślinach. Żyją na zewnątrz i wewnątrz budynków, a przez cały rok mogą wytwarzać olbrzymią ilość zarodników o wielkości 2+5um. Rozwijają się na ścianach, na tapetach, meblach, itp. w pomieszczeniach niewietrzonych i wilgotnych. Powodują u człowieka alergie i inne schorzenia gardła, nosa i płuc. Rozpoznanie alergii na pleśnie jest bardzo trudne. Dominującym objawem alergii na zarodniki pleśni jest astma.
Przyczyną tak złego mikroklimatu wnętrza jest niedostateczna wymiana powietrza i wzrost jego wilgotności. Aby w mieszkaniu zapewnić odpowiednią wilgotność a tym samym odpowiedni mikroklimat, przy wentylacji grawitacyjnej, należy zapewnić dopływ strumienia powietrza określony przez sumę strumieni powietrza usuwanych z pomieszczeń. Strumienie te w rozpatrywanym mieszkaniu wynoszą, co najmniej:
• dla kuchni z oknem zewnętrznym wyposażonej w kuchnie gazową: 70m3/h,
• dla łazienki (z ustępem lub bez): 50m3/h.
Podane wyżej wielkości strumienie powietrza potrzebne są do wentylacji całego mieszkania łącznie z pokojami mieszkalnymi, ale tylko w przypadku jego intensywnej eksploatacji, która występuje tylko w niektórych okresach doby. W przypadku nieobecności mieszkańców tak duża intensywność wymiany jest zbędna.
Źródeł wilgoci w mieszkaniu jest bardzo wiele. Dostaje się ona do pomieszczenia wraz z powietrzem zewnętrznym, powstaje także w wyniku czynności wykonywanych przez domowników. Kąpiele, pranie, gotowanie produkują najwięcej pary wodnej. Także wszystkie organizmy żywe (kwiaty doniczkowe, zwierzęta domowe itp.) emitują wilgoć jako produkt metabolizmu. Orientacyjna intensywność wydzielania pary wodnej:
• sen lub odpoczynek 50 g/h
• lekka praca 90 g/h
• ciężka praca 150 g/h
• szybki taniec 340 g/h
• kąpiel w wannie 1000+1100 g/h
• kąpiel pod prysznicem 1500+1700 g/h
• suszenie bielizny (jeden wsad do pralki) 2000 g/h
• gotowanie (jeden posiłek) 1000+2000 g/h.
Funkcjonująca w mieszkaniach omawianego budynku wentylacja grawitacyjna od momentu zainstalowania w oknach nawietrzników higrosterowanych EMM 707 jest w stanie zapewnić właściwą wymianę powietrza, a tym samym wymagany mikroklimat.
Zamontowany w górnej części okna nawiewnik zapewnia dopływ powietrza zewnętrznego do mieszkania. Optymalizuje on automatycznie strumień powietrza w ciągu doby, proporcjonalnie do poziomu wilgotności względnej, powietrza w pomieszczeniu. Działa w zakresie 30+70% wilgotności względnej regulując przepływ od 5+35m3/h. Przy wilgotności 30% minimalny strumień powietrza wynosi 5,0m3/h(a przy wilgotności 70% przepływ jest maksymalny i wynosi 35m3/h. Nawiewnik wyposażony jest w blokadę minimalizującą przepływ do 5,0m3/h. Dźwignia minimalizująca przepływ powinna znajdować się w pozycji otwartej, w przeciwnym przypadku powodujemy złe działanie wentylacji. Zamykamy ją w wyjątkowych przypadkach przy bardzo silnym wietrze.
Zamontowane w oknach nawiewniki higrosterowane zapewniają nawiew powietrza proporcjonalny do poziomu wilgotności względnej w pomieszczeniu a przy przekroczeniu poziomu 70%, nawiew osiąga wartość maksymalną 35m3/h. Urządzenie to utrzymuje tak długo maksymalny nawiew, aż powietrze osiągnie wymagane parametry. W przypadku powietrza nazbyt suchego ograniczy wymianę, co spowoduje wzrost wilgotności. W przypadku, gdy ograniczymy ogrzewanie na czas nieobecności, toprzy otwartej blokadzie nawiewnika wzrost wilgotności spowodowany spadkiem temperatury spowoduje większe otwarcie nawiewnika i intensywniejszą wymianę powietrza w mieszkaniu, ale przy spadku wilgotności (wskutek intensywniejszego wietrzenia) nawiewnik zmniejsza strumień napływającego powietrza ograniczając wietrzenie. Tak więc nawiewniki racjonalizują zużycie ciepła na potrzeby wentylacji. Mając je przez cały czas otwarte, zapewniamy w mieszkaniu stałą, dobrą jakość powietrza przy optymalnym zużyciu ciepła na jego ogrzanie. W okresie jesienno zimowym, gdy wysychanie przegród na zewnątrz jest niemożliwe, jedyną możliwością zmniejszenia ich zawilgocenia jest wysychanie do wnętrza budynku i wyprowadzenia tej wilgoci na zewnątrz a to jest możliwe w okresie, gdy mieszkanie jest eksploatowane mniej intensywnie i tu nawietrzniki higrosterowane są pomocne.
Należy mieć na uwadze fakt, że wentylacja grawitacyjna działa tylko wtedy, gdy jest utrzymana różnica temperatur powietrza wewnętrznego i zewnętrznego. Musimy zatem utrzymać minimalną różnicę temperatur która zapewni różnicę gęstości między powietrzem wewnętrznym i zewnętrznym dającą ciąg w przewodzie kominowym.
W budynku kilku kondygnacyjnym większy ciąg kominowy występuje w mieszkaniach położonych niżej. W mieszkaniu na parterze, gdzie wysokość komina jest największa w całym budynku (h=15,90m). Różnica ciśnień (Ap) między powietrzem zewnętrznym a wewnętrznym, powodująca ciąg w kominie wyliczona według zależności:
Ap=(pe-p,)hg gdzie:
pe; pi – gęstości powietrza zewnętrznego i wewnętrznego,
h – wysokość od kratki do wylotu komina,
g – przyspieszenie ziemskie,
wynosi dla łazienki Ap=7,69Pa, dla kuchni Ap=5,19Pa, dla mieszkania usytuowanego na ostatniej kondygnacji gdzie wysokości kominów są najmniejsze różnica ciśnień wynosi odpowiednio: dla łazienki (na poddaszu h=3,50m) Ap=1,69Pa/ a dla kuchni usytuowanej na III piętrze (h=7,15m) Ap=2,34Pa. Jak wykazały orientacyjne wyliczenia, przy obliczeniowych parametrach powietrza w pomieszczeniach (łazienka 24°C, kuchnia 20°C) i na zewnątrz (12°C), ciąg w przewodach wentylacyjnych jest zapewniony. W wentylacji grawitacyjnej różnica ciśnień powodowana różnicą gęstości powietrza ciepłego i zimnego osiąga, jak widać, wielkość zaledwie kilku Pa, ale jest to wystarczające. Jednak przy tak małych różnicach ciśnień wentylacji grawitacyjnej, dla zapewnienia właściwego mikroklimatu wnętrz, musi ona działać przez cały czas, bez przerw by usuwać wilgoć z mieszkania i nie dopuścić do jej gromadzenia się w tynkach, tapetach itp.
Należy zwrócić uwagę na konieczność utrzymania (przynajmniej w łazience) niezbędnie wysokiej temperatury, tak, by wentylacja działała. W przypadku gdy temperatura w łazience będzie niewiele wyższa niż na zewnątrz, wymiana powietrza ustaje, a wilgotność w mieszkaniu wzrasta, wtedy bez ruchu powietrza (bez ciągu w przewodzie wentylacyjnym), żadne wywietrzniki nie pomogą.
W omawianym mieszkaniu ściana, na której zaobserwowano występowanie pleśni, znajduje się we wnęce, za ścianą łazienki, gdzie tworzy się zastoina powietrzna, co dodatkowo utrudnia wysychanie ściany. Meble dostawione do ściany też utrudniają wysychanie a tam właśnie rozwinęły się pleśnie.
Zgodnie z normą PN/83-03430 dopływ powietrza do pokojów mieszkalnych kuchni z oknem zewnętrznym jest zapewniony przez nawietrzniki samoczynnie regulowanym stopniu otwarcia. Odpływ powietrza z pokojów mieszkalnych, przy braku wywiewnych otworów wyrównawczych umieszczonych w górnej części drzwi lub nad nimi, może być zapewniony przez szczeliny pomiędzy dolną krawędzią drzwi a podłogą. Przekrój netto tych otworów lub szczelin powinien wynosić, co najmniej 80cm2. Odpływające z pokojów powietrze dostać się musi do łazienki lub kuchni i aby to nastąpiło w dolnej części drzwi do tych pomieszczeń powinny znajdować się szczeliny lub otwory o powierzchni brutto 200cm2. Odpływ powietrza z kuchni i łazienek zapewniony jest przez otwory wywiewne, usytuowane w górnej części ściany i przyłączone do pionowych przewodów wentylacji grawitacyjnej. W mieszkaniach wyposażonych w gazowe podgrzewacze wody z grawitacyjnym odprowadzaniem spalin, może być stosowana tylko wentylacja grawitacyjna. Stosowanie w tych mieszkaniach elektrycznych wentylatorów wyciągowych na kratkach wywiewnych utrudnia funkcjonowanie grawitacyjnego odprowadzania spalin i wentylacji grawitacyjnej.
Jak widać wietrzenie mieszkania, w naszych warunkach, to powolny i ciągły ruch powietrza od nawiewników do dwóch kratek wentylacyjnych, jednej w kuchni a drugiej w łazience. W omawianym mieszkaniu ten ruch powietrza wymusza ciśnienie 1,69Pa spowodowane różnicą temperatur w łazience 24°C i powietrza zewnętrznego 12°C, jeżeli przestaniemy ogrzewać mieszkanie razem z łazienką ta różnica temperatur jeszcze się zmniejszy i różnica ciśnień będzie jeszcze mniejsza, wymiana powietrza ustanie.
Analiza zużycia ciepła i porównanie z innymi mieszkaniami o podobnym układzie, wskazuje na bardzo oszczędne gospodarowanie ciepłem przez lokatorów omawianego mieszkania. Z porównań z innymi mieszkaniami w tym samym budynku, podobnie usytuowanymi i podobnej powierzchni mieszkalnej wynika, że jest ono mniejsze o ok. 50% stosunku do tego samego okresu. Tak małe zużycie ciepła możliwe jest miedzy innymi przez maksymalne ograniczenie czasu ogrzewania, co sprowadza się do całkowitego wyłączania ogrzewania, gdy w mieszkaniu nikt nie przebywa, oraz do ograniczenia wentylacji, co daje ograniczenie zużycia ciepła na podgrzewania powietrza wentylacyjnego, a to praktycznie oznacza zamknięcie nawiewników. Tak „oszczędna” eksploatacja mieszkania uniemożliwia poprawne funkcjonowanie wentylacji i to jest przyczyna zawilgocenia ścian.
Przeprowadzona analiza stanu istniejącego wykazała, że mieszkanie ma warunki poprawnej wentylacji, a stan zawilgocenia w fragmencie ściany szczytowej w pokoju na poddaszu spowodowany jest niepoprawną eksploatacją mieszkania.
Należy mieszkańcom zwrócić uwagę ze niewidoczne objawy złej wentylacji to:
• częste bóle głowy i zmęczenie,
• podrażnione błony śluzowe,
• choroby układu oddechowego,
• alergie.
Zła wentylacja to wzrost zawilgocenia przegród budynku na skutek sorpcji i rozwój pleśni, co przyspiesza procesy korozyjne w budynku, powodując jego niszczenie i obniża ogólny standard zamieszkania.
Na zakończenie należy zwrócić uwagę na sugestie użytkowników o konieczności stosowania dodatkowych ociepleń, które były przecież bezzasadne, bo przyczyna zawilgocenia ściany tkwiła w jej zwilgoceniu sorpcyjnym zbyt wilgotnym powietrzem jakie jest w mieszkaniu a nie w kondensacji pary wodnej na jej powierzchni. Podnoszenie temperatury wewnętrznej powierzchni ściany a to dało by jej ocieplenie, nie wpływało na wilgotność powietrza w mieszkaniu. Wyższa temperatura ściany mogła jedynie stworzyć lepsze warunki rozwoju pleśni.
Aby w mieszkaniu, które omawialiśmy, ściany nie ulegały dalszemu zawilgoceniu, ale wysychały do wnętrza, zalecono proste rozwiązania:
- Usunąć w łazience sufit podwieszany, który utrudnia działanie wentylacji grawitacyjnej. Zamontować w górnej części ściany, 15cm od sufitu kratkę wyciągowa wentylacji grawitacyjnej o powierzchni 295cm2, by swobodnie odprowadzała powietrze.
- W pokoju na poddaszu, we wnęce gdzie jest możliwość tworzenia się zastoin powietrznych i gdzie pojawiła się wilgoć oraz pleśnie, w ściance działowej między wnęką a łazienką w jej górnej części wykonać otwór wywiewny (wyrównawczy), łączący oba pomieszczenia, o powierzchni 100cm2.
- Odsunąć meble od zawilgoconej ściany na odległość 3^5cm stosując pionowe listwy lub klocki dystansowe, aby umożliwić cyrkulację powietrza i wysychanie ściany.
- Sprawdzić, czy drzwi z pokojów na korytarz i dalej do łazienki oraz kuchni mają szczeliny i otwory zgodne z wymaganiami normy PN-83/B-3430, w przypadku, gdy któryś z wymogów byłby niespełniony wielkości otworów lub szczelin należy skorygować.
- Sprawdzić czy nawiewniki higrosterowane są odblokowane (otwarte) i pracują poprawnie, w przypadku usterek dokonać niezbędnych napraw a lokatora pouczyć o ich poprawnym eksploatowaniu.
- Sprawdzić czy grzejniki są odsłonięte i zapewniony jest konwekcyjny przepływ powietrza, w przypadku ich zasłonięcia, nakłonić lokatora do dokonania zmian.
Dr inż. Lesław Macieik
Politechnika Koszalińska
WARSTWY – DACHY i ŚCIANY 1/2008
