Osuszanie budynków podczas budowy lub w przypadku awarii

Na różnych etapach budowy nowych obiektów oraz w wyniku awarii w budynkach istniejących może wystąpić problem nadmiernej zawartości wilgoci w przegrodach budowlanych. W odpowiednich warunkach cieplno-wilgotnościowych i przepływu powietrza oraz po wystarczająco długim czasie nadmiar wilgoci z przegród usuwany jest w sposób naturalny. Zwykle jednak etapowanie budowy lub konieczność przywrócenia pomieszczenia po awarii do normalnego użytkowania powoduje, że trzeba użyć dodatkowych urządzeń – osuszaczy.

Jak działa osuszanie pomieszczeń?

Jeśli w przegrodach budowlanych zgromadzi się woda (technologiczna w czasie budowy lub pochodząca z awarii), jest ona stopniowo oddawana na zewnątrz. Dlatego osuszacze działają tak, by ten naturalny proces znacznie przyspieszyć i zoptymalizować.

Zobacz także: Osuszanie budynków – skuteczne metody >>

Odparowanie wilgoci z powierzchni przegrody zachodzi wtedy, gdy prężność (ciśnienie cząstkowe) pary wodnej jest większe niż w otaczającym powietrzu. Im więc mniejsza będzie wilgotność w pomieszczeniu, tym szybciej wilgoć z powierzchni przegrody przedostanie się do otaczającego ją powietrza. Powietrze wilgotne (świeżo zasilone wilgocią z powierzchni ściany) powinno odpłynąć od niej i zostać zastąpione powietrzem suchym i ciepłym. Dlatego podstawowe procesy zachodzące dzięki osuszaczowi to osuszanie nie tyle samej ściany, co powietrza w pomieszczeniu, oraz wymuszanie przepływu powietrza, by powietrze wilgotne znalazło się daleko od ściany. Funkcję tę pełnią osuszacze adsorpcyjne lub kondensacyjne.

W miarę jak z powierzchni przegrody wilgoć przechodzi do suchego powierza, następuje konwekcja i dyfuzja pary wodnej z wnętrza przegrody. Im większy jest opór dyfuzyjny materiałów tworzących przegrodę, tym wolniej przebiega usuwanie wilgoci. Kiedy proces konwekcji kończy się i następuje wyłącznie dyfuzja, konieczne może być zastosowanie innej techniki oczyszczania, z wykorzystaniem osuszacza mikrofalowego.

W niektórych sytuacjach (np. praca osuszacza w pomieszczeniu nieogrzewanym) konieczne może się okazać wsparcie pracy urządzenia poprzez zwiększenie temperatury. Funkcję tę pełni nagrzewnica przenośna, która może zwiększyć temperaturę do 25–40ºC. Osuszanie może też przyspieszyć praca dmuchawy (przenośnego wentylatora), która wspomaga ruch powietrza.

Osuszanie budynku podczas lub po zakończeniu budowy

Fakt, że w przegrodach budowlanych w nowo wznoszonym, prawidłowo wykonywanym budynku znajduje się woda, bywa dużym zaskoczeniem dla inwestora. O jej występowaniu inwestor przekonuje się często po pewnym czasie – np. w wyniku wzrostu temperatury w okresie przejściowym wilgoć jest oddawana ze ścian i pojawia się na najzimniejszych powierzchniach w pomieszczeniach.

Woda ta nosi nazwę wody technologicznej, a jej obecność w materiałach budowlanych, szczególnie technologii tradycyjnej oraz zaprawach, tynkach czy posadzkach (jastrychach) jest zjawiskiem poprawnym, podobnie jak stopniowe oddawanie w procesie naturalnego schnięcia przegród. Przykładowo mur o grubości półtorej cegły wysycha przez ok. 170 dni [3]. Ponieważ proces budowlany uległ dziś znacznemu skróceniu (do zaledwie kilku miesięcy), kolejne etapy budowy są rozpoczynane, zanim przegrody wyschną w sposób naturalny. Woda może się też gromadzić w przegrodach, ponieważ zmieniła się kolejność prac budowlanych – np. do budynku ocieplonego i wykończonego na zewnątrz (czyli już szczelnego) podczas prac wykończeniowych (np. tynkowania ścian) wprowadza się dużo wody technologicznej, która nie ma możliwości swobodnego odparowania. Dlatego konieczne jest wspomaganie naturalnego procesu schnięcia przegród, by kolejne etapy prac przebiegały przy odpowiedniej wilgotności materiałów budowlanych [2]:

• wilgotność podłoża pod prace malarskie i tynkarskie: do 4–6%;
• wilgotność podłoża pod prace wykończeniowe, np. układanie płytek czy tapetowanie: do 2–4%;
• wilgotność podkładów betonowych pod posadzki: do 4–5%;
• wilgotność podłoża pod prace związane z materiałami gipsowymi: 1–2%.

Wilgotność materiałów budowlanych i wzniesionych przegród można łatwo zmierzyć za pomocą wilgotnościomierza. Do pomiaru wilgotności względnej w pomieszczeniu przyda się higrometr. Znając te parametry, można zaplanować harmonogram zastosowania osuszaczy.

Do osuszania powstających budynków stosowane są najczęściej osuszacze kondensacyjne, działające dzięki przemianom termicznym czynnika chłodniczego (w nowych osuszaczach jest to często czynnik R454C). W procesie osuszania czynnik chłodniczy odbiera ciepło od wilgotnego powietrza, dzięki czemu jego temperatura spada poniżej punktu rosy, w wyniku czego zawarta w nim para wodna skrapla się na ściankach parownika. Konieczne jest zbieranie lub odprowadzanie powstałego kondensatu – może być on gromadzony w zbiorniku, który stanowi element osuszacza, ale wymaga regularnego opróżniania, lub może zostać odprowadzany do kanalizacji (grawitacyjnie lub za pomocą pompki skroplin).

Z kolei w skraplaczu osuszacza czynnik chłodniczy jest chłodzony, oddając dodatkowe ciepło do osuszanego powietrza. Powietrze opuszczające osuszacz i kierowane do pomieszczenia cechuje się zatem nie tylko obniżoną wilgotnością, ale też podwyższoną o kilka stopni temperaturą. Przyspiesza to dodatkowo proces osuszania.

Ponieważ w osuszaczu kondensacyjnym temperatura powietrza spada poniżej punktu rosy, urządzenie może pracować w zakresie temperatury od 0ºC (lub 5º, zależnie od modelu) do 40ºC. Optimum pracy to wilgotność względna powietrza w pomieszczeniu w zakresie 30–90%, a jego temperatura 15–25ºC. Poniżej 15°C temperatura czynnika chłodniczego w parowniku spada na tyle, że konieczne jest automatyczne odmrażanie parownika, zapobiegające jego oblodzeniu i spadkowi wydajności.

Aby osuszacz działał optymalnie, powinien pracować w pomieszczeniu ogrzewanym i uszczelnionym (oddzielonym od innych pomieszczeń i z zamkniętymi drzwiami, oknami i dolotami powietrza). Ponieważ osusza nie ścianę, ale powietrze, powinien stać w odpowiedniej odległości od niej – minimalną odległość, np. 0,5 m, wskazuje producent. Najlepiej ustawić osuszacz na środku pomieszczenia. Nie należy kłaść na nim żadnych przedmiotów ani zasłaniać wlotów i wylotów. Jeśli pracę osuszacza wspomaga nagrzewnica, nie wolno kierować pochodzącego z niej strumienia powietrza prosto na osuszacz.

Osuszacz kondensacyjny zużywa stosunkowo mało energii, ale jest dość ciężki i hałaśliwy, dlatego najczęściej wybierany jest jako „osuszacz budowlany”, do osuszania nieużywanych jeszcze pomieszczeń w trakcie budowy.

Stosowanie samych nagrzewnic z wentylatorami we wznoszonych budynkach posiadających już ocieplenie zewnętrzne wymaga bardzo dobrej wymiany powietrza w całej kubaturze i skutecznego wydalania wilgoci na zewnątrz. To bardzo ważne, gdyż wraz z wylewkami i tynkami do domu trafia bardzo dużo wody, która musi odparować poza budynek.

Zdarzały się przypadki, że w domu jednorodzinnym z poddaszem tynki i wylewki były robione po ociepleniu budynku w grudniu, a nagły spadek temperatury zewnętrznej kilka stopni poniżej zera powodował ryzyko ich nieprawidłowego wiązania. Użycie wyłącznie nagrzewnic gazowych bez osuszaczy spowodowało, że woda z poziomu parteru, gdzie były tynki i wylewki, trafiła wraz z podgrzanym powietrzem na poddasze i zgromadziła się w więźbie dachowej. Doprowadziło to w ciągu paru zimowych, wilgotnych tygodni do zniszczenia więźby – krokwi, łat i kontrłat przez siniznę (fot. 1 - patrz fot. główna) i dach zgodnie z przepisami budowlanymi nadawał się do wymiany.

Osuszanie pomieszczeń po awarii

Źródłem zawilgocenia przegród mogą być także awarie instalacji wodociągowej. Mogą one być spowodowane korozją przewodów stalowych (budynki starsze) lub pęknięciem elementów elastycznych instalacji (budynki nowsze). Do awarii takich dochodzi zwykle w pomieszczeniach użytkowanych i ważne jest, by po wyeliminowaniu ich przyczyny możliwie szybko osuszyć pomieszczenie, bez konieczności jego opuszczania przez użytkowników. Unika się wówczas kondensacji pary wodnej na zimnych powierzchniach oraz rozwoju grzybów pleśniowych. Ponieważ lokale użytkowane są zwykle ogrzewane, ich osuszanie przebiega szybko i efektywnie.

Często stosowanym rozwiązaniem jest osuszacz adsorpcyjny, który pochłania wilgoć przez materiał higroskopijny. Materiał ten – np. żel silikonowy, żel krzemionkowy, chlorek litu, tlenek glinu – pobiera wilgoć w sektorze osuszającym rotora (bębna). Obrót rotora powoduje przejście wilgotnego materiału do sektora regeneracyjnego, gdzie dzięki gorącemu powietrzu z nagrzewnicy z materiału odbierana jest wilgoć. Podobnie jak w przypadku osuszacza kondensacyjnego, jest ona odprowadzana albo do zbiornika skroplin, albo do kanalizacji.

Osuszacze adsorpcyjne mogą dobrze pracować przy niższej temperaturze i wilgotności niż osuszacze kondensacyjne. Są też zwykle lżejsze i cichsze, dzięki czemu chętniej stosuje się je w pomieszczeniach użytkowanych. Ich wadą jest większe zużycie energii. Aby je zmniejszyć, producenci stosują specjalne rozwiązania – termistory dostosowujące pobór mocy do temperatury powietrza dolotowego i wielkości przepływu czy odzysk ciepła między strumieniami powietrza regeneracyjnego i procesowego.

Wybór właściwego osuszacza

Osuszacze dopasowuje się do konkretnych pomieszczeń. Zwykle inwestorzy decydują się na ich wypożyczenie, ponieważ stosowane są tylko w określonych sytuacjach przejściowych.

Wydajność osuszania określa ilość usuwanej wody ([dm³/d] dla osuszaczy kondensacyjnych i [kg/d] dla osuszaczy adsorpcyjnych). Parametr ten dotyczy konkretnych właściwości powietrza wewnętrznego przed osuszeniem (temperatura + wilgotność względna), zatem dla innych wartości wyjściowych wielkość ta może być inna.

Przepływ powietrza przez osuszacz [m³/h] zależny jest od wielkości pomieszczenia i powinien stanowić kilkakrotność (np. czterokrotność) objętości powietrza w danym pomieszczeniu. Zużycie prądu [W] jest dla urządzeń kondensacyjnych blisko dwukrotnie niższe niż dla adsorpcyjnych, a głośność ([dB(A)] – najczęściej wyrażana jako poziom hałasu w odległości 1 m od urządzenia – jest większa w przypadku urządzeń kondensacyjnych ze względu na pracę wentylatorów i podzespołów układu chłodniczego.

W zakresie usuwania skroplin osuszacze w standardzie wyposażone są we wbudowane zbiorniki, ale o niewielkiej objętości. Dlatego warto zapewnić grawitacyjne odprowadzenie skroplin do kanalizacji (podłączając przewód np. ø16) lub skorzystać z kasety pompki skroplin. To drugie rozwiązanie przydaje się, jeśli odpływ do kanalizacji znajduje się wyżej niż ustawiony został osuszacz.

Budynki popowodziowe

W budynkach szczególnie zawilgoconych (np. popowodziowych), kiedy wilgotna jest głęboka warstwa ściany, osuszanie kondensacyjne lub adsorpcyjne nie wpływa już na usuwanie wilgoci ze ścian. Zachodzi wtedy tylko dyfuzja wody zawartej w kapilarach. Dlatego jednym z ostatnich etapów osuszania budynków po zalaniu może być osuszanie mikrofalowe.

Generator mikrofalowy, w odróżnieniu od pozostałych osuszaczy, umieszcza się bezpośrednio przy ścianie. Emituje on fale o częstotliwości 2,45 GHz i powoduje ruch cząsteczek wody w ścianie. Powstaje wówczas specyficzny rozkład temperatury, który wymusza wypychanie wody na zewnątrz przegrody. Można w ten sposób osuszyć ściany o grubości do 2,5 m.

Co ważne, osuszanie mikrofalowe – ponownie inaczej niż osuszanie adsorpcyjne czy kondensacyjne – wymaga starannego zaprojektowania i kontroli procesu. Trzeba dobrać cykle ogrzewania tak, by nie doszło ani do przegrzania ściany czy podłogi, ani do wzrostu temperatury powyżej 80ºC, by uniknąć dehydratacji zapraw, czyli usunięcia z niej wody związanej. Należy kontrolować temperaturę za pomocą pirometru.

Osuszanie przegród o słabej izolacji przeciwwilgociowej

Odrębnym problemem jest osuszenie i zabezpieczenie przed ponownym zawilgoceniem ścian budynków istniejących, np. starszych, o fundamentach nieprawidłowo zaizolowanych przeciwwilgociowo. Problemem staje się wówczas wilgoć kapilarna, która do mikrokanalików (kapilar) w materiałach budowlanych podciągana jest z gruntu wskutek niedostatecznej izolacji fundamentów.

W takich sytuacjach często wykonuje się iniekcje (nastrzykiwanie ścian) – wprowadza preparat, który tworzy przegrodę uszczelniającą lub hydrofobową (zatrzymującą wodę).

Najczęściej stosuje się iniekcję krystaliczną lub termiczną. Iniekcja polega na wprowadzeniu do nawierconych w murze kanalików iniekcyjnych odpowiedniej mieszanki. W przypadku iniekcji krystalicznej w skład tej mieszanki wchodzą woda, cement portlandzki i krzemionka jako aktywator. Na skutek dyfuzji następuje rozprzestrzenienie mieszanki w promieniu kilku centymetrów od kanalika, dzięki czemu powstaje warstwa pełniąca funkcję izolacji pionowej. W przypadku iniekcji termicznej dodatkowym etapem poprzedzającym nastrzykiwanie mieszanki jest wtłoczenie do otworów iniekcyjnych strumienia gorącego powietrza – jego zadaniem jest osuszenie murów. Następnie otwory wypełnia się żywicą metylosilikonową. W ten sposób powstaje bariera przeciwwilgociowa.

Literatura

1. Materiały techniczne producentów osuszaczy.
2. Magott Cezariusz, Rokiel Maciej, Osuszanie murów, „Inżynier Budownictwa” 9/2017, www.ib.pl (dostęp: 1.02.2020).
3. Trochonowicz Maciej, Wilgoć w obiektach budowlanych. Problematyka badań wilgotnościowych, „Budownictwo i Architektura” 7/2010, s. 131–144, Politechnika Lubelska, Lublin 2010.