Aktualne wydanie

2021 11 okladka1

Świat Szkła 11/2021

User Menu

 ET-160x600-PL-4

 

 

 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

 konferencja 9 grunia 2021

 Adv-750x100-px-Builing-Science-23

 

 

 RZ RT 2022 Banner Tag Motiv Animiert 550x150 PL

 

 

Termowizyjna analiza zjawisk wykraplania wilgoci na przeszkleniach okien budynków
Data dodania: 10.02.14


Obecny artykuł jest próbą wyjaśnienia przyczyn wykraplania się wilgoci na wewnętrznych i zewnętrznych powierzchniach przeszkleń budynków.

 

Omówione zostały zjawiska fizyczne występujące podczas eksploatacji budowli z uwzględnieniem wymiany ciepła, wynikającej z izolacyjności ścian zewnętrznych oraz wentylacji.

 

Pokazane zostały rozkłady temperatury na powierzchni okien od wewnątrz pomieszczeń i od zewnątrz budynku zarejestrowane kamerą termowizyjną, ze szczególnym uwzględnieniem stolarki okiennej i obszarów przeszklonych.

 

Przedstawione zostały także sposoby eliminacji niekorzystnych zjawisk wilgotnościowych we wnętrzu i na zewnątrz obudowy budynku.

 

 

Wprowadzenie

Skraplanie pary wodnej na szybach jest naturalnym zjawiskiem fizycznym polegającym na tym, że w wyniku zetknięcia się wilgotnego i ciepłego powietrza z powierzchnią o odpowiednio niższej temperaturze, powietrze ochładza się do stanu nasycenia i oddaje część wilgoci, która skrapla się na powierzchni szyby zespolonej powodując jej zamglenie.

 

Wykraplanie się wilgoci może następować na wewnętrznej jak i na zewnętrznej powierzchni przeszklenia. Wykroplenie na zewnętrznej powierzchni szyb jest rzadsze, gdyż zachodzi w szczególnych warunkach pogodowych i pogarsza głównie odczucia estetyczne. Wilgoć zbierająca się na wewnętrznej stronie szyb to bolączka wielu posiadaczy mieszkań i domów, zmuszająca ich do jej usuwania przez wycieranie.

 

Parowanie szyb okiennych bardzo często odbierane jest jako wada stolarki okiennej. Najczęściej jest to jednak błędne przekonanie. Skraplanie się pary wodnej na szybach okiennych nie zawsze oznacza usterkę stolarki okiennej. Co zatem może być przyczyną zjawiska kondensacji w tym przypadku?

 

 

Kondensacja problemem współczesnych okien

Gdy dochodzi do kontaktu ciepłego i wilgotnego powietrza z chłodniejszą powierzchnią szyby, na powierzchni powstają kropelki wody. Zjawisko to, znane również pod postacią rosy, ma miejsce zwykle nad ranem w rejonach o wysokiej wilgotności powietrza. W przypadku przeszkleń, kondensacja często zachodzi na oknach dachowych, ponieważ szyba pozioma szybciej ulega ochłodzeniu.

 

 

Należy jednak pamiętać, że zjawisko kondensacji na oknach stało się szeroko spotykanym problemem stosunkowo niedawno. Dawniej okna cechowały się gorszymi właściwościami termoizolacyjnymi. Dzięki temu szyba zewnętrzna ogrzewana była ciepłem uciekającym z wnętrza budynku.

 

Brak kondensacji szedł jednak w parze ze stratami energii powodowanymi przez jej swobodną wymianę.

 

Nowoczesne okna zapewniają dobrą izolację pomiędzy szybą wewnętrzną i zewnętrzną, co pozwala zatrzymać ciepło wewnątrz, ale powoduje wychładzanie się szyby zewnętrznej i przez to wzmaga zjawisko kondensacji.

 

(...)

 

2013-12-24-2

 Rys. 1. Fotografie zaroszonych od zewnątrz okien z pakietem 3-szybowym w godzinach rannych po bezchmurnej nocy

 

W tabeli 1 pokazano temperatury punktu rosy powietrza przy różnym jego nawilżeniu

 

Tabela 1. Poniższa tabela prezentuje temperaturę punktu rosy o różnej temperaturze i wilgotności względnej powietrza pod ciśnieniem 1013 hPa.

 2013-12-23-1t

 (kliknij na tabelę aby ja powiększyć)


Kondensacja wody na powierzchni wewnętrznej okna następuje na tych jego elementach, które mają najniższą temperaturę. Temperatura i zmiany wilgotności powietrza są ściśle ze sobą powiązane i wzajemnie oddziaływają na siebie. Od wielkości i wzajemnego stosunku obu tych parametrów uzależniony jest kolejny czynnik, czyli „punkt rosy”.

 

W zależności od temperatury zmienia się ilość wilgoci, jaka może zostać przyjęta przez powietrze. „Punkt rosy” jest to temperatura, przy której z powietrza o oznaczonej temperaturze wyjściowej i określonej wilgotności, następuje wytrącanie się kropel wody. Np. przy temperaturze powietrza 20°C i jego wilgotności 50% wynosi 9,3°C. Obniżenie temperatury do zbliżonej do takiej, np. 10°C spowoduje wykraplanie się wody.

 

 2013-12-25-1

Rys. 2. Fotografie okien o niezłym współczynniku Ug=1,1 W/(m2∙°K) z ramkami aluminiowymi, na których widać wykroploną wilgoć u dołu ram okiennych.

 


Para wodna na zewnętrznej powierzchni szyby okiennej
Wymiana ciepła pomiędzy osłonowymi ścianami budynku odbywa się drogą konwekcji oraz radiacji. Konwekcja dominuje, zwłaszcza podczas dni wietrznych oraz silnego zachmurzenia. Natomiast podczas bezchmurnej pogody znacząco wzrasta udział promieniowania. Szczególnie istotne jest to podczas zimowych i jesiennych nocy, gdy znaczne ilości ciepła są wypromieniowane w kierunku zimnego nieboskłonu.


Następuje wtedy znaczne obniżenie temperatury powierzchni zewnętrznej budynku (również okien), zwłaszcza w strefie środkowej przeszklenia, gdyż pakiety dwu- a przede wszystkim trójszybowe mają dobre parametry termoizolacyjne.

 

Skraplanie pary wodnej na zewnętrznej powierzchni szyby zespolonej jest spowodowane bardzo wysoką izolacyjnością cieplną szyb tego typu (tj. niskim współczynnikiem przenikania ciepła Ug).

 

Powoduje ona, że na zewnątrz pomieszczenia przedostaje się zaledwie niewielka ilość ciepła. Zewnętrzna szyba pozostaje więc nadal zimna i to na niej skrapla się wilgoć w postaci pary wodnej.


Ze zjawiskiem parowania szyb na zewnętrznej stronie okna często można spotkać się na obszarach o dużej wilgotności powietrza, np. w obszarach zalesionych i w pobliżu zbiorników wodnych, gdzie w godzinach porannych powietrze może nagrzewać się szybciej niż szyby okienne.

 

Zjawisko kondensacji pary wodnej na zewnętrznej powierzchni szyby zespolonej może wystąpić, jeśli temperatura zewnętrznej powierzchni szkła będzie wyraźnie niższa od temperatury powietrza na zewnątrz budynku, a punkt rosy powietrza będzie wyższy od temperatury szkła. Na rys. 1 pokazano fotogramy zaroszonych szyb od zewnątrz.

 


Kondensacja na powierzchni zewnętrznej rozpoczyna się od środkowej części szyby, bowiem jest to najchłodniejsze miejsce powierzchni szyby zespolonej, gdyż krawędzie zewnętrznej części szkła ulegają ogrzaniu na skutek mostka termicznego.

 

O temperaturze na zewnętrznej powierzchni szkła decydują następujące czynniki:
-  ilość ciepła przechodząca przez szybę od wewnątrz pomieszczenia, która zależy z kolei od różnicy temperatur między powierzchnią wewnętrzną, a powierzchnią zewnętrzną szyby oraz od wartości współczynnika przenikania ciepła szyby Ug;
-  wymiana ciepła z powietrzem zewnętrznym przez konwekcję;
-  straty ciepła przez promieniowanie, przede wszystkim w kierunku nieba.


Badania i pomiary wskazują, że wymiana ciepła pomiędzy szybą, a otoczeniem przez promieniowanie jest stosunkowo niewielka w przypadku nieba zachmurzonego. 

 

Natomiast jeśli niebo jest w nocy bezchmurne, wówczas następują duże straty termiczne właśnie w kierunku nieba. Wpływ promieniowania przeszklonej powierzchni w kierunku nieba najlepiej można zaobserwować na zaparkowanych na dworze samochodach.


W nocy, przy bezchmurnym niebie, powierzchnia karoserii i szyb jest rano częściowo mokra, a w chłodniejszych okresach nawet oszroniona, choć w nocy nie padało. Co równie charakterystyczne, jeśli samochód ustawiony jest równolegle do budynku, karoseria i szyby od strony budynku zawsze pozostają suche, gdyż budynek znacznie zmniejsza wymianę przez promieniowanie między powierzchnią samochodu, a niebem.


Poniżej tabela 2 z wyliczeniami firmy Pilkington, w której podano przy jakiej temperaturze zewnętrznej powierzchni szyby i przy jakiej względnej wilgotności powietrza na zewnątrz, na zewnętrznej powierzchni szyby nastąpi kondensacja pary wodnej, przy założeniu, że temperatura wewnątrz pomieszczenia wynosi 20ºC, a niebo jest bezchmurne.

 

Tabela 2

 2013-12-24-1t


Z analizy danych zawartych w tabeli wynika, że:
- szyba pojedyncza praktycznie nigdy nie osiąga temperatury powierzchni niższej niż temperatura powietrza na zewnątrz, co wyklucza jakąkolwiek kondensację na jej powierzchni zewnętrznej;
-  poprawa współczynnika przenikania ciepła szyby Ug (izolacji termicznej) prowadzi do zmniejszenia ilości ciepła przekazywanego w kierunku powierzchni zewnętrznej – zewnętrzna powierzchnia szkła staje się chłodniejsza, a ryzyko kondensacji wzrasta; 
-  przy dużej prędkości wiatru temperatura szkła zbliża się do temperatury powietrza na zewnątrz;

-  ryzyko, że temperatura szkła będzie znacznie niższa od temperatury powietrza na zewnątrz, maleje w miarę jak temperatura na zewnątrz spada.

 


Podsumowując można przyjmować, że zjawisko kondensacji pary wodnej na zewnętrznej powierzchni szyby będzie zachodziło w nocy i nad ranem, przy bezchmurnym niebie oraz bezwietrznej pogodzie, a ryzyko wzrasta dodatkowo w przypadku okien (szyb) instalowanych w ścianach, w których zjawisko promieniowania w kierunku nieba jest bardziej intensywne, na przykład w budynkach położonych na uboczu, bowiem podstawową przyczyną kondensacji są straty cieplne w kierunku bezchmurnego nieba.


Zjawiska kondensacji pary wodnej w okolicach środkowej części zewnętrznych powierzchni szyb zespolonych nie należy uważać za kryterium ich złej jakości, a tym bardziej za objaw gorszej jakości okien, a raczej za dowód dobrej izolacji termicznej.

 

 

 2013-12-26-2

Rys. 3. Fotografie i termogramy okien od wewnątrz, o współczynniku Ug=1,1 W/(m2∙°K) z ramkami aluminiowymi, na których widać temperatury niższe od temperatury punktu rosy, co skutkuje wykropleniem wilgoci u dołu ram okiennych

 

 2013-12-26-3

Rys. 4. Fotografie i termogramy okna od wewnątrz, o współczynniku Ug=1,1 W/(m2∙°K) z ramkami stalowymi, przy znacznej różnicy temperatury (wnętrze–zewnątrz), na których widać temperatury bliskie temperatury punktu rosy, co powoduje niewielkie wykropleniem wilgoć u dołu ram okiennych.

 


Para wodna na wewnętrznej stronie szyby okiennej
Kondensacja pary wodnej na wewnętrznej powierzchni szyby zawsze zaczyna się w częściach narożnikowych, głównie na skutek dodatkowego schładzania powierzchni szyby na skutek mostka termicznego.


Zjawisko przejściowej kondensacji pary wodnej na styku dolnej krawędzi szyby z profilem okiennym może występować ze szczególnym natężeniem w następujących okolicznościach:
- w okresach wysokiej wilgotności;
- w pomieszczeniach, gdzie chwilowo następuje gwałtowne podwyższenie poziomu wilgotności, np. w łazienkach, kuchniach, a w pewnych okolicznościach i okresach doby także w pomieszczeniach mieszkalnych;
- w okresach wyjątkowo mroźnych.


Można wyodrębnić 5 różnych czynników mających wpływ na zjawisko kondensacji pary na wewnętrznej powierzchni szyb.

Są to:
- warunki klimatyczne na zewnątrz budynku;
- temperatura na powierzchni szyby;
- temperatura powietrza wewnątrz pomieszczenia/budynku;
- poziom wilgotności wewnątrz pomieszczenia/budynku;
- natężenie wentylacji.


Ograniczanie zjawiska kondensacji jest możliwe poprzez oddziaływanie na cztery z powyżej wymienionych pięciu parametrów. Cztery, bo z oczywistych  względów nikt z użytkowników okien nie ma wpływu na warunki klimatyczne panujące na zewnątrz budynku. Balansowanie pomiędzy wartościami parametrów aż do uzyskania równowagi w określonych warunkach nie jest sprawą łatwą, dlatego bezwzględnie najlepszym sposobem ograniczenia kondensacji na powierzchni wewnętrznej jest wychwytywanie pary wodnej już w momencie powstawania i bezpośrednie usuwanie jej na zewnątrz.

 

Na rys. 2 pokazano fotogramy szyb od wewnątrz, na których nastąpiło wykroplenie wilgoci przy ramkach u dołu skrzydeł okiennych. Parowanie szyb okiennych od strony pomieszczenia, nie jest spowodowane wadą okien, to dowód wysokiej szczelności okna. Przyczyny tego zjawiska należy szukać w nadmiernej wilgotności powietrza wewnętrznego oraz złej wentylacji w pomieszczeniu.


Przez starannie izolowane okna, powietrze o dużej wilgotności powstałej podczas czynności domowych, takich jak gotowanie, pranie, prasowanie czy kąpiel, nie może wydostać się na zewnątrz, dlatego nadmiar pary wodnej osiada na najchłodniejszych powierzchniach, czyli szybach okiennych.

 

Choć okresowe pojawianie się wody na wewnętrznej powierzchni szyb może być dla użytkowników okien irytujące, z punktu widzenia fizyki budowli, trzeba je uznać za zjawisko normalne, o wybitnie przejściowym charakterze, które trudno wyeliminować w 100%, ale którego występowanie można i należy ograniczać. Konieczne wydaje się również wskazanie, że raczej do rzadkości będą należały przypadki, w których kondensację pary wodnej w dolnej części szyby będzie można beż żadnych wątpliwości uznać za uzasadniony powód do reklamacji z tytułu wad konstrukcyjnych okna.

 

Co więcej, negatywne skutki mostka cieplnego są tym bardziej wyraźne, im lepszy jest współczynnik przenikania ciepła Ug dla środkowej części szyby oraz współczynnik przenikania ciepła Uf kształtownika okiennego, w którym osadzona jest szyba.


Kupując nowe okna warto również wiedzieć, że ryzyko kondensacji pary wodnej na dolnych krawędziach szyb zespolonych można także ograniczyć, jeśli do konstrukcji szyb użyte zostały tzw. ciepłe ramki wykonane z materiałów dobrze izolujących zamiast standardowego jeszcze aluminium. Zadaniem ciepłej ramki jest podwyższenie temperatury powierzchni wewnętrznej krawędzi tafli szkła, co zmniejsza tym samym ryzyko kondensacji pary wodnej – szczególnie w narożnikach.

 

Przy dzisiejszym stanie techniki okiennej wartość mostka termicznego, powodującego zjawisko kondensacji, można również ograniczać  dokonując zakupów okien, w których dolna krawędź szyby jest osadzona maksymalnie głęboko we wrębie szybowym skrzydeł okiennych. Przykładem tego typu rozwiązania dla okien PVC może być technologia wklejania szyby zespolonej we wrąb szybowy. Regułą jest, że sprzedawcy okien broniący się przed reklamacjami, na uwagi nabywców dotyczące wody pojawiającej się w dolnej części skrzydeł używają od razu argumentu o „nieprawidłowej wentylacji” pomieszczeń.


Ilość i różnorodność wymienionych wyżej czynników mających wpływ na to zjawisko wyraźnie wskazuje, że każdy przypadek występowania kondensacji pary wodnej wymaga indywidualnego zbadania i rozpatrzenia, a „nieprawidłowa wentylacja”, choć powszechnie przywoływana jako winowajca wcale nie musi być jedyną i główną przyczyną jego powstawania.

 

Warto wiedzieć, że nawet w pomieszczeniach dobrze wentylowanych i ogrzewanych użytkownik może stworzyć „zamknięte przestrzenie”, powodując powstanie mikroklimatów o niezwykle wysokiej wilgotności.


Dobrą ilustracją mogą być na przykład okna zasłonięte różnorakimi roletkami, żaluzjami wewnętrznymi, a nawet nieco grubszymi zasłonami albo umieszczanie mebli lub innych elementów wystroju wnętrz w pobliżu okien. W takich miejscach ryzyko występowania zjawiska kondensacji pary wodnej wzrasta zdecydowanie. Nie należy również zapominać, że prowadzone w pomieszczeniach prace remontowe i budowlane z użyciem materiałów wymagających dużych ilości wody np. betonu, gipsu, płytek ceramicznych, a nawet niektórych warstw izolacyjnych powodują powstawanie mikroklimatów o wysokiej wilgotności, przyczyniających się do zwiększenia ryzyka występowania zjawiska kondensacji pary wodnej na wewnętrznej powierzchni okien.

 


Para wodna wewnątrz szyby zespolonej
W odróżnieniu od kondensacji pary wodnej po wewnętrznej i zewnętrznej stronie okiennych szyb zespolonych, niepokojącym zjawiskiem jest skraplanie pary wodnej wewnątrz okna. Jego przyczyną może być rozszczelnienie pakietu szybowego, co wiąże się z koniecznością jego wymiany. W takim przypadku jedynym rozwiązaniem jest zwrócenie się o pomoc do odpowiedniego serwisu.


Termowizyjna analiza zjawisk na powierzchniach przeszkleń okiennych od wnętrza
Okna i przeszklenia, jako fragmenty ścian zewnętrznych, mogą i są niekiedy słabszym elementem jeśli chodzi o termoizolacyjność ściany. Producenci okien dążą zatem do poprawy ich parametrów izolacyjnych.

Konieczność ograniczenia strat ciepła przenikającego przez okno wywołało poszukiwania możliwości zmniejszenia emisji ciepła zarówno poprzez ramę okienną, jak i poprzez samo oszklenie – tj. szybę termoizolacyjną. Wcześniej całą uwagę koncentrowano na zmniejszeniu przenikalności cieplnej samej szyby. Miernikiem jakości był współczynnik przenikalności cieplnej U [W/(m2K)] określany na podstawie ilości ciepła przenikającego przez środkową część szyby.

 

W walce o zmniejszenie wartości tego współczynnika wprowadzono nowe technologie, m.in. polegające na masowym stosowaniu szkła niskoemisyjnego, miękkopowłokowego, wypełnianiu komory międzyszybowej gazami ciężkimi, przede wszystkim argonem lub stosowanie bardziej skomplikowanych technologii. Dzięki tym zabiegom uzyskano zmniejszenie wartości współczynnika do powszechnie już uzyskiwanego U=1,1 [W/(m2K)] lub mniej. Zwrócono jednak uwagę, iż na parametry cieplne okna ma wpływ nie tylko ucieczka ciepła poprzez samą szybę, ale również parametry brzegowe – tj. termiczne własności ramy okiennej oraz krawędzi szyby zespolonej.


Bez wnikania w konstrukcję ramy okiennej i jej wpływu na charakterystykę cieplną okna skoncentrujmy się na samej szybie zespolonej. O ile bowiem wnętrze komory międzyszybowej wypełnione jest powietrzem lub innym gazem, stanowiącym stosunkowo dobry izolator cieplny, o tyle na krawędzi tafle szkła oddzielone są od siebie i połączone materiałami o znacznie wyższej przewodności cieplnej.

 

Powstaje w ten sposób mostek cieplny umożliwiający przepływ energii od ciepłej szyby wewnętrznej do zimnej zewnętrznej. Przy zastosowaniu powszechnej, klasycznej technologii produkcji szyb zespolonych mostek cieplny na krawędzi szyby tworzą wspólnie wszystkie materiały tworzące zespolenie.

 

 2013-12-27-2

Rys. 5. Fotografie i termogramy okna od wewnątrz o dobrym współczynniku Ug, z tzw. „ciepłą ramką”, przy znacznej różnicy temperatury, na których widać temperatury powyżej temperatury punktu rosy, co powoduje brak wykraplania wilgoci.

 


Współcześnie dostępne są technologie pozwalające na produkcję szyb z zastosowaniem ramki:
- aluminiowej,
- stalowej (ze stali cynkowanej lub cynowanej)
- stali nierdzewnej,
- wykonanej z tworzyw sztucznych,
- innych elementów dystansowych łączących w sobie funkcje ramki, adsorbentu i masy uszczelniającej.


Można określić obiektywne metody porównania parametrów cieplnych ramek dystansowych. Łatwe do określenia i znane są własności cieplne (przewodność cieplna λ)  materiałów, z jakich wykonane są ramki. Badania termowizyjne od wnętrza budynku wykazują nieco niższe temperatury na powierzchni przeszkleń okien oraz zdecydowanie niższe przy ramkach. Na obrazach termalnych od wewnątrz są to obszary uwidocznione jako ciemniejsze, czyli posiadające niższe temperatury, a więc o gorszej termoizolacyjności.

 

 

 2013-12-27-4

Rys. 6. Fotografie i termogramy od zewnątrz okien 2-komorowych z pakietem 3-szybowym z tzw. „ciepłą ramką” o b. dobrym współczynniku U, na których w określonych warunkach następuje wyroszenie na zewnętrznej powierzchni, widoczne na rys. 1

 


Pojecie tzw. „ciepłej ramki”
Dla ujednolicenia i obiektywizacji oceny profili dystansowych podjęto próbę sformalizowania podejścia poprzez określenie definicji „ramki ciepłej”. Wg projektu załącznika C do normy DIN V 4108-4: 2002-02 Wärmetechnisch verbessert Randverbund bei Isolierglass (Krawędź szyby zespolonej o ulepszonych własnościach cieplnych) dla uznania, że szyba posiada krawędź o ulepszonych własnościach cieplnych (ciepła krawędź) niezbędne jest spełnienie przez ramkę dystansową warunku.


Σ (d∙ λ) ≤ 0,007 [W/K]


gdzie:


d – grubość materiału [m] (patrz rys.)
λ – przewodność cieplna materiału [W/(mK)]

 

2013-12-27-1

 


Fizycznie można powyższy warunek zinterpretować jako graniczną dopuszczalną wartość strumienia cieplnego przenikającego przez jednostkę długości profilu. W oparciu o przedstawioną powyżej formułę można przeprowadzić obliczenia dla różnych, występujących na rynku typów ramek dystansowych. Wyniki tych obliczeń zebrane są w tabeli 4.

 

Tabela 4. Wartość sumy dla ramek dystansowych z różnych materiałów

2013-12-27-3t


Z zestawienia łatwo można odczytać, że zarówno ramka dystansowa wykonana z aluminium, jak i ramka ze stali zwykłej NIE spełniają podanego w normie kryterium i jako takie NIE mogą być klasyfikowane jako „ramka ciepła”. Dopiero ramki ze stali nierdzewnej o grubości ścianki nie większej niż 0,0002 m (0,2 mm) spełniają graniczny warunek 0,007 [W/K] i mogą być klasyfikowane jako “ciepłe”.


Termowizyjna analiza zjawisk na powierzchniach przeszkleń okiennych (powierzchnia zewnętrzna-wewnętrzna)
Na powierzchni zewnętrznej okien, które „widzą” zimny nieboskłon, następuje obniżenie temperatury nawet poniżej temperatury bliskiego otoczenia. Może to powodować zjawisko tworzenia się rosy podczas pogodnej nocy. Wizualnie na termogramie można zaobserwować obszar „ciepłego cienia” w miejscu gdzie nie docierało zimne promieniowanie nieboskłonu. Na wartość temperatury obiektu ma wpływ temperatura otoczenia, zwana ekwiwalentną temperaturą otoczenia.

 

W praktyce otoczenie to zbiór ciał stałych i powierzchni widocznych z danego punktu na powierzchni obiektu. Cień na termogramie to efekt niejednorodnego otoczenia. Na termogramie zewnętrznej powierzchni budynku, wykonanym przy otoczeniu zróżnicowanym termicznie występuje różna temperatura okien. Wynika to z faktu, że otoczeniem górnego fragmentu okna jest zimny nieboskłon, a dołu okna jest teren z zadrzewieniem, co widać na rys. 6 i 7.


Poniżej przedstawiono porównanie obrazów termalnych od wnętrza pomieszczenia oraz z zewnątrz budynku okna o bardzo dobrym współczynniku U, 2-komorowego z pakietem 3-szybowym z tzw. „ciepłą ramką”, na którym w określonych warunkach następuje wyroszenie na zewnętrznej powierzchni (rys. 8).


Obraz termalny okna od wnętrza pomieszczenia pokazuje jednorodną, wysoką temperaturę przeszklenia pomimo zróżnicowanych temperatur na zewnątrz, co świadczy o doskonałej izolacyjności termicznej oraz szczelności okna.

 

 

 2013-12-28-1

Rys. 7. Fotografia i termogram od zewnątrz okna na piętrze 2-komorowego z pakietem 3-szybowym z tzw. „ciepłą ramką” o b. dobrym współczynniku U, na którym widoczne jest jeszcze silniejsze oddziaływanie nieboskłonu, powodujące większe obniżenie temperatury zewnętrznej

 

 2013-12-28-2

Rys. 8. Porównanie obrazów termalnych okna 2-komorowego z pakietem 3-szybowym z tzw. „ciepłą ramką”, o b. dobrym współczynniku U, od wnętrza i z zewnątrz budynku.

 

 


Podsumowanie
W przypadku parowania szyb po wewnętrznej stronie pakietu szybowego, można temu zapobiec zapewniając dopływ świeżego powietrza do pomieszczeń, np. poprzez regularne wietrzenie, co jest najbardziej proste. Bardzo często parowanie szyb wewnątrz pomieszczeń jest wynikiem złej wentylacji, dlatego w pierwszej kolejności należy sprawdzić działanie wentylacji grawitacyjnej lub zastąpić ją wentylacją mechaniczną. Dodatkowo można zdecydować się na okna z mikrowentylacją, która zapewnia stały dopływ świeżego powietrza do pomieszczenia. Drugą przyczyną skraplania pary wodnej na szybach jest zbyt duża wilgotność powietrza.


Warto zatem w pomieszczeniach narażonych na występowanie wilgotności zastosować oszklenie o niskim współczynniku przenikania ciepła Ug, z ciepłą ramką dystansową, która dzięki zawartości absorbentu pochłaniającego wilgoć z wnętrza szyby, eliminuje powstawanie wyroszenia wewnątrz niej.


Najlepiej, gdy ramka wykonana jest ze stali nierdzewnej lub tworzywa sztucznego, ponieważ zmniejsza to prawdopodobieństwo wystąpienia tzw. mostka termicznego. Należy jednak podkreślić, że nawet najlepsza szyba okienna nie wyeliminuje tego zjawiska przy zbyt dużej wilgotności w pomieszczeniu.


W takim przypadku wskazane jest wyposażenie okna w odpowiednie urządzenie nawiewne.


Należą do nich:
- nawiewniki higrosterowane – sterowane automatycznie,
- nawiewniki ciśnieniowe – samoregulujące, z możliwością zamknięcia przysłony (ograniczenia strumienia powietrza do minimum) przez użytkownika,
- nawiewniki sterowane ręcznie – użytkownik sam reguluje stopień otwarcia przysłony.


Jak zapobiec kondensacji pary wodnej na powierzchni zewnętrznej szyby?
Ponieważ przyczyną tego zjawiska jest nadmierne wychładzanie powierzchni zewnętrznej, przez wypromieniowania ciepła do atmosfery, dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie rolet lub żaluzji zewnętrznych podczas pogodnych bezchmurnych nocy. Korzystną metodą ograniczenia niekorzystnego zjawiska jest zamontowanie zadaszeń, markiz czy tzw. łamaczy światła nad strefą przeszkloną, aby ograniczyć wymianę ciepła z nieboskłonem, nocą przez promieniowanie.


Jak skutecznie zapobiegać zjawisku kondensacji na oknach połaciowych?
Wydawałoby się, że wystarczy stosować okna o wyższym współczynniku przenikania ciepła U. Wtedy ciepło przenika swobodnie, zewnętrzna szyba ma wyższą temperaturę i skraplanie się pary nie ma miejsca.


Jest to jednak rozwiązanie wadliwe, gorsza termoizolacja oznacza większe koszty ogrzewania i negatywny wpływ na środowisko naturalne. Dlatego raczej należy stosować materiały znacznie bardziej zaawansowane technologicznie.


Jednym z takich produktów jest linia szkieł antykondensacyjnych Planibel Low-e Anti-Fog firmy AGC.

Dzięki zastosowaniu specjalnej powłoki pirolitycznej na zewnętrznej powierzchni szkła, szyby antykondensacyjne zapewniają efekt opóźnienia kondensacji pary wodnej. Powłoka utrzymuje wyższą temperaturę szkła, dzięki czemu opóźnia – a w określonych warunkach zapobiega – kondensacji pary wodnej na jego powierzchni.

 

Linia Planibel Low-e Anti-Fog obejmuje dwa produkty:
- Planibel AF (G fast): szkło z pirolityczną powłoką antykondensacyjną;
- Planibel AF TopN+: szkło z dwoma rodzajami powłok, łączące właściwości antykondensacyjne z izolacyjnymi.


Innym przykładem może być szkło GUARDIAN ClimaGuard® Dry, innowacyjne szkło termoizolacyjne z powłoką zapobiegającą skraplaniu, które powoduje, że ciepło zatrzymane zostaje w pomieszczeniu, a okno pozostaje przejrzyste.


Szkło ClimaGuard® Dry można łączyć w zestawach 2- i 3-szybowych z powłokami niskoemisyjnymi i przeciwsłonecznymi, a dla osiągnięcia pełnego efektu szkło powinno zostać poddane hartowaniu.


- Pilkington Szkło Antykondensacyjne również zaprojektowano tak, aby opóźnić lub, w wielu przypadkach, całkowicie wyeliminować wystąpienie zjawiska kondensacji na szybach zespolonych. Innym rodzajem szkła w ofercie NSG Group, które poza swoimi podstawowymi właściwościami, pozwala ograniczyć skutki kondensacji, jest szkło samoczyszczące Pilkington Activ™.

Właściwości hydrofilowe powłoki samoczyszczącej sprawiają, że kondensacja pary wodnej na powierzchni szkła przybiera formę „filmu wodnego” a nie pojedynczych kropli wody. Dzięki temu załamanie i rozproszenie światła zostają zredukowane i poprawia się widoczność przez okno. Dodatkowo skroplona para wodna znika z powierzchni samoczyszczącej znacznie szybciej niż z powierzchni szkła niepowlekanego.


W efekcie widoczność przez okna ograniczona jest krócej niż w przypadku zwykłego szkła. Pilkington Szkło Antykondensacyjne powstaje przez napylenie twardej, pirolitycznej powłoki antykondensacyjnej na bezbarwne szkło Pilkington Optiwhite™. Stanowi szybę zewnętrzną w energooszczędnych szybach zespolonych.


Powłoka odbija uciekające ciepło do wnętrza, redukuje ilość energii wypromieniowywanej do otoczenia oraz podnosi temperaturę szyby zewnętrznej. Zapewnia to skuteczną ochronę przed jej nadmiernym wychłodzeniem, a przez to zmniejsza prawdopodobieństwo skraplania się pary wodnej na powierzchni szkła.

 

 

mgr inż. Józef Osiadły
Firma Inżynieryjno-Techniczno-Badawcza „DIAGNOTERM” Kraków

 

patrz też: 

Unikanie kondensacji i pleśni , Martin Heßler, Świat Szkła 12/2013 

Termowizyjna analiza zjawisk wykraplania wilgoci na przeszkleniach okien budynków , Józef Osiadły, Świat Szkła 12/2013

ANTI-FOG – piękny widok bez wychodzenia z domu ,  Świat Szkła 12/2013

- Analiza zjawisk wyraszania się powierzchni szyb zespolonych, Romuald Sobieralski, Świat Szkła 4/2010

Czy Twoje okna też są takie? Część 3 , Jerzy Płoński, Świat Szkła 3/2010 

Powierzchniowa kondensacja pary wodnej , Robert Geryło, Świat Szkła 9/2008

Parametry techniczne nowoczesnych przegród szklanych. Część 1, Zbigniew Respondek, Świat Szkła 10/2007

Magiczne oszczędzanie , Andrzej Kramarczyk, Świat Szkła 2/2006

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

Więcej informacj: Świat Szkła 12/2013

 

 

 

 

 

 

01 chik
01 chik