Откуда и как берётся конденсат на окнах. Что можно сделать?
Почему и как потеют современные «энергоэффективные окна».
Физика процесса, причины, рекомендации по устранению.
Можно выделить три основных группы рекламаций, с которыми сталкиваются производители и продавцы современных герметичных окон со стеклопакетами из ПВХ, алюминия, древесины и стеклопластика.
Рекламации, связанные с процессом изготовления оконных блоков в заводских условиях.
Рекламации, связанные с их монтажом на объекте.
Рекламации, связанные с эксплуатацией окон в квартире, офисе, загородном доме и т.д.
Последний вид рекламаций можно назвать «ситуационными» рекламациями, они встречаются даже в случае безупречного изготовления и монтажа оконных блоков.
Опасность таких рекламаций (есть случаи больших финансовых и репутационных потерь, вплоть до ликвидации фирм) состоит в том, что фирма-изготовитель при всем желании не может обеспечить контроль за эксплуатацией окон на объекте.
Для понимания и максимального снижения риска получить такие рекламации необходимо понять и принять следующие факты.
Инженерное оборудование здания, в том числе и остекление, это единая система, где в той или иной степени все связано со всем.
Окна сами по себе без учета сопутствующих систем не могут ничего гарантировать, вопреки рекламным обещаниям.
Например, никакие «теплые окна» не являются приборами отопления (кроме экзотики с электрообогреваемыми стеклами) и жаловаться на них, что в помещении холодно, нельзя.
За температуру воздуха в помещении отвечает система отопления.
КОНДЕНСАТ И НАЛЕДЬ, КАК ЧАСТАЯ ПРИЧИНА РЕКЛАМАЦИЙ.
Свойства воздуха таковы, что он может содержать в себе только ограниченное количество воды в виде пара (он не виден глазом), сильно зависящее от температуры воздуха.
Чем выше температура, тем больше воды может содержаться.
Чем ниже температура, тем меньше воды содержится в единице объема воздуха.
Абсолютная влажность воздуха – это содержание воды в граммах в кубометре или килограмме воздуха.
какой температуры надо нагреть воздух или снизить влажность, чтобы не допустить образование конденсата.Относительная влажность воздуха – это отношение в процентах, сколько грамм воды содержится в реальности к максимально возможному содержанию при данной температуре. Связь температуры воздуха с влагосодержанием описывается «кривой Моллье», с помощью которой можно оценить, запотеют окна или нет и, наоборот, определить, до какой температуры надо нагреть воздух или снизить влажность, чтобы не допустить образование конденсата.
На приведенном рисунке стрелкой показано, что такое «точка росы».
Если в центре комнаты температура воздуха +20 градусов и относительная влажность 50%, то при охлаждении такого воздуха (приближении к плоскости окна) 50% будут последовательно увеличиваться вплоть до 100% и начнется выпадение конденсата, в приведенном случае при +9,3 градуса (точка росы).
Видно, что при снижении относительной влажности, точка росы снижается и может вообще уйти в область отрицательных температур.
Таким образом, в сильные морозы на внутренней поверхности окна могут появиться участки даже с отрицательной температурой, но никакого конденсата или льда там не будет.
В принципе, на основании вышеприведенной информации уже можно спроектировать окна, которые не будут «потеть».
Надо определить (задать) оптимальные параметры микроклимата в помещении согласно ГОСТ и СанПиН. Для зимы это температура +20 градусов и относительная влажность воздуха 30%.
Согласно «кривой Моллье», точка росы при этом будет в области +2…3 градуса.
После этого надо выбрать профили, дистанционные рамки, формулу стеклопакета и т.д., которые при температуре «холодной пятидневки» данного региона обеспечат на поверхности окна температуру не ниже +3 градуса (это одно из нормативных требований).
Все вышесказанное относится к абсолютно герметичному окну без учета движения холодного воздуха через него.
Если в конструкции окна есть небольшие щели и через них поступает холодный воздух, то к теплотехническим факторам конденсата и обмерзания добавляются аэродинамические.
Тонкая струя холодного воздуха образует по краям щели застойные зоны, где может образоваться иней или наледь.
Обычные примеры такого механизма образования инея – обмерзание задубевших на морозе уплотнителей, щелей в примыкании подоконника к коробке, щелей в монтажных стыках и т.д.
К сожалению, конкретная температура на различных участках окна зависит не только от контролируемых параметров (формула стеклопакета, характеристики профиля, температура воздуха в центре помещения), но и от других сторонних факторов – геометрия подоконника, занавески, шторы, глубина оконной ниши и т.д.
К сожалению, на сегодняшний день в плане конденсата традиционных лабораторных испытаний окон явно недостаточно, т.к. условия реальной жилой комнаты и лабораторной камеры далеки друг от друга.
Выходом может быть проведение «испытаний на конденсат» в специальных «климатических симуляторах», которые уже есть в Европе, где можно смоделировать ситуацию, максимально приближенную к реальной кухне или спальне.
Откуда вообще берется вода или иней на окне?
Если не брать очевидные источники воды (попадание дождевой влаги снаружи, протечки крыш, водопровода и затопленного подвала), то это вода из воздуха помещения, куда она попала при обычной бытовой деятельности самих жильцов.
Источники паров воды известны и известны примерные количества воды от этих источников.
В литературе на тему микроклимата помещений эмиссия паров воды от среднестатистической семьи оценивается примерно в 10-15 литров в сутки.
Раз эта вода постоянно выделяется, ее надо также постоянно и удалять. Иначе относительная влажность воздуха будет расти со всеми вытекающими последствиями (конденсат, иней, грибок, плесень).
Для удаления (поглощения) этой выделяемой влаги существует масса способов (осушители воздуха, стаканчики с концентрированной серной кислотой, мешочки с хлористым кальцием), но базовой технологией в строительстве была, есть и будет вентиляция.
Удаление воздуха через вытяжные каналы в кухне, ванной и туалете является наиболее эффективным способом удаления паров воды от самих жильцов.
Если учесть, что (см. кривую Моллье) зимой наружный воздух очень сухой, он работает в квартире как промокашка. Каждый кубометр наружного воздуха приносит с собой около 1 грамма воды, а уносит около 5-6 грамм.
Таким образом, нормативный воздухообмен в квартире на уровне 100-140 куб.м./час во многих случаях способен унести с собой те примерно 500 грамм воды в час, которые выделяют сами жильцы, и поддерживать зимой относительную влажность на уровне 25-35%, при которой большинство современных окон потеть и обмерзать не будут, или это явление будет наблюдаться в минимальном объеме.
Как только встает вопрос удаления наружу избыточной влажности от жильцов, придется учитывать, как организуется воздухообмен в современных жилых зданиях.
Схем такого воздухообмена довольно много, но чаще всего в многоквартирных жилых домах послевоенной постройки встречается такая:
Свежий наружный воздух через окна поступает в жилые комнаты (спальни, гостиная), через межкомнатные двери попадает в коридор и далее уходит в атмосферу через вытяжные каналы в подсобных помещениях (кухня, ванная, туалет).
Если на пути движения воздуха появляется преграда, проветривание квартиры затрудняется или совсем прекращается, влажность воздуха растет и увеличивается риск появления конденсата и наледи зимой на окнах.
Такими преградами являются: современное окно в закрытом положении, закрытая межкомнатная дверь без щели в нижней части (подрез дверного полотна), закрытые двери без подреза в кухню, ванную и туалет, закрытое отверстие вытяжных каналов (неработающими осевыми вентиляторами, трубой надплитного неработающего «зонта»), засоренные или специально перекрытые вытяжные каналы.
Результат всех этих нарушений (неправильный выбор комплектующих, некорректный монтаж, нарушение воздухообмена, недостаточное отопление и т.д.) обычно выглядит таким образом:
При отсутствии испытаний в климатической камере – симуляторе, можно говорить не о гарантиях отсутствия конденсата или наледи на окнах, а только о снижении риска появления этих нежелательных явлений.
Во многих случаях предложенных мероприятий может оказаться достаточно, чтобы избавиться от таких рекламаций.
Установка оконного блока в оптимальное положение по отношению к плоскости стены позволяет увеличить температуру внутренней поверхности окна и снизить вероятность запотевания.
Современные окна, особенно с алюминиевой дистанционной рамкой, имеют очень большую неоднородность по температуре поверхности. Даже при высоком значении приведенного сопротивления теплопередаче, на них могут быть сильно охлажденные места, где и наблюдается конденсат и наледь в первую очередь.
Снизить риск появления конденсата или наледи в краевых зонах позволяют «теплые» дистанционные рамки не из алюминия, а из менее теплопроводных материалов.
Существенно повысить температуру наиболее проблемной нижней части окна и снизить риски запотевания и обмерзания помогает использование тепла приборов отопления при обеспечении доступа теплого воздуха к окну через специальные воздуховоды в подоконнике.
Риск запотевания и обмерзания напрямую связан со значением температуры «точки росы», которая является производной не одного, а двух факторов.
От конденсата можно уйти путем увеличения температуры поверхности окна (теплотехнические решения) и путем снижения уровня влажности внутреннего воздуха (вентиляционные решения). Максимальный эффект дает совместное применение обоих решений.
Максимальный эффект по снижению вероятности конденсата дает не периодическое проветривание, а соблюдение нормативных требований по воздухообмену. Для обычной квартиры это воздухообмен величиной 110-140 куб.м./час.
Обеспечить его можно самыми разными способами.
Это может быть устройство общеобменной приточно-вытяжной механической вентиляции.
Может быть организована смешанная система вентиляции с механическими приточными установками и удалением грязного воздуха через каналы естественной вытяжки.
Может быть организована смешанная система вентиляции с механическим удалением воздуха и естественным притоком воздуха через щели в окнах, форточки, фрамуги, створки с «гребенками» или режимом «щелевого проветривания», специальные клапаны.
В «эконом – варианте» в зимний период года может помочь и традиционная система естественной вентиляции – приток воздуха через щели, форточки, фрамуги, створки, клапаны, удаление воздуха – через каналы естественной вытяжки.
При этом только надо учесть, что нормативный приток воздуха путем периодического открывания створок обеспечивается не 2-3-мя проветривания в сутки, а гораздо более частым, что далеко не всегда можно реализовать.
При обеспечении естественного притока воздуха по совокупности характеристик (сохранение величины звукоизоляции окна в режиме проветривания на достаточно высоком уровне, минимизация сквозняка в приоконном пространстве) наиболее удобными являются специальные оконные или стеновые клапаны.
Пример распределения температур зимой около окна при установке в верхней части окна приточного клапана с производительностью около 30 куб.м./час.
Относительная влажность воздуха при этом устанавливается на уровне 35%.
В качестве примера установки приточного клапана в ПВХ окно.
Практика применения таких устройств показала, что они достаточно эффективно снижают риски появления конденсата и наледи в зимний период при соблюдении вышеупомянутых других условий (нормальное отопление, обеспечение перетоков воздуха по квартире, работоспособная вытяжка и т.д.). Этот эффект связан с обеспечением постоянного притока более сухого воздуха и снижением в результате влажности внутреннего воздуха.
Заключение.
Конденсат на окнах и откосах, появление наледи и грибка – это комплексная проблема, требующая комплексного решения по отоплению, вентиляции, качественному изготовлению и монтажу оконных блоков, а также требующая от самих жильцов выполнения определенных правил эксплуатации окон (обилие цветов, влажные работы при ремонте помещений в зимнее время, заделка вытяжных каналов «от соседских тараканов», некорректное использование вытяжных осевых вентиляторов, неправильная эксплуатация надплитных «зонтов» и т.д.).
Компания РЕХАУ, выводя на рынок окна поколения «ОКНО 2.0» (окна с интегрированными в оконный блок приточными шумозащитными клапанами фирмы РЕНСОН), вносит существенный вклад в решение проблемы конденсата (плесени, грибков) и обеспечения здорового микроклимата в помещениях жилых и общественных зданий.