Wilgoć

Tylko niektóre czynniki oddziałujące na budynek mogą stwarzać równie intensywne i istotne dla jego prawidłowego funkcjonowania zagrożenie jak wilgoć w różnych formach występowania. Projektant powinien niezwykle starannie i szczegółowo przewidzieć wszystkie niezbędne formy ochrony budynku przed wilgocią pochodzącą z otoczenia, z wnętrza budynku, a także z podłoża.

Z punktu widzenia fizyki używanie słowa „wilgoć” nie jest prawidłowe, bowiem nie jest to nic innego niż woda. Jednak w słownictwie budowlanym termin ten się przyjął i jest powszechnie używany, a co istotniejsze powszechnie rozumiany. Ochrona przed wilgocią jest więc ochroną budynku przed wodą, która różnymi sposobami może przedostawać się do budynku.

Wilgoć technologiczna

Jest związana z produkcją, składowaniem, transportem i montażem materiałów budowlanych.

Wilgoć gruntowa

Może przedostawać się do budynku przez przegrody mające kontakt z gruntem, tj. ściany przyległe do gruntu czy podłogę na gruncie, gdy brakuje skutecznej izolacji przeciwwilgociowej.

Woda deszczowa

Przenika przez nieszczelne dachy, tarasy i balkony, ale także poprzez wadliwe miejsca i szczeliny w przegrodach pionowych. Kapilarne podciąganie może spowodować przedostawanie się wody do wnętrza przez całą przegrodę.

Wilgoć eksploatacyjna

Powstaje przez wykraplanie się na powierzchniach przegród budynku i w ich wnętrzu pary wodnej pochodzącej od ludzi, roślin, gotowania i suszenia w pomieszczeniach mieszkalnych, od procesów technologicznych w budynkach przemysłowych. Dotyczy to szczególnie przegród zewnętrznych, a więc takich, które oddzielają budynek od środowiska zewnętrznego. Woda wykrapla się wtedy, gdy para wodna znajdująca się w powietrzu zostanie przechłodzona poniżej temperatury punktu rosy, co powoduje nasycenie powietrza wewnętrznego. Zawilgocenie przegrody obniża jej zdolności izolacyjne.

Ochrona przed wilgocią

Jednym z warunków utrzymania we wnętrzu budynku komfortowego mikroklimatu są suche przegrody otaczające to pomieszczenie. Przy zawilgoconych przegrodach utrzymanie komfortowych warunków jest bardzo trudne, nawet przy bardzo intensywnym ogrzewaniu. Ilość energii zużywanej na ogrzewanie pomieszczenia z zawilgoconymi przegrodami jest wyraźnie wyższa. Calem skutecznej ochrony budynku przed wilgocią jest więc unikanie negatywnych wpływów jej obecności i wynikających z tego usterek i szkód.

Wilgotność powietrza

Powietrze, jak również materiały budowlane, zawierają wilgoć, która może występować w różnych postaciach, a mianowicie w stanie ciekłym (woda), gazowym (para) i stałym (lód). Przejście od jednego stanu skupienia w drugi zachodzi przy stałej temperaturze.

Nasycenie powietrza

Otaczające nas powietrze zawiera wodę w stanie gazowym (para wodna). Ilość pary wodnej, jaka może znajdować się w powietrzu jest ograniczona i zależna w ścisły sposób od temperatury i ciśnienia. Powietrze o wyższej temperaturze może wchłonąć bez kondensacji więcej pary wodnej, natomiast te o niższej temperaturze mniej.

Względna wilgotność powietrza

Względną wilgotność powietrza oblicza się ze stosunku ilości (lub ciśnienia cząstkowego) pary wodnej, jaka faktycznie znajduje się w powietrzu, do ilości (lub ciśnienia) pary wodnej, jaka nasyciłaby to powietrze w danej temperaturze. Zwykle wilgotność względna powietrza wyrażana jest w procentach. Wg powyższej definicji powietrze nasycone parą wodną ma więc wilgotność względną równą 100%.

Jeżeli podgrzejemy powietrze do 20°C, nie zmieniając ilości zmagazynowanej wody to wilgotność względna wyniesie 52%. Powietrze osiągnęłoby stan nasycenia przy zawartości wilgoci 14,85 g (7,76/14,85 x 100 %=52%). Natomiast po podgrzaniu powietrza do temperatury 30°C bez zmiany ilości zmagazynowanej w tym powietrzu wody wilgotność względna wyniesie 28%.

Kondensacja pary wodnej

Poprzez ogrzewanie wilgotnego powietrza obniża się jego wilgotność względna, ochłodzenie prowadzi natomiast do wzrostu wilgotności względnej, chociaż w obydwu przypadkach nie zmienia się faktycznej zawartości wilgoci w powietrzu. Zmianie ulega jedynie stosunek rzeczywistej ilości pary wodnej w powietrzu do ilości maksymalnej, odpowiadającej stanowi nasycenia.

Schłodzenie powietrza do poziomu odpowiadającego 100% wilgotności względnej powoduje osiągnięcie warunków stanu nasycenia (tzw. punktu rosy) i rozpoczęcie procesu kondensacji pary. Powietrze nie może już w tych warunkach utrzymać poprzedniej ilości wody w stanie gazowym i para wodna wykrapla się. Ilość wykroplonej wody odpowiada różnicy maksymalnych zawartości pary w powietrzu przed i po oziębieniu. Im wyższa jest wilgotność względna powietrza, tym lepiej powinny być izolowane ściany zewnętrzne pomieszczenia, aby uniknąć kondensacji pary wodnej na ich powierzchniach.

Ciśnienie pary wodnej

Kula ziemska jest otoczona powłoką powietrza, tj. atmosferą. Masa powietrza wywiera parcie na każde ciało znajdujące się na powierzchni ziemi, które w odniesieniu do jednostki powierzchni nazywane jest ciśnieniem atmosferycznym. Para wodna obecna w powietrzu dodatkowo je powiększa, wywierając tzw. ciśnienie cząstkowe pary wodnej. Wartość tego ciśnienia zwiększa się wraz ze wzrostem zawartości pary wodnej i zależy od temperatury oraz wilgotności względnej powietrza. Ciśnienie pary wodnej w powietrzu nienasyconym jest niższe od ciśnienia odpowiadającego stanowi nasycenia.

Dyfuzja pary wodnej

Dyfuzja pary wodnej przez przegrody budowlane jest często błędnie określana jako zdolność „oddychania pomieszczenia”. W rzeczywistości natomiast jest to proces wyrównywania cząstkowych ciśnień pary wodnej pomiędzy dwoma środowiskami, które rozdziela przegroda. Przepływ pary wodnej odbywa się od środowiska o wyższej koncentracji pary do środowiska o niższej koncentracji. A więc para wodna zawsze przepływa w tym kierunku, gdzie powietrze jest bardziej suche (bezwzględna zawartość pary wodnej jest mniejsza).

Opór dyfuzyjny

Właściwości materiałów zawiązane z dyfuzją pary wodnej przez materiały budowlane są charakteryzowane przez współczynnik przepuszczalności pary wodnej (paroprzepuszczalności) δ [g/(m•h•Pa)]. Odpowiada on ilości pary wodnej w gramach, jaka dyfunduje (przepływa) przez 1 m² warstwy materiału o grubości 1 m w ciągu 1 godziny i przy różnicy ciśnienia po obydwu stronach tej warstwy równej 1 Pa. Podobnie jak w przypadku przepływu ciepła przez przegrody zewnętrzne, zostało wprowadzone pojęcie oporu dyfuzyjnego (Z) dowolnej warstwy materiału. Całkowity opór dyfuzyjny przegrody jest równy sumie oporów dyfuzyjnych poszczególnych warstw tworzących tą przegrodę.

Paroprzepuszczalność wybranych materiałów budowlanych

Powłoka szczelna

Powłoka paroprzepuszczalna

Powłoka paroprzepuszczalna