Výplně otvorů - důležité části obalu stavby
Moderní okno a kvalitní vstupní dveře jsou v současnosti, kdy se snažíme stavět energeticky úsporné budovy, více než jen stavební konstrukce, které umožňují denní osvětlení, insolace, větrání a kontakt obyvatel s okolím. Otvorové výplně jsou obecně prezentovány jako nejslabší článek obvodového pláště a podílejí se až 30% na tepelných ztrátách objektu.
Dominujícím a akceptovaným tepelně technickým parametrem pro hodnocení otvorových výplní je součinitel prostupu tepla U, který je udáván v měrných jednotkách W/m2.K. Označuje tepelný tok procházející za jednotku času jedním m2 konstrukce, která rozděluje prostředí s teplotním rozdílem 1 K za standardních podmínek.
Otvorové výplně
Jsou konstrukce, které sestávají z rámové konstrukce a z výplně a představují významný podíl na tepelné bilanci vytápěné, případně klimatizované budovy. Kvalita okna, charakterizovaná zejména součinitelem prostupu tepla, je dána transparentní částí - sklem a neprůsvitnou částí, tj. pevným rámem a pohyblivým křídlem. Pro nízkoenergetický dům, tedy dům s nízkou spotřebou energie na vytápění, t. j od 15 do 50 kWh/m2 za rok, jsou vhodná okna, která mají součinitel prostupu tepla U limitně se blížící hodnotě 1,0 W/m2.K.
Kromě vysoké tepelně izolační schopnosti, čili schopnosti zabránit úniku tepla, i dobrá zvuková a vzduchová izolace, izolace proti vodě, funkčnost, životnost, snadná údržba, tvarová a rozměrová stálost, kvalitní povrchová úprava a odolnost vůči povětrnostním vlivům patří mezi důležité parametry otvorových výplní.
Z hlediska materiálů použitých na otvorové výplně si můžeme vybrat dřevo (masiv - borovice, smrk, modřín) nebo lepené profily, plast, kov (slitiny hliníku či ocel) nebo kombinaci těchto materiálů (dřevo - plast, dřevo - kov, kov - plast, atd.).
Okno
Umožňuje přirozené denní osvětlení a je součástí exteriéru i interiéru. Opticky odlehčuje objekt, chrání vnitřní prostor před hlukem, pasivními zisky šetří energii, zajišťuje výměnu vzduchu v místnosti - přirozené větrání, umožňuje vizuální kontakt s okolím a plní i funkci statické odolnosti proti větru. Okno může sloužit jako úniková cesta před požárem nebo jiným nebezpečím. Okenní konstrukce by měla splňovat i estetická kritéria, například tvarové. Tvar oken je v podstatě neomezený, vyrábějí se od pravoúhlých, přes zkosené až po kruhové a obloukové.
Místnost můžeme osvětlit oknem bočním, horním nebo kombinovaně umístěným. Ať už je okno zabudováno vodorovně jako světlík, vertikální - klasické okno, jako zasklená stěna nebo arkýř či šikmé (střešní okno), stává se součástí pláště budovy, a proto se od něj z fyzikálního hlediska vyžaduje splnění všech normativních a předpisových požadavků.
Podle konstrukčního uspořádání se setkáváme s okny jednoduchými, které mohou být zaskleny jednoduchou tabulí (používají se pouze u nevytápěných prostorů bez nároku na tepelnou ochranu) nebo zasklené izolačním dvojsklem, tzv. jednokomorové, nebo s vícenásobným zasklením. Mohou být konstruovány s protisluneční ochranou, se zvýšenou odolností proti prostupu tepla nebo jako bezpečnostní proti vloupání, požáru apod. Zdvojená okna mohou být zasklena jednoduchou tabulí nebo izolačním dvojsklem.
Výplně otvorů ze dřeva
Dřevo jako materiál má výbornou tepelnou a zvukově izolační schopnost, nízkou roztažnost, poměrně vysokou požární odolnost. Okna ze dřeva zajišťují i přirozenou výměnu vzduchu infiltrací. Je to přírodní surovina, která má i svůj estetický výraz, zejména kresbou, je trvalá a při tepelném zatížení má dobrou rozměrovou i tvarovou stabilitu. Z kvalitního základního materiálu, jako je například dřevo dostatečné pevnosti, v jehož struktuře nejsou žádné boule větší než 2 mm a má správnou vlhkost (mělo by dosahovat 12 - 13% přirozené vlhkosti), se nejčastěji vyrábějí 3-vrstvé lepené hranoly tzv. eurohranoly. Jsou to tři vzájemně plošně spojené vrstvy dřeva, které zajišťují stabilitu výrobku proti příčné i podélné deformaci.
Na výrobu se nejčastěji používají smrk, borovice, dub a z tropických dřevin je to meranti, bílá seravas a jiné. Kvalitní povrchová úprava dřeva ovlivňuje životnost a estetický vzhled a kvalitní nátěrový systém zaručuje stálost proti UV-záření, proti povětrnostním vlivům, optimální krytí hran, vysokou přilnavost povrchové úpravy, snadnou obnovitelnost bez broušení a šetrnost k životnímu prostředí.
Plastová okna
Plast má vysokou životnost, je nárazuvzdorný, odolný vůči vlivům počasí a barevně stálý. Trvale drží tvar, dobře izoluje teplo, tlumí zvuk, nevyžaduje údržbu, snadno se ošetřuje a je levnější než hliník. Pokud se jako materiálový základ použije plastový profil, který je vyroben z kvalitního tvrzeného polyvinylchloridu PVC, který se extruduje ve tvaru vícekomorového profilu a je na rozích ještě zpevněn - svařovaný (někdy i vyztužený pozinkovanou armaturou nebo propojený kovovými odlitky), hovoříme o velmi kvalitním výrobku .
Otvorové výplně jsou konstruovány jako dvoj-až osmikomorové a nejčastěji s dvojitým přítlačným těsněním, které zaručuje výborné tepelně technické a akustické vlastnosti. Vícekomorové profily jsou vhodné tam, kde počítáme s klimatizací a neuvažujeme s žádnou infiltrací. Pro běžné podmínky v klasických domech nám postačí tříkomorový systém, protože pokud bychom zcela vyloučili větrání infiltrací, mohli bychom si připravit dobré podmínky pro vznik plísní. Velmi široká paleta barev plastových oken i kašírované fólie od imitace struktury dřeva s možností exteriérové, interiérové nebo oboustranné úpravy přes metalízu a antikor vyhotovení nejsou ničím výjimečným.
Hliníkové otvorové výplně
Hliník jako materiál má výborné technické parametry využitelné hlavně při velkých konstrukčních a fasádních systémech: nízkou objemovou hmotnost, stálou pevnost a trvanlivost, je odolný vůči atmosférickým korozním vlivům, je nenáročný na údržbu a k dispozici je celá paleta povrchových úprav - nejčastěji vypalovaných práškových barev s lesklým nebo matným povrchem, ale také velké množství optických efektů při zachování základního kovového povrchu profilu. Profily mohou být i dvoubarevné nebo s povrchovou úpravou imitace dřeva.
Základem při výrobě otvorových výplní jsou laminované lisované duté hliníkové profily, které jsou vyráběny z hliníkových slitin a dodávají se ve dvou základních variantách, a to s přerušeným nebo udržitelným tepelným mostem. Vyrábějí se jako termicky oddělené vícekomorové systémy, přičemž jednotlivé komory jsou propojeny umělohmotnými částmi, čímž se přeruší tepelné mosty (nejčastěji polyuretanem nebo polyamidovými páskami).
Antikor
Antikor (nerezavějící ocel) má dlouhou životnost, exkluzivní design a vysokou tuhost rámů i při velkých rozměrných křídlech. Nepotřebuje žádnou povrchovou úpravu, protože nehrozí žádné riziko koroze. Používá se hlavně při náročných konstrukcích, jako jsou objekty bank, hotelů, obchodních center a podobně.
Kombinace materiálů
Z kombinovaných materiálů jsou to hlavně výrobky dřevohliníkové, které využívají dobré vlastnosti hliníku (odolnost vůči povětrnostním vlivům) a dřeva (dobré tepelně izolační vlastnosti a estetika). Tyto otvorové výplně jsou velmi vhodné pro energeticky úsporné domy. Vnější strana je z hliníkového profilu a vnitřní je celodřevěná. Můžeme se setkat i s jinými kombinacemi např. dřevo - plast, plast - hliník, hliník - ocel nebo plast - ocel.
Zasklení
Tvoří až 80% plochy okna a jeho velmi důležitá vlastnost je propustnost. Druh a způsob zasklení určuje úroveň tepelně technických vlastností okna. Čím vyšší je propustnost světla, tím nižší je tepelně izolační schopnost. Dnes se nejčastěji používají dvojskla či trojskla se selektivními vrstvami, které lze plnit např. vzduchem, argonem, kryptonem. Tloušťka skla, vzduchové vrstvy mezi skly, druh zasklení, poměr zasklené plochy k ploše rámu či těsnost spár, všechno toto ovlivňuje tepelně izolační vlastnosti okna.
Existuje determální sklo (pohltivé), které absorbuje část záření, což vyplývá z jeho chemického složení, dále sklo reflexní (odrazové), které dosahuje svoji účinnost povrchovými úpravami a nakonec izolační sklo, které splňuje hlavně funkce zamezující úniku tepla z interiéru, průniku UV záření , rosení vnitřní strany skla a snižuje také hladinu hluku.
Zasklení může mít tloušťku od 4 do 36 mm, což umožňuje používat nejen klasické izolační dvojskla tloušťky 20, resp. 24 mm, ale i trojskla. Na úsporu energií jsou velmi výhodné izolační dvojskla s fólií, tzv. tepelným zrcadlem, která zamezují přehřívání budovy v letním období a ztrátám tepla v zimě. Fólie je napnutá uvnitř izolačního skla, odráží tepelné záření zpět ke zdroji, a tím v létě zabraňuje přehřívání budov a v zimě naopak ztrátám tepla.
Při řešení zasklení nízkoenergetických domů obvykle počítáme s tepelnými zisky od slunečního záření. Sluneční záření může redukovat nároky na potřebný topný výkon a okno se může stát zdrojem energie. Proto se doporučuje použití zasklení se selektivními vrstvami. Izolační dvojskla s výplní inertním plynem jsou efektivní cestou jak šetřit energii.
Kvalitní těsnění by mělo zaručovat stálost, pružnost a neprodyšnost při tepelných výkyvech. Nejčastěji se používají dva druhy těsnění, a to systém s dorazovým těsněním a systém se středovým těsněním. Při dorazovém těsněním je utěsnění styku mezi rámem a křídlem na vnější i vnitřní straně. Toto řešení však špatně odolává hnanému dešti, silnému větru, a proto se dutina musí odvětrávat přebroušenými drážkami. U středového těsnění vytvořením dvou dutin ve styku rámu a křídla vznikne komora, která vyrovnává tlak větru a hnaného deště.
Doplňkové konstrukce
Mezi základní doplňky k oknům patří předsazené mřížky, krytky otvorů odtoku vody, kování, které mohou být celoobvodové nebo štěrbinové, větrání, dětské pojistky, kliky, sítě proti hmyzu ať už pevné, navíjecí nebo odnímatelné. Další doplňky představují pojistky proti chybnému ovládání, skryté, elektronicky uzavírací systémy, které nevidíme ani zvenčí ani zevnitř a které mohou být ovládány spínačem nebo automatikou. Sluneční clony slouží nejen jako sluneční ochrana, ale i jako dekorace. Poskytují okamžité soukromí, snižují průnik hluku a šetří energii.
Dveře
Představují jednu z nejdůležitějších funkčních částí budov. Od dveří se vyžaduje dodržení estetických kritérií, dostatečná mechanická, bezpečnostní a protipožární odolnost, ale i dobré tepelně technické, akustické i světelně technické vlastnosti. Kromě toho by měli mít dlouholetou odolnost proti atmosférickým vlivům. Mají rozhodující vliv i na vzhled budovy, kvalitu vnitřního prostředí, na spotřebu energie, výši pořizovacích nákladů na výstavbu i na udržovací a provozní náklady. Protože plní základní komunikační funkci, vizuálně spojují a současně i oddělují prostory s různým provozem a využitím.
Požadavky a kritéria kladené na dveře se vztahují na všechny jejich části, tedy na dveřní křídlo, zárubeň, práh, kování i těsnění spár.
Vstupní dveře dnes plní hlavně bezpečnostní funkci, ale zároveň by měly působit reprezentačně a esteticky, protože doplňují architektonický vzhled fasády objektu. Můžeme vybrat ze široké nabídky konstrukčního a materiálového provedení, tvarů a barevných řešení. Kvalitu dveří ovlivňuje hlavně kvalitní zpracování a jejich bezproblémová funkčnost. Vstupní dveře se mohou doplnit zabudovaným elektronickým otevíráním, komunikačním zařízením nebo ochrannou výztuží. K vnějším dveřím výrobci nabízejí různé příslušenství, jako např. prosklení, větrací drážky, větrací lamely, vstupní otvory pro domácí mazlíčky, horní nebo boční clony atd.
Zimní zahrada
Je jeden z oblíbených prvků nízkoenergetických domů. Přináší úsporu energie a zvyšuje standard bydlení, ať už jako energetický systém na pasivní využití sluneční energie, jako energetický nárazník, nebo jako kolektor teplého vzduchu. Každé z těchto typů řešení má jiné požadavky na návrh druhu a provedení konstrukce. Je důležité vědět, kde dopadají sluneční paprsky, jaká je cirkulace vzduchu a jaké jsou toky tepla. Pomocí těchto ukazatelů můžeme rozhodnout o druhu a poloze zimní zahrady, výběru materiálu, podílu zasklených ploch i utěsnění.
Konstrukce sestává z rámu a výplně. Funkční požadavky na zimní zahrady jsou podobné jako na zasklené stěny a okna.
U zimní zahrady jako součásti energetického systému je zapotřebí větší konstrukční výška prostoru (nejlépe přes dvě podlaží), orientace na jih, regulované proudění vzduchu a šikmé zasklení plochy.
Správně se rozhodnout
Otvorové výplně, jejich velikost a kvalita parametrů mají zejména v nízkoenergetických domech velký význam, protože výrazně ovlivňují tepelné ztráty objektu (přestupem tepla a infiltrací), ale na druhé straně umožňují solární tepelné zisky. U východní a západní orientace otvorových výplní jsou zisky a ztráty téměř v rovnováze, u severní jsou ztráty téměř dvakrát větší než zisky. Zisky ze solární energie jsou závislé na hodnotě propustnosti slunečního záření přes sklo a velikosti plochy zasklení. Stupeň využití během topného období závisí na velikosti energie dopadajícího slunečního záření.
Při rozhodování bychom měli mít přehled o druzích otvorových výplní, a to hlavně ve vztahu k jejich aplikovatelnosti, konstrukčnímu uspořádání a materiálové základně. Dnes výrobci nabízejí velmi kvalitní produkty, které zabezpečují splnění součinitele prostupu tepla zasklení i pro nízkoenergetické domy s ohledem na funkci oken v těchto domech, hlavně ve vztahu k pasivním energetickým ziskům.
