Vodní pára a její kondenzace v konstrukcích
Vodní pára a její kondenzace v konstrukcích je pro laiky velmi obtížně pochopitelné téma. Bohužel k němu nemají dostatečně odborný přístup ani stavebně vzdělaní lidé, přitom však může způsobovat, a také velmi často způsobuje, velké škody na stavbách a proto je nutné se tomuto tématu intenzivně věnovat.
Zdroje vodní páry
Vodní pára v budovách vzniká při mnoha činnostech. Za hlavní zdroje vlhkosti v bytech lze považovat respiraci (dýchání živých organismů - lidí, zvířat...), odpařování z rostlin, odpařování z vlhkých povrchů (mytí, vytírání...), pára vznikající při lidské činnosti (vaření, sprchování...), ale také třeba chemické procesy odehrávající se v bytě, především hoření zemního plynu při vaření.
Vlhkost vzduchu se zpravidla vyjadřuje v relativní vlhkosti, to je procento vlhkosti ve vzduchu, kde 100% představuje vlhkost vzduchu, kdy je vzduch nasycen vodní párou, kdy již nemůže docházet k jejímu zvyšování (každé zvýšení vlhkosti má za následek kondenzaci vodní páry do kapalného stavu). Tato relativní vlhkost vzduchu je pochopitelně závislá na jeho teplotě - čím je teplota vzduchu větší, tím více vodní páry může obsahovat. Nebo obráceně: zvýšením teploty vzduchu při stejném obsahu vodní páry v něm dochází ke snižování relativní vlhkosti vzduchu. O tomto se můžeme přesvědčit například v podzimních ránech, kdy s poklesem teploty vzduchu dojde ke zvýšení relativní vlhkosti na 100% a začne docházet ke kondenzaci vodní páry do formy malých kapiček - tvoří se mlha.
Obsah vodní páry ve vzduchu
Relativní vlhkost vzduchu závisí na jeho teplotě a na množství vodní páry v něm obsažené. Níže je uvedena tabulka pro normovou teplotu a vlhkost vzduchu v exteriéru (-15°C a 84%) a pro normovou teplotu v interiéru a různé relativní vlhkosti vzduchu. V této tabulce vybraných vlastností vzduchu jsou uvedeny přibližné vlastnosti vzduchu a teploty, kdy hrozí kondenzace a růst plísní. Je patrné, že pokud je vzduch suchý, tak i při velmi nízkých teplotách nedochází ke kondenzaci vodní páry či riziku růstu plísní (např. hodnoty uvedené v řádcích 2 až 5). Naopak i vzduch s velkou relativní vlhkostí a nízkou teplotou má velmi malý obsah vodní páry (viz řádek 1).
| teplota vzduchu | relativní vlhkost vzduchu | tlak vodní páry | obsah vodní páry | teplota vzduchu, při které dochází ke kondenzaci | teplota vzduchu, při které dochází k riziku vzniku plísní | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| [°C] | [%] | [Pa] | [g/m3] | [°C] | [°C] | |
| 1 | -15 | 84 | 139 | 0,87 | -16,9 | |
| 2 | 20 | 25 | 584 | 4,33 | -0,5 | 2,5 |
| 3 | 20 | 30 | 701 | 5,19 | 1,9 | 5,1 |
| 4 | 20 | 35 | 818 | 6,06 | 4,1 | 8,6 |
| 5 | 20 | 40 | 935 | 6,92 | 6,0 | 7,9 |
| 6 | 20 | 45 | 1052 | 7,79 | 7,7 | 11,0 |
| 7 | 20 | 50 | 1169 | 8,65 | 9,3 | 12,6 |
| 8 | 20 | 55 | 1285 | 9,52 | 10,7 | 14,1 |
| 9 | 20 | 60 | 1402 | 10,38 | 12,0 | 15,4 |
| 10 | 20 | 65 | 1519 | 11,25 | 13,2 | 16,7 |
| 11 | 20 | 70 | 1636 | 12,11 | 14,4 | 17,9 |
| 12 | 20 | 75 | 1753 | 12,98 | 15,4 | 19,0 |
| 13 | 20 | 80 | 1870 | 13,84 | 16,5 | 20 |
| 14 | 20 | 85 | 1986 | 14,71 | 17,4 | |
| 15 | 20 | 90 | 2103 | 15,57 | 18,3 | |
| 16 | 20 | 95 | 2220 | 16,44 | 19,2 | |
| 17 | 20 | 100 | 2337 | 17,30 | 20 |
Tabulka vybraných vlastností vzduchu
Jaké závěry z tohoto lze učinit?
- pokud intenzivně větráme, budeme mít vzduch v místnostech suchý
- u suchého vzduchu nehrozí riziko kondenzace vodní páry
- u suchého vzduchu nehrozí riziko vzniku plísní na povrchu konstrukcí
- vodní pára se rozdílem tlaků vodních par mezi dvěma prostory snaží protlačit skrz konstrukci (rozdíl tlaků venkovního vlhkého vzduchu v zimě (ř. 1) a běžného prostředí v místnosti (ř.7) je 1 030 Pa)
Jaké jsou praktické důsledky těchto závěrů?
ad 1.
Naopak také platí, že pokud omezíme větrání, vzduch v místnosti bude mít více vodní páry - bude vlhčí. Omezování větrání se děje neustále. Původně byly v bytech lokální topidla (kamna) na pevná paliva. Ta pro hoření potřebovala velký přísun čerstvého vzduchu, který po spálení byl odvětrán komínem. Větrání bytů bylo velmi intenzivní. Odstraněním lokálních topidel došlo k výraznému zvýšení relativní vlhkosti vzduchu v místnostech se všemi důsledky. Nejmarkantnějším důsledkem je pak hniloba nosných dřevěných prvků, zejména uhnívání zhlaví stropních trámů.
Dalším významným zásahem do větrání je instalace silikonového těsnění do oken a ještě větším zásahem pak je výměna dřevěných zdvojených oken za plastová. Dřevěná zdvojená okna (také zvaná šroubovaná, paneláková) totiž nejen že netěsní mezi rámem a křídlem okna, ale i mezi rámem a okolní zdí. Zde se používal jako těsnění skelný provazec, který postupem doby degradoval a v podstatě vůbec nebyl funkční. Výměnou oken (někdy postačí i pouhé zateplení fasády, při kterém se utěsní spára mezi oknem a zdivem) se výrazně omezí větrání a tím se mohou na studených površích začít objevovat plísně. Pokud tedy není zateplení provedeno důsledně na všech konstrukcích, může dojít vlivem utěsnění spár ke zvýšení relativní vlhkosti v bytě a následné kondenzaci na tepelně neizolovaných místech. Průvodním jevem jsou pak plísně.
ad 2.
Při suchém vzduchu (obvykle vlivem intenzivního větrání) nehrozí vznik plísní. Proto starší domy s netěsnými okny těmito neduhy netrpívají. Těsnost konstrukce však snižuje intenzitu větrání, což má za důsledek vlhčí vzduch v interiéru a velmi časté problémy s kondenzací vodní páry.
ad 4.
Vodní pára se snaží velkým rozdílem tlaků proniknout konstrukcí. Pokud jí pronikne velké množství, může začít kondenzovat v konstrukci. Pokud nestačí v letním období vysychat, začne se v konstrukci hromadit a může způsobovat vážné problémy. Tyto problémy mohou vést až k destrukci domu, zejména pokud se jedná o dřevostavbu. Může však dojít i k lokálnímu nasycení konstrukce a následnému růstu mikroorganismů. Proto je nutné na vnitřní stranu konstrukce dávat takové materiály, které pronikání vodní páry zabrání a naopak na vnější povrch konstrukce materiály s velkou tepelně izolační schopností a velkou prostupností pro vodní páru. To se týká nejen zateplování podkroví, ale také například polyuretanové pěny okolo okenních otvorů.
A na závěr
Pro zdraví člověka je vhodná relativní vlhkost vzduchu 50 až 60%, ovšem bez spórů plísní. Proto je nutné přiměřeně, nikoliv nadměrně, větrat. Je také nutné mít dostatečné tepelné izolace tak, aby všechny povrchy konstrukcí i v rozích, kde neproudí vzduch a v místech, kde jsou tepelné mosty či tepelné vazby, měly větší povrchovou teplotu, než je teplota kritická, při které hrozí růst plísní.