Ochrona przeciwwilgociowa w budynkach niskoenergetycznych - najnowsze trendy

Na podstawie analizy wielu rozwiązań projektowych budynków niskoenergetycznych można przyjąć, że zasada ta jest brana pod uwagę głównie na etapie projektowym - w wykonawstwie bywa różnie. 

W wymaganiach w zakresie ograniczenia zapotrzebowania na ogrzewanie budynków jak na razie rzadko zwraca się uwagę na zdrowie mieszkańców. W konsekwencji w pogoni za korzystnymi charakterystykami cieplnymi zatraca się ideę domu przyjaznego, pozbawionego problemów wilgotnościowych i mykologicznych.

Obecnie można zaobserwować pewien regres standardów w zakresie poziomu wymagań i tendencje powrotu do tzw. rozwiązań prostych, które po zastosowaniu nowych technologii mogą dać nową jakość. 

Przykładem może być zaprojektowanie na ekskluzywnym budynku niskoenergetycznym stropodachu pełnego, składającego się ze stropu monolitycznego oraz wełny mineralnej gr. 40 cm przykrytej membraną PVC.

Zamierzony brak jakiejkolwiek wentylacji strefy termoizolacyjnej - typowy dla stropodachu pełnego - miał przy minimalnych kosztach zapewnić uzyskanie wartości współczynnika przenikania ciepła na poziomie wymaganym w najwyższych standardach domu NF 15, a więc U = 0,08 W/(m²·K).

W praktyce najczęściej takie rozwiązania sprawdzają się w okresie gwarancyjnym, czyli w niektórych przypadkach nawet do 10 lat. Każdy przeciek spowodowany np. uszkodzeniami podczas opadów gradu lub nieumiejętnym odśnieżaniem pozbawia takie rozwiązanie pierwotnie planowanych cech użytkowych. 

Zamoknięta i przykryta okresowo doszczelnianą membraną termoizolacja już nigdy nie odzyskuje pierwotnych właściwości ciepłochronnych i powinna zostać wymieniona. Inne oddziaływania, jak chociażby zawilgocenie spowodowane termodyfuzyjnym przepływem pary wodnej, całkowicie pominięto.

Z kolei w zabezpieczeniach przeciwwodnych widać tendencję do izolowania ścian w strefie przygruntowej według przepisu "dwa razy papa na lepiku", a nawet według wersji uproszczonej "raz lepik na zimno". 

Warto pamiętać, że produkt ten zakwalifikowano jako niebezpieczny dla zdrowia, łatwopalny, a jego opary mogą stworzyć z powietrzem mieszaninę wybuchową. Wywołuje ponadto uczulenia i uczucie senności. Na szczęście wśród inwestorów i wykonawców coraz częściej pojawia się zainteresowanie nowymi technologiami, rozwijanymi zgodnie z tendencjami światowymi.

Problem wentylacji

W budownictwie energooszczędnym wentylacja mechaniczna z rekuperacją ciepła nie sprzyja oszczędzaniu, dlatego w budynkach indywidualnych często bywa wyłączana. Problemem może być też ciągły szum pracujących wentylatorów, nawet bardzo cichych, słyszalnych szczególnie w budynkach oddalonych od traktów komunikacyjnych. Dla wielu mieszkańców może być to czynnik stresujący.

Zwiększone prędkości przepływu wychłodzonego powietrza, szczególnie u osób wrażliwych na zmiany temperatury, mogą stanowić poważny problem zdrowotny. W kontekście rosnących wymagań w zakresie komfortu wzrasta zatem rola naturalnego przewietrzania pomieszczeń.

Oczekiwanym trendem w rozwoju technologii budynków niskoenergetycznych staje się sterowanie otwartością dyfuzyjną na przenikanie pary wodnej oraz powietrza przez poszczególne elementy obudowy zewnętrznej.

Budynki pasywne czy aktywne przestają pełnić funkcję bardzo dobrze zaizolowanych kapsuł, w których odpowiedni mikroklimat zapewniony jest wyłącznie przez sterowany elektronicznie system grzewczo-wentylacyjny. Warunki takie powinna spełniać harmonizująca z otoczeniem "dynamiczna osłona" tworząca strefę zamieszkiwania.

W przypadku budynków obligatoryjnie wyposażanych w mechaniczne systemy wentylacji nawiewno-wywiewnej, gdy ciśnienie powietrza zewnętrznego i wewnętrznego nie jest zrównoważone, może dochodzić do oddziaływań skutkujących intensywnym zawilgacaniem elementów nadziemnych budynku, i to głównie tych położonych w górnych partiach.

Powodem jest kondensacja wilgoci zawartej w powietrzu eksfiltrującym lub infiltrujacym przez obudowę, a także woda wciskana podczas nawałnicowego deszczu. W procesie projektowym należy więc rozważyć izolacje przeciwwodne, a także izolacje parochronne, które w niekorzystnych rozwiązaniach mogą sprzyjać utrzymywaniu się wysokiego poziomu zawilgocenia i zagrożenia mykologicznego.

Należy również mieć na uwadze, że budynki niskoenergetyczne, podobnie jak wszystkie inne, również mogą być zalewane wodą podczas awarii instalacji wodno-kanalizacyjnej itp. W takich obiektach mogą przecież znajdować się pomieszczenia, w których wymagane jest częste zmywanie wodą posadzek, ścian itp.

Budynki niskoenergetyczne są narażone na zawilgocenie w takim samym stopniu, jak wszystkie inne budynki. Konsekwencje tych zawilgoceń są jednak znacznie poważniejsze z powodu długotrwałej lub całkowitej utraty właściwości ciepłochronnych materiałów wrażliwych na oddziaływanie wilgoci, do których zalicza się przede wszystkim wełnę mineralną oraz drzewną czy materiały pochodzenia celulozowego.

Jeżeli nie ma standardowo zainstalowanych urządzeń grzewczych dużej mocy, wysuszenie przegród może być znacznie utrudnione lub niemożliwe. W sytuacji występowania bardzo wysokich oporów cieplnych poszczególnych przegród oraz wyposażenia budynku w instalację klimatyczną z rekuperatorem ciepła obserwuje się nieuzasadnioną tendencję do bagatelizowania znaczenia przenikania pary wodnej i związanych z tym zagrożeń.

Takiej sytuacji sprzyja również brak rzetelnych informacji na temat właściwości transportowych pary wodnej nowych materiałów budowlanych wprowadzanych na rynek. 

Wymagane parametry, jak opór dyfuzyjny pary wodnej, do którego wyliczenia potrzebny jest współczynnik przepuszczania pary wodnej δ, współczynnik oporu dyfuzyjnego pary wodnej μ lub grubość warstwy powietrza równoważna dyfuzji pary wodnej Sd, są po prostu niedostępne dla wielu wyrobów stosowanych w budownictwie. Trudno więc o wiarygodną ocenę obliczeniową wpływu wilgoci na zmniejszenie izolacyjności termicznej przegród.

Dodatkowo dochodzą problemy standardowo towarzyszące zawilgoceniu, do których można zaliczyć:

• zróżnicowane i niejednokrotnie zwiększone osadzanie się kurzu, rozwój alg, grzybów i pleśni na wewnętrznych powierzchniach ścian zewnętrznych,
• deformacje drewnianych elementów konstrukcyjnych związane z przemiennym kurczeniem i pęcznieniem, co skutkuje powstawaniem nieszczelności na przenikanie wód opadowych.

W budynkach niskoenergetycznych, w których ściany często wykonane są w technologii lekkiego szkieletu, bardzo istotną rolę odgrywają osłony warstwy termoizolacyjnej: wewnętrzna - popularnie nazywana paroizolacją (ostatnio coraz częściej nazwana także "opóźniaczem" lub "regulatorem pary"), oraz zewnętrzna - chroniąca przed infiltracją wiatru i naporem wód opadowych, nazywana również membraną wstępnego krycia.

Komplet tych zabezpieczeń doczekał się nawet międzynarodowego określenia "system zarządzania wilgocią w przegrodzie". Zamiana tych pełniących różne funkcje materiałów (paroizolacji z izolacją przeciwwietrzną) skutkuje koniecznością rozebrania wadliwie zaizolowanych elementów (dachu i ścian) z powodu intensywnego zawilgocenia kondensacyjnego materiału termoizolacyjnego. 

W takich przypadkach ważną rolę odgrywa ocena współczynnika Sd wskazującego równoważną grubość warstwy powietrza, która przepuściłaby tyle samo pary wodnej co dany materiał. Mimo że parametr ten funkcjonuje od dawna i jest już dość dobrze opisany w literaturze, zdarzają się błędy w jego interpretacji, skutkujące poważnymi problemami technicznymi.

Należy przypuszczać, że pewną dezinformację wprowadzają skąpe informacje o paroizolacjach inteligentnych, spełniających różne dodatkowe funkcje - inne latem i zimą, ze względu na zmienny w czasie opór dyfuzyjny (np. samoadaptująca się folia poliamidowa). 

Trzeba jednak mieć na uwadze, że w procesie projektowym należy posługiwać się parametrami pochodzącymi z wiarygodnych kart technicznych poszczególnych wyrobów (o ile są one dostępne).

Należy również pamiętać, że ochrona przeciwwietrzna i paroizolacyjna (szczególnie w budownictwie niskoenergetycznym) powinna być systemowa, czyli wyposażona w jednoznaczne instrukcje monterskie i wszelkie niezbędne akcesoria (kleje, taśmy wzmacniające i klejące, uszczelnienia przejść różnorodnych instalacji itd.).

Odrębnym problemem jest zabezpieczanie tych izolacji przed kolejnymi etapami prac realizowanych przez ekipy instalatorów sieci. Uszkodzenia poprawnie wykonanych izolacji na etapie późniejszych prac instalatorskich nie należą do rzadkości.

Hydroizolacje

Warstwa hydroizolacji musi zachować ciągłość na powierzchni zabezpieczanego elementu budynku oraz w przejściu między elementami takimi, jak posadzka i ściana czy dach i świetlik. 

Niestety, bardzo często brakuje firm specjalizujących się w wykonywaniu połączenia dachu ze świetlikiem, ponieważ występujący tu problem nie dotyczy wyłącznie pokrycia dachowego, ale może również być związany z przerwaniem paroizolacji, wadliwym odprowadzeniem skroplin itd. W konsekwencji trudno znaleźć świetlik dachowy, który nie zawilgacałby przyległych przegród wodami opadowymi lub skroplinami.

Izolacje wykonane ze spienionego poliuretanu spełniają wymagania w zakresie ciągłości. Zamknięto lub otwartokomórkowa piana natryskowa, która rozrasta się ponad 100-krotnie w ciągu kilkunastu sekund, jest polecana na wszystkie materiały używane w budownictwie: beton, płyty OSB, drewno, stal itd., bez definiowania wymagań w zakresie zawartości wilgoci w podłożu.

W przypadku większości wyrobów nie wymaga się również stosowania membran paroizolacyjnych. Taka izolacja według producentów może być nakładana przez cały rok, bez względu na zewnętrzne warunki atmosferyczne.

W wielu reklamach jest również przedstawiana jako bariera przeciwwietrzna. Czynnikiem pieniącym jest para wodna. Izolacja ta się nie zapada, nie osiada, nie kumuluje wilgoci, nie butwieje, nie traci swoich parametrów, nie zawiera substancji atrakcyjnych dla insektów i gryzoni.

Poliuretany reklamowane są jako materiały długowieczne i wręcz idealne. Te niezwykle cenne parametry, których większość znajduje potwierdzenie w praktyce, dały podstawy do wprowadzenia produktu składającego się z warstwy spienionego PU z nakładaną powierzchniowo warstwą dwuskładnikowego elastomeru polimocznikowego - mającego służyć jako hermetyczna membrana hydroizolacyjno-termiczna zalecana do docieplania i hydroizolacji dachów, a także fundamentów stykających się z gruntem.

Podstawowe pytanie dotyczy oporu dyfuzyjnego takiego konglomeratu termiczno-hydroizolacyjnego.

Warstwa zewnętrzna jest nieprzepuszczalna. Wyniki badań nad tego typu rozwiązaniami wskazują, że początkowo doskonała przyczepność do podłoży zanika w warunkach oddziaływania termodyfuzji po pierwszym sezonie zimowym. Odporność na działanie promieni ultrafioletowych i substancji chemicznych poprawia znacznie opinię o tego typu rozwiązaniu. 

Najważniejszym mankamentem jest odspojenie od podłoża, gdyż odspojone powłoki stają się magazynem wody spływającej w postaci filmu po powierzchni fasady. Znacząca elastyczność i sprężystość materiału oraz wysoka wytrzymałość na rozciąganie, zapobiegająca powstawaniu pęknięć, w przypadku zalegania wody stają się wadami. Produkty zalecane w budownictwie niskoenergetycznym muszą być więc używane z rozwagą i sztuczne rozszerzanie zakresu ich stosowania może nie przynieść oczekiwanych efektów.

Obecnie obserwuje się zanik podziału na izolacje lekkie, średnie i ciężkie. Nowoczesne zabezpieczenia chronią przed przenikaniem wody (również pod ciśnieniem) w kierunkach bocznym, poziomym i pionowym. Zanika również rozróżnianie stopnia agresywności wody.

Materiały starszej generacji musiały być dostosowywane do wód: słabo agresywnych, silnie agresywnych i bardzo silnie agresywnych, a także spełniać jeden z dwóch stopni agresywności gruntu: słabo agresywnego lub silnie agresywnego.

W zasadzie większość nowoczesnych materiałów jest odporna na silnie agresywne warunki. Właściwości takie mają np. hydroizolacje wykonane z mas polimerowo-bitumicznych.

Te wielofunkcyjne materiały charakteryzują się dobrą przyczepnością i zdolnością mostkowania rys ruchomych. Przykładem mogą być masy polimerowo-bitumiczne (nazywane również KMB). Ich istotną zaletą jest szybkie wiązanie bez dostępu powietrza, umożliwiające zakopanie wykopów w szczelnej osłonie styrodurowej.

Dobra przyczepność do podłoża to jeden z podstawowych wymogów skuteczności hydroizolacji, dlatego w systemie znajdują się specjalne preparaty gruntujące podłoże. Ujednolicają one jego chłonność, wiążą kurz na powierzchni, a w niektórych sytuacjach mogą wpływać na zwiększenie stabilności przez wzmocnienie powierzchni.

Hydroizolacje penetrujące

W ofercie firm są również materiały penetrujące jako dodatki do zapraw, powłoki, cementy szybkowiążące oraz specjalistyczne zaprawy. Nie wymagają przy tym warstw dociskowych. Wykonane w ten sposób powłoki są bezszwowe, co eliminuje problem z ewentualnymi łączeniem materiału.

Materiały te wykorzystywane są do ochrony konstrukcji budowlanych przed działaniem wody i agresywnego środowiska. Ochronie można poddać również płyty fundamentowe, stropy i ściany monolityczne, a także posadzki zbrojone, tarasy czy też balkony.

Niewątpliwą zaletą hydroizolacji jest uszczelnianie zarówno części podziemnej, jak i wewnętrznej budynku przy zachowaniu paroprzepuszczalności, ograniczaniu karbonatyzacji i nieszkodliwości dla zdrowia. Tego typu materiały hydroizolacyjne zapewniają penetracje betonu, mieszczącą się w zakresie od 10 do 100 cm. 

Nie mniej ważna jest przy tym nieograniczona trwałość uszczelnienia, wysoka przyczepność osiągająca do 4 MPa oraz wodoszczelność wynosząca przynajmniej 60 m słupa wody. Co istotne, hydroizolacje te mogą być nakładane na wilgotną powierzchnię. Zwykle aplikuje się jedną lub dwie warstwy, które stanowią wystarczające rozwiązanie.

Hydroizolacje penetrujące można stosować zarówno w nowym budownictwie, jak i w istniejących budynkach od strony wewnętrznej, czyli bez ich odkopywania. Rozwiązania te stosowane są w budownictwie mieszkaniowym, przemysłowym oraz obiektach użyteczności publicznej.

Wszechstronnym zastosowaniem cechują się również powłokowe izolacje wodoszczelne produkowane na bazie mineralnej. Jako jedne z nielicznych mogą być stosowane zarówno przy dodatnim, jak i ujemnym parciu wody na przegrodę budowlaną. 

Mineralne izolacje wodochronne, popularnie nazywane szlamami uszczelniającymi, charakteryzuje zróżnicowany opór dyfuzyjny pary wodnej. Twarde powłoki są klasyfikowane jako paroprzepuszczalne i znajdują zastosowanie łącznie z drenażami płaszczyznowymi.

Szlamy elastyczne mają natomiast znacznie ograniczony przepływ pary wodnej. Zdolność uszczelniania struktur, w których występują drobne, nawet ruchome zarysowania, niweluje jednak ten mankament. Szlamy elastyczne mogą być również stosowane jako kleje pod okładziny wodochronne, a także w podłogach grzewczych.

Uzupełnieniem izolacji wykonywanych z zastosowaniem szlamów, a także mas KMB, są szybkosprawne zaprawy wodoszczelne do zastosowań specjalnych, takich jak tamowanie wycieków, kotwienie zamocowań.

Należy nadmienić, że w budynkach znajdują się również miejsca, w których wymagane jest zastosowanie materiałów nie tylko wodo-, lecz także gazo- i paroszczelnych, a otwartość dyfuzyjna byłaby wadą.

Do tej grupy można zaliczyć izolacje poziome ścian, a także izolacje posadzek na gruncie - szczególnie przydatne w przypadku występowania zagrożenia radonem. Do tego typu zadań dotychczas przeznaczano tradycyjne powłoki wykonywane z lepiku asfaltowego na gorąco w rękawie z pap bitumicznych. Współczesna oferta jest jednak znacznie szersza. Wymagania w tym względzie spełniają podatne na zgrzewanie membrany polietylenowe lub polipropylenowe.

Wyroby uzupełniające

Na rynku pojawia się też wiele drobnych, uzupełniających wyrobów, które pomagają uszczelniać budynki w miejscach szczególnie newralgicznych oraz w trudnych warunkach wodnogruntowych.

Kremy tiksotropowe

Produkty te są dobrym przykładem materiału służącego do miejscowej hydrofobizacji struktury podłoża porowatego - głównie betonu, a także muru. Najczęściej są konfekcjonowane w opakowaniach ułatwiających zastosowanie, do których należy zaliczyć różnego typu "ręczne podajniki". Materiały te nie zawierają organicznych rozpuszczalników, spełniają zatem ważny postulat ochrony zdrowia.

Informacje na temat ich zdolności do penetracji w wilgotnym środowisku porowatym w kontekście wskazywanych wielkości zużycia mogą budzić wątpliwości. Można jednak zgodzić się z tezą, że w przypadku hydrofobizacji betonowych powierzchni sufitowych, przy oczekiwanej kilkunastomilimetrowej penetracji w głąb materiału, są niezastąpione.

Gruntowniki

Grunty, nazywane również gruntownikami, które znajdują zastosowanie w uszczelnieniach powierzchniowych, mogą występować w postaci emulsji lub roztworów bitumicznych, krzemianów, dyspersji tworzyw sztucznych oraz z coraz większymi obostrzeniami emulsji rozpuszczalnikowych. 

Stosuje się je w celu nie tylko poprawy przyczepności mas uszczelniających, lecz także redukcji powstawania wykwitów wapniowych, polepszenia jakości kolorów i zwiększenia ich intensywności. 

Stosowane są również grunty do usuwania zazielenienia spowodowanego przez algi i czyszczenia porośniętych przez mchy porowatych powierzchni mineralnych, kamieni, cegieł i gotowego betonu. Chronią również budynki przed rozwojem glonów i porostów inicjujących korozję biologiczną, a w konsekwencji zawilgocenie.

Uszczelnianie przerw roboczych oraz dylatacji

Stale rozszerza się również oferta materiałów przeznaczonych do uszczelniania przerw roboczych oraz dylatacji z wykorzystaniem np. bentonitu oraz innych materiałów pęczniejących. Odrębną grupę stanowią taśmy samoprzylepne oraz taśmy dozbrajające powłoki mineralne oraz bitumiczne.

Plastyfikatory

Zwiększa się również oferta plastyfikatorów do jastrychów mineralnych i betonów, które niejednokrotnie decydują o wodoszczelnosci. Dodatki do nich m.in.:

• poprawiają urabialność,
• zmniejszają ilość wody,
• zwiększają odporność na czynniki atmosferyczne,
• uszczelniają,
• eliminują zbrylanie,
• eliminują powstawanie rys i spękań,
• przyspieszają hydratację cementu w warunkach zimowych.

Podsumowanie

Podczas wznoszenia budynków niskoenergetycznych, które przestają być już wyłącznie wolno stojącymi obiektami mieszkalnymi bez podpiwniczenia, ale coraz częściej spełniają złożone funkcje publiczne z podziemnymi garażami, restauracjami, dachami zielonymi itp., nie można zakładać występowania sytuacji wyidealizowanych, opisywanych stwierdzeniami, że coś ma być "absolutnie szczelne", "absolutnie suche" itd.

Takie stany w praktyce (szczególnie budowlanej) nie istnieją, gdyż stosowane materiały i rozwiązania technologiczne zawsze będą zależeć od ograniczeń finansowych, technicznych metod kontrolnych, nadzoru, a także wystąpienia awarii, poziomu wykonawczego, kataklizmów: opadów gradu, nawałnicowego deszczu powodującego podtopienia, stosowania wody gaśniczej podczas pożaru itd., czyli będą spełniały swoje funkcje z określonym prawdopodobieństwem. Do tego służy dynamicznie rozwijająca się i bardzo obszerna grupa materiałów hydroizolacyjnych, które muszą być stosowane w symbiozie z ochroną cieplną i kształtowaniem komfortu mieszkańców.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!