Rosí se nám okna. Proč tomu tak je a jak to řešit?
Rosení oken se týká jak rosení okenních výplní, tak křídla nebo rámu. U oken se slabší tepelnou izolací (dvojskla) se objevuje především na vnitřní straně okna a trápí nás především v zimě a v přechodných obdobích. Špičková okna s trojskly se pak rosí hlavně zvenku, zejména po noci a rozbřesku, a více či méně celoročně.
Z pohledu tepelné izolace bývá často nejslabším článkem celého okna nikoliv zasklení, ale rám a křídlo. Platí to zvlášť pro moderní okna s izolačními dvojskly a zejména trojskly.
Na vnitřní teplé straně se dnešní nejkvalitnější okna s trosklem rosí jen výjimečně, a sice při vysoké vnitřní vlhkosti a během tuhých mrazů. Častěji se přitom rosí rám a křídlo okna (plus místa v okolí kontaktu zasklení a křídla).
TIP: Fyzikální podstatě rosení oken se hlouběji věnujeme v článku Rosení oken. Proč vzniká a jak mu předcházet.
Jinak je tomu na venkovní straně tohoto okna (s trojsklem). Zde dochází k rosení poměrně často a přitom se více rosí zasklení (nebo pouze zasklení), které je na venkovní straně díky vyšší izolaci chladnější, než okenní rám a křídlo.
Sedm základních vět o rosení oken
- Rosením okna rozumíme tvorbu neprůhledné rosy nebo jinovatky na skle okna nebo na jeho rámech.
- K rosení okna může dojít jen tehdy, když je povrchová teplota okna, tzn. jeho zasklení, okenního křídla nebo rámu nižší, než teplota sousedícího vzduchu.
- Okna se mohou rosit na vnitřní i venkovní straně. Čím lépe okno tepelně izoluje, tím řidčeji se rosí na vnitřní straně, ale častěji na venkovní. Špičková okna by se na vnitřní straně (při správném užívání domu nebo bytu) neměla vůbec rosit.
- Rosení okna nutně nastane na těch jeho plochách, jejichž povrchová teplota je nižší, než je teplota rosného bodu sousedícího vzduchu. Při velmi kvalitním zasklení začíná rosení u rámu nebo křídla okna.
- Ke snížení vnitřní povrchové teploty okna dochází na jaře, na podzim a zejména v zimě v důsledku nízké tepelné izolace zasklení, rámu nebo křídla okna.
- Naopak ke snížení venkovní povrchové teploty (pod úroveň teploty venkovního vzduchu) dochází kvůli vysoké tepelné izolaci okna a velmi chladnému sálání oblohy, jehož teplota je nižší, než teplota vzduchu. Venkovní povrch okna se v takovém případě ochladí pod úroveň teploty vzduchu, často až tak, že dojde k jeho zarosení.
- Venkovní rosení oken bývá podpořeno tím, že relativní vlhkost vzduchu brzy ráno a po rozbřesku či za deště je velmi vysoká a blíží se plné nasycenosti (100 % relativní vlhkosti).
Rosný bod neboli teplota rosného bodu
Z moří, řek, nádrží, nádob atp. se obvykle vypařuje do vzduchu voda. Moudrá příroda ale nedovolí, aby se voda vypařovala donekonečna, ale jen potud, pokud obsah vodní páry nedosáhne určité koncentrace, kterou již nelze při dané teplotě vzduchu zvyšovat. Každý další přírůstek vodní páry vede k jejímu zpětnému vysrážení ve formě mlhy, rosy, jinovatky, deště apod.
- Příklad 1: Při teplotě 20 °C nelze do 1 kubíku (m3) vzduchu, resp. prostoru vpravit více, než 17,26 g vodní páry na 1 m3, viz tab. 1. Vzduch, který obsahuje toto množství vodní páry, může mít i jakoukoliv vyšší teplotu, ale vždy o něm řekneme, že jeho rosný bod nebo teplota rosného bodu je 20 °C.
- Příklad 2: Když uslyšíme, že je teplota vzduchu na úrovni rosného bodu, znamená to, že je vzduch nasycen vodní párou. Tento stav je dynamický: část vodní páry se neustále sráží do kapének nebo sněhových vloček a stejné množství vody či sněhu naopak odpařuje. Relativní vlhkost je 100 %. Příkladem je vzduch za deště.
- Příklad 3: řekneme, že relativní vlhkost vzduchu o teplotě 20 °C je 60 %, jestliže tento vzduch obsahuje 60 % vodní páry z množství 0,01726 g/l, tzn. 0,010356 g/l (viz tab. 1). Rosný bod tohoto vzduchu je tedy mezi 10 °C a 20 °C. Přesný výpočet (např. podle Magnusova vzorce [1]) dává teplotu 11,5 °C.
Rosný bod [°C] | 50 | 40 | 30 | 20 | 10 | 0 | –10 | –20 | –30 | –40 |
Část. tlak syté vodní páry [Pa] | 15091 | 8554 | 4238 | 2337 | 1228 | 611 | 260 | 103 | 43 | 15,79 |
Obsah syté vodní páry [g/m3] | 101,10 | 59,14 | 30,26 | 17,26 | 9,39 | 4,84 | 2,14 | 0,88 | 0,39 | 0,15 |
Rosení okna na vnitřní straně
Slovně: Běžná okna před nějakými 20 či 30 lety samozřejmě také chránila před úniky tepla, ale většinou z poloviční až třetinovou účinností oproti dnešku. Když se venku ochladilo nebo dokonce udeřily mrazy, klesla teplota na vnitřní straně okenního zasklení i rámů tak nízko, že se okna a rámy orosily, někdy i vydatně.
Rosily se proto, že se teplý vnitřní vzduch v těsné blízkosti chladného povrchu okna ochladil a v důsledku toho se „zbavil” vlhkosti, kterou jako chladný již nedokázal pojmout. Z tab. 1 je dobře vidět, že s klesající teplotou rychle, tj. exponenciálně klesá schopnost vzduchu nést či jímat vodní páru. Vlhkost vysrážená z chladného vzduchu vytvoří rosu nebo jinovatku.
Srážení a kondenzace se ještě zintenzivní, když v noci vypneme vytápění a tím ochladíme vzduch v celé místnosti. O to víc ale klesne teplota na vnitřním povrchu oken a zvýší se jejich zarosení.
Výpočtem: Představme si místnost vytopenou na tI = 20 °C a staré okno, jehož zasklení má součinitel prostupu tepla U = 2,0 W/(m2K). Z této hodnoty lze přibližně odvodit povrchovou teplotu zasklení na vnitřní straně, která (při venkovní teplotě tE = –5 °C) je rovna tPI = 13,58 °C. Tuto teplotu přibližně spočítáme ze vzorce, který plyne z definice součinitele prostupu tepla U:
Zajímá nás, jakou relativní vlhkost musí potom mít vnitřní vzduch o teplotě 20 °C, aby se zasklení okna začalo rosit. Výpočet podle Magnusova vzorce říká, že od relativní vlhkosti vzduchu 70,2 % výše, tedy vysokou.
Rosení okna na venkovní straně
Mnoho lidí považuje rosení na venkovní straně okna za vadu a vyjadřuje podiv, jak se kvalitní okno s tak vysokou tepelnou izolací může vůbec rosit, notabene zvenku, odkud často nelze rosu jednoduše setřít.
V ČR se těší vysoké oblibě „mercedesní” příměry a jeden může být např. tento: Když na okně Vašeho mercedesu, zaparkovaného před domem, naleznete rosu nebo jinovatku, také ihned nevoláte do servisu, ani nepíšete reklamaci. Proč by to to tedy mělo vadit u oroseného domovního okna? Toto okno izoluje teplo mnohem lépe než u mercedesu, a proto ho také vlastníte! Izoluje tak, že na venkovní straně je stále chladné, i když doma vytápíte na 25 °C a více. Vytápíte byt, netopíte pánu bohu do oken.
Tepelné sálání
Hloubavý čtenář možná teď váhavě kroutí hlavou, neboť jedna věc nebyla vysvětlena. Jak je možné, že se na mercedesu nebo domovním okně udělá někdy jinovatka, přestože měříme teplotu pár stupňů nad nulou, nebo v létě rosa, přestože vlhkost vzduchu byla 80 až 90 %, ale nikoliv 100 %. Oba případy mohou nastat jen když teplota ojíněného nebo oroseného povrchu významně klesne pod teplotu vzduchu.
České stavebnictví na to nemá odpověď, protože zná a do vzorečků dosazuje jen teplotu vzduchu. S tou ale nelze ani spočítat, ani vysvětlit venkovní rosení oken.
Vysvětlení spočívá v tom, že kromě vzduchu a jeho teploty existuje v prostoru také tepelné záření, které má také svou teplotu. Obě energetické podstaty jsou velmi významné, někdy se více projevuje tepelné záření, jindy teplota vzduchu. Obecně platí, že čím rozlehlejší prostor, tím významnější je tepelné záření.
Proč se dobrá okna rosí zvenku
Správnou odpověď lze zformulovat jen tehdy, započítáme-li do energetických úvah tepelné záření: Venkovní povrch okenního zasklení nebo rámu sálá při povrchové teplotě 5 °C do venkovního prostoru tepelné záření o intenzitě (podle Stafanova-Boltzmannova zákona) necelých 400 W/m2. Je absurdní si myslet, že tuto ztrátu vyrovná ovívání venkovním vzduchem o teplotě 5 °C, zejména za bezvětří. Tuto ztrátu může vyrovnat jen sálání okolních venkovních povrchů (vnější špalety okna, stromů, okolních budov, zemského povrchu, oblohy ...). A právě jasná obloha bývá velice chladná a i v létě může někdy klesnout pod 0 °C.
V důsledku sálání (hlavně) chladné noční oblohy pak může venkovní povrchová teplota okna klesnout o mnoho °C pod teplotu vzduchu, zejména v místech, kde je obloha nejméně cloněna předměty v okolí okna.
Závěr
Kvalitní okna s účinným tepelněizolačním zasklením pomocí izolačních dvojskel a trojskel řeší z velké části nebo úplně rosení oken z interiérové strany. Cenou za tuto výhodu bývá rosení nebo ojínění venkovního povrchu oken, které se vyskytuje za vlhkých dní a v podstatě celoročně. Venkovnímu rosení lze předejít venkovními stínícími předměty (markýzy, okenice, rolety, žaluzie) nebo vhodnou architekturou, tj. umístěním okna do lodžie nebo pod pergolu. Nebo řešením prostoru před oknem (stromy, stavby apod.).
Pokud se Vám rosí stará okna, a přemýšlíte, jak vybrat nová, aby se nerosila, doporučujeme navštívit průvodce výběrem plastového okna. Vhodná volba rámu, zasklení a následná správná montáž tento problém z velké části eliminuje.
Literatura a zdroje:
[1] Hejhálek Jiří: Difúze vodní páry – veličiny, hodnoty a jednotky, www.stavebnictvi3000.cz.
Přečtěte si také
- Dosloužila vaše stará okna? Víme, na co si dát při výměně pozor
- Zdražování plastových oken nabírá na obrátkách. Kde nakoupit ještě za původní ceny?
- Špaletová okna se vracejí na scénu. S moderním zasklením nemají konkurenci
- Plastová okna. Průvodce výběrem, profily a zasklením
- Jak správně vybrat střešní okno?
- Rosení oken zvenku