Образование конденсата в оконных и фасадных конструкциях

С наступлением холодов возникает проблема образования конденсата в оконных и фасадных конструкциях. Кроме того в течение последних лет увеличивается статистика таких случаев. Причины этому следует искать в более эффективных с точки зрения энергосбережения способах выполнения монтажных работ. Это происходит в свете постоянного ужесточения требований к энергосбережению, что требует последовательных действий при планировке, реализации и эксплуатации объектов, поскольку свобода действий в этой области все более и более ограничивается.
Оконные и фасадные конструкции на совсем небольшом участке толщины наружной стены здания объединяют в себе целый ряд характеристик, как, пожалуй, никакой другой элемент конструкции. При этом многие из этих свойств могут остаться незамеченными владельцем стойки без более детального рассмотрения. Если образуется конденсат, то чаще всего владельцем стойки это воспринимается как нечто само собой разумеющееся, — заранее предполагается наличие дефектов и ошибок в самом элементе, где наблюдалось образование конденсата. Взаимосвязи и процессы часто нужно рассматривать в комплексе.
При этом нужно учитывать, что кратковременное, частичное образование конденсата в некритических областях конструкции не обязательно свидетельствует о наличии в ней каких-то дефектов. Однако если вся конструкция пропитывается влагой или покрывается плесенью, это говорит о серьезных дефектах системы и может быть связано с риском для здоровья, чем уже нельзя пренебрегать. В этом случае необходимо проводить тщательный анализ всех причин. При этом нужно задать вопрос строителям, выполнявшим монтаж оконной или фасадной конструкции, — была ли конструкция выполнена с соблюдением всех технических и технологических требований.
Ниже будут вкратце представлены некоторые критерии оценки оконных и фасадных конструкций в аспекте образования конденсата.

Образование конденсата отмечается на поверхности конструктивных элементов в тех областях, где температура поверхности вследствие переноса тепла в результате разницы температур оказывается ниже точки росы окружающего воздуха. Точка росы зависит при этом от температуры воздуха и его влажности.

Образование конденсата, оценка конструкции
Причины образования конденсата могут быть следующие:

Образование конденсата вследствие диффузии паров воды через поперечное сечение конструктивного элемента.

Как происходит перенос тепла через поперечное сечение конструктивного элемента “с тепла на холод”, так происходит и перенос влаги (диффузия) вследствие установившихся в холодное время года градиентов давления паров влаги между климатом в помещении и снаружи. При недостаточно хорошо выполненном с точки зрения строительной физики поперечном сечении в данной области создается соответствующая упругость насыщения. На такие процессы следует обращать внимание при обследовании оконных и фасадных конструкций, главным образом в области непрозрачных заполнений и панелей, а также в зоне примыкания к корпусу здания. Для бездефектных поперечных сечений элемента существуют простые нормативные методы расчета, позволяющие оценить возможность образования конденсата в области поперечного сечения конструктивных элементов (DIN 4108-3).

Share

Рис.1 Показаны в качестве примера критические области и “слабые места” конструкции с точки зрения образования конденсата. Точки с 1 по 3 отмечают участки поверхности внутри помещения. Точка 4 находится в области “функциональных швов”. Точка 5 показывает возможные участки образования конденсата внутри конструкции. Точка 6 показывает места образования конденсата на внешней поверхности конструкции.

Рис. 2 Формирование конденсата на оконной конструкции с различными тепловыми изолирующими свойствами

Образование конденсата вследствие воздушного потока.
Образование конденсата отмечается на поверхности конструктивных элементов в тех областях, где температура поверхности вследствие переноса тепла в результате разницы температур оказывается ниже точки росы окружающего воздуха. Точка росы зависит при этом от температуры воздуха и его влажности. Соответствующую температуру точки росы (qs) можно определить по таблицам (например, DIN 4108-3, таблица А.4).

Примеры: температура воздуха 20 °С и относительная влажность 50% - qs : 9,3 °С температура воздуха 20 °С и относительная влажность 80 % - qs : 16,4 °С температура воздуха 10 °С и относительная влажность 50% - qs : 0,1 °С

На практике это является наиболее частой причиной образования конденсата в области оконных и фасадных конструкций, а также в области их примыкания к корпусу здания.
При этом образование конденсата может происходить не только на поверхности внутри помещения, но и в самой конструкции и на ее внешней поверхности.
Критические области и “слабые места” оконных и фасадных конструкций

Оценка конструкции
а) Образование конденсата на поверхности внутри помещения
Здесь следует обратить внимание на потенциальные мостки холода в конструкции (например, в области кромок стекла, соединительных элементов в плоскости окна и особенно в области угловых стыков) и в зоне примыкания к внешней стене здания.
Точка 1 на рис. 1 отмечает участок примыкания оконной или фасадной конструкции к корпусу здания как критическую область в плане образования конденсата. В связи с пересмотренной нормой DIN 4108 и выходом в свет Европейских Норм по теплоизоляции были установлены конкретные требования по выполнению работ и принята методика оценки конструкции в области примыкания к корпусу здания. Необходимо обеспечить минимальную теплоизоляцию в зоне мостков холода во избежание образования конденсата и появления плесени путем подтверждения температурного коэффициента fRsi; подтвердить температурный коэффициент можно путем исполнения “по унифицированным деталям” или математическим способом путем расчета изотерм. Во избежание образования конденсата в соединительном шве на внутренней стороне конструкции необходимо устанавливать герметичный соединитель с корпусом здания.
Точка 2 показывает внутреннюю область кромки стекла как зону, подверженную конденсату. Причины его образования известны. Рис. 2 демонстрирует разницу между теплоизолирующим остеклением зимнего сада и установленным в одном ряду с ним обычным стеклопакетом.
“Слабым местом” часто оказываются соединительные элементы (точка 3 на рис. 1) в особенности, если из соображений улучшения статических характеристик в систему устанавливаются металлические профили с соответствующим поперечным сечением. Вследствие неблагоприятной геометрии слабое звено представляют собой такие угловые конструкции. На рис. 3 показана подобная конструкция с конденсатом и потемнением.

Новые разработки, позволяющие снизить риск образования конденсата (например, системы с совмещенными кромками warm-edge), уже существуют, и на рынке уже появились первые подобные изделия. Однако при нынешнем техническом уровне на стандартных конструкциях может временно образовываться частичный конденсат в области кромки стекла. Это не говорит о наличии каких-то дефектов. При этом нужно следить, чтобы материал в прилегающих участках был устойчив к такому частичному конденсату.

Требования к оценке конструкции по нынешнему уровню нормативных разработок еще не определены окончательно. DIN 4108-2 в связи с требованиями к минимальной теплоизоляции в области мостков холода в оконной конструкции делает ссылку на Европейскую Норму DIN EN ISO 13788. В настоящий момент не установлены также и германские национальные граничные условия, которые могли бы лечь в основу такой оценки. Основополагающая часть 3 нормы DIN 4108 находится в настоящий момент в стадии пересмотра. До ее принятия рекомендуется использовать граничные условия (температура в помещении 20 °С, относительная влажность воздуха 50%, температура воздуха на улице — 15 °С), известные из прежней редакции части 3 DIN 4108.

б) Образование конденсата в функциональных швах
Рост проблем, связанных с образованием конденсата в области фальцев (точка 4 на рис. 1), следует рассматривать с учетом требований к герметичности при выполнении монтажа и, как правило, отсутствием концепции вентиляции системы. В результате этого фальцы оконной конструкции подвергаются дополнительной нагрузке с внутренней стороны. Здесь одними мерами по оптимизации герметичности оконной конструкции полностью решить проблему нельзя. Однако необходимо обеспечить непрерывный замкнутый уровень уплотнения со стороны помещения, чтобы дополнительно не стимулировать образование конденсата в области фальца.

Рис. 3 Формирование конденсата в области внешнего угла окна

в) Образование конденсата в конструкции
Критическими здесь являются области заполнения или панелей (точка 5 на рис. 1). В заполнении поперечные сечения элементов, не достаточно хорошо выполненные с точки зрения строительной физики (например, отсутствие парового клапана с внутренней стороны), могут стать причиной образования конденсата в конструкции вследствие диффузии паров воды. При этом нужно следить за герметичностью элементов примыкания к раме на внутренней стороне, чтобы воспрепятствовать образованию конденсата в результате потока влажно-теплого воздуха из помещения. На рис. 4 показана область заполнения отделочными панелями у оконной конструкции, где не были учтены перечисленные выше требования.

Рис. 4. Повреждения, вызванные образованием конденсата на панелях

Панели выполняются в виде так называемой замкнутой или открытой системы. В замкнутых системах промежуточное пространство связано с окружающим через отверстия в области кромок для осушения полостей. При резкой смене погоды не всегда удается избежать временного образования конденсата в таких конструкциях. Поэтому используемый материал должен быть водоустойчивым.

г) Образование конденсата на внешней поверхности
Точка 6 на рис. 1 показывает внешнюю сторону остекления как возможную область образования конденсата. При этом речь здесь идет о нежелательных, мешающих обзору, но обусловленных физическими факторами побочных эффектах при многокамерном остеклении с очень хорошими теплоизолирующими свойствами. Избежать этого можно с помощью дополнительной внешней защиты, например, установив рольставни или жалюзи.
Таким образом измененный подход к выполнению монтажных работ требует более последовательных действий как при планировании и реализации, так и при эксплуатации конструкций.
От строителя, выполняющего монтаж оконных и фасадных конструкций, требуется надлежащим образом реагировать на изменившуюся ситуацию. Необходимо неукоснительно выполнять требования к минимальной теплоизоляции и области мостков холода. Оптимизация критических элементов конструкции возможна и необходима.

---