Zabieram głos tylko na usilną prośbę Wolter'a (z tematu FUNDAMENTY).
Oczywiście przeczytałem "od deski do deski" wszystkie wypowiedzi. Właściwie, to mógłbym ograniczyć się jedynie do przeczytania zapytania, jednakże nie mogłem oprzeć się pokusie, żeby zajrzeć co tym razem "wyczynia" Pan T.Brzęczkowski, z którym wymieniłem wiele poglądów (w temacie FUNDAMENTY).
Zastanawiam się nad jednym: dlaczego Pan TB nie zajął się np. hodowlą marchewki? Przynajmniej my budowlańcy mielibyśmy spokój, a specjaliści od agrotechniki mieliby dyskusje z nowym specjalistą - dyskusje rozpalane do czerwoności!
Zanim odpowiem na zapytanie, dwie uwagi do Pana TB (mam nadzieję, że przeczyta):
1. Dla Pana nie ma świętości! Możliwe, że moja wiedza na temat fizyki budowli jest dla Pana niczym (przyznaję nie wiem wszystkiego). Jednakże, jeżeli coś twierdzi prof. Pogorzelski na temat zjawisk zachodzących w przegrodzie budowlanej, to znaczy że tak jest. To co powiedział, mogę poprzeć dowodem matematyczno-fizycznym, natomiast Pan musi w to uwierzyć - jako PEWNIK. Pan zaś, ośmiela się krytykować! Pan podważa i powołuje się na swoje badania! Jakie badania? I czym? Żeby cokolwiek badać, trzeba najpierw zgłębić wiedzę na ten temat jaka jest na świecie oraz sprawdzić czy przypadkiem ktoś już tego nie zbadał? W innym przypadku wyjdzie Pan na klowna! Jakie ma Pan zaplecze badawcze? Jakie przygotowanie zawodowe? Proszę w końcu ujawnić swoje wykształcenie, tak jak podałem ja. W przeciwnym razie będzie się Pana traktować jak znachora w medycynie.
2. Już kilka razy w dyskusji ze mną o fundamentach i podobnie w tym temacie, powołuje się Pan na swoje pionierskie publikacje. Mam poważne wątpliwości, czy to jest prawda. Wygląda na blef. Już w dwóch przypadkach Panu wykazałem, że nie Pan pierwszy o czymś pisał w Polsce. Teraz w tym temacie także Pan zaznacza, ze pisał o foliach i rekuperatorach jako pierwszy i że ludzie się z tego śmiali. Po pierwsze to nie Pan pisał o foliach pierwszy, a po drugie to rekuperatory ciepła są znane wcześniej niż Pan o nich słyszał. O rekuperatorach ciepła to ja się uczyłem już na studiach w roku 1972. Powiem więcej: wykaz moich publikacji jest dostępny na mojej stronie w internecie i może każdy zobaczyć gdzie i o czym pisałem publicznie, a gdzie znajdę Pana wykaz? Chciałbym (może i inni dyskutujący) zapoznać się gdzie i o czym Pan pisał (niekoniecznie jako pierwszy)? Może Pan ujawnić i to - oprócz swojego wykształcenia?
Teraz do rzeczy. Podam wyjaśnienie, ale specjalistów lub naukowców proszę o wyrozumiałość za pewne uproszczenia - konieczne żeby nie gmatwać w głowach czytelnikom, ale zeby dać jasny obraz na poruszony temat.
Dla bilansu cieplnego przegrody nie ma znaczenia, z której strony jest izolacja cieplna i z jakiego materiału (styropian i wełna mineralna mają niemal identyczne współczynniki przewodzenia ciepła).
Jednakże jeżeli rozpatrzy się przepływ pary wodnej przez przegrodę w okresie gdy temperatura wewnątrz jest wyższa niż na zewnątrz, to przy dużych różnicach tych temperatur można spotkać się z ograniczeniami tego wyboru. Problem leży w tym, że są przypadki, gdy kierując się potrzebą zmniejszenia strat ciepła przegrody, możemy doprowadzić do wykraplania się pary wodnej w przegrodzie i uzyskać efekt odwrotny, albo znacznie mniejszy niż oczekiwany. Najczęściej tak jest, gdy ocieplenie dajemy od środka (na wewnętrznej stronie przegrody). Z tego zasadniczego powodu w budownictwie powstała reguła, że jeśli ocieplać to od zewnątrz.
Tutaj na marginesie dodam, że zawsze najlepszym wyjściem jest zastosowanie jednorodnej przegrody. Wówczas w zasadzie problemu wykraplania się pary nie ma.
Ale - jak ze wszystkim - nie jest to proste, ponieważ w technologii materiałów ściennych mamy zawsze problem: jeśli ma mieć odpowiednią wytrzymałość na ściskanie, to zwykle ma duży wsp. przewodzenia ciepła - czyli musimy się borykać z problemem grubych ścian.
Jeżeli już uda się wynaleźć materiał o małym wsp. przewodzenia, to "padamy" na ograniczeniach nośności (czyli wysokości budynku). Obecnie w technologii ścian stanęliśmy na betonach komórkowych (Ytong, Hebel, i klasyczne), pustakach ceramicznych poryzowanych (Porotherm i podobne) oraz keramzytobetonowych.
I wszystko byłoby do zniesienia, gdyby nie ciągle rosnące ceny nośników energii. Niestety na całym świecie ceny ich rosną i rosnąć będą, ponieważ jest ich na kuli ziemskiej coraz mniej (zasoby się kurczą). Stąd, ze względu na rosnące koszty ogrzewania, ciągle dążymy do mniejszych i mniejszych wsp. przenikania ciepła przegród tracących ciepło.
Od czasu gdy "rzutem na taśmę" w Polsce zmniejszono graniczny wsp. przenikania ciepła do 0,3 W/m2k, to inwestorzy już idą dalej i zmniejszają go ile się da - nota bene całkiem zasadnie.
Wracając do ocieplenia od wewnątrz. Powstaje pytanie: czy od wewnątrz nie jest jednak możliwe ocieplanie? Czasami wygodniej - szczególnie w budynkach istniejących. Czasami konieczne - w obiektach zabytkowych.
Otóz, daje się uzyskać rozwiązanie ocieplenia od wewnątrz, ale nie jest to temat dla laików, bowiem wymaga wykonania żmudnych i niezykle trudnych obliczeń symulacjyjnych zachowania się przegrody i dobrania rodzaju, grubości i wykończenia wewnętrznej powierzchni tego ocieplenia, ale i (sic!) obowiązkowo wykończenia zewnętrznej powierzchni ściany. Zwykle też przy takim rozwiązaniu konieczna jest ingerencja w system wentylacji w pomieszczeniach ocieplanych od środka. Generalną zasadą jest uzyskanie takiego rozkładu oporu dyfuzji pary wodnej w przegrodzie, aby rzeczywiste ciśnienia cząstkowe pary wodnej nigdzie nie były wyższe od jej ciśnień nasycenia. Czyli, aby nigdzie nie wystąpiły jej wykroplenia, a jeśli już, to musimy mieć kontrolę nad strefą wykraplania. Tutaj w sukurs przyszły kilkunastoletnie badania prof. Kunzel'a, który wprowadził swoje kryterium pozwalające na wykraplanie się pary, ale w takiej ilości, aby jej ilość była mniejsza od ilości możliwej do odparowania w kierunku na zewnątrz przegrody.
Z takich analiz symulacyjnych w większości przypadków udaje się dobrać zestaw ocieplenia od wewnątrz spełniający te wszystkie kryteria, ale nigdy nie można wskazać bez tych obliczeń. Dodam, że materiał na ocieplenie od środka zawsze musi mieć niski opór dyfizyjny (wełna mineralna, szkło piankowe i inne) i musi być wykończony od strony pomieszczenia powłoką o odpowiednio dużym oporze dyfuzyjnym (wyliczonym precyzyjnie). Nie ma więc mowy o dowolności. Ocieplanie od środka, to także poważny problem technizcny i użytkowy. Techniczny - wynikający z potrzeby ocieplania także węgarków w ościeżach, ponieważ ocieplanie od środka zawsze zwiększa ilość mostków termicznych (wymusza stosowanie specjalnych konstrukcji ram stolarki okieno-drzwiowej i mocno podnosi koszty); powstaje też niezwykle trudny problem ocieplania progów drzwi czy nadproży i sufitów.
Użytkowy - wynikający z poważnych ograniczeń w zawieszaniu wyposażenia mieszkań na ścianach (specjalne zawiesia, żadnych kołków), wykluczenia akwariów, zmniejszenia ilości kwiatów doniczkowych, organizacji wentylacji itd. Ponadto z chwilą braku prądu natychmiast wystąpi skraplanie się pary wodnej niemal wszędzie - oczywiście zimą. Dlatego ocieplania od wewnątrz unikamy jak ognia, ponieważ jest trudne do uzyskania (spory koszt na wykonanie omówionego projektu ocieplenia). Drugim powodem unikania są negatywne doświadczenia z ich zastosowań bez projektu (na własną rękę).
Ocieplanie od zewnątrz - zawsze polecane - wbrew pozorom także niesie spore niebezpieczeństwa. Szczególnie w ostatnim czasie, gdy widać swoisty wyścig do coraz (cieplejszych) ścian tj. o wsp. przenikania 0,2 W/m2K - i mniejszym. O co chodzi?
Problemem jest wspomniana możliwość powstania wykraplania się pary wodnej w przegrodzie, a jeszcze większym trudność spełnienia kryterium Kunzel'a. Z obliczeń symulacji zachowania się przegród tracących ciepło wynika ogólna reguła: im lżejszy materiał przegrody, tym mniejszy opór dyfuzyjny musi mieć izolacja cieplna. Dlatego w przypadku ścian budynków wykonanych w ustroju socjalistycznym w Polsce, można do ociepleń stosować zarówno styropian, jak i wełnę mineralną, bez większej obawy o powstanie niekontrolowanego wykraplania się pary - ale tylko do grubości ok 10 cm!
Przy wiekszych grubościach już potrzebne są obliczenia symulacyjne.
Zupełnie odwrotnie rzecz się ma w przypadku ścian istniejących czy nowych, wykonanych z elementów lekkich jak: beton komórkowy, keramzytowe itd. Niestety jeśli styropian, to tylko do grubości ok. 5 cm i też nie zawsze. Generalnie, wełna mineralna pozwala spełniać wymagane kryteria, ale nie w każdej grubości!
Jak widać, Pan Wolter, wcale nie może narzekać na zbyt małą grubość styropianu! Przez przypadek zatrzymał się "nad przepaścią".
W uzupełnieniu dodam, ze niezwykle istotne jest właściwe dobranie wyprawy na ociepleniu! Żeby zmartwić wszystkich, podkreślam: nie ma dowolności czy mineralna, akrylowa, krzemianowa czy silikonowa - i jakiej grubości?
Z tym jest jak w totka, można trafić i bez obliczeń, co się zdarza, ale rzadko. Na domiar dodam, że ocieplenia ścian lekkich wymagają także ingerencji w wyprawę od wewnątrz. Wymusza to odpowiedni dobór farb - elewacyjnych także.
Co to są te obliczenia symulacyjne przegród? To nie są obliczenia strat ciepła. Są to obliczenia rozkładu ciśnień pary wodnej w przegrodach a następnie (najtrudniejsze) obliczenia zachowania się poszczególnych przegród w warunkach rzeczywistych: dla danej miejscowości, przy rocznym rozkładzie temperatur i wilgotności powietrza zewnętrznego, temperatury wewnątrz, z uwzględnieniem deszczów, nasłonecznienia, wiatru itd. - zwykle w ciągu pierwszych 3 lat od zamieszkania. Z takich symulacji wiemy gdzie i w jakiej ilości wykrapla się para wodna. Wiemy ile jej odparuje, a ile zostanie w przegrodzie. I tak długo dobieramy zestaw materiałów, aż uzyskamy to co chcemy.
Winien jestem jeszcze dwie uwagi w związku z przeczytanymi dyskusjami.
Samo zmniejszenie wsp. przenikania ciepła przegród oraz uniknięcie lub kontrolowanie wykraplania się pary wodnej, to nie wszystko na drodze do uzyskania budynku energooszczędnego. Niezwykle istotną i korzystną rolę odgrywa wykorzystanie zdolności akumulacji ciepła przez przegrody w budynku. Znowu można podać uproszczoną zasadę, że im temperatura przegrody jest wyższa w ciągu sezonu grzewczego oraz im jej ciężar właściwy większy, tym mamy większą możliwość wykorzystania jej zdolności akumulacyjnych i tym mniej będzie nas kosztowało ogrzewanie. Jak łatwo widać, ocieplanie od wewnątrz, to rezygnacja z tej właściwości. Zatem tylko ocieplanie od zewnątrz daje podstawy mówienia o akumulacji ciepła.
W budynkach szkieletowych oraz zadaszeniach mamy do czynienia z koniecznością stosowania całościennej warstwy ociepleniowej, bowiem wytrzymałość konstrukcji zapewniają drewniane krokwie czy słupki w ścianach.
Zapewne niejedna osoba pytała się, dlaczego tutaj musimy stosować folię paroizolacyjną (o dużym oporze dyfuzyjnym)?
Otóż, całą przyczyną jest właśnie drewno - niezwykle podatne na gnicie (nawet impregnowane ciśnieniowo). W przypadku tych konstrukcji nie możemy pozwolić na żadne wykraplanie się pary wodnej - nie ma mowy nawet o kontrolowanym! Z tego powodu musimy stosować paroizolację, ale żeby taką była, to musi być szczelnie sklejona na zakładach taśmą aluminiową samoprzylepną, a złącza muszą wypaść na krokwiach? I żadnych przebić folii. Inaczej nici z mieszkania! I nie tylko to.
W pomieszczeniach musimy zachować reżim co do wydzielania wilgoci oraz dobrą organizację wentylacji. Dlatego jeśli dom szkieletowy, to raczej typu bungalow (na jednym poziomie), ponieważ łatwiej utrzymać kontrolowaną wentylację grawitacyjną. Więcej kondygnacji, to raczej wentylacja wymuszona - czyli jej koszty i koszty eksploatacyjne. Jeśli już wentylacja wymuszona, to warto pomyśleć o klimatyzacji, a już napewno o rekuperacji - czyli o dalszych kosztach jednych i drugich. I proszę. Miało być taniej w eksploatacji jeśli idzie o koszty ogrzewania, a wychodzi drożej! Tak już jest w życiu, że wpadamy w sidła optymalizacji, czyli świadomego wyboru: ile i w jakim kierunku włożyć wysiłku, żeby uzyskać maksimum efektów za minimum kosztów - podczas budowy i w eksploatacji.
Pojawi się zapewne pytanie: czy są takie domy w Polsce?
Tak. Ja mam taki dom. Mają moi znajomi i wszyscy ci, którzy się o to zwrócili, a jest ich coraz więcej, bo już po dwóch latach od zamieszkania zapominają o wydatkach na mnie i chwalą się wszem i wobec jak mało kosztuje ich eksploatacja domu.
Tym wykładem zmartwiłem kogoś? Cóż począć. Wszystkiemu winien nasz klimat. Taka jest fizyka budowli. Jeżeli chcemy mieć pewność o dobrze wydanych pieniądzach na dom, musimy niestety przeznaczyć pewną kwotę na specjalistę z fizyki budowli (jest ich w Polsce sporo), ale najlepiej przed rozpoczęciem budowy lub remontu.
Mam nadzieję, że wyjaśniłem nurtujące wszystkich problemy.
Pozdrawiam,
Jerzy Zembrowski - Biuro Doradztwa Budowlanego BDB www.bdb.com.pl
