Jakość cieplna okien w aspekcie użytkowym Część 2


Niedostateczna jakość cieplna przegród budowlanych z oszkleniami (okien, drzwi, lekkich ścian osłonowych) oraz ich połączeń z innymi przegrodami, może przyczyniać się do występowania niekorzystnych zjawisk, takich jak:
• nadmierne zapotrzebowanie na energię do ogrzewania lub chłodzenia pomieszczeń,
 ich niedogrzewanie lub przegrzewanie i w konsekwencji odczucie dyskomfortu cieplnego przez użytkowników,
 powierzchniowa kondensacja pary wodnej na oknach, połączeniach z obudową, w miejscach najsłabszych pod względem izolacyjności cieplnej.


W pierwszej części tego artykułu omówione zostało kryterium powierzchniowej kondensacji pary wodnej na oknach wg PN-EN ISO 13788:2003

Rzeczywiste cieplne i wilgotnościowe warunki w pomieszczeniach mieszkalnych
Jak wcześniej wspomniano rzeczywiste cieplne i wilgotnościowe warunki w pomieszczeniach mieszkalnych kształtowane są w istotny sposób przez lokatorów, którzy mają decydujący wpływ na emisję wilgoci i dostosowanie do niej intensywności wentylacji.


Na podstawie wyników badań autora i danych Zakładu Fizyki Cieplnej ITB zestawiono (rys. 7) wyniki pomiarów wilgotności powietrza wewnętrznego w czterech mieszkaniach, w budynkach wzniesionych po 2000 r.

Podano wartości średnie i maksymalne zarejestrowane w okresach kilkunastodniowych, charakteryzujących się podobnymi warunkami zewnętrznymi (średnia wartość temperatury powietrza zewnętrznego około 3°C) i przy zbliżonej temperaturze powietrza wewnętrznego (średnia wartość około 21°C).

Warunki panujące w mieszkaniach można ocenić w następujący sposób:
 na podstawie wartości średniej kilkudniowej nadwyżki Dp mogą być zaklasyfikowane do normowych klas wilgotności od 1 do 4,
 chwilowe wartości nadwyżki Dp mogą osiągać poziom o klasę wyższy.

Wartości fRsi na powierzchni okien
Oszklenie (centralna część)
Obliczone wg wzoru (7)



wartości fRsi w odniesieniu do centralnej części oszklenia o danych wartościach współczynnika Ug przedstawiono na rys. 8. W przypadku oszkleń o niskim Ug, (mniejszym niż 1,2 W/(m2·K)), uzyskanym dzięki zastosowaniu szyby pokrytej powłoką niskoemisyjną i dodatkowo wypełnieniu przestrzeni międzyszybowej gazem szlachetnym, uzyskuje się wartości fRsi nie przekraczające wartości dopuszczalnych, podanych na rys. 6. Istotnie większe ryzyko występowania powierzchniowej kondensacji pary wodnej w centralnej części oszklenia istnieje natomiast w przypadku zastosowania oszkleń wykonanych ze zwykłych szyb, które charakteryzują się współczynnikiem Ug większym niż 2,7 W/(m2·K).



Oszklenie przy styku z ramą okna
Jest to miejsce zwiększonego ryzyka wystąpienia kondensacji pary wodnej. Elementem pogarszającym jakość cieplną tej części okna jest ramka międzyszybowa. Najbardziej podatny na kondensację jest dolny styk oszklenia z ramą okna, ponieważ:
 jest to strefa napływu na wewnętrzną szybę ochłodzonego na szybie zewnętrznej gazu wypełniającego przestrzeń międzyszybową,
 parapet ogranicza napływ ciepłego powietrza z umieszczonego przeważnie pod oknem grzejnika.


Mniej podatne na powierzchniową kondensację pary wodnej są oszklenia z tzw. „ciepłymi” ramkami, w których ogranicza się lub eliminuje zastosowanie dobrze przewodzących ciepło metali. Pozwalają one uzyskać w obszarze styku oszklenia z ramą wartości fRsi,min zbliżone do dopuszczalnych z uwagi na ochronę przed kondensacją pary wodnej. Zestawienie wartości orientacyjnych, określonych na podstawie wyników symulacji komputerowej przepływu ciepła zamieszczono w tablicy 1. Na rys. 9 przedstawiono przykładowy rozkład izoterm w poziomym przekroju przez ramę okna drewnianego, z szybą zespoloną, o Ug = 1,1 W/(m2·K), z ramką aluminiową.




Rama okna
Zwykle nie ma znaczącego ryzyka wystąpienia kondensacji pary wodnej w centralnej części ram drewnianych i z kształtowników PVC, które zazwyczaj charakteryzują się wartościami współczynnika przenikania ciepła od około 1,2 W/(m2·K) do 1,6 W/(m2·K), a w odniesieniu do najsłabszych rozwiązań nie więcej niż 2,0 W/(m2·K).
Niższe wartości fRsi uzyskuje się na powierzchni ram z kształtowników aluminiowych z przekładką cieplną. Współczynnik przenikania ciepła ram zawiera się, w odniesieniu do typowych rozwiązań, od około 2,0 W/(m2·K) do 3,2 W/(m2·K). Na rys. 10 pokazano rozkład izoterm w poziomym przekroju przez aluminiową ramę drzwi, z szybą zespoloną o Ug = 1,1 W/(m2·K), z ramką aluminiową. Podatność na powierzchniową kondensację pary wodnej wewnętrznej powierzchni ramy jest w pokazanym przypadku zbliżona do podatności powierzchni oszklenia przy styku z ramą okna.



Połączenie ramy okna z obudową
Przy poprawnym wykonaniu izolacji cieplnej między ramą okna i obudową oraz zapewnieniu szczelności na przenikanie powietrza uzyskuje się w styku ramy z obudową dopuszczalne wartości fRsi. Przykładowe wyniki symulacji komputerowej w przekroju przez podokiennik i próg okna drewnianego zamieszczono na rys. 11. Po lewej pokazano rozwiązanie, w którym przestrzeń pod parapetem wypełniono izolacją cieplną. Po prawej przestrzeń pod parapetem pozostaje niewypełniona i możliwe jest jej intensywne wentylowanie powietrzem zewnętrznym. Przy poprawnym rozwiązaniu z izolacją cieplną w połączeniu okna z podokiennikiem uzyskuje się wysoką wartość fRsi,min. Na rysunku po lewej, podatność na powierzchniową kondensację pary wodnej wewnętrznej powierzchni w narożu przy krawędzi progu i parapetu jest zbliżona do podatności powierzchni oszklenia przy styku z skrzydłem okna.



Nawiewnik w oknie
Nawiewniki w oknie są montowane w jego górnej części:
 między oszkleniem a ramą, rys. 12, po prawej (rozkład izoterm przy całkowicie zamkniętym nawiewniku), lub
 w ramie okna, rys. 12, po lewej (rozkład izoterm przy ustalonym minimalnym przepływie powietrza przez nawiewnik).

Bardziej podatne na powierzchniową kondensację pary wodnej są nawiewniki nadszybowe, wykonane z kształtowników aluminiowych z przekładką cieplną, która w typowych rozwiązaniach daje nieduży, kilkumilimetrowy odstęp między zewnętrznym i wewnętrznym kształtownikiem aluminiowym nawiewnika. W pomieszczeniach, w których zastosowano okna z takimi nawiewnikami, w celu uniknięcia kondensacji pary wodnej na wewnętrznej powierzchni nawiewników, należy zachowywać niską wilgotność względną powietrza.



Podsumowanie
 Współczesne typowe rozwiązania techniczne okien umożliwiają utrzymanie w tzw. warunkach obliczeniowych wymaganej temperatury, z uwagi na zabezpieczenie przed powierzchniową kondensacją pary wodnej w centralnej części oszklenia i ramy oraz w połączeniach z obudową.
 Na oszkleniu przy ramie, zwłaszcza w dolnej części okna, w największym stopniu przy zastosowaniu szyby zespolonej z ramką aluminiową, istnieje duże ryzyko okresowego pojawiania się kondensacji pary wodnej.
 W warunkach eksploatacyjnych, występowanie powierzchniowej kondensacji pary wodnej na oknach jest zwykle uzależnione w decydujący sposób od użytkowników pomieszczeń. Z powodu różnych indywidualnych nawyków eksploatacji mieszkań obserwuje się w nich występowanie warunków cieplno-wilgotnościowych odpowiadających wszystkim normowym klasom wilgotności. Jeżeli chwilowe wartości ciśnienia cząstkowego pary wodnej osiągają poziom odpowiadający piątej klasie wilgotności, wówczas możliwa jest kondensacja pary wodnej na większej niż wyżej podano części powierzchni okna, np. na całej powierzchni oszklenia.

Robert Geryło
Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

  • Logo - alu
  • Logo aw
  • Logo - fenzi
  • Logo - glass serwis
  • Logo - lisec
  • Logo - mc diam
  • Logo - polflam
  • Logo - saint gobain
  • Logo termo
  • Logo - swiss
  • Logo - guardian
  • Logo - forel
  • vitrintec wall solutions logo

Copyright © Świat Szkła - Wszelkie prawa zastrzeżone.