SANCO Technische information Kondensat 12 S Nl_Sandra.indd

ISOLEREN & VORMGEVEN MET GLAS SANCO
®
Toepassingstechnische
informatie
Condensvorming op isolatieglas
Condensvorming op isolatieglas is een natuurkundig verschijnsel dat vaak reden is voor ergernis bij alle betrokkenen. De vraag die daarbij
eerst moet worden opgehelderd luidt: op welke
plaats treedt het zogenaamde‚zweetwater‘ op?
www.sa n co. de
2
Waar komt condens vandaan?
Brildragers die vanuit de kou in een verwarmde ruimte komen, kennen het
probleem van het beslaan van glas maar al te goed: Als een koud oppervlak in
warme, met vocht gevulde lucht wordt gebracht, vormt zich daarop condens – of
het nu om die bril gaat of om een bierflesje uit de koelkast, de natuurkundige
wetmatigheid werkt altijd.
Lucht neemt vocht op. Hoe warmer de lucht, hoe meer water deze in de vorm
van waterdamp kan binden en – omgekeerd – hoe koeler, des te kleiner is de
hoeveelheid water die kan worden opgenomen. Het vochtgehalte van de lucht
wordt aangegeven als relatieve luchtvochtigheid in procenten, de maximale
opnamecapaciteit is 100 %.
Als warme lucht met een onveranderd vochtigheidsgehalte – bijv. door het
contact met het koude bierflesje – wordt afgekoeld, neemt de relatieve luchtvochtigheid ervan toe. Met 100 % is het maximum en daarmee het zogenaamde
dauwpunt bereikt: het in de lucht opgeloste water begint als dauwdruppeltjes te
condenseren. De temperatuur waarbij dat gebeurt, wordt de dauwpunttemperatuur genoemd. Deze theoretische temperatuurwaarde hangt af van het oorspronkelijke vochtigheidsgehalte en de uitgangstemperatuur van de lucht. Hoe kouder
het oppervlak of hoe hoger de luchtvochtigheid, des te groter is het effect of de
hoeveelheid condens.
buitenlucht
ruimtelucht
a)
d)
c)
b)
1
2
3
4
Condens kan optreden
a) op het oppervlak van de binnenste ruit in de ruimte 4
b) op de glasrand van de binnenste ruit 4
c) op de buitenkant van de buitenste ruit 1
d) in de glasspouw 2 3
3
Dauwpuntdiagram
Watergehalte van de lucht in g/m³
35,0
Boven de dauwpuntscurve
is water vloeibaar
30,0
100 % = dauwpuntscurve
90 % rel. LV
25,0
80 % rel. LV
70 % rel. LV
20,0
LV
60 % rel. LF
17,5 g/m³
50 % rel. LV
15,0
40 % rel. LV
10,5 g/m³
10,0
30 % rel. LV
7 g/m³
20 % rel. LV
5,0
Onder de
dauwpuntscurve
waterdamp
0,0
-20
-15
-10
-5
0
5
6 °C
10
12 °C
15
20
25
30
Luchttemperatuur i n ° C
Afkoeling van 30°C
warme lucht met
50% rel. LV doet het
vochtgehalte snel
toenemen
Afbeelding: Diagram met curven van een gelijke relatieve luchtvochtigheid afhankelijk van de temperatuur. De curve met een relatieve luchtvochtigheid van
100 % wordt dauwpuntscurve genoemd. Deze geeft de maximale waarde van
vochtigheid aan die de lucht bij een bepaalde temperatuur tot aan de verzadiging kan opnemen.
Uit het diagram kan worden afgelezen hoeveel gram water bij een
bepaalde relatieve vochtigheid en
temperatuur in een kubieke meter
lucht is opgenomen.
Voorbeeld: 1 m³ lucht met 20 °C
en 40 % rel. vochtigheid bevat 7 g
waterdamp. Bij 60 % rel. vochtigheid
is het al 10,5 g.
Bij verzadiging of 100 % kan een
kubieke meter lucht met een temperatuur van 20 °C maximaal 17,5 g
waterdamp opnemen. Dezelfde hoeveelheid lucht kan bij 0 °C echter
nog slechts 4,8 g water bevatten.
Als een met waterdamp verzadigde
kubieke meter lucht van 20 °C afkoelt tot 0 °C, condenseert daarom het
verschil van 12,7 g, er vormen zich
dauwdruppels.
4
Uit de curves kan ook worden afgelezen hoe koud een grensvlak mag
zijn opdat de lucht met een bepaalde
vochtigheid en temperatuur hierop
nog net niet condenseert. Daarvoor
wordt de temperatuur afgelezen
onder het punt waarbij in de richting
van de dalende temperatuur de dauwpuntscurve wordt gesneden. Nog
eenvoudiger kan deze dauwpunttemperatuur uit de volgende tabel
worden afgelezen. Bij 20 °C warme
lucht met 40 % rel. vochtigheid is
het dauwpunt bij 6 °C bereikt. Bij
een relatieve vochtigheid van 60 %
begint deze lucht al bij 12 °C te condenseren. Dat betekent ook: bij zeer
vochtige lucht ligt de dauwpunttemperatuur dichtbij de luchttemperatuur (kleine dauwpuntsafstand) – de
spiegel in de badkamer hoeft na het
douchen slechts minimaal koeler te
zijn dan de lucht om al te beslaan.
Omgekeerd moet het bij droge lucht
al heel koud worden voordat er condens vrijkomt (grote dauwpuntsafstand).
Bij de standaardatmosfeer-condities van een temperatuur van 20 °C
en een relatieve luchtvochtigheid
in de ruimte van 50 % bedraagt
de dauwpunttemperatuur 9,3 °C.
Als de oppervlakken warmer zijn,
is er geen condens te verwachten.
Schimmelvorming begint echter niet
pas bij het vrijkomen van condens,
maar al bij een relatieve luchtvochtigheid van 80 %. Die wordt in de standaardatmosfeer al bij een oppervlaktetemperatuur van 12,5 °C bereikt.
Dauwpunttemperatuur afhankelijk van luchttemperatuur en relatieve luchtvochtigheid
Luchttemperatuur in °C
Dauwpunttemperatuur in °C
bij een relatieve luchtvochtigheid van
30 %
35 %
40 %
45 %
50 %
55 %
60 %
65 %
70 %
75 %
80 %
85 %
90 %
95 %
30
10,5
12,9
14,9
16,8
18,4
20,0
21,4
22,7
23,9
25,1
26,2
27,2
28,2
29,1
29
9,7
12,0
14,0
15,9
17,5
19,0
20,4
21,7
23,0
24,1
25,2
26,2
27,2
28,1
28
8,8
11,1
13,1
15,0
16,6
18,1
19,5
20,8
22,0
23,2
24,2
25,2
26,2
27,1
27
8,0
10,2
12,2
14,1
15,7
17,2
18,6
19,9
21,1
22,2
23,3
24,3
25,2
26,1
26
7,1
9,4
11,4
13,2
14,8
16,3
17,6
18,9
20,1
21,2
22,3
23,3
24,2
25,1
25
6,2
8,5
10,5
12,2
13,9
15,3
16,7
18,0
19,1
20,3
21,3
22,3
23,2
24,1
24
5,4
7,6
9,6
11,3
12,9
14,4
15,8
17,0
18,2
19,3
20,3
21,3
22,3
23,1
23
4,5
6,7
8,7
10,4
12,0
13,5
14,8
16,1
17,2
18,3
19,4
20,3
21,3
22,2
22
3,6
5,9
7,8
9,5
11,1
12,5
13,9
15,1
16,3
17,4
18,4
19,4
20,3
21,2
21
2,8
5,0
6,9
8,6
10,2
11,6
12,9
14,2
15,3
16,4
17,4
18,4
19,3
20,2
20
1,9
4,1
6,0
7,7
9,3
10,7
12,0
13,2
14,4
15,4
16,4
17,4
18,3
19,2
19
1,0
3,2
5,1
6,8
8,3
9,8
11,1
12,3
13,4
14,5
15,5
16,4
17,3
18,2
18
0,2
2,3
4,2
5,9
7,4
8,8
10,1
11,3
12,5
13,5
14,5
15,4
16,3
17,2
17
- 0,6
1,4
3,3
5,0
6,5
7,9
9,2
10,4
11,5
12,5
13,5
14,5
15,3
16,2
16
- 1,4
0,5
2,4
4,1
5,6
7,0
8,2
9,4
10,5
11,6
12,6
13,5
14,4
15,2
15
- 2,2
- 0,3
1,5
3,2
4,7
6,1
7,3
8,5
9,6
10,6
11,6
12,5
13,4
14,2
14
- 2,9
- 1,0
0,6
2,3
3,7
5,1
6,4
7,5
8,6
9,6
10,6
11,5
12,4
13,2
13
- 3,7
- 1,9
- 0,1
1,3
2,8
4,2
5,5
6,6
7,7
8,7
9,6
10,5
11,4
12,2
12
- 4,5
- 2,6
-1,0
0,4
1,9
3,2
4,5
5,7
6,7
7,7
8,7
9,6
10,4
11,2
11
- 5,2
- 3,4
- 1,8
- 0,4
1,0
2,3
3,5
4,7
5,8
6,7
7,7
8,6
9,4
10,2
10
- 6,0
- 4,2
- 2,6
- 1,2
0,1
1,4
2,6
3,7
4,8
5,8
6,7
7,6
8,4
9,2
25 °C warme lucht met hoge
vochtigheid: het dauwpunt ligt
dicht bij de luchttemperatuur
(badkamerspiegel)
Bij standaardatmosfeer
20 °C / 50 % rel. LV ligt de
dauwpunttemperatuur op
9,3 °C
Benaderingsgewijs mag er lineair geïnterpoleerd worden
Bron: DIN 4108-3, Thermische isolatie en energiebesparing in gebouwen, deel 3
!
Samengevat:
daalt de luchttemperatuur onder het dauwpunt, dan treedt er condensvorming
op. Hoe vochtiger de lucht, des te eerder het effect optreedt.
5
Condens op het oppervlak van de binnenste
ruit in de ruimte
Menigeen kent uit zijn kinderjaren
nog de mooie ijsbloemen die zich in
strenge winters aan de binnenkant
van een raam met enkel glas vormden. Door de slechte thermische
isolatie was de enkelglas-ruit aan de
binnenkant bijna net zo koud als aan
de buitenkant, en het op het glasoppervlak gecondenseerde water veranderde in ijs.
Bij modern thermisch geïsoleerd
dubbel glas komt condensvorming
op het oppervlak van de ruit nog
maar zelden voor. De oppervlaktetemperaturen in de ruimte van goed
isolerend dubbel of driedubbel isolatieglas liggen in de regel ver boven
het dauwpunt. Hoe beter (kleiner)
de Ug-waarde van een beglazing is,
d.w.z. hoe beter de isolatie, des te
dichter blijft de oppervlaktetemperatuur van de ruit binnen bij de temperatuur van de lucht binnen. Om
bij zo‘n beglazing desondanks de
dauwpunttemperatuur te bereiken,
moet er al sprake zijn van behoorlijk
extreme omstandigheden: een zeer
koude buitentemperatuur of een
zeer hoge luchtvochtigheid binnen of
zelfs beide – zoals in de badkamer
onmiddellijk een na een hete douche
midden in de winter.
Regelmatig schoksgewijs ventileren,
waarbij de warme, vochtige lucht
zonder helemaal afkoelen van de
6
ruimte snel en compleet wordt vervangen door koude lucht, is daarom
in een gebouw zonder ventilatiesysteem absoluut noodzakelijk. (De koude lucht kan weliswaar gerelateerd
aan de temperatuur ervan eerst een
hoge relatieve luchtvochtigheid hebben, bijvoorbeeld bij vochtig en koud
weer. Binnen wordt deze echter opgewarmd en de relatieve luchtvochtigheid ervan daalt door de temperatuurverhoging even snel. Ten opzichte
van de eerder voorhanden warme en
–vochtige lucht is het risico van condensvorming nu veel geringer.)
Andere mogelijke oorzaken als gevolg van ongunstige bouwtechnische
omstandigheden worden in het volgende hoofdstuk beschreven. Bij modern isolatieglas is er eerder langs
de randen dan in het midden van
de ruit gevaar voor condensvorming.
Dat heeft te maken met de invloed
van warmtebruggen.
Condens op de glasrand
van de binnenste ruit
Aan het begin van het koude jaargetijde is een van de meest voorkomende
redenen voor een reclamatie over
ramen ‚zweetwater‘ langs de glasranden van een raam, bij voorkeur bij de
onderste rand.
Door het registreren van het binnenklimaat dient eerst te worden vastgesteld of bij een kamertemperatuur van
circa 20 °C een relatieve luchtvochtigheid van 50 % gedurende langere
tijd duidelijk wordt overschreden. Is
dat het geval, dan is de oorzaak met
een hoge mate van waarschijnlijkheid
te zoeken in het gedrag van de gebruiker ofwel een gebrekkige ventilatie.
Vaak helpt al het in acht nemen van
enkele eenvoudige basisregels: Regelmatig schoksgewijs ventileren, het
voorkomen van een overmatige vochtontwikkeling (door was te drogen in
de woning of dergelijke), vocht zoveel
mogelijk meteen daar afvoeren waar
het ontstaat (afzuiging in de keuken)
en vooral deuren naar minder verwarmde ruimten gesloten houden zodat de warme en vochtige lucht daar
niet op de koude-oppervlakken neerslaat. Ook de koelere ruimten moeten
regelmatig mee worden geventileerd
zodat het vochtgehalte van de lucht
ervan niet te hoog wordt, anders
dreigt in het ergste geval de vorming
van schimmel. Bovendien zorgt regelmatig ventileren voor voldoende zuur
stoftoevoer en afvoer van schadelijke
stoffen en reukstoffen.
Bij niet gerenoveerde oude gebouwen
is een toereikende luchtverversing
door de vele ondichte plaatsen bij
voegen en spleten geen probleem,
maar nieuwe gebouwen of met moderne ramen gerenoveerde oude
gebouwen zijn praktisch luchtdicht.
Hierbij kan frisse lucht alleen door
het actief openen van ramen dan
wel via een ventilatiesysteem naar
binnen komen.
Ongunstige bouwtechnische omstandigheden zoals diepe kozijnkanten
met ver naar buiten zittende ramen,
naar binnen uitstekende vensterbanken, commodes of inbouwmeubelen
direct voor ramen of een slechte
plaatsing van radiatoren belemmeren de luchtcirculatie. Dat leidt
tot de afkoeling van een stilstaand
luchtkussen. Ook dat kan de oorzaak van condensverschijnselen zijn.
Hetzelfde geldt voor ramen die met
bloempotten zijn gebarricadeerd of
zijn dichtgehangen met gordijnen en
jaloezieën.
7
Een aanzienlijke daling van de oppervlaktetemperatuur kan echter
ook liggen aan warmtebruggen.
Een dergelijke constructieve warmtebrug vormt de randafdichting van
isolatieglas. De randafdichting, die
twee of drie glasplaten met elkaar
verbindt en hermetisch afsluit, kan
niet zo goed isoleren als de met
edelgas gevulde spouw van een thermisch isolerend isolatieglas. In deze
randafdichting zijn bovendien vaak
nog traditionele afstandhouders van
sterk warmtegeleidend aluminium
gemonteerd. Deze voeren de verwarmingswarmte snel naar buiten af.
Daardoor koelt de ruit langs de randen aan de binnenkant veel sterker
af dan in het midden en de condensvorming begint eerst op deze plaats.
Het is raadzaam om meteen vanaf
het begin een beter isolerend randafdichtingssysteem met ‚warme kant‘
te plaatsen. Dat zorgt voor minder
afkoeling langs de rand en vermindert het gevaar voor condensvorming
aanzienlijk.
Volgens DIN 4108-2 moeten warmtebruggen met extreem lage binnenoppervlakte-temperaturen in gebouwen
worden vermeden, omdat ze leiden
tot het neerslaan van condens en tot
schimmelvorming alsmede verhoogde warmteverliezen. Bij ramen en bij
stijl-regel-constructies is de vorming
van condens echter tijdelijk en in kleine hoeveelheden toegestaan indien
het oppervlak het vocht niet absor-
beert en er afdoende maatregelen
zijn genomen om het contact met
aangrenzende gevoelige materialen
te voorkomen.
Tenzij er sprake is van andere ongunstige bouwtechnische omstandigheden of een verkeerd gedrag van de
gebruiker, is de vorming van condens
langs de randen van driedubbel isolatieglas met ‚warme kant‘ zeer onwaarschijnlijk.
SANCO® ACS
randprofiel
8
Condens op de buitenkant van de
buitenste ruit
Wie in de winter moderne, goed
isolerende ramen opent om te ventileren, kan bij nauwkeurige waarneming een tijdelijke aanslag aan de
buitenkant constateren – de warme,
vochtige binnenlucht strijkt langs de
koude, want goed geïsoleerde buitenste ruit. Op grond van dezelfde
natuurkundige wetmatigheid – afkoeling onder de dauwpunttemperatuur –
slaat het vocht uit de ruimtelucht als
condens op de buitenste ruit neer.
Bij een slecht geïsoleerd isolatieglas
gaat er voortdurend warmte naar buiten toe verloren. Daardoor wordt de
binnenste ruit duidelijk kouder dan
de ruimtelucht en de buitenste ruit
wordt noodzakelijkerwijs verwarmd.
Net als beschreven in het hoofdstuk
‚condens op het oppervlak van de
binnenste ruit in de ruimte‘ liggen
de oppervlakken van goed geïsoleerd dubbel of driedubbel glas in de
ruimte dicht bij de temperatuur van
de ruimtelucht. Dat evenwel met
als gevolg dat de buitenste ruit ook
nagenoeg de temperatuur van de
buitenlucht heeft. Dat is een voor
energiebesparing immers ook juist
gewenste kwaliteitseigenschap van
modern isolatieglas.
Als door warmte-afstraling bij een
heldere nachthemel de buitenste ruit
afkoelt tot onder de temperatuur van
de buitenlucht, gebeurt hetzelfde als
bij een buiten geparkeerde auto.
Auto .
Daalt de temperatuur tot onder de
dauwpunttemperatuur van de buitenlucht, dan komt er condens vrij.
Een vochtige omgeving, bijv. in de
buurt van open water, versterkt het
probleem. In extreme gevallen kan
de condens op de buitenkant van
het raam zelfs aanvriezen. Schuin
gemonteerde ramen in het dakoppervlak hebben meer last van dit
effect – te vergelijken met de vooren achterruit van auto‘s. Het effect
kan alleen worden verminderd door
het afstralen van de ruiten bij nachtelijke hemel te voorkomen – door het
afschermen aan de buitenkant met
rolluiken of door een buitencoating
ter vermindering van de afstralingscapaciteit. De thermische isolatie
van de ruit weer verslechteren kan
geen zinvolle oplossing zijn! Condens
op de buitenste ruit is het bewijs van
de kwaliteit van de goede thermische
isolatie van het isolatieglas.
SANCO® SILVERSTAR®
FREE VISION T
■
■
■
De aanslag aan de buitenkant
wordt nagenoeg 100 % voorkomen
Optimaal geschikt voor isolatieglas met een lage Ug -waarde
Milieuvriendelijk in een hoogvacuüm-magnetronprocedé gefabriceerd anti-wasemglas
9
In heldere winternachten wordt het vaak zeer koud. Aan de hand van het voorbeeld van een buiten geparkeerde auto kan dat met behulp van de fysica worden verklaard. Elk lichaam geeft warmtestraling af
indien datgene wat het ‚ziet‘ nog kouder is dan het lichaam zelf. Voor- en achterruit van de auto zijn vaak
eerder en dikker bevroren dan de rest. Waarom? Deze ruiten zijn gericht naar de koude nachthemel en
‚zien‘ een bijzonder lage temperatuur, -270 °C, dicht bij het absolute nulpunt. Dat betekent dat ze sterker
afstralen dan de zijruiten van de auto die mogelijkerwijs gericht zijn naar de warmere muur van een huis.
Door de afstraling koelen de ruiten af tot onder de dauwpunttemperatuur van de omgevingslucht, er
vormt zich condens dat aanvriest. Om dezelfde reden is het in de woestijn overdag weliswaar heel heet,
door de bijzonder heldere hemel kan het ‚s nachts echter door de afstraling naar het ijzige universum
vaak gevoelig koud worden.
Condens in de
glasspouw
Treedt er condens op in de glasspouw,
dan is het isolatieglas beschadigd en
moet worden vervangen. Pogingen
tot reparatie moeten worden afgeraden. Gebeurt dat al binnen één tot
twee jaar na de montage van een
nieuwe ruit, dan is er hetzij sprake
van een fabricagefout dan wel is de
randafdichting door het niet in acht
nemen van de beglazingsrichtlijnen
gaan lekken. Droogmiddel, waarmee
bij de fabricage van isolatieglas de afstandhouder wordt gevuld, droogt de
glasspouw zeer sterk, de dauwpunttemperatuur moet onder de -60 °C
liggen. Dringt er door de beschadigde randafdichting waterdamp naar
binnen, neemt de luchtvochtigheid
en daarmee ook de dauwpunttemperatuur toe. Komt de temperatuur van
de binnenkant van het glas hieronder, dan vormt zich daar condens.
10
!
!
Conclusie
Binnen of buiten, condens op isolatieglas kan voorkomen – dat is een natuurkundige wetmatigheid. Welke oorzaak het heeft en of het kan worden vermeden, moet door nauwkeurige beoordeling van geval tot geval worden uitgezocht.
11
T A W ER B EAG E NT U R 0 1 /2 0 1 2