Kupujeme okna a dveře, 5. část - Návrh oken
Jen správně navržená okna nebo dveře s odpovídajícími parametry a jejich správné zabudování do stavby jsou předpokladem pro dlouhodobě bezproblémovou funkci otvorových výplní. Návrhem oken ve fázi projektování se zabývá pátý díl seriálu o oknech a dveřích.
Okna, stejně jako ostatní díly stavby, musejí být plně funkční jako součást stavby, a nikoliv pouze jako výrobek. Okamžikem zabudování do stavby přestává být otvorová výplň pouhým výrobkem a začíná se na ni odteď vztahovat zákon 183/2006 Sb. ze dne 14. března 2006 o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon), jakož i související vyhlášky, například vyhláška 268/2009 Sb. ze dne 12. srpna 2009 o technických požadavcích na stavby spolu s dalšími změnami. Prakticky to znamená, že vše, co bylo o otvorových výplních řečeno až k tomuto místu, může být beze zbytku splněno, avšak při nesprávném zabudování do stavebního díla nemusí toto vše být nic platné, protože jako nedílná součást celého stavebního díla nesprávně namontovaný výrobek nebude plnit svou funkci a navíc může stavební dílo jako takové podstatně znehodnotit.
Proto je nutné dbát na:
- správný návrh otvorové výplně s ohledem na celkové podmínky, jež se budou v konkrétním stavebním díle a jeho okolí vyskytovat;
- kvalitu zabudování oken a dveří.
Obojí se hodně podceňuje, obzvláště tam, kde se jedná o akce menšího rozsahu. Ale běžně se lze s podceněním či bagatelizováním těchto zásad setkat i v těch případech, kdy sice jde o rozsáhlé dílo, ale investor si nesjedná odbornou pomoc – typicky u většiny výměn oken v panelových domech.
Od února 2011 je v platnosti technickonormalizační informace TNI 74 6077 Okna a vnější dveře – Požadavky na zabudování. Byť jako TNI má pouze doporučující a informativní charakter, obsahuje řadu důležitých pravidel, jejichž respektování je podmínkou úspěšně provedené montáže otvorové výplně do stavebního otvoru.
Návrh otvorové výplně
Pořízení nebo výměna otvorových výplní rozhodně nejsou lacinou záležitostí. Navíc kvalita a technické vlastnosti hrají podstatnou roli při vnímání pobytu v obytných prostorách budovy. Proto je potřeba jejich výběru věnovat odpovídající pozornost. Podrobně jsme se touto problematikou zabývali již v předchozích kapitolách. Zde proto pouze velmi stručná zmínka, na co je potřeba se zaměřit při výběru oken a dveří.
Následující části vysvětlují jednotlivé parametry otvorových výplní, aspekty jejich návrhu a další aplikace:
Teplo a zasklení
Úspora tepla
Výrobky je potřeba volit s takovým součinitelem prostupu tepla Uw, který bude na přibližně odpovídající kvalitativní úrovni a bude odpovídat kvalitě ostatních částí obálky budovy nebo takovým, jaké budou po realizaci dalších opatření ke snížení energetické náročnosti budovy.
Volba zasklení
Okno se podílí na celkové energetické bilanci budovy, nejen na úspoře tepla na vytápění. Je tedy nutné zvolit takový solární faktor zasklení, aby součinitel prostupu tepla zasklením Ug byl ve správném poměru k jeho solárnímu faktoru. Obě veličiny jsou v celkové energetické bilanci důležité. Zde hraje roli též orientace oken na různé světové strany, zasklení by mělo být navrženo v každé stěně zvlášť. V této oblasti se nelze obejít bez odborné pomoci.
Průvzdušnost
Při výměně otvorových výplní mohou nastat různé nebezpečné případy, z nichž skutečně závažné jsou dva:
- Plynové spotřebiče v domě
Pokud jsou v domě plynové spotřebiče a nejsou dostatečně odvětrány, může dojít k vypálení kyslíku v místnosti. To má za následek zvýšenou koncentraci CO (oxidu uhlíku) ve vzduchu, což vede ke ztrátě vědomí obyvatel a bohužel dochází i k případům úmrtí. Podceňování této skutečnosti rozhodně není namístě, případů se vyskytuje čím dál tím více.
- Zvyšování relativní vlhkosti vzduchu
Druhým životu nebezpečným důsledkem výměny oken za velmi těsná může být to, že dojde ke zvýšení relativní vlhkosti vzduchu v místnosti a následné kondenzaci vodní páry. Ta může vyústit ve tvorbu plísní, jež mohou být karcinogenní a snižují imunitu. Zejména u starších lidí a dětí to může mít katastrofální následky. Případně může docházet ke kondenzaci na dřevěných konstrukčních prvcích a v důsledku toho k napadení těchto prvků hnilobou a postupně k totální destrukci nosných dřevěných částí stavby. Jsou známy případy pádu dřevěných stropů vyvolané hnilobou způsobenou změnami ve větrání. Obvykle se to stává po nahrazení lokálních topidel na pevná paliva za etážové, případně za elektrické akumulační vytápění.
Plísně se před výměnou oken v určitých bytech nevyskytovaly, k jejich vzniku došlo až výměnou oken s následným snížením intenzity větrání, a tím i zvýšením relativní vlhkosti vzduchu v bytě. Pokud se provádí výměna oken v domech postavených v dřívějších dobách tradiční technologií s použitím dvojitých nebo zdvojených dřevěných oken, byly tepelnětechnické vlastnosti budovy v souladu s intenzitou přirozené výměny. vzduchu, kterou bohatě zabezpečovala právě netěsná stará okna. Jakmile však dojde k utěsnění dosud průvzdušné obálky budovy výměnou oken, typicky za plastová – jsou příklady dnes už nesčetného množství panelových domů – , přirozená výměna vzduchu ustane. V důsledku toho dojde ke kumulaci vzdušné vlhkosti a místa, která i dříve byla stejně nevyhovující z pohledu výskytu tepelných mostů, jsou při zvýšení relativní vnitřní vlhkosti náhle vystavena kombinaci takové povrchové teploty a vlhkosti, že nastanou podmínky pro kondenzaci vzdušné vlhkosti na jejich povrchu.
Výměny oken obecně
K výměnám oken v budovách obecně:
Po dnes již několikaletých zkušenostech s výměnami oken a dveří v budovách lze vznést následující doporučení obecně platné především pro obytné budovy, ale většinou i pro budovy ostatní. Pokud dochází k výměně oken a dveří, je vždy nutno:
- provést zároveň i komplexní zateplení ostatních částí obálky budovy,
- vyřešit výměnu vzduchu v budově, v ideálním případě pomocí nuceného odvětrávání s rekuperací vzduchu.
O provádění zateplovacích systémů podrobně v tomto článku
Při celkovém zateplení je vhodné, aby všechny upravované konstrukční části měly ve výsledku srovnatelné kvalitativní parametry. Není optimální, když se investuje výrazně více do jedné části na úkor jiné.
Pokud se nebere zřetel na pravidlo úprav budovy jako celku, jakákoli prostá výměna otvorových výplní za nové (plastové, dřevěné i hliníkové) je velmi rizikovou záležitostí. Je skutečně vhodné a často i nutné opatření ke snížení energetické náročnosti budovy řešit komplexně s návazností na ostatní části obvodového pláště a větrání vnitřku budovy, a ne se rozhodnout pro pouhou výměnu oken a dveří. Navíc každá budova je svým způsobem originál, a zkušenosti z jednoho případu nelze jednoduše zevšeobecnit na všechny ostatní budovy, byť třeba stejného typu nebo stavební soustavy. Záleží též na způsobu užívání a podobně.
Ovládání oken
Časté jsou případy, kdy v místnostech není standardní výška parapetů, případně výška oken je nad běžnými případy. Může tak dojít k situaci, kdy ovládací prvky pohyblivých částí jsou mimo běžný dosah nebo je jejich prostřednictvím ovládání nesnadné až nemožné. Je nutné tyto eventuální případy předem posoudit a navrhnout odpovídající typ kování (kapitola Kování).
Únosnost, mechanická odolnost a odolnost proti statickému namáhání
Jiné nároky jsou kladeny na běžné okno, jiné na vchodové dveře do rodinného domu, jiné na hlavní vstupní dveře do veřejných budov. Výrobky musejí být vyrobeny z takových materiálů a takových profilů, aby byly schopny odolat namáhání, kterému budou za běžného provozu budovy vystaveny. Pokud se dá očekávat jakýkoli druh zvýšeného namáhání, lze doporučit buď konzultaci s odborníkem, nebo prostudování již několikrát v textu zmíněné ČSN EN 14351-1+A1:2011, kde lze nalézt informace, na co se v takových případech zaměřit. Důvodem k takovému postupu je vždy:
- vysoké dynamické namáhání provozem,
- velkorozměrové prvky (vždy nad 1 500 × 1 500 mm nebo 1 000 × 2 000 mm),
- použití různých sestav, které mají staticky působit jako celek.
Akustika a zvukověizolační vlastnosti
Akustické vlastnosti otvorových výplní se klasifikují jinak, jde-li o samostatný výrobek, a jinak v případě prvku zabudovaného a tvořícího součást obálky budovy. Při stanovení požadavku je nutno vycházet z toho, jaké vlastnosti musí mít obvodový plášť budovy vzhledem k akustickému zatížení okolním prostředím. Akustické vlastnosti stěn budov se vyjadřují pomocí tzv. vážené hodnoty stavební vzduchové neprůzvučnosti (zkráceně vážené neprůzvučnosti) R‘w [dB] a nesmějí být nižší než tabulkové normové hodnoty. Neprůzvučnost oken a dalších jednotlivých součástí obvodového pláště se hodnotí pomocí tzv. vážené neprůzvučnosti Rw [dB].
Stavební akustika podrobně na TZB-info
Podle poměru ploch otvorových výplní a neprůhledných částí obálky se požadavek na váženou neprůzvučnost vlastních oken a dveří může snížit až o 5 dB oproti požadavku na váženou neprůzvučnost celého pláště R‘w [dB]. Požadavky na váženou neprůzvučnost pláště budovy jsou uvedeny v ČSN 73 0532 – Akustika – ochrana proti hluku v budovách a posuzování akustických vlastností stavebních výrobků – Požadavky. Problematika zvukové izolace je poměrně rozsáhlá a je nad rámec této knihy. Pro podrobnější informace je vhodné se s textem citované normy seznámit.
| Třída zvukové izolace | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Vážená neprůzvučnost Rw [dB] | ≤ 24 | 25–29 | 30–34 | 35–39 | 40–44 | 45–49 | ≥ 50 |
Podle toho, jakou hodnotu vážené neprůzvučnosti Rw otvorové výplně jakožto výrobky mají, řadí se do tříd zvukové izolace podle tabulky 9.6.1. Stanovení odpovídající a vhodné zvukové izolace oken a dveří není vůbec jednoduchá úloha a v prostředí městských aglomerací je na místě vyžadovat nejprve měření akustického tlaku prostředí. V této oblasti panují některé mýty. Často se uvádí, že použitím izolačního trojskla se dosáhne výrazně vyššího zvukového útlumu oken. Je to pravda jen zčásti; v případě použití tří stejně silných skel může docházet při určitých frekvencích zvukových vln k nežádoucím rezonančním efektům. Kombinací různých tlouštěk skel se sice dosáhne výrazně vyšší hodnoty vážené neprůzvučnosti, jde ale hlavně o oblasti vyšších frekvencí. Vzhledem k tomu, že právě automobilová doprava produkuje zvuky frekvencí nižších, je použití trojskel ve městech účinné pro zvukový útlum jen málo. Nejefektivnější z tohoto pohledu jsou speciální lepená skla, která se různě kombinují. Jejich nevýhodou je však výrazně vyšší cena. Více o tématu zvukověizolačních vlastností zasklení pojednává kapitola Technické vlastnosti zasklení.
Pro běžné případy se doporučuje volit třídu zvukové izolace 2, tedy Rw = 30–34 dB. Je nutno, aby výrobce doložil, v jakém složení a provedení rámů a těsnění deklarované okno tuto hodnotu při zkoušce mělo a zda je nabízený výrobek v souladu s výrobkem skutečně odzkoušeným.
Požadavku na zvukovou izolaci oken musí pochopitelně odpovídat i stejně přísný požadavek na zvukovou izolaci připojovací spáry. Zvukověizolační vlastnosti připojovací spáry se zabezpečí jejím správným provedením - viz příští díl seriálu.
K tomu, aby byly v budově dodrženy hygienické limity z hlediska hladiny hluku, jak to předepisuje nařízení vlády č. 272/2011 Sb. platné od 1. 1. 2011 o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací, není možné jednoduše navrhnout zasklení oken a dveří výplněmi, byť s relativně vysokou deklarovanou váženou neprůzvučností. Důležitá jsou frekvenční pásma, ve kterých zvukové vlny na budovu působí. Jinou kvalitu hluku má městská doprava, jinou třeba hluk z výrobního provozu poblíž. Návrhu zvukověizolačního výrobku musí předcházet měření, které stanoví tzv. vnější ekvivalentní hladinu akustického tlaku LA,out [dB]. Z této hodnoty a z požadované hodnoty akustického tlaku interiéru LA,int [dB] se může správně stanovit požadovaná hodnota vážené neprůzvučnosti okna.
Odolnost proti zatížení větrem a vodotěsnost
Odolnost proti zatížení větrem
Hodnotí se relativní čelní průhyb rámu. Zatížení větrem se stanovuje podle ČSN EN 1991-1-4 a je závislé na:
- výšce budovy,
- tvaru budovy (poměru výšky a šířky),
- větrné oblasti,
- charakteru (drsnosti povrchu) území.
Podle rychlosti větru se větrné oblasti dělí na kategorie I až IV, přičemž většina území ČR se nachází ve větrných oblastech kategorie I a II.
Obecně lze jako hrubé vodítko doporučit pro běžný typ zástavby (bez převahy vysokých budov), není-li stavba v horském prostředí, použít následující údaje (odolnost proti zatížení větrem je značena podle ČSN EN 12210):
- výška do 10 m ........................ odolnost proti zatížení větrem B2
- výška do 20 m ........................ odolnost proti zatížení větrem B3
V případě pochybností je nutno provést posouzení pro konkrétní případ.
Vodotěsnost
Hodnotí se odolnost proti průniku vody výrobkem při určitém tlakovém zatížení na vnějším povrchu výrobku. Požadovaná vodotěsnost závisí na tlakových poměrech v exteriéru, což má přímou souvislost s účinky zatížení větrem.
U parametru vodotěsnosti je však nutno být o něco obezřetnější. Tam, kde by například nevyhověla požadovaná odolnost proti průhybu rámu, ale uživatel bytu by tuto skutečnost nemusel u odolnosti proti zatížení větrem nebo průvzdušnosti případně nijak zaznamenat, u vodotěsnosti dochází k okamžitému efektu průniku vody do interiéru.
U vodotěsnosti hraje roli i to, je-li výrobek nakonec ve stavbě:
- částečně chráněný (například přesahem ostění hlubším než cca 200 mm) – klasifikační označení B,
- echráněný – klasifikační označení A.
Vlastní návrh otvorové výplně
Na základě výčtu skutečností uvedených v této kapitole nelze než doporučit, aby návrh nových oken nebo výměny oken starých vypracoval projektant nebo odborník s příslušnou kvalifikací (autorizace v rámci ČKAIT, energetický expert a podobně). Od takto kvalifikované osoby by měl před výrobou i před uzavřením smlouvy o dílo vzejít návrh parametrů otvorové výplně včetně řešení všech detailů při respektování daného tvaru ostění, nadpraží i parapetů. Zároveň by měl projektant určit po dohodě se zhotovitelem otvorových výplní způsob jejich otevírání. Tyto detaily musejí být řešeny ve vztahu ke všem požadavkům (statická stabilita, vodotěsnost, parotěsnost, vzduchotěsnost, zvukotěsnost, minimální povrchová teplota v interiéru atd.).
Příště: Montáž oken
Only properly designed windows or doors with matching parameters and their proper building in the construction are a prerequisite for long-term trouble-free operation of them. Design of the windows and their parameters are topic of the fifth part of the series about windows and doors.