által Mason Knowles
A padlások és kúszóterek tervezői évtizedek óta használják a keresztszellőztetést, hogy minimalizálják a nedvesség felhalmozódásának és a kondenzációnak a lehetőségét. Az energiatakarékosságra és a nedvességszabályozásra vonatkozó legújabb állítások hatására azonban a szellőzés nélküli padlástér népszerűvé vált mind a lakossági, mind a kereskedelmi alkalmazásokban. Bár ezek a padlások sok esetben használhatók, ez a szerző úgy véli, hogy sok esetben indokolt a szellőztetett szerelvények használata.

A szigetelőanyagok és a tervezés hagyományos módszerei a padlástérben a levegő keringetését használják a felesleges nedvesség kiszárításának elősegítésére. Fűtési és hűtési éghajlaton ez a nedvesség potenciálisan átjuthat az épület üregeiben lévő szálas szigetelésen.

A hagyományos megoldás erre a nedvesedésre a nedvességgel terhelt levegő beáramlásának lassítása az üregbe egy belső párazáró alkalmazásával, valamint a tetőüreg szellőztetésével a külső térbe, hogy megkönnyítsék a nedvesség elszállítását (azaz a száradást).

Hogyha a tetőtér szellőztetése helyesen történik, csökkentheti a kondenzáció lehetőségét télen és nyáron. Télen a padláson jelentkező nedvességproblémák elsődleges oka abból ered, hogy a lakott területekről meleg, nedves levegő szivárog be a padlástérbe, és a hideg felületeken kondenzálódik. Ez fokozódhat, ha lámpák, csövek, szellőzőnyílások és egyéb átvezetések hatolnak át a padlásfödémen. A fürdőszobák, konyhák vagy mosókonyhák mechanikus szellőzőcsatornái túl gyakran juttatják a meleg, nedves levegőt a padlásra, ahelyett, hogy az épület burkolatán kívülre kerülne.

A padlásfödém légtömítésének és szigetelésének kombinációja a szellőzés biztosítása mellett jelentősen csökkenti a kondenzáció lehetőségét, mivel a meleg, nedves levegő kisebb valószínűséggel jut be a térbe és kondenzálódik a hideg felületeken. Ennek eredményeként a tető alsó részén elhelyezett aljzatszellőzőkből hűvösebb, kevésbé nedves levegő szívódhat be kívülről, és áramolhat át a tetőtéri vagy gerincszellőzőkbe, felváltva a padlásra esetleg beszivárgó melegebb nedves levegőt.

Nyáron a meleg nedves levegő többnyire az épületen kívülről érkezik. Ezért úgy tűnik, hogy a padlás szellőztetése növelné a páralecsapódás lehetőségét. Ennek azonban éppen az ellenkezője igaz, ha a padlásfödém légmentesen lezárt és szigetelt.

Még ha a külső levegő meleg és nedves is, ha a padlástér belülről légmentesen le van zárva, akkor is sokkal melegebb, mint a külső levegő. Minél melegebb a levegő, annál több nedvességet (azaz abszolút páratartalmat) képes a légtér megtartani. Ezért a melegebb tetőtéri levegő hűvösebb külső levegővel való helyettesítése – még lényegesen magasabb relatív páratartalom (RH) mellett is – általában szárítja a teret, minimalizálva a kondenzáció lehetőségét.

Amint az 1. ábra mutatja, ha a külső levegő 32 C (90 F) és 70 százalékos RH, akkor szárazabb, mint a belső padlástér, amely 43 C (110 F), 40 százalékos vagy magasabb RH mellett.

Ez a kialakítás kevésbé hatékony, ha a HVAC berendezések és a csatornarendszer a padlástérben van. Ilyenkor a rendszerek nehezebben tartják fenn a kívánt hőmérsékletet. A csatornákon belül a levegő nehezen tartja a hőmérsékletet, ha a tér túlságosan meleg vagy hideg, és hosszú futamokra kell kinyúlnia. Mérsékelt éghajlaton ez nem jelent jelentős problémát. Szélsőségesebb, hideg és melegebb környezetben azonban problémát jelenthet.

A tető színétől és a nap felé való tájolástól függően például a padlás levegőjének hőmérséklete meghaladhatja az 55 C-ot (131 F), amikor kint kevesebb mint 38 C (100 F) van. Ez a forró belső tér a csatornákat és a HVAC-berendezéseket sokkal nehezebb munkára késztetheti, hogy a hőmérsékletet kényelmes szintre csökkentsék. Ez még kifejezettebb, ha a csatornák lyukasak, és a HVAC-berendezés magából a padlástérből szívja a levegőt. Továbbá, ha a HVAC-berendezés vagy a csatornarendszer külső felülete eléri a 26 C (79 F) hőmérsékletet, csak 21 százalékos relatív páratartalom szükséges a kondenzációhoz.

A szellőzés nélküli tetőtér-szerelvények
A szellőzés nélküli tetőtér a tetőfödém alsó oldalára (azaz a padlásfödémre) szerelt légzáró szigetelésre támaszkodik, hogy megakadályozza, hogy a levegőben lévő nedvesség hideg felületre jusson és az épületburkolaton belül kondenzálódjon. Ebben a kialakításban a szigetelés hatékonyan elválasztja a belső és a külső tereket, miközben lelassítja a nedvesség áramlását, így a harmatpont nem éri el az épületburkolaton belül.

A két leggyakrabban használt termék a szellőzés nélküli tetőtér-szerelvényben a közepes és az alacsony sűrűségű permetezett poliuretánhab (SPF).

A tipikus építési és éghajlati körülmények között az SPF szigetelésként és légzárásként való alkalmazásakor követhetők az építési szabályzat táblázatai. Azokban az esetekben azonban, amikor a párahajtás következetesen egy irányba mozog – például hűtőházi alkalmazások vagy úszómedencék -, bölcs dolog higrotermikus modellezést vagy számításokat végezni annak megállapítására, hogy a javasolt kialakítás megfelelő-e az alkalmazáshoz.

Közepes sűrűségű
Az épületszerkezetek nedvességtartalom-számításai (azaz a higrotermikus modellezés) és a helyszíni megfigyelések azt mutatják, hogy a közepes sűrűségű (i. sz.azaz 2 pcf) SPF a legtöbb éghajlati zónában és helyzetben megszünteti a kondenzáció lehetőségét szellőztetés vagy további párazáró elemek nélkül.

Az ASTM E96, Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials (Anyagok vízgőzáteresztésének szabványos vizsgálati módszerei) szerint a közepes sűrűségű SPF perm minősége körülbelül 1,5-3,0 per 25 mm (1 in.) és R-értéke körülbelül 1,05 per 25 mm (6,0 per 1 in.). Azt is vizsgálták, hogy légzáró szigetelésként is működik.1 Az alacsony áteresztőképesség, a hüvelykenkénti magas R-érték és a légzáró tulajdonságok e kombinációja hatékonyan lassítja a páraáramlást, elválasztja a külső környezetet a belső terektől, és kiküszöböli a nedvességgel terhelt levegő bejutását.

Az SPF fizikai tulajdonságai és teljesítményjellemzői lehetővé teszik a szellőzés nélküli padlástér és kúszótér kialakítását, minimális belső kondenzációs potenciállal.

Az alacsony sűrűségű
Az épületszerkezetek hidrotermikus modellezése és a helyszíni megfigyelések azt mutatják, hogy az alacsony sűrűségű SPF meleg és vegyes éghajlaton további párazáró elem nélkül is használható. Hidegebb éghajlaton azonban további párazáró elemre van szükség a lehetséges kondenzáció megakadályozásához.

A kis sűrűségű SPF áteresztőképessége 8 és 15 között van 76,2 és 127 mm között (3 és 5 in. között), R-értéke pedig körülbelül 0,616 per 25 mm (3,5 per 1 in.). Egy szerelvény részeként vizsgálva az alacsony sűrűségű SPF hatékony légzáró réteg lehet.

Az eredmény az, hogy az alacsony sűrűségű SPF fizikai tulajdonságai hatékonyan elválasztják a belső és a külső hőmérsékletet, és minimalizálják a levegő beszivárgását, de nagyobb mértékű vízgőzáteresztést tesznek lehetővé, mint a közepes sűrűségű SPF. Ez megkönnyíti a szellőzés nélküli tetőtér kialakítását meleg és vegyes éghajlaton további párazáró nélkül, de hidegebb régiókban további párazáró elemet igényel.

Ezek a rendszerek bármelyike prémium költséggel jár – általában két-háromszorosa a fúvott üvegszálas vagy cellulózból készült szellőztetett tetőtér-szerelvények árának.

Kombinált tetőtér-szerelvények
A modern lakásépítés olyan magasságokból áll, amelyek különböző tetőtéri tereket hozhatnak létre ugyanazon az épületen belül. A szerző otthonában például a második emeleten egy szabványos ajtóval megközelíthető padlástérrel és egy olyan felső résszel rendelkezik, amely csak egy mennyezeti nyíláson keresztül érhető el. A manzárdok is csatlakoznak, ami rendkívül megnehezíti a szigetelést, mint szellőzés nélküli szerelvényt. Ezenkívül a padlástér egy része egy külső fedélzet fölött van, míg más részei a ház belső tere fölött vannak. Kemencék, csatornák és légkondicionáló berendezések futnak végig a padlástérben, minden szinten, kivéve a manzárdokat és a külső fedélzet feletti teret.

A padlástér szigetelésének meghatározásakor különböző szerelvényeket vettek figyelembe, és a szellőztetett és nem szellőztetett padlástér hibrid kombinációját tervezték.

A manzárdokat és a külső tornác feletti padlástérséget úgy zárták el a padlás többi részétől, hogy rétegelt lemezből falat készítettek, majd a falat zártcellás SPF-szigeteléssel szigetelték. Ezt követően a tetőfödém aljára is zártcellás SPF-et szereltek fel.

Építési előírások és tetőtér-szerelvények
2004 óta a Nemzetközi Szabályozási Tanács (ICC) kiegészítései a Nemzetközi Lakóépítési Szabályzathoz (IRC) azt jelentik, hogy a szellőzés nélküli tetőtér-szerelvényeket az építési előírások elfogadják a lakóépületekben, de a kereskedelmi alkalmazásokban nem. Az IBC előírja a padlások és a kúszóterek szellőzését, és nem foglalkozik a szellőzés nélküli padlástér koncepciójával. Azonban számos építési szabályzati tisztviselő eseti alapon elfogadta a szellőzés nélküli padlástér kialakítását, ha meggyőző bizonyítékot mutattak be – például a javasolt szerelvények higrotermikus modellezését -, hogy a szerelvény megfelelően fog működni. A követelmények az évek során némileg változtak, de sok elemük ugyanaz maradt.

A 2007-es ICC-kiegészítés, a Nemzetközi Energiamegőrzési Szabályzat (IECC) 202., “Általános meghatározások”, három új páragátló osztályt vezetett be:

• I. osztály: 0,1 perms vagy kevesebb;
• II. osztály: 0,0.1-1 perm;
• III. osztály: 1,0-10 perm.

A középsűrűségű SPF 51-76 mm (2-3 in.) vastagságban jellemzően a II. osztályba, míg az alacsony sűrűségű SPF 89-140 mm (3,5-5,5 in.) vastagságban a III. osztályba tartozik.

A párazárási osztályok fontosak a szellőzés nélküli tetőtér-szerelvények helyes meghatározásához. A szellőzés nélküli padlástérre vonatkozó minősítéseket az IRC R806.4. szakasza, “Szellőzés nélküli padlástéri szerelvények” tartalmazza. A következő feltételek teljesülését írja elő:

• teljesen az épület hőszigetelő burkolatán belül van;
• a mennyezeti oldalon (azaz a padlásfödémen) nincs belső páraelzárás;
• legalább 6,3 mm (1/4 hüvelyk).) szellőző légtér választja el a fa zsindelyt vagy zsindelyt és a tetőfedő alátétet a szerkezeti burkolat felett; és
• az IECC 5., 6., 7. és 8. éghajlati övezetében a légáteresztő szigetelés párazáró, vagy a szigeteléssel közvetlen érintkezésben párazáró van felszerelve (ez az alacsony sűrűségű SPF-re vonatkozik).

A közvetlenül a szerkezeti tetőhéjazat alatti szigetelés légzáróságától függően az IRC szakasz az alábbi feltételek egyikét is előírja:

• csak légzáró szigetelés (pl. zárt cellás SPF) a szerkezeti tetőhéjazat aljával közvetlen érintkezésben kell alkalmazni;
• a közvetlenül a szerkezeti héjazat alá beépített légáteresztő szigetelés mellett közvetlenül a szerkezeti tetőhéjazat fölé a 8. táblázatban (2. ábra) meghatározottak szerint légáteresztő merev táblás vagy lemezes szigetelést kell beépíteni a kondenzáció elleni védelem érdekében; vagy
• a tetőhéjazat aljára az R806. táblázatban meghatározottak szerint légáteresztő szigetelést kell beépíteni.4. táblázatban meghatározottak szerint a kondenzáció elleni védelem érdekében, míg a légáteresztő szigetelést közvetlenül a légáteresztő szigetelés aljára kell felszerelni.

(Ez a szakasz azokra a flash and batt rendszerekre vonatkozik, ahol egy réteg zártcellás SPF-et a tetőfedés aljára, és egy másik szigetelést, például üvegszálas szigetelést közvetlenül az SPF-re szerelnek fel.)

A szellőzés nélküli padlástérrel kapcsolatos problémák
A szellőzés nélküli padlástér és a kúszóterek koncepciójának elfogadása aggodalmat keltett azokban, akik nem ismerik az SPF fizikai tulajdonságait és nedvességszabályozó képességeit. Az SPF ilyen terekbe történő beépítésekor gyakran hallott aggodalom, hogy a fából készült tetőfödémek aljára szerelt zárt cellás hab rothadáshoz vezet, mivel a szivárgások a poliuretán vízállósága miatt észrevétlenek maradnak. A zárt cellás hab azonban taszítja a folyékony vizet. Lezárja a fa fedélzet repedéseit és réseit, így a tetőfedőrendszeren átjutó víz a fa fedélzet tetején marad. A gravitáció aztán leviszi az épület szélére és le a tetőről.

Ha a fa külső felülete nedves, amikor a habot beépítik, akkor a száradás a tető felőli oldalról a külső oldalra történik, nem pedig a fán keresztül a habra. Ez akkor is így lenne, ha a hab nincs a helyén. Ha a fa telített, a legjobb ipari gyakorlat szerint a habot nem kell beépíteni. Ha a habot nedves fára szerelik fel, az a felhordó számára nyilvánvaló, és nyitott cellák és alacsonyabb sűrűség lenne, ami lehetővé teszi a víz felszívódását a habba. Ebben az esetben a szivárgás a belső térben jelentkezne. Ettől függetlenül a tetőfedő rendszert rendszeresen ellenőrizni kell a tetőszivárgások és az esetleges tetőfedő károsodások nyomainak észlelése érdekében. A habszigetelés nem teszi nehezebbé a károk észlelését.

Hidegebb éghajlaton az SPF csökkentheti a jégtorlódás lehetőségét. Megakadályozza, hogy a meleg levegő elérje a tető alját, ahol megolvaszthatná a havat, ami a víz lefelé áramlását és újrafagyását okozná az ereszben. Fontos, hogy a szigetelést a belső támfalon túlra is kiterjessze az aljzatkeret mentén. Ha a légrések nincsenek lezárva a fal tetején, a meleg levegő felmelegítheti a tetőfödém alját, és hideg éghajlaton jégtorlaszokat okozhat.

Egy másik aggodalomra ad okot, hogy a tetőtér aljára szerelt szigeteléssel ellátott, nem szellőztetett padlások túl magas zsindelyhőmérsékletet okoznak, ami csökkenti a zsindelyek várható élettartamát.

Néhány aszfaltzsindelygyártó kifejezetten kizárja a “nem megfelelő padlásszellőzésen” alapuló garanciát. Mások azonban a nem szellőztetett padlásokon a tetőfödémek aljára szerelt SPF használatát a garanciájukban megengedik.

A Carl Cash (az ASTM D08 tetőfedő bizottság korábbi elnöke) által végzett mérnöki tanulmányok a padlásszellőzés előfeltételeit és a zsindely hőmérsékletére gyakorolt hatását vizsgálták a zsindely hőmérsékletét befolyásoló egyéb tényezőkkel összehasonlítva. Cash szerint:

A tetőtér szellőztetése -1,75 C-kal (5 F) csökkenti a tető átlagos hőmérsékletét, ami harmadannyi, mint a zsindelyek színének, a tető oldalának (a tető irányának) és 1/36-ban a földrajzi elhelyezkedésnek a hatása.

Egy másik gyakran említett aggály, hogy mivel a zárt cellás szóróhab páragátló, nem használható meleg, párás éghajlaton, mivel megakadályozza a vízgőz be- és kijutását a szerelvényből.

A zárt cellás szóróhab perm minősítése körülbelül 1.5-3,0 per 25 mm (1 in.) és R-értéke körülbelül 1,05 per 25 mm (6,0 per 1 in.) Ez a kombináció lehetővé teszi a nedvességpára szabályozott áramlását, miközben elválasztja a belső és a külső környezetet. Az eredmény a páralecsapódás jobb szabályozása az épület burkolatán belül, amennyiben elegendő SPF szigetelés van a páralecsapódás megakadályozására. A legtöbb alkalmazásban 12,7-25 mm (0,5-1 in.) SPF elegendő a meleg és vegyes éghajlatú területeken, és 38-63,5 mm (1,5-2,5 in.) szükséges a hidegebb régiókban. Meg kell jegyezni, hogy atipikus körülmények, például szélsőséges környezet és szokatlan konstrukció vagy tervezés esetén higrotermikus modellezési számítások elvégzése ajánlott.

Hibrid szigetelési rendszer, például üvegszálas vagy cellulózszigeteléssel borított zártcellás szóróhab használata esetén nagyobb vastagságú zártcellás habra van szükség a kondenzáció lehetőségének csökkentése érdekében.

A szóróhab használatával kapcsolatos másik kérdés, hogy mi történik, ha az alkalmazó véletlenül nedves faanyagra, különösen nedves vázszerkezetű tagokra szórja a habot. Kutatásokat végeztek az SPF nedves faanyagra történő beépítésével kapcsolatban. Dr. Mark Bomber könyve (Spray Polyurethane Foam in External Envelopes of Buildings) beszámol a témában végzett kutatásokról. Ez a kutatás kimutatta, hogy a zárt cellás hab tipikus építési körülmények között (azaz 28-35 százalékos nedvességtartalmú fakeret fölé beépítve) körülbelül 35 napot vett igénybe a 19 százalékos nedvességtartalom alatti száradás, szemben a hab nélkül 8,5 napos száradással. A jelentés arról is beszámolt, hogy a hab légzáró tulajdonságai megmaradtak.

Ez a cikk azonban nem számolt be annak következményeiről, ha a zárt cellás SPF-et egy állandó hőgradiensű fal hideg oldalára szerelik be. Például szélsőségesen északi éghajlaton vagy hűtőházakban a körülmények következtében a nedvesség folyamatosan az egyik irányba hajtana, ami olyan mértékben lelassítaná a száradást, hogy a fa korhadása bekövetkezhet.

Az SPF-ipar ettől függetlenül nem ajánlja sem a nyitott, sem a zárt cellás hab nedves vagy nedves felületekre történő permetezését, mivel a hab tapadása károsodik. Hasonlóan a festési és bevonati alkalmazásokhoz, a minden típusú SPF-et befogadó aljzatnak viszonylag száraznak kell lennie (pl. a fa nedvességtartalma legfeljebb 18 százalék lehet). Ez könnyen ellenőrizhető nedvességmérővel. A szerelők azonnal tudják, hogy a fa felület nedves-e, mert a folyadék reakcióba lép a nedvességgel, ami színváltozást és gyenge habemelkedést okoz.

Következtetés
Összefoglalva, egy méret nem illik mindenre, amikor eldöntjük, hogy szellőztetett vagy szellőztetés nélküli tetőtér-szerelvényt használjunk. Attól, hogy valami népszerű vagy divatos, még nem biztos, hogy a legjobb választás. A szellőztetésre vagy nem szellőztetésre vonatkozó döntést befolyásoló változók közé tartoznak:

• a külső és belső hőmérséklet és páratartalom;
• a HVAC és a csatornarendszer típusa;
• a várható páraáramlás;
• az építőanyagok;
• az épület típusa;
• a szerkezet kialakítása; és
• az építési előírások.

A tervező számára fontos, hogy mindezeket a tényezőket figyelembe vegye, mielőtt elkészíti a terveket és végleges ajánlást tesz.

Jegyzetek
1 Az ASTM 283 szabvány szerint vizsgált anyagok 75 kPa nyomáson kevesebb mint 2 L/m2 levegőt engednek be. (vissza a tetejére)

Mason Knowles a Mason Knowles Consulting LLC elnöke, aki oktatási/képzési, hibaelhárítási problémás alkalmazások, műszaki szolgáltatások és cikkek, valamint a permethabiparra jellemző előadások biztosítására szakosodott. 42 éves tapasztalattal rendelkezik a porlasztott habiparban vállalkozóként, porlasztott poliuretánhab (SPF) és berendezésgyártóként, valamint kereskedelmi szövetségek vezetőjeként. Knowles vezeti az ASTM porlasztott habtetőkkel foglalkozó albizottságát és az ASTM C 1029, a porlasztott poliuretánhabra vonatkozó előírásokért felelős ASTM munkacsoportot. A Sprayed Polyurethane Foam Association (SPFA) által akkreditált épület- és tetőfedő ellenőr, valamint az SPFA alkalmazóknak és ellenőröknek szóló tanfolyamainak oktatója. Knowles tagja a Nemzetközi Szabványtanácsnak (ICC), az RCI Internationalnek, az Amerikai Szigetelési Vállalkozók Szövetségének (ICAA), az SPFA-nak, az Épületburkolati Technológiai és Környezetvédelmi Tanácsnak (BETEC) és a Tetőfedőipari Bizottság időjárási kérdésekkel foglalkozó bizottságának (RICOWI) hurrikán- és jégeső-vizsgálati csoportjainak. E-mailben a [email protected] címen érhető el.

Az első oldalsáv elolvasásához kattintson ide.

A második oldalsáv elolvasásához kattintson ide.