Problematika izolačních skel u špaletových oken

Dvoudílná okna představují prvek historických budov, jenž přispívá k charakteristickému vzhledu mnoha starých městských čtvrtí. Jsou tvořena dvěma samostatnými okny, mezi jejichž panely se nachází uzavřený kvádrový prostor, jenž se vždy vyznačoval poněkud zvláštními kondenzačními vlastnostmi. V minulosti se problémy související s tímto jevem snadno řešily pomocí žlábku na odvod kondenzátu a nádoby na jeho shromažďování. Dnes se však tento postup zdá těžko představitelný. V dalším kroku vznikla zdvojená okna.

I přes vznik izolačních skel jsou zdvojená i dvoudílná okna dodnes zapotřebí pro splnění fyzikálních požadavků budov a pro zachování původního charakteru starých městských čtvrtí. Jsou-li zdvojená a dvoudílná okna vybavena izolačními skly, vzniká z hlediska kondenzace zcela nová situace.

Kondenzace a její řešení

Aby systém fungoval, je zapotřebí dosáhnout účinného utěsnění vnitřního křídla a dostatečného vyrovnávání tlaku par mezi dutinou a venkovním vzduchem. Již v 80. letech minulého stolení prováděl ift výzkum potenciálu pro optimalizaci tepelně- a zvukově-izolačních vlastností, v jehož rámci se zabýval i problematikou kondenzace. Zde se nabízí pomoc v podobě návrhových zásad stanovených v rámci výzkumného projektu ift v 80. letech. Kondenzační chování komplexních konstrukčních řešení lze experimentálně otestovat na kondenzačním zkušebním zařízení. Sem spadá testování a prokázání účinnosti/vlastností systému pro vyrovnávání tlaku par formou měření teplot a parciálního tlaku páry a také formou vizuálního pozorování.

Rosení skel u plastových oken je problém, se kterým se setkává mnoho domácností, zejména v období chladnějších měsíců. Rosení skel je přirozený fyzikální jev, který vzniká, když se teplý a vlhký vzduch v interiéru dostane do kontaktu s chladným povrchem skel. Mezi hlavní příčiny rosení patří:

• Vysoká vlhkost vzduchu v interiéru - Nadměrná vlhkost může být způsobena například vařením, sušením prádla nebo nedostatečným větráním.
• Špatná cirkulace vzduchu - Nedostatečné proudění vzduchu kolem oken může podporovat vznik kondenzace.
• Nízká teplota skel - Starší plastová okna, která nemají dostatečné izolační vlastnosti, mohou mít na povrchu nižší teplotu, což přispívá ke vzniku rosení.
• Rosení na vnější straně skel - To je většinou známka dobré izolace oken.

Kondenzace se projeví, když je vnitřní teplota venkovní a vnitřní větší než 9,2 °C a při relativní vlhkosti vzduchu větší než 50 % dochází k tvorbě rosného bodu až ke kondenzaci vody. Tento kondenzát zvyšuje vlhkosti vlysů otvorových výplní. Na zimu chce většina stavebních firem uzavřít stavbu výplněmi otvorů, aby mohla provádět mokré technologické procesy (omítky, betony, štuky atd.), což nedovoluje ustanovení ČSN 49 3130 (tato norma byla zrušena) a byla nahrazena ČSN 74 6077. Stavba se nevětrá, jen se temperuje, a vytvořený vodní kondenzát z rosného bodu, pak stéká po ochlazované ploše - skla výplní otvorů. Vlhkost pak vniká do vlysů okna, která při zvýšení vlhkosti nad 18 % narušuje rohové konstrukční spoje a způsobuje separaci nátěrů. Častým jevem na dobře izolujících sklech je ranní kondenzát a v zimě námraza.

Čtěte také: Žaluzie pro dřevěná okna: Kompletní návod k instalaci

K řešení rosení skel u plastových oken lze použít následující opatření:

1. Nejjednodušší a nejúčinnější způsob, jak snížit vlhkost v interiéru, je pravidelné větrání.
2. Ideální vlhkost vzduchu v domácnosti by se měla pohybovat mezi 40-60 %. Můžete použít vlhkoměr, abyste ji mohli snadno sledovat.
3. Zkontrolujte, zda záclony, žaluzie nebo nábytek neblokují proudění vzduchu kolem oken.
4. Pokud jsou vaše okna starší, zvažte výměnu za moderní izolační okna.
5. Nepřetěžujte parapety rostlinami nebo předměty, které mohou blokovat proudění vzduchu.
6. Pokud se vám rosí okna mezi skly nebo máte podezření na závadu okenních těsnění, je nejlepší obrátit se na odborníka.

Zateplení špaletových (kastlových) oken

Zateplení oken špaletových (kastlových) lze provést výměnou skla. Původní okna však musí být dobře udržovaná a nesmí být zhnilá (drobné defekty lze dobře opravit). Výměnou původního skla za izolační dvojsklo s hodnotami zasklení od Ug = 1,3 W/m2K až Ug = 0,7 W/m2K společně s aplikací silikonového těsnění do oken kolem rámu lze dosáhnout výborných parametrů srovnatelných s výměnou nových oken.

Metody montáže izolačního dvojskla

1. Montáž izolačního dvojskla se provádí na vnější křídlo stávajícího okna. Po odstranění původního zasklení se do rámu vloží izolační dvojsklo, které je slepeno ve speciálním plastovém profilu. Tento monolit se po celém obvodu křídla uchytí vruty a z obou stran zatmelí. Montáž je vhodná do všech typů stávajících oken. Tato varianta ponechá vnitřní zasklení, je proto z hlediska tepelně izolačních vlastností okna nejlepší.
2. Prohloubíme původní drážku v křídle frézováním pro dvojsklo o síle 16 - 20 mm. Do drážky vložíme izolační dvojsklo, vymezíme podložkami a sklo upevníme sklenářskými trojúhelníčky. Zasklení tmelíme polyuretanovým tmelem odolným UV záření.

Základní důvod, proč dávat dvě skla na vnější stranu je ten, že se zmenší tepelný můstek v rámu okna a sníží problémy s vlhkostí. Pokud je totiž větší tepelný odpor (dvojsklo) na vnitřním křídle a menší na vnějším, pak je mezi okny nižší teplota a dřevěným ostěním uniká více tepla, dřevo více navlhá a při otevření vnitřního okna (např. při větrání). Za optimální řešení je považováno osazení moderních kvalitních dvojskel s tepelným zrcadlem plněných těžkým plynem (Ar, Kr) - tato skla mají udanou hodnotu k=1,1 až 1,3 W/m2K. Tato hodnota platí pro střední část skla, kovový rámeček na okraji skla představuje znatelný tepelný můstek a zde je tedy prostup tepla znatelně větší. Vzhledem k tomu, že je v okně ještě vnitřní křídlo, tak to nevadí. Tato skla se proto nevyplatí používat pro příliš malá okna (relativně velká cena a relativně velká tepelná ztráta). Je také třeba počítat s tím, že tato dvojskla mají trochu nižší propustnost pro světlo (zhruba o 15%) než jednoduché sklo, což může v některých případech vadit.

Slabiny izolačních skel

V tomto díle se zaměříme na slabiny izolačních skel. Tato problematika je velmi málo diskutována a přitom má naprosto zásadní vliv na funkci oken jako celku. Každý asi ví, že trojsklo izoluje lépe než dvojsklo. Ale ne každý si hned uvědomí, že to co skutečně izoluje, nejsou skla, ale komory mezi nimi.

Únik plynů z komor izolačních skel

Komory izolačních skel jsou naplněny vzácnými plyny, nejčastěji Argonem. Plyn má v izolačních sklech dvojí funkci. Protože je inertní, chrání pokovy na skle proti korozi, ale především zlepšuje izolační účinek, protože tepelná vodivost těchto plynů je nižší (a tedy lepší) než u vzduchu. Plyny, používané do izolačních skel, nejsou nijak závadné, pouze jich je v atmosféře malé množství a k jejich získání je proto třeba energie. A čím je plynu v atmosféře méně, tím je logicky dražší (Argonu je v atmosféře 1%, Kryptonu 0,0001% a Xenonu jen 0,000005%). Komory jsou hermeticky uzavřeny, aby z nich plyn neunikal a k pokovům se nedostávala vzdušná vlhkost - tedy aby izolační vlastnosti byly trvalé. Bohužel tomu tak není.

Čtěte také: Jak na dokonalé čištění dřevěných rámů

Plyn má tendenci z izolačního skla unikat, i když je uvnitř komory stejný tlak, jako je okolní. To, co jej tlačí ven, je jiný tlak, zvaný parciální, který vzniká tehdy, když je v jednom prostředí větší koncentrace plynu než v prostředí druhém. Takže čím je použitého plynu v atmosféře méně, tím je parciální tlak v komoře větší. Viditelně se to projevuje na velkých prosklených plochách zkresleným odrazem. Bohužel hlavní vinu mají samotní výrobci izolačních skel, kteří doprostřed trojskel dávají levná neodbarvená skla, která více absorbují sluneční energii, čímž se zahřívají (až k 60°C) a ohřívají i plyn. Dalším zdrojem problému jsou dnes hodně žádané tmavé rámečky. 1m osluněného černého rámečku o tl. 18mm vytápí komoru výkonem až 14W.

V zimě, když Slunce nesvítí, jsou skla naopak prohnutá dovnitř, protože plyn je studený a jeho objem je tedy mnohem menší. Když Slunce ale vyjde, sklo se nafoukne. Jakmile jej zastíní mrak, sklo se zase sfoukne. Tímto velmi častým prohýbáním skel na obě strany dochází k namáhání těsnění u rámečků, a přestože jej tvoří trvale pružný tmel (butyl), plyn z komory uniká. Výsledek se projeví až po letech (tedy po záruce), nejčastěji v zimě, kdy se tabule k sobě přiblíží tak moc, že izolační schopnost je uprostřed plochy výrazně nižší než jinde. A pokud se plyn nedoplní, tak po čase (další únik plynu) se tabule opřou o sebe až jedna z nich většinou praskne. U vícekomorových řešeních, tvořených pouze skly (trojskla a čtyřskla), je nejvíce namáhaná venkovní komora, kde je rozdíl teplot i tlaku vždy větší, než v komoře nejblíže interiéru. Čím je butyl od průhybů skel namáhán více, tím rychleji plyn uniká. I proto se čtyřskla sériově nevyrábějí.

Izolační skla s fóliemi jsou technicky dokonalejší. Fólie má ještě menší absorpci než odbarvené sklo, uvnitř komor je tedy při oslunění nižší teplota a tedy i menší tlak. Všechny komory jsou navíc díky malé dírce ve fólii tlakově propojené, takže nárůst tlaku ve vnější komoře je kompenzován i v těch ostatních. Nafukování a sfukování skel se buď neděje vůbec, nebo výrazně méně. Dnes už existuje řešení pro trojsklo, které zajišťuje propojení obou komor. Díky speciálnímu rámečku, do kterého je prostřední sklo pouze vložené, se pak i trojsklo chová podobně jako sklo s fólií.

Tepelné mosty u okrajů skel

U rámečků, resp. u okrajů skel se ještě chvíli zdržíme, protože tvoří další slabinu, která má vliv na vlastnosti celého okna. Kromě distančního rámečku je okraj tvořen i obvodovým tmelem, který pevně a trvale fixuje skla k sobě. Oba tyto komponenty jsou totiž tepelně mnohem více vodivější než plynem naplněné komory i než rámy oken a de-facto tvoří celoobvodový tepelný most. A protože i samotná sklovina je dobrý vodič tepla, ovlivňuje zvýšený prostup tepla u kraje i docela velkou plochu zasklení - až 10cm od kraje - což může představovat významný podíl plochy, zvláště u menších oken. Pro okrajové podmínky používají oknaři řecké písmeno Ψ ("psí") a při výpočtech jej rozhodně nezanedbávají, protože dokáže ovlivnit výsledné parametry celého okna až o 0,2 W/m2/K. Tedy velmi významně.

Výrobci rámečků se snaží vyvíjet řešení, které by únik tepla okrajem zasklení snížilo, ale nemohou se soustředit jen na izolační účinek, protože musejí brát v potaz i mechanické vlastnosti, které mají zase dopad na případný únik plynu. Dnes je na trhu tak velké množství typů rámečků, že jít do hloubky a popsat vše podrobně, by vydalo na samostatný článek.

Čtěte také: Detaily předsazené montáže

Tabulka porovnává běžně používané rámečky ze dvou hledisek - rozdílu tepelné roztažnosti oproti sklu a prostupu tepla:

Čím je roztažnost rámečku oproti sklu větší, tím více se v zimě a v létě namáhá butylový tmel a tím větší je riziko úniku plynu. L-value vyjadřuje koeficient lineárního prostupu tepla (a je to ekvivalentní srovnávací hodnota). Jako poslední je mezi dvě skla aplikován celo-obvodový tmel, který po zatvrdnutí drží tabule u sebe, aby se v létě vlivem velkých tlaků od sebe neodtrhly. Používají se k tomu 4 materiály - viz. tabulka:

Výška tmelu bývá od 3 do 10mm (podle požadavku na pevnost), proto ovlivňuje vlastnosti okraje izolačního skla mnohdy více, než 6mm vysoký rámeček a je tedy i u něj velmi důležité, jaké má izolační vlastnosti. Nejlépe izolující Hotmelt má však nejhorší mechanické vlastnosti, takže je třeba chybějící pevnost nahnat větší výškou, která pak zase přenáší více tepla. Navíc má nejmenší teplotní odolnost.

Vady při obnově výplní otvorů u budov v památkových zónách

Památkáři u budov v památkových zónách vyžadují zachování členění a profilace vlysů otvorových výplní a respektování původního vzhledu fasády. Při zachování profilace vlysů je dnes již povoleno zasklení okenních křídel izolačními skly. Výrobci oken se v tomto směru dopouštějí stále mnoha chyb, které ovlivňují nejen fyzikální vlastnosti výplní otvorů, ale také jejich trvanlivost - životnost.

Při výrobě oken je třeba dobře znát zejména význam a funkci funkční spáry a doporučené konstrukční spoje pro okenní rámy a křídla. Znalost profilace a funkčnosti funkční spáry musí mít jak výrobci výplní otvorů, tak i výrobci nástrojů na výrobu oken. Pro stanovení osy otáčení závěsu okenního křídla je důležité vypočítat momenty setrvačnosti profilu a tím zjistíme jeho těžiště - změnou profilace vlysu se mění i jeho těžiště. Nejvíce problémů v profilaci je ve velikosti zasklívací polodrážky, v umístění odvětrávacích otvorů izolačních skel u vnějších křídel v konstrukčních spojích, velikosti odkapové drážky křídel, problémy působí i chybějící dekompresní drážky vnějších křídel dvojitých oken, atd.

Změnou tepelné normy ČSN 73 0540-2 a požadavků památkových ústavů se znovu začínají vyrábět dvojitá deštěná okna. Výrobci většinou neznají výrobní zásady těchto oken, principy jejich správného fungování a výrobu si těchto zjednodušují nebo materiálově zbytečně a značné komplikují. Nevědí, jak se okno bude chovat v létě, jak v zimě. Neznají profilaci vlysů, rozměry funkčních polodrážek dvojitých oken. Každý druh okna má svá specifika, která je nutné dodržovat, aby nedošlo později k závadám.

Typické chyby a vady

• Vznik puchýřů a separace nátěru: Malá nebo příliš velká dilatační spára mezi dřevěným rámem a ostěním (doporučená velikost je od 8,0 mm až 10 mm - podle velikosti výplní otvorů, viz ustanovení ČSN 74 6077) má být vypěněna montážní pěnou nalepenou komprimační páskou nebo těsněním, které umožňuje dilataci výplní otvorů v ostění.
• Chybně seřízené kování: Chybně seřízené celoobvodové kování křídel výplní otvorů ovlivňuje funkčnost a mechanickou životnost kování okna.
• Nevhodné konstrukční spoje: Kolíkové rohové spoje křídel u větších rozměrů křídel u nás, na rozdíl od Německa, často nevyhovují. Spoje na tupo a pomocí vrutů, například u sloupků a poutců nejsou doporučovány. U těchto nedoporučených spojů při chybném zabudování např. dojde k hnilobě.
• Chybějící dekompresní drážky a kondenzační žlábky: Výrobci zapomínají na dekompresní drážky u vnějších křídel dvojitých oken a na kondenzační žlábek v dolním deštění okna. Kondenzační žlábek je umístěn pod vnějšími křídly v šířce 36 mm, hloubka minimálně od 5 mm je dána výškou křídla - plochou skla. Kondenzační žlábek v deštění není průběžný.
• Nedodržení šířky deštění: Podle normy je šířka deštění nejméně 117 mm.
• Chybné spojení vnějších a vnitřních rámů: Chybně spojují nebo vůbec nespojují vnější okenní rám s vnitřním rámem nebo vlysem. Toto spojení má být provedeno například ocelovou pásovinou tl. 5 mm, šířky 20 mm. Na výšku okna 1500 mm jsou třeba tři spojovací prvky na bocích i v dolní a horní části okna po 600 mm. Jinak dochází k odtržení deštění od rámu okna.
• Nedostatečná vzdálenost mezi křídly: Pro vysazování vnějších křídel zapomínají u dvojitých oken s poutci na dostatečnou vzdálenost mezi křídly u poutců a vnějšími křídla a poutcem rámu okna. Vzdálenost má být 28 mm pro snadné zavěšení sklápěcích křídel a jejich sklopení.
• Nedostatečný rozměr odkapové drážky: Zapomínají na dostatečný rozměr odkapové drážky v dolním vlysu křídla, ze které má voda odkapává do sběrného žlábku. Posunutím drážky například o 1 mm voda nateče na plošku rámu a při otevření křídla vyteče do interiéru.
• Nedodržení vzdálenosti těsnění: Vzdálenost dvou těsnění (těsnících zón) musí být větší, než 20 mm, jinak se těsnění chová jako jedna těsnící zóna a prodražuje cenu okna bez požadovaného zlepšení.
• Vadné zabudování parapetů: Vadné zabudování vnějších a vnitřních parapetů. Vady provedením připojovací spáry jsou způsobeny většinou technologickou nekázní. Použitím rozdílných materiálů s různou tepelnou vodivostí (dřevo, kov, keramika) dochází k tepelným mostům a ke změně vlhkosti v ostění z tvorby rosného bodu.
• Chybné zaměření výplní otvorů: Chybné zaměření výplní otvorů.
• Nesprávná aplikace montážní pěny: Nedodržení správné aplikace montážní pěny. Ostění výplní otvorů se před aplikací montážní pěny musí dostatečně navlhčit, aby byla montážní pěna dostatečně hutná.
• Zabudování do nedokončeného ostění: Zabudování výplní otvorů do ještě nevytvořeného - nedokončeného ostění. Ostění je po osazení výplní otvorů dokončováno později a ve většině případů nejsou řešeny tepelné mosty.
• Nedostatečné dilatační spáry: Zabudování rámů výplní otvorů bez dostatečných dilatačních spár.
• Chybějící odvětrávaná zasklívací drážka: Při použití izolačních skel do vnějších křídel musí mít IZD (izolační dvojskla), IZT (izolační trojskla) odvětrávanou zasklívací drážku, propojenou s vnějším prostředím.
• Nedostatečná těsnost vnitřních naléhavek a křídlových srazů: Důležitá je také těsnost vnitřních naléhavek křídla a křídlových srazů.

Příklady chybného provedení

• Chybně umístěný velký výtokový otvor (průměr 11 mm) ve funkční spáře dvojitého okna, chybné umístění okenní záskočky v krátkosti od závěsu - vyvracení jazýčku záskočky, popraskaný nátěr na tmelu ve sběrném žlábku, následná separace nátěru.
• Malý sklon dřevěné okapnice - dešťová voda vzlínavostí nestéká a vlhkostí dochází k narušení a k separaci nátěru.
• Chybně prováděná údržba repasovaných dvojitých oken.
• Dvojitá okna jsou provedena bez kondenzačního žlábku. Výsledkem je propadlé nahnilé deštění odtržené od okenního rámu a hniloba vnějšího rámu - zatékání do okenní konstrukce, vrstvení a snadná separace nátěru vlivem vlhkosti.
• Nedoporučený konstrukční spoj okenního rámu sloupku (na tupo a vrut). Chybným zabudováním do ostění došlo po pěti letech k hnilobě.
• Vnější parapet je volně vložen bez tepelné separace (např. komprimační páskou) do polodrážky okenního rámu - výsledkem je zatékání za volně osazený parapet, tvorba rosného bodu, zvýšená vlhkost, hniloba rámu okna.
• V křídle je proveden velký odvětrávací otvor izolačního skla. Dochází k cirkulaci vzduchu v zasklívací drážce a zvýšenou vlhkostí následně k separaci lazury na vnějších lamelách vlysů křídla.
• Zvýšenou vlhkostí vnější lamely dochází k separaci lazury. V rohovém konstrukčním spoji je proveden velký odvětrávací otvor, v rohu je chybně nainstalováno těsnění - výsledkem je zvýšená infiltrace vzduchu a tepelné ztráty.
• Chybně zabudovaná otvorová výplň. Vnější parapet byl volně vložen do drážky dolního vlysu okenního rámu.
• Chybně zabudované jednoduché okno, hniloba dolního vlysu a sloupku.

Funkční a tepelné vlastnosti dvojitých oken

Dvojitá okna umožňují rozdělit hmotnost skel (ovlivňující nejvíce hlukový útlum, čím těžší skla, tím lepší hlukový útlum a nižší prostup tepla) do dvou křídel (vnějších a vnitřních) a tím se sníží jejich svěšování, prodlouží se životnost kování, nevyžadují časté seřizování, atd. Dvojitá (špaletová) okna vždy docilovala velmi dobrých fyzikálních parametrů i v dřívějších dobách i bez použití izolačních skel. Návrat k těmto oknům je především v památkových zónách přínosem pro zvýšené tepelné úspory otvorovými výplněmi.

Největší plochu výplní otvorů tvoří sklo. Při použití více tabulí skel je hmotnost skel rozložena u dvojitých oken dvou křídel, tím je rozložena zátěž, na nosné závěsy, náročnost na údržbu a na seřizovaní kování křídel okna. V současné době jsou kladeny zvýšené požadavky na snížení prostupu tepla výplněmi otvorů a na zvýšení hlukového útlumu. Dvojitá (špaletová) okna umožňují mnoho variant snížení prostupu tepla v použitých druzích izolačních skel (dvojskel, trojskel a uvažuje se i o zasklívání izolačními čtyřmi skly).

Hmotnost 1 mm/m2 je 2,5 kg. Pro zasklívání křídel se skly s větší hmotnosti se musí naprofilovat vlys křídla tak, aby těžiště profilu jeho momenty setrvačnosti působily co nejblíže k ose otáčení závěsu křídla. Tím se prodlužuje jejich funkčnost, snižuje náročnost na seřizovaní křídla a prodlužuje životnost těchto oken. Při navrhování profilu vlysu je důležitý každý rozměr - velikost drážky, rozměry polodrážek, vzdálenost těsnění atd.

Hlukový útlum lze snížit u těchto výplní otvorů nad 50 dB. Hlukový útlum lze zvyšovat hmotnostní skel, vzdáleností skel, rozdílnými tloušťkami skel. Tato dvojitá okna umožňují mnoho variant na snížení prostupu tepla i mnoho variant na zvýšení hlukového útlumu. III. těsnící zóna - zvuková a tepelná zóna. K netěsnosti dochází především nedostatečném utěsnění v rozích křídla, kde dochází k větší infiltraci vzduchu, která ovlivňuje fyzikální vlastnosti okna - hlukový útlum a prostup tepla. Zdeformované těsnění křídla nedostatečně těsní a do III. zóny vniká teplý vzduch, který při teplotním rozdílu na ochlazované ploše vytvoří kondenzát (z tvorby rosného bodu) v polodrážce vlysu.

tags: #problematika #izolacnich #skel #u #spaletovych #oken

Oblíbené příspěvky:

• Přečtěte si, jak protiskluzné pásky chrání před pády na betonových schodech.
• Obklady a palubky z našeho článku
• Optimální doba pro těžbu dřeva
• Škůdci a poškození dřevotřísky
• Estetické podbití střechy