COMPENDIUM

Fenomenele care se petrec intr-un perete de incinta sunt atat de complexe incat nu poate fi generalizat un anume tip de sistem de izolatie standard.

Diferite tipuri de pereti, materiale si moduri de alcatuire preiau in mod diferit incarcarile higrotermice (diferente de temperaturi si presiuni ale vaporilor) si deci necesita abordari diferite ale sistemelor de izolare termica. Se impune o analiza de solutie personalizata, bazata pe cazuri separate. De cele mai multe ori, intr-o singura constructie se impun mai multe solutii, directionate pe elementul de structura si zona de aplicare.

Acest Compendiu intentioneaza sa dea o viziune cat mai clara in ce priveste alcatuirea peretilor in asociere cu izolatiile termice, intelegerea si evitarea fenomenelor de condens asociate in mod curent unei constructii in raport cu transferul de vapori si energie, in principal prin peretii exteriori care formeaza anvelopa.

In trecut, gandirea unui perete era simpla, avand functionalitate clara si chiar eficienta: pereti grosi din zidarie de caramida, care iarna absorb vaporii si asi cresc umiditatea iar vara se usuca, asigurand o racoare placuta. Zonele de pierdere de caldura si condens sunt tamplaria, tavanele si pardoselile, care in timp dau si mirosul de „casa veche” (mucegaiuri).

Acest tip de perete este folosit in mare masura si astazi, dar aparitia betonului armat a adus unele aschimabi. Apa capilara ridicata de beton si puntile termice sunt principalele raspunzatoare de aparitia mucegaiurilor. Intr-un perete mineral, condensul este evitat formal prin patrunderea (difuzia) vaporilor in masa zidariei unde fie condenseaza, fie sunt adsorbiti (fenomen similar cu absorbtia). Apare necesitatea uscarii peretelui in anotimpul cald, la baza functionarii fiind practic un ciclu de umezire uscare.

Pentru peretii minerali, aceste cicluri sunt normale si nu creaza probleme deosebite. Daca totusi apar probleme, acestea pot fii de trei feluri:

Dupa cum vedem, pentru peretii clasici de zidarie se accepta ciclurile de umezire uscare, cu conditia ca cele trei puncte sa fie corect solutionate. Pentru evitarea puntilor termice si eficientizarea energetica sunt recomandate si necesare izolatiile termice aplicate la exterior.

Aceste izolatii pot fii de tipul termosistem realizat cu materiale termoizolante permeabile la vapori cum sunt polistirenul expandat EPS sau vata minerala, fara sa creeze probleme reale de condens si mucegai. Termosistemul permisiv este solutia general acceptata pentru peretii minerali, iar la grosimi de peste 5 cm rezolva in mod favorabil izolarea peretilor si eliminarea puntilor termice.

La acest capitol se fac insa si greseli datorate unor interpretari gresite:

Cand vine vorba insa despre termosisteme Permisive (permeabile la vapori) aplicate pe structuiri fara capacitatea de a acumula umiditatea (lemn, pereti cavitate, gipscarton, sarpante, plafoane etc.) situatia se schimba radical, acesti pereti pur si simplu nu functioneaza la ciclurile de umezire-uscare iar cele trei reguli ale peretilor minerali devin oarecum inutile.

Aici intervine o „respiratie” mai accelerata datorita fluxului de aer/vapori date de etanseitatea scazuta si difuzia mult mai mare a vaporilor prin materiale ca OSB, lemn, gipscarton, vata minerala, bariere de vapori etc.

Condensul apare in doua situatii importante:

La condens se adauga absorbtia apei de ploaie in polistiren si faptul ca polistirenul expandat retine umezeala cel mai mult (se usuca foarte greu). Pe langa faptul ca se accentueaza posibilitatea producerii condensului, lemnul si peretii cavitate ori sarpanta nu au capacitatea de a acumula umezeala. Lemnul peste umiditatea de 20% dezvolta microorganisme (putrezeste), hraneste mucegaiuri si ciuperci. La fel se comporta alte materiale ca gipscartonul, OSB etc. In tarile unde casele din lemn sunt larg raspandite, producatorii induc ideea ca umiditati ale lemnului de 40-50% sunt acceptabile, insa expertii, companiile de asigurari si realitatea demonstreaza altceva: durata de viata a caselor este relativ mica (30-50 ani) iar problemele de mucegaiuri si degradare sunt reale.

Problemele caselor din lemn sunt cunoscute si dezbatute in toata lumea, la cele mai inalte niveluri. Parerile sunt in general impartite intre ideea ca peretele trebuie conceput cat mai permeabil, drenat si ventilat, pentru a se crea mecanisme de uscare a condensului si constatarea mai recenta ca peretii izolati cu materiale termoizolante cu permeabilitate la vapori redusa micsoreaza aparitia condensului.

Strategia veche a caselor din lemn (case americane) este ca peretele sa fie cat mai permeabil, sa permita un flux de aer (air flow)permanent intre interior si exterior prin pereti, termoizolatia din vata minerala de asemenea foarte permeabila, bariere de apa (water barrier) si placarea exterioara (rain screen), tot permeabile la vapori. In acest gen de perete s-a incercat intercalarea unei bariere totale de vapori (folie sau membrana) si s-a constatat o inrautatire grava a gestiunii apei in pereti. De aici s-a incetatenit ideea ca intr-o casa sanatoasa, peretii trebuie sa respire.

Pe vremea cand se formau aceste teorii abia daca se intrevedea conceptul de eficienta termica a constructiei si economie de energie.

Strategia moderna prevede folosirea de materiale termoizolante nepermeabile la vapori, asamblate relativ etans, afirmandu-se destul de timid ca astfel se reduce aparitia condensului. Practic, s-a demonstrat ca un perete izolat cu spuma poliuretanica celule inchise aplicata in cavitate reduce la zero numarul de ore de posibil condens in anotimpul friguros. De asemenea, peretii izolati la exterior cu polistiren extrudat XPS, imbinarile panourilor fiind sigilate cu banda adeziva, dau rezultate foarte bune la condens. Eficienta termica a acestor pereti este net superioara fiind eliminati o multime de factori care afecteaza izolatiile permeabile cum sunt convectia (schimb de aer), umezirea izolatiei, punti termice dar mai ales convectia prin invaluire (materialul termoizolant este ocolit de curentul de aer/vapori format de diferentele de temperatura).

O alta strategie moderna o reprezinta aplicarea unei bariere totale de vapori (folie lipita cu banda adeziva) in zona calda, la interior, la peretii cavitate (sarpanta, mansarde) si la peretii izolati la interior. Aceasta bariera de vapori este asociata in general cu izolatia termica foarte permeabila la aer/vapori din vata minerala.  

Totusi exista inca o mare dilema intre respiratia peretilor si reducerea fluxului de vapori. Acest „conflict de interese” apare cel mai probabil din confuzia intre bariera de vapori si izolatia termica nepermeabila la vapori. De fapt, termenii de termo-Izolatie Impermeabila la Vapori (IIV) sau Ansamblul termo-Izolant Ne Permisiv (AI-NP) sunt definiti abia in 2011 odata cu aparitia Principiului Evitarii Condensului.

Pentru o intelegere mai profunda si temeinica a fenomenelor va invitam sa parcurgeti brevetul Principiul Evitarii Condensului, oferit in premiera mondiala de EIOS.

Principiul Evitarii Condensului este usor de inteles si ne spune ca:

Atunci cand exista diferenta de temperaturi, iar o incinta se interpune intre temperatura ridicata din interior si temperatura scazuta din exterior (ori vice-versa), pentru a evita condensul, fluxul cald trebuie sa converteasca (neutralizeze) fluxul rece intr-un material sau ansamblu termoizolant fara difuzie de vapori sau orice flux de aer care transporta vapori calzi catre zone reci.

Figura reprezinta fluxul termic si actiunea vaporilor intr-o IIV sau AI-NP. Odata cu intelegerea acestor termeni, Principiul Evitarii Condensului poate fii enuntat simplu:

Condensul este evitat atunci cand fluxul cald converteste fluxul rece (deficitul de caldura) intr-o Izolatie termica Impermeabila la Vapori (IIV) sau intr-un Ansamblu termo-Izolator Ne Permisiv (AI-NP).

Pana acum putem concluziona ca, cel putin teoretic, solutia de dorit este evitarea condensului si nu gestionarea apei sau umiditatii provenite din condens.

Revenind la termosistemele permisive aplicate la exterior, daca pentru peretii minerali aduc beneficii reale, pentru peretii din lemn sau cavitate aceste sisteme s-au dovedit un dezastru. In Statele Unite, sistemele EIFS (Exterior Insulation and Finish System) sunt controversate si practic eliminate de pe piata rezidentiala de catre companiile de asigurari care refuza sa mai asigure casele izolate cu termosistemul EIFS. De asemenea, exista legi locale care interzic aplicarea sistemelor EIFS atat la constructii rezidentiale cat si comerciale.

Motivul il putem vedea in imaginile de mai jos.

 

[  ]

 

In zonele foarte calde sau foarte reci, casele in 10-20 de ani putrezesc, mucegaiesc, se degradeaza accentuat. Motivele au fost deja expuse si speram si intelese. Pe langa condensul dat de fluxul de aer/vapori care intalneste un punct de roua permanent, situat in peretele sau termoizolatia permisiva, se adauga absorbtia apei si apa pluviala impinsa de vant prin rosturile de intersectie cu geamuri, acoperis si alte corpuri, detalii la fel de permisive si nefunctionale ca si sistemul in sine.

 

Totusi, solutia sanatoasa, ecologica si economica a caselor din lenm poate fii acum dezvoltata fara grija degradarii si mucegaiurilor prin aplicarea sistemelor EIOS System si EIOS Sky. Sistemele nepermisive EIOS se bazeaza pe conceptul functional realizat de Principiul Evitarii Condensului iar prin aplicarea detaliilor inventate in brevetul NP-EIFS, EIOS promoveaza pentru prima data in lume o Tehnologie a Eliminarii Condensului.

NP-EIFS este primul brevet care inglobeaza inventarea unui nou concept de evitare a condensului (izolatia termica nepermisiva), este inventata solutia tehnica prin care panourile de XPS pot fii sigilate interior (in spate) si la exterior (panoul EIOS Sealboard), tehnologia si detaliile de aplicare pentru realizarea in practica a noului concept. Brevetul NP-EIFS a fost impartit de examinatori in opt inventii separate. Experimentarea pentru punerea in practica a acestui concept de termosistem a scos la iveala rezultate neasteptate. O structura lin lemn (permeabila si sensibila la umezire) termoizolata cu NP-EIFS (EIOS System + EIOS Sky) nu doar ca nu se umezeste la aplicarea diferentelor de temperatura si presiuni ale vaporilor, dar se si usuca. Fapt uimitor, in doar 2 zile de la inceperea primului experiment in Chicago, Decembrie 2010, umiditatea in OSB, lemn scade de la 11% la sub 8%.

[  ]

Un alt experiment facut in Germania, in conditii mult mai riguroase de laborator au relevat lipsa oricarui condens iar la sfarsit au fost raportate valori ale umiditatii in peretele suport (OSB) de sub 1%. Fenomenul a fost numit uscare unidirectionala si este inca in curs de cercetare. Astfel se naste primul termosistem care usuca peretele pe care este aplicat, pe cand toate celelalte termosisteme asi maresc umiditatea la aplicarea diferentelor de temperaturi. Uscarea se produce intr-un timp relav scurt de saptamani sau chiar zile.

Aplicarea Principiului Evitarii Condensului este urmata de efectul de uscare unidirectionala prin respiratia peretelui intr-un singur mediu (mediul cald sau rece). Aceasta teorie de asemenea dezvaluie gresala primordiala a peretilor de incinta, si anume difuzia vaporilor ("respiratia") pe tot parcursul intre interior si exterior, de la cald la rece.

EIOS este caracterizata prin competente inovatoare si solutii de pionierat in domeniul intelegerii fenomenelor higrotermice si implementarea solutiilor finale in conceperea si realizarea sistemelor de pereti si termoizolatii. Elementele componente ale unui perete sunt configurate separat, asigurand functionalitatea optima:

 

Asadar, am stabilit ca masa cladirii este benefic sa fie folosita ca element de stocare a energiei termice si acumulator pentru vaporii calzi in sezonul rece, cu conditia ca acesti pereti sa nu fie sensibili la umezire (pereti minerali din zidarie).

Atunci cand peretii nu au aceste capacitati, cum este cazul caselor din lemn, pereti tip cavitate (OSB, structura de lemn sau metal, gipscarton), acoperisuri, sarpante, situatia se schimba radical.

EIOS aduce solutia inovatoare de evitare a condensului, uscare unidirectionala si remiterea a 99,9% din capacitatea de izolatie termica (λ,U,R) a materialelor termoizolante folosite (XPS, Spuma Poliuretanica), in alternativa la peretii drenati, izolatii termice ventilate numite si permisive, asociate ciclurilor de umezire uscare si pierderilor de energie prin diminuarea capacitatii temoizolante a materialelor folosite pana la sub 20%.

Ventilatia se face in principal prin geamuri, usi, guri de aerisire, ventilatoare instalate in guri de trecere prin peretii exteriori sau prin sisteme de ventilatie. Aici trebuie evidentiata diferenta de termeni intre ventilatia cladirii si ventilatia peretilor:

Confuzia intre cei doi termeni se face permanent, inducandu-se ideea ca "o casa care respira" are legatura cu aerul respirabil din ambientul interior. Legatura intre acesti termeni apare doar odata cu aparitia mucegaiurilor si mirosului greu dat de aplicarea solutiilor gresite, cand intradevar apare necesitatea unei ventilatii sporite, atat in incapere cat si in perete.

Cel mai bun argument il gasim la constructiile inalte (zgarienori) care au in general anvelopa din panouri de sticla (termopan), complet "ne-respirabile" si care nu au nici un fel de probleme de ambient interior. La fel sunt constructiile gen super-market cu inchideri (anvelopa) din panouri sandvis. In aceste constructii ventilatia se face mecanic, controlat, iar anvelopa nu are nici un fel de problema legata de "respiratia peretilor" (condens, mucegai, scaderea coeficientului de izolatie termica datorita umezirii sau convectiei).

Am afirmat faptul ca o izolatie termica permeabila si ventilata in cavitate, cvasiutilizata la izolarea mansardelor, uneori nu realizeaza nici 20% din coaficientii de rezistenta termica specificati pentru materialul termoizolant. Sa urmarim putin fenomenele: fluxul cald strabate usor primul strat de gipscarton, formand un front cald (fluxul de caldura este insotit de vapori). Din exterior strabate prin astereala un flux foarte rece, insotit de convectie (infiltratii de aer rece prin astereala, folie "anticondens"). Frontul rece se formeaza atat datorita conductiei ridicate a foliei si asterealei dar mai ales datorita aerului rece impins de presiunea mai ridicata a aerului rece. Cele doua fronturi, cald si rece ar trebui sa se intaneasca si sa se converteasca lent in masa termoizolatiei. In realitate nu este de loc asa, cele doua fronturi in principal ocolesc materilul termoizolant, deoarece nu exista nici o etansare. De asemenea, materialele foarte permeabile cum sunt vata minerala si celuloza permit un flux abundent de aer/vapori impinsi de presiunea diferentelor de temperaturi.

Imaginile urmatoare arata modul de aplicare a termoizolatiilor in cavitate, in majoritatea cazurilor.

[  ]

Cine crede ca aceste sisteme asigura o izolatie termica conforma cu asteptarile, se inseala! Coeficientul de transfer termic al materialului ramane o simpla specificatie teoretica, in practica remiterea proprietatii termoizolante este mai mult o iluzie. Fenomenul principal intr-o cavitate este convectia prin invaluire (looping convection), adica fronturile de aer rece-cald ocolesc materialul termoizolant (salteaua) facand aproape inutila izolatia. Frontul de aer cald-rece nu este dat de trecerea aerului prin pereti ("respiratia peretelui"), acesta fiind un fenomen asociat si colateral pierderii de energie, ci reprezinta fluxul termic prin materiale slab-termoizolante cum sunt gipscartonul, folia bariera de vapori sau OSB-ul. La diminuarea aplicarii coeficientilor se asociaza permeabilitatea, umezirea datorata condensului inevitabil si cum spuneam fluxul de aer/vapori prin pereti (convectia).

LA INCEPUTUL PAGINII