Okna - ztráta tepla a větrání
Tvrzení, že okno je nejslabším článkem obvodového pláště budovy, se pomalu stává minulostí. Na okna se dnes kladou mnohem vyšší nároky než kdysi. Musí toho vydržet opravdu hodně: nápory větru, bičování kapkami deště i krupobití. Okna musí izolovat proti venkovnímu hluku, udržet uvnitř teplo a odolat také nevítaným návštěvníkům. A to zdaleka není vše, co je od moderních oken očekáváno.
Hlavní úkol oken
Primárním úkolem oken je prosvětlení vnitřních prostor, zajištění vizuálního kontaktu s okolím a větrání. Všechny tyto úkoly ve své podstatě plní již samotný okenní otvor. Funkcí okna, v technickém slova smyslu, je tedy zachovat požadované kvality okenního otvoru, a přitom eliminovat všechny nežádoucí důsledky faktu, že jsme si nechali díru ve zdi. Těmi jsou povětrnostní vlivy, tepelné ztráty, nedostatečná ochrana majetku a soukromí, ale i nebezpečí pádu z budovy. Velikost, tvar a umístění okna mají také značný vliv na výsledný vzhled architektury. Novinkou je, že v současnosti se okna začala používat i jako nástroj pro získávání tepelné energie ze slunce.
Okenní otvor
V minulosti na stavbách převládaly okna s minimální velikostí. V jižních zemích měly malé otvory chránit interiér před přehřátím a prašností, na severu měly zabránit zbytečným únikům tepla a snížit možnost vniknutí větru, deště a sněhu. Později se na množství světla v interiéru začalo hledět ze zdravotního a hygienického hlediska, čímž vznikl požadavek, zvětšit plochu okna.
Jak zamezit ztrátám tepla
Aby se zamezilo zbytečným ztrátám tepla, začala se používat jednoduchá pravidla a vzorce pro výpočet optimální velikosti a výšky umístění okna:
- Okno by mělo být co nejvýše pod stropem,
- z bezpečnostních důvodů by měl mít parapet ve výšce alespoň 90 cm,
- francouzská okna sahající po zem, musejí mít ochranné zábradlí vysoké 110 cm,
- norma říká, že 2/3 místnosti by měly být alespoň jednu hodinu denně přímo prosvětlené, což při vhodné orientaci splňují okna s velikostí alespoň 1/8 plochy pokoje.
Konstrukce okenního rámu
Podle konstrukce okna rozdělujeme na otevíravé, které se skládají z rámu a okenního křídla, a neotvíravé, u nichž je jediný rám s výplní pevně osazen do otvoru v konstrukci. U obytných domů se v obvodových stěnách používají převážně otvíravá okna, a to i v případě, že tuto jejich funkci často nevyužíváme. Otvíravá okna mohou být jednoduchá, zdvojená, s dvojsklem nebo trojsklem. Zdvojená okna se skládají z jednoho okenního rámu upraveného na zavěšení dvou okenních křídel, které jsou navzájem trvale spojeny spojkou křídla. Dvojitá okna, které se dnes již prakticky nepoužívají, se skládají ze dvou okenních rámů a dvou křídel, přičemž okenní rámy jsou navzájem opticky spojeny dřevěným obložením.
Způsob otevírání oken
Podle způsobu otvírání rozlišujeme okna otvíravá (nejčastější typ), otočná, sklopná a výklopná, kyvná, posuvná, výsuvná apod. Každý z těchto typů má své výhody i nevýhody, které ho předurčují k využití v určitých podmínkách. Vedle nejčastěji používaných otvíravých oken se často vyskytují výklopná a sklopná okénka, které se samostatně používají pro větrání a osvětlení suterénu, hygienických prostorů apod. nebo v kombinaci s jiným typem rámu slouží i v hlavních prostorách budovy jako větrací otvory. Kyvný systém otevírání se již tradičně používá u střešních oken, určených k prosvětlení podkroví nebo ve svislých konstrukcích, pokud chceme mít větší zasklenou plochu (menší zatížení pantů). V současnosti získávají větší popularitu i posuvná okna, respektive balkonové dveře a zasklené stěny, které umožňují vizuálně čisté a prostorově nenáročné propojení exteriéru s interiérem.
Kování oken
Funkčnost oken - způsob jejich otvírání, bezpečnostní prvky a podobně - závisí na kování okna. Moderní okno by mělo mít celoobvodové kování, které zabezpečuje stabilizaci okenního křídla v okenním rámu. Mezi jeho další výhody patří rovnoměrné dovření okna po celém obvodu, a tím i vytvoření komprese těsnicího profilu, sdružení otvíravé a výklopné funkce okna a v neposlední řadě i ochrana proti násilnému vniknutí. Okna a balkonové dveře v přízemí je rozumné pojistit bezpečnostním kováním a okna ve vyšším patře je zase vhodné (zejména pokud jsou v domě děti) vybavit bezpečnostními prvky (takzvanými blokádami). Speciální kování umožní optimální výměnu vzduchu za pomoci třístupňového otvírání, případně i prostřednictvím samoregulačního systému odvětrávání.
Větrání
Zatímco v minulosti představovalo utěsnění okenních rámů jeden z největších problémů (řešilo se pomocí klempířských prací, později se začaly používat samolepicí izolační pásky), dnes se naopak setkáváme s problémem přílišného utěsnění a dokonalé vzduchotěsnosti oken. Rám okna by měl umožňovat infiltraci vzduchu do místnosti. V opačném případě může docházet ke kondenzaci vodních par na skle a okenním rámu. Zatímco u dřevěných rámů tuto funkci plní přirozená průvzdušnost dřeva, u plastových oken výrobci nabízejí jiná řešení:
- Mikrovětrání netěsností mezi rámem a oknem vzniká při uvolnění tlaku kování kličkou,
- větrací průduchy, klapky, drážky mohou být umístěny v rámu, křídle nebo pod parapetem (mohou být nastavitelné nebo samočinné),
- automatické systémy vyhodnocují stav vzduchu v místnosti a automaticky okno otevřou nebo zavřou. Promyšlené samočinné větrací systémy umožňují prostřednictvím větracích drážek výměnu vzduchu na principu rozdílu tlaku ve vnitřním a venkovním prostředí, přičemž vzduch nasátý z vnějšího prostředí vedou meziprostorem v rámu okna a přirozeně ho předehřívají.
Vlastnosti okenního rámu
Vlastnosti okenního rámu do značné míry závisí na materiálu a profilu okna. Konstrukce okenního rámu musí umožnit infiltraci vzduchu i při zavřených oknech. Okno musí odolávat účinkům deště hnaného větrem tak, aby přes styky okna s konstrukcí nepronikala dešťová voda do interiéru. Aby se zvýšila účinnost těsnění, detaily okenních konstrukcí se těsní ve dvou úrovních: v prvním stadiu se zachytává účinek deště pomocí dešťové překážky; v druhém stadiu se potlačuje účinek větru - tuto funkci plní těsnicí profil překážky proti větru. Požární odolnost oken závisí na materiálu rámu, systému zasklení a konstrukce otvoru. Dřevěné rámy jsou hořlavé (požární odolnost do 30 minut), hliníkové a ocelové jsou nehořlavé (požární odolnost od 90 do 120 minut), plastová okna při hoření vylučují škodlivé zplodiny. Postupně stále narůstají nároky na tepelně izolační vlastnosti stavebních materiálů a prvků obvodové konstrukce, rámy oken nevyjímaje. Tepelně izolační vlastnosti okenních rámů závisejí na materiálů. Projektanti kovových, plastových a kombinovaných oken tento problém řeší promyšlenými několika komorovými okny. Taková konstrukce rámu se třemi až pěti vzduchovými komorami nebo komorami vyplněnými tepelným izolantem dokonale zabraňuje vzniku tepelných mostů. Dokonce i dřevo, považované za dobrý tepelně izolační materiál, se začíná kombinovat s dalšími prvky z plastu, ovčí vlny a podobně, aby se tepelně izolační vlastnosti rámu zvýšily na maximum.
Výplně oken
Vývoj okna bezprostředně souvisí s vývojem technologií. Prvním krokem ke zlepšení tepelné bilance oken bylo zdvojení okna. Později se oba rámy spojily a vytvořily zdvojené okno se dvěma jednoduchými skly. Dnes je samozřejmostí okno s dvojitým zasklením. Pro zlepšení tepelně technických vlastností se prostor mezi sklem napouští plyny - nejčastěji jde o argon, krypton nebo xenon. Výzkumy ukazují, že ideálním řešením by mohlo být vakuování prostoru mezi skly.Vedle běžných izolačních dvojskel se v současnosti začaly využívat i trojskla. Úkolem okenní tabule je chránit interiér před přehříváním, snižovat hladinu hluku a zaručit bezpečnost. Pro tyto účely se používají speciálně upravené skla. Ochranu před násilným vniknutím zajistí nerozbitná a neprůstřelná skla, bezpečnostní fólie, kalené sklo, lepené sklo či drátosklo. Na ochranu soukromí slouží tmavá nebo zrcadlové skla, případně barevné fólie. Speciální fólie či tenký povlak stříbra dokáží ochránit sklo před únikem tepla i před přehříváním. Nejkvalitnější jsou schopné snížit ztráty tepla až o 30%, v létě zase snižují teplotu v místnosti o 7 až 9 ° C. Zvukově izolační vlastnosti oken ovlivňují zejména tloušťka a počet skel, osazení oken v rámu, těsnicí prvky a netěsnosti v konstrukci. Výrobci udávají zvukové vlastnosti oken indexem vzduchové neprůzvučnosti R'w (dB). V současnosti se zvukově izolační vlastnosti oken zlepšují napuštěním vzácného plynu do výplní mezi vrstvami skel (hexafluorid síry SF6, respektive SF6 a argon), čímž lze kromě tepelně izolačních vlastností zvýšit R'w okna o 3 až 4 dB.
Osazení okna
Okenní výplně lze do stavebního otvoru osadit různými způsoby. Způsob osazení okna je často věcí architektonického řešení objektu. Okno může lícovat s vnější stranou fasády nebo s vnitřní stěnou. Pro okno osazené v jednovrstvé homogenní stěně se za optimální řešení považuje poloha ve vnitřní třetině obvodové stěny. U vrstvené obvodové stěně se okno osazuje tak, aby bylo v rovině s tepelným izolantem vrstvené stěny. Třeba zdůraznit, že tak jako správná konstrukce samotného okna je důležité i promyšlené řešení detailů osazení okna a styků okna s ostěním. Hloubka osazení okna ovlivňuje plasticitu fasády. Vzniká tak vnitřní a vnější parapet, jehož úkolem je odvádět vodu směrem od okna a zároveň chránit ostění. Okno musí být ve fasádě pevně ukotvené a všechny štěrbiny důkladně zaizolované. Izolační vlastnosti okenního rámu a izolace v místě ukotvení okna musejí být kontinuálně propojeny s izolačním materiálem obvodových stěn tak, aby na rozhraní stěny a okenního otvoru nevznikaly tepelné mosty. Důležité je zajistit odvádění srážkové a zkondenzované vody. Tvar a hloubka ostění ze strany interiéru zase ovlivňují proudění vzduchu v místnosti.
Autor: Lenka Kostková
