Pro kvalitu oken je klíčové zasklení

Díky novým produktům se stává okenní izolační sklo variabilním prvkem, jehož vlastnosti lze přizpůsobit požadavkům konkrétní stavby a tím příznivě ovlivnit její užitnou kvalitu.  Platí zásada, že zatímco správně vybrané sklo může eliminovat slabší vlastnosti rámů, ani nejlepší a nejdražší rám bez správného skla fungovat nebude.

V praxi se přitom často setkáváme s tím, že při výběru nových oken se  klade důraz na profil a návrhu zasklení se věnuje malá pozornost. Často navíc zcela převáží ekonomické aspekty a zájemci se rozhodují pouze podle ceny, bez ohledu na uvedené skutečnosti a fakt, že okna a jiné prosklené prvky stavby jsou dlouhodobou investicí.

Vlastnosti oken a vlastnosti skel

Zopakujme si výčet vlastností, které zasklení většinově ovlivňuje:

• únik tepla

• tepelná pohoda

• bezpečnostní vlastnosti

• prostup hluku

Pro některé další podstatné vlastnosti otvorových výplní je ale návrh skla zcela klíčový, zatímco výběr rámu je pro ně v podstatě podružný. Jde o tyto vlastnosti:

• kondenzát v ploše skla

• přehřívání interierů v létě

• průhlednost

• regulace intenzity osvětlení místnosti

• bezpečnost aktivní (ochrana proti zranění) i pasivní (ochrana proti nežádoucímu vniknutí)

• požární odolnost

Jak je možné ovlivnit tolik vlastností v jednom produktu? Řešení spočívá v modifikované konstrukci a rozmanitosti použití speciálních skel, folií a pokovených vrstev na nich, včetně integrované stínící techniky. Zatím co větší počet komor okenního profilu má vliv zejména na lepší izolační schopnosti a povrchové teploty,  speciální provedení použitých komponent (zejména skla a folie) spojených do výsledného sendviče izolačního skla ovlivňuje  ostatní uvedené parametry.

Funkce tepelného zrcadla

Aby systém správně fungoval, musí se zabránit úniku tepla radiací, tj. vyzařování energie povrchem teplých předmětů uvnitř vytopené místnosti. Za tímto účelem jsou izolační skla vybavena speciální "neviditelnou" vrstvou vytvářející funkci polopropustného tepleného zrcadla (tvz. HEAT MIRROR), která odráží teplo, ale propouští viditelné záření (světlo).

Tato vrstva může být obsažena na skle nebo efektivněji na meziskelní folii uvnitř skla a platí, že čím více vrstev v kombinaci se samostatnými komorami, tím lépe sklo izoluje.

Cirkulace plynu

Kromě radiace je nutné omezit úniky tepla i v oblasti konvekčního sdílení tepla. Proto základem dobře izolujícího skla je dosažení příznivé cirkulace plynu uzavřeného v meziskelní dutině, která zabraňuje tomu, aby bylo teplo předáváno přímo mezi vnitřní a vnější skleněnou tabulí. Tato cirkulace vzniká vlivem rozdílných teplot interiérového a exteriérového skla, kdy vrstva plynu umístěná při teplejší vnitřní tabuli skla se postupně ohřívá a tento teplý plyn začne stoupat. Na opačně straně zase dochází k ochlazení plynu kolem studenější exteriérové tabule. V důsledku popsaných jevů se postupně vytvoří uvnitř meziskelní dutiny naznačená cirkulace, která zabraňuje tomu, aby se tepelná energie předávala přímo mezi oběma tabulemi skla.

Pro zlepšení izolačních schopností je vhodné jako plyn pro vyplnění meziskelního prostoru využít argon nebo krypton, což jsou plyny, které se vyskytují pouze v jednomolekulárním uspořádání (nevytváří molekulární vazby), což zvyšuje tepelný odpor plynu. U takto uspořádaných molekul plynu nenastává takové předávání kinetické energie jako u plynů, které vytvářejí molekulární vazby (například vzduch O2). Jednodušeji řečeno, molekuly se tak často nesrážejí, a tím se ve větší míře zabraňuje předávání tepla a zvyšuje se tepelný odpor. Aby popsaný jev cirkulace meziskelního plynu vzniknul, je pro každý plyn nutné vytvořit optimální šířku meziskelního prostoru. Při příliš úzké mezeře převládnou mezi molekulami přirozené soudržné síly a k potřebné cirkulaci nedochází.

Tab. 1: Orientační šířky pro jednotlivé používané plyny

Vzduch	od 16 mm	do 22 mm
Argon	od 14 mm	do 18 mm
Krypton	od 10 mm	do 18 mm

 

Nejslabší místa

Jediným místem, kde se předává tepelná energie přímo ze skla na sklo, jsou spodní a horní okraj skla. V těchto místech díky vytvořené cirkulaci plynu ohřátý (respektive ochlazený) plyn proudí přímo na protější skleněnou tabuli, a tím se energie předává přímo nejkratší cestou mezi skly. Zatímco u horního okraje tento jev nemá negativní vliv na povrchové teploty vnitřního skla, u spodního okraje je tímto způsobem přímo ochlazována spodní hrana interiérového skla, což výraznou měrou přispívá ke snížení povrchových teplot a zapříčiňuje vznik kondenzátu na skle. I když je obecně přijímána teorie, že za vznik kondenzátu může hlavně distanční rámeček umístěný v okraji skla, který vytváří tepelný most, skutečnost vzniku kondenzátu zejména u spodní hrany skla ukazuje na související vliv nepříznivé cirkulace u spodní hrany.

Řešení problému

Pokud tedy chceme zabránit poklesu povrchové teploty u spodní hrany skla, a tím vzniku kondenzátu, musíme řešit obě příčiny současně. Tepelný most vytvořený umístěným distančním profilem lze omezit použitím takzvaných teplých rámečků (plast, kompozit, tenkostěnná nerez). Nepříznivou cirkulaci plynu lze omezit vytvořením vícevrstvého izolačního systému, kdy se do meziskelního prostoru vloží další překážka formou umístění vnitřní bariéry. Sklo má však pro toto použití dost velkou tepelnou vodivost, a tak svou plochou předá poměrně velké množství energie mezi samostatnými komorami. Proto je výhodnějším řešením umístění meziskelní tepelné folie typu HEAT MIRROR, jako například u prosklení INTERM® TF. Takto vytvořená bariéra napomůže tomu, že plyn je nucen při své cirkulaci proudit při povrchu fólie, a tím se zabrání přímému ochlazování interiérové tabule skla u spodního okraje. Současně se vytvoří dva samostatné cirkulační prostory, díky nimž dvoukomorové systémy v celé ploše skla daleko lépe izolují.

Jak postupovat, pokud se nedostatky projeví až po instalaci oken?

Řešení je jednoduché. Nevhodně zvolené zasklení lze vyjmout a nahradit novým. V těchto případech se ukazuje, že stavebníci chtějí vzniklý problém řešit kvalitně a dostatečně.

Přesklení současně plní funkci dodatečného zateplení, na kterou lze získat dotaci z programu Zelená úsporám a ze všech uvedených forem je nejjednodušší a nejefektivnější. Z hlediska hmotnosti a použité tloušťky zasklení se jeví jako nejvýhodnější varianta použití izolačního skla s vnitřní meziskelní tepelnou fólií s funkcí polopropustného tepelného zrcadla.

Zelená úsporám

Státní dotační program Zelená úsporám má jasně daná pravidla. K získání dotace postačuje výměna oken nebo pouze jejich skel. Ovšem touto výměnou musíte ušetřit nejméně 20 % tepla, což umožní žádat dotaci ve výši 650 Kč/m2 podlahové plochy celého objektu. Je samozřejmé, že okno musí splňovat zadaná kritéria izolačních schopností, tedy hodnotu Uw= 1,2 W/(m2 . K) (Uw je součinitel prostupu tepla celým oknem – sklem i rámem).

 Tab. 2 Výše dotace v závislosti na výši úspor – platí pro typový RD – přibližně 150 m2 podlahové plochy a s okny s celkovou plochou přibližně 20 m2

Výše úspor	Výše dotace na m2 podlahové plochy	Přepočítaná částka na m2 okna RD	Náklady na přesklení 1 m2	Poznámka
20 %	650,-	4 865,-	2 500,-	Lze dosáhnout pouhým přesklením
30 %	850,-	6 375,-	2 500,-	Lze dosáhnout s další formou zateplení např. podkroví nebo sklepa

Je potřeba si uvědomit, že plocha oken tvoří většinou maximálně 10 až 15 % podlahové plochy. Z toho důvodu může dotace v ideálním případě pokrýt i většinu nákladů na výměnu skel. Pokud například srovnáme efektivitu míry investice do prosklení s investicí do zateplovacího systému, tak s překvapením zjistíme, že při podobně vynaložené pořizovací ceně za 1 m2 srovnatelné plochy zateplovacího systému ušetří investor v nejlepším případě (u cihlové zdi z plných cihel) 0,2 W/(m2 . K). Při stejném přepočtu potom přesklením s hodnotou součinitele prostupu tepla prosklením Ug = 2,8 W/(m2 . K) na skla s izolační fólií s hodnotou Ug = 0,6 W/(m2. K) může ušetřit v nejlepším případě 2,2 W/(m2 . K), což je desetinásobek úspory dosažené zateplovacím systémem.

Tab. 3: Izolační hodnoty skla – součinitel prostupu tepla Ug

dvojsklo	od 1,0	do 2,8
trojsklo	od 0,5	do 1,1
s meziskelní tepelnou fólií	od 0,3	do 0,9

 

Příklad realizace výměny skel

Příkladem realizace v  rámci dotačního programu Zelená úsporám, konkrétně výměny skel s  meziskelní fólií HEAT MIRROR, je rodinný dům u Frýdku-Místku. Stavba s  plastovými okny vyrostla v roce 1996 a únik tepla okny před provedením zateplovacích opatření určitě nebyl zanedbatelný. Okny znatelně prostupoval chlad a na sklech kondenzovala voda. Zájmem majitele bylo využít okna s vnitřní tepelnou fólií, proto se obrátil na českého výrobce, společnost Izolační skla, a. s., a předložil projektovou dokumentaci domu pro návrh projektu a odhad výše úspory energie. Dokumentace však příliš neodpovídala skutečnosti, což celou přípravu prodloužilo. Bylo třeba upřesnit, jaké je podsklepení a izolace domu, a také rozměry ploch obvodového pláště domu, což hraje při potřebném výpočtu tepelných úspor roli. Výpočty nakonec ukázaly, že  výměnou stávajících skel za izolační skla INTERM TF ušetří majitelé 22 % energie na vytápění, což s požadovanou hodnotou součinitele prostupu tepla znamená splnění dotačních podmínek. To všechno musel potvrdit autorizovaný projektant a teprve potom se kompletovala žádost o dotaci. Jako přílohy této žádosti bylo potřeba doložit výpočty, zpracovaný projekt na zateplení a smlouvu o dílo,včetně kódů certifikovaného produktu.

Zateplení je možné provádět souběžně s vyřizováním formalit spojených se žádostí o dotaci. Podle zkušeností, které mají odborníci ze společnosti Izolační skla, je výhodnější nejprve počkat na  souhlas Ministerstva životního prostředí ČR a až následně přistoupit k  vlastní realizaci.

Dům ve Frýdku-Místku před přesklením a po realizaci přesklení.

 

 Tab. 4  Úspora novými okny a úspora výměnou skel

 

 

Tab. 5  Tabulka s možnými výsledky hodnot Uw po přesklení izolačním sklem s meziskelní tepelnou folií podle typů rámů, která ve všech případech splní podmínky poskytnutí dotace.