- Konwekcja - jak uniknąć jej negatywnego wpływu na izolację?
- Wilgoć - jak zapobiec jej gromadzeniu się w konstrukcji?
- Wiatroizolacja - czy jest niezbędna?
- Projekt - co warto wiedzieć o izolacji fasad wentylowanych?
Na początek wyjaśnimy kluczowe procesy fizyczne zachodzące wewnątrz fasady wentylowanej. Pierwszy z nich - konwekcja naturalna - jest mechanizmem lub rodzajem transportu ciepła, w którym ruch nie jest generowany przez żadne źródło zewnętrzne, na przykład w postaci wiatru, lecz na skutek różnic w gęstości powietrza wynikających z amplitudy temperatur. W ramach konwekcji naturalnej powietrze otaczające źródła ciepła odbiera je, przez co staje się mniej gęste i wędruje do góry. W jego miejsce wchodzi powietrze chłodne, które dostaje się otworami u dołu szczeliny wentylacyjnej, a następnie ogrzewa się, tworząc prąd cieplny.
O ile naturalny ruch powietrza w fasadach wentylowanych umożliwia utrzymanie konstrukcji w stanie suchym, o tyle konwekcja wymuszona może już wpływać negatywnie na wydajność cieplną całej izolacji. Za ten drugi proces odpowiada wiatr, który tworzy gradient ciśnienia w bryle budynku. W ramach konwekcji wymuszonej zachodzić mogą jednocześnie dwa zjawiska:
- infiltracja powietrza przez ściany, która zależy od gradientu ciśnienia na konstrukcję i jej szczelność;
- przenikanie powietrza w głąb konstrukcji spowodowane gradientem ciśnienia w szczelinie wentylacyjnej, a także stopniem, w jakim bariera wiatroizolacyjna oraz izolacja termiczna przepuszcza powietrze.
Obecność samego powietrza wewnątrz konstrukcji nie powoduje problemów jako takich. Sprawa zaczyna się jednak komplikować, gdy w głąb struktur ściennych przeniknie powietrze zawierające wilgoć.
- Przemieszczające się powietrze porywa parę wodną do strefy, gdzie może ulec skraplaniu, co powoduje zwiększoną obecność wilgoci - wyjaśnia Łukasz Kondracki, ekspert firmy PAROC. - Powietrze zawiera ilość ciepła uzależnioną od określonej temperatury powietrza i temperatury bezwzględnej - dodaje.
Za transport wilgoci przez konstrukcję odpowiadają dwa zjawiska: dyfuzja i konwekcja. Poprzez dyfuzję wilgoci rozumiemy relatywnie powolny transport pary wodnej wskutek kompensacji jej zawartości lub ciśnienia pary. Z drugiej strony, konwekcja wilgoci zachodzi stosunkowo gwałtownie w wyniku ruchu powietrza spowodowanego różnicą w ciśnieniu powietrza. Jeśli powietrze przemieszcza się z obszaru cieplejszego do chłodniejszego, para wodna w powietrzu może skraplać się na zimnych powierzchniach. Kondensacja nie będzie miała miejsca, jeśli powietrze wędruje z zimnego do ciepłego obszaru.
Aby zapobiec negatywnemu wpływowi konwekcji wilgoci na izolacyjność cieplną konstrukcji fasady wentylowanej, niezbędna staje się wiatroizolacja, która zapewni odpowiednią przepuszczalność pary wodnej - tak, aby odprowadzać parę do wentylowanej szczeliny powietrznej. Materiał wiatroizolacji należy ponadto dobrać tak, aby był zgodny z wymogami bezpieczeństwa pożarowego, co w świetle przepisów ma szczególne znaczenie w przypadku budynków wysokich.
O czym pamiętać, wybierając izolacje fasad wentylowanych?
- Wiatroizolację możemy wykonać z płyt z wełny kamiennej. W tym kontekście konstruktorom polecamy niepalne, pokryte warstwą włókna szklanego płyty z serii PAROC WAS lub PAR0C Cortex - podpowiada Łukasz Kondracki. - Pierwsze rozwiązanie stosuje się jako warstwę zewnętrzną w systemie izolacji dwuwarstwowej, w połączeniu z inną warstwą izolacji termicznej. Drugie z rozwiązań można zaś wykorzystać zarówno w systemach dwuwarstwowych, jak i jednowarstwowych, gdzie powierzchnia płyty ma kontakt ze szczeliną wentylacyjną pod fasadą - dodaje.
Izolacje fasad wentylowanych - wymagania projektowe
Planując fasady wentylowane w projekcie, należy pamiętać o indywidualnych warunkach występujących w miejscu wykonania. Należy do nich przede wszystkim obciążenie wiatrowe, a w niektórych przypadkach także natężenie ruchu przechodniów w pobliżu elewacji. Nietypowe kształty budynków czy bliskie posadowienie innych obiektów mogą stanowią podstawę do przeprowadzenia badań tunelowych w celu ustalenia wartości obciążeń wiatrowych. Należy wówczas wykorzystywać aktualne mapy obciążeniowe wskazane w krajowym załączniku do EUROKODU oraz stosować właściwe metody obliczeniowe.
Wymagany opór dla przepływu powietrza w odniesieniu do warstwy izolacji zależy z jednej strony od prędkości przepływu powietrza, a z drugiej - od przepuszczalności powietrznej samego materiału. Ściana może być zaprojektowana bez wentylacji, ze słabą wentylacją lub z mniej lub bardziej wysoką wentylacją. Tabela 1. przedstawia różne rodzaje systemów ścian izolacyjnych w zależności od wielkości otworów wentylacyjnych. Wielkość "Av" symbolizuje wielkość otworu wentylacyjnego w dolnej części na jeden metr kwadratowy elewacji.
Tabela 1. Przykłady ścian z różnymi otworami wentylacyjnymi.
|
Wentylacja |
Średni rozmiar otworu wentylacyjnego Av (cm²/m) |
Konstrukcja |
|
Brak lub słaba wentylacja |
Av ≤ 5 |
Zewnętrzne ściany niewentylowane lub ściany z okładzinami fasadowymi szczelnie ze sobą połączonymi np. panele cementowo-włókniste, okładziny kamienne lub szklane, zewnętrzne ściany z okładzinami niepołączonymi ściśle ze sobą np. płyty ceramiczne lub kamienne, panele drewniane lub plastikowe |
|
Normalna wentylacja |
5 ≤ Av ≤ 300 |
|
|
Intensywna wentylacja |
300 < Av ≤ 400 |
Elewacje fasadowe o wentylacji jedno lub wielokierunkowej do 400 cm²/m |
|
Bardzo intensywna wentylacja |
Av > 400 |
Elewacje fasadowe o silnej wentylacji ponad 400 cm²/m (fasady kamienne, szklane z penetracją powietrzną wielokierunkową) |
Tabela 2. Wartości minimalne oporu powietrza zalecane przez PAROC. O ile w kontekście ochrony wiatrowej krajowe przepisy budowlane nie mówią inaczej, warto przestrzegać poniższych wytycznych.
|
stopień wentylacji |
rekomendowane wartości właściwej oporności przepływu powietrza RS dla płyt z wełny kamiennej do ochrony przed wiatrem, pogrupowane wg współczynnika oporności przepływu r |
|
|
5,2 ≤ r < 17 |
r ≥ 17 |
|
|
niewentylowana lub słabo wentylowana AV ≤ 300 cm²/m |
RS > 0,85 kPa s/m² |
płyty z wełny kamiennej do izolacji termicznej mogą być użyte bez dodatkowej wiatroizolacji |
|
wentylowana |
RS > 1,2 kPa s/m² |
|
|
silnie wentylowana |
RS > 28,6 kPa s/m² |
|
Tabela 3. Wartości właściwej oporności przepływu powietrza RS (kPa s/m²) dla poszczególnych produktów PAROC.
|
Wiatroizolacja |
PAROC |
PAROC |
PAROC |
PAROC |
|
|
r ( kPa s/m²) |
100 | 40 | 29 | 20 | |
|
Tyvek |
100 | ||||
| 30 mm | 3,0 | 1,2 | 0,9 | ||
| 40 mm | 1,6 | 1,2 | |||
| 50 mm | 5,0 | 2,0 | 1,5 |
1,0 |
|
| 70 mm | 2,8 | 2,0 | 1,4 | ||
| 80 mm | 3,2 | 2,3 | 1,6 | ||
| 100 mm | 4,0 | 2,9 | 2,0 | ||
| 150 mm | 3,0 |
Aby określić rodzaj warstwy wiatrochronnej, należy wybrać z tabeli pierwszej właściwy poziom wentylacji. O ile jest to konieczne, mierzymy lub obliczamy wymiary otworu wentylacyjnego Av. Następnie z właściwego wiersza w tabeli drugiej odczytujemy zalecany, minimalny opór powietrza materiału wiatroizolacyjnego.
W dalszej kolejności sprawdzamy wymaganą wartość współczynnika przenikania ciepła przegrody U i dobieramy ocieplenie o odpowiedniej grubości. Na tym etapie decydujemy, czy niezbędny jest montaż dwóch warstw izolacji o różnych oporach przepływu powietrza i czy wiatroizolacja może stanowić część izolacji termicznej.
Na koniec weryfikujemy opór przepływu powietrza "r" dla głównej izolacji i decydujemy, czy potrzebna jest dodatkowa warstwa wiatroizolacji. Uwaga! Jeśli produkt ma opór przepływu powietrza niższy niż 17 kPa s/m² (np. PAROC Solid), zawsze należy chronić go produktem o odpowiednio wysokim oporze przepływu powietrza.
Zdaniem naszych Czytelników
Zdaniem Czytelnika
06 Feb 2024, 09:56
Komentarz dodany przez John: Dziękuję, ten artykuł wiele rzeczy dał mi do zrozumienia i dalszego zrozumienia. Pozdrawiam