Artykuł analizuje problematykę odpłatności za polskie normy budowlane, które są przywoływane w rozporządzeniach ministerialnych jako obowiązkowe. W ramach protestu przeciwko ograniczaniu jawności prawa, publikujemy pełną treść normy PN-EN ISO 13788:2013-05, określanej często jako "norma wilgotnościowa", która definiuje metody obliczeń pozwalające uniknąć krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacji międzywarstwowej w przegrodach budynku.
W Polsce obowiązuje żelazna zasada: ignorantia iuris nocet – nieznajomość prawa szkodzi. Obywatel ma obowiązek stosować się do przepisów, a państwo ma obowiązek umożliwić mu ich bezpłatne poznanie. Jednak w polskim systemie prawnym istnieje niebezpieczna "szara strefa" – normy techniczne. Aby przełamać tę barierę, udostępniliśmy zbiór wykupionych przez nas norm budowlanych, z których każdy może teraz skorzystać bezpłatnie. O tym, dlaczego zdecydowaliśmy się na ten krok i jakie ma on znaczenie dla praworządności, opowiada dr Piotr Semeniuk w 30. odcinku podcastu.
Norma PN-EN ISO 13788:2013-05, dotycząca właściwości cieplno-wilgotnościowych, nie jest jedynie dobrowolną wskazówką dla pasjonatów fizyki budowli. Jest ona fundamentem bezpiecznego budownictwa. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, stosowanie tej normy jest niezbędne do spełnienia wymagań w zakresie ochrony przed zawilgoceniem i zagrzybieniem ścian oraz dachów każdego budynku w kraju.
Dlaczego zatem dostęp do niej kosztuje?
Obecnie Polski Komitet Normalizacyjny (PKN) traktuje normy jak produkt rynkowy, sprzedając dostęp do nich za niemałe kwoty. Uważamy, że jest to sytuacja niedopuszczalna z kilku powodów:
Publikując poniższą normę, przywracamy jawność standardom, które bezpośrednio wpływają na trwałość konstrukcji, Twoje zdrowie oraz komfort życia w suchym i bezpiecznym domu.
W niniejszej Normie Międzynarodowej podano uproszczone metody obliczania:
Kupujesz lub sprzedajesz nieruchomość?
Uniknij kosztownych błędów! W 60 sekund odpowiedz na 5 prostych pytań, a my powiemy Ci, na co uważać!
a) Temperatury powierzchni wewnętrznej komponentu budowlanego lub elementu budynku, poniżej której prawdopodobny jest rozwój pleśni, przy zadanej temperaturze wewnętrznej i wilgotności względnej. Metodę można również zastosować do oszacowania ryzyka kondensacji na innych powierzchniach wewnętrznych.
b) Ryzyka kondensacji międzywarstwowej spowodowanej dyfuzją pary wodnej. Zastosowana metoda nie uwzględnia licznych istotnych zjawisk fizycznych, obejmujących:
W konsekwencji metoda ma zastosowanie tylko wtedy, gdy efekty tych zjawisk można uznać za nieistotne.
c) Czasu, jaki jest potrzebny, aby woda z dowolnego źródła, znajdująca się między dwiema warstwami o wysokiej paroodporności, wyschła oraz ryzyka kondensacji międzywarstwowej, występującej w innych miejscach komponentu, podczas procesu suszenia.
Do stosowania niniejszego dokumentu są niezbędne podane niżej dokumenty powołane. W przypadku powołań datowanych ma zastosowanie wyłącznie wydanie cytowane. W przypadku powołań niedatowanych stosuje się ostatnie wydanie dokumentu powołanego (łącznie ze zmianami).
ISO 6946:2007 - Building components and building elements – Thermal resistance and thermal transmittance – Calculation method
ISO 9346 - Hygrothermal performance of buildings and building materials – Physical quantities for mass transfer – Vocabulary
ISO 15927-1 - Hygrothermal performance of buildings – Calculation and presentation of climatic data – Part 1: Monthly means of single meteorological elements
W niniejszym dokumencie stosuje się terminy i definicje podane w ISO 9346 oraz następujące:
3.1.1 średnia miesięczna temperatura
średnia temperatura obliczona, z wartości godzinowych lub dobowej temperatury maksymalnej i minimalnej, w ciągu miesiąca
3.1.2 czynnik temperatury na powierzchni wewnętrznej
różnica między temperaturą powierzchni wewnętrznej i temperaturą powietrza zewnętrznego, podzielona przez różnicę między wewnętrzną temperaturą działania i temperaturą powietrza zewnętrznego, obliczona przy oporze przejmowania ciepła na powierzchni wewnętrznej Rsi:
WzórUwaga 1 do hasła: Temperaturę działania przyjęto jako średnią wartość arytmetyczną temperatury powietrza wewnętrznego i średnią temperaturę promieniowania wszystkich powierzchni otaczających środowisko wewnętrzne.
Uwaga 2 do hasła: Metody obliczania czynnika temperatury w konstrukcjach złożonych podano w ISO 10211.
3.1.3 projektowy czynnik temperatury na powierzchni wewnętrznej
minimalny dopuszczalny czynnik temperatury na powierzchni wewnętrznej
Wzór 23.1.4 minimalna dopuszczalna temperatura
najniższa temperatura na powierzchni wewnętrznej, poniżej której może rozpocząć się rozwój pleśni
3.1.5 minimalna średnia roczna temperatura
najniższa średnia temperatura zarejestrowana w każdym roku, w serii danych z ostatnich dziesięciu lat
3.1.6 wewnętrzny nadmiar wilgoci
szybkość wytwarzania wilgoci w przestrzeni podzielona przez krotność wymiany powietrza i objętość przestrzeni:
Δν = νi – νe = G/(n·V)
3.1.7 dyfuzyjnie równoważna grubość warstwy powietrza
grubość warstwy nieruchomego powietrza, o takim samym oporze dyfuzyjnym pary wodne jak rozważana warstwa materiału
sd = μ ∙ d
3.1.8 wilgotność względna
stosunek ciśnienia pary do ciśnienia pary nasyconej w tej samej temperaturze
φ = p / p_sat
3.1.9 krytyczna wilgotność powierzchni
wilgotność względna przy powierzchni, powodująca niszczenie powierzchni, szczególnie rozwój pleśni
3.1.10 okres grzewczy
klimat zewnętrzny stwarzający ryzyko kondensacji podczas ogrzewania budynku, dzięki czemu temperatura wewnętrzna i ciśnienie pary są wyższe niż na zewnątrz
3.1.11 okres chłodzenia
klimat zewnętrzny stwarzający ryzyko kondensacji podczas chłodzenia budynku, dzięki czemu temperatura wewnętrzna i ciśnienie pary są niższe niż na zewnątrz
| Symbol | Wielkość | Jednostka |
| D | współczynnik dyfuzji pary wodnej w materiale | m2/s |
| D0 | współczynnik dyfuzji pary wodnej w powietrzu | m2/s |
| G | wewnętrzna wielkość wytwarzanej wilgoci | kg/h |
| Ma | zakumulowana zawartość wilgoci na pole powierzchni stykowej | kg/m2 |
| R | opór cieplny | m2·K/W |
| Rv | stała gazowa dla pary wodnej = 462 | Pa·m3/(K·kg) |
| T | temperatura termodynamiczna | K |
| U | współczynnik przenikania ciepła komponentu lub elementu | W/(m2·K) |
| V | objętość wewnętrzna budynku | m3 |
| Zp | opór dyfuzyjny pary wodnej w odniesieniu do ciśnienia cząstkowego pary | m2·s·Pa/kg |
| Zv | opór dyfuzyjny pary wodnej w odniesieniu do wilgotności objętościowej | s/m2 |
| d | grubość warstwy materiału | m |
| fRsi | czynnik temperatury na powierzchni wewnętrznej | – |
| fRsi,min | projektowy czynnik temperatury na powierzchni wewnętrznej | – |
| g | gęstość strumienia pary wodnej | kg/(m2·s) |
| n | krotność wymiany powietrza | h−1 |
| p | ciśnienie pary wodnej | Pa |
| q | gęstość strumienia ciepła | W/m2 |
| sd | dyfuzyjnie równoważna grubość warstwy powietrza | m |
| t | czas | s |
| w | masowa zawartość wilgoci na jednostki objętości | kg/m3 |
| δp | paroprzepuszczalność materiału w odniesieniu do ciśnienia cząstkowego pary wodnej | kg/(m·s·Pa) |
| δ0 | paroprzepuszczalność powietrza w odniesieniu do ciśnienia cząstkowego pary wodnej | kg/(m·s·Pa) |
| ν | wilgotność powietrza na jednostkę objętości | kg/m3 |
| Δν | wewnętrzny nadmiar wilgoci, νi – νe | kg/m3 |
| Δp | nadwyżka wewnętrznego ciśnienia pary, pi – pe | Pa |
| φ | wilgotność względna | – |
| λ | współczynnik przewodzenia ciepła | W/(m·K) |
| μ | współczynnik oporu dyfuzyjnego pary wodnej | – |
| θ | temperatura w skali Celsjusza | °C |
| θsi,min | minimalna dopuszczalna temperatura powierzchni | °C |
| an | roczny | m | średnia |
| c | kondensacja | n | powierzchnia stykowa |
| cr | wartość krytyczna | s | powierzchnia |
| e | powietrze zewnętrzne | sat | wartość w stanie nasycenia |
| ev | parowanie | se | powierzchnia zewnętrzna |
| eq | ekwiwalentny (temperatura zewnętrzna) | si | powierzchnia wewnętrzna |
| i | powietrze wewnętrzne | T | całkowity po całym komponencie lub elemencie |
| min | wartość minimalna |
Do obliczeń należy stosować wartości projektowe. Można stosować wartości projektowe podane w specyfikacjach wyrobu lub materiału, lub tabelaryczne wartości projektowe zamieszczone w normach, na które powołano się w Tablicy 1.
Tablica 1 – Właściwości materiału i wyrobu
| Właściwość | Symbol | Wartości projektowe |
| Współczynnik przewodzenia ciepła; Opór cieplny | λ R | Uzyskane lub określone zgodnie z ISO 10456. |
| Współczynnik oporu dyfuzyjnego pary wodnej; Dyfuzyjnie równoważna grubość warstwy powietrza | μ sd | Uzyskane z ISO 10456 lub określone zgodnie z ISO 12572. |
Współczynnik przewodzenia ciepła, λ, i współczynnik oporu dyfuzyjnego pary wodnej, μ, stosuje się w odniesieniu do materiałów jednorodnych, a opór cieplny, R, i dyfuzyjnie równoważna grubość warstwy powietrza, sd, przede wszystkim do wyrobów złożonych lub wyrobów bez dobrze zdefiniowanej grubości.
W przypadku warstw powietrza, R, przyjmuje się z ISO 6946, a sd szacuje się jako równe 0,01 m, niezależnie od grubości warstwy i jej nachylenia.
4.2.1 Lokalizacja
Jeżeli nie określono inaczej, stosowane warunki zewnętrzne powinny być reprezentatywne dla lokalizacji budynku, z uwzględnieniem wysokości, tam gdzie jest to wymagane.
UWAGA Jeżeli nie są dostępne inne informacje (na przykład w normach krajowych), można przyjąć, że temperatura spada o 1 K na każde 200 m wzrostu wysokości.
4.2.2 Okres rejestrowania danych klimatycznych
Przy obliczaniu ryzyka rozwoju pleśni na powierzchni lub szacowaniu ryzyka kondensacji międzywarstwowej w konstrukcji, należy stosować średnie miesięczne wartości uzyskane metodami opisanymi w ISO 15927-1 lub podane w normach krajowych.
W przypadku braku danych krajowych lub norm, średnie miesięczne temperatury powinny być tymi, których prawdopodobieństwo wystąpienia wynosi raz na 10 lat, uzyskanymi z lokalnych zapisów klimatycznych. Jeżeli dane te nie są dostępne, 2 K można odjąć od średnich miesięcznych temperatur przeciętnego roku, przyjętych do obliczeń dla klimatu ogrzewania, lub dodać 2 K do średniej miesięcznej temperatury dla przeciętnego roku w klimacie chłodzenia.
Przy obliczaniu ryzyka kondensacji powierzchniowej w elementach o niskiej bezwładności cieplnej, takich jak okna i ich ramy, w przypadku braku jakichkolwiek norm krajowych należy zastosować średnią, przyjętą z kilku lat, z najniższej średniej dobowej temperatury w każdym roku.
4.2.3 Temperatura zewnętrzna
W obliczeniach należy stosować następujące temperatury:
a) W przypadku obliczeń dotyczących ścian wyeksponowanych na zewnątrz należy stosować temperaturę powietrza zewnętrznego wg 4.2.1 i 4.2.2;
b) W przypadku obliczeń dotyczących podłóg na stałym gruncie lub ścian poniżej gruntu, uwzględnić 2 m gruntu poniżej podłóg. Średnie miesięczne temperatury w gruncie poniżej tego poziomu można oszacować postępując jak niżej:
c) W przypadku obliczeń dotyczących podłóg podniesionych algorytmy do obliczania miesięcznych temperatur podłoża z miesięcznych temperatur wewnętrznych i zewnętrznych podano w Załączniku E do ISO 13370;
d) W przypadku obliczeń dotyczących dachów, zaleca się stosowanie średniej miesięcznej ekwiwalentnej temperatury zewnętrznej, θeq, która uwzględnia zyski słoneczne i chłodzenie poprzez długofalowe promieniowanie; θeq, można obliczać z zastosowaniem zasad podanych w ISO 13790. Dla uproszczenia można obliczyć θeq, odejmując 2 K od każdej średniej miesięcznej temperatury powietrza zewnętrznego.
4.2.4 Wilgotność zewnętrzna
4.2.4.1 Powietrze zewnętrzne
Przy definiowaniu warunków wilgotności powietrza zewnętrznego posługiwać się ciśnieniem pary wodnej, pe.
Średnie miesięczne ciśnienie pary można obliczyć ze średniej temperatury i wilgotności względnej, stosując Równanie (1).
Wzór 3Przy obliczaniu ryzyka kondensacji powierzchniowej w elementach o niskiej bezwładności cieplnej, jak na przykład okna i ich ramy, należy stosować zewnętrzną wilgotność względną, odpowiadającą temperaturom zdefiniowanym w 4.2.2.
UWAGA W niektórych klimatach można przyjąć, że wilgotność względna, związana ze średnią roczną temperaturą minimalną, wynosi 0,85.
4.2.4.2 Warunki wilgotnościowe w gruncie
Założyć, że stan nasycenia wynosi (φ = 1).
4.3 Wewnętrzne warunki graniczne
4.3.1 Temperatura powietrza wewnętrznego
Stosować wartości zgodnie z oczekiwanym sposobem eksploatacji budynku.
UWAGA W Załączniku A podano metodę szacowania temperatury powietrza wewnętrznego z temperatury ze- wnętrznej.
4.3.2 Wilgotność wewnętrzna
Wilgotność powietrza wewnętrznego
a) można albo uzyskać ze wzoru
pi = pe + Δp
Przyjąć wartości Δp zgodnie z oczekiwanym sposobem eksploatacji budynku.
Δp można wyprowadzić z wewnętrznego nadmiaru wilgoci, Δv, stosując równanie
Wzór 4Wartości Δp dla zakresu typów budynku można znaleźć w Załączniku A. albo
b) można podać jako średnią miesięczną wartość φi gdy wewnętrzna wilgotność względna jest znana.
UWAGA W Załączniku A podano metodę szacowania wewnętrznej wilgotności względnej z temperatury zewnętrznej.
c) można podać jako stałą φi gdy wewnętrzna wilgotność względna jest utrzymywana na stałym poziomie, np. poprzez kondycjonowanie powietrza.
4.4.1 Przenoszenie ciepła
Należy przyjąć, że wartość Rse wynosi 0,04 m2⋅K/W.
W przypadku kondensacji lub rozwoju pleśni na nieprzeźroczystych powierzchniach, jeśli nie istnieją żadne normy krajowe, należy przyjąć, że opór cieplny na powierzchni wewnętrznej wynosi 0,25 m2·K/W, aby zaprezentować wpływ narożników, mebli, zasłon lub sufitów podwieszanych.
Wartości Rsi podane w Tablicy 2 należy stosować do oceny kondensacji międzywarstwowej lub kondensacji powierzchniowej na oknach i drzwiach.
Tablica 2 – Wewnętrzne opory cieplne do oceny kondensacji międzywarstwowej lub kondensacji powierzchniowej na oknach i drzwiach
| Kierunek strumienia ciepła | Opór cieplny m2⋅K/W |
| Do góry | 0,1 |
| Poziomy | 0,13 |
| Na dół | 0,17 |
4.4.2 Przenoszenie pary wodnej
Zakłada się, że w obliczeniach wykonywanych zgodnie z niniejszą Normą Międzynarodową opór przejmowania pary wodnej po powierzchni można pominąć.
W niniejszym rozdziale podano metodę projektowania obudowy budynku, pozwalającą zapobiec niekorzystnym efektom krytycznej wilgotności powierzchni, np. rozwojowi pleśni.
UWAGA Kondensacja powierzchniowa może zniszczyć niezabezpieczone materiały budowlane, wrażliwe na wilgoć. Zjawisko to można akceptować czasowo i w małych ilościach, np. na oknach i kafelkach w łazienkach, jeżeli powierzchnia nie absorbuje wilgoci i gdy podjęto odpowiednie kroki, aby uniemożliwić kontakt powierzchni z przylegającymi wrażliwymi materiałami.
Ryzyko rozwoju pleśni występuje wtedy, gdy średnie miesięczne powierzchniowe wilgotności względne są wyższe niż krytyczna wilgotność względna, φsi,cr, którą zaleca się przyjmować jako 0,8, chyba że bardziej szczegółowe informacje są dostępne w przepisach krajowych lub w innym miejscu.
Poza klimatem zewnętrznym (temperaturą powietrza i wilgotnością) trzy parametry są odpowiedzialne za kondensację powierzchniową i rozwój pleśni:
a) „jakość cieplna” każdego elementu obudowy budynku, reprezentowana przez opór cieplny, mostki cieplne, geometrię i opór przejmowania ciepła po powierzchni wewnętrznej. Jakość cieplną można scharakteryzować, podając czynnik temperatury na wewnętrznej powierzchni, fRsi;
UWAGA W ISO 10211 podano metodę obliczania czynników ważonych, w przypadku więcej niż jednej we- wnętrznej temperatury brzegowej.
b) wewnętrzny dopływ wilgoci;
c) temperatura powietrza wewnętrznego oraz system grzewczy i jego nastawa.
Aby uniknąć rozwoju pleśni, zaleca się, aby średnia miesięczna wilgotność względna na powierzchni nie przekraczała krytycznej wilgotności względnej, φsicr, którą zaleca się przyjmować jako 0,8, chyba że bar- dziej szczegółowe informacje są dostępne w przepisach krajowych lub w innym miejscu. Aby uniknąć korozji można stosować inne kryteria, np. φsicr ≤ 0,6, jeżeli jest to uzasadnione.
Główne kroki procedury projektowej to określenie wilgotności powietrza wewnętrznego, a następnie, na podstawie wymaganej wilgotności względnej na powierzchni, obliczenie akceptowalnej wilgotności objętościowej w stanie nasycenia, νsat, lub ciśnienia pary, psat, na powierzchni. Na podstawie tej wartości ustalana jest minimalna temperatura powierzchni i wymagana „jakość cieplna” obudowy budynku (okreś- lona dla danej temperatury powietrza wewnętrznego i wyrażona za pomocą fRsi).
Dla każdego miesiąca w roku, przejść następujące etapy:
a) zdefiniować temperaturę zewnętrzną zgodnie z 4.2.3;
b) zdefiniować wilgotność zewnętrzną zgodnie z 4.2.4;
c) zdefiniować temperaturę wewnętrzną zgodnie z praktyką krajową;
d) zastosować procedurę wg 4.3.2 w celu uzyskania wilgotności względnej powietrza wewnętrznego;
e) przyjmując maksymalną dopuszczalną wilgotność względną na powierzchni, φsi = φsicr, obliczyć minimalne dopuszczalne ciśnienie pary nasyconej, psat.
Wzór 5określić minimalną dopuszczalną temperaturę powierzchni, θsi,min, z minimalnego dopuszczalnego ciśnienia pary nasyconej, obliczonego w e);
UWAGA Temperaturę jako funkcję ciśnienia pary nasyconej można otrzymać z Równania (E.3) lub Równa- nia (E.4). Inną możliwością jest przygotowanie tablicy lub wykresu na podstawie Równań (E.1) i (E.2), przedstawiających zależność między psat i θi w celu wyznaczenia θ z psat.
na podstawie minimalnej dopuszczalnej temperatury powierzchni, θsi,min, przyjmując temperaturę powietrza wewnętrznego, θi (patrz 4.3.1) i temperaturę zewnętrzną, θe, z Równania w 3.1.3, oblicza się minimalny czynnik temperatury, fRsi,min.
Krytycznym miesiącem jest ten, w którym wymagana wartość fRsi,min jest największa. Czynnik temperatury dla tego miesiąca wynosi fRsi,max, a element budynku należy tak zaprojektować, aby fRsi,max było zawsze przekraczane, tzn. fRsi > fRsi,max.
Przykłady niniejszej procedury podano w Załączniku B.
Dla danego projektu budynku można otrzymać efektywne wartości fRsi:
Ocena kondensacji powierzchniowej na elementach o niskiej bezwładności cieplnej, takich jak na przy- kład okna i ich ramy, które wykazują dużą reakcję na zmiany temperatury, wymaga zastosowania innej procedury.
Kondensacja na wewnętrznej powierzchni ram okna może być kłopotliwa, jeśli woda wpływa do przyle- gających dekoracji i może powodować korozję w ramach metalowych lub gnicie w ramach drewnianych poprzez penetrację złączy, np. między ramą i szybą. Z powodu ich nieprzepuszczalnego wykończenia po- wierzchni, rozwój pleśni jest rzadkim problemem ram okiennych. Maksymalna dopuszczalna wilgotność względna przy powierzchni ramy wynosi więc φsi = 1.
Czasem okresową kondensację na ramach okiennych można zaakceptować, jednak procedura opisana poniżej będzie to ograniczać.
a) Zdefiniować temperaturę zewnętrzną jako średnią, przyjętą na podstawie kilku lat, najniższej średniej dobowej temperatury w każdym roku.
b) Zdefiniować temperaturę wewnętrzną zgodnie z praktyką krajową.
c) Zastosować procedurę wg 4.3.2 w celu uzyskania wilgotności względnej powietrza wewnętrznego.
d) Przyjmując maksymalną dopuszczalną wilgotność względną na powierzchni wewnętrznej, φs = 1,0,
obliczyć minimalne dopuszczalne ciśnienie pary, psat.
psat (θsi) = pi (5)
e) Na podstawie minimalnej dopuszczalnej wilgotności w stanie nasycenia określić minimalną dopusz- czalną temperaturę powierzchni, θsi,min.
UWAGA 1 Temperaturę jako funkcję ciśnienia pary nasyconej można otrzymać z Równania (E.3) lub (E.4). Inną możliwością jest przygotowanie tablicy lub wykresu, na podstawie Równań (E.1) i (E.2), przedstawiających zależność między psat i θ, w celu wyznaczenia θ z psat.
f) Na podstawie minimalnej dopuszczalnej temperatury powierzchni, θsi,min, przyjmując temperaturę powietrza wewnętrznego, θi (patrz 4.3.1) i temperaturę powietrza zewnętrznego, θe, oblicza się, zgodnie z Wzorem w 3.1.3, wymagany czynnik temperatury elementu budynku, fRsi,min.
Wynikające ze złożonej postaci i różnorodności materiałów zastosowanych w ramach okiennych i z oddziaływania między szkłem, ramą i ścianą utrzymującą okno, strumieni ciepła i temperatur powierzchnio- wych na ogół nie można obliczyć z zastosowaniem prostych, jednowymiarowych metod. Z tego powodu należy zwracać uwagę łącząc minimalną dopuszczalną temperaturę powierzchni ramy z temperaturami powietrza wewnętrznego i zewnętrznego.
Dwa lub, jeżeli jest to niezbędne, trzy obliczenia trójwymiarowe elementu skończonego na kompletnym systemie okiennym, łącznie z oszkleniem, dają temperatury powierzchni, które można przeskalować do każdej kombinacji temperatur wewnętrznych lub zewnętrznych. Obliczenia przeprowadzone z użyciem materiału izolacyjnego, takiego jak styropian, zastępującego oszklenie, zastosowanego w celu uzyskania ekwiwalentnego współczynnika przenikania ciepła ramy nie dają dokładnych temperatur powierzchni.
UWAGA 2 Szczegóły dotyczące odpowiednich metod obliczania podano w ISO 10077-2.
Opracowano różne metody uproszczone aby dopuścić obliczanie realistycznych współczynników przenikania ciepła kompletnych okien z uwzględnieniem wielowymiarowego strumienia ciepła przepływającego przez ramę i rozpórkę między szybami podwójnego oszklenia. Chociaż uzyskuje się dokładne strumienie ciepła, temperatury powierzchni będą obarczone poważnym błędem i nie zaleca się ich stosowania do szacowania ryzyka kondensacji.
W niniejszym rozdziale podano metodę określania rocznego bilansu wilgoci oraz obliczania maksymalnej ilości wilgoci zakumulowanej, spowodowanej kondensacją międzywarstwową. Metoda jest bardziej oceną niż dokładnym narzędziem przewidywania. Jest odpowiednia do porównywania różnych budynków i oceny skutków modyfikacji. Nie dostarcza dokładnej prognozy warunków wilgotnościowych wewnątrz budynku w warunkach eksploatacji.
Poczynając od pierwszego miesiąca, w którym przewiduje się wystąpienie jakiejkolwiek kondensacji, przyjmując średnie miesięczne warunki zewnętrzne, oblicza się wielkość kondensacji lub odparowania w każdym z 12 miesięcy w roku. Masa wody powstałej w wyniku kondensacji, zakumulowana pod ko- niec tego miesiąca, w którym kondensacja pojawiła się, jest porównywana z całkowitym odparowaniem w ciągu pozostałej części roku. Zakłada się przypadek jednowymiarowy i warunki stanu ustalonego. Jedynym rozpatrywanym efektem ruchu powietrza jest obecność ciągłej szczeliny powietrza, która jest dobrze wentylowana na zewnątrz, jak określono w ISO 6946. Nie rozpatruje się ruchu powietrza przez komponent budowlany.
Zakłada się, że przenoszenie wilgoci polega na czystej dyfuzji pary wodnej, opisanej następującym równaniem:
Wzór 6w którym δ0 = 2 × 10−10 kg/(m⋅s⋅Pa).
UWAGA 1 δ0 zależy od temperatury i ciśnienia atmosferycznego, ale wpływ tych czynników pominięto w niniejszej Normie Międzynarodowej.
Gęstość strumienia ciepła jest wyrażona wzorem:
Wzór 7UWAGA 2 Zakłada się, że współczynnik przewodzenia ciepła, λ, i opór cieplny, R, są stałe, a ciepło właściwe materiału nie ma znaczenia. W przypadku jednorodnych materiałów oddzielonych płaszczyznami równoległymi, R = d/λ. Upusty/źródła ciepła spowodowane przemianami fazowymi pominięto.
UWAGA 3 Metody obliczania zgodne z tą zasadą często nazywa się „metodami Glasera”. Bardziej zaawansowane metody opisano w EN 15026
Istnieje kilka źródeł błędów spowodowanych uproszczeniami opisanymi w 6.2.
a) Współczynnik przewodzenia ciepła zależy od wilgotności, a ciepło jest uwalniane/pochłaniane w pro- cesach kondensacji/parowania. Te zjawiska zmieniają rozkład temperatury i wartości nasycenia oraz wpływają na ilość kondensacji/wysychania.
b) Zastosowanie stałych właściwości materiałów jest przybliżeniem.
c) Podciąganie kapilarne i przenoszenie wilgoci w fazie ciekłej występuje w wielu materiałach i może zmieniać rozkład wilgoci.
d) Ruch powietrza w obrębie materiałów budowlanych, szczeliny, złącza lub szczeliny powietrznej może zmieniać rozkład wilgoci na skutek konwekcji wilgoci. Deszcz lub topniejący śnieg mogą również wpływać na warunki wilgotnościowe.
e) Rzeczywiste warunki brzegowe nie są stałe w obrębie miesiąca.
f) Większość materiałów jest chociaż w pewnym stopniu higroskopijna i może absorbować parę wodną.
g) Zakłada się jednowymiarowe przenoszenie wilgoci.
h) Pomija się zjawiska promieniowania słonecznego i długofalowego z wyjątkiem dachów.
UWAGA Z powodu wielu źródeł błędu, niniejsza metoda obliczania jest mniej odpowiednia dla niektórych kompo- nentów budowlanych i warunków klimatycznych. Pominięcie przenoszenia wilgoci w fazie ciekłej zwykle skutkuje przeszacowaniem ryzyka kondensacji międzywarstwowej.
Niniejsza Norma Międzynarodowa nie jest przeznaczona do stosowania do elementów budynku, przez które przepływa powietrze lub wewnątrz których przepływa powietrze, lub gdy absorbowana jest woda deszczowa.
6.4.1 Właściwości materiałów
Podzielić element budowlany na szereg równoległych, jednorodnych warstw i zdefiniować właściwości materiału każdej z nich oraz współczynniki przejmowania po powierzchni wg 4.4.1 i 4.4.2. Każdą warstwę w wielowarstwowych wyrobach lub komponentach, w tym w wyrobach z okładzinami lub pokryciami, należy traktować jako oddzielną warstwę, biorąc pod uwagę jej odpowiednie właściwości cieplne i przenikanie pary wodnej. Obliczyć opór cieplny, R, i dyfuzyjnie równoważną grubość warstwy powietrza, sd, każdej warstwy elementu budynku. Zaleca się, aby elementy o oporze cieplnym większym niż 0,25 m2∙K/W podzielić na pewną liczbę warstw o oporze cieplnym nieprzekraczającym 0,25 m2∙K/W; we wszystkich obliczeniach ten podpodział uznaje się za oddzielne warstwy materiału z powierzchniami stykowymi między nimi.
Jeżeli element zawiera warstwę dobrze wentylowana na zewnątrz, jak zdefiniowano w ISO 6946:2007, 5.3.4, nie uwzględniać wszystkich warstw materiału między szczeliną a przestrzenią na zewnątrz.
Niektóre materiały, takie jak arkusze metalu, skutecznie zapobiegają przechodzeniu jakiejkolwiek pary wodnej i dlatego charakteryzują się nieskończoną wartością μ. Jednak w procedurze obliczania wymaga się dla materiału skończonej wartości μ; w przypadku tych materiałów zaleca się przyjęcie wartości rów- nej 100 000. Można więc przypuszczać, że kondensacja będzie na tyle mała, iż zaleca się jej pominięcie w związku z niedokładnością metody.
Obliczyć skumulowany opór cieplny i dyfuzyjnie równoważną grubość warstwy powietrza od strony zewnętrznej do każdej powierzchni stykowej, n.
Wzór 8
Wzór 9Całkowity opór cieplny i dyfuzyjnie równoważne grubości warstwy powietrza są wyrażone Równania- mi (10) i (11):
Wzór 10
Wzór 116.4.2 Warunki brzegowe dla kondensacji międzywarstwowej
Zdefiniować wewnętrzną i zewnętrzną temperaturę i wilgotność zgodnie z 4.2.
Jeżeli element zawiera warstwę dobrze wentylowaną na zewnątrz, przyjąć że temperatura i ciśnienie pary w szczelinie są takie same jak w powietrzu zewnętrznym. Przyjąć, że opór cieplny po powierzchni zewnętrznej jest równy wartości oporu cieplnego wewnątrz, odpowiednio do kierunku strumienia ciepła, co zdefiniowano w Tablicy 2.
6.4.3 Miesiąc początkowy
Poczynając od dowolnego miesiąca w roku (miesiąca próbnego), obliczyć temperaturę, ciśnienie pary nasyconej i rozkład pary w komponencie wg 6.4.4 i 6.4.5. Określić, czy jakakolwiek kondensacja jest przewidywana.
Jeżeli w miesiącu próbnym kondensacja nie jest przewidywana, należy powtórzyć obliczenia w odniesieniu do kolejno następujących miesięcy, aż do stanu, gdy:
a) nie stwierdzi się kondensacji w żadnym z 12 miesięcy; wówczas uznać komponent za wolny od kondensacji, albo
b) stwierdzi się kondensację w danym miesiącu; jest to miesiąc początkowy.
Jeżeli przewiduje się, że kondensacja wystąpi w miesiącu próbnym, powtórzyć obliczenia w odniesieniu do kolejnych wcześniejszych miesięcy, aż do stanu, gdy:
c) przewiduje się kondensację we wszystkich 12 miesiącach; następnie, poczynając od któregokolwiek miesiąca, obliczyć całkowitą roczną akumulację kondensatu, w sposób określony w 6.4.4, 6.4.5 i 6.4.6; albo
d) w danym miesiącu nie występuje kondensacja; wówczas następny miesiąc przyjąć jako miesiąc początkowy.
UWAGA W obszarach klimatycznych spoza stref tropikalnych, w których pory roku są dobrze określone, wybór miesiąca próbnego na dwa lub trzy miesiące przed najchłodniejszym okresem w roku zwykle pozwala szybko znaleźć miesiąc początkowy.
Jeśli określono miesiąc początkowy, wykonać obliczenia określone w 6.4.4, 6.4.5 i 6.4.6 dla każdego miesiąca w roku, zaczynając od miesiąca początkowego.
6.4.4 Rozkład temperatur i ciśnienia pary nasyconej
Obliczyć temperaturę na każdej powierzchni stykowej materiałów następująco:
Wzór 12Przy założeniu warunków stanu ustalonego, rozkład temperatury w każdej warstwie jest liniowy, patrz Rysunek 1.
Rysunek 1Rysunek 1 – Rozkład temperatury w wielowarstwowym elemencie budowlanym
Obliczyć ciśnienie pary nasyconej z temperatury na każdej powierzchni stykowej między warstwami materiału.
UWAGA: Sposoby wyrażania ciśnienia pary nasyconej jako funkcji temperatury podano w Załączniku E.
6.4.5 Rozkład ciśnienia pary
Narysować przekrój elementu budowlanego, z grubościami każdej warstwy równoważnej do ich dyfuzyjnie równoważnych grubości warstwy powietrza, sd, patrz Rysunek 2. Narysować linie proste łączące wartości ciśnienia pary nasyconej na każdej powierzchni stykowej między materiałami.
Jeżeli nie ma skumulowanego kondensatu z poprzedniego miesiąca, narysować profil ciśnienia pary jako linię prostą łączącą wewnętrzną i zewnętrzną wartość ciśnienia pary (pi i pe). Jeżeli linia ta nie przekracza ciśnienia pary nasyconej na żadnej z powierzchni stykowych, kondensacja nie wystąpi; patrz Rysunek 2, na którym ciśnienie pary wodnej w komponencie budowlanym jest niższe w każdym punkcie komponentu od ciśnienia pary nasyconej.
Wielkość strumienia pary, przepływającego przez element budowlany, można obliczyć jako:
Wzór 13
Rysunek 2Rysunek 2 – Dyfuzja pary wodnej w wielowarstwowym elemencie budowlanym bez kondensacji międzywarstwowej
Jeżeli ciśnienie pary przekracza wartość ciśnienia pary nasyconej na którejkolwiek powierzchni stykowej, przyjąć, że lokalna wartość ciśnienia pary jest równa ciśnieniu pary nasyconej i wykreślić ciśnienie pary w postaci szeregu linii, które stykają się, ale nie przekraczają profilu ciśnienia pary nasyconej w jak najmniejszej liczbie punktów, patrz przykłady na Rysunkach 3 i 4. Punkty te wskazują powierzchnie stykowe, na których wystąpi kondensacja.
Rysunek 36.4.6 Wielkość kondensacji
Wielkość kondensacji jest różnicą między ilością wilgoci transportowaną do powierzchni stykowej i ilością wilgoci transportowaną od powierzchni stykowej, na której występuje kondensacja:
Wzór 14W przypadku komponentu budowlanego z więcej niż jedną powierzchnią stykową, na której występuje kondensacja, podać ilość kondensatu na każdej powierzchni stykowej.
Rysunek 4Rysunek 4 – Dyfuzja pary wodnej z kondensacją międzywarstwową na dwóch płaszczyznach stykowych
Wielkość kondensacji oblicza się dla każdej powierzchni stykowej, na której wystąpi kondensacja, na pod- stawie różnicy kątów nachylenia między następującymi po sobie liniami prostymi, to znaczy, w przypadku dwóch powierzchni kondensacji (patrz Rysunek 4).
Przy powierzchni stykowej c1:
Wzór 15Przy powierzchni stykowej c2:
Wzór 166.4.7 Parowanie
Jeżeli co najmniej na jednej powierzchni stykowej znajduje się kondensat, zakumulowany w poprzednich miesiącach, ciśnienie pary powinno być równe ciśnieniu pary nasyconej, a profil ciśnienia pary powinien być linią prostą narysowaną między wartościami reprezentującymi ciśnienie pary wewnątrz, płaszczyznę stykową, na której występuje kondensacja i ciśnienie pary na zewnątrz, patrz Rysunek 5. Jeżeli wartości ciśnienia pary są większe od ciśnienia pary nasyconej na którejkolwiek powierzchni stykowej, powtórnie wykreślić linie ciśnienia pary, jak określono w 6.4.4.
Rysunek 5Rysunek 5 – Parowanie z powierzchni stykowej w komponencie budowlanym
Wielkość parowania oblicza się następująco:
Wzór 17UWAGA Wyrażenia stosowane do przedstawienia wielkości parowania i kondensacji są takie same. Umownie przyjmuje się, że kondensacja pojawia się wtedy, gdy wyrażenie jest dodatnie, a parowanie, gdy wyrażenie jest ujemne.
W komponencie budowlanym z więcej niż jedną powierzchnią stykową, na której występuje kondensacja, wielkość parowania oblicza się oddzielnie dla każdej powierzchni stykowej, patrz Rysunek 6.
Rysunek 6Rysunek 6 – Parowanie z komponentu budowlanego, w którym kondensacja wystąpiła w dwóch powierzchniach stykowych
Wielkości parowania, przy dwóch powierzchniach parowania, oblicza się następująco (patrz Rysunek 6): Na powierzchni stykowej c1:
Wzór 18Na powierzchni stykowej c2:
Wzór 19Jeżeli ilość zakumulowanego kondensatu na dowolnej powierzchni stykowej, obliczona pod koniec mie- siąca, jest ujemna, albo przyjąć ją jako równą zeru, albo obliczyć czas potrzebny do akumulacji konden- satu do osiągnięcia zera, a następnie podzielić miesiąc na dwie sekcje, z kondensatem i bez kondensatu na powierzchni stykowej.
6.4.8 Parowanie i kondensacja
W komponencie budowlanym z więcej niż jedną powierzchnią stykową, na której występuje kondensacja, mogą istnieć miesiące, w których kondensacja pojawi się na powierzchni stykowej, a parowanie na innej, patrz Rysunek 7.
Rysunek 7Rysunek 7 – Parowanie na jednej powierzchni stykowej, a kondensacja na innej,
w komponencie budowlanym, na którym kondensacja pojawiła się w dwóch płaszczyznach Wielkość kondensacji, gc, lub parowania, gev, oblicza się oddzielnie dla każdej powierzchni stykowej: Kondensacja między warstwą 1 i 2:
Wzór 20Parowanie między warstwą 3 i 4:
Wzór 21Przykłady obliczania kondensacji międzywarstwowej podano w Załączniku C.
Podać wyniki obliczeń zgodnie z a), b) lub c), w zależności od tego co jest właściwe.
a) Nie przewiduje się kondensacji na żadnej powierzchni stykowej w żadnym miesiącu.
W tym przypadku określić konstrukcję jako wolną od wewnętrznej kondensacji.
b) Kondensacja występuje co najmniej na jednej powierzchni stykowej podczas niektórych miesięcy, ale na każdej rozpatrywanej powierzchni stykowej nie występuje akumulacja netto w ciągu roku, ponieważ przewiduje się, że cały kondensat ponownie odparuje.
W tym przypadku podać maksymalną ilość kondensatu występującą na każdej z powierzchni stykowych oraz miesiąc, w którym maksimum wystąpiło. Należy również rozważyć ryzyko spływu wody i degradacji materiałów budowlanych oraz pogorszenia cieplnych właściwości użytkowych jako konsekwencja obliczonej maksymalnej ilości wilgoci, zgodnie z wymaganiami przepisów i innymi wskazówkami za- mieszczonymi w normach wyrobów.
UWAGA Jeżeli maksymalna akumulacja kondensatu przekracza 200 g/m2 ryzyko spływu z nieabsorbujących materiałów będzie bardzo wysokie.
c) Kondensacja co najmniej na jednej powierzchni stykowej nie wyparowuje całkowicie.
W tym przypadku podać, że ocena konstrukcji wypadła niepomyślnie, a także ustalić maksymalną ilość wilgoci, która pojawi się na każdej powierzchni stykowej, łącznie z ilością wilgoci pozostałą na każdej powierzchni stykowej po dwunastu miesiącach.
W niniejszym rozdziale podano metodę ustalania potencjału schnięcia komponentów budowlanych, szczególnie tych ograniczonych warstwami o wysokiej paroodporności takimi jak folie, membrany lub powłoki o sd > 2 m, które nie wykazały szkodliwej kondensacji w procedurze określonej w Rozdziale 6, w narzuconym klimacie zewnętrznym i wewnętrznym. Ocenia się też ryzyko wystąpienia kondensacji międzywarstwowej w innej lokalizacji w obrębie komponentu, spowodowanej parowaniem wody ze zwilżonej warstwy.
UWAGA Warstwy materiału mogły zostać zmoczone na skutek wilgoci wbudowanej, nawałnicy deszczu w trakcie budowy, wycieku z instalacji, wady w warstwie wodoodpornej lub poprzednich problemów z kondensacją między- warstwową, które zostały naprawione.
Zaleca się postrzeganie tej metody bardziej jako oceny niż dokładnego narzędzia przewidywania. Jest ona odpowiednia do porównywania różnych konstrukcji i oceniania efektów modyfikacji.
Procedura zakłada, że zawartości wilgoci przekracza 1 kg/m2 i jest skoncentrowana w środku określonej warstwy. Do obliczenia stopnia odparowania w każdym z dwunastu miesięcy w roku stosuje się średnie miesięczne warunki zewnętrzne. Rok ten powtarza się, aż przekroczenie zawartości wilgoci określonej warstwy osiągnie zero. Ten czas, w miesiącach, jest podawany jako czas, w którym konstrukcja całkowi- cie wyschnie. W tym samym czasie ocenia się ryzyko kondensacji na innych powierzchniach stykowych, spowodowane odparowanym nadmiarem wilgoci.
a) Określić warstwę materiału, która według założeń została zwilżona;
b) Podzielić tę warstwę na dwie równe części, z powierzchnią stykową między nimi;
c) Wprowadzić 1 kg/m2 wilgoci na tę powierzchnię stykową.
Przeprowadzić procedurę kondensacji międzywarstwowej określoną od 6.4.4 do 6.4.8, zaczynając od odpowiedniego miesiąca i powtarzać miesięczne obliczenia dopóki nadmiar wilgoci nie wyschnie albo zostanie obliczony na dziesięć lat.
Przedstawić wyniki obliczeń zgodnie z a), b) lub c).
a) Schnięcie przez dziesięć lat, bez kondensacji w innych warstwach.
W tym przypadku przedstawić czas suszenia w miesiącach i oszacować ryzyko degradacji warstwy zawierającej nadmiar wilgoci.
b) Suszenie przez dziesięć lat z okresową kondensacją w innych warstwach.
W tym przypadku przedstawić czas schnięcia w miesiącach i maksymalną ilość kondensatu, który występuje na każdej powierzchni stykowej, i miesiąc podczas którego wystąpiło maksimum. Tak więc ryzyko wypłynięcia wody lub degradacji materiałów budowlanych i pogorszenia cieplnych właściwości użytkowych jako konsekwencji obliczonej maksymalnej ilości wilgoci należy rozpatrywać zgodnie z wymaganiami przepisów i innych wskazówek podanych w normach wyrobu.
c) Czas schnięcia przekracza dziesięć lat.
Zapraszamy do wysłuchania 30. odcinka podcastu Pewny Lokal.
Dowiedz się, jak zaoszczędzić czas i nerwy na odbiorze technicznym.
Działamy na terenie całej Polski.
Możemy wykonać odbiór mieszkania w dowolnym terminie.
Audyty wykonują przeszkoleni inżynierowie i inspektorzy.
Ustandaryzowane odbiory mieszkań według sprawdzonego schematu.
Doświadczenie z setek audytów technicznych i prawnych w jednym miejscu.
Zobacz, z jakimi przykładowymi problemami spotkał się inżynier Karol podczas odbiorów nieruchomości
Audyt nieruchomości to nie tylko równe posadzki i bezpieczne instalacje.
Kliknij na ikonę 
żeby dowiedzieć się
więcej o usłudze!
797 014 014
Rezerwuj usługę
