Správne riešenie detailov osadenia okien

Konštrukcie obvodového plášťa, ako sú okná či dvere, sú konštrukcie, pre ktoré je charakteristické ich napojenie na nepriehľadnú časť obvodového plášťa alebo na nosnú konštrukciu samotnej stavby. Dobré parametre skladby obvodového plášťa, kvalitné okno či dvere ešte nemusia zaručiť maximálny efekt, ktorý sa od nich očakáva.

Pozitívne vlastnosti plášťa a výplní sa môžu znehodnotiť nesprávnym vyriešením detailu osadenia okna a pripojovacej škáry.

Tak ako je dôležité okno správne navrhnúť, je dôležité aj ho dobre vyrobiť a správne namontovať. K mnohým problémom dochádza hlavne z dôvodu nesprávne realizovanej montáže výplňových konštrukcií. Ak montáž nespĺňa požadované kritériá, okno nemôže stopercentne plniť svoju funkciu.

Pravidlá a požiadavky na zabezpečenie kvalitnej realizácie montáže okna, nielen z hľadiska súčasnej úrovne vedeckého poznania v oblasti teórie otvorových konštruk­cií a ich stykov, ale aj praxe, sú stanovené v norme STN 73 3134: Stavebné práce. Styk okenných konštrukcií a obvodového plášťa budovy. Požiadavky a skúšanie, ktorá nadobudla platnosť 1. januára 2010.

Nároky na styk obvodového plášťa a otvorových konštrukcií
Detail osadenia okien a dverí, respektíve styk obvodového plášťa budovy a otvorových konštrukcií je veľmi náročný a pri realizácii budov sa často podceňuje. V konštrukcii okna, respektíve dverí ako celku predstavuje tretiu charakteristickú konštrukciu styku. Súčasné nároky na funkciu tohto styku možno zhrnúť do týchto bodov:

• univerzálnosť, to znamená možnosť osadzovania okna do rozličných konštrukčných sústav budov, a to aj v procese ich rekonštrukcie a modernizácie,
• možnosť osadzovania okna po vyhotovení omietok obvodových stien budov,
• možnosť osadzovania okna z interiéru budovy, vďaka čomu netreba použiť exteriérové lešenie,
• jednoduchá montáž, nízka stavenisková prácnosť, spojená s osadením okna na stavbe, jednoduchá demontáž pri výmene okna,
• možnosť vyrovnávať výrobné tolerancie hrubej stavby,
• schopnosť preniesť požiadavky na mechanické vlastnosti z okna do obvodovej steny,
• fyzikálna celistvosť obvodovej steny v detaile osadenia okna, to znamená v mieste styku okna s obvodovou stenou, reprezentovaná týmito kritériami: požadovaný tepelný odpor styku v minimálnej hodnote tepelného odporu otvorovej konštrukcie, požadovaný vlhkostný režim styku s vylúčením kondenzácie vodnej pary, požadovaná vzduchová nepriezvučnosť styku v minimálnej hodnote indexu vzduchovej nepriezvučnosti otvorovej konštrukcie, požadovaný stupeň škárovej prievzdušnosti, vyplývajúci z hygienicky potrebnej výmeny vzduchu, požadovaná vodotesnosť styku, ktorá zabráni vnikaniu vody do styku, životnosť a hľadisko zachovania kvality detailu osadenia otvorovej konštrukcie v oblasti určenej na jej použitie v budove.

V konštrukcii styku okna s obvodovým plášťom rozlišujeme tri základné zóny:

• vonkajší uzáver styku – I. zóna,
• tepelnoizolačná výplň styku – II. zóna,
• vnútorný uzáver styku – III. zóna.

I. zóna – vonkajší uzáver styku esteticky ukončuje okennú konštrukciu a chráni styk proti vonkajším poveternostným vplyvom (komplexný účinok vetra a dažďa).

II. zóna – vnútorná časť detailu – tepelnoizolačná výplň styku, rieši problém stavebnej tepelnej techniky, vlhkostného režimu a stavebnej akustiky.

III. zóna – vnútorný uzáver styku, interiérové ukončenie okennej konštrukcie. Rovina zóny musí byť jednoznačne určená po celej ploche obvodovej steny a nemôže byť v žiadnom prípade prerušená.
Detail osadenia musí umožňovať elimináciu dilatačných pohybov (obr. 1).

Obr. 1  Dilatačné pohyby v pripojovacej škáre

Na riešenie detailu osadenia významnou mierou vplýva tvar ostenia obvodového plášťa. Z hľadiska geometrie tvaru obvodového plášťa v styku s oknom sa hovorí o:

• rovnom ostení,
• zalomenom ostení.

Zalomené ostenie vytvára priaznivejšie podmienky pre kvalitu osadenia okna. V prípade rovného ostenia sa často v predmetnom styku aplikuje nový prvok, takzvaný osadzovací rám, ktorým sa vytvára dodatočne zalomené ostenie.

Poruchy detailu osadenia a ich príčiny
Na základe niekoľkoročného monitorovania, vyhodnocovania a posudzovania poruchových dejov možno vysloviť konštatovanie, že medzi príčiny, ktoré vedú k vzniku porúch počas fáz celkovej životnosti otvorovej konštrukcie, patria:

• nevhodný projektový návrh,
• nevhodný výber materiálov,
• neodborná a nekvalitne vyhotovená montáž,
• dodatočné neodborné zásahy a úpravy,
• nesprávne navrhnutá sanácia.

Ak tepelná izolácia nevypĺňa škáru ostenia a nadpražia po celej šírke a dĺžke, respektíve po obvode rámu okna, môže v detaile ich styku poklesnúť teplota pod teplotu rosného bodu, čo priamo vedie ku kondenzácii. Následkom je vlhnutie, odúvanie, olamovanie, odpadávanie vnútornej omietky, vznik škvŕn a podobne. Pri zistení kvapiek vody na interiérovej strane obvodového muriva sa neodporúča utesňovať viditeľnú prasklinu exteriérovej hrany škáry. Vodné pary by sa ešte intenzívnejšie začali hromadiť v škáre osadenia. Podobná situácia môže vzniknúť aj pri parapetnom detaile. V tomto prípade treba dbať na dostatočné tepelné zaizolovanie pod parapetnou doskou z exteriérovej strany obvodového muriva a zároveň zamedziť prieniku vodnej pary do detailu z interiéru. Tento detail sa vyznačuje ešte dvoma kritickými miestami, a to v mieste spoja zvislého bočného ostenia a parapetnej dosky.

Obľúbeným tepelnoizolačným materiálom pri osadzovaní okien sa stali integrálne izolačné peny. Ich tepelnoizolačná vlastnosť sa dosahuje prostredníctvom veľkého množstva uzavretých vzduchových pórov, ktoré obsahujú. Tieto peny počas tuhnutia zväčšujú svoj objem, čím škáru dostatočne vyplnia. Mnohokrát sa ale stane, že po stuhnutí pena presahuje objem škáry. Ak sa takto presahujúca pena odreže, dôjde k narušeniu štruktúry uzavretých pórov tohto tepelného izolantu a k znehodnoteniu jeho tepelnoizolačných vlastností. Narušenou pórovitou štruktúrou (póry už nie sú na niektorých miestach dostatočne uzavreté) sa navyše vytvára priestor pre transport vlhkosti do detailu osadenia. Integrálne peny je treba používať opatrne. Zmena objemu tejto peny (PUR peny) pri jej tuhnutí môže deformovať niektoré diely konštrukcie okna, napríklad vonkajší parapet (vydutie). Odporúča sa preto použiť tepelnoizolačné dosky so stálou geometriou tvaru (napríklad tepelnoizolačné dosky z minerálnej vlny).

V praxi sa možno často stretnúť s nevhodným použitím PUR peny na kotvenie okien, respektíve akejkoľvek otvorovej konštrukcie bez použitia ďalšieho spoľahlivého kotviaceho materiálu.

Nové normatívne požiadavky na osadenie okien
Od 1. januára 2010 došlo k radikálnej zmene normatívnych predpisov, ktorá by mala pomôcť pri riešení uvedených problémov ovplyvňujúcich konečnú kvalitu a funkčnosť otvorových konštrukcií. Do platnosti vstúpila nová STN 73 3134: 2010: Stavebné práce. Styk okenných konštrukcií a obvodo­vého plášťa budovy. Požiadavky a skúšanie.

Rozmerové požiadavky, tolerancie a pravouhlosť otvoru
Prvým predpokladom kvalitného osadenia okna je správne zameranie okenného otvoru nielen v novostavbe, ale najmä pri výmene pôvodných okien za nové, kde treba dôsledne zistiť tvar ostenia, nadpražia a parapetu.
Tolerancie diagonál pri zisťovaní pravouhlosti otvoru (obr. 2) sú nasledovné:

• pri šírkach otvorov do 1 m – ± 6 mm,
• pri šírkach otvorov 1 až 3 m – ± 8 mm,
• pri šírkach otvorov 3 až 6 m – ± 12 mm.

Kotvenie okien a prenos zaťaženia
Okenné konštrukcie musia preniesť všetky sily, ktoré na ne pôsobia, to znamená vietor, vlastnú váhu okna, pohyby stavby alebo objemové zmeny, do obvodovej steny. Rozmiestnenie podložiek a odstupy kotiev sú uvedené na obr. 3. Pri výbere upevňovacích prostriedkov sa musí zohľadňovať veľkosť prenášaných síl do konštrukcie, pevnosť ohraničujúcich stavebných dielcov a dilatácie pripojovacích škár. Upevňovacie prostriedky musia byť z nekorozívnych materiálov alebo chránené proti korózii, pričom plniace peny (PUR peny) nemožno považovať za upevňovacie prostriedky.

Obr. 3  Rozmiestnenie podložiek a odstupy kotiev
_{A – Odstupy kotiev: – pri hliníkovom okne max. 800 mm; – pri drevenom okne max. 800 mm; – pri plastovom okne max. 700 mm. E – Odstupy od vnútorného rámového rohu a od stĺpikov a priečnikov na vnútornej strane profilu by mali byť 100 až 150 mm a pri plastových farebných oknách 250 mm.}

Spôsoby tesnenia podľa druhu stavby a typu otvoru
Pred osadením okna a utesnením musia byť ostenie, nadpražie a parapet vyrovnané, čisté, hladké, zbavené nerovností a ošetrené penetračným náterom. Pri rekonštrukciách a sanáciách musia byť staré nevyhovujúce drevené či kovové osadzovacie rámy odstránené. Pri pamiatkových stavbách, kde treba zachovať pôvodnú architektúru, sa okno osádza do pôvodnej roviny. Pri osadzovaní do ostenia s vyhotovenými omietkami (rekonštrukcie, sanácie) sa na tesnenie používajú tesniace komprimované pásky v krycích lištách. Pri osadzovaní bez omietok možno použiť tesniace fólie alebo komprimované pásky tlačené o omietkové lišty. Styk okenného rámu a omietky musí byť dilatovaný, ide o vytvorenie takzvaných pohyblivých škár. Príklady spôsobov riešenia tesnenia pripojovacích škár sú uvedené na obr. 4 a obr. 5.

Obr. 4,5 Príklady spôsobov riešenia tesnenia pripojovacej škáry na exteriérovej strane; príklady spôsobov riešenia tesnenia pripojovacej škáry na interiérovej strane

Tesniace systémy
Tesniace systémy možno rozdeliť na:

• tesniace látky, tmely,
• tesniace pásky (predstlačené, nepredstlačené),
• tesniace izolačné fólie (paropriepustné, parotesné), pásy.

Použitie konkrétneho tesniaceho systému závisí od viacerých faktorov, a to od pretvorenia a pohybov samotnej pripojovacej škáry, zmeny dĺžky (rozmerov rámových profilov), vnútornej teploty a vlhkosti v miestnosti.

Tesniace látky
Tesniace látky majú len tepelnoizolačnú funkciu. Nie sú odolné proti prenikaniu vzduchu ani proti náporovému dažďu. Patria sem:

• tesniace látky z minerálnej vlny,
• plniace peny.

Tesniace tmely
Pri použití tesniacich tmelov platia tieto zásady:

• exteriérové tesnenie musí byť schopné zniesť pretvorenie 25 % a väčšie,
• interiérové tesnenie musí byť schopné zniesť pretvorenie 25 % a väčšie,
• striekané tesnenia a tmely musia mať dostatočnú priľnavosť,
• niektoré impregnované povrchy (napríklad betóny) znižujú priľnavosť,
• tmely a tesnenia na exteriérovej strane musia pri teplote –10 °C vykazovať schopnosť pretvorenia minimálne o 25 % a zniesť zaťaženie v ťahu maximálne 0,2 N/mm²,
• priečny rez škárou musí byť navrhnutý, aj vzhľadom na pretvorenie okenného rámu, po celom obvode,
• omietka musí vykazovať dostatočnú priľnavosť na prenos ťahu v tesnení.

Impregnované tesniace pásky
Pri použití impregnovaných tesniacich pások platia tieto zásady:

• väčšinou ide o polyuretánové penové látky s otvorenou bunkovou štruktúrou, expedované z výroby v tvare samolepiacej pásky v predstlačenej forme,
• v protiklade s tesniacimi tmelmi tieto pásky v škáre expandujú, preto sú vhodné na použitie aj za zložitejších montážnych pomerov, napríklad pri montáži okna do už omietnutej obvodovej steny,
• pred nanášaním omietky sa musí impregnovaná tesniaca páska najskôr prekryť maltonosným pletivom,
• je nevyhnutné rešpektovať stupeň kompresie pásky, ktorý udáva výrobca,
• rýchlosť expanzie pásky v škáre závisí od vonkajšej teploty, v lete sa pri vyšších tep­lotách maximálna expanzia dosiahne v priebehu niekoľkých minút. Pri teplote 0 °C však môže proces expanzie trvať až 200 hodín,
• tesniace pásky poskytujú v porovnaní s ostatnými tesniacimi systémami najnižší odpor difúzie vodných pár,
• v rohových stykoch, kde je predpoklad, že dôjde k styku viacerých tesniacich systémov, sa musí zabezpečiť ich vzájomná zná­šanlivosť z hľadiska chemického zloženia.

Izolačné pásy a fólie
Pri použití tesniacich izolačných pásov a fólií platia tieto zásady:

• fólie majú vysoký faktor difúzneho odporu µ,
• nalepenie pásov a fólií treba vyhotoviť parotesne,
• parotesné vyhotovenie sa má realizovať na interiérovej strane detailu,
• používajú sa na izolovanie detailov viacvrstvových stenových systémov,
• sú vhodné najmä na zalomené a atypické ostenia z exteriérovej aj interiérovej strany obvodovej steny.

Minimálna šírka škáry na použitie tesniacich tmelov sa pohybuje v závislosti od materiálu okna a dĺžky škáry v rozpätí 10 až 20 mm, pri použití tesniacich komprimovaných pások 8 až 12 mm a pri pásoch a fóliách v rozmedzí až nad 20 mm (tab. 1, tab. 2 a tab. 3).

Tab. 1  Šírka pripojovacej stavebnej škáry elastických tesniacich látok so zohľadnením dilatácie škáry

_{Poznámka: Pri iných rámových profiloch sa šírka pripojovacej škáry vypočíta podľa materiálových konštánt. Osobitne je nutné prihliadať na tmavé povrchy.
1)    Prerušený tepelný most
2)    Pri šírkach pripojovacej škáry nad 25 mm musí byť preukázaná vhodnosť tesniaceho materiálu.}

Tab. 2  Prierez tesniacej látky v závislosti od šírky pripojovacej škáry

_{1) Hodnoty namerané vo vytvrdenom stave v súlade s STN EN ISO 11600 sú závislé od objemových zmien tesniacej látky.
2) Pri šírkach pripojovacej škáry nad 25 mm musí byť preukázaná vhodnosť tesniaceho materiálu.}

Tab. 3  Oblasti použitia tesniacich látok

Odporúčaný montážny postup parapetného detailu
Napojenie okna pri parapete sa považuje za jeden zo základných detailov osadenia okna. Otvor musí byť pripravený a bez prachových nečistôt. Na omietku sa odporúča naniesť vrstvu impregnačného náteru. Po ukotvení okna sa nalepí exteriérová okenná páska, ktorá musí byť celistvá po celom obvode aj v rohoch. Otvor sa zaplní penou s nízkou expanziou, ktorá sa neorezáva. Takto vypenený priestor sa uzavrie celistvou (po obvode a v rohoch) interiérovou okennou fóliou. Pracovník montážnej firmy, prípadne zástupca dodávateľa stavebnej časti, uloží pod vonkajšiu parapetnú dosku a pod interiérový parapet tepelnoizolačnú vrstvu. Priestor medzi parapetnou doskou a obvodovou konštrukciou sa následne domuruje. V záverečnej fáze, pred povrchovými úpravami bočných ostení, sa osadí exteriérový a interiérový parapet, ktorý musí byť spádovaný v smere od okna.

Pri riešení konkrétneho detailu spolu s tepelnou izoláciou pripojovacej škáry a okolia treba okrem zníženia škárovej prievzdušnosti brať do úvahy aj základné okolnosti pripojenia:

• Vplyv konkrétneho stavebného systému hrubej stavby. Treba poznať hlavné nosné a navrhované tepelnoizolačné materiály a takisto presné rozmery, základné tepelnoizolačné a difúzne charakteristiky celej budovy. Pred návrhom detailu sa odporúča oboznámiť sa konkrétnym projektom stavby a spoločne s projektantom a investorom zvoliť vhodné riešenie. Konečného užívateľa treba informovať o správnom režime využívania interiérového prostredia budovy;
• Vplyv technologického postupu prác. Pri výbere z niekoľkých možností treba poznať nielen stavebnotechnický návrh obvodového plášťa budovy, ale aj postup prác;
• Vplyv kotvenia a statického vypodloženia v pripojovacej škáre. Práve kotvenie môže v mnohých prípadoch komplikovať dosiahnutie celoobvodovej celistvosti vetrovej prekážky. Preto sa odporúča výber kotviacich prvkov konzultovať s dodávateľmi materiálov;
• Vplyv priľnavosti a vhodnosť spájania dvoch konštrukčných materiálov v pripojovacej škáre (materiál rámu okna a ostenia). Treba používať tabuľky konkrétneho výrobcu profilov, v ktorých sú presne zadefinované materiály vhodné na vyplnenie pripojovacej škáry a podmienky dosiahnutia požadovanej priľnavosti;
• Vplyv výberu povrchovej vrstvy a podkladu. Na omietanie zo strany exteriéru nemožno použiť omietku na báze sadry. Podklad, určený na napojenie vetrovej prekážky alebo omietky, musí byť pevný, čistý, bez prachu, nemastný, nezaolejovaný a rovný. Pre lepšiu priľnavosť omietky, prípadne peny, treba podklad mierne navlhčiť. Do práve vybúraného, takto nepripraveného otvoru okno nemožno osadiť. Zohľadniť treba aj nízke teploty v zime, prípadne veľmi teplé a suché počasie v lete. Postup prác a podmienky použitia navrhovaných materiálov sa odporúča konzultovať s ich výrobcom;
• Vplyv estetického vzhľadu napojenia rámu okna na povrchové úpravy. Omietka nemôže prísť do styku s rámom okna. Aby sa zabránilo vzniku praskliny, ktorá okrem neestetického pôsobenia otvára cestu vlhkosti, prípadne zrážkovej vode, do detailu osadenia medzi rám a omietku sa umiestňuje omietacia lišta (obr. 6 a obr. 7).

Záver
Kvalita detailu osadenia okna s obvodovým plášťom je minimálne taká dôležitá ako kvalita samotného okna. Nekvalitné zrealizovanie tohto detailu má zásadný vplyv na funkčnosť, respektíve nefunkčnosť kvalitne vyrobeného okna.

Vyhodnotenie skúseností z praxe ako aj zhodnotenie vyskytujúcich sa porúch ukazuje, že nedostatočná teoretická znalosť detailu osadenia okna spolu s chybami pri montáži vedie k častému vzniku porúch. Tieto poruchy v drvivej väčšine spôsobuje buď prienik náporového dažďa do konštrukcie detailu osadenia, alebo prienik vodnej pary a jej následnej kondenzácie v pripojovacej škáre na interiérovej strane obvodovej steny.

Tento príspevok vznikol aj vďaka podpore Agentúry na podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č. APVV-0204-07 (Moderná architektúra ako pamiatka: Energeticky úsporná budova).

TEXT: Ing. Boris Vavrovič, PhD., prof. Ing. Anton Puškár, PhD.
OBRÁZKY: autori

Ing. Boris Vavrovič, PhD. a prof. Ing. Anton Puškár, PhD. pracujú na Katedre konštrukcií pozemných stavieb Stavebnej fakulty STU v Bratislave.

Literatúra
1.    Puškár, A. – Szomolányiová, K. – Fučila, J. – Vavrovič, B.: Okná, zasklené steny, dvere, brány. Vydavateľstvo Jaga Group, s. r. o., 2008, 266 s.
2.    http://www.katalogokien.sk/odborne-clanky/celoslovenska-smernica-pre-montaz-okien

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.