Badanie szczelności powietrznej budynków.

Wymagania dotyczące szczelności budynków ujęte są w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Zgodnie z tym aktem wykonanie badania szczelności budynku nie jest wymagane, ale jest zalecane. Jest jasno napisane, że w budynku mieszkalnym, zamieszkania zbiorowego, budynku użyteczności publicznej, a także w budynku produkcyjnym przegrody zewnętrzne nieprzezroczyste, złącza między przegrodami i częściami przegród oraz połączenia okien z ościeżami należy projektować i wykonywać pod kątem osiągnięcia ich całkowitej szczelności na przenikanie powietrza.

Zalecenie mówi o przeprowadzeniu badania szczelności powietrznej budynków oraz o określeniu wartości wskaźnika n₅₀, który określa ilość wymian powietrza na godzinę, która zachodzi przy różnicy ciśnień 50 Pa, pomiędzy ciśnieniem wewnętrznym budynku, a ciśnieniem atmosferycznym zewnętrznym. Wymagane wartości współczynnika n₅₀ wynoszą:

dla budynków z wentylacją grawitacyjną - n₅₀ < 3,0 h^-1,
dla budynków z wentylacją mechaniczną - n₅₀ < 1,5 h^-1,
dla budynków pasywnych n₅₀ < 0,6 h^-1.

Czy jest sens wykonywać badanie szczelności budynku, jeśli nie ma takiego obowiązku? W wielu przypadkach jest. Przede wszystkim należy pamiętać, że nieszczelności w budynku to nie to samo co wentylacja. Wentylacja jest bowiem projektowanym, zamierzonym mniej lub bardziej kontrolowanym procesem wymiany powietrza w budynku. Nieszczelności z kolei są przyczyną infiltracji zewnętrznego powietrza do budynku w sposób całkowicie chaotyczny, niecykliczny i najczęściej gwałtowny, co powoduje spadek komfortu cieplnego w skutek obniżania temperatury przegrody oraz wzmożonego ruchu powietrza (lokalne przeciągi).

Ponadto oprócz dyskomfortu, nieszczelności przyczyniają się do nadmiernych strat energetycznych, a zatem i wzrostu kosztów ogrzewania, powodują także przenikanie wilgoci (z powietrza) do przegród budowlanych. Wykroplona wilgoć niszczy materiały konstrukcyjne i budowlane oraz obniża ich właściwości izolacyjne (wilgotne materiały lepiej przewodzą ciepło).

Przykładowo w budynku mieszkalnym o powierzchni użytkowej 120 m² o stopniu szczelności n₅₀=3 h^-1, strata ciepła do ogrzewania spowodowana nieszczelnościami to ok. 2 100 kWh/rok. To ilość ciepła zbliżona do średniego rocznego zużycia energii elektrycznej w polskich gospodarstwach domowych. Przy ogrzewaniu domu za pomocą gazu ziemnego strata na infiltrację podnosi roczne koszty ogrzewania o ok. 400 zł.

Kolejnym powodem, dla którego wykonuje się testy szczelności jest ich obowiązek w przypadku woli skorzystania ze środków Programu dopłat do domów energooszczędnych realizowanego przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Wymagania dotyczące szczelności powietrznej budynków określają, że:

dla budynków energooszczędnych NF40 współczynnik n₅₀ nie może przekraczać wartości 1,0 h^-1,
dla budynków pasywnych NF15 współczynnik n₅₀ nie może przekraczać wartości 0,6 h^-1.

Od wielu lat badania tego typu prowadzone są w Stanach Zjednoczonych i Europie Zachodniej, od kilku lat stają się coraz bardziej popularne i dostępne także w Polsce.

Badanie szczelności powietrznej budynku wykonuje się wg normy PN-EN 13829. „Właściwości cieplne budynków. Określenie przepuszczalności powietrznej budynków. Metoda pomiaru ciśnieniowego z użyciem wentylatora”. Metoda ma zastosowanie do pomiaru przepływu powietrza przez obudowę budynku z zewnątrz do wewnątrz lub odwrotnie. W badaniach szczelności wykorzystuje się wytwarzane w sposób mechaniczny nadciśnienie lub podciśnienie w budynku lub jego części. Urządzeniem wytwarzającym ciśnienie lub podciśnienie względem środowiska zewnętrznego jest wentylator. Pomiar ciśnienia wykonywany jest z dokładnością 2 Pa w zakresie od 0 do 60 Pa, a temperatura z dokładnością do 1K.

Norma mówi o dwóch metodach badań w zależności od celu, w jakim są przeprowadzane:

metoda A - badanie budynku użytkowanego,
metoda B - badanie obudowy budynku.

Jak i czym badamy szczelność powietrzną budynków?

Zestaw do badania szczelności tzw. Blower Door może być użyty w niemal każdym rodzaju budynku: mieszkalnym, usługowym czy przemysłowym. Ograniczeniem może być kubatura testowanego obiektu, gdyż może się okazać, że do przeprowadzenia badania wymagane jest użycie więcej niż jednego wentylatora. Standardowo zestaw do badania szczelności składa się z aluminiowej ramy, którą umieszcza się zazwyczaj w ościeżnicy drzwi zewnętrznych (czasami okien, otworów wentylacyjnych). W ramie uszczelnionej plandeką z tworzywa montowany jest wentylator osiowy, którego zadaniem jest wytwarzanie w badanym budynku podciśnienia bądź nadciśnienia. Przed przystąpieniem do badania podłącza się jeszcze zestaw przewodów do pomiaru różnicy ciśnień, a także okablowanie sterownika i komputera.

Test szczelności krok po kroku:

KROK 1: Etap przygotowawczy - uszczelnienie otworów, które polega na zamknięciu okien, drzwi, bram, wyłazów oraz zaślepieniu otworów i kanałów wentylacji, klimatyzacji, przewodów kominowych, kanalizacji, itp., oraz otwarciu wszystkich drzwi wewnątrz budynku w celu wyrównania ciśnień (z wyjątkiem oddzielających część ogrzewaną od nieogrzewanej, np. piwnicy, garażu), a także wyłączeniu ogrzewania,

KROK 2: Etap montażowy - montaż urządzenia wprowadzającego powietrze w ruch, czyli urządzenia Blower Door w otworze drzwi zewnętrznych, balkonowych, okna lub otworze wentylacyjnym; odpowiednie podłączenie czujników, przygotowanie miernika, komputera,

KROK 3: Ustalenie współczynnika korekcyjnego: określenie temperatury wewnętrznej i zewnętrznej,

KROK 4: Kontrola wstępna, polega na sprawdzeniu zachowania budynku przy najwyższej różnicy ciśnień, weryfikacja poprawności zaślepień, określenie prędkości wiatru i różnicy temperatur (parametry kwalifikujące budynek do badania),

KROK 5: Ustalenie naturalnej różnicy ciśnień pomiędzy pomieszczeniami budynku, a środowiskiem zewnętrznym,

KROK 6: Etap pomiarów - przeprowadzenie badania: pomiary różnicy ciśnienia i strumienia przepływu powietrza przy pracującym wentylatorze, badanie prowadzone w dwóch seriach w warunkach nadciśnienia i podciśnienia,

KROK 7: Etap raportowania - analiza wyników badania, wyznaczenie wskaźników i opracowanie raportu końcowego.

Próba szczelności oprócz określenia poziomu szczelności budynku n₅₀ umożliwia wykrycie ewentualnych nieszczelności i błędów wykonania izolacji powietrznej. Wykonanie testu zaleca się jeszcze przed etapem wykończeniowym (zabudowy sanitariatów, wanny itp.). Wówczas łatwiej jest wykryć bezpośrednią przyczynę przecieku i dzięki temu mniejszym kosztem ją zlikwidować, bez konieczności zniszczenia lub uszkodzenia materiałów wykończeniowych.

Koszt przeprowadzenia testu zależny jest od wielkości i stopnia skomplikowania budynku. Ponadto od celu w jakim prowadzone jest badanie, jeżeli ma służyć głównie wykryciu nieszczelności i błędów wykonawczych usługa kończy się na jednym badaniu, wskazaniu miejsc przecieków, ich udokumentowaniu, lecz bez opracowywania raportu. Natomiast jeżeli wymagane jest przygotowanie raportu z badania z wyznaczeniem odpowiednich wskaźników, wówczas najczęściej przeprowadzane są dwa badania, pierwsze wskazujące gdzie występują nieszczelności i drugie po wykonaniu przez inwestora uszczelnień zgodnie z wytycznymi. Ostateczne badanie kończy się opracowaniem stosownego raportu.

Należy również pamiętać, że czasami z przyczyn niezależnych badanie nie może być przeprowadzone lub jest nieważne. Sytuacja taka występuje gdy:

• iloczyn różnicy temperatury wewnętrznej i zewnętrznej (w kalwinach) i wysokości obudowy budynku (w metrach), wynosi więcej niż 500 mK,
• prędkość wiatru przekracza 6 m/s lub osiąga trzeci stopień w skali Beauforta,
• różnica ciśnienia pomiędzy wnętrzem a otoczeniem budynku większa od 5Pa.

Czynności przygotowawcze, w większości przypadków są proste do przeprowadzenia i mogą być wykonane przynajmniej częściowo przez zamawiającego badanie.