Jak ocenić poziom zawilgocenia dachu?

O zawilgoceniu dachu mieszkańcy dowiadują się albo przypadkiem, np. gdy szukają przyczyny nagłego wzrostu rachunków za energię zużywaną do ogrzewania budynku, albo kiedy skutki zawilgocenia są widoczne lub w pomieszczeniach czuć zapach wilgoci.

Skutki zawilgocenia

Wzrost zużycia energii jako skutek zawilgocenia dachów występuje najczęściej w budynkach starszych niż 3 lata. W nowych obiektach mieszkańcy nie zauważą tego zjawiska, ponieważ nie będą mieli skali porównawczej. Wyjątkiem jest sytuacja, gdy w budynku jest zimno od początku jego eksploatacji i użytkownicy próbują znaleźć przyczynę tego zjawiska.

O zawilgoceniu dachu mieszkańcy dowiadują się więc najczęściej, gdy:

• na poddaszu (fot. 1) lub w okapie pojawiają się zacieki (fot. na górze),
• na poddaszu lub elementach konstrukcji dachu zostanie przypadkowo zauważona pleśń (fot. 2) lub gdy zawilgocenie osiągnie skrajne rozmiary i pleśń jest już wyczuwalna.

W każdym z tych wariantów trzeba sprawdzić, czy zawilgocenie jest lokalne, czy też objęło większy fragment dachu. Punktowe, miejscowe zacieki najczęściej wywołane są przeciekiem pokrycia. Natomiast zawilgocenie większej powierzchni wełny i konstrukcji może świadczyć o braku wentylacji dachu.

Wentylacja jest konieczna, ponieważ stale skraplająca się we wnętrzu termoizolacji para wodna zmienia jej właściwości. Jeśli powietrze przepływające nad dobrze osłoniętą wełną (rys. 1) stale ją suszy, nie ma żadnego zagrożenia wynikającego z gromadzenia się skroplin. Chwilowa obecność skroplin jest zresztą możliwa nawet w dachach dobrze wentylowanych (rys. 2). Wynika to ze zmienności warunków pogodowych. W dobrze wentylowanym dachu skropliny nie utrzymują się długo w termoizolacji i kiedy woda kondensatu ogrzewa się, odparowuje do szczeliny wentylacyjnej. Obecność skroplin nie musi więc być oznaką zagrożenia. Zawsze jednak, gdy to zjawisko zostanie zaobserwowane, trzeba sprawdzić wentylację. Jeśli jest ona sprawna, wysuszy dach i chwilowe zjawisko nie będzie groźne.

Najczęstszą przyczyną niesprawnej wentylacji jest brak wlotu lub wylotu (ewentualnie jednego i drugiego) oraz blokady przepływu powietrza w szczelinie. Bez tych trzech elementów: wlotu, wylotu i drożności wszelkie szczeliny w przegrodach budowlanych są tylko pustkami powietrznymi, które bardzo rzadko są obojętne na działania tych przegród (rys. 3). Jak wobec tego trafnie ocenić stan zawilgocenia dachu wywołany brakiem wentylacji? Zawilgocenie dachu można stwierdzić bez wykonywania pomiarów i ocen, jeżeli:

• we wnętrzu dachu, na belkach więźby lub na łatach pod pokryciem jest pleśń (fot. 2);
• belki więźby są stale mokre (bez pleśni) lub wyraźnie zawilgocone;
• wełna mineralna jest stale mokra (co jest wyczuwalne pod ręką) na większym obszarze, a wokół niej nie ma żadnego przecieku;
• stale w tych samych miejscach wypływają skropliny, które nie pojawiają się po opadach deszczu, lecz po spadku temperatury powietrza atmosferycznego (takie efekty występują najczęściej zimą).

Zdarzają się jednak sytuacje, w których nie ma wymienionych objawów lub są one niejednoznaczne, a mimo to konieczne jest sprawdzenie stanu dachu. W takich wypadkach wykonuje się pomiary wilgotności.

Trudne pomiary

Kondensacja pary wodnej może występować okresowo także w poprawnie działającym dachu. Najczęściej pojawia się pod pokryciami na skutek normalnych zmian temperatury. Dotyczy to szczególnie pokryć blaszanych, pod którymi nawet w środku lata można rano zauważyć obfitą kondensację pary wodnej. Zjawisko to wynika z porannych zmian temperatury i jest czasami zauważalne również pod dachówkami, które ochłodzone nocą są pokryte rosą osadzającą się z ciepłego już powietrza. Warto zastanowić się zatem, co oznacza określenie „zawilgocenie dachu”.

Pokrycia dachu mogą być czasowo wilgotne, ich konstrukcja wspierająca nie może być natomiast z tego powodu stale mokra. Skropliny są dla współczesnych pokryć całkowicie bezpieczne, ale jeżeli spływają po blachach (pod którymi jest jej najwięcej), to stale nawilżają te same miejsca na łatach i kontrłatach, co może być przyczyną uszkodzenia tych elementów. Z tego powodu przestrzenie pod pokryciem muszą być ciągle i dobrze wentylowane. Najbardziej suchymi elementami dachu powinny być jego termoizolacja i konstrukcja. Poziom wilgoci właśnie w tych dwóch warstwach decyduje o klasyfikacji zawilgocenia dachu. Przy czym w konstrukcjach dachów z poddaszem mieszkalnym ważniejsza jest termoizolacja, ponieważ znajduje się ona między belkami więźby i może być dla nich mokrym i zimnym kompresem. W takich dachach najczęściej termoizolacją jest wełna mineralna. Pomiar stopnia zawilgocenia tego materiału nie jest łatwy.

Wełna działa jako izolator dzięki uwięzionemu między jej włóknami powietrzu. W powietrzu tym może znaleźć się wilgoć, która osadza się na włóknach. Zawilgocenie wełny mineralnej mierzy się za pomocą metody wagowej lub wilgotnościomierzy wykorzystujących pomiar stałej dielektrycznej. Badanie wagowe polega na zważeniu tej samej próbki po pobraniu z przegrody i po jej wysuszeniu. Jeśli zna się różnicę masy, można określić zawartość wagową lub procentową wody. Druga metoda wykorzystuje dipolowe właściwości cząsteczek wody i mierzy zawartość wody przez zmianę pojemności elektrycznej.

Pierwszy sposób, polegający na ważeniu i suszeniu, jest bardzo kłopotliwy, ponieważ wymaga zawiezienia próbki do laboratorium. Druga metoda jest dużo łatwiejsza. Aby przyłożyć sondę, trzeba jednak odsłonić wełnę. Istnieje również trzeci sposób pomiaru wilgotności wełny, polegający na pomiarze parametrów powietrza: jego wilgotności i temperatury za pomocą przygotowanej do tego celu sondy wkładanej do środka wełny. Sonda ta ma specjalną budowę, a urządzenie odczytujące i rejestrujące wyniki jest specjalnie kalibrowane. Za pośrednictwem powietrza określa się zawilgocenie wełny.

Za pomocą zwykłych wilgotnościomierzy powietrza można jedynie ocenić stopień zawilgocenia wełny ocieplającej dachy lub ściany. W tym celu porównuje się wyniki pomiarów powietrza w różnych miejscach tego samego obiektu. Jeżeli w tym samym czasie wilgotność względna powietrza znajdującego się bezpośrednio nad wełną lub obok niej będzie zdecydowanie większa od wilgotności powietrza w pomieszczeniu, w którym odkryto wełnę lub w otoczeniu badanej na dachu wełny, będzie to oznaczało, że w wełnie tej jest więcej wilgoci niż w powietrzu. Takie porównywanie ma jednakże sens tylko wtedy, gdy:

• pomiar nie jest zakłócony ruchami powietrza (wiatrem),
• używa się tego samego przyrządu do pomiarów i odbywają się one w krótkim czasie po sobie,
• temperatura powietrza jest zbliżona do pokojowej (im wyższa niż 0°C, tym lepiej).

Temperatura podczas badania ma znaczenie – w wypadku zawilgocenia wełny w niskich temperaturach szybko powstają skropliny osadzające się na włóknach lub w otoczeniu wełny, a powietrze badane w pobliżu wełny ma mniejszą wilgotność. Taki porównawczy pomiar jest więc bezcelowy.

Wynika z tego, że ocena zawilgocenia wełny może się odbywać zimą tylko od wewnątrz, a z zewnątrz wyłącznie latem, jeśli dodatkowo nie ma wiatru i nie pada deszcz. Te warunki nie zawsze są możliwe do spełnienia. Pomiar wilgotności powietrza znajdującego się wokół wełny najłatwiej można wykonać w dachach pochyłych na poddaszach mieszkalnych przez odkrycie wełny od spodu od strony poddasza (fot. 3). Pora roku nie jest wtedy istotna, pod warunkiem że zimą pomieszczenia są ogrzewane.

Przykłady pomiarów

Przestawione pomiary stopnia zawilgocenia dachu dotyczą budynku, który jest zamieszkany od 1,5 roku, ma duże poddasze z pomieszczeniami mieszkalnymi, a nad nimi strych. Na ocieplonym poddaszu spełniającym funkcję strychu zauważona została pleśń na krokwi. W ciągu 2 dni wykonano 4 pomiary wilgotności powietrza w 3 różnych miejscach.

Parametry powietrza zmierzone zostały o godz. 10.30 w dniu, w którym temperatura powietrza atmosferycznego wynosiła –2°C. Z powodu niskiej temperatury na dolnej powierzchni MWK (membrany wstępnego krycia) pojawił się szron (fot. 2). Oba objawy: szron na spodzie MWK i pleśń na krokwi, były wystarczającymi dowodami na zawilgocenie dachu (wełny i więźby) w tym miejscu. W celu potwierdzenia tego zjawiska wykonano pomiary wilgotności powietrza znajdującego się nad wełną i pod MWK (fot. 4–5).

Każdy z pomiarów porównawczych wymaga analizy uwzględniającej różne czynniki towarzyszące. W tabeli 1 zostały przedstawione zestawy odczytów przyrządów (termohigrometrów) w poszczególnych dniach i miejscach pomiaru.

Podczas porównywania wilgotności względnych (RH) należy pamiętać, że ich wielkość zależy od temperatury. Im wyższa temperatura powietrza, tym więcej mieści się w nim pary wodnej (tabela 2). Ta sama bezwzględna ilość pary wodnej zawartej w powietrzu w niskiej temperaturze stanowi większy udział w stosunku do maksymalnej możliwej jej ilości w powietrzu o tej temperaturze (wyższe RH) niż przy wysokiej temperaturze (niższe RH). Przykładowo w zestawie 1. (fot. 2, 4) RH 10°C nie może być bezpośrednio porównywana z RH 19°C. Ważna jest bowiem bezwzględna ilość pary w powietrzu. W powietrzu o RH 10°C = 57,3% jest jej mniej (ok. 5,6 g/m3) niż w powietrzu o RH 19°C = 53,3% (ok. 7,8 g/m3). Pomiary są wiarygodne, ponieważ w przestrzeni nad termoizolacją duża część pary wodnej skropliła się i zamarzła na MWK. Z tego powodu w tym miejscu jest mniej pary (w g/m³) w powietrzu niż na całym strychu.

Pomiar opisany w zestawie 2. (Fot. 5) został wykonany w drugim dniu oględzin po 36 godz. wietrzenia strychu. Jak wynika z zestawienia parametrów, ponownie w tej samej przestrzeni między MWK a wełną jest mniej pary wodnej (w g/m³) niż w powietrzu na strychu. Podobnie jak we wcześniejszym przypadku, jest to uzasadnione lokalizacją wełny, czyli sąsiedztwem uchylonego w trakcie wietrzenia wyłazu dachowego.

Pomiary przedstawione w zestawie 3. (Fot. 6–7) zostały wykonane drugiego dnia na strychu (po jego wietrzeniu), w kieszeni, która utworzyła się między ścianą a wełną z powodu wadliwie zamontowanej folii paroizolacyjnej (fot. 8). Miejsce pomiaru jest oddalone od uchylonego wyłazu dachowego. Warunki pomiarów są te same, więc z różnicy wilgotności względnej powietrza (DRH 16°C = 71,1 – 50,8 = 20,3%) śmiało można wnioskować, że dach w tym miejscu jest zawilgocony.

Zestaw 4. opisuje pomiary wykonane na poddaszu mieszkalnym wietrzonym za pomocą nawiewników higrosterowanych zamontowanych w ramach okien. W dachu wykonano odkrywkę w celu zbadania stanu i wysokości oraz wilgotności wełny (fot. 3). Tak mała różnica temperatur (ok. 1°C) możne świadczyć, że również w tym miejscu dach jest zbyt wilgotny (DRH 20°C = 63,4 – 45,3 = 18,1%).

Analiza zestawów (z tabeli 1) nasuwa pytanie o celowość pomiaru wilgotności powietrza zawartego w wełnie ocieplającej dach wykonywanego z zewnątrz (po wykonaniu otworów) w temperaturach powietrza atmosferycznego wahających się wokół 0°C. Analiza zestawienia 1. i 2. pokazuje bowiem, że taka ocena nie byłaby wiarygodna. Wilgoć w wełnie mineralnej może mieć różną postać i wykonywanie pomiarów bez świadomości warunków panujących w miejscu pomiaru jest bezcelowe. Za pomocą otworów w pokryciu i MWK opisywanego dachu (działań od góry) można by wykonać pomiary, które byłyby podstawą do wyciągnięcia fałszywych wniosków.

Problem z kryteriami oceny

W przeważającej części roku wierzchnia warstwa wełny znajdująca się tuż pod pokryciem może być w pewnym stopniu zawilgocona, co jest efektem powstawania skroplin (rys. 2). Wilgoci nie powinno jednak być tam tak dużo, jak na fot. 2.

Ilość skroplin zależy od ilości pary wodnej, która dostała się do termoizolacji. Stopnień wydostawania się jej poza przegrodę (czyli jakość wentylacji dachu) wpływa na sprawność funkcjonowania i trwałość dachu. Dolna strona termoizolacji powinna być zawsze bardziej sucha od górnej. W naszym klimacie w dużym stopniu zależy to również od sposobu zamontowania paroizolacji. Gdy jest ona źle zamontowana (nieszczelnie – fot. 8), to ilość pary wodnej może powodować wieloletnie zawilgocenie dachu. Dotyczy to szczególnie nowo wybudowanych budynków.

Trudno jest określić granice ilościowe stanu opisanego sformułowaniem „dach zawilgocony”. Żadna norma ani przepisy nie podają dopuszczalnych maksymalnych zawartości skroplin w wełnie. Jedynym warunkiem, którym posługują się normy i rozporządzenia, jest wymaganie, by na elementach konstrukcji dachu nie było ani pleśni, ani skroplonej pary wodnej. Pleśń jest zagrożeniem dla konstrukcji i dla zdrowia mieszkańców, a jednocześnie dowodem stałego lub okresowego zawilgocenia.

Wnioski

Wełna łatwo wchłania wilgoć, dlatego dachy skośne powinny być dobrze wentylowane. Niestety, wiele z nich nie ma dobrze wykonanej wentylacji i ich termoizolacja jest zawilgocona. Mokre materiały termoizolacyjne przestają izolować, a zaczynają przewodzić ciepło, a to sprawia, że w domach odnotowuje się straty cieplne.

Pomiary wilgotności powietrza zawartego wewnątrz konstrukcji dachowych pomagają jedynie w ocenie obszaru zawilgocenia dachu i tylko wtedy, gdy wiadomo, że wady dachu spowodowały powstanie pleśni lub stałego kondensatu w określonym miejscu. Jednak interpretacja wyników musi być oparta na wiedzy dotyczącej rodzaju konstrukcji i systemu tworzących ją materiałów. Takie pomiary pomagają ocenić, czy wysoki poziom wilgoci jest spowodowany brakiem wentylacji (cały dach wykazuje wtedy wysoki poziom wilgotności powietrza), przewiewami lub stałym przeciekiem (są to zawilgocenia lokalne).

W normach, zaleceniach czy przepisach brakuje jednoznacznych granic określających bezpieczny poziom zawilgocenia termoizolacji i konstrukcji dachu. Wynika to ze złożoności procesów powstawania i gromadzenia się wilgoci w dachach. Procesy te trzeba ograniczać już w trakcie projektowania. Na tym etapie dużą pomocą są normy określające uproszczone metody obliczeń procesów cieplno-wilgotnościowych zachodzących w przegrodach zewnętrznych.

Od redakcji

Podana metodologia jest metodą autora, może być obarczona znacznymi błędami pomiarowymi trudnymi do zweryfikowania. Najprostszym i najpewniejszym rozwiązaniem w takich wypadkach jest zastosowanie metody wagowej, polegającej na pobraniu próbek materiału izolacyjnego, zważeniu go i wysuszeniu do stałej temperatury, z pomiarem różnicy wagi próbki wysuszonej i pobranej.

Literatura

1. „Budownictwo ogólne”, t. 2, „Fizyka budowli”, pod red. P. Klemma, Wydawnictwo ARKADY, Warszawa 2007.
2. K. Patoka, „Warstwy powietrzne w dachach”, IZOLACJE, nr 4/2010, s. 72–75
3. PN-EN 1609:1999, „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie. Określanie krótkotrwałej nasiąkliwości wodą metodą częściowego zanurzenia”.
4. PN-EN 12087:2000, „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie. Określanie nasiąkliwości wodą przy długotrwałym zanurzeniu”.
5. PN-EN 12088:2000, „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie. Określanie absorpcji wody przy długotrwałej dyfuzji”.
6. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2002 r. nr 75, poz. 690, ze zm.).

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!