Ontwerpparameters - bouwschil

Condensatie op de buitenzijde van beglazing met hoog energetische prestaties

25 augustus 2014

Steeds vaker worden architecten geconfronteerd met de noodzaak om beglazing met hogere energetische prestaties te voorzien in alle soorten bouwprojecten om aan de geldende EPB-eisen te kunnen voldoen.

Anderzijds kan isolerende beglazing zorgen voor een aangenamer binnenklimaat en comfort in een gebouw. Een adequate beglaasde oppervlakte zorgt ook voor een zicht op de buitenomgeving en een aangename toetreding van natuurlijk dag- en zonlicht. Dit wordt over het algemeen als aangenaam ervaren door mensen en kan een besparing op de elektriciteitsfactuur opleveren.

Meer en meer architecten en opdrachtgevers raken overtuigd van de voordelen van beglazing met hoge energetische prestaties.

Hoe ontstaat condensatie op buitenbeglazing?

 

Door de hoge energetische prestaties van de huidige glassamenstellingen, kan dus condensatie op de buitenzijde optreden. Dit gebeurt enkel als het warmteverlies door uitstraling groter is dan de toevoer van warmte door geleiding, straling en/of convectie. Over het algemeen treedt dit verschijnsel hoofdzakelijk ‘s nachts, in de vroege ochtend en in de late namiddag op bij koudere buitentemperaturen.

 

Het verschijnsel doet zich vooral voor wanneer de beglazing goede thermische eigenschappen heeft. Dit zorgt voor een beperking in het uitzicht en is meestal esthetisch ongewenst, hoewel het verder geen nadelige effecten heeft op de performantie van het raamgeheel. Toch beschouwen we condensatie op de buitenzijde van de autoramen of op de badkamerspiegel als normaal.

 

Condens is dus een veelvoorkomend verschijnsel. Op enkele beglazing (Ug = 5,8 W/m2K) zal voornamelijk waterdamp uit de ruimte aan de binnenzijde van de beglazing condenseren wanneer de glastemperatuur zich in de buurt van de condensatietemperatuur bevindt. Condens aan de binnenzijde van het raam kan mogelijk voor schade zorgen.

Bij het gebruik van dubbel glas (Ug = 2,8 W/m2K), wordt dit probleem grotendeels vermeden doordat de binnenste glasplaat slechts zelden meer afkoelt tot de condensatietemperatuur. De buitenste glasplaat blijft zelfs in de winter voldoende warm om condensvorming aan de buitenzijde te voorkomen.

 

In het geval van hoogrendementsbeglazing (HR) wordt de kans op condensatie aan de binnenzijde bijna geheel uitgesloten door de goede isolerende eigenschappen. Naarmate de thermisch isolerende eigenschappen toenemen, stijgt echter de kans op condensatie op de buitenzijde van het raam doordat de oppervlaktetemperatuur van de buitenste glasplaat in bepaalde omstandigheden kan dalen tot onder het dauwpunt van de buitenlucht.

Als voorbeeld (zie figuur 1 ter illustratie) kan het verschil tussen glas met Ug=2 W/m2K amper buitencondensatie vertonen bij een binnentemperatuur van 20°C, terwijl anderzijds beglazing met Ug=1,2 W/m2K al snel een 50-tal uur buitencondensatie kan vertonen.

 

Om aan de maximale U-waarde en thermische comforteis te voldoen in een gebouw, kan men vandaag kiezen uit een waaier van mogelijke samenstellingen. Vooral de dikte van de spouw tussen de glaspanelen, het type gasvulling van de spouw en het aantal en type coating op de glaspanelen hebben een invloed op de thermische prestaties van de beglazing.

 

 

Aandachtspunten

 

Wanneer de glaspanelen een variabele dikte hebben, worden ook de akoestische prestaties positief beïnvloed. Bijkomend geldt: hoe dikker de glasbladen, hoe beter de akoestische isolatie van het raam.

 

Een ander aandachtspunt is het zomercomfort en het voorkomen van oververhitting. Er kan gekozen worden voor beter isolerende beglazing met een lagere g-waarde of zontoetredingsfactor (ZTA). In sommige gevallen kan dit een alternatief zijn voor zonnewering en actieve koeling om een gewenst comfort te realiseren.

Deze keuze zorgt meestal echter voor een bijkomende coating op het glas, waardoor ook de isolatiewaarde van het geheel gunstig wordt beïnvloed. Anderzijds wordt door deze coating ook de lichttoetreding beïnvloed.

 

 

Hoe kan het aantal uren en kans op buitencondensatie beïnvloed worden?

 

Onderzoeken door WTCB en TNO (en Novem) tonen aan dat het aantal uren dat de beglazing condenseert kan toenemen als:

 

de beglazing een lage tot zeer lage Ug-waarde heeft,
de temperatuur in de binnenruimte laag is,
de relatieve vochtigheid buiten stijgt,
de beglazing minder verticaal geplaatst wordt,
de oriëntatie van de beglazing,
de beglazing beschut is tegen de wind, en
er geen oversteken of beschutting tegen mogelijke warmteuitstraling naar de hemelkoepel aanwezig is.

 

 

Invloed van een lagere binnentemperatuur

Wanneer de ruimtetemperatuur laag wordt gehouden of wanneer een nachtverlaging wordt toegepast, verhoogt de kans op buitencondensatie op de beglazing. Uit onderzoek (TNO, Novem, Van Noordenne b.v.) werd volgende grafiek (Figuur 1) gepubliceerd. Hieruit blijkt dat een lagere binnentemperatuur (Ti) een negatieve invloed heeft op de kans en aantal uur buitencondensatie. Bij beglazing met Ug ≤ 1,00 W/m2K kan bij een nachtverlaging van 20 °C naar 15 °C het aantal uur buitencondensatie verdubbelen bij een noord georiënteerd venster.

Nachtverlaging of een extreem zuinig stookgedrag kan dus een ongunstige invloed hebben op de kans en aantal uren condensatie van op de buitenzijde van het venster.

 

 

Figuur 1: Condensatie op de buitenbeglazing in de noordgevel – invloed van de binnentemperatuur (Bro

Invloed van de relatieve vochtigheid

Vanzelfsprekend is de relatieve vochtigheid van de buitenomgeving afhankelijk van het seizoen. In figuur 2 zien we dat in de zomer de grootste kans is op buitencondensatie, maar dat deze enkel ‘s nachts en slechts in lichte concentratie voorkomt. Tegen de ochtend is deze vaak verdwenen. Vooral in de wintermaanden kan de buitencondensatie in hoge concentratie (0,04 liter/m2 glasoppervlak) en langdurig optreden.

Figuur 2: Condensatie op buitenbeglazing – invloed van seizoen (Bron: Van Noordenne b.v.)

Invloed van de hellingsgraad

Onder invloed van de hoeveelheid warmteverlies van de beglazing naar de buitenomgeving, daalt de temperatuur van het glas. Wanneer beglazing minder verticaal geplaatst wordt - in helling of horizontaal – stijgt ook de warmteuitstraling van de beglazing naar de hemelkoepel. Uit figuur 3 (Bron: Van Noordenne b.v.) blijkt dat de helling van de beglazing een grote invloed kan hebben op de buitencondensatie. Vooral wanneer de beglazing horizontaal geplaatst wordt, zien we een sterke stijging van de kans en aantal uren condensatie.

Figuur 3: Condensatie op buitenbeglazing – invloed van de hellingshoek bij Ti = 15 °C en Ug=2,00 W/m

Invloed van de oriëntatie

Uit figuur 3 van dit onderzoek en uit de bijhorende literatuur kunnen we ook vaststellen dat er een invloed is van de oriëntatie van de beglazing. Deze is echter zeer beperkt en kan over het algemeen verwaarloosd worden. Er zal dus nagenoeg evenveel condensatie op noord, oost, west en zuid-georiënteerde ramen optreden en ongeveer even lang aanwezig blijven.

Opvallend is dat de invloed van invallende zonnestraling hierbij kan verwaarloosd worden en dus weinig of geen effect heeft op de kans en aantal uren buitencondensatie.

 

 

Invloed van beschutting

Wanneer ramen beschut liggen tegen de wind, zullen deze meer warmte uitstralen. Er kan dus gekozen worden om de beglazing minder te beschutten tegen de wind zodat het warmteverlies van de buitenste glasplaat vermindert.

Anderzijds kunnen overstekken en andere soorten beschutting tegen warmteuitstraling naar de hemelkoepel toegepast worden. Hiermee kan de condensatie op de buitenzijde niet vermeden worden, maar wel beperkt in duur en concentratie.

 

Conclusie over het beïnvloeden van de kans op buitencondensatie

 

Wanneer men in de ontwerpfasen rekening wilt houden met dit fenomeen en maatregelen wil treffen om de kans op en duur van de condensatie op de buitenzijde van beglazing te beperken, zijn er dus een aantal ingrepen mogelijk.

We concluderen dat warmteuitstraling de belangrijkste oorzaak is van de daling van de oppervlaktetemperatuur van de buitenste glasplaat waardoor buitencondensatie optreedt bij een hoge relatieve vochtigheid. Deze warmteuitstraling kan beperkt worden door bewolking, maar ook ontwerpmatig kunnen er ingrepen genomen worden om de uitstraling naar de hemelkoepel te beperken: een verlaging van de binnentemperatuur beperken, hellende of horizontale beglazing vermijden, de beglazing minder of niet beschutten tegen wind en oversteken plaatsen die de warmteuitstraling naar de hemel beperken. Bijkomend heeft omringende bebouwing een zekere warmteuitstraling, welke een positieve invloed kan hebben.

 

Over het algemeen is condensatie op de buitenzijde van beglazing een teken van de aanwezigheid van beglazing met hoog energetische prestaties.

 

 

Door Saskia Gabirël - architect en adviseur Energieconsulentenproject NAV