Eșecurile de ventilație a spațiilor de raft

Descărcați PDF

Peste 70% din casele din Carolina de Sud au fundații pentru spații de raft. Noi construim mai multe fundații de crawl space decât orice alt stat din țară. Cu toate acestea, continuăm să avem probleme cu spațiile noastre de tip crawl space. Aceste probleme includ mucegai și degradare, niveluri ridicate de radon, precum și preocupări legate de termite și alți dăunători. Vedem condens pe conducte, mucegai pe grinzi, daune provocate de termite și de gândaci de lemn și podele din lemn masiv. Soluția noastră actuală este de a crește ventilația spațiului de trecere.

La o întâlnire Affordable Comfort la care am participat recent, un vorbitor din Canada a spus că ventilarea spațiilor de trecere în sud-estul SUA este o nebunie. Trebuie să fiu de acord. În această lucrare, voi discuta unele dintre erorile pe care le văd în practica noastră actuală de aerisire a fundațiilor crawl space și voi oferi linii directoare pentru un crawl space mai performant.

Falsația #1 – Există o bază de cercetare pentru liniile directoare actuale privind ventilația crawl space.

Supunem că aerisim crawl space-urile pentru a ajuta la controlul umidității. Privind în urmă prin documentele istorice găsim mai multe documente care discută despre ventilarea spațiilor în șanț. În 1939, Forest Products Lab a publicat „Use and Abuse of Wood in House Construction” (Utilizarea și abuzul de lemn în construcția caselor), care conține: „Ventilațiile ecranate care totalizează 3 la sută din casă sunt cele mai bune, cu o podea bine izolată… Un ventilator mic în fiecare perete este cu greu suficient în sudul umed.”

În 1942, „Property Standards and Minimum Construction Guidelines” (Standardele de proprietate și liniile directoare minime de construcție) ale Administrației Federale pentru Locuințe conținea prima cerință de ventilație a spațiilor din subsol din literatura de reglementare. Aceasta este anterioară oricărei cercetări cunoscute privind performanțele spațiilor subterane. Aceste cerințe stipulează în parte: „Asigurați un număr suficient de orificii de aerisire a pereților fundației pentru a asigura o suprafață totală de ventilație echivalentă cu 1/2 la sută din suprafața închisă, plus 1/2 picior pătrat pentru fiecare metru liniar de perete care înconjoară acea suprafață.”

În 1948, Agenția pentru Locuințe și Finanțarea Locuințelor (HHFA) a publicat „Crawl Spaces: efectul lor asupra locuințelor”. Acest document conține o discuție a unor lucrări de investigație efectuate de Britton asupra mai multor complexe de locuințe. Britton a afirmat că „atunci când ventilația în proporție de 1/1500 din suprafața clădirii a fost tăiată în pereții spațiului de acces, în combinație cu ventilația de aproximativ 1/500 din suprafața clădirii în pereții spațiului de mansardă și acoperirea solului spațiului de acces cu un acoperiș cu suprafață minerală de 55#, toate problemele au fost aparent eliminate”. O notă interesantă în legătură cu această discuție este că Britton investiga problemele de umiditate din pod.

Britton a inclus nota: „În cazul în care podelele spațiului de târâre sunt acoperite cu acoperișuri cu rolă cu suprafață minerală de 55# într-o manieră eficientă, ventilația specificată a pereților poate fi redusă cu până la 90% pentru o construcție controlată”. HHFA a urmat cu un alt document care preciza: „În cazul în care o acoperire bună este aplicată pe întreaga suprafață a solului în spațiul de trecere, este nevoie de foarte puțină ventilație.”

Următorul lucru pe care îl vedem sunt cerințele actualizate ale codului. Standardele minime de proprietate din 1958 afirmă: „Trebuie prevăzute cel puțin 4 ventilatoare pentru pereții fundației, câte unul amplasat aproape de fiecare colț al spațiului, având o suprafață netă de ventilație liberă agregată nu mai mică de 1/150 din suprafața spațiilor fără subsol, sau un tratament al suprafeței solului sub forma unui material de barieră de vapori… plus cel puțin 2 ventilatoare pentru pereții fundației având o suprafață netă de ventilație liberă agregată nu mai mică de 1/1500 din suprafața spațiului fără subsol.” Singura diferență pe care o văd între acest cod din 1958 și codul IRC din 2000 este că astăzi se cere un minim de patru guri de aerisire la nivelul de ventilație de 1/1500.

Din investigațiile mele și ale lui Bill Rose de la Building Research Council de la Universitatea din Illinois, nu există cercetări care să susțină aceste recomandări și codul. Ceea ce pot găsi în literatura de specialitate pare să se limiteze la o investigație pe teren cu mai multe etape de control al umidității care au loc în același timp. Nu văd o evaluare a eficienței fiecărei etape. Adică: Când au fost adăugate ventilația mansardei ȘI ventilația fundației ȘI o acoperire a solului, problema umidității din mansardă a fost rezolvată. Aceste lucrări conțin cu siguranță informații bune, dar nu cred că conțin suficiente informații pentru a susține codurile noastre de construcție și cerințele de ventilație existente.

În plus, nu am găsit nimic în literatura de specialitate care să susțină din punct de vedere științific acoperirea parțială a solului într-un spațiu de subsol.

Falsitatea nr. 2 – Construim casele la fel astăzi ca atunci când au fost stabilite liniile directoare actuale de ventilație a spațiului de subsol.

Multe lucruri s-au schimbat în casele pe care le construim astăzi față de cele pe care le construiam în anii 1930-1950. Adesea construim pe terenuri mai umede (pentru că multe dintre cele înalte și uscate au dispărut.) De asemenea, construim case mai adânc în pământ. (Nu pot număra de câte ori m-am târât JOS într-un spațiu de târâre.) Construim supraînălțări mai mici, fără jgheaburi și burlane și, uneori, nu facem panta terenului departe de fundație.

Cea mai semnificativă schimbare pe care am făcut-o în ultimii 50 de ani, în opinia mea, este aerul condiționat. În multe părți ale țării, facem o practică standard din a crea în mod artificial temperaturi mai scăzute în casele noastre. Acum, creăm cu ușurință temperaturi care sunt aproape sau chiar sub temperatura punctului de rouă a aerului din jur. Condensarea apare pe suprafețe care nu au cunoscut niciodată condensarea. Aerul condiționat a dat peste cap echilibrul pe care obișnuiam să îl experimentăm și echilibrul pe care îl foloseam atunci când au fost create codurile de ventilație.

Falsația #3 – Cerințele de 1/150 sau 1/1500 privind suprafața de ventilație înseamnă ceva.

Am folosit un dispozitiv de testare a fluxului de aer ASHRAE Standard 51-1985 pentru a măsura fluxul de aer prin orificiile de ventilație ale fundației, variind de la 24 de inci pătrați de suprafață liberă netă (NFA) la 75 de inci pătrați de NFA. Gura de aerisire NFA mare a avut un debit mai mare la o presiune dată, dar debitul a fost de aproximativ 1,75 ori mai mare decât cel al gurii de aerisire mici și nu de 3 ori mai mare, așa cum ar fi fost de așteptat din cauza diferenței de dimensiune. O gură de aerisire automată de 65 NFA are un debit de aer mult mai apropiat de cel al unei guri de aerisire de 24 decât de cel al unei guri de aerisire de 75. (Acest lucru se întâmplă din cauza ecranului suplimentar din interiorul gurii de aerisire, care nu este utilizat în calculul NFA pentru gura de aerisire, dar care oferă o restricție la fluxul de aer). Prin urmare, debitul de aer real obținut atunci când se respectă cerința 1/150 pare să depindă de NFA a fiecărei guri de aerisire, precum și de suprafața totală de ventilație agregată. O suprafață liberă netă echivalentă formată din guri de aerisire NFA mai mici va asigura un flux de aer mai mare decât mai puține guri de aerisire NFA mari.

În continuare, am estimat schimbările de aer pe oră într-un spațiu de 3 picioare înălțime al unei case de 1500 de metri pătrați folosind aceleași guri de aerisire. La 1/150, am avea nevoie de 60 din cele 24 de guri de aerisire NFA. Cele 60 de guri de aerisire ar produce o rată de schimbare a aerului de aproximativ 6,4 schimbări de aer pe oră (ACH). În schimb, cea mai mare gură de aerisire de 75 NFA ar necesita doar 20 de guri de aerisire și ar oferi doar 3,4 ACH. Ventilul relativ mare de 65 NFA cu control termostatic ar furniza doar 2,6 ACH dacă s-ar respecta raportul 1/150.

Dacă am adăuga o acoperire completă a solului, așa cum permite codul, am putea reduce cerința de ventilație la 1/1500. Numărul de guri de aerisire necesare scade la șase pentru gurile de aerisire mici, de 24 de inch pătrați, și la patru pentru celelalte guri de aerisire. Astfel, rata de schimbare a aerului scade la 0,64 ACH pentru gurile de aerisire de 24 NFA, la 0,45 ACH pentru gurile de aerisire automate și la 0,70 pentru gurile de aerisire mari de 75 NFA.

Această investigație a arătat că specificarea unui NFA pentru ventilația spațiului de trecere în gol nu pare să indice cantitatea de ventilație care poate sau va avea loc într-un spațiu de trecere în gol. Utilizarea unor guri de aerisire NFA mai mici va oferi mai multă ventilație decât atunci când se utilizează guri de aerisire NFA mai mari. Gurile de aerisire controlate termostatic nu asigură un debit corespunzător unei guri de aerisire de dimensiuni similare acționate manual.

Falsația #4 – Aerisirea va reduce nivelul de umiditate din spațiul de trecere în șanț.

În realitate, aerisirea va ajuta la reducerea nivelului de umiditate din spațiul de trecere în șanț doar atunci când aerul exterior este mai uscat decât aerul din spațiul de trecere în șanț, sau atunci când suficient aer cald exterior intră și încălzește spațiul de trecere în șanț. Aerul exterior în timpul verii poate conține de fapt mai multă umiditate decât aerul din crawl space și poate înrăutăți situația, nu o poate îmbunătăți. Iarna, aerisirea va ajuta la uscarea unui crawl space, uneori până la o extremă dăunătoare.

Din punct de vedere psihrometric, aerisirea unui crawl space pentru a elimina umiditatea funcționează atunci când aerul exterior este mai uscat decât aerul din crawl space. „Mai uscat” nu înseamnă o umiditate relativă mai mică, ci mai degrabă o umiditate absolută mai mică. Umiditatea relativă este un raport între cantitatea de umiditate din aer și cantitatea de umiditate pe care aerul o poate reține la acea temperatură. Umiditatea absolută reprezintă cantitatea de umiditate dintr-o cantitate de aer. Aerul la 85 de grade și 60% RH are aceeași umiditate absolută ca și aerul la 70 de grade și 100% RH. Așadar, aerisirea unui spațiu din subsol de 70F/100% RH cu aer de 85F/60% RH nu va elimina umiditatea.

Temperatura punctului de rouă este temperatura la care se formează condensul pe măsură ce aerul este răcit. La temperatura punctului de rouă, aerul este saturat și orice răcire suplimentară va duce la condensare. În exemplul de mai sus, atât aerul din spațiul de târâre de 70F/100% RH, cât și aerul exterior de 85F/60% au aceeași temperatură a punctului de rouă: și anume 70F. Dacă ventilăm un spațiu cu aer care are o temperatură a punctului de rouă mai mare decât cea a aerului din spațiul de acces, vom adăuga de fapt umiditate în spațiul de acces, în loc să o eliminăm.

Aici, în Carolina de Sud, avem adesea temperaturi ale punctului de rouă al aerului exterior de aproximativ 75F. Cu aer condiționat, soluri reci și conducte reci în spațiile noastre subterane, temperatura punctului de rouă din spațiile noastre subterane este adesea sub 75F. Când le ventilăm, avem probleme de condensare. Podelele putrezesc, mucegăiesc sau se umflă din cauza excesului de umiditate. Conductele transpiră și se saturează de apă. Pierderile de energie din conducte cresc foarte mult, deoarece izolația nu este izolatoare atunci când este umedă.

Industriile noastre ipotecare, de control al dăunătorilor și de inspecție a locuințelor semnalează conținuturile de umiditate a lemnului din spațiile de târâre de peste 20% ca fiind o potențială problemă. La acest conținut de umiditate a lemnului, se presupune că mucegaiul poate crește. Eu văd spații de târâre fără probleme cu un conținut de umiditate a lemnului de 16%. Un conținut de umiditate a lemnului de 16% se referă la un aer cu o umiditate relativă de aproximativ 80%. Temperatura punctului de rouă a unui spațiu de trecere la 75F/80% RH este de aproximativ 68F. De ce aș vrea să ventilez acest spațiu cu aer care are o temperatură a punctului de rouă apropiată de 75F? Rezultatul va fi condensarea pe toate suprafețele reci din spațiul subteran.

Pardoselile din lemn de esență tare peste spațiile subterane se confruntă adesea cu probleme de cupolă în timpul verii. Lemnul se dilată atunci când se udă. Scenariul tipic pe care îl văd este că aerul condiționat menține umiditatea spațiului de locuit mai scăzută decât umiditatea spațiului de subsol. Acest lucru duce la niveluri inegale de umiditate pe suprafețele superioare și inferioare ale lemnului. Suprafața inferioară, cea mai umedă, se dilată și face ca scândurile să se umfle.

O soluție obișnuită este de a adăuga ventilație în spațiul de trecere, pentru a reduce nivelurile de umiditate. Ghiciți ce se întâmplă iarna? Scândurile se cupează în sens invers. Acum, spațiul nostru subteran este ventilat cu aer relativ uscat, astfel încât lucrurile din spațiul subteran se usucă cu adevărat. (Pe măsură ce încălziți aerul, umiditatea sa relativă scade.) Cu cât adăugăm mai multă ventilație pentru a vindeca cupajul de vară, cu atât mai rău este cupajul invers de iarnă. Amestecăm nivelurile de umiditate a lemnului de la o extremă la alta. Alte mișcări ale lemnului legate de umiditate, cum ar fi umflarea și micșorarea ușilor, se întâmplă și în casă.

Falsația #5 – Aerisirea unui spațiu de trecere nu este o problemă energetică.

Din punct de vedere energetic, de ce am vrea să aerisim un spațiu de trecere? În timpul iernii, un spațiu subteran necondiționat este mai cald decât afară. Aducerea de aer rece suplimentar din exterior nu va avea decât tendința de a face spațiul din subsol mai rece și de a crește pierderile de căldură. De fapt, instalăm adesea guri de aerisire automate care se închid în timpul iernii doar din acest motiv. Situația opusă are loc vara: aerul cald din exterior va adăuga căldură într-un spațiu subteran și va crește sarcina de răcire. Având în vedere că instalăm atât de des conducte în spațiile joase, aerisirea crește pierderile de energie din conducte. Condensarea din timpul verii în izolația conductelor poate dubla cu ușurință pierderile de energie din conducte.

Falsitatea #6 – Creșterea ventilației unui spațiu de trecere este o procedură viabilă de reducere a gazelor din sol.

O potențială soluție pentru abordarea nivelurilor ridicate de radon din structurile spațiului de trecere este creșterea ratei de ventilație a spațiului de trecere. Regula generală de bază este de a dubla rata de ventilație pentru a reduce nivelurile de radon la jumătate. Prima mea întrebare este: care este rata actuală de ventilație? O strategie comună de atenuare este adăugarea unui ventilator cu motor pentru a crește mecanic ratele de ventilație. Dacă presupunem un spațiu în șanț ventilat de 1/150 folosind orificii de ventilație de 24 de inch pătrați și un vânt constant de 1 MPH, am avea nevoie de un ventilator care ar putea asigura peste 6 schimbări de aer pe oră. Asta înseamnă 6*4500/60 = 450 CFM, doar pentru a reduce nivelurile de radon cu 50%. Dar de ce să mărim rata de ventilație a unui spațiu de trecere pentru a rezolva o problemă cu gazele din sol, atunci când creșterea ventilației poate cauza atât de multe alte probleme și cheltuieli potențiale?

Să rezumăm:

Falsitate #1 – există o bază de cercetare pentru orientările actuale privind ventilația spațiului de trecere, când în realitate nu pare să existe.

Falsația #2 – Construim casele la fel ca atunci când au fost stabilite liniile directoare actuale de ventilație a spațiului de expunere în șanț, când de fapt casele noastre de astăzi sunt drastic diferite.

Falsația #3 – Suprafața liberă netă totală va asigura o ventilație adecvată, când în realitate măsurătorile reale ale fluxului de aerisire NFA mici față de cele NFA mari instalate la același raport NFA sunt drastic diferite.

Falsația #4 – Ventilarea va reduce nivelul de umiditate din spațiul de expunere în șanț. Ventilarea va ajuta la reducerea nivelurilor de umiditate din spațiul de expunere în șenile doar atunci când aerul exterior este mai uscat decât aerul din spațiul de expunere în șenile sau atunci când suficient aer cald din exterior intră și încălzește spațiul de expunere în șenile. Aerul exterior în timpul verii poate conține de fapt mai multă umiditate decât aerul din crawl space și poate înrăutăți situația, nu o poate îmbunătăți. În timpul iernii, aerisirea va ajuta la uscarea unui crawl space, uneori până la o extremă dăunătoare.

Falsitate #5 – Aerisirea unui crawl space nu este o problemă energetică, când în realitate poate crește atât sarcina de încălzire, cât și cea de răcire.

Falsitate #6 – Creșterea ventilației unui crawl space este o procedură viabilă de atenuare a gazelor din sol. Ventilația pentru a reduce gazele din sol (radon, umiditate etc.) are atât de multe probleme inerente, așa cum se discută în acest document, încât, în opinia mea, nu merită cheltuiala sau răspunderea.

Dezventilarea unui spațiu de raft

Din moment ce umiditatea este o problemă atât de mare în spațiile de raft, rezolvarea problemelor de umiditate este prima prioritate în închiderea unui spațiu de raft. Apa exterioară trebuie să fie dirijată departe de fundație prin nivelarea corespunzătoare a terenului și tratarea adecvată a scurgerilor de pe acoperiș. Solul spațiului de subsol trebuie să fie complet acoperit cu un retardator de vapori. Mișcarea capilară a umezelii trebuie să fie restricționată fie prin utilizarea de întreruperi capilare sub piloni și pereți de fundație, fie prin acoperirea pereților de fundație și a pilonilor cu un retardator de vapori. Pereții fundației pot fi izolați mai degrabă decât podelele peste spațiile de trecere pentru o performanță termică îmbunătățită. În unele cazuri, va fi necesar să se adauge un dezumidificator în spațiul de subsol din cauza complexității proiectelor de case și a psihometriei implicate. Detalii specifice pentru un spațiu închis ermetic pot fi găsite pe pagina noastră de specificații pentru spații închise ermetic.

Într-un spațiu închis bun, cu un bun control al umidității în interiorul și în jurul fundației, problemele de umiditate nu vor exista. Nivelurile de umiditate interioară vor fi mai stabile. Podelele din lemn de esență tare și alte tipuri de lemn din interior vor fi mai stabile și mai puțin predispuse la contracție și deformare. Costurile energetice vor fi mai mici, iar condensul din conducte va fi eliminat.

ASHRAE. 2001. 2001 ASHRAE Handbook Fundamentals (Manualul ASHRAE 2001), 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 nr. 2, ianuarie 1948. Washington, DC.

DeWitt, C. A., 1991, „Calibration of Foundation Vent Flow Rates”, Raport pentru Institutul de Locuințe al Universității Clemson, Clemson, SC.

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

ICBO. (1998). Codul internațional pentru locuințe cu una și două familii. Falls Church, VA: The International Code Council, Inc.

Small Homes Council. 1980. „F4.4 Crawl Space Houses”, Vol 4, nr. 2. Universitatea din Illinois. Champaign, IL.

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

.