Použití stavebního skla na fasády

Co jsou v současnosti schopny nabídnout běžné materiály, výrobky a technologické postupy týkající se fasád?
Věnovat se nebudeme nosným prvkům fasád a okenních konstrukcí, ale samotnému prosklení, které tvoří větší část plochy fasády.

Mít dostatek přirozeného světla v obytných, veřejných a kancelářských prostorech je touhou mnoha architektů a investorů. Mnozí však mají strach, že velkými prosklenými plochami bude v zimě unikat teplo, zatímco v létě se bude objekt přehřívat a cena za stavbu se nepřiměřeně zvýší. Za to by dodavatelé fasád a prosklení byli neradi odpovědní.

Nově postavené kancelářské a veřejné prostory by měly sledovat světový trend a jejich fasády zabezpečit dostatek přirozeného světla pro zaměstnance a návštěvníky. Jsou-li prosklení a obvodový plášť správně navrženy, i únik tepla v zimě a sluneční zisky v létě mohou být omezeny na minimum.

Jinak je tomu u soukromých rodinných domů. Zatímco v západní Evropě prosklených částí v rezidenčních objektech každoročně přibývá, typické středoevropské rodinné domy mají i nadále malá okna a nedostatek světla v interiéru.

Jaké jsou možnosti, aby se sen investora o dokonale osvětleném interiéru a správně fungující konstrukci nezmařil a stavba nedopadla jako nepřívětivý uzavřený prostor?

Vhodné je požádat o radu přímo výrobce materiálů a realizační firmy, které mají vždy aktualizované informace, případně vědí, na koho se obrátit.

Izolační prosklení
Prosklení, které ve vysoké míře chrání vnitřní prostor před ztrátami tepla nazýváme izolační prosklení.
Izolační prosklení, např. izolační dvojsklo, je hotový výrobek, kde dvě skleněné tabule spolu s distančním rámečkem a tmely vytvářejí hermeticky uzavřený prostor vyplněný vzácným plynem, obvykle argonem. Izolační trojskla bývají složena ze tří tabulí, které stejným způsobem jako dvojsklo ohraničují tentokrát dvě hermeticky uzavřené dutiny. Osazují se jako hotové výrobky přímo do rámu okna nebo do fasádního systému. Momentálně je na trhu vyšší podíl dvojskel než trojskel, ale každoročně se tento poměr mění a prodej trojskel ve střední Evropě stoupá. Postupně se objevují i čtyřskla, ale jejich účinnost není přiměřená ceně a náročnému technologickému procesu výroby.

Funkce izolačního prosklení:

• omezení úniku tepla směrem do exteriéru v zimě,
• osvětlení přirozeným světlem,
• ochrana před slunečním zářením,
• ochrana před hlukem,
• bezpečnost proti zranění, vloupání, výbuchu, střelám,
• prosklení může plnit funkci ochranného zábradlí.

Prostup tepla a kondenzace na vnitřním povrchu prosklení
V současnosti se součinitel prostupu tepla u izolačních dvojskel pohybuje v rozmezí od 0,9 do 1,1 W/(m² . K). U trojskel jsou tyto hodnoty běžně od 0,5 do 0,7 W/(m² . K). Kondenzace na vnitřním povrchu izolačního prosklení (nemyslíme tím kondenzaci v dutině izolačního skla) se vyskytuje často v málo větraných prostorech nebo v objektech, kde před výstavbou nebo rekonstrukcí nebyl ověřen teplotní faktor vnitřního povrchu fRsi.

Výskyt kondenzace na vnitřním povrchu prosklení můžeme omezit použitím izolačního prosklení s nízkým součinitelem prostupu tepla, tzv. teplým distančním rámečkem, hlubším zapuštěním do rámu, kvalitním rámem a správným osazením okna do konstrukce.

Světelné a energetické parametry
Prostup světla přes běžné izolační dvojsklo je od 70 do 80 %, přes izolační trojsklo 70 až 74 %. Je nutné si uvědomit, že se jedná o teoretické hodnoty. Skutečné osvětlení interiéru bude ovlivněno klimatickými podmínkami, denním a ročním obdobím, velikostí a umístěním prosklených částí a venkovními stínicími prvky jako jsou například stromy a objekty.

U celoprosklených fasád je nutné použít prosklení s protisluneční ochranou a/nebo účinný stínicí systém, obvykle venkovní žaluzie. V případě, že použijeme prosklení, které omezí prostup tepla ze slunečního záření, můžeme počítat s tepelnými zisky v rozmezí od 20 do 45 %, v závislosti na zvoleném protislunečním skle.

Na trhu existuje velký výběr protislunečních skel. Současným trendem je čiré sklo s nízkým odrazem světla, tj. bez zrcadlového efektu. U některých objektů z estetického hlediska je naopak vhodné použít sklo s výraznějším barevným odstínem, zrcadlovým efektem, s potiskem a podobně.

Vzduchová neprůzvučnost
Ochrana před hlukem je u stavebních konstrukcí definována veličinou Rw – vzduchovou neprůzvučností. Vzduchová neprůzvučnost těch nejběžnějších dvojskel ve složení 4-16-4 je 29 až 30 dB. Vyšší ochrany před hlukem dosáhneme:

• rozšířením dutiny,
• použitím silnějších skel a nesymetrických izolačních skel,
• použitím vrstveného skla s běžnou PVB fólií,
• použitím vrstveného skla s akustickou fólií a
• jejich kombinací.

V minulosti se pro zvýšení vzduchové neprůzvučnosti používal v dutině izolačního skla speciální plyn SF6, ten však byl zakázán Kjótským protokolem a výrobci ho přestali používat.

Současné technologie dokážou vyrábět izolační dvojskla s hodnotou vzduchové neprůzvučnosti až 51 dB. U trojskel je možné dosáhnout 50 dB. Naměřené hodnoty pro prosklení jsou platné jen pro rozměry dané normou. Celková účinnost prosklení může být snížena, respektive naopak zvýšena vlivem změny rozměrů, způsobu osazení do konstrukce, zdroje hluku atd.

Bezpečnost
Je přirozené, že mnozí lidé mají ze skla strach. Ostré střepy dokážou člověka vážně zranit, dokonce i usmrtit. Specialisté si uvědomují, že všude tam, kde hrozí riziko zranění v důsledku rozbití skla, je nutné použít bezpečnostní sklo.

Za bezpečnostní sklo jsou považovány dva typy skla:

• tepelně tvrzené sklo – po rozbití se rozpad­ne na neostré úlomky (například boční okno v autě),
• vrstvené sklo – vzniká vrstvením dvou nebo více skel, mezi nimiž je PVB (polyvinylbutyralová) fólie. Po rozbití střepy zůstávají nalepené na fólii.

Podíl bezpečnostního skla v nových objektech každoročně roste. V tab. 1 je ukázán podíl prodaného vrstveného skla na trhu v některých zemích za rok 2010.

Tab. 1  Podíl prodaného vrstveného skla na trhu v některých zemích za rok 2010

Vrstvené bezpečnostní sklo nám dokáže poskytnout ochranu nejen před zraněním, ale i před vloupáním, výbuchem a ozbrojeným útokem.

Různé úrovně bezpečnosti zajišťuje různý počet PVB fólií, skel a jejich tloušťky. Na obr. 1 vidíme sestavy podle stupně bezpečnosti. Kategorie 1B1 a 2B2 se stanovují kyvadlovou zkouškou podle normy ČSN EN 12600, kterou se simuluje náraz člověka do skla. Třídy P1A, P5A, P8B a podobně jsou třídy odolnosti prosklení proti ručně vedené­mu útoku podle normy ČSN EN 356 (obr. 1).

Obr. 1  Sestavy skel podle stupně bezpečnosti – vrstvené bezpečnostní sklo Stratobel

Statika
Skladba izolačních skel se liší i v závislosti na jejich rozměrech, tvaru, sklonu, způsobu uložení do konstrukce a velikosti zatížení. Zatímco v panelákové výstavbě stačí izolační prosklení s tloušťkami 4 mm, pro velkorozměrové zasklení a prosklení v horních částech výškových budov často používáme skla tlouštěk 6, 8, 10 a 12 mm.

Je čiré sklo opravdu čiré?
S přibývající tloušťkou skla ve výplních otvorů se zvyšuje nejen hmotnost prosklení, ale může se měnit i jeho zabarvení. Normou ČSN EN 572 se definuje chemické složení stavebního skla tak, aby byl každý výrobce schopen vyrobit sklo bez výrazného barevného rozdílu.

Základní stavební sklo od všech výrobců má mírně zelený odstín, který se s přibývající tloušťkou skla ještě zintenzivňuje. Vzhledem k tomu, že pro dnešní architekturu je typické velkorozměrové prosklení a celková tloušťka skla v izolačním skle roste, zvyšuje se poptávka po extra čirém skle.

Zatímco donedávna bylo toto sklo nestandardním výrobkem, v současnosti je dostupné téměř u všech výrobců izolačních skel. Prodeje tohoto skla se v posledních dvou letech výrazně zvýšily.

Termální šok
Bylo by nesprávné nezmínit, že sklo nepraská jen při překročení dovoleného napětí, ale také vlivem teplotního namáhání. Rozbití skla vlivem náhlé změny teploty je ve sklářském průmyslu nazýváno termální šok.

Podle výrobní normy ČSN EN 572 plavené sklo float vydrží náhlou změnu teploty do 40 °C. U izolačních skel a jiných výrobků ze skla se tato hodnota pohybuje v rozmezí od 28 do 35 °C, protože tato odolnost závisí také na celkovém rozměru skla, energetické absorpci skla a kvalitě opracování hran.
K rozbití termálním šokem na fasádě dochází obvykle při souhře několika okolností:

• orientace prosklení – východní, jihozápadní a západní strana jsou nejrizikovější,
• nerovnoměrné zastínění prosklení – stromy, posuvné žaluzie atd.,
• blízkost zdroje tepla nebo chladu – otopná tělesa,
• nalepení fólií na sklo z kterékoliv strany,
• skladování nebo ponechání předmětů v těsné blízkosti skla a podobně.

Co dělat v případě, že se domníváte, že je zvýšené riziko termálního šoku na skle v ob­jektu, který právě navrhujete nebo stavíte?
V takovém případě je správné kontaktovat odborníky zabývající se stavebním sklem, kteří ověří, zda jsou vaše obavy namístě. Pokud rozbití hrozí, doporučí vám použít sklo tepelně tvrzené, které odolá náhlé změně teploty až 200 °C, případně sklo tepelně zpevněné, které vydrží změnu 100 °C. Může se stát i to, že si vystačíte s jednoduchým zabroušením hrany skla (obr. 2).

Ekologie a nejen to
S obavami, které jsou spojeny se stále častěji se vyskytujícími ekologickými katastrofami, roste ekologické cítění obyvatel naší planety.

Podle údajů, které zveřejnila Evropská komise, spotřebují budovy v rezidenčním a terciárním sektoru až 37 % energie. Pro výrobce stavebních materiálů je to důvod pro to, aby zlepšování technologických procesů nemělo za cíl pouhé snižování nákladů, ale také snižování emisí.

Nadále přibývají a zdokonalují se systémy pro certifikaci stavebních objektů, jako např. LEED, SBTool, DGNB či BREEAM atd. Tyto nástroje sledují environmentální, sociokulturní a ekonomická kritéria udržitelné výstavby.
Nezbývá nám než věřit, že tyto změny myšlení lidí a technologický pokrok pro nás zabezpečí zdravý a pohodlný pobyt v nově postavených nebo zrekonstruovaných objektech.

TEXT: Ing. Anna Šikyňová
FOTO: AGC Flat Glass

Autorka je technická poradkyně pro střední Evropu společnosti AGC Flat Glass, s. r. o.

Článek byl uveřejněn v časopisu Realizace staveb.