Zasklení pro udržitelnou architekturu

Prosklená fasáda představuje nejen současný módní trend, ale zabezpečuje i dokonalé osvětlení pracovního prostoru. Sklo bylo, je a stále bude jedním z hlavních stavebních prvků v architektuře, a to nejen díky svým estetickým vlastnostem, jako je transparentnost a čistota, ale i díky své různorodosti, možnostem zpracování a v neposlední řadě stále se zlepšujícím parametrům.

Správně navržené zasklení moderních budov s rozsáhlými skleněnými plochami se v současnosti posuzuje z pohledu estetiky, osvětlení, tepelných ztrát, bezpečnosti, akustiky, statiky a mnoha dalších hledisek. V dnešní době je stále více sledovaným parametrem dopad zvoleného materiálu na životní prostředí. Komplexní kvalitu budov z uvedených hledisek nejlépe posuzují certifikační nástroje, jako jsou BREEAM, LEED, SBToolCZ apod. V tomto článku přiblížíme některé kroky ve vývoji skla, které mají příznivý vliv na zlepšení kvality budov a životního prostředí.

Sklo pro různé účely
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 že se cena za stavbu nepřiměřeně zvýší. Za to by dodavatelé fasád a zasklení 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 zasklení 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. Možností, aby se sen investora o dokonale osvětleném interiéru a správně fungující konstrukci nezmařil a stavba nedopadla jako nepřívětivý uzavřený prostor, je několik. Vhodné je požádat o radu přímo výrobce materiálů a realizační firmy, které mají vždy aktualizované informace, případně vědí, na koho se obrátit.

Izolační zasklení
Zasklení, které ve vysoké míře chrání vnitřní prostor před ztrátami tepla, nazýváme izolační zasklení. Může se jednat např. o izolační dvojsklo, kdy 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 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.

Funkce izolačního zasklení

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

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 zasklení s protisluneční ochranou a/nebo účinný stínicí systém, obvykle venkovní žaluzie. V případě, že použijeme zasklení, 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 je z estetického hlediska naopak vhodné použít sklo s výraznějším barevným odstínem, zrcadlovým efektem, s potiskem apod.

Vysoká selektivita
Selektivita je bezrozměrná veličina určující poměr mezi světelnou propustností zasklení a solárními zisky. Cílem je dosáhnout v budově co nejlepšího přirozeného osvětlení (úspora energie za umělé osvětlení) a zároveň co nejnižších přirozených teplených zisků přímo od slunce (úspora energie za klimatizaci). Donedávna byla tato hodnota omezena shora hodnotou 2. Skla nové generace využívající technologie tzv. „triple silver coating“ tuto hodnotu posouvají výš, čímž příznivě ovlivňují vnitřní klima budovy při snížených nákladech na osvětlení a klimatizaci.

Ochrana před hlukem
Vnitřní prostory kvalitní budovy musí být dostatečně chráněny před hlukem. Správný výběr materiálu ovlivňuje fyzikální veličina Rw – vzduchová neprůzvučnost. Ta je u nejběžnějších dvojskel 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 plyn SF6, ten však byl zakázán Kjótským protokolem.

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

Bezpečnost
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 zůstávají střepy nalepené na fólii. 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. Kategorie 1B1 a 2B2 se stanovují kyvadlovou zkouškou podle normy ČSN EN 12600, kterou se simuluje náraz člověka do skla. Třídy P1A, P5A, P8B apod. jsou třídy odolnosti zasklení proti ručně vedenému útoku podle normy ČSN EN 356.

Extra čiré sklo
S přibývající tloušťkou skla ve výplních otvorů se zvyšuje nejen hmotnost zasklení, ale může se měnit i jeho zabarvení. Norma ČSN EN 572 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 zintenzivňuje. Vzhledem k tomu, že pro dnešní architekturu je typické velkorozměrové zasklení 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
Sklo nepraská jen v důsledku mechanického namáhání, ale i vlivem teplotních změn. V případě, že se na skle nacházejí dvě oblasti s vysokým rozdílem povrchové teploty, může dojít k prasknutí. Tento jev se ve sklářském průmyslu nazývá termální šok.

K rozbití termálním šokem na fasádě dochází obvykle při souhře několika okolností:

• orientace zasklení – nejrizikovější jsou světové strany: V, JV, J, JZ a Z,
• nerovnoměrné zastínění zasklení – stromy, přítomnost žaluzií atd., 
• blízkost zdroje tepla nebo chladu – otopná tělesa,
• nalepení fólií na sklo, 
• skladování nebo ponechání předmětů v těsné blízkosti skla,
• použití skla s vysokou energetickou absorpcí atd.

V případě, že existuje předpoklad zvýšeného rizika termálního šoku na navrhované fasádě nebo na fasádě již realizované budovy, je třeba zejména kontaktovat výrobce stavebního skla, který na základě skladby zasklení, konkrétních klimatických podmínek a architektonických parametrů dokáže ověřit, jestli jsou obavy na místě. V případě, že rozbití reálně hrozí, doporučuje se použití tepelně tvrzeného skla, které odolá náhlé změně teplot až o 200 °C. Případně lze použít tepelně zpevněné sklo, jež odolá změně teplot až o 100 °C. Někdy postačí i pouhé zbroušení hran skla.

Dopad na životní prostředí
Výroba skla je energeticky velmi náročný proces. Hlavními ekologickými problémy jsou spotřeba energie a emise do ovzduší. Při výrobě dochází k emisím produktů ze spalování a k oxidaci atmosférického dusíku za vysoké teploty, tj. k produkci oxidu siřičitého, oxidu uhličitého a oxidů dusíku. Emise z pecí také obsahují prach a menší množství kovů. Dále dochází k emisím prachových částic při manipulaci se sypkými surovinami.

Využití surovin při výrobě skla
Při výrobě skla se běžně jako náhrada primárních surovin využívají střepy (v množství cca 25–40 % vsázky), a to jak z vlastní výroby (z vlastních závodů), tak i střepy externí (z nákupu střepů). Střepy z plochého skla se rovněž využívají pro výrobu obalového skla a izolačních materiálů pro stavebnictví (např. skelná vata).

Kromě úspory surovin má využití střepů vliv na úsporu energie. Při zvýšení objemu střepů ve vsázce o 4 % dojde ke snížení spotřeby energie na tavení o 1 % na tunu utavené skloviny, což má za následek snížení množství emisí CO2 do ovzduší (1 t střepů reprezentuje cca 120 kg CO2). Při zvýšení zpracování recyklovaných střepů o 4 % lze uspořit až 3 500 t CO2 za rok.

Protože sklo na fasádě tvoří stále větší plochu, měla by se věnovat dostatečná pozornost výběru vhodného zasklení, a to nejen z hlediska technických parametrů, ale také z pohledu dopadu na životní prostředí.

Text: Ing. P. Hotový, Ing. D. Kelich, Ing. I. Státníková a Ing. A. Šikyňová
Foto: AGC Glass Europe

Autoři pracují ve společnosti AGC Glass Europe.

Společnost AGC Flat Glass Czech používá v České republice pro výrobu plochého skla regenerativní sklářské pece otápěné zemním plynem. Nové výrobní linky společnosti AGC Flat Glass Czech nazvané R3 a R2 jsou vybaveny jednotkou na čištění spalin (APC – Air Pollution Control). Ta je tvořena suchou fluidní pračkou (odstraňování kyselých složek spalin – SO2, SO3, HCl, HF), elektrostatickým odlučovačem pro odstraňování prachových částic a jednotkou DeNOx fungující na principu katalytické redukce oxidů dusíku. Kupříkladu realizací jednotky na výrobní lince R2 došlo k poklesu emisí NO2
o 63 %, emisí SO2 o 26 % a prachových částic o 58 %.