A nagy lélegző-svindli

„A falak lélegzése” - ez a kifejezés bár nem műszaki fogalmat takar, gyakran alkalmazzák. Azt szokták mondani, hogy egy fal „lélegzik” vagy „nem lélegzik”, és mindeközben ezeket nem definiálják. A cikk anyagául szolgáló tanulmány szerzői lefolytattak néhány felvilágosító beszélgetést ennek a kifejezésnek a „felhasználóival”.

„A falak lélegzése” - ez a kifejezés bár nem műszaki fogalmat takar, gyakran alkalmazzák. Azt szokták mondani, hogy egy fal „lélegzik” vagy „nem lélegzik”, és mindeközben ezeket nem definiálják. A cikk anyagául szolgáló tanulmány szerzői lefolytattak néhány felvilágosító beszélgetést ennek a kifejezésnek a „felhasználóival”.

 

1. Egy nem műszaki fogalom

Kiderült, hogy a „fal lélegzésén” a párának a helyiségből diffúziós úton, magán a külső falon át történő eltávozását értik. Ezt hasznosnak tartják, mivel megakadályozza a nedvesség feldúsulását a helyiségben, és így mentesít annak kedvezőtlen következményeitől (belső kondenzáció, penészesedés és gombásodás). Itt kell hangsúlyozni, hogy a „fal lélegzéséről” szóló nyilatkozatokat mindig abban az összefüggésben használták, hogy ez a tulajdonság vagy ennek hiánya lényeges befolyással van a párafelesleg eltávozásának módjára és mennyiségére. Következésképpen nemritkán találkozni lehet azzal a nézettel, hogy a falszigetelés elkészítésével rosszabbodott a helyiség komfortja, vagy nagymértékben beszűkült a külső falak „lélegzése”, amit pedig előnyös jellegűnek tartanak.

Maga a pára diffúziós átáramlása a külső határoló falakon – a vízpára parciális nyomáskülönbségének fellépése következtében – megingatatlan fizikai tény. Az is tény, hogy ennek a nagyságát bizonyos mértékben „irányítani” lehet a tervezés és/vagy hőtechnikai korszerűsítés folyamán. Emellett figyelemre méltó, hogy ez nem pusztán teoretikus kérdés, van neki ugyancsak gyakorlati, sőt kereskedelmi aspektusa is. Az a téves állítás, hogy a „falak lélegzésének” biztosítása a helyiségek magas műszaki színvonalának fontos eleme, azzal jár, hogy olyan hőszigetelő anyagokat fognak hibásan előnyben részesíteni, amelyek alacsony diffúziós ellenállásúak.

 

 

2. A vizsgálat peremfeltételei

A tanulmány szerzői úgy határoztak, hogy a vizsgálatot úgy végzik el, hogy a helyiség és a külső levegő közötti páraáramokat hasonlítják össze. A vizsgálat tárgyát a különböző külső léghőmérséklet mellett fellépő diffúziós és szellőző levegővel távozó páraáramok összevetése képezte.

A számításokhoz egy 65 m²-es, négy személy által lakott lakást tételeztek fel, amely külső falainak összes felülete (az ablakok beszámítása nélkül) 30 m². Az irodalmi értékek alapján a használat során óránként 300 g pára termelődik a lakásban.

Feltételezték, hogy a falak vastagsága 25 cm, tömör téglából vannak, majd 3 variációt elemeztek:

• nem hőszigetelt falak,

• 12 cm vastag polisztirol-habbal hőszigetelt falak,

• 12 cm vastag ásványi gyapotból készült lemezekkel hőszigetelt falak.

A hőszigetelő réteg kis diffúziós ellenállású ásványi vakolattal van vakolva. Megjegyezzük, hogy hasonló számítások elvégzése a külső falnál használt másféle anyagokkal (üreges tégla, üreges beton) nem indokolt, mivel az ezekből az anyagokból készült falak hasonló diffúziós ellenállással rendelkeznek.

A szellőző levegővel távozó pára mennyiségének kiszámításához két értéket vettek figyelembe: Az 1999/2000-es szezonban több tucatnyi varsói lakásban az ITB Termofizikai Intézménye (Zakład Fizyki Cieplnej ITB) által végzett kutatás alapján az átlagos légcsere-értéket (n=0,8 h^-1), valamint a légmentes ablakokkal rendelkező lakásokban uralkodó gyenge légcsere-értéket (n=0,3 h^-1). A számításokat 20 °C belső levegő-hőmérsékletet és kétféle külső hőmérsékletet (0 °C és -20 °C) feltételezve végezték el; ilyen hőmérséklet-értékek mellett a külső levegőben lévő vízpára-tartalom értéke: 3,0 és 0,6 g/kg.

Ugyancsak végeztek olyan számításokat, amelyekben jelentősen (75 g/h-tól 600 g/h-ig) különböztek a helyiségben lévő nedvesség-emissziós értékek, valamint a légcsere-gyakoriságok (0,05 h^-1-től 1,0 h^-1-ig), abból a célból, hogy kimutassák, milyen hatással vannak ezek a változások a külső falakon keresztüli nedvesség-áramlásra.

A számításokhoz – melyek a belső levegő nedvességét a lakásban végbemenő nedvesség-emisszióval, a külső levegő nedvességével, és a szellőzési légcserét biztosító levegőárammal kapcsolják össze – az alábbi képletet alkalmaztuk:

 

ahol:

V - a szellőző légáram, m³/h,

w_s - a páraáram, kg/h,

x_w - a helyiségből kiáramló levegő nedvesség-tartalma, kg/kg,

x_n - a helyiségbe beáramló levegő nedvesség-tartalma, kg/kg,

_n - a külső levegő sűrűsége, kg/m³.

A belső levegő nedvességének ismerete a megadott szellőző légáram mellett lehetővé teszi, hogy meghatározzuk a külső fal két oldala között a pára parciális nyomásának a különbségét, és végeredményben a külső falakon keresztül áthaladt páraáram sűrűségének meghatározását, a következő képlettel szerint:

 

 

ahol:

 

p – a külső falakon áthaladt páraáram sűrűség, g/(m²*h),

q_m – a pára parciális nyomáskülönbsége a külső fal két oldalán, hPa,

Z – a külső fal diffúziós ellenállása, m²*h*hPa/g.

A fal diffúziós ellenállását a következő képlet alapján lehet meghatározni:

 

ahol:

d_i – az i-edik falréteg vastagsága, m,

(delta)_i – az „i” falréteg páraáteresztési együtthatója, g/m*h*hPa.

3. A fal „lélegzésének” és a helyiségekből távozó pára mennyisége

Az 1.-3. számú ábrán azoknak a számításoknak az eredményei láthatók, amelyek a külső falakon keresztül történő diffúziós páraáram és

• a fal hőszigetelésének fajtája,

• a helyiségben termelődő pára mennyisége,

• a légcsere gyakorisága, valamint

• a külső levegő nedvessége

közötti összefüggést ábrázolják.

A számítások eredményei azt mutatják, hogy a távozó nedvesség elenyésző része jut a határoló falakra, mivel majdnem az egész kilépő nedvességet (több mint 97 %-ot) a szellőzés távolítja el még akkor is, ha ennek a mértéke csekély.

Abban az esetben, amikor a szellőzés legalább átlagos mértékű, a lakóhelyiségekből eltávolított páraáram legfeljebb 1%-a diffundál át a külső falakon keresztül. A hőszigetelő anyag fajtájának nincs számottevő befolyása a falakon keresztül haladó páraáramra. A polisztirolhabbal hőszigetelt és a nem hőszigetelt falakon keresztül átdiffundált páraáram közötti különbség mértéke egy átlagos lakásra vetítve 4 g/h értékig terjed, tehát jelentéktelen azzal a mennyiséggel szemben, amit a szellőzés távolít el (kb. 300 g/h). Ennél kisebb befolyással van a külső levegő hőmérséklete.

Az 1. számú ábrán a pára külső falakon keresztüli, diffúziós úton történő való áthaladása látható, a hőszigetelés fajtájának (vagy hiányának), illetve a légcsereszám függvényében.

1. ábra:

Az 1. számú ábrán látható eredmények jobb értelmezése érdekében megjelöltük a szellőzés révén távozó pára mennyiségét is. Látható, hogy az a páraáram, amelyik a külső falakon keresztül diffundál át, kis mértékű (a szellőzéssel távozó páraáramhoz képest), főleg azon a területen, ahol a légcsereszám 0,3 h^-1 és 1,0 h^-1 között van (vagyis a leggyakrabban előforduló értékek), függetlenül a hőszigetelés fajtájától.

A 2. számú ábrán a külső falakon keresztüli diffúziós páraáram látható, a szigetelés fajtájának, a légcsere gyakoriságának, valamint a lakásban keletkező pára függvényében.

2. ábra: Páraáram a falon keresztül

 

A 2. számú ábrából az következik, hogy a külső falakon átmenő páraáram mértékét főleg a szellőzéses légcsere befolyásolja, kisebb mértékben a lakásban termelődő pára mennyisége, valamint a felhasznált hőszigetelés fajtája. Viszont még a nagyon nagy nedvesség-emisszió, és gyenge ventilláció mellett a falon keresztül átdiffundált vízpára-sugár nagysága sem lépi túl a 15 g/h értéket, tehát sokkal kisebb annál a nedvesség-emissziónál, amennyit egyetlenegy – a lakásban tartózkodó – ember termelne.

3. ábra: A lakásban lévő relatív nedvesség függése a falak hőszigetelésének fajtájától és a ventillációval történő légcsere-gyakoriságtól

 

Elemezve a „falak lélegzésének” kérdését, fel lehet tenni azt a kérdést, hogy a külső falakon keresztül távozó pára befolyásolhatja–e a lakás levegőjében a relatív nedvesség csökkenését. A megfelelő számítások a 3. számú ábrán láthatók. Ezekből az következik, hogy ez csak a szellőzés szinte teljes hiánya mellett vehető észre. A légcsere olyan gyakorisága mellett, amelynek értéke legalább 0,3 h^-1, a relatív nedvesség különbsége a „lélegző” (nem hőszigetelt) és a „nem lélegző” (hőszigetelt) falak között nem lépi túl a 2 %-os értéket, tehát nincs gyakorlati jelentősége. Állandó nedvesség-emisszió mellett kifejezően látható, hogy a helyiség relatív nedvessége nem a falak lélegzésétől” függ, hanem a szellőzés hatásfokától.

4. Következtetések

• A tömör téglából épült, átlagos lakás külső falain keresztül a teljes páraáram 0,5 - 3%-a halad át – ez a nem számottevő eltérés elsősorban a szellőzés hatásfokától és a helyiségben termelődő nedvesség mennyiségétől függ, kisebb mértékben pedig a falak hőszigetelésének fajtájától, valamint a külső levegő páratartalmától.

• Tehát a külső falak nem képesek még részben sem átvenni a szellőzés szerepét pára-eltávolításban, mivel a vízpára-kilépés nagysága többszörösen nagyobb annál a mennyiségnél, amelyik valóságos körülmények között diffúziós úton át tud haladni a lakás külső falain, még akkor is, ha lemondanánk ezeknek a falaknak polisztirol-habbal való hőszigeteléséről.

• Nincs tehát indoka annak, hogy a falak pára-áteresztésének biztosításának vélt érdekében olyan költséges és összetett szerkezeti megoldásokhoz nyúljunk, aminek a kivitelezése fokozott figyelmet és precizitást, alapos szaktudást követel meg. A lakás páraszabályozásáért nem lehet a külső falakat felelőssé tenni, mintha a „nem lélegző” falak miatt lenne túl nagy a nedvesség a lakásban, például azért, mert polisztirol-habbal hőszigetelték őket. A számítások eredményei különösen nem jogosítanak fel speciális, a lakóépületek tervezésére vagy korszerűsítése vonatkozó – a külső falrétegek és/vagy hőszigetelések minimális diffúziós ellenállásának biztosítására irányuló - ajánlások megfogalmazására.

Eredeti cím:

"Ściany nie oddychają!"

Szerzők:

Andrzej BOBOCIŃSKI Mgr inż., Instytut Techniki Budowlanej,
Jerzy A. POGORZELSKI - Prof. dr hab. inż., Instytut Techniki Budowlanej.

 Forrás és további információ: Austrotherm Kft.

www.austrotherm.hu