Warstwy powietrzne w dachach

W ostatnich latach powstało wiele firm specjalizujących się w ocieplaniu i układaniu płyt gipsowo-kartonowych na poddaszach. Ich wiedza na temat dachów (ich konstrukcji i funkcjonowania) jest w większości wypadków znikoma. Wynika to z zasad wydawania zezwoleń na wykonywanie działalności usługowej – każdy może wykonywać takie prace bez względu na poziom wiedzy i przygotowania zawodowego. Dodatkowo nikt nie nadzoruje tego typu prac, a w projektach architektonicznych nie ma odpowiednich wytycznych.

Niestety, skutki takiego stanu rzeczy są zbyt często bardzo poważne dla mieszkańców poddaszy. Najczęściej popełnianymi błędami przez ekipy ocieplające poddasza są:

• układanie paroizolacji bez zachowania szczelności całej powłoki i jej połączeń z murami oraz różnymi elementami dachu (oknami dachowymi, kominami, kominkami itp.),
• wykonywanie zbędnych i często szkodliwych pustek powietrznych w konstrukcji dachu,
• ubijanie termoizolacji polegające na wkładaniu między krokwie wełny o wysokości większej od wysokości belek konstrukcji więźby,
• układanie wełny o zbyt niskiej grubości, niespełniającej przepisów budowlanych i tym samym niezapewniającej odpowiedniej izolacyjności cieplnej dachu,
• niewłaściwe przycinanie termoizolacji powodujące powstawanie szczelin między nią a belkami więźby dachowej,
• układanie paroizolacji na styk z płytami gipsowo-kartonowymi bez wymaganej pustki między tymi materiałami.

Wiele z tych problemów omówiliśmy już w naszej serii „ABC sztuki dekarskiej", ponieważ wiele błędów wywołujących zacieki ze skroplin przypisywanych jest niesłusznie dekarzom. Kontynuując ten temat, warto zwrócić uwagę na rolę różnego rodzaju pustek, często wykonywanych w dachach bez żadnego uzasadnienia.

Pustka nie jest szczeliną wentylacyjną 

Wielu wykonawców (i nie tylko) myli pustki ze szczelinami wentylacyjnymi. Uważają oni, że pozostawienie jakiegoś dystansu między dwiema warstwami materiałowymi w dachu wentyluje te materiały, a dzięki temu je osusza, co jednak prowadzi do powstania poważnych wad dachów. Nie rozumieją zasad wentylowania dachów i nie analizują działania takich przestrzeni nazywanych pustkami, ponieważ do takiej analizy potrzebna jest określona wiedza.

Pustkami nazywamy przestrzenie wypełnione powietrzem, rozdzielające różne materiały budowlane tworzące przegrodę budowlaną (dach, strop lub ścianę) w ten sposób, że powietrze jest w tej przestrzeni zamknięte. Oznacza to, że nie może się ono wymieniać z powietrzem atmosferycznym. Może się ono jedynie w tej zamkniętej przestrzeni przemieszczać (krążyć) na skutek działania różnicy temperatur i wilgotności rozdzielanych warstw.

Różnice te wywołują ruch powietrza, gdyż powietrze bardziej gęste jest cięższe i wypiera mniej gęste, lżejsze do góry. Warto przypomnieć, że sama różnica wilgotności (bez różnicy temperatury) może wywołać takie ruchy, ponieważ powietrze wilgotne jest lżejsze od suchego. Ta cecha powietrza wynika ze specyficznej budowy cząsteczki wody, która w stanie gazowym jest składnikiem powietrza. W zależności od kąta nachylenia pustki i jej wymiarów zjawisko to wywołuje ruchy powietrza o różnym kierunku i intensywności.

Natomiast różnice temperatur wywołują ruchy powietrza, które w ten sposób transportuje ciepło. Jest to typowa wymiana ciepła na drodze konwekcji, której wielkość zależy od intensywności ruchów powietrza.

Najdłuższy wymiar pustki może mieć różne kierunki. Gdy jest on poziomy (np. w stropie), to ruchy powietrza z dołu do góry są mało intensywne, bo wysokość takiej przestrzeni jest mała. Im wysokość jest mniejsza, tym ruch jest słabszy. Zjawisko to wykorzystywane jest w termoizolacjach, w których zamknięte powietrze w małych i bardzo małych przestrzeniach jest izolatorem. Najlepszym tego przykładem są wełny skalne, szklane i inne.

Gdy największy wymiar ma kierunek pionowy (ściana), to z oczywistych powodów ruchy powietrza są najbardziej intensywne. Wielkość pozostałych wymiarów takiej pustki ma też duże znaczenie – gdy wymiary te są małe, to ruch też jest mniejszy lub zanika, i odwrotnie – gdy są duże, ruchy się intensyfikują.

Pustki w dachach mają najczęściej kształt prostopadłościanów nachylonych do pionu pod takim kątem jak cały dach i wtedy ruchy powietrza są dość intensywne, zależne od różnicy temperatur występujących na ścianach prostopadłościanu.

Jeżeli pustka rozdziela termoizolację od warstwy wstępnej dachu (MWK, FWK, papy na poszyciu), różnice te mogą być duże i wahają się w zależności od pory dnia i roku. Duże różnice temperatur nawet przy niewielkim nachyleniu wywołują wewnętrzny ruch powietrza i intensywną wymianę ciepła. Gdy dodatkowo powietrze to jest wilgotne, na warstwie wstępnej występują skropliny, które spływają po niej w dół i nawilżają stale te same miejsca w przegrodzie.

Zupełnie inaczej działa szczelina wentylacyjna. Zakładając, że ma ona takie same wymiary i kierunki jak pustka (rys. 1), można łatwo pokazać najistotniejsze różnice między nimi. Takie porównanie warto zrobić, ponieważ pustki w tym miejscu wykonywane są (przez pomyłkę) zamiast szczelin wentylacyjnych i mają te same wymiary i kształty (wynikające z konstrukcji dachu). Gdyby pustki miały dostęp do powietrza atmosferycznego w dwóch charakterystycznych miejscach: na dole i na górze, byłyby szczelinami wentylacyjnymi, w których te same mechanizmy wywołują inne efekty.

W szczelinie różnica temperatur i wilgotności ścianek (górnej i dolnej) powodują przepływ powietrza porywającego parę wodną. Ciepło uciekające z termoizolacji oraz promieniowanie słoneczne powodują intensywniejszy przepływ powietrza, ponieważ ogrzewane jest w ten sposób, że im jest wyżej, tym jest cieplejsze (ma wyższą temperaturę). Na dole szczeliny powietrze ma temperaturę atmosferyczną, a na górze temperaturę wyższą, zależną od strat ciepła przez termoizolację lub nagrzanie warstwy wstępnej przez słońce (za pośrednictwem pokrycia).

Przepływ powietrza w szczelinie wentylacyjnej zabiera tym więcej pary wodnej, im jest szybszy. Jest wywołany stratami ciepła, promieniowaniem słonecznym i wiatrem. Oznacza to więc, że stracona przez dach energia jest częściowo wykorzystywana do jego osuszania.

Jeśli natomiast w tym samym miejscu dachu znajduje się pustka powietrzna, to zamknięte w niej powietrze (bez możliwości wymiany z atmosferą) pod wpływem różnicy temperatur i wilgotności krąży i przyspiesza wymianę ciepła. Zwiększa jego straty i nie osusza termoizolacji oraz konstrukcji dachu. Dodatkowo zbiera skropliny stale w tych samych miejscach (w miejscach ich spływu), co przyspiesza lokalną degradację materiałów.

Ponadto gdy warstwę wstępnego krycia dachu stanowi wysokoparoprzepuszczalna membrana, to pustka powietrzna pod nią obniża jej szczelność. Elastyczna membrana zwisa wtedy nad pustką i zmiany ciśnienia podczas silnego wiatru powodują jej falowanie. To zaś może być przyczyną przedostawania się pod membranę opadów – szczególnie śniegu, który przesuwany wiatrem pod pokryciem zagraża szczelności dachu. Dotyczy to szczególnie dachów o pochyleniu < 20°. Gdy membrana podparta jest termoizolacją, zakłady są dużo szczelniejsze. Uwzględniono ten fakt w teorii szczelności dachówek, zmniejszając najniższy dopuszczalny kąt nachylenia dachu dla ich zastosowania, gdy membrana leży na wełnie lub na deskowaniu.

Powietrzne mostki termiczne

Dużo gorsze efekty wywołują pustki, które mieszczą się między skrajnymi ściankami przegrody dachowej o maksymalnej różnicy temperatur dla tej przegrody. Chodzi o pustki utworzone przez wadliwe przycięcie termoizolacji między paroizolacją a warstwą wstępną dachu (rys. 2), w których różnice temperatur ścianek są zbliżone do różnicy temperatury pod dachem i nad nim. Ze względu na wielkość tej różnicy ruchy powietrza są bardzo intensywne i wymiana ciepła na zasadzie konwekcji jest bardzo duża. Takie pustki nazywane są z tego powodu termicznymi mostkami cieplnymi.

Skutkiem działania tego rodzaju mostków cieplnych są najczęściej obfite skropliny na paroizolacji lub płycie gipsowo-kartonowej znajdującej się pod lub za nią (fot. 1). Oprócz tego powietrzne mostki cieplne powodują duże straty ciepła przez dach. Ich istnienie w dachu jest dużym błędem wywołującym negatywne efekty.

Powietrzne mostki termiczne powstają w dachach na skutek:

• ułożenia zbyt cienkiej warstwy termoizolacji, która po pewnym czasie zbija się i tworzy miejsca o zróżnicowanej grubości (fot. 2),
• źle (zbyt oszczędnie) przyciętej termoizolacji, niewypełniającej całej przegrody (fot. 6-8),
• źle ułożonej termoizolacji – z prześwitami na połączeniu z belkami więźby (fot. 3).

Jeżeli w dachu z poddaszem mieszkalnym zastosowano membranę wstępnego krycia, to najlepiej jest, gdy termoizolacja wypełnia całą przeznaczoną dla niej przestrzeń między belkami więźby dachowej. Z tego powodu w takich dachach pochyłych powinno się stosować elastyczne wełny o własnościach rozprężnych, które wypełniają dzięki temu drobne luki, trudne do wyeliminowania w tego rodzaju konstrukcjach.

Korzystne pustki powietrzne

Pożyteczne działanie pustek powietrznych jest możliwe tylko wtedy, gdy znajdują się po ciepłej stronie przegrody dachowej. Stanowią wtedy warstwę wyrównującą ciśnienie cząstkowe pary wodnej oraz buforującą jej zawartość w dachu. Jeżeli pustki między paroizolacją a płytą gipsowo-kartonową są odpowiednio duże (długie – wzdłuż całego skosu poddasza), działają jako warstwa wyrównująca stopień nasycenia parą wodną i zapobiegają punktowym zawilgoceniom, a dodatkowo magazynują nadmiary pary (przechodzącej przez płytę) po to, by w okresach, kiedy powietrze w pomieszczeniach jest bardziej suche, przekazać ją do środka. Takie działanie umożliwia gips, który dobrze przekazuje wilgoć. Niestety, takie zastosowanie pustek powietrznych jest coraz rzadsze, chociaż wysokość, jaką wykorzystują, jest mała – wystarczy, aby pustka miała 2 cm grubości.

KWIECIEŃ 2010

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!