prawdy i mity - czyli co mówi fizyka budowli

dział 708
temat nr 005

Jak zawsze, diabeł tkwi w szczegółach, choć trochę śmiesznie brzmi dbałość o człowieka, jako szczegół przy tworzeniu domów, ale tak jest. Otóż, w budynkach gdzie przebywa człowiek - szczególnie w strefie przebywania (za taką uważa się wysokość do 2,5 m), muszą być zapewnione odpowiednie warunki mikroklimatu - nazywane też komfortem cieplnym (patrz: Mikroklimat i komfort cieplny). Nie są one dowolne. Dzięki wieloletnim badaniom Fangera z Danii, wiemy jakie warunki mikroklimatu należy spełnić, by uzyskać komfort cieplny w strefie przebywania człowieka. Muszą być odpowiednie: temperatura i wilgotność powietrza, prędkość przepływu powietrza, temperatura promieniowania otaczających powierzchni, temperatura podłogi, różnica temperatur między stopami a głową, czystość powietrza, ilość tlenu w powietrzu, a także rodzaj ubioru człowieka - wszystko dopasowane do stopnia aktywności człowieka oraz czasu przebywania w danej strefie (patrz rozdział 2.1. w książce).

Spełnienie w/w warunków nie jest łatwe, choć możliwe. Problem leży w zrozumieniu złożonych praw fizyki budowli - obejmujących różne zjawiska występujące w każdym budynku, tj. przepływu ciepła i wilgoci. Wymiana ciepła zależy od różnic temperatur a te są zmienne w ciągu roku: raz ciepło płynie do wnętrza, a innym razem na zewnątrz (patrz: Stan cieplny pomieszczeń zimą). Kiedy świeci Słońce, często ciepło płynie na raz w przeciwnych kierunkach, np. z wnętrza do przegród i z zewnątrz do przegród (patrz: Stan cieplny pomieszczeń latem).

Najwięcej problemów sprawia przepływ wilgoci, bo ta jest wredna, gdyż występuje raz jako woda, drugi jako lód, trzeci jako para wodna - a najczęściej w postaci wszystkich trzech form jednocześnie. Z wodą jest ten problem, że przeciwnie do siły ciążenia, najchętniej płynie ku górze - kapilarnie. Z parą wodną jest ten problem, że jej nie widać, bo jest gazem jako jeden z wielu składników gazowych powietrza (patrz: Dyfuzja pary wodnej). Z wodą problemy są wówczas, gdy zamarza, bo lód zwiększając swoją objętość o 8% rozsadza wszystko co mu przeszkadza (patrz: Destrukcja materiałów przez lód). W ciepłych warunkach z wodą jest ten problem, że silnie pomaga w rozwoju wszelkich mikroorganizmów - szczególnie grzybów i pleśni (patrz: Korozja biologiczna materiałów). Pomaga jej w tym także para wodna - jeśli tylko ulegnie gdzieś skropleniu. Wtedy zaczyna być groźnie, bo zarodniki grzybów pleśniowych i grzybów ogólnie - są rakotwórcze! Ludziska chorują na nowotwory i umierają. Co bardziej bogobojni mówią „Bóg tak chciał”, inni mówią „los tak chciał”. Kiedyś sądzono, że na nowotwory chorują tylko ludzie starsi i tak faktycznie było.

Dzisiaj nawet noworodki chorują na nowotwory. Nadal jedni składają to na Opatrzność a inni na los. Jako fizyk budowli mówię: to nie prawda! Winni są ludzie! Nowotwory - jak wszystko w przyrodzie - same się nie tworzą. Dlaczego nie upublicznia się wyników badań zarodników pleśni w powietrzu wskazujących, że jest ich w mieszkaniach i domach wiele więcej niż np. 50 lat temu? Dlaczego się nie trąbi publicznie, że zawartość rakotwórczych związków formaldedyhu przekracza wiele razy dopuszczalne - jeśli w ogóle można mówić o dopuszczalnej dawce trucizny?

Zapytam prozaicznie: co czynią mieszkańcy jak w rogu ściany przy suficie pojawi się pleśń? Szorują, zmywają i zamalowują albo pokrywają tapetą czy boazerią, by ... nie było widać. Co robi wykonawca lub administracja, gdy zareklamuje się pleśń we wnętrzu? Szoruje, zmywa, skuwa, tynkuje, szpachluje i maluje, by ... nie było widać. Czym skutkują te czynności? Niczym! Poza tym, że cieszą się na tę okoliczność wszystkie mikroby i zarodniki grzybów pleśniowych, bo przy tych pracach pomaga się im rozprzestrzenić na całe wnętrza. Atakują potem ochoczo - najpierw dzieci, starszych, chorych i osłabionych, a na koniec zdrowych jak koń. Efekt zawsze ten sam. Jedni chorują na nowotwory, inni na oskrzela, astmę, itp. Czy los tak chciał? Nic z tych rzeczy! To nie los, a niewiedza projektantów w zakresie fizyki budowli jest przyczyną, Architekt, główny wysiłek kieruje na formę i kolory, a wykonawcy się wydaje, że budowa, to żadna filozofia - wystarczy umieć kłaść cegła na cegłę, bloczek na bloczek, postawić szalunki i zalać betonem, otynkować i pomalować, albo przykleić płytki - najlepiej o fikuśnych kolorach i kształtach - oto ich zdaniem cała filozofia budowania!

Ponieważ, zdrowy mikroklimat czyli komfort cieplny pomieszczeń, to splot wielu zjawisk fizycznych i biologicznych, to od fizyka budowli wymaga się biegłej znajomości takich przedmiotów nauki jak: fizyka ogólna, biologia ogólna, mikrobiologia powietrza, termodynamika, wymiana ciepła i masy, mechanika płynów (powietrze to też płyn), wentylacja i klimatyzacja, ciepłownictwo i ogrzewnictwo, instalacje sanitarne, materiałoznawstwo, mechanika i dynamika konstrukcji, anatomia człowieka. Ponieważ urządzenia grzewcze i wentylacyjne wymagają optymalizacji doboru i sterowania ich pracą, dochodzą także kolejne przedmioty: automatyka i sterowanie, ekonomika.

Jeśli architekt zna się na fizyce budowli i przestrzega jej praw przy sporządzaniu projektu oraz wykonawca, a także kierujący budową oraz inspektor nadzoru - będą ściśle trzymać się projektu, to bez trudu powstaną domy bez błędów - czyli zdrowe i zapewniające komfort cieplny. W przeciwnym wypadku, architekt powinien konsultować swój projekt z fizykiem budowli albo powinien posiąść brakującą wiedzę w tym zakresie.

Kiedy pytam architektów dlaczego nie konsultują swoich projektów z fizykiem budowli? Słyszę zawsze tę samą odpowiedź: aby nie podnosić ceny za projekt. Taką samą odpowiedź otrzymuję, gdy pytam o projekt domu jednorodzinnego jak też wielorodzinnego z garażami podziemnymi i dachami zielonymi. Tymczasem, koszt pełnych konsultacji projektu domu jednorodzinnego to wydatek ok. 5 tys. zł. Koszt pełnych konsultacji wielorodzinnego budynku, to wydatek zaledwie 5-8 % kosztu projektu budowlanego. Zatem, zapytam prozaicznie: czy te wydatki są więcej warte niż zdrowie i życie ludzi mieszkających w sknoconych budynkach?

Wiem, ze systemu nie wywrócę i długo jeszcze będzie jak jest. Dlatego, napisałem książkę-poradnik. Składa się z dwóch części: pierwszej - z rysunkami, szerokimi poradami i uzasadnieniami oraz drugiej - z podstawami fizyki budowli w pigułce - dla architektów, inżynierów i dociekliwych. Mam nadzieję choć trochę uratować przed chorobami, utratą zdrowia i ... pieniędzy tych wszystkich, którzy chcą uniknąć domów z pleśnią, zagrzybieniem, odpadającymi płytkami, przemarzaniem czy przeciekami wody przez strop, dach i taras. Załączam trochę zdjęć popełnionych błędów, a których bez trudu można było uniknąć.