Конденсат на окнах

Микроклимат жилых помещений, конденсат, плесень и монтаж окон — что общего? Как известно, окна являются одним из основных каналов тепловых потерь зданий. В основном это не столько потери через саму конструкцию окна, сколько потери за счет неконтролируемой инфильтрации внешнего воздуха во время отопительного сезона. Поэтому одним из последствий мирового энергетического кризиса начала 70-х гг. прошлого века стало массовое применение в строительстве герметичных окон из ПВХ, дерева и алюминия со стеклопакетами.  
Герметичность новых окон из ПВХ наряду с использованием и более теплых светопрозрачных элементов сделала их действительно энергосберегающими. Но эта же герметичность вызвала у обитателей загерметизированных квартир и целый ряд проблем, ранее малораспространенных или не встречавшихся вообще. Дело в том, что основной технологией вентилирования жилых помещений была и остается естественная вентиляция с использованием вытяжных каналов в подсобных помещениях (кухне, ванной, туалете). Приток свежего воздуха при естественной вентиляции предполагается через щели и неплотности притворов окон, что осуществлялось только при старой деревянной «столярке». Современные пластиковые окна являются гораздо более герметичными и в закрытом состоянии обеспечивают только 10–20% воздухообмена, необходимого для здоровья. Итог этого несоответствия известен: из-за нарушенного воздухообмена водяные пары, выделяемые самими жильцами (дыхание, стирка, душ, приготовление пищи…), остаются в объеме квартиры, из-за чего резко возрастает уровень относительной влажности воздуха в помещениях.

Кроме повышения влажности воздуха замена старых на новые ПВХ окна привела к значительному изменению распределения температур на оконном откосе. Наиболее заметно это в зданиях с однородными стенами (кирпич). Из-за гораздо меньшей ширины оконной коробки (60–70 мм) плоскость ПВХ окна оказывается в зоне более низких температур, что приводит к более низкой температуре примыкания того же штукатурного откоса к коробке. Эти два «фактора риска» — повышенная влажность воздуха и стоки тепла по кирпичу — привели к резкому увеличению вероятности достижения на поверхности откоса «точки росы», выпадению конденсата, появлению плесени и грибков. Понимая суть происходящих физических процессов, нетрудно понять и как надо бороться с этими негативными процессами. Также ясно и какие технологии могут решить эти проблемы. 
В первую очередь избавиться от конденсата и плесени помогает вентиляция помещений, обеспечивающая удаление вырабатываемой жильцами влаги вместе с отработанным воздухом. Большую роль играет эффективность работы системы отопления, которое снижает относительную влажность воздуха, повышая его температуру, что приводит и к увеличению температуры откосов. Поскольку кроме относительной влажности воздуха на образование конденсата (плесени) влияет и температура поверхности, важно всячески ее повышать. Из монтажных атрибутов, помогающих смягчить указанную проблему, необходимо упомянуть различные технологии утепления откосов и использование тепла отопительных приборов для подогрева нижней части ПВХ окна в целом.

Необходимо отметить, что запотевание стеклопакетов, не говоря уже о плесени на откосах, является сильнейшим раздражающим фактором для потребителей и основной причиной предъявления рекламаций. При этом исключительно важно при проведении экспертизы в таких случаях правильно определить причину наблюдаемых явлений и наметить пути исправления негативной ситуации. И совсем не обязательно, что конденсат на окнах и плесень на откосах связаны с дефектами самих ПВХ окон и их монтажом. Как правило, причина не в пластиковых окнах, а в их неправильном использовании, за что оконная фирма, производящая и устанавливающая ПВХ окна, не может и не обязана нести ответственность. 
Компетентные эксперты правильно оценивают ситуацию, что позволяет принять и правильные меры по устранению конденсата и плесени на откосах. Так, еще в 2000 г. в статье «Основы экспертной оценки окон» в бюллетене «Окна и двери», № 11-12/2000 технический эксперт Р. Г. Алекперов писал: «Образующаяся в помещении влага должна из него удаляться. В противном случае возможно выпадение конденсата на внутренней стороне стеклопакета и на откосах и, как следствие, появление плесени на откосах и стенах. Заказчик делает вывод: причина в самих пластиковых окнах, и вызывает технического эксперта, требует устранить причину запотевания ПВХ окон. В 99% случаях из 100 причина запотевания стеклопакетов – нарушение системы вентиляции…». Об этом же пишут и авторы А. Д. Кривошеин, Г. А. Пахотин, И. В. Платонов в статье «К вопросу о влажностном режиме монтажных швов» в журнале «Светопрозрачные конструкции», № 6/2005: «Если говорить о статистике рекламаций, то по частоте появления претензий со стороны потребителей необходимо отметить прежде всего нарушение воздухообмена помещений, обусловленное герметичностью оконных блоков; как следствие — повышение влажности внутреннего воздуха, появление конденсата на остеклении, подоконниках и т. д.». Такой важный вопрос, как конденсат и плесень на ограждающих конструкциях, не мог остаться без внимания и специалистов по вентиляции и микроклимату жилых помещений. Так, в Технических рекомендациях «ТР АВОК-4-2004» по организации воздухообмена в квартирах многоэтажного жилого дома, согласованных с Госстроем России, Москомархитектурой и Москомэкспертизой, отмечается, что «…высокая герметичность современных окон сделала практически неработоспособными системы естественной вентиляции. В квартирах ухудшилась комфортность проживания: имеет место высокая влажность и низкое качество воздуха, возрастает вероятность грибковых поражений конструкций…».

Казалось бы, причины негативных явлений выяснены, из них следуют и адекватные методы решения проблем конденсата и плесени: нормализовать воздухообмен в помещениях и, если этого недостаточно, утеплить откосы, модернизировать подоконник (сделать каналы для подвода теплого воздуха от радиатора как можно ближе к стеклопакету). Однако с появлением на российском рынке продавцов монтажных лент (для пароизоляции пены со стороны помещения и гидроизоляции с внешней стороны) в рекламных материалах, на конференциях, в статьях стала предлагаться еще одна версия появления конденсата и плесени на откосах — возможное увлажнение монтажной пены за счет диффузии паров воды зимой из помещения наружу, снижение ее теплоизолирующих свойств, превращение в «мостик холода», из-за которого происходит охлаждение примыкания откос-коробка. 
Насколько обоснованно увязывание плесени на откосах с возможным увлажнением пены? Существует масса примеров, когда при замене окон, установленных по сложившимся в России простейшим традиционным технологиям и простоявшим не один год, никаких признаков разрушения пены и ее хронического намокания не обнаруживается. Очень подробно об этом написано в уже упомянутой статье «К вопросу о влажностном режиме монтажных швов»: «Значение влажностного режима и степень его влияния на эксплуатационные показатели монтажных швов несколько преувеличены. Статистика многочисленных судебных и досудебных экспертиз за последние десять лет, проводимых авторами, свидетельствует о практическом отсутствии рекламаций, связанных с нарушением влажностного режима именно монтажных швов или разрушением монтажной пены вследствие ее увлажнения конденсационной влагой….». Другими словами, при традиционных монтажных технологиях намокание пены — проблема надуманная. Об этом же говорят и результаты проведенных исследований по изучению влагопоглощения монтажной пены при самом примитивном монтаже, приведенные в статье А. Д. Кривошеина и П. Е. Нестеренко «Швы против щелей» в газете «Строительство и бизнес», № 1 (53), 2005 г. За период наблюдения (три зимы) максимальное влагопоглощение при монтаже на одну пену не превысило 10% по массе, что соответствует примерно 0,2–0,3% по объему. Такое незначительное увлажнение не может существенно изменить теплофизические характеристики пены. При этом в первую зиму влагосодержание примитивного шва и шва, выполненного по технологии «Иллбрук», практически одинаковы. А именно, в первую зиму оконные фирмы, как правило, попадают под незаслуженные штрафы и рекламации. По какой схеме это происходит

В качестве примера (а таких случаев все больше) приведу сообщение одного из производителей окон (компания «Регион-ДСК», г. Томск): «Клиент, у которого дома влажность более 80%, а дому более 100 лет, температура в норме, недавно закончен ремонт (штукатурка), подал на нас в суд, т. к. на его окнах и откосах выпадает конденсат. Экспертиза, которую он заказал (ему провела томская областная судебная экспертиза), признала, что окна установлены не по ГОСТу…». Вот конкретный пример «компетентности» экспертов. Но самое интересное дальше: «…пишу вам, чтобы рассказать, чем закончилась моя встреча с юристом, коротко: если наша компания монтирует окна не по ГОСТу и потом появляется конденсат, то клиент вправе подать иск в суд за конденсат, а судить вас будут за неправильный монтаж, и клиент вправе потребовать обратно деньги по договору и за просрочку в размере 3% за каждый день. Короче, если ваши ПВХ окна установлены не по ГОСТу…, то клиент может с вас снять деньги даже в том случае, если конденсат у него НЕ ЯВЛЯЕТСЯ причиной неправильно смонтированных окон (думаю, автор имел в виду не «причиной», а «следствием»)». Получается, что пожаловался клиент на одно, а наказали совсем за другое, что никакого вреда клиенту не нанесло и, вероятнее всего, не нанесет. Думаю, такая трактовка ситуации томскими юристами является идеальной почвой для развития «потребительского экстремизма», часто перерастающего в «потребительский терроризм». Судя по сообщениям в различных интернетовских форумах пострадавших оконщиков, появился целый ряд покупателей, поставивших себе цель — установить пластиковые окна бесплатно, да еще и заработать на этом. Для этого надо заказать и поставить ПВХ окна летом, а с наступлением зимних холодов затеять ремонт с «мокрыми» работами, подождать появления плесени и вызывать экспертов. Дальше разыгрывается «томский вариант».

Как можно оконной фирме обезопасить себя от такой ситуации? Давно пора ввести в практику продажи ПВХ окон понятие «эксплуатационная влажность воздуха», оговорить нормальные условия эксплуатации окон на объекте. Окно ПВХ не может быть изготовлено и смонтировано «на все случаи жизни». В паспорте бытовой техники и других потребительских товаров часто указан диапазон влажности воздуха, при котором изготовитель гарантирует работоспособность своей продукции. Поскольку конденсат (плесень) сильно зависит от относительной влажности внутреннего воздуха, производителям окон ПВХ, потребителям, экспертам и всем другим заинтересованным лицам необходимо четко договориться о том, что именно является «нормальной» влажностью в смысле возможных рекламаций по конденсату. При влажности выше оговоренной нормы претензии вообще не должны приниматься. Экспертиза пластиковых окон должна проводиться после того, как параметры температуры и влажности воздуха в помещении будут нормализованы любым способом. Какими должны быть эти параметры?

Тут изобретать даже ничего и не требуется. Все эти величины уже есть в многочисленных нормативных документах. Так, в ГОСТе 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» вводится определение «оптимальных параметров микроклимата» как сочетание значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают нормальное тепловое состояние организма (при минимальном напряжении механизмов терморегуляции) и ощущение комфорта не менее чем у 80% людей, находящихся в помещении. В отличие от «оптимальных», «допустимые» параметры микроклимата «при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать общее и локальное ощущение дискомфорта, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности при усиленном напряжении механизмов терморегуляции…». 
Ясно, что современные ПВХ окна используются в жилье в расчете на создание «ощущения комфорта» без «усиленного напряжения механизмов терморегуляции». Согласно этому ГОСТу, в холодный периодгода в жилых комнатах оптимальная температура составляет 20–22°С, а оптимальная влажность 30–45%. Аналогичные цифры приведены в СНиП 2.04.05-91*«Отопление, вентиляция и кондиционирование» (Приложение 5) на правах обязательного: в холодный (зима) и переходный (весна и осень) период оптимальная влажность — 30–45%. Те же цифры приведены в СанПиН 2.1.2.1002-00 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещения». Влажность воздуха выше 35–40% констатирует как запредельную (при рекламациях) и известное письмо ГОССТРОя России №9-28/200 от 21.03.2002. Известное требование нормативов иметь при нормативной зимней температуре (температура самой холодной пятидневки) температуру не менее +3°С по всему оконному проему также косвенно признает допустимую «эксплуатационную влажность» именно около 30% в зимний период (+3°С — это «точка росы» при температуре +20°С и влажности 32% или при температуре +22°С и влажности 29%).

Осталось только довести это до многочисленных экспертов и вывести производителей оконных конструкций из-под гнета незаслуженных санкций и штрафов.

 

Точка росы

Точкой росы при данном давлении называется температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу.

На приведённой диаграмме представлено максимальное содержание водяного пара в воздухе на уровне моря в зависимости от температуры. Чем выше температура, тем выше равновесное парциальное давление пара.

Точка росы определяется относительной влажностью воздуха. Чем выше относительная влажность, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха. Чем ниже относительная влажность, тем точка росы ниже фактической температуры. Если относительная влажность составляет 100 %, то точка росы совпадает с фактической температурой.

Формула для приблизительного расчёта точки росы в градусах Цельсия:

T_p = \frac {b\ \gamma(T,RH)} {a - \gamma(T,RH)},

где

a = 17.27,
b = 237.7 °C,
ln — натуральный логарифм,
T = температура в градусах Цельсия,
RH = относительная влажность в долях (0 < RH < 1.0),
Tp = точка росы,
\gamma(T,RH) = \frac {a\ T} {b+T} + \ln RH.

Формула обладает погрешностью ±0.4 °C в следующем диапазоне значений:

0 °C < T < 60 °C
0.01 < RH < 1.0
0 °C < Tр < 50 °C

Человек при высоких значениях точки росы чувствует себя некомфортно. В континентальном климате условия с точкой росы между 15 и 20°C доставляют некоторый дискомфорт, а воздух с точкой росы выше 21 °C воспринимается как душный.

ТАБЛИЦА ТОЧКИ РОСЫ

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ% RH, ТЕМПЕРАТУРА ШАРИКА СУХОГО ТЕРМОМЕТРА, °C

% RH 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5 25
20 -20 -18 -16 -14 -12 -9.8 -7.7 -5.6 -3.6 -1.5 -0.5
25 -18 -15 -13 -11 -9.1 -6.9 -4.8 -2.7 -0.6 1.5 3.6
30 -15 -13 -11 -8.9 -6.7 -4.5 -2.4 -0.2 1.9 4.1 6.2
35 -14 -11 -9.1 -6.9 -4.7 -2.5 -0.3 1.9 4.1 6.3 8.5
40 -12 -9.7 -7.4 -5.2 -2.9 -0.7 1.5 3.8 6.0 8.2 10.5
45 -10 -8.2 -5.9 -3.6 -1.3 0.9 3.2 5.5 7.7 10.0 12.3
50 -9.1 -6.8 -4.5 -2.2 0.1 2.4 4.7 7.0 9.3 11.6 13.9
55 -7.9 -5.6 -3.3 -0.9 1.4 3.7 6.1 8.4 10.7 13.0 15.3
60 -6.8 -4.4 -2.1 0.3 2.6 5.0 7.3 9.7 12.0 14.4 16.7
65 -5.8 -3.4 -1.0 1.4 3.7 6.1 8.5 10.9 13.2 15.6 18.0
70 -4.8 -2.4 0.0 2.4 4.8 7.2 9.6 12.0 14.4 16.8 19.1
75 -3.9 -1.5 1.0 3.4 5.8 8.2 10.6 13.0 15.4 17.8 20.3
80 -3.0 -0.6 1.9 4.3 6.7 9.2 11.6 14.0 16.4 18.9 21.3
85 -2.2 0.2 2.7 5.1 7.6 10.1 12.5 15.0 17.4 19.9 22.3
90 -1.4 1.0 3.5 6.0 8.4 10.9 13.4 15.8 18.3 20.8 23.2
95 -0.7 1.8 4.3 6.8 9.2 11.7 14.2 16.7 19.2 21.7 24.1
100 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0

Рекомендуется окрашивать поверхность, если ее температура превышает точку росы на 3°C.
Пример:
Если температура воздуха +21°C , а относительная влажность 65%, то точка росы составляет +14°C . То есть, в данном случае температура окрашиваемой поверхности должна быть не ниже 14+3=17°C

Определение точки росы

Значения точки росы в градусах °C для ряда ситуаций определяют с помощью пращевого психрометра и специальных таблиц. Сначала определяют температуру воздуха, затем влажность, температуру подложки и с помощью таблицы Точки росы определяют температуру, при которой не рекомендуется наносить покрытия на поверхность.

Если вы не можете найти точно ваши показания на пращевом психрометре, то найдите один показатель на одно деление выше по обеим шкалам, как относительной влажности, так и температуры, а другой показатель соответственно на одно деление ниже и интерполируйте необходимое значение между ними.

Конденсат и точка росы
Конденсат
— наиболее распространенная проблема, с которой приходится сталкиваться производителям ПВХ-окон и их потребителям. Новые нормы определили расчетные параметры относительной влажности помещений для определения точки росы и требования к температуре на внутренней поверхности окон ПВХ:
5.9 …Относительную влажность  внутреннего  воздуха для  определения температуры точки росы в местах теплопроводных включений ограждающих конструкций, в углах и оконных откосах, а также зенитных фонарей, следует принимать:
• для помещений жилых зданий, больничных учреждений, диспансеров, амбулаторно-поликлинических учреждений, родильных домов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, общеобразовательных детских школ, детских садов, яслей, яслей-садов (комбинатов) и детских домов — 55%, для помещений кухонь — 60%, для ванных комнат — 65%, для теплых подвалов и подполий с коммуникациями — 75%;
• для теплых чердаков жилых зданий — 55%;
• для помещений общественных зданий (кроме вышеуказанных) — 50%.
5.10 Температура внутренней поверхности конструктивных элементов остекления окон зданий (кроме производственных) должна быть не ниже плюс 3°С, а непрозрачных элементов ПВХ окон — не ниже температуры точки росы при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период года, для производственных зданий — не ниже 0°С
Температура на внутренней поверхности профилей напрямую зависит от сопротивления теплопередаче профильной системы. Для примера можно рассмотреть два случая — при наружной температуре —26°С и при —31°С (при внутренней +20°С и относительной влажности 55%). Точка росы при этом будет составлять +10,7°С. Температуры на поверхностях типового переплета (три камеры и ширина около 60 мм) и пя-тикамерного переплета с сопротивлением теплопередаче 0,78м??°С /Вт будут следующими:

Вариант переплета t°С на поверхности переплета при tн=-26С t°С на поверхности переплета при tн=-31°С
Переплет с 0,63м??°С/Вт 11,82°С 9,79°С
Переплет с 0,78м??°С/Вт 13,22°С 12,48°С

Исходя из вышесказанного видно, что в новых нормах по тепловой защите зданий заложена предпосылка к совершенствованию конструкций окон из ПВХ, применяемых в строительной практике. Я уверен в том, что будущее принадлежит новым конструкциям ПВХ окон из многокамерных систем с шириной профилей не менее 70 мм.

Журнал “OKNA.BZ” №3 2004г.