pdf 401 kB

Montaż - Stan techniki
Montaż
Stan techniki
Wykład profesora inż. dypl. Josefa Schmid, wygłoszony w dniu 6.6.97 w Rosenheim na Kongresie`97
odbywającym się rokrocznie w Monachium
________________________________________________________________________________
Treść
1 Wprowadzenie
2 Wilgotność powietrza i kondensacja
2.1 Mostki termiczne
2.2 Przykłady przebiegu izoterm
3 Obciążenie wilgocią powietrza w pomieszczeniach zamkniętych
4 Obciążenie wilgocią spoin
5 Skraplanie się wody w połączeniach
6 Podsumowanie
Literatura
________________________________________________________________________________
1 Wprowadzenie
Inwestor postrzega i odbiera okno w połączeniu z fasadą i z góry zakłada, że otrzyma uzgodniony pod
względem funkcji i właściwości technicznych system okno-fasada. To założenie jest słuszne,
ponieważ wszyscy uczestniczący w powstawaniu budynku zobowiązują się mieć na względzie
nieustannie zmieniający się stan techniki.
Wynika z tego, że przy prawidłowym wykorzystaniu budynku oraz jego okien, ich właściwości
techniczne są zagwarantowane przez pewien konkretny okres czasu, pod warunkiem, iż ponosi się
wystarczające nakłady na ich konserwację.
Jest to stwierdzenie równowagi technicznej, którą na pewno można zbadać. U jej podstaw leży sposób
prezentacji sprawności okna, który jest punktem wyjścia dla inwestora i użytkowników obiektu.
Ta równowaga zawarta jest pomiędzy stroną techniczną i fizyczną budynku. Każdorazowe naruszenie
tej równowagi będzie prowadzić do zmian dotychczasowego systemu, dopóty następstwa, które
gwarantują tą równowagę, nie będą uwzględniane.
To stwierdzenie jest istotne dla zrozumienia zagadnienia, ponieważ dotychczasowe połączenie okna z
fasadą będzie musiało być w przyszłości postrzegane jako problematyczne w miarę wzrostu wymagań
i zmian wpływów fizycznych. Sięganie do praktycznych doświadczeń jest możliwe jedynie dla
niektórych producentów okien, zwłaszcza że tylko nieliczni z nich mają doświadczenie z nowymi
technologiami w budownictwie. Nowoczesne koncepcje preferują budynki o hermetycznej warstwie
zewnętrznej i zminimalizowanych stratach energii. Analiza porównawcza istniejących budynków z
budynkami wg nowych technologii ukazuje nam różnice między tymi systemami i konieczność
działania (rys. 1).
Montaż - stan techniki
Strona 2
budynek starej generacji
nowa koncepcja budynku
o zwiększonych wymaganiach
Doświadczenie
Oczekiwanie
jako wynik pracy
jako skutek trendów,
wynik naukowego poznania
wczoraj
dzisiaj
jutro
Rys. 1 Konfrontacja: doświadczenie i oczekiwania
Praktyczne doświadczenie w dużym stopniu odnosi się do istniejących budynków. Jest zatem bardzo
ważne, aby ukazywać różnice i za każdym razem opracowywać warunki, które prowadzą do
osiągnięcia technicznie prawidłowej, a tym samym nienagannej zewnętrznej warstwy budynku.
Naturalnie muszą być uwzględnione także pozostałe czynniki, jak starzenie, obciążenia mechaniczne
uszczelnień, czy osadzenie.
Wstępna analiza nowej technologii budynku prowadzi nas do następujących dwóch istotnych
spostrzeżeń:
· planowa i funkcjonalna wentylacja wnętrza,
· technicznie prawidłowe wkomponowanie okna w system fasad.
Prawidłowa wentylacja nie jest przedmiotem niniejszego opracowania, chociaż jej wpływ na
technicznie prawidłowe funkcjonowanie okna jest istotny. Nierozwiązany problem wietrzenia
pomieszczeń ma duży wpływ na obciążenie wilgocią okna w zależności od sposobu jego połączenia ze
ścianą zewnętrzną
(rys. 2).
Montaż - stan techniki
Strona 3
Powstawanie pleśni
Ogrzewanie
pomieszczeń
System łączeń
izotermy
Wentylacja
pomieszczeń
Woda
kondensacyjna
System uszczelnień
mostki termiczne
Rys. 2 Problemy wzrastających wymagań w nowoczesnym budynku
Przy pobieżnej analizie powstające w ten sposób oddziaływania obciążą producenta okien, o ile nie
potrafi on rozwiązać związanych z tym problemów.
Inny ważny problem, poprawne technologicznie łączenie okien z fasadą, zostanie w tym miejscu
dokładniej naświetlony.
2 Wilgotność powietrza i kondensacja
Reakcja spoin łączących na ciepło i wilgoć zależy od mikroklimatu wnętrza i od warunków
atmosferycznych panujących na zewnątrz. Temperatura powietrza, wilgotność powietrza i punkt rosy
są ze sobą bezpośrednio powiązane.
Rysunek 3 przedstawia stopień nasycenia powietrza w zależności od temperatury. Stopień nasycenia
jest to ilość wody, którą powietrze o określonej temperaturze jest w stanie pomieścić. Z przebiegu
krzywej można rozpoznać, że stopień nasycenia znacznie wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.
Ciepłe powietrze jest w stanie pomieścić więcej wody niż powietrze chłodne. Wilgotność względna
określa zawartość wilgoci w powietrzu w odniesieniu do stopnia nasycenia. Oznacza to, że zawartość
wody równa 8,65 g w 1 m3 dla temperatury 20oC odpowiada wilgotności względnej 50%. Woda
kondensacyjna powstaje wówczas, gdy powietrze na skutek ochłodzenia nie jest już w stanie
pomieścić pierwotnej ilości wody.
Zawartość wody w powietrzu w g/m3
Montaż - stan techniki
Strona 4
Krzywa punktu rosy =
100% wilgotności względnej
3
17.3 g/m
Woda w stanie
ciekłym
3
8.65 g/m
Para
wodna
o
Temperatura powietrza w C
Rys. 3 Krzywa punktu rosy, służąca do określania temperatury kondensacji
Punkt rosy jest to temperatura, w której powietrze o określonej temperaturze wyjściowej i wilgotności
względnej nie jest już w stanie przyjąć większej ilości wody niż zawierało na początku. Dla powietrza
w pomieszczeniu zamkniętym o temperaturze 20oC i wilgotności względnej 50% oznacza to, że w
powietrzu zawarte jest 50% możliwej maksymalnej ilości wody.
Jeżeli nastąpi ochłodzenie do 9,3oC, wówczas wilgotność względna wzrośnie do 100%. Będzie to
oznaczało, że powietrze o temperaturze 9,3oC jest nasycone wodą. Jeżeli powietrze lub powierzchnie
styku ochłodzą się jeszcze bardziej, może dojść do kondensacji, ponieważ powietrze nie będzie mogło
pomieścić więcej wody.
W tabeli 1 podano temperaturę kondensacji dla różnych wartości wilgotności powietrza.
Tabela 1 Temperatura punktu rosy w zależności od temperatury i wilgotności względnej.
(źródło: DIN 4108-5 tabela 1)
Temperatura
Temperatura punktu rosy s1 w oC
dla następujących wartości wilgotności względnej w %
powietrza
o
w C
30% 35% 40% 45% 50% 55% 60%
65%
30
10,5
12,9
14,9
16,8
18,4
20,0 21,4
22,7
29
9,7
12,0
14,0
15,9
17,5
19,0 20,4
21,7
28
8,8
11,1
13,1
15,0
16,6
18,1 19,5
20,8
27
8,0
10,2
12,2
14,1
15,7
17,2 18,6
19,9
26
7,1
9,4
11,4
13,2
14,8
16,3 17,6
18,9
25
6,2
8,5
10,5
12,2
13,9
15,3 16,7
18,0
24
5,4
7,6
9,6
11,3
12,9
14,4 15,8
17,0
23
4,5
6,7
8,7
10,4
12,0
13,5 14,8
16,1
22
3,6
5,9
7,8
9,5
11,1
12,5 13,9
15,1
21
2,8
5,0
6,9
8,6
10,2
11,6 12,9
14,2
20
1,9
4,1
6,0
7,7
9,3
10,7 12,0
13,2
19
1,0
3,2
5,1
6,8
8,3
9,8
11,1
12,3
18
0,2
2,3
4,2
5,9
7,4
8,8
10,1
11,3
1
Dla znalezienia wielkości przybliżonych dozwolona jest interpolacja prostolinijna.
W tych miejscach w budynku, w których temperatura spada poniżej 10oC, należy zadbać o to, aby
woda nie skraplała się lub aby tworząca się woda kondensacyjna mogła swobodnie przenikać albo
była odpowiednio odprowadzana.
Montaż - stan techniki
Strona 5
Norma DIN V 4108-7 „Izolacja termiczna w budownictwie wysokim” zawiera podstawowe
informacje dotyczące tego problemu, również w odniesieniu do połączeń.
2.1 Mostki termiczne
Pod pojęciem mostka termicznego rozumie się ogólnie te miejsca, w których w porównaniu z innymi
obszarami występuje:
· dodatkowy strumień ciepła
· niższa temperatura wewnętrzna powierzchni.
W obrębie łączeń okiennych ościeżnica styka się ze ścianą zewnętrzną. Efektem zastosowania różnego
rodzaju materiałów (przewodnictwo cieplne) oraz różnej grubości (geometria) elementów
budowlanych tworzą się nieuchronnie mostki termiczne. Wbudowanie okna w ścianę zewnętrzną
prowadzi konsekwentnie do znacznego odkształcenia przebiegu izoterm. Z reguły nie jest możliwe
wykonanie łączenia przy równoczesnym braku strat ciepła.
Informację o korzystnym miejscu osadzenia okna w budynku można uzyskać obserwując przebieg
izoterm.
Izoterma jest linią, która łączy ze sobą punkty o jednakowej temperaturze. Jej przebieg jest określony
przez materiałowe i geometryczne (kąty, kanty itp.) mostki termiczne (rys. 4). W obrębie łączenia
okna z budynkiem występują obydwa typy mostków.
Temperatura zewnętrzna -15oC
Geometryczny mostek
termiczny
Temperatura wewnętrzna +20oC
Temperatura zewnętrzna -15oC
Materiałowy mostek
termiczny
Temperatura wewnętrzna +20oC
Rys. 4 Mostki termiczne
2.2 Przykłady przebiegu izoterm
Z pomocą układu izoterm można przedstawić przebieg temperatury dla każdej sytuacji budowlanej.
Pozwala to na analizę i rozwiązywanie problematyki połączeń. Układy izoterm są również pomocne
przy szacowaniu szkód. Najważniejszą izotermą, służącą do oceny łączenia, jest izoterma 10oC.
Powinna ona przebiegać wewnątrz konstrukcji, aby zapobiegać skraplaniu się wody przed wewnętrzną
fugą łączącą, i być możliwie jak najmniej wygięta, co umożliwia utrzymywać mniejsze straty ciepła w
obrębie łączenia.
Montaż - stan techniki
Rysunki 5 do 8 ukazują kilka przykładów.
Strona 6
Strona
zewn.
Strona
wewn.
Montaż przesunięty na zewnątrz
Woda kondensacyjna, izoterma 10oC
wychodzi poza obręb muru
Strona
zewn.
Strona
wewn.
o
Brak rosy, izoterma 10 C przebiega
Montaż pośrodku
wewnątrz konstrukcji
Strona
zewn.
Strona
wewn.
o
Brak rosy, izoterma 10 C przebiega
Montaż przesunięty do wewnątrz
wewnątrz konstrukcji
Rys. 5 Przebieg izotermy 10oC dla różnie wbudowanych powierzchni
Korzystnymi miejscami do osadzania okien, zapobiegającymi osadzaniu się rosy na zewnątrz i
wewnątrz konstrukcji jak również zmniejszającymi straty ciepła są:
· w przypadku ściany jednorodnej - część środkowa ościeża,
· w przypadku ściany wielowarstwowej z izolacją cieplną - warstwa izolacyjna.
Strona
zewnętrzna -15oC
Strona
wewnętrzna +20oC
Rys. 6 Ściana betonowa z systemem docieplenia, okno drewniane pośrodku ściany betonowej
Montaż - stan techniki
Strona 7
Strona
zewnętrzna -15oC
Strona
wewnętrzna +20oC
Rys. 7 Ściana betonowa z systemem docieplenia, okno drewniane zamontowane z przodu
Strona
zewnętrzna -15oC
klinkier
gazobeton
cegła sylikatowa
Strona
wewnętrzna +20oC
Rys. 8 Ściana warstwowa z izolacją i pustką powietrzną, okno drewniane oparte na węgarku
Zdobyta wiedza pozwala na określenie korzystnych miejsc montażu okien w obrębie ościeża w
odniesieniu do każdego systemy ścian zewnętrznych.
3 Obciążenie wilgocią powietrza w pomieszczeniu zamkniętym
Wilgotność względna w pomieszczeniach mieszkalnych zależy od wielu czynników i w zależności od
nich podlega ciągłym wahaniom. Zasadniczo jest ona zależna od klimatu zewnętrznego, stopnia
wydzielania wilgoci wewnątrz budynku, wielkości pomieszczeń i współczynnika wymiany powietrza.
Podwyższenie wilgotności powietrza może być wynikiem np.:
· wilgoci pozostałej po procesie budowy
· wydzielania się pary wodnej w wilgotnych pomieszczeniach (kuchnia, łazienka itp.)
· wydzielania się wilgoci pochodzenia ludzkiego i zwierzęcego lub
· pochodzenia roślinnego.
Montaż - stan techniki
Strona 8
Łączna ilość wydzielanej wilgoci w mieszkaniu (parowanie) zależy od wielkości gospodarstwa
domowego, jak również od zachowania użytkowników. Jak ukazuje to tabela 2, praktyczne badania
wykazują bardzo zróżnicowane obciążenie wilgotnością w mieszkaniach w zależności od wielkości
gospodarstwa domowego. Przykładowo rodzina 4-osobowa mieszkająca w mieszkaniu 100 m2
produkuje ok. 2,5 g/m3h wilgoci.
Tabela 2 Ilość wilgoci przypadająca codziennie na różnej wielkości gospodarstwo domowe [1]
2 osoby
3 osoby
4 osoby
ponad 4 osoby
codzienne obciążenie
8
12
14
15
wilgotnością w litrach na dzień
Odpływ wilgoci na zewnątrz, powodujący spadek wilgotności względnej, może odbywać się poprzez
wietrzenie lub przez nieszczelną powłokę budynku ewentualnie przez otwory w ścianie zewnętrznej.
Współczynnik wymiany powietrza n określa udział objętości powietrza budynku, które jest
wymieniane w ciągu godziny. Składa się on z wymiany powietrza zależnej od użytkownika nużytk i
wymiany powietrza wywołanej nieszczelnością powłoki budynku npowł (rys. 9).
strumień objętości powietrza
3
dopływającego Vpd [m /h] o
bezwzględnej wilgotności
3
powietrza fpd [g/m ]
Vpd
wewnętrzna
produkcja
wilgoci M[g/h]
wymiana powietrza npowłoka
wywołana nieszczelnością
powłoki budynku
wymiana powietrza
nużytk spowodowana
przez użytkownika
po
strumień objętości powietrza
odpływającego Vpo o bezwzględnej
3
wilgotności powietrza fpo [g/m ]
Rys. 9 Model strumieni powietrza i wilgoci
Dane liczbowe dotyczące wymiany powietrza w budynkach podane zostały w tabeli 3. Należy jednak
pamiętać, że wartości te są prawdziwe przy różnicy ciśnień równej 50 Pa. Średnia różnica ciśnień,
która występuje w praktyce, wynosi ok. 5 do 10 Pa. Współczynniki wymiany powietrza dla tych
różnic ciśnienia uzyskuje się w sposób przybliżony poprzez odjęcie liczby n50 od pewnej
stałej wartości. Owa stała wartość podawana w literaturze wynosi ok. 15 - 30. Na skutek produkcji
wilgoci we wnętrzu budynku oraz jej odpływu na zewnątrz dzięki wymianie powietrza w mieszkaniu
ustala się pewna określona wilgotność powietrza.
Tabela 3 Wskaźniki współczynnika wymiany powietrza w budynkach wg DIN 4108-6
Szczelność budynku
Dom wielorodzinny
Dom jednorodzinny
-1
wymiana powietrza przy 50 Pa w h wymiana powietrza przy 50 Pa w h-1
duża szczelność
0,5 - 2,0
1,0 - 3,0
średnia szczelność
2,0 - 4,0
3,0 - 8,0
mała szczelność
4,0 - 10,0
8,0 - 20,0
Przy pomocy powyższej tabeli można obliczyć względną wilgotność powietrza. Zależność pomiędzy
współczynnikiem wymiany powietrza n i kształtującej się wilgotności względnej powietrza we
wnętrzu
Montaż - stan techniki
Strona 9 z 22
Wilgotność wzgl. W % (przy temp. 200C)
została przedstawiona na rysunku 10 dla typowych w praktyce warunków otoczenia. Im wyższa jest
wartość współczynnika, tym mniejsza jest względna wilgotność powietrza, tzn. suchsze powietrze we
wnętrzu.
Szczelny budynek, niezmienione zwyczaje użytkowników
„Nieszczelna” powłoka
budynku
Współczynnik wymiany powietrza w h
-
Rys. 10 Względna wilgotność powietrza we wnętrzu w zależności od współczynnika wymiany
powietrza. Obliczeń dokonano w oparciu o typowe, zbliżone do rzeczywistych warunki otoczenia.
Jeżeli weźmiemy za podstawę warunki przedstawione na rysunku 10 oraz zastosujemy współczynnik
wymiany powietrza n o wartości od 0,8 do 1,6 h-1, to wilgotność względna powietrza we wnętrzu
będzie się wahać pomiędzy 20 i 30%.W wysokich zakresach współczynnika wymiany powietrza
wilgotność powietrza spada tylko nieznacznie wraz ze wzrostem współczynnika wymiany powietrza.
Oznacza to, że w przypadku „nieszczelnych” budynków, w których nieszczelność powłoki
zewnętrznej przyczynia się do wysokich wartości współczynnika wymiany powietrza (npowł),
dodatkowe wietrzenie (nużytk) oddziaływuje jedynie nieznacznie na i tak już niską wilgotność
powietrza. W niskich zakresach współczynnika wilgotność względna jest silnie uzależniona od
współczynnika wymiany powietrza. Jego nieznaczna zmiana ma duży wpływ na panującą w danym
miejscu wilgotność względną. Jeżeli zatem wartość współczynnika wymiany powietrza ścian
zewnętrznych w budynkach bardzo szczelnych (npowł) kształtuje się w granicach od 0,2 do 0,4 h-1, to
wilgotność względna wyniesie od 50 do 85%. Dodatkowe wietrzenie (nużytk) ma tu bardzo duży wpływ
na wilgotność powietrza we wnętrzu oraz na niebezpieczeństwo związane ze skraplaniem się pary
wodnej.
Zmniejszenie współczynnika wymiany powietrza powłoki budynku (npowł) poprzez podniesienie
stopnia szczelności, np. dzięki wbudowaniu nowych okien, powinno zostać wyrównane zwiększeniem
współczynnika wymiany powietrza przez użytkownika (nużytk), np. częstszym wietrzeniem. W
przeciwnym razie dochodzi do zmniejszenia współczynnika n, co pociąga za sobą nieuchronne
zwiększenie wilgotności względnej powietrza we wnętrzu, a wraz z tym wzrost temperatury punktu
rosy.
4 Obciążenie wilgotnością spoin
Słabe miejsca w budynku tworzące się na styku okna i ściany można w dużym uproszczeniu
sprowadzić do fug. Z powodu różnicy ciśnień panujących we wnętrzu i na zewnątrz uzależnionych od
różnicy temperatur i naporu wiatru przepływ powietrza odbywa się właśnie przez spoiny. Na rysunku
11 zaznaczona jest zależność strumienia objętości powietrza od szerokości spoiny i różnicy ciśnień
[3]. Z przepływem strumienia powietrza przez spoinę związany jest przepływ pary wodnej.
Montaż - stan techniki
Strona 10
Strumień objętościowy w m3/(m. h)
Różnica ciśnień 10Pa
Różnica ciśnień 5 Pa
Różnica ciśnień 3 Pa
Różnica ciśnień 1 Pa
Szerokość spoiny s w mm
Rys. 11 Strumień objętości powietrza w zależności od szerokości spoiny i różnicy ciśnień, wartości
oblicza się przy pomocy tab. 3.
Rysunek 12 ukazuje charakterystyczny strumień pary wodnej przenikający przez spoinę uzależniony
od współczynnika wymiany powietrza i szerokości szczeliny dla różnicy ciśnień równej 10 Pa. Jest on
wynikiem połączenia rysunków 10 i 11.
Charakt. strumień pary wodnej w g/mh
Wielkość charakterystycznego strumienia pary wodnej przenikającego przez spoinę ulega potrojeniu,
jeżeli współczynnik wymiany powietrza zostanie zredukowany z 1,2 h-1 do 0,2 h-1. W niskich
zakresach współczynnika wymiany powietrza zmiana strumienia pary wodnej jest w dużym stopniu
uzależniona od współczynnika. Oznacza to, że niewielkie zmiany współczynnika wymiany powietrza
wywierają duży wpływ na natężenie przenikania wody poprzez połączenie.
Szer. szczeliny 0,2 mm
Szer. szczeliny 0,5 mm
Szer. szczeliny 1 mm
Budynek szczelny
bez zmiany zachowań
użytkowników
Budynek
nieszczelny
Współczynnik wymiany powietrza w h-1
Rys. 12 Strumień pary wodnej przenikającej przez szczelinę (spoinę) zależny od współczynnika
wymiany powietrza i szerokości szczeliny dla różnicy ciśnień pomiędzy powietrzem wewnątrz i na
zewnątrz budynku równej 10 Pa.
Montaż - stan techniki
Strona 11
5 Skraplanie się wody w połączeniach
Transport pary wodnej poprzez spoinę wcale nie musi mieć negatywnego wpływu na system. Dopiero
wówczas, gdy po drodze zostanie przekroczona temperatura punktu rosy, następuje skraplanie się pary
wodnej, co może doprowadzić do uszkodzenia łączeń oraz samego okna. To, czy i w jakim miejscu
wytworzy się woda kondensacyjna zależy od różnych warunków zewnętrznych:
· temperatury zewnętrznej,
· temperatury i wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu,
· warunków osadzenia okna,
· położenie uszczelnień od strony wnętrza (o ile takie są).
Ekstremalnie różne obciążenia łączeń i spoin dla budynku „nieszczelnego” i dla budynku „szczelnego”
zostały porównane ze sobą na rysunku 13. Porównania dokonano w następujących warunkach
środowiska:
· warunki atmosferyczne na zewnątrz: -15oC, 80% wilgotności względnej,
· mikroklimat wnętrza: 20oC.
Dla budynku „nieszczelnego” przyjęto wartość współczynnika wymiany powietrza n = 0,8 h-1. Na
podstawie rysunku 10, powyższej wartości odpowiada wilgotność względna równa ok. 30 %.
Temperatura punktu rosy dla takich warunków klimatycznych wynosi 1,9oC [4].
Dla budynku „szczelnego” o zakładanej wielkości współczynnika wymiany powietrza n = 0,25 h-1
wilgotność względna wynosi 70 %, a związana z nią temperatura punktu rosy 14,4oC [4].
W porównaniu z budynkiem „nieszczelnym” w budynku „szczelnym” można stwierdzić o wiele
większe obciążenie wilgocią w spoinach. Oznacza to, że ilość skraplającej się tam wody jest
zdecydowanie większa. Przyczyn tego zjawiska należy upatrywać w następujących czynnikach:
· strumień pary wodnej przenikającej przez spoiny w budynkach „szczelnych” jest wyższy,
co zostało wykazane w rozdziale 4.
· ponieważ temperatura punktu rosy od strony wnętrza osiągana jest dopiero przy bardzo
wysokiej wilgotności względnej, zwiększa się powierzchnia ewentualnego skraplania się
pary wodnej.
W przykładach od 1 do 3 przedstawiono możliwe łączenia wraz z odpowiednimi przykładami. Można
dowolnie wybierać różne systemy uszczelnienia, ale należy przy tym pamiętać, że cały układ ścianaspoina-okno opiera się na zasadzie „strona wewnętrzna powinna być zawsze szczelniejsza niż
zewnętrzna”.
Montaż - stan techniki
budynek starej generacji
przed renowacją
Strona 12
warunki zewnętrzne:
-15oC
80 % wilgotności wzgl.
- przed remontem mikroklimat panujący
w budynku „nieszczelnym”
-1
(n = 0,8 h )
o
20 C
20 do 30 % wilgotności wzgl.
Detal 1
Wypadkowa izoterma punktu rosy:
przy temp. wnętrza 20oC i wilgotn.
wzgl. 30 % para wodna zaczyna się
o
skraplać dopiero w temp. 1,9 C.
nowa koncepcja budynku
o podwyższonym standardzie
mikroklimat panujący
w budynku po remoncie
po zwiększeniu szczelności
powłoki zewn. (n = 0,25 h-1).
20oC
50 do 80 % wilgotn. wzgl.
Detal 2
Wypadkowa izoterma punktu rosy:
przy temp. wnętrza 20oC i wilgotn.
wzgl. 70 % para wodna zaczyna się
skraplać już w temp. 14,4oC.
Dla porównania:
o
izoterma 10 C
Powstawanie
rosy, ponieważ
izoterma przebiega
poza bryłą
budynku
Rys. 13 Warunki klimatyczne i izoterma punktu rosy dla budynku „nieszczelnego” (n = 0,8 h-1):
warunki klimatyczne i temperatura punktu rosy dla budynku „szczelnego” (n = 0,25 h-1)
W celu poprawnego oszacowania, czy i w jakim miejscu osadzenie okna w budynku jest właściwe z
punktu widzenia wpływów środowiska, został opracowany odpowiedni model płaszczyznowy (rys.
14).
Montaż - stan techniki
Prezentacja symboliczna
Strona 13
Prezentacja schematyczna
łączenia okiennego
Przedstawione schematycznie
zabezpieczenie przed wpływami
atmosferycznymi jest porównywalne
z dachem i daje się przetransponować
na okno
(1) Granica między klimatem wewnętrznym i
zewnętrznym
(2) Obszar funkcjonowania (np. dźwięk, ciepło)
(3) Zabezpieczenie przed wpływami
atmosferycznymi
(1)
(2)
(3)
Rys. 14 Zakres płaszczyzn i funkcji jako model służący do oceny położenia okien w ścianie
zewnętrznej.
W powyższym modelu wymagania, które wynikają z obciążeń i które w odniesieniu do okien i miejsc
łączenia można przedstawić przy pomocy właściwości technicznych, zostały sprowadzone do dwóch
płaszczyzn funkcjonalnych i jednego obszaru funkcjonowania.
Owe płaszczyzny i leżący pomiędzy nimi obszar funkcjonowania muszą być wyraźnie wyodrębnione
w konstrukcji i spełniać następujące wymagania:
Płaszczyzna (1) - Granica pomiędzy klimatem wewnętrznym i zewnętrznym
Granica pomiędzy klimatem wewnętrznym i zewnętrznym musi być wyodrębniona wzdłuż całej powierzchni
ściany zewnętrznej i nie może być przerwana. Jej temperatura musi być wyższa od temperatury punktu rosy
pomieszczenia. Konstrukcja musi być szczelna od strony wnętrza.
Obszar (2) - Obszar funkcjonowania
W tym miejscu muszą być zapewnione przez odpowiedni czas takie właściwości, jak izolacja
cieplna i akustyczna.
Innymi słowy obszar funkcjonowania musi „pozostać suchy” i odizolowany od mikroklimatu wnętrza.
Płaszczyzna (3) - Zabezpieczenie przed wpływami atmosferycznymi
Płaszczyzna zabezpieczająca przed wpływami atmosferycznymi musi w dużej mierze
przeciwdziałać wnikaniu wody opadowej do wnętrza i w sposób kontrolowany odprowadzać na
zewnątrz tą jej ilość, która przedostała się do środka. Równocześnie musi umożliwiać ucieczkę
wilgoci z obszaru funkcjonowania na zewnątrz.
Wynikiem tego jest zestopniowany układ płaszczyzny zabezpieczającej przed wpływami
atmosferycznymi, który naśladuje wypróbowane elementy pokrycia dachu.
Montaż - stan techniki
Strona 14
6 Podsumowanie
Wraz z poprawą szczelności budynków, zastosowaniu nowych okien i ulepszonej powłoki
zewnętrznej, dochodzi często do zmniejszenia współczynnika wymiany powietrza w starszych,
wyremontowanych budynkach, o ile brak wentylacji poprzez spoiny i inne słabe miejsca w budynkach
nie zostanie odpowiednio wychwycony i skompensowany przez samego użytkownika. Rezultatem
tego jest wyższa wilgotność powietrza w budynku, a wraz z nią wyższa temperatura punktu rosy, która
zwiększa prawdopodobieństwo powstawania pleśni i rosy w obrębie mostków termicznych.
Dla istniejących spoin i słabych miejsc oznacza to wzmożony transport pary wodnej; ilość powstającej
wody kondensacyjnej znacznie wzrasta w porównaniu z budynkiem „nieszczelnym”. Wszystkie
łączenia w obrębie bryły budynku są poddane większym obciążeniom.
Konsekwencją nie może być jednak zmniejszenie szczelności budynku poprzez dowolnie rozumianą
wentylację, jak np. otwory nawiercone w oknach. Należy spróbować świadomie odprowadzić
nagromadzoną wilgoć.
Ponieważ, jak to wyżej rozwinięto, polepszenie szczelności budynku doprowadziło do większego
obciążenia połączeń okna ze ścianą, należy dziś bardziej niż kiedykolwiek zwrócić uwagę na
technologicznie prawidłowe, zgodne z poziomem obecnej techniki łączenie okna z murem.
Aby sprostać wymaganiom dotyczącym przydatności użytkowej okna łączenia powinno cechować:
· wyraźny rozdział między płaszczyznami funkcjonalnymi i obszarem funkcjonowania
· zabezpieczenie spoiny łączącej przed zewnętrznymi i wewnętrznymi obciążeniami.
Obowiązuje tu następująca zasada:
Aby uniknąć szkód wywołanych przez wilgoć w miejscach łączenia, system okno-spoina-ściana musi
być rozpatrywany jako całość. Musi być on również realizowany w stosunku do dyfuzji pary wodnej
zgodnie z zasadą „strona wewnętrzna powinna być zawsze szczelniejsza niż zewnętrzna”.
W przykładach 1 do 3 zostały przedstawione niektóre rodzaje połączeń. Zostały uwzględnione
zarówno różne systemy ścian zewnętrznych, jak również różne materiały używane do produkcji ram
okiennych. Powiększone rysunki zewnętrznej blokady przeciwdeszczowej i wewnętrznej granicy
między klimatem wewnętrznym i zewnętrznym wyjaśniają dokładnie zasadę ich działania. W
przykładzie 4 porównano różne Regelwerke, które pozwalają wyjaśnić temat kształtu progów.
Montaż - stan techniki
Przykład 1.1
Strona 15
Łączenie górne
Detal 1
Detal
Detal 2
Detal 1
Detal 3
Łączenie dolne
Detal 5
Detal 4
Detal 3
1 Mur
2 Izolacja
3 Uszczelnienie taśmą rozprężną
4 Rama okienna
Detal 4
Detal 5
5 Uszczelniacze i materiał wypełniający
6 Parapet zewnętrzny
7 Parapet wewnętrzny
8 Klocek nośny
Montaż - stan techniki
Przykład 1.2
Strona 16
Łączenie boczne
Detal 1
Detal 1
Detal 2
Detal 2
1 Uszczelnienie taśmą rozprężną
2 Rama okienna
3 Uszczelniacze i materiał wypełniający
4 Izolacja
Montaż - stan techniki
Strona 17
Przykład 2.1
Detal 1
Łączenie górne
Detal 1
Detal 2
Detal 2
Detal 3
Detal 3
Detal 4
Detal 4
Montaż - stan techniki
Strona 18
Przykład 2.2
Łączenie boczne
Detal 1
Detal 2
1 Profil podtynkowy
2 Uszczelniacze i materiał wypełniający
3 Tynk zewnętrzny
4 Rama okienna
5 Izolacja
Montaż - stan techniki
Strona 19
Przykład 3.1
Łączenie górne
Detal 1
Detal 2
Łączenie dolne
Detal 2
Detal 1
1 Ściana zewnętrzna
2 Tynk zewnętrzny
3 Skrzynia rolety
4 Roleta
5 Wieko skrzyni rolety
6 Uszczelnienie taśmą
rozprężną
7 Uszczelniacze i materiał
wypełniający
8 Parapet kamienny
9 Kanalik uszczelki
10 Nakładka mocująca
11 Klocek nośny
12 Rama okienna
13 Prowadnica
14 Tynk wewnętrzny
15 Parapet
16 Taśma
uszczelniająca
Montaż - stan techniki
Przykład 3.2
Strona 20
Łączenie boczne
Detal 1
Detal 1
Detal 2
Detal 2
1 Tynk zewnętrzny
2 Uszczelniacz i materiał wypełniający
3 Prowadnica
4 Izolacja
5 Blacha mocująca
Przykład 4
Kształt progów
Zalecenia dotyczące uszczelniania dolnych połączeń kierują się przede wszystkim właściwościami
ściany zewnętrznej i wymagają stosowania środków zapobiegających wnikaniu wody w celu
uniknięcia ewentualnych szkód ściany zewnętrznej. Wysokość uszczelnienia 150 mm ponad warstwę
odprowadzającą wodę uważana jest za wystarczającą. Równocześnie zwraca się uwagę na wyjątek,
jakim jest osadzenie okien i drzwi balkonowych.
Przy osadzaniu okien i drzwi okiennych należy stosować następujące kryteria:
1. Zabezpieczenie ściany zewnętrznej łączącej się w płaszczyźnie bocznej z oknami i drzwiami
balkonowymi, przy czym łączenia ze ścianą decydują o wysokości uszczelnienia.
2. Zabezpieczenie ściany zewnętrznej graniczącej od dołu z oknami i drzwiami balkonowymi, przy
czym uszczelki muszą zachować szczelność przez bardzo długi czas.
3. Spodziewane obciążenie łączeń okien i drzwi balkonowych, spowodowane wodą opadową lub
roztopową.
4. Zalecana wysokość progu w zależności od przeznaczenia wnętrza, szczególnie gdy ma być ono
wykorzystywane przez niepełnosprawnych.
Wynika z tego, że zbyt niska wysokość uszczelki w stosunku do zaleceń, jest czasami dopuszczalna, a
nawet zalecana, przy czym w danym wypadku wymagane jest stosowanie dodatkowych środków,
mających na celu zapobieżenie powstawaniu zniszczeń wywołanych przez wilgoć (tabela 4).
Równocześnie staje się jasne, że przestrzeganie zalecanej wysokości uszczelnienia nie daje
wystarczającej gwarancji szczelnego połączenia.
Do zabezpieczania ściany zewnętrznej przed wodą w obrębie drzwi balkonowych stosowane są
różnorodne rozwiązania (tabela 4). Doświadczenie wykazuje, że profesjonalne uszczelnienie od strony
zewnętrznej gwarantuje dostateczną ochronę ściany zewnętrznej bez względu na wykonanie.
Montaż - stan techniki
Wysokość progów należy ustalić z inwestorem przed ich wykonaniem.
Strona 21
Tabela 4 Wymagania dotyczące uszczelnienia dolnego łączenia w świetle obowiązujących zaleceń
Możliwości wykonania
Wymagania dotyczące dolnego łączenia w świetle
łączenia dolnego
odnośnych zaleceń
DIN 18 195-9 uszczelnienie budowli;
przecieki, mostki, zamknięcia
4.2 Zabezpieczanie przed wodą
150 mm
płaszczyzna
odprowadzająca
wodę
uszczelka
odwodnienie 50 mm
uszczelka
20 ewent. 25 mm
odwodnienie
Zamknięcia ruchomych elementów budowlanych
należy zabezpieczyć w ten sposób, aby brzeg
uszczelki umieszczony był we wpuście, lub aby był
zaopatrzony w szynę zaciskową, albo był
konstrukcyjnie odkryty.
Z reguły uszczelkę umieszcza się co najmniej 150 mm
ponad powierzchnią leżącej nad uszczelką okładziny
(warstwa odprowadzająca wodę).
Zalecenia dotyczące planowania i wykonania dachów
- Zalecenia odnośnie dachów płaskich - 10.3 (4)
W wyjątkowych wypadkach możliwe jest
zmniejszenie wysokości łączenia, jeżeli warunki
lokalne umożliwiają w każdej chwili swobodny
odpływ wody w obrębie drzwi. Taki przypadek ma
miejsce, jeżeli w bezpośrednim sąsiedztwie drzwi
znajdują się rynienki ściekowe lub inna możliwość
odwodnienia. W takich przypadkach wysokość
łączenia powinna wynosić jednak co najmniej 50 mm
(od górnej krawędzi uszczelki lub od blachy łączącej
z prowadnicą) nad powierzchnię okładziny.
DIN 18 024-2 Ułatwienia budowlane dla ludzi
niepełnosprawnych i starszych w obiektach
użyteczności publicznej; podstawy planowania,
obiekty użyteczności publicznej
Zasada obowiązująca w przypadku wejść do
budynków: progi i różnice poziomów nie mogą
przekraczać 25 mm
DIN 18 025-1 Mieszkania bez barier;
Mieszkania dla niepełnosprawnych na wózkach
inwalidzkich; Podstawy planowania
... Należy zasadniczo unikać stosowania przylg
drzwiowych i progów. Jeżeli ich istnienie jest
technicznie uzasadnione, nie mogą przekraczać
wysokości 20 mm.
Montaż - stan techniki
np. drzwi balkonowe
150 mm
niezbędne dodatkowe
systemy odprowadzania
wody
uszczelka
Strona 22
Z w/w powodów zbyt niska wysokość uszczelnienia
jest czasami dopuszczalna, a nawet zalecana, przy
czym w danym wypadku wymagane jest stosowanie
dodatkowych środków, mających na celu
zapobieżenie powstawaniu zniszczeń wywołanych
przez wilgoć.
Zachowanie zalecanej wysokości uszczelnienia nie
wystarczy do zachowania szczelności łączenia.
Literatura
[1] Freie Lüftung von Wohnungen.
Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, Bonn
[2] Dahler, R.:
Feuchtigkeitsabfuhr aus Wohnungen durch natürliche Lüftung.
Fenster und Fassade 11 (1984) Zeszyt 1, Str. 7 do 14
[3] Hauser, G.; Maas, A.:
Auswirkungen von Fugen und Fehlstellen in Dampfsperren und Wärmedämmschichten.
Deutsch Bauzeitschrift 24 (1992) Zeszyt 1, Str. 97 do 100
[4] DIN 4108-5 Wärmeschutz im Hochbau; Berechnungsverfahren
[5] IVD Merkblatt Nr. 9
Bezugsquelle: HS Public Relations Verlag und Werbung GmbH, Postfach 33 01 48, 40434 Düsseldorf
IVD Instrukcja nr 9
______________________________________________________________________________