Okna a dveře jako z budoucnosti

25. února 2010

Partneři sekce:

Energeticky úsporný dům je v současnosti prezentován v různých médiích. Jeho obvodový plášť musí mít nadstandardní tepelněizolační vlastnosti a z tohoto hlediska jsou jeho nejslabším článkem okna, kterým je právě proto třeba věnovat zvýšenou pozornost.

Základní funkcí okenních konstrukcí je zprostředkování vizuálního kontaktu s vnějším prostředím a prosvětlování vnitřních prostorů budovy. U energeticky úsporných domů mají navíc ještě velmi důležitou funkci, a to zabezpečovat pasivní solární zisky – okna shromažďují sluneční energii, která ohřívá vnitřní prostory. Okna však nejsou potřebná kvůli větrání. Funkci větrání splňuje větrací zařízení, které zabezpečuje přísun požadovaného množství čerstvého vzduchu. Někteří odborníci často podléhají mylné představě, že okna energeticky úsporných budov nemají být otevírána, aby se nenarušila účinnost větracího zařízení.

V každé obytné místnosti by však mělo být alespoň jedno okno, které lze v případě potřeby otevřít, a toto pravidlo je důsledně uplatňováno i u nízkoenergetických domů. Okna se mohou otevírat například během letních nocí, což umožní odvod přebytečného teplého vzduchu v místnostech. V energeticky úsporných domech při nízkých venkovních teplotách by se však nemělo větrat okny, aby se dosáhlo maximálních energetických úspor. Při vyšších venkovních teplotách otevření oken nebo balkonových dveří není problém.

Zasklení
Kvalita oken závisí na třech základních faktorech – sklu, rámu a způsobu osazení. Zasklení pro energeticky úsporné domy mají mít součinitel prostupu tepla ve středu ploché skleněné výplně U ≤ 0,7 W/(m². K). Velmi kvalitní tepelněizolační zasklení jsou složena ze tří skleněných tabulí. Dvě z nich mají nízkoemisní a selektivní nános tenkého kovového povlaku. Nízkoemisní vrstva vytváří při šíření tepla sáláním v prostoru mezi skly tzv. tepelné zrcadlo. Čím nižší je emisivita kovového povlaku, tím vyšší je tepelný odpor uzavřené plynové vrstvy a nižší součinitel prostupu tepla zasklení U_g. Vnitřní povrchová teplota zasklení s těmito kvalitními tepelněizolačními parametry se blíží dokonce k průměrné interiérové teplotě (asi 20 °C).

Selektivní vrstvy jsou pro vytápěné budovy navrhovány tak, aby propouštěly co nejvíce světla a slunečního záření, tedy aby byly okenní tabule na pohled transparentní. Povlaky však přeci jen poněkud snižují transparentnost ve viditelné oblasti i celkovou propustnost energie slunečního záření (hodnota g), proto je třeba dosáhnout kompromisu mezi tepelnou ochranou a solárními zisky zasklení. Nízkoemisní zasklení se vyplňují vzácnými plyny (argon, krypton, xenon nebo hexafluorid síry SF6), čímž se zlepšují jejich tepelněizolační vlastnosti. Tyto plyny mají nižší součinitel tepelné vodivosti než vzduch, díky čemuž se snižuje vedení tepla v plynové vrstvě.

Lze použít i dvojitá okna, tedy kombinaci dvou tepelněizolačních dvojskel. Je však třeba ověřit kombinaci kovových nánosů, neboť čtvrtá skleněná tabule může u zasklení hodně snížit celkovou hodnotu propustnosti energie slunečního záření. Zdvojená okna jsou realizována jako kombinace tepelněizolačního dvojskla a jednoduchého skla. Tyto konstrukce jsou výhodné z hlediska akustiky a navíc je do vzduchové vrstvy možno integrovat i sluneční ochranu.

Vnější žaluzie a rolety
Vnější rolety s předokenním boxem jsou určeny k dodatečnému zabudování do již existujících oken. Někteří výrobci je nabízejí i s úpravou na zhotovení pod omítku nebo v kombinaci se zabudovanou roletou na ochranu proti hmyzu. Revizní kryt zabezpečuje snadný přístup do roletového mechanismu z exteriéru.

Vnější rolety s nadokenním boxem jsou vhodné pro novostavby. Jsou dodávány jako jeden celek s oknem, a proto jsou vzájemně perfektně sladěné. Hodí se ke každému typu oken a dosahují výborných hodnot tepelné a zvukové izolace. Ovládání zabezpečuje popruh, který může být zapuštěný do omítky, šňůra, klika, pružina nebo motor z vnitřku objektu.

Vnitřní rolety a žaluzie
Současné stahovací rolety vytvářejí s oknem jeden optický a funkční celek. Roleta se pevně namontuje na rám okna a může se s ním otáčet nebo sklápět. Vodicí kolejničky ji spolehlivě přidržují. Květiny nebo předměty uložené na parapetu roleta neomezuje. Kryt navíjecího mechanismu jen jemně vystupuje na rám okna. Vodicí kolejničky tvoří s rámem okna jednu rovinu. Ovládací mechanismus (řetízek apod.) zabezpečí polohování v jakékoliv výšce. Jinou možností jsou rolety namontované na ostění.

Vnitřní horizontální žaluzie fungují jako usměrňovače slunečního záření. Různé sklony lamel se perfektně přizpůsobí přicházejícímu světlu i požadavkům uživatele na vytvoření příjemné vnitřní atmosféry. Vnitřní horizontální žaluzie se hodí především tam, kde není možné umístit stínicí prvky na fasádu, nesmí se však zapomínat, že u velkých zasklených stěn otočených na sluneční stranu nezabraňují při vyšších venkovních teplotách přehřívání interiéru. Vytahování, stahování a natáčení žaluzií zabezpečuje tenký řetízek. Někteří výrobci nabízejí vnitřní horizontální žaluzie integrované přímo při výrobě do konstrukce okna.

Vnitřní vertikální žaluzie patří k mistrům modulace světla. Vertikální lamely regulují přicházející sluneční svit různé intenzity a současně stále umožňují pohled ven. Díky vodicím kolejničkám se vertikální žaluzie přizpůsobí každému tvaru, sklonu i umístění v prostoru. Svislé lamely se ovládají řetízkem, který žaluzie otevírá i zavírá a natáčí do správného úhlu. Distanční řetízky na dolních koncích lamel zaručují pravidelný rozestup a usnadňují otevírání a zavírání. Závaží ve spodních lemech tlumí pohyb lamel. Vertikální žaluzie se vyrábějí ze syntetických i přírodních materiálů, které jsou pevné, stálobarevné a snadno se čistí.

Okenní rám a křídlo
Pozitivní solární zisky speciálními zaskleními však mohou v celkové energetické bilanci okna znehodnotit zvýšené tepelné ztráty okenními rámy, tepelný most v místě distanční vložky a v místě osazení okna do obvodové zdi. Vzhledem k tomu, že rámy představují 30 až 40 % plochy otvoru, je důležité, aby jejich součinitel tepelné vodivosti byl menší než 0,8 W/(m . K). Jednoduše řečeno, je zbytečné používat izolační trojskla, pokud by vám teplo mělo utéct rámy.

Vynikající zasklení vyžaduje i rám se špičkovými parametry a k tomu v posledních letech přispělo vložení vrstvy tepelného izolantu do okenního rámu i křídla. Na trhu je už dostatek tepelněizolačních okenních rámů v podobě sendvičových vlysů. Celková tloušťka rámu tak dosahuje asi 110 mm. Protože na integraci tepelněizolační vrstvy běžná tloušťka okenního rámu nestačí, někteří výrobci hotových okenních vlysů na bázi dřeva s tepelněizolačním pláštěm z korku, polyuretanu či pěnového polystyrenu už přecházejí od jejich vzájemného lepení ke šroubovaným nebo zásuvným spojům. Z ekologického hlediska je to velmi pozitivní, neboť jednotlivé komponenty se při odstraňování okenních konstrukcí oddělují mnohem jednodušeji. Na vytvoření okenního rámu se často používá předsazený plášť z hliníkových profilů.

V případě plastových profilů je třeba větší komory vyplnit tepelněizolačním materiálem. Požadovaných tepelněizolačních paremetrů dosahují tlusté rámy dvojitých a zdvojených okenních konstrukcí z celodřevěných vlysů. Tepelněizolační vrstva rámu musí procházet bez přerušení, stejně důležitá je vzduchotěsná realizace těsnění (běžné jsou už tři roviny těsnění mezi rámem a křídlem – dvě dorazová těsnění, standardně používaná u běžných oken, jsou doplněna o třetí, středové těsnění), odolnost proti účinkům přívalového deště a funkčnost během celé životnosti okna. Konstrukčním zesouladěním zasklení, které má U_g ≤ 0,7 W/(m². K), s takovým rámem je možno dosáhnout u okna hodnoty U_w ≤ 0,85 W/(m². K), což je podmínkou splnění jednoho z kritérií energeticky úsporného domu.

Zapomenout se nesmí ani na distanční vložky vkládané mezi skleněné desky, které mohou tvořit výrazný tepelný most na okrajích zasklení. Proto se kromě klasických hliníkových používají i rozpěrky z jiných materiálů (tenkostěnný plech z ušlechtilé oceli či plastové profily). Tepelné ztráty okrajem zasklení redukuje i hlubší zapuštění okraje do okenního křídla. Důležité je i téměř úplné vyloučení rizika tvorby kondenzátu na okrajích zasklení snížením účinku tepelného mostu (povrchová teplota ani zde neklesne pod 13 °C).

Montáž
Z hlediska tepelných ztrát je důležité i osazení okna v ostění, zateplení ostění a parapetu a také těsnění spáry mezi oknem a zdivem. Okno musí s tepelnou izolací obvodového pláště vytvářet souvislou tepelněizolační vrstvu. I když se může zdát osazení okna bezproblémové, je vhodné přenechat tuto práci odborné firmě, která okna dodává. Špatná montáž může znehodnotit výsledný efekt i technicky dokonalého a drahého výrobku. Při samotné montáži musí být kladen důraz hlavně na kvalitu a vzduchotěsnost.

Domovní a balkonové dveře
Domovní dveře musí plnit stejné požadavky jako okenní konstrukce. Hodnota U zabudovaných dveří ve standardní velikosti 1,1 m × 2,2 m by neměla překročit 0,80 W/(m². K). Tepelný most v oblasti prahu je relevantní, neboť rám v této oblasti není možno dostatečně zateplit. Kromě tepelných požadavků je důležitý i požadavek dlouhodobé vzduchotěsnosti, protože dveře jsou mnohem více namáhané než okna. Na trhu se už objevily i speciální prahové profily s uzavíracími mechanismy.

Pasivní dům v reálu
Slunce a vzduch ve správné míře
Výběr dodavatele oken pro náš pasivní dům byl poměrně náročný proces spojený s rozsáhlým průzkumem možností. V úvahu jsme brali jednak kvalitativní parametry, jednak cenu. Nejprve jsme se museli rozhodnout, jestli použijeme okna dřevěná, plastová nebo hliníková. Museli jsme přitom dbát na to, aby splnila požadavky na tepelněizolační vlastnosti, jaké vyžadují pasivní domy – to znamená, že koeficient prostupu tepla pro celé okno musel být menší než 0,8. Kromě toho musela být okna dokonale vzduchotěsná. Známý argument, že na těsných oknech se rosí skla, používají hlavně malí výrobci, kteří nedokážou dokonale těsnící okna vyrobit. Tato vlastnost je však nezbytná při použití kontrolovaného větrání a při kontrolovaném větrání rosení skel rozhodně nehrozí.

Dřevěná okna jsme vyloučili vzhledem k nutnosti údržby, navíc se nám dřevo do moderních interiérů nehodilo ani architektonicky. U hliníkových oken zase byla příliš vysoká cena – i proto, že k dosažení kvalitativních parametrů pasivních domů bylo třeba použít speciální zasklení s tepelným zrcadlem. Nejlepší poměr ceny ke kvalitě dosáhla plastová 5- a 6komorová okna renomovaných výrobců, jejichž parametry byly na hranici použití v pasivních domech. Architekti vyžadovali, aby lišty na oknech byly v souladu s tvaroslovím stavby hranaté, a tak jsme se po zvážení všech požadavků nakonec rozhodli pro okna z profilů VEKA Topline plus, určená výhradně pro pasivní domy, se zasklením z izolačního trojskla. Dodávku i instalaci realizovala česká firma Gromathic, která má s výrobou a instalací takových oken zkušeností. Při osazování byla použita speciální technologie, která zabraňuje pronikání vzduchu u rámů. To vyžadovalo omítnutí ostění ještě před vložením oken. Rámy byly při instalaci umístěny na vnější obrys zdi, aby bylo jednodušší je izolovat.

Stínění
Velká okna s sebou přinášejí i velké tepelné zisky ze slunečního záření. Tento fakt je příjemný v zimě, v létě však může způsobit nepříjemné přehřívání domu, proto je třeba okna stínit. Architekti navrhli pro některá okna v přízemí přirozené stínění předsunutím horního podlaží, na ostatní však bylo zapotřebí zajistit aktivní stínicí systém. Váhali jsme mezi vnějšími žaluziemi a roletami. Nakonec jsme se rozhodli pro žaluzie, které i při zastínění propustí do interiéru dostatek denního světla. Při použití systémů inteligentních budov je možno dosáhnout zastínění celého domu tak, aby se v horkých letních dnech nepřehříval. Abychom zabránili vzniku výrazného tepelného mostu, který by se vytvořil při instalaci mechanismů žaluzie přímo na stěnu, architekti navrhli okenní otvory jako bezpřekladové, přičemž prostor nad oknem vyplnil slepý rám (horní rám se rozšířil až o 25 cm).

Na slepý rám byl instalován mechanismus žaluzie, který se ani v jednom místě nedotýkal zdi, a tedy nevytvořil tepelný most. Ve dvou případech nemohl mít slepý rám požadovanou šířku a mechanismus žaluzie sahal až na zeď. Tehdy jsme mezi žaluzii a stěnu vložili polystyren. Vodicí lišty se dotýkají ostění, takže jestliže jsou žaluzie vytažené, nejsou vůbec viditelné.

Zpracováno podle série článků Pasivní dům ve slovenské realitě, autor Ing. Branislav Gablas, uveřejněné v roce 2007 v časopisu Môj dom z vydavatelství JAGA GROUP, s. r. o.