Предыстория
Статья о возникновении плесневого грибка в оконном фальце, опубликованная мной в 2004 году не утратила своей актуальности и до сего времени. Однако прошло несколько лет, технологии человечества усовершенствовались, и лишь только теперь власти признали, что должна быть разработана “концепция вентиляции”, которой можно будет следовать при замене окон.
То, что раньше считалось спасением – окна с внутренними уплотнительными резинками стеклопакета и герметичными штапиками крепления стекла, было широкомасштабно реализовано на практике. Сегодня же едва ли появятся на рынке окна, не имеющие внутренних уплотнительных резинок. Хоть несколько лет назад благодаря такому уплотнению получилось решить проблему пропускания влаги в оконном фальце, но даже сейчас случаются одиночные случаи повреждения окон из-за сырости.
Как следует реагировать на этот факт заказчику и производителю окон, и, прежде всего, как можно эффективно предотвратить образование конденсата в оконном фальце?
Факты
Тему образования конденсата и плесневого грибка в оконном фальце впервые начали серьезно рассматривать в 2002 году. Первоначально появление конденсата объяснялось повышенным содержанием остаточной влажности, образовавшейся в здании в ходе строительства или из-за отсутствия вентиляции. Однако вскоре во всех без исключения случаях было найдено некое сходство.
Такое явление наблюдалось исключительно в домах с низким энергопотреблением, которые успешно прошли тест на герметичность Blower Door. Чем лучше были результаты теста, тем больше конденсата осаждалось на окнах. Влажность в самом доме сыграла лишь незначительную роль.
Хоть проблема становится сложнее, если повышается уровень относительной влажности, но появление конденсата в области оконного фальца возможно даже при очень сухом комнатном воздухе с 35% относительной влажности. Из-за давления пара это явление возникает в основном на верхних этажах.
Фото 1: Деревянное окно с плесневым грибком в оконном фальце при хорошей кратности воздухообмена n50. Фото: Юрген Зибер.
Еще одной общей чертой было появление конденсата в классических деревянных окнах без внутренних уплотнительных резинок стеклопакета. Ранее этот тип окна был широко распространен.
В 2002 году пластиковые окна с системами упорного уплотнения, на то время, исключили повреждения такого вида.
В пассивных домах с соответствующими сертифицированными окнами и системами вентиляции такие явления также не были зафиксированы.
Исследования показали, что в домах с низким энергопотреблением возникало повышенное парциальное давление пара или, как это явление еще называют, давление насыщенного водяного пара. Чем лучше были результаты теста на воздухонепроницаемость Blower Door, тем выше было давление и, тем самым, возникали более серьезные повреждения конструкции.
В домах с низким энергопотреблением в дополнение к особенно хорошей теплоизоляции важной частью строительства здания также является уровень воздухонепроницаемости ограждающих конструкций здания.
Слой изоляции в области крыши герметизируется паронепроницаемой пленкой, которая тщательно укладывается в области стыков и соединений стропил. Наружные стены зачастую изолируются пенополистиролом (стиропором) так, чтобы над кладкой не было швов.
С 1998 года установщики окон обязаны не только изолировать соединения между оконной рамой и каменной кладкой, но и тщательно их герметизировать. Говоря кратко, энергосберегающий дом становится практически полностью герметичным. С момента принятия Положения об энергосбережении при строительстве и эксплуатации зданий в 2002 году (EnEV2002) уровень герметичности ограждающих конструкций здания был закреплен в законе.
Какие же последствия имеет парциальное давление пара?
Для увеличения парциального давления пара необходимо выполнить три условия. Эти условия известны нам на примере работы скороварки.
- В герметичной оболочке скороварки возникает огромное давление пара, потому что внутри нее количества воды намного больше, чем в окружающем ее помещении;
… внутри нее создается высокая температура воздуха. - Если одно из этих условий не будет выполнено, не возникнет никакого давления.
В хороших домах с низким энергопотреблением присутствуют все эти три условия в обязательном порядке.
- Герметичная оболочка здания.
- Большая концентрация воды в помещении по сравнению с наружным воздухом (пример: воздух в помещении с 50% влажности содержит 8,6 г. воды при комнатной температуре +20°С, наружный воздух с 80% влажности содержит в себе всего 2,4 г. воды при температуре -6°С).
- Температура в доме около +20°С, в то время как температура наружного воздуха намного ниже.
Все три вышеназванные условия присутствуют в домах с низким энергопотреблением в полном объеме!
Этот феномен в течение многих лет указывается в норме DIN 4108, часть 5, как “Давление насыщенного водяного пара”, но до сих пор его не рассматривали со стороны правильного планирования и монтажа конструкций. В результате воздух в помещении подвергается небольшому избыточному давлению в самых маленьких оконных соединениях. Эти соединения находятся, например, между створкой и рамой, или между штапиком для крепления стекла и основанием оконного фальца.
Это касается прежде всего окон на верхних этажах. В случае открытой застройки принято считать, что чем выше установлены окна, тем больше будет проявляться давление насыщенного пара. Последствиями этого является образование конденсата и плесени в области уплотнительных резинок стеклопакета и основания оконного фальца.
Фото 2. Образование плесневого грибка в области уплотнительных резинок стеклопакета. Фото: Юрген Зибер.
Чтобы справиться с данным явлением, компоненты пассивных окон были использованы для производства стандартных деревянных окон. То есть с 2004-2005 годов к окнам добавили внутренние уплотнительные резинки, и частично уплотнили штапики для крепления стекла. Так у некоторых деревянно-алюминиевых окон появились здесь явные преимущества, так как у них нет штапиков для крепления стекла с внутренней стороны окна. В связи с комплексным проведением теста на герметичность Blower Door конструкция зданий становилась более герметичной. Степень герметичности n50 – 0,61/ч и меньше стала на сегодняшний день довольно частым явлением. Из-за постоянно улучшающейся степени герметизации зданий все больше и больше увеличивается парциальное давление пара, поэтому сегодня эта проблема затрагивает даже пластиковые окна с упорными уплотнениями и деревянные окна с внутренними уплотнительными резинками.
Фото 3. Пластиковое окно с внутренними уплотнительными резинками. Мельчайших зазоров в районе поворотно-откидного механизма было достаточно, чтобы причинить данный ущерб. Относительная влажность в доме составила 41% при комнатной температуре +21°C. Фото: Юрген Зибер.
Мельчайших конструктивных (допустимых) зазоров (например, поворотно-откидной механизм подрывает уплотнительную резинку, чтобы пройти в область оконного фальца, где происходит сжатие резинки примерно на 3/10 мм) достаточно, чтобы заполнить оконный фальц влагой.
В очень холодные дни в фальце возможно образование льда.
В крайних случаях лед даже может проникнуть в область рольставен через отверстия для шторной ленты или отверстия для выравнивания давления и стать причиной их неисправности.
Фото 4. Обледенение на рольставнях. Фото: Юрген Зибер.
Фото 5. Образование льда в деревянно-алюминиевых окнах совсем не редкость. Фото: Юрген Зибер.
Для этого даже не требуется повышенный уровень влажности. Достаточно менее 40% концентрации влаги в помещении при комнатной температуре +21°C. Другими словами, данный феномен не может быть устранен с помощью усиленной системы вентиляции через оконные проемы.
Методы устранения проблемы
Для долговременного и уверенного предотвращения выше указанных проблем, предпринимаемых до сих пор мер, таких как внутренние уплотнительные резинки и герметизация штапиков для крепления стекла, стало уже недостаточно.
Из-за увеличивающегося количества случаев появления плесневого грибка в энергоэффективных домах с мая 2009 года власти приняли концепцию вентиляции для всех новостроек.
Кроме того, в законе были закреплены типы вентиляционных систем для всех домов с низким энергопотреблением, которые соответствуют энергетическому стандарту KfW40 и 55.
Если запланировано строительство дома по стандарту KfW60 или 70 (без системы вентиляции), но в результате из-за осуществления усиленных мер по изоляции здания, получается более энергоэффективный дом, де-факто требуется монтаж вентиляционной системы.
Если система вентиляции установлена, но вышеуказанные проблемы все-равно возникают, то следует проверить, работает ли система вентиляции с избыточным давлением, или она настроена на слабую мощность.
В настоящее время не известно ни одного случая образования конденсата в оконном фальце при правильной настройке системы вентиляции. Напротив, эта проблема возникает, когда в холодные зимние дни системы вентиляции вообще не работают или работают с низкой мощностью.
При реконструкции старых зданий, в которых обычно меняется более 1/3 всех окон, с мая 2009 года должны быть созданы вентиляционные схемы и, при необходимости, установлены системы вентиляции.
При реставрации старых зданий с улучшением их энергоэффективности, как правило, они должны быть в обязательном порядке обеспечены системами вентиляции (см. DIN 1946-6).
Согласно законодательству, схемы вентиляции должны быть созданы проектировщиком. Если проектировщика нет, то всю ответственность за них несет субподрядчик. С мая 2009 года за стандарт берется норма DIN 1946-6, особенно глава 4.2. Под эту норму подпадают многие города в федеральной земле Баден-Вюртемберг, расположенные в регионах со слабыми порывами ветра, что, в свою очередь, также свидетельствует об установке принудительной вентиляции.
Ответы на вопросы и подведение итогов
Вопрос: В чем причина образования конденсата в правильно сконструированных окнах?
Ответ: Причиной образования конденсата в данных окнах является, прежде всего, парциальное давление пара от неотведенного тепла внутри здания. Из-за создаваемого давления комнатный воздух выталкивается через мельчайшие зазоры на окнах, температура точки росы находится тогда ниже минимального значения и, следовательно, образовывается конденсат. Давление в открытом пространстве всегда выдавливает тепло вверх, поэтому окна на верхних этажах, как правило, более подвержены влиянию, чем окна на нижних этажах.
Даже если первый этаж будет «нормально» вентилироваться, это не будет влиять на избыточное давление на верхних этажах. Этот процесс можно сравнить с воздушным шаром. Теплый воздух всегда поднимается вверх, но, если отключить горелку, установленную в нижней части шара, то избыточное давление не исчезнет из его оболочки, так как оно проходит именно в верхнюю часть шара.
Вопрос: Как можно предотвратить образование конденсата?
Ответ: Прежде всего, следует понимать, что любые меры по реставрации окон – это просто устранение симптомов. Так же, как и образование конденсата на стекле для очков не имеет никакого отношения к их качеству, это явление не имеет никакого отношения к конструкции окна. Просто его можно легко наблюдать именно в этом случае.
Если в окнах установлены исправные внутренние уплотнительные резинки, а также герметичные штапики для крепления стекла, то требования для домов с низким энергопотреблением будут выполнены, а требования, описанные в норме DIN EN 68121 (деревянные оконные профили) будут даже перевыполнены!
В качестве дополнительных мер по улучшению окон можно проверить стыки и места пересечения поверхностей и, если технически возможно, загерметизировать их. Тем не менее, это уже будет работа, которая выходит за рамки официальных требований к окнам.
По собственному опыту, а также согласно актуальным исследованиям Грацского технического университета, дефекты на окнах нельзя устранить просто с помощью их реставрации! Такой вариант возможен только в том случае, если воздух будет выводиться из помещении при помощи принудительной вентиляции.
Цитата представителя Института оконных технологий i.f.t.-Rosenheim: “Вину за образование дефектов нельзя взвалить на конструкцию окон. Напротив, дефект возник, скорее всего, из-за того, что при планировании здания не был решен вопрос вентиляции помещений”.
Если дополнительные меры по герметизации окон прошли успешно, а система вентиляции не была установлена, то парциальное давление пара найдет другое отверстие в доме, через которое оно может проходить.
Результатом будет образование конденсата в труднодоступных местах.
Необходим монтаж децентрализованной системы вентиляции или, если система вентиляции уже установлена, она должна быть настроена на достаточную мощность.
В частности, более высокая производительность системы вентиляции требуется тогда, когда тест Blower Door показал, что степень герметичности n50 составляет менее 1,0/ч.
Степень герметичности n50 менее 0,6/ч в сочетании с высоким уровнем влажности воздуха в помещении и комнатной температурой +22°C могут привести к предельному парциальному давлению пара в 15-20 Паскалей, которое будет давить на внешнюю оболочку здания изнутри. Чем плотнее будет внешняя оболочка, тем выше будет и давление.
В соответствии с действующей стандартизацией, окна могут иметь определенный коэффициент проницаемости швов, поэтому с данным явлением нельзя справиться с помощью существующих оконных систем.
Юрген Зибер
Оконное производство Werner Sieber
Ortsstraße 4,
72510 Штеттен-ам-Кальтен-Маркт;
Специалист по оконному остеклению;
Официально назначенный и присяжный эксперт по оценке качества стеклопакетов и оконных конструкций;
Специалист по экономике и организации производства;
Независимый доцент при академии по разработке оконных конструкций города Карлсруэ.
Текст и фотографии подготовлены Юргеном Зибером www.fensterbau-sieber.de
Впервые статья была опубликована в январе 2011 года. С тех пор осуществляется регулярное обновление данной информации.
Статья опубликована в следующих научных журналах и публикациях организаций:
Журнал “Glaswelt”;
Журнал “Glas-Fenster-Fassade”;
Журнал “Bau -u. Möbelschreiner”;
Журнал “Glas und Rahmen”;
Информационное общество Fraunhofer-Informationsgesellschaft;
Союз ремесленников федеральной земли Баден-Вюртемберг – Landesinnung des Glaser-/Fensterbauerhandwerks Baden-Württemberg;
Институт оконных технологий i.f.t.-Rosenheim.
Опубликовано с разрешения Проекта пассивный дом. Любое копирование и дальнейшее использование информации – только с разрешения первоисточника.
