Vývoj a budoucnost okenních konstrukcí
Okna byly a jsou stále nejslabším článkem domu, a to z mnoha hledisek. Nejlépe se jimi vniká do domu, propouštějí nejvíce hluku a jsou nejslabším článkem i z hlediska tepelných izolací.
V současné době obvyklé okno u novostaveb propouští 4 až 6 krát více tepla, než okolní zeď. (Součinitel prostupu tepla U stěnou je obvykle 0,25 až 0,30 W/(m2.K) a u okna obvykle v rozmezí 1,2 až 1,4 W/(m2.K).) Toto položeno do souvislosti s faktem, že okna tvoří obvykle 1/8 až 1/4 plochy stěn je patrné, že okny uniká stejné množství tepla jako stěnami, ačkoliv ty jsou mnohonásobně větší. V minulosti tento poměr nebyl tak výrazný, protože podle normy platné od roku 1964 do roku 1979 platilo, že okna nebyla ani 2x horší, než obvodové stěny.
Logickým závěrem je, že je potřeba vyrábět a používat kvalitnější okna. Ale jak? Každé okno je tvořeno okenním rámem, okenními křídly, zasklením a pochopitelně ukotvením.
Ukotvení okolo okna, tedy napojovací spáru, je potřeba řešit tak, aby zde nevznikaly tepelné mosty, aby nedocházelo k pronikání vzdušné vlhkosti z interiéru do místa napojení, aby zde nezatékalo, a aby tato spára vykazovala i hlukový útlum. Zároveň musí napojovací spára umožnit vzájemné dilatační pohyby okna a stěny, které mohou být výrazně rozdílné. Toto vše je řešitelné, specializované firmy (Illbruck, Isocell a další) mají vyvinuty systémy, které napojovací spáru ochrání. Toto místo je pak potřeba z vnějšku zaizolovat a problém je jakž takž vyřešen.
Zasklení je velmi náročné. V současné době se však již běžně vyrábějí okna s velmi nízkým součinitelem prostupu tepla U, lze osadit i tzv. "Tepelné zrcadlo" - Heat mirror, kde je mezi dvěma skly plastová pokovená fólie zlepšující parametry zasklení. V současné době lze získat zasklení se součinitelem prostupu tepla U pod 0,6 W/(m2.K), u heat mirroru dokonce pod 0,3 W/(m2.K)! (Požadavek normy na stěny je U ≤ 0,30 W/(m2.K), pro pasivní domy se doporučuje U ≤ 0,15 W/(m2.K).) Zde tedy také není systémový problém, je to pouze otázka ceny, co si může investor zvolit.
Zbývají ještě okenní rámy a křídla. Na tyto části konstrukce je jako jeden z požadavků kladen požadavek na pevnost, únosnost, dále pak na odolnost proti povětrnosti a malý součinitel prostupu tepla. Proto není možné použít jakýkoliv materiál a v podstatě jsou prakticky k dispozici dva základní materiály - dřevo a plast, které jsou doplňovány dalšími materiály.
Pokud by byl požadavek na okenní rám ze dřeva splňující požadavky na tepelné izolace srovnatelné s ostatními konstrukcemi, bylo by nutné vyrábět okenní rám o tloušťce několika desítek cm. Proto u domů, kde je požadavek na okna s výbornými tepelně izolačními vlastnostmi, dochází ke kombinaci dřevěného nosného prvku s tepelnou izolací z umělé hmoty, někdy pak i s hliníkem. Ten chrání dřevo před povětrností. Tento okenní rám obsahuje velké množství plastické hmoty a kombinuje mnoho materiálů, je proto poměrně cenově náročný - viz obrázek 1.
Obrázek 1 - Okenní rám z několika materiálů
Druhou možností je plastový rám. I ten se kombinuje s tepelnou izolací. Plast je však poměrně málo pevný a proto se do většiny okenních profilů vkládá ocelová výztuha. Ta výrazně zhoršuje tepelně izolační vlastnosti okenních rámů, což někdy vede firmy k šizení této výztuže - viz obrázek 2.
Obrázek 2 - Ocelová výztuha rámu plastového okna
Proto byla snaha tuto výztuž nějak nahradit. Různí výrobci směřovali různými směry. Jedna firma například zavedla lepení zasklívacích tabulí k okennímu rámu tak, že toto sklo dávalo celému rámu pevnost. U jiné firmy jsem si všiml, že používají laminátové výztuhy - ovšem nedovedu si dost dobře představit, jak je navzájem v rozích na sebe napojují.
V tomto směru přišla s velkou inovací firma REHAU - přední zpracovatel plastických hmot, dodává nejen pro stavaře, ale i pro automobilky, letadla a další průmysl. Inovace této firmy spočívá v tom, že začala vyrábět kompozitní materiál, který je díky různým materiálům (výztužným vláknům v plastu) výrazně pevnější. Přitom si však zachovává vlastnosti, na které jsme u plastových oken zvyklí, tedy jako uživatelé barevnou stálost a možnost různých povrchových úprav, jako výrobci lehkou svařitelnost. Okenní profil z tohoto plastu se tak nemusí vyztužovat ocelovými výztuhami, naopak se místo nich dá do profilu vložit tepelná izolace, což zvyšuje tepelný odpor. Další výhodou vyšší pevnosti však je, že okna vyrobená z tohoto materiálu mají i vyšší odolnost proti vlámání.
Již delší dobu lze očekávat technologický zvrat na trhu s okny, který by opět přiblížil tepelně izolační vlastnosti okna stěnám a zdá se, že toto je cesta, kterou by se okna budoucnosti mohla ubírat.