Утворення цвілевих грибків у віконному фальці

Передісторія

Стаття про виникнення цвілевого грибку у віконному фальці, опублікована мною в 2004 році, досі не втратила своєї актуальності. Однак пройшло кілька років, технології людства вдосконалилися, і лише тільки тепер влада визнала, що повинна бути розроблена “концепція вентиляції”, якою можна буде користуватися при заміні вікон.

Те, що раніше вважалося спасінням – вікна з внутрішніми ущільнюючими гумками склопакета і герметичними штапиками кріплення скла, було широкомасштабно реалізовано на практиці. Сьогодні ж навряд чи з’являться на ринку вікна, які не мають внутрішніх гумок-ущільнювачів. Хоч кілька років тому завдяки такому ущільненню вийшло вирішити проблему пропускання вологи у віконному фальці, але навіть зараз трапляються поодинокі випадки пошкодження вікон через вогкість.

Як слід реагувати на цей факт замовнику і виробнику вікон, і, перш за все, як можна ефективно запобігти утворенню конденсату у віконному фальці?

Факти

Тему утворення конденсату і цвілевих грибків у віконному фальці вперше почали серйозно розглядати в 2002 році. Спочатку поява конденсату пояснювалося підвищеним вмістом залишкової вологості, що утворилася в будівлі в ході будівництва або через відсутність вентиляції. Однак незабаром у всіх без винятку випадках було знайдено деяку схожість.

Таке явище спостерігалося винятково в будинках з низьким енергоспоживанням, які успішно пройшли тест на герметичність Blower Door. Чим краще були результати тесту, тим більше конденсату осідає на вікнах. Вологість в самому будинку зіграла лише незначну роль.

Хоч проблема і стає складнішою, якщо підвищується рівень відносної вологості, то поява конденсату у віконному фальці можлива навіть при дуже сухому кімнатному повітрі з 35% відносної вологості. Через тиск пари це явище виникає в основному на верхніх поверхах.

Фото 1: Дерев’яне вікно з пліснявою у віконному фальці за хорошої кратності повітрообміну n50. Фото: Юрген Зібер.

Ще однією спільною рисою була поява конденсату в класичних дерев’яних вікнах без внутрішніх гумових ущільнювачів склопакета. Раніше цей тип вікна був широко поширений. У 2002 році пластикові вікна з системами упорного ущільнення на той час виключали пошкодження такого виду. У пасивних будинках з відповідними сертифікованими вікнами і системами вентиляції такі явища також не були зафіксовані.

Дослідження показали, що в будинках з низьким енергоспоживанням виникав підвищений парціальний тиск пари або, як це явище ще називають, тиск насиченої водяної пари. Чим краще були результати тесту на повітронепроникність Blower Door, тим вище був тиск і, тим самим, виникали більш серйозні пошкодження конструкції.

В будинках з низьким енергоспоживанням на додаток до особливо гарної теплоізоляції важливою частиною будівництва будівлі також є рівень повітронепроникності огороджувальних конструкцій будівлі.

Шар ізоляції даху герметизується паронепроникною плівкою, яку ретельно укладають у стиках і з’єднаннях крокв. Зовнішні стіни часто ізолюються пінополістиролом (Стиропор) так, щоб над кладкою більше не було швів.

З 1998 року встановлювачі вікон зобов’язані не тільки ізолювати з’єднання між віконною рамою і кам’яною кладкою, а й ретельно їх герметизувати. Кажучи коротко, енергозберігаючий будинок стає практично повністю герметичним. З моменту прийняття Положення про енергозбереження при будівництві та експлуатації будівель у 2002 році (EnEV2002) рівень герметичності огороджувальних конструкцій будівлі був закріплений в законі.

Які ж наслідки має парціальний тиск пари?

Для збільшення парціального тиску пари необхідно виконати три умови. Ці умови відомі нам на прикладі роботи скороварки.

• У герметичній оболонці скороварки виникає величезний тиск пара, тому що всередині неї кількості води набагато більше, ніж в навколишньому її приміщенні;
• … всередині неї створюється висока температура повітря.

Якщо одне з цих умов не буде виконано, не виникне жодного тиску.

В хороших будинках з низьким енергоспоживанням присутні всі ці три умови в обов’язковому порядку.

1. Герметична оболонка будівлі.
2. Велика концентрація води в приміщенні у порівнянні з зовнішнім повітрям.
   Приклад: повітря в приміщенні з 50% відносною вологістю містить 8,6 г. води кімнатної температури +20°С.
   Зовнішнє повітря з 80% відносною вологістю містить при температурі -6°С всього 2,4 г. води.
3. Температура в будинку біля +20°С, тоді як температура зовнішнього повітря набагато нижча.

Всі три названі вище умови присутстні у будинках з низьким енергоспоживанням у повному обсязі!

Цей феномен протягом багатьох років вказується в нормі DIN 4108, частина 5, як “Тиск насиченої водяної пари”, але досі його не розглядали з боку правильного планування і монтажу конструкцій. В результаті повітря в приміщенні піддається невеликому надлишковому тиску в самих маленьких віконних з’єднаннях. Ці сполуки знаходяться, наприклад, між стулкою і рамою або між штапиком для кріплення скла і основою віконного фальця.

Це стосується, перш за все, вікон на верхніх поверхах. У разі відкритої забудови прийнято вважати, що чим вище встановлені вікна, тим більше буде проявлятися тиск насиченої пари. Наслідками цього є утворення конденсату і цвілі в місцях ущільнювальних гумок склопакета і основи віконного фальця.

Фото 2. Утворення плісневого грибка біля ущільнювальних гумок склопакету. Фото: Юрген Зібер.

Щоб впоратися з цим явищем, компоненти пасивних вікон були використані для виробництва стандартних дерев’яних вікон. Тобто з 2004-2005 років до вікон додали внутрішні гумки ущільнювачів, і частково ущільнили штапики для кріплення скла. Так у деяких дерев’яно-алюмінієвих вікон з’явилися тут явні переваги, так як у них немає штапиков для кріплення скла з внутрішньої сторони вікна.

У зв’язку з комплексним проведенням тесту на герметичність Blower Door конструкція будівель ставала більш герметичною. Ступінь герметичності n50 – 0,6^1/г і менше стала на сьогодні доволі звичним явищем.

Через ступінь герметизації будівель, яка постійно поліпшується, все більше і більше збільшується парціальний тиск пари, тому сьогодні ця проблема зачіпає навіть пластикові вікна з опорними ущільненнями і дерев’яні вікна з внутрішніми ущільнювальними гумками.

Фото 3. Пластикове вікно з внутрішніми ущільнювальними гумками. Найдрібніших зазорів в місці поворотно-відкидного механізму було досить, щоб зробити таке пошкодження. Відносна вологість в будинку склала 41% при кімнатній температурі +21°C. Фото: Юрген Зібер.

Найдрібніших конструктивних (допустимих) зазорів (наприклад, поворотно-відкидний механізм підриває ущільнювальну гумку, щоб пройти у місце віконного фальця, де відбувається стиснення гумки приблизно на 3/10 мм) досить, щоб заповнити віконний фальц вологою.

У дуже холодні дні у фальці можливе утворення льоду. У крайніх випадках лід навіть може проникнути до рольставнів через отвори для шторної стрічки або отвори для вирівнювання тиску і стати причиною їх несправності.

Фото 4. Обледеніння на рольставнях. Фото: Юрген Зібер.

Фото 5. Виникнення льоду в дерев’яно-алюмінієвих вікнах зовсім не рідкість. Фото: Юрген Зібер.

Для цього навіть не потрібен підвищений рівень вологості. Досить менше 40% концентрації вологи в приміщенні при кімнатній температурі +21°C.

Іншими словами, даний феномен не може бути усунутий за допомогою посиленої системи вентиляції через віконні прорізи.

Методи усунення проблеми

Для довготривалого і впевненого запобігання вище зазначених проблем, заходів, які докладаються донині, таких як внутрішні гумки ущільнювачів і герметизація штапиків для кріплення скла, стало вже недостатньо.

Через зростаючу кількість випадків появи цвілевих грибків у енергоефективних будинках з травня 2009 року влада прийняла концепцію вентиляції для всіх новобудов. Крім того, в законі були закріплені типи вентиляційних систем для всіх будинків з низьким енергоспоживанням, які відповідають енергетичному стандарту KfW40 і 55.

Якщо заплановано будівництво будинку за стандартом KfW60 або 70 (без системи вентиляції), але в результаті з-за здійснення посилених заходів з ізоляції будівлі виходить більш енергоефективний будинок, де-факто потрібен монтаж вентиляційної системи.

Якщо система вентиляції встановлена, але вищевказані проблеми все-одно виникають, то слід перевірити, чи працює система вентиляції з надлишковим тиском, чи вона налаштована на слабку потужність.

На даний час невідомо жодного випадку утворення конденсату у віконному фальці при правильному налаштуванні системи вентиляції. Навпаки, ця проблема виникає, коли в холодні зимові дні системи вентиляції взагалі не працюють або працюють з низькою потужністю.

При реконструкції старих будівель, в яких зазвичай змінюється більш 1/3 всіх вікон, з травня 2009 року повинні бути створені вентиляційні схеми і за необхідності встановлені системи вентиляції.

Обов’язково забезпечуються системами вентиляції (див. DIN 1946-6) старі будівлі, в яких проводиться енергоефективна реставрація.

Згідно із законодавством, схеми вентиляції повинні бути створені проектувальником. Якщо проектувальника немає, то всю відповідальність за них несе субпідрядник. З травня 2009 року за стандарт береться норма DIN 1946-6, особливо глава 4.2. Під цю норму підпадають багато міст в федеральній землі Баден-Вюртемберг, розташовані в регіонах зі слабкими поривами вітру, що, в свою чергу, також свідчить про встановлення примусової вентиляції.

Відповіді на питання і підведення підсумків

Питання: В чому причина виникнення конденсату у правильно сконструйованих вікнах?
Відповідь: Причиною утворення конденсату в даних вікнах є, перш за все, парціальний тиск пари від невідведеного тепла всередині будівлі. Через створюваний тиск кімнатне повітря виштовхується через найдрібніші зазори на вікнах, температура точки роси знаходиться тоді нижче мінімального значення і, отже, утворюється конденсат. Тиск у відкритому просторі завжди видавлює тепло вгору, тому вікна на верхніх поверхах, як правило, більш схильні до впливу, ніж вікна на нижніх поверхах.

Навіть якщо перший поверх буде “нормально” вентилюватися, це не впливатиме на надлишковий тиск на верхніх поверхах. Цей процес можна порівняти з повітряною кулею. Тепле повітря завжди піднімається вгору, але, якщо відключити нагрівач, встановлений у нижній частині кулі, то надлишковий тиск не зникне з його оболонки, адже воно проходить саме в верхню частину кулі.

Питання: Як можна запобігти утворенню конденсату?
Відповідь: Перш за все, слід розуміти, що будь-які заходи з реставрації вікон – це просто усунення симптомів. Так само, як і утворення конденсату на склі окулярів не має ніякого відношення до їх якості, це явище не має нічого спільного з конструкцією вікна. Просто його можна легко спостерігати саме в цьому випадку.

Якщо у вікнах встановлені справні внутрішні гумки ущільнювачів, а також герметичні штапики для кріплення скла, то вимоги для будинків з низьким енергоспоживанням будуть виконані, а вимоги, описані в нормі DIN EN 68121 (дерев’яні віконні профілі) будуть навіть перевиконані!

В якості додаткових заходів щодо поліпшення вікон можна перевірити стики і місця перетину поверхонь і, якщо технічно можливо, загерметизувати їх. Проте, це вже буде робота, яка виходить за рамки офіційних вимог до вікон.

З власного досвіду, а також згідно з актуальним дослідженням Грацського технічного університету, дефекти на вікнах не можна усунути просто за допомогою їх реставрації! Такий варіант можливий тільки в тому випадку, якщо повітря буде виводитися з приміщенні за допомогою примусової вентиляції.

Цитата представника Інститута віконних технологій i.f.t.-Rosenheim, – “Таким чином, провину за утворення дефектів не можна звалити на конструкцію вікон. Навпаки, дефект виникає, швидше за все через те, що при плануванні будівлі не було вирішено питання вентиляції приміщень”.

Якщо додаткові заходи щодо герметизації вікон пройшли успішно, а система вентиляції не була встановлена, то парціальний тиск пари знайде інший отвір у будинку, через який вона вийде.

Результатом буде виникнення конденсату у важкодоступних місцях.
Необхідний монтаж децентралізованої системи вентиляції або якщо система вентиляції вже встановлена, вона має бути налаштована на достатню потужність.

Зокрема, більш висока продуктивність системи вентиляції потрібна тоді, коли тест Blower Door показав ступінь герметичності n50 меншу за 1,0/ч.

Степінь герметичності n50 менша за 0,6/г в поєднанні з високим рівнем вологості повітря в приміщенні і кімнатною температурою +22°C можуть привести до граничного парціального тиску пари у 15-20 Паскалів, який буде тиснути на зовнішню оболонку будівлі зсередини. Чим плотніша зовнішня оболонка, тим вищий тиск.

Відповідно до діючої стандартизації, вікна можуть мати певний коефіцієнт проникності швів, тому з цим явищем можна впоратися за допомогою існуючих віконних систем.

Юрген Зібер
Віконне виробицтво Werner Sieber
Ortsstraße 4,
72510 Штетен-ам-Кальтен-Маркт;
Спеціаліст з віконного скління;
Офіційно призначений і присяжний експерт з оцінки якості склопакетів і віконних конструкцій;
Спеціаліст з економіки і організації виробництва;
Незалежний доцент при академії з розробки віконних конструкцій міста Карлсруе.

Текст і світлини підготовлені Юргеном Зібером www.fensterbau-sieber.de

Вперше стаття була опублікована у січні 2011 року. З того часу здійснюється регулярне оновлення цієї інформації.

Стаття опублікована в наступних наукових журналах і публікаціях організацій:

• Журнал “Glaswelt”;
• Журнал “Glas-Fenster-Fassade”;
• Журнал “;Bau- u. Möbelschreiner”;
• Журнал “Glas und Rahmen”;
• Інформаційне суспільство Fraunhofer-Informationsgesellschaft;
• Союз ремісників федеральної землі Баден-Вюртемберг – Landesinnung des Glaser-/Fensterbauerhandwerks Baden-Württemberg;
• Інститут віконних технологій i.f.t.-Rosenheim.

* Опубліковано з дозволу Проекту пасивний будинок. Будь-яке копіювання та подальше використання інформації – тільки з дозволу першоджерела.