Kvalitnรฉ oknรก โ€“ predpoklad dobrej tepelnej ochrany budovy
Galรฉria(11)

Kvalitnรฉ oknรก โ€“ predpoklad dobrej tepelnej ochrany budovy

Partneri sekcie:

Okno je najฤastejลกie pouลพรญvanรฝm transparentnรฝm systรฉmom obalovรฝch konลกtrukciรญ budov. Svojimi funkciami sa vรฝraznou mierou podieฤพa na tvorbe optimรกlneho vnรบtornรฉho prostredia aย rozhodujรบcou mierou na energetickรฝch stratรกch objektov. Okennรฉ konลกtrukcie sรบ nielen vรฝznamnรฉ konลกtrukฤnรฉ prvky, ale aj vรฝrazovรฉ prostriedky vย architektรบre. Patria medzi najdรดleลพitejลกie ฤleniace elementy fasรกdy, priฤom urฤujรบ formรกt, estetickรฝ dojem aย hodnotu fasรกdy. Sprรกvne fungujรบce okno musรญ spฤบลˆaลฅ viac funkciรญ. Primรกrnymi funkciami okna sรบ prirodzenรฉ dennรฉ osvetlenie aย insolรกcia interiรฉrov, prirodzenรฉ vetranie interiรฉrov, รบnikovosลฅ pred poลพiarom alebo pred inรฝm nebezpeฤenstvom. Okrem tรฝchto primรกrnych funkciรญ mรก okno aj ฤalลกie funkcie vyplรฝvajรบce zย fyzikรกlnych poลพiadaviek aย mechanickej celistvosti obvodovej steny.

Urฤenie tepelnotechnickรฝch vlastnostรญ okna
Zย tepelnotechnickรฉho hฤพadiska okno predstavuje zloลพenรบ konลกtrukciu. Jeho tepelnotechnickรฉ vlastnosti sรบ urฤenรฉ vlastnosลฅami priehฤพadnรฝch plรดch (systรฉmov zasklenรญ), nepriehฤพadnรฝch plรดch (vlysov okennรฉho krรญdla aย rรกmu) aย konลกtrukciami stykov (druhov tesnenรญ). Najdรดleลพitejลกou tepelnotechnickou vlastnosลฅou je sรบฤiniteฤพ prechodu tepla so symbolom Uย vย jednotkรกch W/(m2 . K). Udรกva tepelnรฝ tok (tepelnรบ stratu vย zimnom obdobรญ) cez 1 m2 pri jednotkovom rozdiele teploty.

ฤŒรญm niลพลกia je tรกto hodnota, tรฝm mรก konลกtrukcia lepลกie tepelnoizolaฤnรฉ vlastnosti. Tรกto hodnota sa mรดลพe udรกvaลฅ pre okno ako vรฝrobok Uok, zasklenie Ug aย rรกmovรบ konลกtrukciu Uf osobitne, priฤom vรฝslednรก hodnota pre okno sa spoฤรญta definovanรฝm normalizovanรฝm spรดsobom. Hodnoty sรบฤiniteฤพa prechodu tepla okna ako vรฝrobku, zasklenia aย rรกmovej konลกtrukcie oddelene sa urฤujรบ meranรญm vย autorizovanej skรบลกobni alebo vรฝpoฤtom. Obidva spรดsoby sa dnes pripรบลกลฅajรบ vย slovenskรฝch aย eurรณpskych technickรฝch normรกch.

Kombinรกciou rozliฤnรฝch tepelnotechnickรฝch vlastnostรญ komponentov okna sa dajรบ zรญskaลฅ sรบฤinitele prechodu tepla vย ลกirokom rozsahu tepelnoizolaฤnรฝch vlastnostรญ. Vรฝslednรบ hodnotu okna ovplyvลˆuje pomernรก plocha zasklenia aย rรกmovej konลกtrukcie, geometria okna, konลกtrukcia okna (jednokrรญdlovรฉ, dvojkrรญdlovรฉ), poฤet aย dฤบลพka prieฤnikov a, samozrejme, tepelnotechnickรฉ vlastnosti zasklenia, rรกmu aย okraja zasklenia.

Drevenรฉ okno jednoduchรฉ (europrofil 78โ€‰mm) sย izolaฤnรฝm trojsklom
zvislรฝ rez oknom
1 โ€“ hornรฝ vlys okennรฉho rรกmu, 2 โ€“ vnรบtornรฉ dorazovรฉ tesnenie (vetrovรก prekรกลพka), 3 โ€“ drรกลพka pre celoobvodovรฉ kovanie, 4 โ€“ stredovรฉ tesnenie (uzรกver dekompresnej dutiny), 5 โ€“ hornรฝ vlys okennรฉho krรญdla, 6 โ€“ zasklievacia liลกta, 7 โ€“ izolaฤnรฝ systรฉm zasklenia sย tepelnou ochranou (izolaฤnรฉ trojsklo โ€“ Ug = 0,7 W/(m2 . K)), 8 โ€“ spodnรฝ vlys okennรฉho krรญdla, 9 โ€“ spodnรฝ vlys okennรฉho rรกmu, 10 โ€“ zasklievacia podloลพka, 11 โ€“ diลกtanฤnรฝ aย tesniaci zasklievaci profil, 12 โ€“ silikรณnovรฝ tmel, 13 โ€“ krรญdlovรก odkvapnica zo zliatin hlinรญka, 14 โ€“ vonkajลกie dorazovรฉ tesnenie (iba pri spodnom vlyse), 15 โ€“ dekompresnรก dutina, 16 โ€“ odkvapnicovรก liลกta zo zliatin hlinรญka
Drevenรฉ okno jednoduchรฉ (europrofil 88โ€‰mm) sย izolaฤnรฝm trojsklom
zvislรฝ rez oknom
1 โ€“ hornรฝ vlys okennรฉho rรกmu, 2 โ€“ vnรบtornรฉ dorazovรฉ tesnenie (vetrovรก prekรกลพka), 3 โ€“ drรกลพka pre celoobvodovรฉ kovanie, 4 โ€“ stredovรฉ tesnenie (uzรกver dekompresnej dutiny), 5 โ€“ hornรฝ vlys okennรฉho krรญdla, 6 โ€“ zasklievacia liลกta, 7 โ€“ izolaฤnรฝ systรฉm zasklenia sย tepelnou ochranou (izolaฤnรฉ trojsklo โ€“ Ug = 0,7 W/(m2 . K)), 8 โ€“ spodnรฝ vlys okennรฉho krรญdla, 9 โ€“ spodnรฝ vlys okennรฉho rรกmu, 10 โ€“ zasklievacia podloลพka, 11 โ€“ diลกtanฤnรฝ aย tesniaci zasklievacรญ profil, 12 โ€“ silikรณnovรฝ tmel, 13 โ€“ krรญdlovรก odkvapnica zo zliatin hlinรญka, 14 โ€“ dekompresnรก dutina, 15 โ€“ odkvapnicovรก liลกta zo zliatin hlinรญka

Poลพiadavky na tepelnotechnickรฉ vlastnosti okna
Sรบฤiniteฤพ prechodu tepla ovplyvลˆuje najmรค povrchovรฉ teploty na zasklenรญ (rรกmovej konลกtrukcii), tepelnรฉ straty, povrchovรบ kondenzรกciu na zasklenรญ, tepelnรบ pohodu (negatรญvne studenรฉ sรกlanie vย blรญzkosti okna) aย potrebu tepla na vykurovanie budovy. Dneลกnรฉ poลพiadavky na oknรก, ktorรฉ sa formulujรบ vย normรกch na navrhovanie aย dimenzovanie (napr. vย STN 73ย 0540-2: 2002), pri navrhovanรญ zย hฤพadiska tepelnej ochrany predpokladajรบ pouลพitie nรญzkoemisnรฝch zasklenรญ do okien novรฝch budov, ale aj obnovovanรฝch (rekonลกtruovanรฝch) budov.
Pre oknรก vย obvodovej stene, streลกnรฉ oknรก aย dvere do priestoru sย trvalรฝm pobytom ฤพudรญ sa odporรบฤa, aby:

  • pri novรฝch budovรกch Uok โ‰ค 1,7 W/(m2 . K),
  • pri obnovovanรฝch (rekonลกtruovanรฝch) budovรกch Uok โ‰ค 2,0 W/(m2 . K).

Pre zasklenie obnovovanรฝch aย novรฝch budov sa odporรบฤa pouลพiลฅ zasklenie, ktorรฉho hodnota sรบฤiniteฤพa prechodu tepla bude Ug โ‰ค 1,5 W/(m2 . K). Vyลกลกie hodnoty sรบฤiniteฤพa prechodu tepla, ako sรบ odporรบฤanรฉ hodnoty, mรดลพu maลฅ okennรฉ konลกtrukcie novรฝch budov, ak sa splnรญ energetickรฉ kritรฉrium (t. j. preukรกลพe sa normalizovanรก potreba tepla na vykurovanie). Niลพลกie hodnoty, ako sรบ odporรบฤanรฉ hodnoty sรบฤiniteฤพa prechodu tepla okna novรฝch budov vedรบ kย zabezpeฤeniu nรญzkej potreby tepla na vykurovanie budov. Celรก okennรก konลกtrukcia mรก vyhovovaลฅ poลพiadavkรกm na zamedzenie povrchovej kondenzรกcie vodnej pary. Ak nie je moลพnรฉ kondenzรกcii predรญsลฅ konลกtrukฤnรฝmi opatreniami alebo รบpravou prostredia, treba zabezpeฤiลฅ vhodnรบ รบpravu konลกtrukcie na zachytenie aย odvod kondenzรกtu.

Drevenรฉ oknรก
Drevo ako jeden zย najstarลกรญch stavebnรฝch materiรกlov predstavuje klasickรบ materiรกlovรบ bรกzu na vรฝrobu okien. Vรฝhodou drevenรฝch okien sรบ najmรค dobrรฉ tepelnoizolaฤnรฉ vlastnosti (nรญzky sรบฤiniteฤพ tepelnej vodivosti ฮป = 0,41 W/(m . K) aลพ ฮป = 0,13 W/(m . K)), nรญzka rozลฅaลพnosลฅ, paropriepustnosลฅ aย mechanickรฉ vlastnosti vlysov okennรฝch krรญdiel aย rรกmov. Nevรฝhodou dreva ako organickรฉho materiรกlu je jeho nevyhnutnรก ochrana proti vlhkosti, plesni, organizmom aย ohลˆu.

Drevenรฉ oknรก majรบ dlhodobรบ tradรญciu. Na vรฝrobu okien sa pouลพรญva rezivo zย prรญrodnรฉho ihliฤnatรฉho aย listnatรฉho dreva. Vย sรบฤasnosti technolรณgia spracovania dreva umoลพลˆuje vytvรกraลฅ lamelovรฉ profily. Na vรฝrobu jednoduchรฝch okien do vykurovanรฝch priestorov budov sa pouลพรญvajรบ vรฝluฤne lepenรฉ lamelovรฉ profily.

Najpouลพรญvanejลกรญm druhom dreva na vรฝrobu lamelovรฝch profilov je smrek, borovica aย dub. Zย exotickรฝch drevรญn je to mahagรณn, meranti, teak, oregonskรก pรญnia. Pri vรฝrobe drevenรฝch okien sa vย sรบฤasnosti uplatลˆuje tzv. unifikovanรฝ europrogram, totoลพnรฝ sย nรกstrojovรฝm radom na ich vรฝrobu. Za poslednรฝch 15 rokov sa europrofily zย pรดvodnej hrรบbky 68โ€‰mm rozลกรญrili na hrรบbku 78, 88 aย 92โ€‰mm sย รบpravami vonkajลกรญch hrรกn (tzv. soft-line). Kย tomu viedli statickรฉ, ale aj tepelnotechnickรฉ dรดvody, predovลกetkรฝm neustรกle sa zlepลกujรบce vlastnosti systรฉmov zasklenรญ. Sรบฤiniteฤพ prechodu tepla takto lamelovanรฝch vlysov sa pohybuje vย rozmedzรญ Uf = 1,85 aลพ 1,5 W/(m2 . K). Hrรบbka (hฤบbka) lamelovรฉho profilu 68โ€‰mm sa vย sรบฤasnosti pouลพรญva uลพ len ojedinele.

Tepelnotechnickรฉ vlastnosti tรฝchto okien zรกvisia predovลกetkรฝm od pouลพitรฉho systรฉmu zasklenia. Vย sรบฤasnosti sa pouลพรญvajรบ vysokokvalitnรฉ sklรก sย dobrรฝmi fyzikรกlno-mechanickรฝmi vlastnosลฅami, sย vysokou priepustnosลฅou svetla aย konลกtantnou hrรบbkou. Aplikujรบ sa izolaฤnรฉ systรฉmy zย dvoch alebo viacerรฝch skiel sย rovnakรฝmi alebo ozliฤnรฝmi vlastnosลฅami (dvojsklรก, trojsklรก, tepelnรฉ zrkadlรก), so selektรญvnymi vrstvami, hermeticky uzavretรฉ ลกpeciรกlnymi tesniacimi materiรกlmi.

Na hodnotu sรบฤiniteฤพa prechodu tepla Uย tรฝchto okien, ako aj okien vลกeobecne, vplรฝva aj zabudovanรฉ tieniace zariadenie (tab. 1).


Plastovรฉ oknรก

Plastovรฉ oknรก sa svojimi fyzikรกlnymi vlastnosลฅami, prakticky nemennรฝmi poฤas svojej ลพivotnosti, dostali na รบroveลˆ drevenรฝch okien. Ich vรฝhodou je, ลพe vย obdobรญ ich predpokladanej ลพivotnosti 25 aลพ 35 rokov vlysy okennรฝch krรญdiel aย rรกmov nepotrebujรบ ลพiadnu รบdrลพbu. Konลกtrukcie vlysov sรบ zo statickรฉho hฤพadiska nedostatoฤne tuhรฉ aย podliehajรบ deformรกciรกm zo zaลฅaลพenia vetrom. Tieto nedostatky sa eliminujรบ vystuลพovanรญm profilov oceฤพovรฝmi tenkostennรฝmi prvkami. Tieto prvky nepriaznivo ovplyvลˆujรบ tepelnoizolaฤnรฉ vlastnosti vlysov (zvรฝลกi sa sรบฤiniteฤพ prechodu tepla Uf).

Tepelnotechnickรฉ vlastnosti plastovรฝch okien ovplyvลˆuje poฤetnosลฅ komรดr vlysov. Zรกkladnรฝm typom, zย ktorรฉho sa odvรญjajรบ vลกetky ostatnรฉ typy viackomorovรฝch profilov, je trojkomorovรฝ PVC profil. Tento profil mรก vย strede veฤพkรบ komoru, ktorรก vytvรกra priestor na zasunutie oceฤพovรฉho vystuลพovacieho profilu. Zย vonkajลกej aย vnรบtornej strany tejto komory sรบ predsadenรฉ komรดrky slรบลพiace ako tepelnoizolaฤnรฉ. Stavebnรก hฤบbka profilu je 62โ€‰mm aย sรบฤiniteฤพ prechodu tepla sa pohybuje vย rozpรคtรญ Uf = 1,7 aลพ 1,5 W/(m2 . K). Tento profilovรฝ systรฉm je urฤenรฝ najmรค pre objekty sย minimรกlnymi cenovรฝmi nรกkladmi.

Ceny energiรญ stรบpajรบ, aย tak vรฝrobcovia profilov hฤพadajรบ cestu kย zvyลกovaniu tepelnoizolaฤnej kvality profilov. Vnรบtornรบ tepelnoizolaฤnรบ komรดrku trojkomorovรฉho profilu rozdelili prieฤnikom, aย tak vznikol vlastne ลกtvorkomorovรฝ profil pri zachovanรญ rovnakej hฤบbky profilu. Tepelnoizolaฤnรก kvalita profilu mierne stรบpla (Ufย  =ย  1,5 aลพ 1,4 W/(m2 . K)). Pre stavebnรญkov, ktorรญ nechcรบ zaลฅaลพovaลฅ svoj finanฤnรฝ rozpoฤet, prichรกdzajรบ do รบvahy tieto ลกtvorkomorovรฉ profily PVC okien. Pri pรคลฅkomorovom profile sa hฤบbka profilu zvรคฤลกila na 70โ€‰mm, priฤom
Uf = 1,3 aลพ 1,2 W/(m2 . K).

Stรบpajรบci zรกujem oย stavbu nรญzkoenergetickรฝch domov posunul vรฝvoj okennรฝch profilov smerom kย prehฤบbeniu stavebnej hฤบbky aลพ na 75 aลพ 80 mm. Vznikol tak priestor na vytvarovanie aj ลกiestej komory. Vรฝsledkom je zlepลกenie tepelnoizolaฤnรฝch vlastnostรญ rรกmovรฝch konลกtrukciรญ (Uf = 1,2 aลพ 1,0 W/(m2 . K)), ktorรฉ sa priblรญลพili kย hodnote izolaฤnรฉho systรฉmu zasklenia so selektรญvnymi vrstvami. PVC profily sย piatimi ฤi ลกiestimi komorami aย vรคฤลกou stavebnou hฤบbkou zabezpeฤujรบ vรฝbornรบ tepelnรบ izolรกciu aย รบsporu energie. Tieto systรฉmy majรบ vyrieลกenรฉ aj hlbลกie dokonale tesnรฉ zasklievanie liลกty na pouลพitie trojskiel.

Tab.2: Sรบฤinitele prechodu tepla plastovรฝch okien stanovenรฉ meranรญm vย laboratรณrnom zariadenรญ na Stavebnej fakulte STU Bratislava

Niektorรญ vรฝrobcovia PVC profilov pristรบpili na inteligentnรฉ spojenie plastu sย hlinรญkom spolu so zvรฝลกenรญm poฤtu komรดr na ฤรญslo 8 (stavebnรก hฤบbka je 80 aลพ 85โ€‰mm). Toto spojenie umoลพลˆuje vypustiลฅ konvenฤnรฉ vystuลพovanie rรกmovรฝch vlysov oceฤพovรฝmi vรฝstuhami. Vylรบฤenie tรฝchto โ€žtepelnรฝch mostovโ€œ ako aj osemkomorovรฝ profilovรฝ systรฉm podstatne zlepลกuje izolaฤnรฉ vlastnosti rรกmov. Hodnota sรบฤiniteฤพa prechodu tepla takรฝchto rรกmov tak dosiahne extrรฉmne nรญzke hodnoty (Uf = 0,98 aลพ 0,75 W/(m2 . K)). ฤŽalลกou inovatรญvnou technolรณgiou pri PVC profiloch je nahradenie oceฤพovรฝch, resp. hlinรญkovรฝch vรฝstuลพรญ kompozitnรฝm materiรกlom vystuลพenรฝm sklenรฝmi vlรกknami. Ide oย ลกesลฅkomorovรฉ profily so stavebnou hฤบbkou 86 mm. Vรฝrobca deklaruje hodnotu sรบฤiniteฤพa prechodu tepla Uf = 0,85 W/(m2 . K). Takรฉto profily sรบ vhodnรฉ pre nรญzkoenergetickรฉ aย aj pre pasรญvne domy. Oknรก vyrobenรฉ zย takรฝchto profilov (pri pouลพitรญ kvalitnรฉho trojskla aย troch celoobvodovรฝch tesnenรญ) dokรกลพu uลกetriลฅ energiu aลพ do 21 %.


Konลกtrukcie plastovรฝch okien
a) trojkomorovรฉ (Uf = 1,7 aลพ 1,5 W/(m2 . K)); b) ลกtvorkomorovรฉ (Ufย  = 1,5 aลพ 1,4 W/(m2 . K)); c) pรคลฅkomorovรฉ (Uf = 1,3 aลพ 1,2 W/(m2 . K)).

Kovovรฉ oknรก
Kovy aย najmรค zliatiny hlinรญka majรบ vysokรฉho sรบฤiniteฤพa tepelnej vodivosti (ฮปAl = 210 W/(m . K)), ฤo spรดsobuje veฤพkรฉ problรฉmy pri plnenรญ tepelnoizolaฤnรฝch poลพiadaviek na okennรฉ konลกtrukcie. Preto je nevyhnutnรฉ pri oknรกch osadzovanรฝch do vykurovanรฝch objektov preruลกiลฅ tepelnรฉ mosty vo vlysoch okennรฝch rรกmov aย krรญdiel vloลพenรฝm vysokoรบฤinnรฝm tepelnรฝm izolantom. Sรบฤiniteฤพ prechodu tepla vlysov tรฝchto okien sa pohybuje vย rozpรคtรญ Uf = 1,8 aลพ 2,4 W/(m2 . K) vย zรกvislosti od spรดsobu preruลกenia tepelnรฉho mostu. Prednosลฅou tรฝchto okien je ich vysokรก ลพivotnosลฅ aย estetickรฝ vzhฤพad. Takรฉto oknรก sa uplatลˆujรบ najmรค pri stavbรกch verejnรฉho charakteru ako sรบฤasลฅ ฤพahkรฝch obalovรฝch konลกtrukciรญ. Modernรฉ konลกtrukcie okna na bรกze zliatin hlinรญka majรบ preruลกenรฝ tepelnรฝ most vo vlysoch okennรฉho krรญdla aย rรกmu pomocou zavalcovanรฝch polyamidovรฝch profilov. Zย hฤพadiska tepelnej ochrany je dรดleลพitรฉ, aby situovanie preruลกenia tepelnรฉho mosta bolo vo vonkajลกej zรณne vย rovinnej sรบvislosti so systรฉmom zasklenia. Takรฉto situovanie minimalizuje deformรกciu teplotnรฉho poฤพa.

Kombinovanรฉ oknรก
Najฤastejลกie pouลพรญvanou kombinovanou materiรกlovou bรกzou pri vรฝrobe okien je kombinรกcia dreva sย profilmi so zliatin hlinรญka, pri ktorej sa vyuลพรญvajรบ dobrรฉ materiรกlovรฉ vlastnosti dreva aย trvanlivosลฅ hlinรญkovรฝch prvkov. Preto sa hlinรญkovรฉ prvky nachรกdzajรบ na vonkajลกej ฤasti okna.

ฤŽalลกou ale menej pouลพรญvanou materiรกlovou kombinรกciou na vรฝrobu okien je plast โ€“ hlinรญk. Vnรบtornรบ ฤasลฅ profilu okna tvorรญ viackomorovรฝ plastovรฝ profil, vย ktorom je osadenรฉ zasklenie aย vonkajลกiu ฤasลฅ tvorรญ hlinรญkovรฝ profil.

Zรกver
Oknรก sรบ najexponovanejลกรญmi prvkami obalovรฝch konลกtrukciรญ budov. Vรฝraznou mierou sa podieฤพajรบ na energetickรฝch stratรกch budovy. Tepelnรฉ straty cez oknรก predstavujรบ 40 aลพ 50โ€‰%, ฤo je najviac zo vลกetkรฝch obalovรฝch konลกtrukciรญ posudzovanej budovy. Preto dรดraz na tepelnotechnickรฉ vlastnosti okien je v dneลกnej dobe aktuรกlny. Kvalitnรฉ oknรก na bรกze dreva, plastov, zliatin hlinรญka alebo na kombinovanej bรกze sa vyrรกbajรบ modernรฝmi technolรณgiami vย sรบlade so sรบฤasnou รบrovลˆou vedeckรฉho poznania. Okrem kvality rรกmovรฝch vlysov hrรก rozhodujรบcu รบlohu aj pouลพitรฝ systรฉm zasklenia (dvojsklรก, trojsklรก). Kvalitnรฉ oknรก sย aplikรกciou uvedenรฝch sklenรฝch systรฉmov sa svojimi tepelnoizolaฤnรฝmi vlastnosลฅami vyrovnรกvajรบ tepelnoizolaฤnรฝm vlastnostiam plnรฝch ฤastรญ obvodovรฝch stien.

Ing.ย Boris Vavroviฤ, PhD., prof.ย Ing.ย Anton Puลกkรกr, PhD.
Foto: archรญv autorov

Autori pรดsobia na Katedre konลกtrukciรญ pozemnรฝch stavieb na Stavebnej fakulte STU vย Bratislave.

ฤŒlรกnok vznikol aj vฤaka podpore projektu APVV-0204-07 Modernรก architektรบra ako pamiatka: Energeticky รบspornรก budova Agentรบrou na podporu vรฝskumu aย vรฝvoja.

Literatรบra:

1. Puลกkรกr, A. โ€“ Szomolรกnyiovรก, K. โ€“ Fuฤila, J. โ€“ Vavroviฤ, B.: Oknรก, zasklenรฉ steny, dvere, brรกny. Bratislava: Jaga Group, s. r. o., 2008.

ฤŒlรกnok bol uverejnenรฝ v magazรญne Sprรกva budov.