Dřevěná okna

Při výrobě oken a dveří se dřevo, vzhledem ke své dostupnosti a snadné opracovatelnosti, využívalo už dávno. S postupující průmyslovou výrobou se okna začala vyrábět i z plastů a kovů. Dřevěná okna a dveře se však vyrábějí dodnes, a to kvůli vhodným mechanickým a tepelnětechnickým vlastnostem.

Protože dřevo je i po estetické stránce velmi příjemný a vhodný materiál, doufáme, že z našeho života nezmizí.

Základní konstrukční systémy
Dřevěná okna můžeme rozdělit do tří základních konstrukčních skupin:

• jednoduché okno,
• dvojité okno,
• zdvojené okno.

Jako první bylo vyvinuto jednoduché okno, následovalo okno dvojité. Když se začalo přihlížet k ekonomickému využití dřeva a k šetření s ním, přešlo se od dvojitých oken k oknům zdvojeným. V současnosti jsou však nejrozšířenější okna jednoduchá, vyráběná z tzv. eurohranolů – eurookna. První jednoduchá okna se zasklívala jednoduchým sklem. U dvojitých oken se již použila dvě jednoduchá skla. Postupně se jednoduchá skla začala zaměňovat za izolační dvojskla, která zlepšila celkovou tepelnou propustnost oken.

Moderní okna s izolačním dvoj(troj)sklem charakterizuje orientace zasklívací polodrážky do interiéru. Na spodní straně z exteriérové strany se používají hliníkové ochranné lišty, aby se dřevo ochránilo před vodou, která se v těchto místech nejčastěji hromadí. Šířka vlysů používaných k jejich výrobě je standardní – 68 mm. Při rostoucích cenách energií se na okna kladou vyšší tepelnětechnické požadavky, a proto se dnes standardem stávají okna o tloušťce vlysu 78 mm. Pro speciální okenní konstrukce určené do nízkoenergetických a energeticky pasivních domů se tloušťky vlysů pohybují až do 110 mm a v některých případech až 150 mm.

Střešní okna
Zvláštní skupinou oken jsou střešní okna, která se umísťují v rovině střešního pláště. Jejich výhodou je, že ve srovnání s oknem umístěným ve vikýři nebo lodžii zvýší osvětlení místnosti asi o 40 %. Protože střešní okno je více namáhané povětrnostními vlivy než okno osazené ve svislé stěně, vyžaduje dokonalé konstrukční vyhotovení a kvalitní materiály. Dřevěná střešní okna se vyrábějí z lamelového dřeva nejčastěji ze severské borovice. Střešní dřevěná okna musejí být náležitě impregnována látkami proti biotickým škůdcům.

Ke zvýšení odolnosti se z venkovní strany používají hliníkové profily. Hliníkem, měděným plechem nebo plechem z titanzinku se vytváří i oplechování, které přechází pod střešní krytinu a vytváří spolu se systémem záhybů (falců) a překrytí dokonalé utěsnění osazení okna chránící před atmosférickou vodou.

Při osazení a ukotvení okna do střechy je potřebné dodržet několik zásad:

• zabezpečit odstup krytiny od okna pro volný odtok vody,
• vytáhnout podstřešní fólii až k rámu (nezapomenout důkladně utěsnit rohy),
• po celém obvodu zajistit důkladné tepelné zaizolování,
• upevnit parotěsnou zábranu na rámu po celém obvodu,
• u odvětrané střechy je třeba v horní části umístit drenážní žlab pro odtok zkondenzované vody.

I skleněný systém střešních oken musí být z odolnějšího skla zejména kvůli krupobití a případně kvůli jinému mechanickému poškození. Proti nadměrnému přehřívání (okno v podstatě funguje jako skleník) slouží mnoho doplňků, například markýzy a doplňky k omezení nadměrného osvětlení (rolety a žaluzie), případně sklo s reflexní úpravou.

Komfort bydlení v podkroví ovlivňuje i správná výška osazení střešního okna. Často se stává, že je okno osazeno vysoko. Aby se okno snadno otevíralo a aby vytvářelo dostatečný kontakt s okolním prostředím, je vhodné, aby spodní hrana okna nebyla vyšší než 1,2 m od podlahy.

Materiál na výrobu oken
Na výrobu oken se v současnosti používá lamelové dřevo, tzv. eurohranol. Ten se vyrábí nejčastěji ze tří vrstev – slepením dřevěných lamel. Tyto lamely se navzájem napojují různými typy spojů (nejčastěji délkovým, tzv. cinkovaným spojem), čímž se při jejich výrobě dosahuje velké délkové variability. K vytvoření eurohranolu se používají dva druhy lamel.

Z méně kvalitního materiálu (po vyřezání chyb z desek vznikají kratší kousky, které se navzájem lepí) se vytváří střed eurohranolu. Z materiálu vyšší kvality, který se dělí na dvě skupiny, a to podle toho, zda se lamely délkově napojují či nikoli, se vyrábějí povrchové vrstvy. Výrobci oken nabízejí zákazníkům tzv. cink a fix hranoly. Cink je hranol, který má vrchní lamely napojeny, zatímco u fix hranolů lamely napojeny nejsou.

K výrobě eurohranolů, a tím i oken, se využívají různé dřeviny. Teoreticky lze okno vyrobit z jakékoli dřeviny, ale ne všechny dřeviny jsou pro tyto účely vhodné. Proto se dřevěná okna z eurohranolů vyrábějí především z jehličnatých dřevin smrku a borovice. Z listnatých dřevin je to nejčastěji dub a z exotických se používá meranti. Vhodnou dřevinou k výrobě oken je smrk, protože má vzhledem ke své hmotnosti dobré pevnostní vlastnosti. Meranti se svou stavbou značně podobá smrku, ale má hustší a kompaktnější strukturu díky podmínkám, v nichž roste (Malajsie, Indonésie a jinde). V zemích, kde se ve srovnání s našimi zeměpisnými šířkami nestřídají roční období s výraznými teplotními rozdíly, není ani dřevo těmito výkyvy poznamenané. Dub má z uvedených dřevin nejvyšší pevnost i životnost, ale zároveň i nejvyšší cenu. Proto v porovnání s ostatními má cenové prvenství smrk, protože meranti se musí dovážet, což jeho cenu oproti smrku zvyšuje.

Povrchová úprava oken
Základním cílem povrchové úpravy je ochrana dřeva před povětrnostními vlivy, pronikáním vlhkosti a ochrana před slunečním zářením (UV zářením). Povrchovou úpravu oken v minulosti zajišťovali malíři a prováděla se přímo na stavbách. Spočívala zejména v nátěru (napuštění) lněnou fermeží. Do 60. let minulého století se nejčastěji používaly bílé pigmenty (zinková, olověná, respektive titanová běloba). V 70. letech se začaly používat lazurovací nátěry. Koncem dekády se na základě výzkumů v Institutu pro techniku oken (ITF) v Rosenheimu zjistilo, že pro zlepšení objemové stálosti dřevěných oken je nejvhodnější kombinace nefilmotvorné impregnace a filmotvorné silnovrstvé lazury. Tato komplexní péče se již nemohla realizovat na stavbě, proto výrobci začali nabízet okna s celkovou povrchovou úpravou.

Povrchová úprava oken se v současnosti skládá ze tří vrstev:

• Namáčecí základ (nefilmotvorná impregnace) – tato vrstva buď přímo, nebo nepřímo souvisí s povrchovou úpravou. Váže se přímo na dřevo a obsahuje i ochranné látky, které chrání dřevo před biologickým napadením (houbami, plísněmi, škůdci). Pomáhá též dřevu lépe odolávat UV záření. Nejčastěji se nanáší máčením.
• Intermedio (lazura – ochrana proti vlhkosti). Druhá vrstva vytváří základní ochranu dřeva proti venkovní vlhkosti. Jeho konzistence dovoluje jeho nanášení máčením nebo poléváním. Tímto způsobem nanášení se dostane do celé konstrukce okna (spoje, rohy atd.). Lazurovací vrstva v podstatě chrání dřevo okna zvenku po celém obvodu.
• Silnovrstvá lazura chrání dřevo před venkovní vlhkostí a rovněž i před mechanickým poškozením (například krupobití). Musí být elastická, aby odolávala i malým rozměrovým změnám, k nimž ve dřevě dochází při změně vlhkosti.

Některé zahraniční firmy přišly na trh s povrchovou úpravou, která spočívá v oblepení vnější strany okenní konstrukce plastovou fólií. U tohoto způsobu povrchové úpravy odpadá mokrý proces při výrobě okna stejně jako čekání na vyschnutí povrchové úpravy. Tyto fólie jsou však paronepropustné, což může způsobit hromadění vlhkosti ve dřevě a případně i jeho objemové změny. To pak mnohdy vede k deformacím na okně.

Osazení
Jakkoli správně vyrobené a zkonstruované okno nebude kvalitně plnit svou funkci, pokud se správně neupevní (neosadí) do stavby. Proto jsou i požadavky na osazení okna velmi vysoké. Styk okna s obvodovou konstrukcí musí odolávat povětrnostním, tepelným a akustickým vlivům. Osazení okna se považuje za kritické místo při výstavbě, protože právě zde dochází ke styku dvou různých konstrukcí – obvodové stěny a okna. Jako u všech napojeních různých konstrukcí, ani v tomto případě není možné jejich stoprocentní propojení, takže se občas vyskytnou nějaké nedokonalosti nebo problémy.

Detail osazení se skládá ze tří základních částí:

• Vnější uzávěr styku. Má i estetickou funkci, ale jeho hlavním úkolem je ochránit styk proti povětrnostním vlivům (pronikání srážkové vody a větru). Tvoří ho venkovní parapetní oplechování.
• Tepelněizolační výplň – jejím úkolem je vytvářet dostatečný tepelný odpor, ale také chránit před pronikáním vzdušné vlhkosti. Slouží i jako akustická izolace. Dříve se k izolaci používala konopná vlákna, v současnosti je nahrazují vypěňovací polyuretanové pěny, které mají lepší tepelněizolační a akustické vlastnosti a lépe izolují proti vlhkosti.
• Vnitřní uzávěr styku okna s obvodovou stěnou je v podstatě interiérové ukončení osazení okna. Na spodní straně bývá nejčastěji ukončen parapetní deskou, na horní a boční straně omítkou. Ukončení by mělo být v jedné svislé rovině (vodorovné s vnější stěnou) a nesmí být přerušené, aby teplota na povrchu ostění nebyla pod teplotou rosného bodu, při němž by kondenzovala voda. V běžných podmínkách se tato teplota pohybuje kolem 9,5 °C. Aby nedocházelo k tvorbě plísní, měla by teplota povrchu být přibližně 12,5 °C.

Při dokončovacích pracích je zapotřebí důkladně utěsnit vnější uzávěr. Při osazení venkovní parapetní desky se nesmí zapomenout na překrytí jejích konců buď omítkou, nebo venkovním obkladem ostění, aby se stékající voda nedostávala pod parapetní desku.

Nízkoenergetická a pasivní okna
Neustále se zvyšující ceny energií a orientace společnosti na ekonomické a ekologické aspekty výstavby obytných budov nutí výrobce a projektanty přicházet s produkty splňujícími tato náročná kritéria. V posledních letech se do povědomí dostávají pojmy nízkoenergetický a energeticky pasivní dům – jde o stavby, které ve srovnání s běžnými budovami ke svému provozu potřebují výrazně menší množství energie na vytápění.

Okna, která jsou dnes běžná, nesplňují požadavky dostatečné tepelné izolace vyjádřené hodnotou součinitele prostupu tepla U (W/m² . K). Čím nižší je tato hodnota, tím má konstrukce lepší tepelnětechnické vlastnosti. Standardní okna mají hodnotu celkového součinitele prostupu (zasklení spolu s rámem) kolem 1,5 W/(m² . K). Pro okna určená do energeticky pasivních domů je maximální doporučená hodnota U = 0,8 W/(m² . K). Aby okno tuto podmínku splnilo, musí mít zasklení, jehož hodnota U se pohybuje kolem 0,6 W/(m² . K) a méně. Běžný dřevěný rám nedokáže této hodnoty dosáhnout, proto se vyrábějí rámy ze sendvičových konstrukcí, u nichž je na povrchu rámu dřevo a uvnitř vložený materiál s vyššími tepelnětechnickými vlastnostmi, nejčastěji polyuretanová pěna nebo její kombinace s dřevními vlákny, tzv. purenit nebo korek.

Někteří výrobci kvůli získání zákazníků vydávají dřevěná okna z plného profilu, nejčastěji z profilu o větších tloušťkách, za okno vhodné do energeticky pasivního domu, protože zasklení dosahuje potřebné hodnotu U. Je třeba si však uvědomit, že celodřevěný rám do tloušťky asi 100 mm nemůže adekvátně splnit požadavek dostatečné tepelné izolace. Dokonce i na jedné výstavě prezentoval výrobce dřevěné okno se zasklením izolačním trojsklem jako okno vhodné do energeticky pasivního domu, přičemž šlo o okenní rám o tloušťce 88 mm. Na otázku, jak může dokázat, že hodnota U je u okna nižší než 0,8 W/(m² . K), odpověděl, že to deklaruje výrobce zasklení. A po připomínce, že rám přece tvoří asi 20 až 35 % celkové plochy okna, prezentující jen mlčky krčil rameny.

Uvažujete-li proto o investici do energeticky pasivního domu, nenechte se uchlácholit řečmi o dokonalém systému zasklení, ale požadujte, aby vám výrobce doložil, že celkový součinitel prostupu tepla se pohybuje pod hranicí 0,8 W/(m² . K). Seriózní výrobci mají tuto hodnotu potvrzenou podle měření provedených v certifikovaných zkušebnách.

Kombinovaná okna
Dřevo je přírodní materiál a jako takový podléhá degradaci. U okenních konstrukcí je to zejména vliv povětrnostních podmínek. Povrchovou úpravou lze tyto vlivy minimalizovat, avšak někteří výrobci nabízejí jiné řešení – nahradit vnější stranu ze dřeva hliníkem nebo plastem. Taková dřevěná okna mají delší životnost, která je podmíněna kvalitní výrobou, protože plasty nebo hliník, které mají vyšší odolnost, bezpečně zvenku dřevo ochrání. Estetický dojem z dřevěných oken přitom zůstává z interiéru zachovaný.

Ing. Roman Nôta
Foto: Bienhaus, E. Bobeková, R. Freund a archiv autora