Конденсат на окнах. Казалось бы, тема уже изъезженная, многократно описанная и больше обсуждать в ней нечего. Увы, жизнь показывает, что эта тема не теряет своей актуальности, и проблема, которая лежит в ее основе, оказывается, никуда не исчезает. Почему же экспертное сообщество из года в год вынуждено к ней возвращаться? Причин «живучести» этой проблематики несколько.
- БОльшая часть нашего жилого фонда была построена до 90-х годов. Старая советская оконная столярка была рассчитана на «неконтролируемый воздухообмен через естественные неплотности оконных стыков». Качественные ПВХ-окна не имеют таких неплотностей, а потому их массовая установка могла привести к нарушению вентиляции (воздухообмена), одним из последствий чего и является выпадение конденсата.
- Изголодавшийся по архитектурному креативу обыватель при строительстве индивидуального дома зачастую берёт на вооружение красивые сложные проекты, подготовленные для совершенно иного климата и условий эксплуатации. Когда реализация проекта оказывается слишком дорогой, он начинает экономить на «малосущественных» элементах, к каковым – увы! – часто относят вентиляцию дома. Следствие – повышенная влажность воздуха и конденсат.
- Повышенные ожидания от окон, которые, по мнению некоторых, должны отвечать и за светопропускание, и за тепло, и за вентиляцию, и за безопасность. Между тем обеспечение комфорта в доме – это комплексная задача, решить которую можно только используя различные системы жизнеобеспечения совместно. Если думать только об окнах, а вопрос об отоплении, например, не рассматривать – это может привести в том числе и к конденсату.
Давайте еще раз расставим точки над Ё и разберёмся в причинах и следствиях. Сразу оговоримся, что рассматривать мы будем обычные условия (естественную температуру и давление), а не какие-то лабораторно-специфические, при которых могут наблюдаться процессы, отличные от описанных ниже. Так же условимся, что мы будем придерживаться максимально простого слова, по возможности, не прибегая к научной терминологии.
Вода в газообразном агрегатном состоянии представляет собой водяной пар, растворённый в воздухе. Конденсат – это вода, перешедшая из газообразного агрегатного состояния, обратно в жидкое.
Существует два направления борьбы с конденсатом:
1) коррекция микроклимата (в широком смысле) в помещении;
2) повышение температуры поверхности. Наиболее эффективным, конечно, является движение по двум направлениям сразу, но, к сожалению, такое встречается не часто. Далее мы рассмотрим различные аспекты и того и другого метода борьбы с конденсатом, а также сделаем выводы.
Воздух при разной температуре, может удерживать различное количество водяного пара, при этом, чем выше температура воздуха, тем больше в нем может «поместиться» воды и, наоборот, чем ниже температура воздуха, тем меньше в нем «помещается» воды. Так, например, при температуре + 20 °C, в одном кубометре воздуха может максимально удерживаться около 17-ти граммов воды, а при температуре 0 °C, в кубометре воздуха поместится всего около 5-ти граммов воды (рис. 1).
Если в воздухе содержится максимальное возможное количество воды, которое он может в себе удержать – это и есть 100% относительная влажность. Когда относительная влажность воздуха поднимается до 100%, воздух достигает своего предела насыщения влагой, и все лишнее будет выпадать конденсатом на всех поверхностях, температура которых ниже температуры воздуха. Вспомним из школьной физики такое понятие, как температура точки росы. Это температура, при которой начинается образование конденсата в воздухе с определённой температурой и относительной влажностью. Упрощенно говоря, если температура какой-то поверхности ниже температуры точки росы (ТТР) окружающего ее воздуха, то на таких поверхностях будет выпадать конденсат (рис. 2).
Почему конденсат будет выпадать именно на тех поверхностях, которые холоднее воздуха, почему бы ему не выпасть на более тёплых поверхностях?
Все просто. В непосредственной близости от любой поверхности, воздух обмениваться с этой поверхностью тепловой энергией. Обмен этот всегда стремится к балансу: тепловая энергия от чего-то более тёплого передаётся чему-то более холодному. Тёплое будет стремиться остыть, а холодное будет стремиться нагреться. Таким образом, воздух, контактируя с более холодной поверхностью, начинает остывать, отдавая этой поверхности тепло, которое он получил от отопительного прибора. Далее рассмотрим простейший пример:
Предположим, что у нас в помещении температура 23 °C и относительная влажность 40%. При таких условиях в воздухе содержится около 8 граммов воды на 1 кубический метр воздуха. Наш воздух начинает контактировать с поверхностью, у которой температура, к примеру, 7 °C и, соответственно, в непосредственной близости от этой поверхности остывает, скажем, до 10 °C. Температура воздуха упала, но ведь количество влаги в нем, какое было, такое и осталось. Следовательно, увеличивается его относительная влажность. Теперь воздух около поверхности имеет температуру 12 °C и относительную влажность 109,5%! Разве влажность может быть больше 100? Конечно, нет! Все, что больше 100% выпадет конденсатом на поверхности.
А как же заставить воздух снова забрать с поверхности выпавший на ней конденсат?
Все просто: нужно заменить остывающий воздух более теплым, способным удерживать большее количество влаги. Нужно заставить воздух двигаться, т.е. необходимо обеспечить конвекцию.
Одна из наиболее частых причин образования конденсата на окнах – это отсутствие необходимой конвекции. К сожалению, нет никаких нормативных документов, которые определяли бы необходимую интенсивность конвекции и вообще говорили бы о ее значимости. Нормирование в этой части ограничивается температурой и влажностью в помещении при этом, фактически только в центральной зоне, так называемой «обслуживаемой зоне помещения». Увы, окна располагаются вне ее, и параметры воздуха около окна никак не нормируются. А раз не нормируются, то и обеспечивать их никак не нужно. Наиболее ощутимо отсутствие конвекции наблюдается при обогреве помещений только «теплыми полами», при отсутствующих или отключенных радиаторах отопления. В таких ситуациях даже при самых хороших окнах могут возникать проблемы с конденсатом, особенно в первый год эксплуатации здания после завершения всех мокрых работ.
Еще одна часто встречающаяся причина появления конденсата – это чрезмерно высокая относительная влажность в помещении. Она возникает при недостаточном проветривании помещения, т.е. при недостаточной вентиляции. Помимо повышения влажности, при недостаточном проветривании в воздухе накапливается углекислый газ и прочие вредные примеси. И если вредные примеси действуют «тихо», то повышенная влажность быстро проявляет себя в виде конденсата – ее, к счастью, видно. Получается, что конденсат – это важный индикатор излишней влажности и необходимости проветривания.
Проветривание снижает относительную влажность воздуха. Каким образом?
Приведем пример. Возьмем комнату, объемом 50 м3, с температурой воздуха 23°С и относительной влажностью 60%. В каждом кубометре воздуха содержится 12 граммов воды. Простой арифметикой получаем, что в данной комнате в воздухе содержится 600 граммов воды (больше поллитра ). Допустим, что в этот момент на улице температура -10 °С, а относительная влажность 95%. На первый взгляд кажется, что воздух на улице очень влажный – целых 95%! Но ведь мы с вами сказали выше, что чем воздух холоднее, тем меньше в нем помещается воды. Так, при указанных параметрах уличного воздуха, в нем содержится всего 2 грамма воды на 1 м3. Открыв окна в комнате нараспашку на так называемое "залповое проветривание", мы в течение нескольких секунд заменяем, скажем, половину воздуха в комнате уличным, более холодным. После того, как мы закроем окна, воздух в комнате очень быстро нагреется, буквально за несколько минут, но вот влажность в нем будет расти значительно медленнее (если это, конечно, не кухня с парой во всю кипящих кастрюль). Итак, мы заменили половину воздуха, который содержал 12 граммов воды на 1 м3, уличным воздухом, содержащим 2 грамма воды на 1 м3. Получается, что теперь среднее влагосодержание воздуха будет 7 граммов воды на 1 м3, что при температуре 23 °С дает относительную влажность 34%. Вот так, открыв окно на несколько секунд, мы снижаем вероятность образования конденсата, а заодно обеспечиваем себя необходимым для здоровья свежим воздухом.
Для справки отметим, что допустимые и оптимальные параметры микроклимата в помещении нормируются ГОСТом 30494 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещении». Так же нормируются и климатические параметры во всех регионах, но уже в Своде Правил (СП) 131.13330 «Строительная климатология». Параметры окон подбираются на основании положений сразу нескольких нормативных документов, но одним из базовых является СП 50.13330 «Тепловая защита зданий», где нормируется то, насколько окна должны сохранять тепло. Мы не будем здесь цитировать указанные документы, поскольку при необходимости их можно легко найти в Интернете в свободном доступе.
При выборе комплектации окон необходимо тщательно подходить к соблюдению требований указанных выше документов, как в части свойств самих окон, так и в части микроклимата в помещении. Говоря об окнах, мы имеем в виду не только сами оконные блоки, но и особенности оконных проемов и стен в которые эти оконные блоки будут устанавливаться. Необходимо правильно спроектировать и выполнить узлы примыкания оконных блоков к стенам, поскольку от их грамотного исполнения будет во многом зависеть температура внутренних откосов. Отметим, что существующие ГОСТы на монтаж окон не в полной мере гарантируют достижение ожидаемого результата, в виду их очевидной недостаточной проработанности.
Окна не являются отопительными приборами и не вырабатывают собственного тепла. Они могут лишь препятствовать потерям тепла, в зависимости от своих свойств. Для того чтобы окна имели температуру выше ТТР, им нужно подавать необходимое количество тепла из помещения – это совершенно необходимо и нормально. Окна не обладают такими высокими теплосберегающими свойствами, как современные энергоэффективные стены, однако со старыми кирпичными стенами, толщиной до метра, они вполне способны конкурировать. Выбрав окна хорошего качества, обладающие требуемыми для данного региона свойствами, учитывая все особенности конкретного помещения, правильно и разумно эксплуатируя помещение, не ожидая чудес, о проблеме конденсата можно будет забыть.
Итак, что же требуется для борьбы с конденсатом?
Из всего сказанного выше можно сделать несколько выводов о необходимости следующего:
· правильный выбор комплектации окон;
· качественное изготовление оконных блоков;
· правильное проектирование и исполнение узлов примыканий к стенам;
· периодическое проветривание для снижения влажности и нормализации качества воздуха;
· обеспечение конвекции и устранение препятствий для нее.
Пожалуй, и все. Конденсат – явление неприятное и иногда даже опасное, но, к счастью, понятное и довольно легко предсказуемое и устранимое. Здравый смысл и адекватная оценка ситуации всегда помогут идентифицировать и решить проблему.
P. S.