přeskočit na hlavní obsah

Proč se rosí okna?

/up/images/featured/images/0-rosiokna.jpg

Neustále se zvyšující nároky na úspory tepla budov zapříčinily velký posun kupředu v oblasti okenních konstrukcí, a to nejen z tepelně-technického hlediska. Kde problém bohužel stále přetrvává, je výskyt vodního kondenzátu na vnitřním povrchu konstrukce. Nemá smysl spekulovat o důležitosti tohoto problému, protože konstrukce, u níž dochází na jejím vnitřním povrchu ke kondenzaci vodních par, výrazně narušuje jak vlastní konstrukci, tak i zdravotní a hygienickou nezávadnost vnitřního prostředí.

Prvním důležitým krokem při řešení tohoto problému je určit místa, kde díky konstrukčnímu uspořádaní otvorových výplní dochází k prudkému snížení vnitřních povrchových teplot a následně k výskytu nežádoucího kondenzátu.

Vnitřní povrchová teplota

Časté a nežádoucí orosování skel není ničím jiným než ukázkou fungování již dávno popsaných fyzikálních zákonů. U zabudovaných konstrukcí je podstatné, aby vnitřní povrchová teplota na celém vnitřním povrchu konstrukce neklesla pod určitou hodnotu. Pro neprůsvitné konstrukce jde o teplotu s rizikem růstu plísní, kdy při poklesu na její hodnotu je výrazně zvýšena pravděpodobnost růstu plísní. U zkoumaných otvorových výplní jde o tzv. teplotu rosného bodu, což je teplota, při níž je okolní vzduch plně nasycen vodní párou a jeho relativní vlhkost dosahuje 100 %. V tomto případě již není okolní vzduch schopný vodní páru v sobě udržet a na povrchu konstrukce dojde k tzv. kondenzaci vodních par (rosení skel). Čím je vyšší teplota a relativní vlhkost vnitřního prostředí, tím je rosný bod daného prostředí vyšší.

Kondenzace vodních par

Aby nedocházelo u otvorových výplní ke kondenzaci vodních par na jejich vnitřním povrchu, a tím k narušení zdravotní a hygienické nezávadnosti, předepisuje ČSN 720540 – 2:2007 Tepelná ochrana budov požadavek na tzv. teplotní faktor vnitřního povrchu. Ten je tepelně-technickou vlastností konstrukce a vychází z vnitřní povrchové teploty. Dále norma 73 0540-3:2007 stanovuje okrajové podmínky, resp. návrhové teploty vnitřního a vnějšího vzduchu a jejich relativní vlhkosti, při kterých se tato shoda posuzuje. Teplota vnějšího prostředí je dána lokalitou, ve které je stavba umístěna, a vlhkost i teplota vnitřního prostředí jsou dány druhem vnitřního prostoru, ve kterém je otvorová výplň umístěna.

Výskyt nejnižších povrchových teplot

Okenní konstrukci můžeme rozdělit na několik částí: zasklívací jednotku (nejčastěji se jedná o izolační dvojsklo nebo trojsklo), okenní křídlo (pohyblivou část) a okenní rám (část dilatačně spojenou s ostěním). Spojení těchto tří jednotlivých částí jsou nazývána spáry. Právě tato místa díky určitému narušení celistvosti konstrukce nebo výskytu tepelného mostu lze považovat za nejrizikovější místa, kde by mohlo docházet k náhlému snížení vnitřní povrchové teploty.

Pro potvrzení resp. vyvrácení této hypotézy byly zjištěny vnitřní povrchové teploty na plastovém pětikomorovém profilu se zasklívací jednotkou o součiniteli prostupu tepla. Aby nevznikly pochybnosti o věrohodnosti jednotlivých metod zjišťování vnitřních povrchových teplot, byly použity dvě metody zkoumání. V prvním případě byly za pomoci Technického a zkušebního ústavu stavebního v Praze teploty zjištěny měřením pomocí metody chráněné teplé skříně. V druhém případě byly vnitřní povrchové teploty zjištěny výpočtem ve dvourozměrném ustáleném teplotním poli pomocí programu Area-Svoboda software.

Výsledky obou zkušebních metod potvrdily, že nejvýraznější snížení vnitřních povrchových teplot vykazují okenní konstrukce v oblastech zasklívací a funkční spáry, přičemž u zasklívací spáry jsou povrchové teploty výrazně nižší než u spáry funkční. Lze tedy napojení zasklívací jednotky a okenního křídla označit za nejrizikovější oblast celé konstrukce, v níž je příčinou tohoto snížení distanční hliníkový rámeček, který díky své vysoké vodivosti tvoří tepelný most, jenž výrazně snižuje vnitřní povrchovou teplotu v této oblasti.

Trojrozměrný funkční prvek

Do rizikových částí konstrukce lze také zařadit funkční spáru, a to díky dorazovému systému, který neobsahuje středové těsnění, čímž umožňuje studenému vzduchu přístup až k vnitřnímu těsnění, a tím tuto oblast výrazně ochlazuje. Studený vzduch proniká z venkovního prostředí jednak přes odvodňovací otvory dešťové zábrany ve spodní části okenního rámu a také přes vnější těsnění.

To znamená, že nejnižší vnitřní povrchové teploty se budou vyskytovat v oblasti napojení zasklívací jednotky na okenní křídlo, tedy v tzv. zasklívací spáře. Je ale možné očekávat ještě nižší vnitřní povrchové teploty. Do této chvíle jsme na okenní konstrukci nahlíželi pouze jako na dvourozměrný prvek. Vnitřní povrchové teploty zde byly zjištěny výpočtem a měřením, ale pouze na charakteristickém průřezu rámu. Nebyl zde uplatněn komplexní pohled na celou okenní konstrukci jako na trojrozměrný konstrukční prvek. V okenní konstrukci jsou však místa, na nichž lze předpokládat zvýšené působení tepelných mostů. Jedná se především o rohy a podobné zakřivení okenních rámů.

Pro zjištění povrchových teplot v rohu okenní konstrukce - vzhledem k obtížnosti modelování rohů okenních konstrukcí pro výpočet ve třírozměrném teplotním poli - bylo použito měření pomocí metody chráněné teplé skříně. Rozmístění čidel je vidět na obrázku a výsledné naměřené teploty zobrazuje následující schéma.

Z měření vyplynulo jasné zjištění. V rohu okenního křídla v oblasti zasklívací spáry byla naměřena finálně nejnižší vnitřní povrchová teplota celé okenní konstrukce, která je výrazně nižší než výše naměřené nebo vypočtené teploty na charakteristickém řezu rámu. Je to dáno dvojnásobným působením tepelného mostu, vyvolaného spojením horizontální a vertikální části distančního rámečku zasklívací jednotky. Snímací čidla v rohu okenního křídla byla rozmístěna v rozmezí 1,5 cm. Podle očekávání je z naměřených hodnot patrné, že vliv zdvojnásobeného tepelného mostu se směrem ke středu snižuje. V oblasti funkční spáry je také výrazný vliv rohu okenního rámu patrný. Ve vzdálenosti 1,5 mm od spodního okraje okenního křídla byla umístěna čidla, která naměřila teploty o 1 °C nižší než v charakteristickém průřezu rámu.

Rohy rámu

Ve spodním vlysu okenního rámu jsou z funkční spáry vedeny na exteriérovou stranu odvodňovací otvory (jde o část tzv. dešťové zábrany). Aby tyto otvory mohly správně fungovat, musí dojít mezi vnějším a vnitřním prostředím funkční spáry k vyrovnání tlaků. To zapříčiňují přivětrávací otvory v horní části svislých vlysů. Mezi těmito otvory pak dochází k cirkulaci vzduchu v prostoru funkční spáry. Lze také předpokládat, že k proudění mezi odtokovými otvory dochází v omezenější míře. V některých případech je díky termickému vztlaku nasáván vzduch z vnějšího prostoru odtokovým otvorem. Vzduch se pak ve funkční spáře ohřívá a stoupá k přivětrávacímu otvoru. To jsou důvody, proč se nejnižší vnitřní povrchové teploty v oblasti funkční spáry vyskytují mezi odtokovými a přivětrávacími otvory na spodním vlysu, tedy v rohu rámu.

Jaká jsou zjištění?

Kondenzace vodních par na vnitřním povrchu okenních konstrukcí je známkou fungujících fyzikálních zákonů. Protože výskyt kondenzátu negativně ovlivňuje kvalitu vnitřního prostředí, je nutné tomuto jevu předejít. Jedním z prvních kroků je analýza okenní konstrukce a detekce míst, kde k těmto problémům dochází, a míst, kde se vyskytují nejnižší vnitřní povrchové teploty na celé okenní konstrukci.

Z provedených zkoušek vyplynulo:
* nejnižší vnitřní povrchová teplota okenní konstrukce se vyskytuje v rohu okenního rámu v oblasti zasklívací spáry, a to vlivem spojení distančních rámečků
* výrazné snížení vnitřní povrchové teploty se vyskytuje také v oblasti funkční spáry v rohu okenního rámu vlivem cirkulace vzduchu, který způsobují přivětrávací otvory a odtokové otvory dešťové zábrany

Norma ČSN 730540-2 předepisuje požadavek na nejnižší teplotní faktor vnitřního povrchu na celém vnitřním povrchu konstrukce. Pokud chceme prokazovat shodu s tímto požadavkem, je nutné vnitřní povrchové teploty (teplotní faktory vnitřního povrchu) zjišťovat na výše zmíněných místech, neboť naměřené teploty dosáhly daleko vyšších hodnot než je tomu u teplot na charakteristickém průřezu rámu.

Text: Roman Jirák
Foto: archiv autora

zdroj: PANEL PLUS

Líbil se vám článek?

ano: 256     ne: 304

Doporuč


 

Poslat známému


logo © 2007 4-INDUSTRY, s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Ochrana údajů –  Podmínky při poskytování služeb