Dyrektywa EBPD 2010/31/UE dotycząca charakterystyki energetycznej budynków wymaga aby do końca 2018 nowe budynki publiczne charakteryzowały się możliwie najniższym zużyciem energii (prawie zero-energetyczne budynki czyli budynki o niemal zerowym zużyciu energii), co będzie implementowane do przepisów krajowych i będzie wprowadzało bardziej rygorystyczne wymagania niż zawarte w EnEV 2016 (regulacje dotyczące oszczędzania energii w Niemczech). Okna podwójne są optymalnym rozwiązaniem dla spełnienia bardziej rygorystycznych wymagań w zarówno w zakresie ochrony przed przegrzewaniem latem jak i izolacji cieplnej w zimie.
Podwójne okna (skrzynkowe) składają się z dwóch ram skrzydeł z przestrzenią powietrzną pomiędzy nimi, w której mogą być umieszczone przeciwsłoneczne akcesoria okienne (rolety, żaluzje). Takie zintegrowanie elementów zacieniających z oknem sprawia, że są one zabezpieczone przed wpływem czynników atmosferycznych. Zaletą w porównaniu do żaluzji umieszczonych wewnątrz szyby zespolonej (w przestrzeni między taflami szkła) jest to, że można łatwo otworzyć skrzydła okienne w celu czyszczenia, konserwacji lub wymiany elementu pełniącego funkcję zacieniającą lub chroniącą przed oślepianiem zbyt intensywnym słońcem. Ponadto, z oknem podwójnym można również zintegrować systemy odnawialnych źródeł energii, na przykład elementy fotowoltaiczne.
Podwójne okna są też odpowiednie do zachowania historycznego wzornictwa urbanistycznego, ponieważ wewnętrzne skrzydła zapewniają spełnienie wymagań dotyczące izolacyjności akustycznej i cieplnej, a skrzydła zewnętrzne mogą być wykonane w stylistyce zgodnej z wymaganiami projektowymi, zapewniając zachowanie historycznego wyglądu budynku. To dlatego większość dostawców systemów okiennych oferuje profile do produkcji okien skrzynkowych a możliwość szybkiej produkcji takich okien jest dobrą okazją dla producentów okien do zaoferowania okna o wysokiej efektywności, zintegrowanego z systemami chroniącymi przed zbyt intensywnym słońcem, które są odpowiednie do montażu w wysokiej jakości budynkach użyteczności publicznej lub obiektach komercyjnych.
Jednak w przestrzeni pomiędzy dwoma skrzydłami może występować kondensacja pary wodnej, co jest postrzegane przez właścicieli budynków za wadę i często prowadzi do skarg i konfrontacji prawnych. Poniższy artykuł pokazuje korelacje w budynku zarówno w zakresie fizyki budowli, jak i te dotyczące rozwiązań konstrukcyjnych okien i budynku.
Kondensacja pary wodnej to „naturalne” zjawisko w fizyce budowli
Powstawanie kondensatu pary wodnej jest naturalnym zjawiskiem fizycznym, które pojawia się pod wpływem warunków pogodowych, zacienienia, szybkości przepływu wilgotnego powietrza, stopnia zawilgocenia powietrza, czystości powierzchni szklanych, ustawień klimatyzacji pomieszczeń, orientacji względem stron świata, wysokości budynku. Oczywiście duży wpływ ma również konstrukcja okna. Każdy miał do czynienia z podobnym zjawiskiem – jak zaparowane szyby samochodowe lub też pojawienie się szronu na roślinach.
Jest to spowodowane ochłodzeniem powierzchni poniżej temperatury punktu rosy, które może wystąpić w wyniku tzw. wychłodzenia nocnego, w przypadku bezchmurnych i chłodnych nocy, kiedy następuje wypromieniowanie ciepła z powierzchni Ziemi w kierunku nieboskłonu. W ten sposób powierzchnie szklane również mogą zostać schłodzone poniżej temperatury powietrza w otoczeniu. Jeśli temperatura punktu rosy zostaje przekroczona, to w procesie roszenia para wodna wytrąca się na powierzchni szyby.
Pochylone tafle szyb samochodowych „widzą” duży obszar nieba i schładzane są dość znacznie – to samo dotyczy okien dachowych. Szyby pionowe mniej są narażone na to wychłodzenie, niemniej jednak może ono wystąpić, szczególnie w przypadku „cieplejszych” szyb zespolonych, odznaczających się wyższą izolacyjnością termiczną. Może więc na nich wystąpić skroplenie pary wodnej, a w skrajnych przypadkach nawet pojawienie się cienkiej warstwy lodu na zewnętrznej powierzchni (od strony otoczenia) tafli szklanej. Kondensat w przestrzeni okien skrzynkowych może pojawić się wtedy, gdy wymiana powietrza z otoczeniem zewnętrznym odbywa się stopniowo, a zwłaszcza, gdy od strony pomieszczenia mamy do czynienie z „ciepłą” szybą jedno- lub dwukomorową (przestrzeń wewnątrz okna podwójnego nie jest wówczas „dogrzewana” przez ciepło uciekające z pomieszczenia).
Rys. 1. Nowoczesne okna z automatycznie otwieranymi skrzydłami do kontrolowanej wentylacji i ze zintegrowanymi elementami do ochrony przeciwsłonecznej, zamontowane w odnowionym budynku biurowym IFT Rosenheim
W kontekście przepisów i norm, krótkotrwałe występowanie skroplonej pary wodnej jako takie nie jest wadą, ponieważ norma DIN 4108-2 [3] opisuje to następująco w rozdziale 6.1: „Powstawanie kondensatu dopuszczalne jest czasowo i w małych ilościach w oknach, a także konstrukcjach zintegrowanych z oknem, jeśli powierzchnie ich nie wchłaniają wilgoci i jeśli zostaną podjęte odpowiednie środki ostrożności, aby nie dopuścić do kontaktu skroplonej wody z sąsiednimi elementami wykonanymi z materiałów wrażliwych.
(...)
M.BP. Dipl.-Ing.(FH) Manuel Demel,
ift Rosenheim
Literatura
[1] Böttcher W., Hartmann H.-J., Schmid J.: Badanie okien zespolonych w celu poprawy ochrony cieplnej i izolacyjności akustycznej, zapewniając jednocześnie pozostałe funkcje, takie jak ochrona przed kondensacją pary wodnej wody, etc. Raport badawczy ift Rosenheim, lipiec 1981
[2] Metody badań kondensacji wody w budynkach. W Wytyczne IFT (WÄR11)Badanie podatności na kondensację elementów budowlanych
[3] DIN 4108-2: 2013-02 Izolacja termiczna i oszczędzanie energii w budynkach. Część 2: Minimalne wymagania do izolacji termicznej.
[4] PN-EN ISO 6946:2008-04 Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania
[5] PN-EN ISO 10077-1:2010-05 Cieplne właściwości użytkowe okien, drzwi i żaluzji. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła. Część 1: Postanowienia ogólne.
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
Więcej informacji: Świat Szkła 04/2017
