A kúszóterek szellőztetésének tévedései

Download PDF

A dél-karolinai házak közel 70%-a kúszóteres alapozású. Több kúszóteres alapozást építünk, mint bármely más államban az országban. Mégis továbbra is problémáink vannak a kúszóterekkel. Ezek a problémák közé tartozik a penész és a rothadás, az emelkedett radonszint, valamint a termeszek és más kártevők okozta problémák. Látunk kondenzációt a csatornarendszereken, penészedést a gerendákon, termeszek és fúróbogarak okozta károkat, valamint kilyukadt keményfa padlókat. A jelenlegi megoldásunk a kúszóterek szellőztetésének növelése.

Az Affordable Comfort találkozón, amelyen nemrégiben részt vettem, egy kanadai előadó azt mondta, hogy a kúszóterek szellőztetése az USA délkeleti részén őrültség. Egyet kell értenem. Ebben az írásban megvitatok néhány tévedést, amelyet a kúszóterek szellőztetésének jelenlegi gyakorlatával kapcsolatban látok, és iránymutatásokat adok a nagyobb teljesítményű kúszóterek kialakításához.

1. tévedés – A jelenlegi kúszóterek szellőztetésére vonatkozó iránymutatások kutatási alapokon nyugszanak.

Vélhetően azért szellőztetjük a kúszótereket, hogy segítsük a nedvesség szabályozását. Ha visszanézzük a történelmi dokumentumokat, számos olyan dokumentumot találunk, amely a kúszóterek szellőztetését tárgyalja. 1939-ben a Forest Products Lab kiadta a “Use and Abuse of Wood in House Construction” (A fa használata és visszaélése a házépítésben) című dokumentumot, amely a következőket tartalmazza: “A ház összesen 3 százalékát kitevő szellőzőnyílások a legjobbak, alaposan szigetelt padlóval… Egy kis szellőző minden falban aligha elég a nedves délen.”

1942-ben a Federal Housing Administration “Property Standards and Minimum Construction Guidelines” (Ingatlanszabványok és minimális építési irányelvek) című kiadványa tartalmazta a szabályozási irodalomban az első követelményt a kúszóterek szellőztetésére vonatkozóan. Ez megelőzte a kúszóterek teljesítményére vonatkozó minden ismert kutatást. Ezek a követelmények részben kimondják: “Biztosítson elegendő számú alapfal szellőzőnyílást, hogy a zárt terület 1/2 százalékának megfelelő teljes szellőzőterületet biztosítson, plusz 1/2 négyzetlábat az adott területet körülvevő fal minden egyes folyóméterére.”

1948-ban a Housing and Home Finance Agency (HHFA) közzétette a “Crawl Spaces: their effect on dwellings” című dokumentumot. Ez a dokumentum a Britton által több lakótelepen végzett néhány vizsgálati munka tárgyalását tartalmazza. Britton szerint “amikor az épület területének 1/1500-ának megfelelő mértékű szellőzést vágtak a kúszótér falaiba, az épület területének körülbelül 1/500-ának megfelelő mértékű szellőzéssel együtt a padlástér falaiban és a kúszótér talajának 55# ásványi felületű tetőfedéssel való lefedésével együtt, minden baj nyilvánvalóan megszűnt”. Érdekes megjegyzés ezzel az értekezéssel kapcsolatban, hogy Britton a padlás nedvességproblémáit vizsgálta.”

Britton a következő megjegyzést tette hozzá: “Amennyiben a kúszótér padlóját 55#-os ásványi felületű tekercses tetőfedéssel hatékonyan fedik, az előírt falszellőztetés ellenőrzött építés esetén akár 90%-kal is csökkenthető”. A HHFA ezt egy másik dokumentummal követte, amely szerint “Ahol a kúszótérben a talaj teljes felületén jó fedést alkalmaznak, ott nagyon kevés szellőzésre van szükség.”

A következő dolog, amit látunk, a frissített szabályzati követelmények. Az 1958-as Minimum Property Standards szerint “Legalább 4 alapfal-szellőzőt kell biztosítani, egyet a tér minden sarkához közel, amelyek összesített nettó szabad szellőzőfelülete nem kevesebb, mint a pince nélküli terek területének 1/150-e, vagy a talajfelület párazáró anyag formájában történő kezelése… plusz legalább 2 alapfal-szellőzőt, amelyek összesített nettó szabad szellőzőfelülete nem kevesebb, mint a pince nélküli tér területének 1/1500-a.”. Az egyetlen különbség, amit én látok az 1958-as és a 2000-es IRC-szabályzat között, hogy ma már legalább négy szellőzőnyílást írunk elő az 1/1500-as szellőzési szinten.

Az én és Bill Rose, az Illinois-i Egyetem Épületkutatási Tanácsának munkatársa által végzett vizsgálatok alapján nem létezik olyan kutatás, amely alátámasztaná ezeket az ajánlásokat és a szabályzatot. Amit a szakirodalomban találok, az úgy tűnik, hogy egy helyszíni vizsgálatra korlátozódik, ahol egyszerre több nedvességszabályozási lépés történik. Nem látom az egyes lépések hatékonyságának értékelését. Azaz: Amikor a padlásszellőztetést ÉS az alapítvány szellőztetését ÉS egy talajburkolatot adtak hozzá, a padlás nedvességprobléma megoldódott. Ezek a tanulmányok kétségtelenül jó információkat tartalmaznak, de nem hiszem, hogy elegendő információt tartalmaznak ahhoz, hogy alátámasszák a jelenlegi építési szabályainkat és szellőztetési követelményeinket.

A szakirodalomban továbbá semmi olyat nem találtam, ami tudományosan alátámasztaná a kúszóterek talajának részleges lefedését.

Tévhit #2 – Ma ugyanolyan házakat építünk, mint amikor a jelenlegi kúszóterek szellőztetési irányelveit megalkották.

A mai házakban sok minden megváltozott az 1930-as-1950-es években építettekhez képest. Gyakran építünk nedvesebb telkekre (mert a magas és száraz telkek közül sok eltűnt.) A házakat is mélyebbre építjük a földbe. (Megszámolni sem tudom, hányszor kúsztam lefelé egy kúszótérbe.) Kisebb túlnyúlásokat építünk ereszcsatorna és ereszcsatorna nélkül, és néha nem ferdítjük el a földet az alaptól.

A legjelentősebb változás, amit az elmúlt 50 évben tettünk, véleményem szerint a légkondicionálás. Az ország számos részén bevett gyakorlat, hogy mesterségesen hűvösebb hőmérsékletet teremtünk otthonainkban. Ma már könnyedén olyan hőmérsékletet hozunk létre, amely a környező levegő harmatponti hőmérséklete közelében vagy akár az alatt van. Kondenzáció keletkezik olyan felületeken, amelyeken korábban soha nem volt kondenzáció. A légkondicionálás felborította azt az egyensúlyt, amelyet korábban tapasztaltunk, és azt az egyensúlyt, amelyet a szellőzési előírások megalkotásakor használtunk.

3. tévhit – Az 1/150 vagy 1/1500 szellőzési területre vonatkozó követelmények jelentenek valamit.

Az ASHRAE 51-1985 szabvány szerinti légáramlási tesztberendezéssel megmértem a 24 négyzetcentiméter nettó szabad területű (NFA) és 75 négyzetcentiméter NFA közötti alap szellőzőnyílásokon átáramló levegő mennyiségét. A nagy NFA szellőzőnek nagyobb volt az áramlása egy adott nyomáson, de az áramlás körülbelül 1,75-szöröse volt a kis szellőzőénél, nem pedig 3-szorosa, ahogy az a méretkülönbségből várható lenne. A 65 NFA automata szellőzőnyílás légáramlása sokkal közelebb van a 24-es szellőzőnyíláshoz, mint a 75-öshöz. (Ez a szellőző belsejében lévő kiegészítő szűrő miatt következik be, amelyet nem használnak fel a szellőző NFA-értékének kiszámításakor, de korlátozza a levegő áramlását). Ezért úgy tűnik, hogy az 1/150 követelmény teljesítése során elért tényleges légáramlás az egyes szellőzők NFA-jától, valamint a teljes összesített szellőzőfelülettől függ. Egy kisebb NFA-jú szellőzőnyílásokból álló egyenértékű nettó szabad terület nagyobb légáramlást biztosít, mint kevesebb nagy NFA-jú szellőzőnyílás.

A következőkben megbecsültem az óránkénti légcserét egy 1500 négyzetméteres ház 3 láb magas kúszóterében ugyanezen szellőzőnyílások használatával. 1/150-nél a 24 NFA-szellőzőnyílásból 60-ra lenne szükségünk. A 60 szellőzőnyílás körülbelül 6,4 légcserét eredményezne óránként (ACH). Ezzel szemben a nagyobb, 75 NFA szellőzőnyílással csak 20 szellőzőnyílásra lenne szükség, és csak 3,4 ACH-t biztosítana. A viszonylag nagy, 65 NFA termosztatikusan szabályozott szellőzőnyílás csak 2,6 ACH-t biztosítana, ha az 1/150 arányt betartanánk.

Ha a szabályzat által megengedett teljes talajburkolatot adnánk hozzá, akkor a szellőzési követelményt 1/1500-ra tudnánk csökkenteni. A szükséges szellőzők száma hatra csökken a kis 24 négyzetcentiméteres szellőzők esetében, és négyre a többi szellőzőnél. Ezáltal a légcsere mértéke 0,64 ACH-ra csökken a 24 NFA szellőzők esetében, 0,45 ACH-ra az automatikus szellőzőnél és 0,70-re a nagy, 75 NFA szellőzőnél.

Ez a vizsgálat azt mutatta, hogy az NFA megadása a kúszóhelyiségek szellőztetésére nem jelzi a kúszóhelyiségben lehetséges vagy várható szellőzés mértékét. A kisebb NFA szellőzők használata több szellőzést biztosít, mint a nagyobb NFA szellőzők használata. A termosztatikusan vezérelt szellőzők nem biztosítják a hasonló méretű, kézzel működtetett szellőzőnek megfelelő áramlást.

Tévhit #4 – A szellőztetés csökkenti a kúszóhelyiség nedvességtartalmát.

A valóságban a szellőztetés csak akkor segít csökkenteni a kúszóhelyiség nedvességtartalmát, ha a külső levegő szárazabb, mint a kúszóhelyiség levegője, vagy ha elég meleg külső levegő jut be és melegíti fel a kúszóhelyiséget. A nyári külső levegő valójában több nedvességet tartalmazhat, mint a kúszóhelyiség levegője, és a helyzetet ronthatja, nem pedig javíthatja. Télen a szellőztetés segít kiszárítani a kúszóteret, néha a káros szélsőségekig.

Pszichrometriai szempontból a nedvesség eltávolítására szolgáló szellőztetés akkor működik, ha a külső levegő szárazabb, mint a kúszóhely levegője. A “szárazabb” nem alacsonyabb relatív páratartalmat jelent, hanem alacsonyabb abszolút páratartalmat. A relatív páratartalom a levegőben lévő nedvesség mennyiségének aránya ahhoz a mennyiséghez képest, amelyet a levegő az adott hőmérsékleten képes megtartani. Az abszolút páratartalom a nedvesség mennyisége egy levegőmennyiségben. A 85 fokos és 60% relatív páratartalmú levegő abszolút páratartalma megegyezik a 70 fokos és 100% relatív páratartalmú levegőével. Tehát egy 70F/100% RH hőmérsékletű kúszótér szellőztetése 85F/60% RH levegővel nem távolítja el a nedvességet.

A harmatponti hőmérséklet az a hőmérséklet, amelyen a levegő lehűlésekor kondenzáció képződik. A harmatponti hőmérsékleten a levegő telített, és minden további hűtés kondenzációt eredményez. A fenti példában mind a 70F/100% relatív relatív páratartalmú levegőnek, mind a 85F/60%-os külső levegőnek ugyanaz a harmatponti hőmérséklete: 70F. Ha olyan levegővel szellőztetünk, amelynek harmatponti hőmérséklete magasabb, mint a kúszóhelyiség levegőjének, akkor valójában nedvességet juttatunk a kúszóhelyiségbe, ahelyett, hogy eltávolítanánk azt.

Ez itt Dél-Karolinában gyakran előfordul, hogy a külső levegő harmatponti hőmérséklete 75F körül van. A klímaberendezésekkel, a hűvös talajokkal és a hideg csatornarendszerrel a kúszóterekben a harmatpont-hőmérséklet a kúszóterekben gyakran 75F alatt van. Amikor szellőztetjük őket, kondenzációs problémák lépnek fel. A padlók rothadnak, penészednek vagy megduzzadnak a felesleges nedvesség miatt. A csatornarendszer izzad és vízzel telítődik. A csatornák energiavesztesége jelentősen megnő, mert a szigetelés nem szigetel, ha nedves.

A jelzáloghitelezés, a kártevőirtás és a lakásfelügyelet a 20% feletti nedvességtartalmú faanyagot potenciális problémaként jelöli. Ennél a fa nedvességtartalomnál a penész állítólag elszaporodhat. Én 16%-os fa nedvességtartalmú, problémamentes kúszótereket látok. A 16%-os fa nedvességtartalom körülbelül 80%-os relatív páratartalmú levegőre vonatkozik. A kúszóhelyiség harmatponti hőmérséklete 75F/80% RH mellett körülbelül 68F. Mi a fenéért akarnék olyan levegővel szellőztetni, amelynek harmatponti hőmérséklete közel 75F? Az eredmény kondenzáció lesz a kúszóhelyiség összes hűvös felületén.

A kúszóhelyiségek feletti parkettáknál nyáron gyakran jelentkezik a kúszóhelyiségek felszínének cserepesedése. A fa nedvesség hatására kitágul. A tipikus forgatókönyv, amit látok, hogy a légkondicionálás alacsonyabb szinten tartja a lakótér nedvességét, mint a kúszótér nedvességét. Ez egyenlőtlen nedvességszintet eredményez a fa felső és alsó felületén. Az alsó, nedvesebb felület kitágul, és a deszkák cserepesednek.

Egy gyakori megoldás, hogy szellőztetni kell a kúszóteret, hogy csökkentsük a nedvességszintet. Találja ki, mi történik télen? A deszkák pont az ellenkező irányba kuporodnak. Most a kúszóhelyiségünk viszonylag száraz levegővel szellőzik, így a kúszóhelyiségben lévő dolgok valóban kiszáradnak. (Ahogy melegítjük a levegőt, a relatív páratartalma csökken.) Minél több szellőzést adunk hozzá a nyári kupakosodás gyógyítására, annál rosszabb lesz a fordított téli kupakosodás. A fa nedvességtartalmát az egyik végletből a másikba csapjuk. A nedvességgel kapcsolatos egyéb fa mozgások, például az ajtók duzzadása és zsugorodása is megtörténik a házban.

5. tévhit – A kúszóhelyiség szellőztetése nem energetikai kérdés.

Energetikai szempontból miért akarnánk szellőztetni a kúszóhelyiséget? Télen egy nem klimatizált mászókamra melegebb, mint a külső tér. Ha további hideg külső levegőt hozunk be, az csak hidegebbé teszi a kúszóteret, és növeli a hőveszteséget. Valójában gyakran telepítünk automatikus szellőzőket, amelyek télen éppen emiatt záródnak. Nyáron éppen az ellenkező helyzet áll elő: a meleg külső levegő melegebbé teszi a kúszóteret, és növeli a hűtési terhelést. Mivel nagyon gyakran szerelünk csatornákat a kúszóterekbe, a szellőztetés növeli a csatornák energiaveszteségét. A nyári kondenzáció a csatornaszigetelésben könnyen megduplázhatja a csatornák energiaveszteségét.

6. tévhit – A kúszóhelyiség szellőzésének növelése életképes talajgázcsökkentő eljárás.

A kúszóhelyiségek szerkezetében a megemelkedett radonszintek kezelésének lehetséges megoldása a kúszóhelyiség szellőzési sebességének növelése. Az általános ökölszabály szerint a radonszint felére csökkentéséhez meg kell duplázni a szellőzési sebességet. Az első kérdésem a következő: mekkora a jelenlegi szellőzési sebesség? Gyakori kockázatcsökkentési stratégia egy motoros ventilátor beépítése a szellőzési sebesség mechanikus növelésére. Ha feltételezzük, hogy egy 1/150 szellőztetett kúszótérben 24 négyzetcentiméteres szellőzőnyílásokat és állandó 1 MPH szélsebességet használunk, akkor egy olyan ventilátorra lenne szükségünk, amely óránként több mint 6 légcserét tud biztosítani. Ez 6*4500/60 = 450 CFM, csak a radonszint 50%-os csökkentéséhez. De miért növelnénk a kúszóhelyiség szellőzési sebességét egy talajgáz-probléma megoldása érdekében, amikor a szellőzés növelése annyi más potenciális problémát és költséget okozhat?

Összefoglalva:

1. tévhit – létezik kutatási alap a jelenlegi kúszóhelyiség-szellőzési irányelvekhez, holott a valóságban nem úgy tűnik, hogy létezik.

Tévhit #2 – Ma ugyanúgy építjük a házakat, mint amikor a mai kúszóterek szellőztetési irányelveit megalkották, holott a valóságban a mai házaink drasztikusan eltérőek.

Tévhit #3 – A teljes nettó szabad terület biztosítja a megfelelő szellőzést, holott a valóságban a kis NFA és a nagy NFA szellőzők azonos NFA arányra telepített tényleges áramlási mérései drasztikusan eltérőek.

Tévhit #4 – A szellőztetés csökkenti a kúszóterek nedvességtartalmát. A szellőztetés csak akkor segít csökkenteni a kúszótér nedvességtartalmát, ha a külső levegő szárazabb, mint a kúszótér levegője, vagy ha elég meleg külső levegő jut be és melegíti fel a kúszótérben lévő levegőt. A nyári külső levegő valójában több nedvességet tartalmazhat, mint a kúszóhelyiség levegője, és a helyzetet ronthatja, nem pedig javíthatja. Télen a szellőztetés segít kiszárítani a kúszóhelyiséget, néha a káros szélsőségekig.

5. tévhit – A kúszóhelyiség szellőztetése nem jelent energetikai problémát, holott a valóságban növelheti a fűtési és hűtési terhelést.

6. tévhit – A kúszóhelyiség szellőztetésének fokozása életképes talajgázcsökkentő eljárás. A talajgázok (radon, nedvesség stb.) csökkentésére szolgáló szellőztetésnek olyan sok, ebben a dokumentumban tárgyalt problémája van, hogy véleményem szerint nem éri meg a költségeket és a felelősséget.

A kúszóhelyiség szellőztetésének megszüntetése

Mivel a nedvesség ilyen nagy problémát jelent a kúszóhelyiségekben, a nedvességgel kapcsolatos problémák kezelése az első számú prioritás a kúszóhelyiségek lezárásakor. A külső vizet a telek megfelelő osztályozásával és a tető lefolyásának megfelelő kezelésével el kell vezetni az alapozástól. A kúszótér talaját teljesen le kell fedni párazáró anyaggal. A kapilláris nedvesség mozgását vagy a pillérek és az alapfalak alatti kapilláris szünetekkel, vagy az alapfalak és pillérek páragátlóval való lefedésével kell korlátozni. Az alapfalakat inkább szigetelni lehet, mint a padlót a kúszóterek felett a jobb hőteljesítmény érdekében. Bizonyos esetekben párátlanítót kell elhelyezni a kúszótérben a házak tervezésének összetettsége és a pszichrometria miatt. A lezárt kúszótérre vonatkozó konkrét részletek a lezárt kúszótérre vonatkozó specifikációs oldalunkon találhatók.

Egy jó kúszótérben, jó nedvességszabályozással az alapzatban és az alapzat körül, nem lesznek nedvességproblémák. A belső nedvességszintek stabilabbak lesznek. A keményfa padlók és más belső faanyagok stabilabbak lesznek, és kevésbé hajlamosak a zsugorodásra és vetemedésre. Az energiaköltségek alacsonyabbak lesznek, és megszűnik a csatornák kondenzációja.

ASHRAE. 2001. 2001 ASHRAE Handbook Fundamentals, pp. 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 No. 2, 1948. január. Washington, DC.

DeWitt, C. A., 1991, “Calibration of Foundation Vent Flow Rates”, Report to the 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). Nemzetközi egy- és kétcsaládos lakásépítési szabályzat. Falls Church, VA: The International Code Council, Inc.

Small Homes Council. 1980. “F4.4 Crawl Space Houses”, 4. kötet, 2. szám. University of Illinois. Champaign, IL.

Verrall, A.F. és 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