Omyly při odvětrávání půdních prostor

Stáhnout PDF

Téměř 70 % domů v Jižní Karolíně má půdní základy. Stavíme více základů pro crawl space než kterýkoli jiný stát v zemi. Přesto máme s našimi plíživými prostory stále problémy. Mezi tyto problémy patří plísně a hniloba, zvýšená hladina radonu a problémy s termity a dalšími škůdci. Setkáváme se s kondenzací na potrubí, plísněmi na trámech, poškozením termity a dřevokaznými brouky a pokálenými podlahami z tvrdého dřeva. Naším současným řešením je zvýšení odvětrávání půdních prostor.

Na setkání Affordable Comfort, kterého jsem se nedávno zúčastnil, přednášející z Kanady prohlásil, že odvětrávání půdních prostor na jihovýchodě USA je šílenství. Musím s ním souhlasit. V tomto článku se budu zabývat některými omyly, které spatřuji v naší současné praxi odvětrávání základů v plazivých prostorách, a poskytnu pokyny pro vyšší výkonnost plazivých prostor.

Omyl č. 1 – Pro současné pokyny pro odvětrávání plazivých prostor existuje výzkumný základ.

Údajně odvětráváme plazivé prostory, abychom pomohli kontrolovat vlhkost. Při zpětném procházení historických dokumentů nalezneme několik dokumentů, které pojednávají o odvětrávání plášťů. V roce 1939 vydala laboratoř Forest Products Lab publikaci „Use and Abuse of Wood in House Construction“, která obsahuje: „Nejlepší jsou stíněné větrací otvory o celkové ploše 3 % domu s důkladně izolovanou podlahou… Jeden malý ventilátor v každé stěně je na vlhkém jihu sotva dostačující.“

V roce 1942 obsahuje publikace Federal Housing Administration „Property Standards and Minimum Construction Guidelines“ první požadavek na větrání prostorů se skulinami v normativní literatuře. Vychází z doby předcházející jakémukoli známému výzkumu výkonnosti proplížených prostor. V těchto požadavcích se částečně uvádí: „Zajistěte dostatečný počet větracích otvorů v základových stěnách, aby byla zajištěna celková větrací plocha odpovídající 1/2 procenta uzavřené plochy plus 1/2 čtvereční stopy na každou lineární stopu stěny uzavírající tuto plochu.“

V roce 1948 vydala Agentura pro bydlení a financování domů (HHFA) publikaci „Crawl Spaces: their effect on dwellings“. Tento dokument obsahuje diskusi o některých vyšetřovacích pracích, které provedl Britton na několika obytných komplexech. Britton uvedl, že „když se do stěn crawl space prořízla ventilace v rozsahu 1/1500 plochy budovy, ve spojení s ventilací přibližně 1/500 plochy budovy ve stěnách půdního prostoru a zakrytím půdy crawl space střešní krytinou s minerálním povrchem 55#, byly všechny potíže zjevně odstraněny“. Zajímavou poznámkou k této diskusi bylo, že Britton zkoumal problémy s vlhkostí v podkroví.

Britton připojil poznámku: „Tam, kde jsou podlahy půdních prostor účinným způsobem zakryty 55# minerální povrchovou střešní krytinou v rolích, může být předepsané větrání stěn při řízené výstavbě dobře sníženo až o 90 %.“. HHFA následoval další dokument, ve kterém se uvádí: „Tam, kde je použito dobré zakrytí po celé ploše půdy v proplíženém prostoru, je zapotřebí jen velmi málo větrání.“

Další věcí, kterou vidíme, jsou aktualizované požadavky předpisů. V Minimálních normách pro nemovitosti z roku 1958 se uvádí: „Musí být zajištěny nejméně 4 větrací otvory v základových stěnách, jeden umístěný v blízkosti každého rohu prostoru, s celkovou čistou volnou větrací plochou nejméně 1/150 plochy prostorů bez sklepa, nebo úprava povrchu terénu ve formě parotěsného materiálu… a dále nejméně 2 větrací otvory v základových stěnách s celkovou čistou volnou větrací plochou nejméně 1/1500 plochy prostorů bez sklepa“. Jediný rozdíl mezi tímto předpisem z roku 1958 a předpisem IRC z roku 2000 vidím v tom, že dnes požadujeme minimálně čtyři větrací otvory na úrovni 1/1500 větrací plochy.

Podle mých šetření a šetření Billa Rose z Building Research Council na Illinoiské univerzitě výzkum, který by tato doporučení a předpis podporoval, neexistuje. To, co mohu najít v literatuře, se zdá být omezeno na terénní šetření s několika kroky regulace vlhkosti probíhajícími najednou. Nevidím hodnocení účinnosti jednotlivých kroků. To znamená: Když se přidalo větrání podkroví A větrání základů A zakrytí půdy, problém s vlhkostí podkroví se vyřešil. Tyto dokumenty jistě obsahují dobré informace, ale nemyslím si, že obsahují dostatek informací na podporu našich stávajících stavebních předpisů a požadavků na větrání.

V literatuře navíc nebylo nalezeno nic, co by vědecky podporovalo částečné zakrytí půdy v půdním prostoru.

Blud č. 2 – Dnes stavíme domy stejně jako v době, kdy byly stanoveny současné směrnice pro větrání půdních prostorů.

Mnoho věcí se změnilo v domech, které stavíme dnes, oproti tomu, co jsme stavěli ve 30.-50. letech minulého století. Často stavíme na vlhčích pozemcích (protože mnoho z těch vysoce suchých už neexistuje.) Také stavíme domy hlouběji do země. (Nedokážu spočítat, kolikrát jsem se plazil DOLŮ do půdy.) Stavíme menší přesahy bez okapů a svodů a někdy nesvahujeme pozemek od základů.

Nejvýznamnější změnou, kterou jsme za posledních 50 let udělali, je podle mého názoru klimatizace. V mnoha částech země běžně vytváříme v našich domech uměle nižší teploty. Nyní snadno vytváříme teploty, které se blíží teplotě rosného bodu okolního vzduchu nebo jsou dokonce nižší. Dochází ke kondenzaci na površích, na kterých nikdy předtím ke kondenzaci nedocházelo. Klimatizace narušila rovnováhu, kterou jsme dříve zažívali a kterou jsme používali při vytváření předpisů pro větrání.

Blud č. 3 – Požadavky na větrací plochu 1/150 nebo 1/1500 něco znamenají.

Pomocí testovacího zařízení podle normy ASHRAE 51-1985 jsem měřil průtok vzduchu základovými větracími otvory v rozsahu od 24 čtverečních palců čisté volné plochy (NFA) do 75 čtverečních palců NFA. Velký ventilační otvor NFA měl větší průtok při daném tlaku, ale průtok byl přibližně 1,75krát větší než u malého ventilačního otvoru, nikoliv 3krát větší, jak by se dalo očekávat z rozdílu velikostí. Automatický ventilátor 65 NFA má průtok vzduchu mnohem bližší ventilátoru 24 než ventilátoru 75. (K tomu dochází kvůli přídavnému sítku na vnitřní straně průduchu, které se nepoužívá při výpočtu NFA pro průduch, ale omezuje průtok vzduchu.) Proto se zdá, že skutečný průtok vzduchu dosažený při splnění požadavku 1/150 závisí na NFA každého větracího otvoru i na celkové souhrnné větrací ploše. Ekvivalentní čistá volná plocha tvořená menšími větracími otvory s NFA zajistí větší průtok vzduchu než menší počet velkých větracích otvorů s NFA.

Dále jsem pomocí stejných větracích otvorů odhadl výměnu vzduchu za hodinu ve 3 metry vysokém půdním prostoru domu o rozloze 1500 čtverečních stop. Při poměru 1/150 bychom potřebovali 60 z 24 větracích otvorů NFA. Těchto 60 větracích otvorů by poskytlo rychlost výměny vzduchu přibližně 6,4 výměny vzduchu za hodinu (ACH). Naproti tomu větší větrací otvor 75 NFA by vyžadoval pouze 20 větracích otvorů a zajistil by pouze 3,4 ACH. Relativně velký termostatem řízený průduch 65 NFA by při dodržení poměru 1/150 poskytl pouze 2,6 ACH.

Pokud bychom přidali kompletní zakrytí půdy, jak předpis umožňuje, mohli bychom snížit požadavek na větrání na 1/1500. Počet požadovaných větracích otvorů klesne na šest u malých větracích otvorů o ploše 24 m2 a čtyři u ostatních větracích otvorů. Tím klesne rychlost výměny vzduchu na 0,64 ACH pro větrací otvory o velikosti 24 NFA, 0,45 ACH pro automatické větrací otvory a 0,70 pro velké větrací otvory o velikosti 75 NFA.

Toto šetření ukázalo, že stanovení NFA pro větrání prostorů se nezdá udávat množství větrání, ke kterému může nebo bude docházet v prostoru. Použití menších větracích otvorů NFA zajistí větší větrání než při použití větších větracích otvorů NFA. Termostaticky řízené větrací otvory nezajišťují průtok odpovídající podobně velkému ručně ovládanému větracímu otvoru.

Blud č. 4 – Odvětrání sníží úroveň vlhkosti v prolezlém prostoru.

Ve skutečnosti pomůže odvětrání snížit úroveň vlhkosti v prolezlém prostoru pouze tehdy, když je venkovní vzduch sušší než vzduch v prolezlém prostoru nebo když se do prolezlého prostoru dostane dostatečně teplý venkovní vzduch a ohřeje jej. Venkovní vzduch v létě může ve skutečnosti obsahovat více vlhkosti než vzduch v prostoru prolézaček a může situaci zhoršit, nikoliv zlepšit. V zimě větrání pomůže vysušit prostor, někdy až do škodlivého extrému.

Z psychrometrického hlediska funguje větrání prostoru k odstranění vlhkosti, pokud je venkovní vzduch sušší než vzduch v prostoru. „Suchší“ neznamená nižší relativní vlhkost, ale spíše nižší absolutní vlhkost. Relativní vlhkost je poměr množství vlhkosti ve vzduchu vzhledem k množství, které je vzduch schopen pojmout při dané teplotě. Absolutní vlhkost je množství vlhkosti v určitém množství vzduchu. Vzduch o teplotě 85 °C a relativní vlhkosti 60 % má stejnou absolutní vlhkost jako vzduch o teplotě 70 °C a relativní vlhkosti 100 %. Odvětrání prostoru s teplotou 70 °C/100 % relativní vlhkosti vzduchem s teplotou 85 °C/60 % relativní vlhkosti tedy vlhkost neodstraní.

Teplota rosného bodu je teplota, při které dochází ke kondenzaci vlhkosti při ochlazování vzduchu. Při teplotě rosného bodu je vzduch nasycený a jakékoli další ochlazování vede ke kondenzaci. Ve výše uvedeném příkladu mají jak vzduch ze sklepních prostor o relativní vlhkosti 70 F/100 %, tak venkovní vzduch o relativní vlhkosti 85 F/60 % stejnou teplotu rosného bodu, a to 70 F. Pokud vyvětráme prostor se vzduchem, který má vyšší teplotu rosného bodu než vzduch v prostoru, budeme ve skutečnosti vlhkost do prostoru spíše přidávat, než ji odstraňovat.

Zde v Jižní Karolíně máme často teplotu rosného bodu venkovního vzduchu kolem 75F. Díky klimatizaci, chladné půdě a studeným potrubím v našich prostorách je teplota rosného bodu v našich prostorách často nižší než 75F. Když je odvětráváme, máme problémy s kondenzací. Podlahy kvůli nadměrné vlhkosti hnijí, plesniví nebo bobtnají. Potrubí se potí a nasycuje vodou. Energetické ztráty potrubí se značně zvyšují, protože izolace není izolací, když je vlhká.

Naše odvětví hypoték, kontroly škůdců a inspekce domů označují vlhkost dřeva v prostorách s průlezkami nad 20 % za potenciální problém. Při tomto obsahu vlhkosti dřeva údajně může docházet k růstu plísní. Já se setkávám s bezproblémovými plíživými prostory s vlhkostí dřeva 16 %. Vlhkost dřeva 16 % se vztahuje ke vzduchu s relativní vlhkostí přibližně 80 %. Teplota rosného bodu ve sklepních prostorách při 75F/80% relativní vlhkosti je asi 68F. Proč bych měl proboha větrat tento prostor vzduchem, který má teplotu rosného bodu blízkou 75F? Výsledkem bude kondenzace vlhkosti na všech chladných plochách ve sklepních prostorách.

Podlahy z tvrdého dřeva nad sklepními prostory mají v létě často problémy s praskáním. Dřevo se při navlhnutí rozpíná. Typický scénář, se kterým se setkávám, je ten, že klimatizace udržuje vlhkost v obytném prostoru nižší než vlhkost v prostorách, kde se nachází crawl space. To má za následek nerovnoměrnou vlhkost na horním a dolním povrchu dřeva. Spodní, vlhčí povrch se rozpíná a způsobuje, že se prkna hrnou.

Obvyklým řešením je přidání ventilace do prostoru pro plazení, aby se snížila úroveň vlhkosti. Hádejte, co se stane v zimě? Desky se vyklenou opačným směrem. Nyní je náš půdní prostor odvětráván relativně suchým vzduchem tak, že věci v půdním prostoru skutečně vysychají. (Když vzduch ohříváte, jeho relativní vlhkost klesá.) Čím více větrání přidáme, abychom vyléčili letní baňkování, tím horší je opačné zimní baňkování. Hladinu vlhkosti dřeva tříštíme z jednoho extrému do druhého. V domě dochází i k dalším pohybům dřeva souvisejícím s vlhkostí, jako je bobtnání a smršťování dveří.

Blud č. 5 – Odvětrání půdního prostoru není energetický problém.

Proč bychom měli z energetického hlediska odvětrávat půdní prostor? V zimě je v neklimatizovaném půdním prostoru tepleji než venku. Přivádění dalšího studeného vzduchu zvenčí povede pouze k tomu, že bude v plíživém prostoru chladněji a zvýší se tepelné ztráty. Ve skutečnosti často instalujeme automatické větrací otvory, které se v zimě zavírají právě z tohoto důvodu. Opačná situace nastává v létě: teplý venkovní vzduch přidá teplo do půdního prostoru a zvýší chladicí zátěž. Vzhledem k tomu, že tak často instalujeme potrubí v prostorách, kde se nacházíme, zvyšuje odvětrávání energetické ztráty z potrubí. Letní kondenzace v izolaci potrubí může snadno zdvojnásobit energetické ztráty z potrubí.

Blud č. 6 – Zvýšení větrání půdního prostoru je schůdný postup pro zmírnění půdních plynů

Potenciálním řešením pro řešení zvýšené hladiny radonu v konstrukcích půdního prostoru je zvýšení míry větrání půdního prostoru. Obecným pravidlem je zdvojnásobení míry větrání pro snížení úrovně radonu na polovinu. Moje první otázka zní: jaká je současná míra větrání? Běžnou strategií pro zmírnění dopadů je přidání poháněného ventilátoru, který mechanicky zvýší míru větrání. Pokud bychom předpokládali, že větraný půdní prostor o velikosti 1/150 používá větrací otvory o velikosti 24 čtverečních palců a konstantní vítr o rychlosti 1 MPH, potřebovali bychom ventilátor, který by zajistil více než 6 výměn vzduchu za hodinu. To je 6*4500/60 = 450 CFM, jen aby se snížila úroveň radonu o 50 %. Proč ale zvyšovat míru větrání v prostorách s půdním plynem, aby se vyřešil problém s půdním plynem, když zvýšení větrání může způsobit tolik dalších potenciálních problémů a výdajů?

Shrnutí:

Blud č. 1 – existuje výzkumný podklad pro současné směrnice pro větrání prostor s půdním plynem, když ve skutečnosti zřejmě neexistuje.

Fallacy #2 – dnes stavíme domy stejně jako v době, kdy byly vytvořeny dnešní směrnice pro větrání prostorů, zatímco ve skutečnosti se naše dnešní domy drasticky liší.

Fallacy #3 – celková čistá volná plocha zajistí dostatečné větrání, zatímco ve skutečnosti se skutečná měření průtoku malých NFA versus velkých NFA větracích otvorů instalovaných na stejný poměr NFA drasticky liší.

Fallacy #4 – větrání sníží úroveň vlhkosti v prostorách. Odvětrávání pomůže snížit úroveň vlhkosti v prostorách se skříní pouze tehdy, když je venkovní vzduch sušší než vzduch v prostorách se skříní, nebo když se do prostor se skříní dostane dostatečně teplý venkovní vzduch a ohřeje je. Venkovní vzduch v létě může ve skutečnosti obsahovat více vlhkosti než vzduch ve sklepě a může situaci zhoršit, nikoliv zlepšit. V zimě větrání pomůže vysušit prostor, někdy až do škodlivého extrému.

Blud č. 5 – Větrání prostoru není energetickým problémem, i když ve skutečnosti může zvýšit jak vytápěcí, tak chladicí zátěž.

Blud č. 6 – Zvýšení větrání prostoru je schůdným postupem ke snížení emisí půdních plynů. Větrání za účelem snížení půdních plynů (radon, vlhkost atd.) má tolik neodmyslitelných problémů, které jsou popsány v tomto článku, že podle mého názoru nestojí za vynaložené náklady ani odpovědnost.

Odvětrání půdního prostoru

Jelikož je vlhkost v půdním prostoru takovým problémem, je řešení problémů s vlhkostí první prioritou při uzavírání půdního prostoru. Vodu z exteriéru je třeba odvést od základů správným odstupňováním pozemku a správným řešením odtoku vody ze střechy. Půda v prolezlém prostoru by měla být kompletně pokryta parotěsnou zábranou. Kapilární pohyb vlhkosti by měl být omezen buď pomocí kapilárních přestávek pod pilíři a základovými zdmi, nebo zakrytím základových zdí a pilířů parotěsnou zábranou. Základové stěny mohou být izolovány spíše než podlahy nad půdními prostory, čímž se zlepší tepelné vlastnosti. V některých případech bude nutné do prostoru s půdou přidat odvlhčovač, a to z důvodu složitosti konstrukcí domů a souvisejících psychrometrických parametrů. Konkrétní podrobnosti pro utěsněný proplížený prostor naleznete na naší stránce se specifikacemi utěsněných proplížených prostor.

V dobrém proplíženém prostoru s dobrou regulací vlhkosti v základech a jejich okolí nebudou problémy s vlhkostí existovat. Úroveň vlhkosti v interiéru bude stabilnější. Podlahy z tvrdého dřeva a další dřevo v interiéru budou stabilnější a méně náchylné ke smršťování a kroucení. Náklady na energie budou nižší a bude eliminována kondenzace v potrubí.

ASHRAE. 2001. 2001 ASHRAE Handbook Fundamentals, str. 6.4 6.9, Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc.

Boercker, F., 1984, „Technical Review of a Residential Conservation Service Measure: Insulation of Crawl Spaces“, ORNL, Oak Ridge Tenn 37830

BRAB. 1962, „Ground Cover of Crawl Spaces“, Report No. 15A to the Federal Housing Administration, Publication no. 998, Building Research Advisory Board, National Academy of Sciences-National Research Council, Washington, DC.

Britton, R.R. 1948. „Crawl Spaces“, HHFA Technical Bulletin č. 2, leden 1948. Washington, DC.

DeWitt, C. A., 1991, „Calibration of Foundation Vent Flow Rates“, Zpráva pro Clemson University Housing Institute, Clemson, SC.

DeWitt, C. A., 1993, „Ventilation of Crawl Spaces in a Warm, Humid Climate“, Dissertation, Clemson University, Clemson, SC.

ICBO. (1998). Mezinárodní předpis pro obytné domy pro jednu a dvě rodiny. Falls Church, VA: The International Code Council, Inc.

Small Homes Council. 1980. „F4.4 Crawl Space Houses“, svazek 4, č. 2. University of Illinois. Champaign, IL.

Verrall, A.F. a Amburgey, T.L. 1975. Prevention and Control of Decay in Homes, USDA Forest Service, and Department of Housing and Urban Development, US Government Printing Office, 001 0