Dlaczego wentylacja dachu jest potrzebna?

Aby osiągnąć izolacyjność dachu wymaganą przez przepisy (U mniejsze niż 0,18 W/[m²·K]) trzeba ułożyć między krokwiami powyżej 35 cm wełny mineralnej. Grubość termoizolacji może mieć wpływ  na konstrukcję dachu przeciętnego domu jednorodzinnego o poddaszu mieszkalnym. Wełnę wkłada się bowiem między krokwie, które ze względów konstrukcyjnych nie muszą być tak grube jak niezbędna wysokość wełny.

Rozwiązaniem problemu są metalowe wieszaki wchodzące w skład systemów suchej zabudowy. Dzięki nim, już pod krokwiami można ułożyć dodatkową warstwę wełny, która z powodu określonej wysokości krokiew nie zmieściła się między nimi. Jednocześnie wiadomo, że dobra izolacyjność cieplna dachu nie wynika wyłącznie z optymalnej grubości wełny. Aby ją osiągnąć trzeba uwzględnić kilka najistotniejszych procesów związanych z wymianą ciepła i działaniem pary wodnej.

Dach od wewnątrz podlega stałemu naporowi pary wodnej, powstającej na skutek naturalnego ruchu ogrzanego powietrza z dołu do góry. Para wodna obecna w pomieszczeniach pochodzi w zdecydowanej większości od domowników, a w nowych domach (co bywa najgroźniejsze) ze świeżych murów, tynków i posadzek. W budowanych domach po zamontowaniu szczelnych okien, ogromna ilość pary wodnej, unosząc się do góry zgodnie z naturalnym ruchem powietrza, zatrzymuje się w dachu.

Zjawisko to jest szczególnie niebezpieczne, gdy kolejność prac wykończeniowych spowoduje intensyfikację procesów. Najczęściej ociepla się dachy jesienią, wtedy gdy wełna przechowywana pod "gołym niebem" jest wilgotna. Dosyć często niestety zabieg ten wykonywany jest równolegle lub po "mokrych" pracach wykończeniowych, wtedy gdy w pomieszczeniach nowego budynku panuje duża wilgotność. Para wodna nasyca wełnę, która jest jeszcze nie osłonięta paroizolacją.

Założenie paroizolacji w takim momencie zamyka parę w termoizolacji i jest powodem powstania dużej ilości skroplin przy pierwszym schłodzeniu dachu. Para wodna,  w szczególności dla wełny, jest groźna dopiero gdy się skropli. Jej skropliny powodują obniżenie własności termoizolacyjnych materiałów budowlanych. Wilgotna termoizolacja nie spełnia swoich funkcji, a przez zawilgocony dach ucieka dużo więcej ciepła niż przez suchy.

Najstarszym rozwiązaniem, które zapobiega gromadzeniu się wilgoci w konstrukcji i w termoizolacji dachu jest zastosowanie przestrzeni wentylującej pod pokryciem dachu. Powietrze przepływając swobodnie wewnątrz konstrukcji usuwa wilgoć. Dach, wewnątrz którego przestrzeń wentylująca rozdziela termoizolację od pokrycia jest nazywany dachem wentylowanym. Ma on zastosowanie zarówno w dachach płaskich jak i spadzistych od bardzo dawna. (rys. obok)

Jeżeli chcemy oszczędnie mieszkać musimy zadbać o sprawny system wentylowania dachu. Sprawność ta zależy od zrównoważenia bilansu przepływu pary wodnej  przez przegrodę jaką jest dach: ilość pary wodnej opuszczającej dach musi być co najmniej taka sama jak ilość pary wchodzącej i (w nowych domach) „wbudowanej” razem z materiałami. Jednak dopływ pary od wewnątrz trwa stale - temperatura i wilgotność powietrza przez cały rok są teoretycznie te same. Natomiast dla strony zewnętrznej okresy, w których możliwy jest wypływ pary wodnej są znacznie krótsze.

Para wodna napływa od wewnątrz przez cały rok a na zewnątrz może wyjść tylko w ciągu kilku miesięcy, kiedy zaistnieją ku temu odpowiednie warunki (wysoka temperatura i niska wilgotność). Decyduje o tym procesie wiele czynników klimatycznych oraz ilość pary wodnej wytwarzana przez użytkowników domu. Warto zauważyć, że opisywany tu bilans wilgoci musi być rozpatrywany w skali roku.

Z tego spostrzeżenia wynika jeden wniosek : czas trwania odpowiednich warunków do pozbycia się pary wodnej z dachu jest krótszy w naszym klimacie niż czas gromadzenia się pary w dachu. Proszę zauważyć, że nawet latem może nie być odpowiednich warunków dla odparowania wilgoci z dachu.

Rysunek obok przedstawia układ dachu wykonanego z nowoczesnych materiałów. Warstwa wstępnego krycia styka się z termoizolacją, która od strony wewnętrznej osłonięta jest paroizolacją. Układ ten jest prawidłowy pod warunkiem, że warstwa wstępnego krycia ma własności dyfuzyjne co oznacza, że jest wykonana z materiałów o wysokiej paroprzepuszczalności.
W Polsce z materiałów o takich własnościach dostępne są folie wstępnego krycia wysokoparoprzepuszczalne.

Drugi rodzaj FWK, nazywany foliami wentylowanymi lub niskoparoprzepuszczalnymi, wymaga zastosowania dwóch szczelin wentylacyjnych (rys.poniżej).
Wentylowanie dachów spadzistych o poddaszu użytkowym za pomocą dwóch szczelin jest rozwiązaniem starszym wywodzącym się z czasów gdy warstwą wstępnego krycia były materiały szczelne nie przepuszczające pary wodnej (np. papa na deskowaniu). Szczelina górna znajdująca się pod pokryciem zasadniczym dachu wentylowała samo pokrycie oraz łaty i kontrłaty. Dopiero ta dolna szczelina pod warstwą wstępnego krycia, wentylowała termoizolację i więźbę dachu.

Warto teraz zastanowić się jaka funkcję pełnią paroizolacje. W dachach spadzistych, głównym zadaniem folii paroizolacyjnych układanych na krokwiach od strony poddasza jest zabezpieczenie termoizolacji przed parą wodną przenikającą z pomieszczeń użytkowych, z wnętrza domu.

Drugą funkcją jest zapobieganie ucieczce ciepła przez przewiewanie. Nawet bardzo małą szparą w dachu może uciec bardzo dużo ciepła, ponieważ różnica temperatur w sezonie grzewczym powoduje duże różnice ciśnień i powstawanie gwałtownych przepływów powietrza. Ułożenie termoizolacji między krokwiami w sposób całkowicie szczelny jest niemożliwe i dlatego zawsze gdzieś w dachu może powstać przewiew.

Oczywiście przewiew jest najgroźniejszy na dachu wentylowanym za pomocą dwóch szczelin, gdzie dolna szczelina wentylacyjna stwarza możliwość przepływu powietrza bezpośrednio nad termoizolacją. W dachu z wysokoparoprzepuszczalną FWK brak tej szczeliny utrudnia lub uniemożliwia powstawanie przewiewów. Szczelność paroizolacji jest bardzo ważnym warunkiem jej prawidłowego działania ze względu na duże zdolności penetracyjne pary wodnej.

W niektórych konstrukcjach lepiej byłoby nie zastosować paroizolacji  niż ułożyć ją niestarannie ze szparami. Pozostawienie nie zaklejonych kolejnych warstw paroizolacji znacznie zwiększa niebezpieczeństwo dopływu i pozostania pary wodnej w termoizolacji. W Polsce, najczęściej paroizolacjami są folie polietylenowe (PE), które przepuszczają parę wodną na zasadzie dyfuzji w ilości od 0,3 do 1 grama na dobę na powierzchni metra kwadratowego i tylko opóźniają proces przenikania pary wodnej nie stanowiąc dla niej bariery ostatecznej.

Dlatego folie PE, stosowane na dachach spadzistych, powinny być nazywane opóźniaczami  przepływu pary wodnej. Aby zapewnić zadowalającą szczelność paroizolacji powinno się montować folie z wkładką aluminiową (refleksyjne), ponieważ tylko metale stanowią ostateczną barierę dla pary wodnej. Przy doborze paroizolacji zasada jest taka : czym lepsza jest FWK (ma większą paroprzepuszczalnośc) tym mniejszy opór dla pary może stawiać „paroizolacja” (może więcej przepuszczać pary).

W dachach wentylowanych za pomocą dwóch szczelin powinny być stosowane najskuteczniejsze folie paroszczelne z warstwą aluminiową. Natomiast folie PE spełniają z powodzeniem swoją funkcję w dachach z FWK wysokoparoprzepuszczalną. W krajach cieplejszych w dachach, w których zastosowano FWK o najwyższych paroprzepuszczalnościach (Sd mniejsze od 0,02 m) nie stosuje się żadnych paroizolacji. Zakłada się, że para w takim dachu wydostanie się na zewnątrz. W Polsce klimat nie zawsze na to pozwala. Problem polega na tym, że para napływa od wewnątrz budynku przez cały rok, a wypływa przez FWK tylko w sprzyjających warunkach atmosferycznych.