Zjawisko oporu dyfuzyjnego ma charakter makroskopowy, ale i tak może mieć ogromny wpływ na właściwości niektórych materiałów budowlanych. Co gorsza, często myli się je z oddychaniem ścian. Spróbujmy więc w niniejszym artykule skupić się na tym, czym jest opór dyfuzyjny i dlaczego warto go uwzględniać w procesie projektowania przegrody.
Jak nie mieszkać w termosie, czyli kilka słów o tym, że ściany powinny „oddychać”
Wracając do kwestii „oddychania ścian”, jest ona raczej problemem merytorycznym, który wynika z nieznajomości tego, czym jest dyfuzja i sposobu, w jaki zachodzi ona wewnątrz ciał stałych. Faktem jest, że dyfuzja może zachodzić pomiędzy różnymi ciałami, w tym również stałymi. Doskonałym przykładem tego zjawiska są — znane z wczesnej edukacji szkolnej — sztabki złota i ołowiu. Proste doświadczenie wykazuje, że cząsteczki obydwu substancji „wymieniają się” ze sobą. To samo dotyczy pary wodnej i ściany. Para przenika przez jej strukturę, ale zjawisko to zachodzi bardzo wolno i nie ma wpływu na ogólny bilans wilgotności wewnątrz pomieszczeń. Zakładając, że ściana nie jest ocieplona, jej zdolność do odprowadzania wilgoci obejmuje jedynie około 2 procent całej wilgoci, która znajduje się w pomieszczeniu. Reasumując, aby ograniczyć ryzyko powstania grzybów i pleśni należy:
- regularnie, czyli często, ale na krótko otwierać okna,
- stosować pasywne i aktywne systemy wentylacji,
- korzystać z urządzeń usuwających wilgoć z powietrza.
Para wodna i jej wpływ na funkcjonowanie domu
Mimo to problem osadzania się wilgoci w systemach dachowych lub termoizolacyjnych istnieje. Udało się go rozwiązać, stosując w nich materiały paroprzepuszczalne. Każdy z tych materiałów ma określoną zdolność do przepuszczania pary wodnej. Aby dokładniej zdefiniować ten parametr, porównuje się go do paroszczelności warstwy powietrza o analogicznej grubości. W ten sposób definiuje się opór dyfuzyjny µ, którego wartość dla poszczególnych rodzajów materiałów i tworzyw wynosi:
- tynk gipsowy – 10,
- styropian – 60,
- beton – 100,
- polietylen – 10000.
Dla porównania szkło ma opór dyfuzyjny dążący do nieskończoności, gdyż jest materiałem paroszczelnym.
Z niniejszego zestawienia wynika, że dla metrowej warstwy betonu opór ten jest aż 100 razy większy, niż dla metrowej warstwy powietrza. Co ciekawe, opór niektórych tworzyw jest zależny od tego, czy aktualnie są one wilgotne, czy też suche. Dla przykładu mokra płyta OSB może „pochwalić się” oporem wynoszącym jedynie 30, a w przypadku suchej płyty wartość ta wzrasta do 50. Do materiałów o najniższym oporze dyfuzyjnym zaliczyć można wełnę mineralną. Dawniej uważano, że jest ona dość wrażliwa na działanie wilgoci. Warto jednak zauważyć, że dzięki odpowiednim rozwiązaniom technicznym udało się wprowadzić na rynek wełnę o właściwościach hydrofobowych.
Dlaczego opór dla zjawiska dyfuzji pary wodnej jest tak ważny w budownictwie?
W przypadku przegród jednowarstwowych dyfuzja pary wodnej nie ma istotniejszego wpływu na ich funkcjonowanie. Problem pojawia się, gdy dana struktura składa się z kilku różnych płaszczyzn, z których każda charakteryzuje się nieco inną przenikalnością pary wodnej. W związku z tym na granicy pomiędzy nimi pojawia się kondensat, który z racji wysokiego oporu dyfuzyjnego warstwy zewnętrznej nie może przeniknąć do otoczenia. Skutkiem tego jest:
- powstanie mostków termicznych,
- wzrost ilości wilgoci wewnątrz struktury ściennej lub dachowej,
- pojawienie się grzybów, pleśni i plam na powierzchni ścian,
- wzrost ryzyka zachorowania na grzybiczne choroby układu oddechowego,
- zwiększone ryzyko zniszczenia przegród ściennych i dachowych.
Jak zdefiniować przepuszczalność materiałów dla pary wodnej?
Parametr oporu dyfuzyjnego nie jest traktowany jako pełnoprawna właściwość fizyczna, gdyż nie posiada własnej jednostki fizycznej. Alternatywą dla niego jest współczynnik Sd, czyli równoważna dyfuzyjnie grubość powietrza. Upraszczając, współczynnik ów określa, jak gruba warstwa powietrza ma takie same właściwości paroprzepuszczalne, jak określony materiał. Jeśli zatem styropian o grubości 15 cm charakteryzuje się współczynnikiem Sd rzędu od 5 do 45 metrów, to oznacza to, że zjawisko dyfuzji pary wodnej zachodzi w nim dokładnie tak samo, jak w warstwie powietrza o grubości nawet 45 metrów.
Wpływ warunków wewnątrz budynku na opór dyfuzyjny
Warto zauważyć, że wartości oporu dyfuzyjnego i współczynnika Sd są zależne od wielu różnych czynników. Jednym z nich są warunki klimatyczne wewnątrz pomieszczenia. Wysoki poziom wilgotności w budynku może przyspieszyć odkładanie się kondensatu na poszczególnych warstwach. Należy bowiem pamiętać, że intensywność zachodzenia zjawiska dyfuzji zależy również od ilości nagromadzonych cząsteczek (w tym przypadku pary wodnej). Dlatego ważne jest, aby oprócz stosowania materiałów o niskim oporze dyfuzyjnym, dbać też o utrzymanie prawidłowej wilgotności wewnątrz budynku.
Reasumując, materiały paroprzepuszczalne to inaczej produkty, które — w potocznym języku — nazywa się oddychającymi. Dzięki nim ryzyko uszkodzenia wielowarstwowego systemu ściennego lub dachowego, a w konsekwencji powstania mostków cieplnych i pleśni jest dużo mniejsze.
Sprawdź parametry naszych tynków ciepłochronnych .