Skorupa budynku

a) Współczynnik przenikania ciepła

Współczynnik przenikania ciepła - lepiej znany jako współczynnik U - jest wielkością przenikania ciepła (w watach) przez jeden metr kwadratowy struktury (przegrody) podzieloną przez różnicę temperatur w całej strukturze (po obu stronach przegrody).

Gdy dwa systemy są w tej samej temperaturze, znajdują się w równowadze termicznej i nie występuje przenikanie ciepła. Gdy istnieje różnica temperatur, ciepło ma tendencję do przechodzenia z systemu o wyższej temperaturze do systemu o temperaturze niższej, dopóki nie zostanie osiągnięta równowaga cieplna. Taka wymiana cieplna może występować w budynku poprzez przewodzenie, konwekcję i promieniowanie. Izolacja termiczna ma zatem na celu kontrolowanie różnych elementów przenikania ciepła.
 
Przewodzenie: Ma miejsce w ciałach (materiałach) stałych, gdy cząsteczki są pobudzone przez źródło ciepła z jednej strony materiału. Cząsteczki te przekazują energię (ciepło) na zimną stronę materiału. Przewodzenie występuje głównie w fundamentach i elementach konstrukcyjnych ścian i dachów.
Konwekcja: Ogrzane powietrze staje się mniej gęste i unosi się do góry, podczas gdy chłodniejsze powietrze jest zasysane i wypełnia przestrzeń pozostawioną przez unoszące się ogrzane powietrze. Konwekcja naturalna może wystąpić na przykład w izolacji z wełny mineralnej o bardzo niskiej gęstości podczas niezwykle zimnych dni.
Promieniowanie: Obiekt przenosi ciepło na inny obiekt, uwalniając falę cieplną. Przykładem może być Słońce, generujące energię promieniowania, która ogrzewa Ziemię. Promieniowanie cieplne przedostaje się do budynków głównie poprzez okna i drzwi.

Większość strat ciepła zachodzi wskutek przewodzenia ciepła przez materiały budowlane i nieszczelności powietrza.  


Dla produktów z wełny mineralnej, przewodność cieplna jest sumą czterech składników:

 Przewodność cieplna 1
  • Przewodność cieplna statycznego powietrza w pustych przestrzeniach między włóknami z wełny kamiennej
  • Przewodność cieplna przez włókna 
  • Naturalna i/lub wymuszona konwekcja wskutek ruchu powietrza w wełnie
  • Promieniowanie cieplne 
 


Przewodność cieplna 2
  • W wełnie o niskiej gęstości jest dużo miejsca na promieniowanie i ruch powietrza.
  • Wzrost gęstości izolacji zmniejsza konwekcję przez izolację, a szczególnie promieniowanie wewnątrz wełny.
  • Zwiększenie gęstości izolacji zwiększa przewodzenie przez włókna, ale w niewielkim stopniu. 

Przewodność cieplna 3
  • Przewodność cieplna zwiększa się wraz ze wzrostem średniej temperatury
  • Przy wyższej średniej temperaturze zwiększa się optymalna gęstość izolacji 
 

Wszystkie materiały budowlane mają indywidualną wartość współczynnika przewodzenia ciepła wyrażoną w W/mK. Im niższa wartość współczynnika przewodzenia ciepła danego materiału, tym lepsze są jego właściwości izolacyjne.  

Materiał Współczynnik przewodzenia ciepła, W/mK
Miedź
Aluminium
Stal
Woda
Drzewo
Wełna kamienna
Powietrze
401
237
60.5
0.613
0.04–0.4
0.036
0.0263
Tabela: Wartości współczynnika przewodzenia ciepła wybranych materiałów w temperaturze pokojowej


 Przewodzenie ciepła Przewodność cieplna (wartość λ) to ilość ciepła, które w warunkach stanu ustalonego przenika przez jednostkę powierzchni materiału, o określonej grubości, w jednostce czasu, gdy istnieje różnica temperatur pomiędzy przeciwległymi powierzchniami materiału.  


Przewodność cieplną materiału mierzy się zgodnie z normami europejskimi. Jest to zdecydowanie najważniejszy aspekt materiału izolacyjnego. Izolacja z wełny mineralnej składa się objętościowo z 95-98% statycznego powietrza, co czyni ją doskonałym izolatorem. Wartości lambda dla izolacyjnych wyrobów budowlanych są zadeklarowane i deklaracja taka musi spełniać warunek "Lambda 90/90" czyli 90% pomiarów lambda musi być w zakresie 90% deklarowanej wartości. Wszystkie produkty izolacji cieplnej produkowane zgodnie ze zharmonizowanymi normami europejskimi mają swoje wartości lambda sprawdzane i zatwierdzane na podstawie tej samej metodologii.
Opór cieplny (R) materiału i współczynnik przenikania ciepła (U) konstrukcji budynku można obliczyć za pomocą grubości materiału i wartości przewodności cieplnej

Opór cieplny (wartość R)

Opór cieplny materiału określa się poprzez podzielenie grubości (d) wyrażonej w metrach przez przewodność cieplną(λ), wyrażoną w W / mK:
Thermal resistance R-value

Opór cieplny jest wyrażony w m2 K/W. Im większa jest ta wartość, tym bardziej efektywny materiał izolacyjny. Opór cieplny zależy od rodzaju i grubości materiału, gęstości i struktury porów, wilgotności i różnicy temperatur.

Opór powierzchniowy

Opór powierzchniowy jest miarą oporu własnego powierzchni materiału wobec przepływu powietrza i nie zależy od fizycznych wymiarów materiału. Przepływ taki jest utrudniany przez obecność cienkiej warstwy względnie nieruchomego powietrza na powierzchni danego ciała. Powoduje to zjawisko oporu na przepływ ciepła i spadek temperatury w całej warstwie powietrza. Temperatura powierzchni zmienia się w zależności od sposobu przekazywania ciepła.
  • Rse = zewnętrzny opór przejmowania ciepła (ruch powietrza) 
  • Rsi = wewnętrzny opór przejmowania ciepła (powietrze statyczne)
Aby obliczyć całkowitą wartość oporu (R) wszystkich składowych wielu materiałów, należy obliczyć wartości R każdego z komponentów, wliczając w to powierzchnie wewnętrzne i zewnętrzne.  
Rcałkowity = Rse + R1 + R2 + R3 + Rsi

Współczynnik przenikania ciepła (U)

Współczynnik przenikania ciepła (U) określa zdolność elementu konstrukcji, składającego się z materiału o danej grubości, luk powietrznych, itd., do przekazywania ciepła w warunkach stanu ustalonego.

Jest to miara ilości ciepła, które przepływa przez jednostkę powierzchni w jednostce czasu podzielona przez różnicę temperatur poszczególnych środowisk, którymi podzielone są daną konstrukcją/strukturą.

Wartość ta jest otrzymywana jako odwrotność sumy wszystkich poszczególnych oporów cieplnych (R) materiałów składowych oraz powierzchni wewnętrznych i zewnętrznych:

Projektowane wartości współczynnika U są oceniane pod kątem zgodności z docelową klasą efektywności energetycznej lub przynajmniej z lokalnymi przepisami budowlanych.

Thermal transmittance value


Wartość współczynnika jest wyrażana w W/m2K

W systemach szkieletowych budynków, znaczna część strat ciepła następuje w wyniku przewodzenia przez elementy profilów, które mają mniejszy opór cieplny niż izolacja (powstawanie mostków termicznych).

Opór cieplny konstrukcji można poprawić poprzez zmniejszenie efektu mostków termicznych w elementach obramowań. Korygowanie współczynnika U nie jest potrzebne, jeżeli:
  • Ściana w kontakcie z pustą wnęką wentylacyjną 
  • Ściana w kontakcie z drewnianym szkieletem 
  • Przewodność cieplna łączników mechanicznych jest mniejsza niż 1 W/(mK)

Przenikanie ciepła wartość U

W analizie wartości współczynnika U, należy uwzględnić wpływ mostków termicznych ponieważ ze względu na zwiększenie izolacji termicznej zwiększa się ich względny wpływ. Znaczną redukcję mostków termicznych uzyskuje się poprzez optymalne wymiarowanie elementów budowlanych oraz staranne planowanie połączeń.  

Należy również w fazie projektowania ocenić i obliczyć wpływ geometrycznych mostków termicznych, takich jak narożniki i parapety. Dzięki optymalizacji elementów nośnych, możliwe jest zmniejszenie liczby elementów konstrukcyjnych obramowania i uniknięcie efektu zimnych mostków. 

Obliczenia współczynnika U należy przeprowadzać zgodnie z normą (np. EN ISO 6946 w UE). W normie można odnaleźć następujące informacje, które mają wpływ na obliczenia współczynnika U:
  • Opory powierzchniowego przejmowania ciepła (kolor, prędkość wiatru, powierzchnie zakrzywione)
  • Opór cieplny wentylowanych i niewentylowanych warstw powietrza (efekt konwekcji)
  • Obliczenia całkowitego oporu cieplnego dla warstw jednorodnych, niejednorodnych (górne Rmax and dolne granice Rmin oporu) i stożkowych 
  • Korekcje (ΔU) → pustki powietrzne ΔUg + łączniki mechaniczne ΔUf + dachy odwrócone ΔUr
Domy pasywne budowane są z wykorzystaniem różnych systemów konstrukcyjnych. Jednak małe zapotrzebowanie na ciepło wymaga izolacji termicznej na znacznie lepszym poziomie niż zazwyczaj. Orientacyjne wartości obiektywne dla całkowitego współczynnika przenikania ciepła i parametry w zewnętrznej skorupie budynku podane są poniżej:
  • Ściany zewnętrzne 0.07–0.1 W/m2K
  • Podłoga na gruncie 0.08–0.1 W/m2K
  • Dach 0.06–0.09 W/m2K
  • Okno 0.7–0.9 W/m2K
  • Okno stałe 0.6–0.8 W/m2K
  • Drzwi wejściowe 0.4-0.7 W/m2K

Straty ciepła

Należy obliczyć straty ciepła przez daną strukturę, mnożąc jej powierzchnię przez współczynnik U, a następnie pomnożyć przez różnicę temperatur (powszechnie przedstawianą grecką literą Delta) wewnątrz i na zewnątrz przegrody.

Q = A*U*(Twewnętrzna - Tzewnętrzna)*h or Q = A*U*ΔT*h

Gdy konstrukcja jest wykonana z różnych materiałów, takich jak np. ściana, która zawiera okna i drzwi, należy obliczyć straty ciepła z każdego ze składników osobno, a następnie dodać ich straty ciepła, aby otrzymać wartość całkowitej straty cieplnej.

Qściana = Qkonstrukcje szkieletu + Qokna + Qdrzwi

Im większa różnica temperatur, tym większy gradient siły stojącej za przepływem ciepła, a także tym większa możliwość strat ciepła.
W budynkach pasywnych, oszczędności energii są związane z grubością warstwy izolacji termicznej.  
  • Grubość strukturalna ściany może wynosić 400-600 mm w zależności od metody budowlanej i użytych materiałów. 
  • W konstrukcjach dachowych, gdzie izolowanie jest stosunkowo łatwiejsze, grubość izolacji może wynosić nawet do 700 mm.
  • Grubość izolacji w wentylowanych podłogach na gruncie może mieć 500 mm, ale w strukturach budowanych bezpośrednio na ziemi, to ochrona przed przemarzaniem określa bezpieczną izolację termiczną takich podłóg. 
Doświadczenie Finlandii pokazuje, że wystarczające jest 250-300 mm izolacji cieplnej podłóg na gruncie. Aktualne zalecenia dotyczące ochrony przed przemarzaniem mówią o grubości izolacji wynoszącej do 200 mm. Ryzyko zamarznięcia fundamentów zależy od warunków miejsca budowy i warunków glebowych. Utrata ciepła przez dobrze zaizolowaną podłogę/posadzkę jest tak mała, że nie może zapobiec zamarzaniu ziemi poniżej poziomu fundamentów, jeżeli nie została zainstalowana ochrona przed zamarzaniem płytkich struktur fundamentowych.
Zapobieganie zamarzaniu fundamentów opiera się zazwyczaj na izolacji mrozoodpornej w fundamentach i na stratach ciepła z podłóg/posadzek konstruowanych bezpośrednio na ziemi. Izolacja termiczna podłóg konstruowanych bezpośrednio na ziemi w domu pasywnym jest tak dobra, że straty ciepła nie wspomagają ochrony przed zamarzaniem. Ryzyko zamarzania obszaru budowy musi zostać określone za pomocą badań gruntu, po czym należy zainstalować odpowiednią do wyników pomiarów izolację mrozoodporną fundamentów.

Straty ciepła spowodowane osiadaniem wdmuchiwanej wełny

Wdmuchiwana izolacja cieplna jest produktem przygotowywanym do użycia na placu budowy podstawie granulatu wełny mineralnej, który jest wdmuchiwany w przestrzeń dachową za pomocą specjalnego urządzenia. Wdmuchiwana izolacja może być również stosowana do izolowania ścian.  

Wdmuchiwana izolacja ma tendencję do osiadania w po upływie pewnego czasu eksploatacji, dlatego ze względów stabilności wymagane jest, aby osiadanie to nie przekraczało wartości projektowych. Osiadanie jest spowodowane zarówno przez wibracje, jak i wahania temperatury i wilgotności na przestrzeni różnych pór roku.  

Na rysunku poniżej można zobaczyć efekt osiadania izolacji w praktyce. Osiadanie może spowodować luki i puste przestrzenie w izolacji strychu tak, że zimne powietrze przedostanie się do budynku, co powoduje ryzyko wzrostu kondensacji.

Straty ciepła

Na podstawie wieloletniego doświadczenia, możemy stwierdzić, że osiadanie wełny mineralnej PAROC wynosi około 2-3%. Oznacza to, że izolacja z wełny mineralnej nie powoduje żadnych zagrożeń w poddaszach wskutek osiadania. Paroc zawsze instaluje warstwę izolacyjną, która jest 5% grubsza niż jest to wymagane.  


b. Szczelność powietrzna

Ruch powietrza wewnątrz skorupy budynku jest spowodowany różnicą temperatur lub ciśnienia między wnętrzem a na zewnątrz. Jest to spowodowane następującymi efektami:  
Szczelność powietrzna

1. Efekt wiatru  Ciśnienie wiatru wykorzystuje nieszczelności konstrukcyjne, wciskając zimne powietrze przez szczeliny zewnętrzne i wypycha ciepłe powietrze z reszty budynku na zewnątrz.
2. Efekt komina Budynek działa jak komin; ciepłe powietrze unosi się i może uciec przez otwory w górnej części domu a zimne powietrze jest zasysane w obszarze podłogi i listw podłogowych zastępując uciekające ciepłe powietrze.
3. Efekt wentylacji Mechaniczne i pasywne systemy wentylacyjne wymieniają powietrze w pomieszczeniach na "bardziej świeże" powietrze zewnętrzne.Ciśnieniowe systemy wdmuchują powietrze do budynku, a systemy grawitacyjne pomagają powietrzu na opuszczenie budynku, zaś zrównoważone systemy wprowadzają tyle samo powietrza co wyprowadzają. 

Kontrola przepływu powietrza przez skorupę budynku jest kluczowa w zmniejszeniu strat ciepła i zapobieganiu gromadzenia się wilgoci. Powietrze wyprowadza zarówno ciepło, jak i wilgoć (w postaci pary wodnej) na zewnątrz. Para wodna (przenoszona w powietrzu) może skraplać się wewnątrz obudowy budynku i być główną przyczyną jego uszkodzeń konstrukcyjnych.

Szczelność skorupy budynku może być mierzona według standardowej próby ciśnieniowej EN 13829, przez doprowadzenie do niego powietrza pod nadciśnieniem 50 Pa i ocenę wydajności wymiany powietrza w budynku. Stopień wypływu powietrza z budynku nie powinien przekraczać 1 wymiany na godzinę.
Poniżej przedstawiamy kilka typowych poziomów wypływu powietrza dla różnych budynków:
  • Budynek pasywny n50 = 0.6
  • Budynek szczelny n50 = 1 
  • Nowe budynki (Finlandia) n50 = 3 – 4
  • Normalna szczelność n50 = 5...10 (typowy stary dom Fiński)
  • Konstrukcja nieszczelna n50 = 15

Zużycie energii

 
Wymagany poziom szczelności jest znacznie bardziej rygorystyczny a stopień wymagany od pasywnego budynku (< 0,6 1/h) staje się standardową praktyką. Uszczelnienie powietrzne musi być zaplanowane w taki sposób, aby umożliwić poprowadzenie nieprzerwanej instalacji przez całą skorupę zewnętrzną.  

Bariery izolacyjne   
  • Paroizolacja zapobiega przeniknięciu powietrza/pary wodnej przez skorupę budynku od wewnątrz. Zawsze należy ją instalować na ciepłej stronie przegrody budowlanej.
  • Wiatroizolacja na zewnętrznej stronie przegrody zatrzymuje wiatr przed przeniknięciem przez izolację i chroni przegrodę przed deszczem i śniegiem. 


Paroizolacja

Paroizolacja jest instalowana za wewnętrzną ścianką działową. Należy chronić warstwę paroizolacyjną poprzez zastosowanie 45-70 mm warstwy izolacyjnej bezpośrednio za wewnętrzną ścianą działową. Paroizolacja zatrzymuje przepływ powietrza i wilgoci do wnętrza konstrukcji budynku. Ważne jest, aby paroizolacja miała charakter ciągły i szczelny wokół wszystkich instalacji przechodzących przez ściany budynku.
Przepuszczalność powietrza przez materiał paroizolacyjny powinna być < 3 x 10-6 m3 / m2 s Pa. Jeśli używana jest folia z tworzywa sztucznego, to należy zapewnić odpowiednią zakładkę w miejscach łączenia, a kolejność prac musi być zaplanowana prawidłowo aby mieć do dyspozycji wystarczającą ilość materiału na zakładkę w miejscach krytycznych takich jak łączenia ścianek. Należy umieścić zakładkę pomiędzy dwoma twardymi powierzchniami, pozwalając na połączenie ściskane.  

Należy umieścić paroizolacje cofniętą w stosunku do wewnętrznej powierzchni, aby pozostawić miejsce na montaż instalacji elektrycznej.
Unikać penetracji przez uszczelnienie paroizolacyjne. Jeśli nie jest to możliwe, uszczelnić przebicia/przejścia przez duże elementy konstrukcyjne masą uszczelniającą i użyć kołnierze lub pierścienie w miejscach, gdzie penetracja przechodzi przez folię.

Wiatroizolacja

 

Wiatroizolacja znajduje się za okładziną zewnętrzną i jest konieczna, ponieważ w wielu przypadkach okładzina zewnętrzna nie jest szczelna. Należy stosować barierę wiatroizolacyjną, aby powstrzymać wiatr wiejący poprzez lub wokół izolacji. Upewnij się, że bariera wiatroizolacyjna nie działa jako bariera pary wodnej, zatrzymując wilgoć wewnątrz powłoki zewnętrznej budynku. Bariera wiatroizolacyjna powinna być odporna na wiatr, ale powinna umożliwiać przepuszczanie pary wodnej. Odporność na parę wodną bariery wiatroizolacyjnej powinna być co najmniej pięć razy mniejsza niż odporność wiatroizolacji. Wymogi ochrony przed wiatrem dla budynków energooszczędnych nie odbiegają od wymogów dla budynków standardowych. Jednakże, właściwa ochrona przed wiatrem odgrywa ważną rolę w efektywności energetycznej budynku. Należy sprawdzić lokalne wymogi budowlane aby uzyskać wartości maksymalnej przepuszczalności powietrza, włączając w to wszystkie złącza. Na przykład w Finlandii, maksymalna przepuszczalność powietrza bariery wiatrowej wynosi < 10 x 10-6 m3 / m2 s Pa.

 

 Dom standardowy
(wartości orientacyjne)
  Budynek niskoenergetyczny
(wartości orientacyjne) 
  Koncept domu pasywnego firmy Paroc 
(wartości orientacyjne)
 
 Wartość U, W/m2K Grubość izolacji   Wartość U, W/m2K Grubość izolacji   Wartość U, W/m2K Grubość izolacji
 Izolacja dachu
 0.15 260 - 310 mm   0.08 - 0.12 300 - 400 mm   0.06 - 0.09  > 450 mm
 Ściana zewnętrzna
 0.24 150 - 175 mm  0.13 - 0.15  230 - 300 mm  0.07 - 0.1  > 300 mm 
 Podłoga
 0.2  100 - 150 mm 0.13 - 0.17 150 - 250 mm  0.08 - 0.1  > 300 mm 
 Okna
 1.4   1.0 - 1.3    0.7 - 0.9   
 Montowane okna
        0.6 - 0.8   
 Drzwi
 1.4   0.9 - 1.2    0.4 - 0.7   
 Ocena szczelności
 < 4   < 1    < 0,6   
 Roczny stopień odzysku ciepła z wentylacji
 30 %   > 60%    > 75%   

Wpływ gęstości izolacji z wełny mineralnej na jej przepuszczalność powietrza

Zdolność wełny mineralnej do izolacji bazuje na statycznym powietrzu znajdującym się pomiędzy jej włóknami. Ruch powietrza w warstwie izolacyjnej osłabia wydajność izolacji. Wzrost gęstości izolacji zmniejsza przepływ powietrza i poprawia jej wydajność. Im mniejsza gęstość, tym wymagana jest lepsza bariera wiatroizolacyjna.

Wełna kamienna

 

c. Wilgoć

Jednym z kluczowych elementów budowy trwałych domów w klimacie północnym jest kontrola wilgoci we wszystkich jej stanach: stałym, ciekłym i gazowym.

 

Wilgoć   

Istnieją cztery podstawowe mechanizmy, dzięki którym wilgoć wchodzi lub opuszcza budynek:

  • Przenikanie deszczu (wiatroizolacja)
  • Wypływ wilgotnego powietrza (paroizolacja)
  • Dyfuzja
  • Podsiąkanie kapilarne z gruntu 
    Para wodna przedostaje się do powietrza wewnętrznego pomieszczeń wskutek normalnej codziennej eksploatacji (patrz tabela poniżej). Ilość wody wytwarzanej podczas zwykłych czynności domowych może być dość znaczna.  

    Źródło pary wodnej
    (przeciętny dom/dzień) 
    Przybliżona ilość generowanej wody 
    (w litrach na dobę) 
     4/5 śpiących ludzi:  1,5
     2 osoby aktywne:  1,6
     Pranie i suszenie odzieży  5,5
     Gotowanie  3
     Prysznic  0,5

    Wilgotność względna

    Powietrze może zawierać różne ilości wilgoci w zależności od temperatury powietrza. Rzeczywiste ciśnienie pary jest miarą ilości pary wodnej w objętości powietrza i wzrasta ono wraz ze wzrostem ilości pary wodnej.  

    Powietrze, które osiąga ciśnienie nasyconej pary wodnej znajduje się w stanie równowagi z płaską powierzchnią wody. Oznacza to, że taka sama liczba cząsteczek wody jest odparowywana z powierzchni wody do powietrza, co skraplana z powietrza z powrotem do wody.

    Ilość pary wodnej w powietrzu jest zwykle mniejsza niż jest to konieczne do nasycenia powietrza. Wilgotność względna jest procentem nasycenia wilgotnością, zwykle obliczaną w stosunku do gęstości pary nasyconej. 

     

    Wilgotność względna = Rzeczywiste ciśnienie (gęstość) pary wodnej/Ciśnienie (gęstość) pary wodnej w stanie nasyconym

     

    Relative humidity function

     

    Najczęstszą jednostką gęstości pary jest g/m3

    Na przykład, jeżeli rzeczywista gęstość pary wynosi 10 g/m3 w temperaturze 20°C w porównaniu do gęstości nasycenia w tej temperaturze równej 17,3 g/m3, to wilgotność względna wynosi: 

    Relative humidity

     

    Wilgotność względna  Wilgotność względna (RH 40 %) oznacza, że w określonej temperaturze powietrza zawiera się 40 % maksymalnej ilości pary wodnej

     

    Punkt rosy

    Punkt rosy to temperatura, przy której para wodna zamienia się w wodę. Jest to funkcja zarówno temperatury jak i ilości wilgoci w powietrzu.  Jeśli punkt rosy jest równy 10⁰C, to każdy obiekt w pomieszczeniu, który osiągnie tę temperaturę będzie miał na swojej powierzchni warstwę ciekłej wody (rosa). Aby zapobiec takiej kondensacji, możemy albo podnieść temperaturę powierzchni obiektu lub obniżyć wilgotność względną.

    Para wodna będzie kondensować się na danej powierzchni, gdy temperatura tej powierzchni jest niższa niż temperatura punktu rosy, lub gdy został przekroczony punkt równowagi pary wodnej w powietrzu .

    Najprostszym sposobem na kontrolowanie uszkodzeń powodowanych przez parę wodną i wilgoć jest zmniejszenie ich generowanej ilości.

    Dyfuzja

    Dyfuzja ma miejsce wskutek występowania różnic w ciśnieniu pary wodnej, wynikających z różnych stopni koncentracji pary wodnej pomiędzy dwoma obszarami. W sezonie grzewczym, ruch pary wodnej powoduje jej przenikanie przez przegrody budynku, gdzie może skraplać się na zimnych powierzchniach. Paroizolacje stosowane są po wewnętrznej stronie przegrody budynku, aby zapobiec ruchom wilgoci.

    Wszystkie materiały do pewnego stopnia pozwalają aby para wodna przez nie przechodziła. Kondensacja nie występuje zazwyczaj gdy dwie trzecie grubości izolacji ściany znajdują się za barierą paroizolacyjną. W rejonach dalekiej północy, jednakże może istnieć wymóg by aż do 80% grubości izolacji było poza barierą paroizolacyjną.

    Wilgoć z podsiąkania kapilarnego

    Kapilarność (włoskowatość) to zdolność cieczy do przepływu w wąskich przestrzeniach bez żadnej pomocy w kierunku przeciwnym niż siły zewnętrzne, takie jak grawitacja. Zjawisko to występuje na przykład w gruncie.  

     

    Capillary moisture  W ten sam sposób woda porusza się w górę w rurce wbrew sile ciężkości; woda porusza się w górę również w gruncie przechodząc przez jego pory lub przestrzenie miedzy cząstkami gruntu. Wysokość do której może się podnieść woda zależy od wielkości porów.  

     

    Częstymi obszarami, w których obserwuje się podnoszenie kapilarne wody są stopy fundamentowe i ściany fundamentów, a także zasysanie kapilarne wody występujące za deskowaniem/siding'iem ścian bocznych. Kapilarność może być kontrolowana przez uszczelnianie porów lub powiększanie ich do bardzo dużych rozmiarów. Niehigroskopijna wełna mineralna działa również jako bariera dla ruchu kapilarnego cieczy w pomiędzy gruntem a fundamentami.

     

    Wskazówki projektowe dla konstruowania odpornych na wilgoć przegród budynków

    Zrównoważone namaczanie, suszenie oraz składowanie

    Wskazówki praktyczne:
    - Zapewnić ciągłą kontrolę wód opadowych
    - Zapewnić ciągłe bariery wiatroizolacyjne/ paroizolacyjne
    - Zastosować izolację kontrolującą problemy z kondensacją 
    - Umożliwić wysychanie wilgoci przypadkowej i budowlanej – uważac na materiały opóźniające suszenie

    Należy również zwrócić uwagę na wydajność suszenia poszczególnych struktur. Podczas projektowania, należy zapewnić aby wilgoć związana podczas procesu budowy miała łatwą drogę odprowadzenia podczas procesu wysychania. Budynek powinien być chroniony przed wilgocią poprzez zaprojektowanie odprowadzania wód powierzchniowych i odcięcia ruchów kapilarnych, tak aby utrzymać suche fundamenty. Zacinający z boku deszcz powinien być brany pod uwagę przy projektowaniu szczegółów konstrukcyjnych, np. złącza parapetowe.

    d. Okna

    Okna są tą częścią skorupy budynku, która ma najwyższą przepuszczalność cieplną. Dlatego przy projektowaniu budynku, należ zwracać uwagę na ich parametry eksploatacyjne, wielkość i zorientowanie. Okna przyczyniają się do zysków i strat cieplnych w następujący sposób: przez bezpośrednie przewodzenie przez szybę i ościeżnicę, przez promieniowanie cieplne dostające się budynku z energii słonecznej i opuszczające budynek z obiektów o temperaturze pokojowej, a także przez nieszczelności powietrzne i obszary wokół nich.

    Całkowity współczynnik przenikania ciepła, współczynnik U (W/m²K), jest używany do określenia wielkości przepływu ciepła niesłonecznego przez okno. Klasyfikacja współczynnika U określana przez normy europejskie określa całość parametrów eksploatacyjnych okna, razem z ramą i gazem wypełniającym; Im mniejsza wartość U, tym bardziej energooszczędne okno.

    Powierzchnia okien wynosi zazwyczaj 15-20% powierzchni podłogi. Nawet jeśli okna mają dobry poziom energooszczędności (współczynnik U <0,8 W/m2K), nie mogą one być zbyt wysokie. Nawet dobre okno nie może zapobiec uczuciu przeciągu wywołanego wysokimi oknami. Dla właściwych mieszkalnych warunków termicznych, 1,8 m można uznać jako limit wysokości okien. W zimnym klimacie, okna nie powinny znajdować się na poziomie podłogi w celu zapewnienia właściwych warunków mieszkalnych i szczelności detali konstrukcyjnych.

    Wypływ powietrza, wskaźnik przenikania powietrza wokół okna w obecności określonej różnicy ciśnienia, zależy od detali łączących, pomiędzy częściami zespołu okiennego.

    Całkowita przepuszczalność promieniowania słonecznego, współczynnik "g", jest częścią promieniowania słonecznego przepuszczaną przez okno transmitowaną bezpośrednio i/lub absorbowaną, a następnie uwalnianą w postaci ciepła wewnątrz budynku. Im niższa wartość współczynnika "g", tym mniej ciepła słonecznego przechodzi przez okno i tym większa jest jego zdolność do zacieniania. Okno z wysoką wartością współczynnika "g" jest bardziej skuteczne w zbieraniu ciepła słonecznego w okresie zimowym. Okno z niską wartością współczynnika "g" jest bardziej skuteczne w zmniejszaniu wymaganego chłodzenia latem dzięki blokowaniu ciepła promieniowania słonecznego. Dlatego wartość współczynnika "g" wymagana dla danego okna powinna zależeć od klimatu, orientacji i zacienienia zewnętrznego.

    Powłoka selektywna to nakładana cienka warstwa metalu lub tlenku metalu, która wybiórczo przepuszcza lub odbija różne częstotliwości promieniowania. Powłoka selektywna zmniejsza stopień promieniowania przepuszczanego przez szybę i poprawia wydajność termiczną okna.

    Wypełnienie przestrzeni międzyszybowej gazem innym niż powietrze (argon, krypton i ksenon) może być wykorzystane do poprawy charakterystyki energetycznej okna. Materiał elementów przegradzających odgrywa również ważną rolę.

    Kondensacja zewnętrznej wilgoci na zewnętrznej powierzchni wysokiej klasy okna jest zjawiskiem nowym. Kondensacja ta jest spowodowane spadkiem temperatury zewnętrznej powierzchni poniżej punktu rosy powietrza zewnętrznego. Spadek temperatury jest wynikiem wymiany promieniowania cieplnego w warunkach czystego bezchmurnego nieba. W rzeczywistości, to samo dzieje się w standardowych oknach, ale jest kompensowane przez nieszczelność termiczną.

    Zacienienie okien zmniejsza słoneczne obciążenie cieplne nawet o 60 proc. Ponadto, zacienienie zmniejsza ilość skondensowanej wilgoci na zewnętrznej powierzchni okien w bezchmurne noce. Kondensacja ta jest spowodowana przez ochłodzenie powierzchni okna wskutek promieniowania cieplnego; dlatego jest to również oznaka dobrych właściwościach termicznych okien.