Reklama

Vady při obnově výplní otvorů u budov v památkových zónách

8.6.2015

Ing. František Stránský

Recenzovaný

Památkáři u budov v památkových zónách vyžadují zachování členění a profilace vlysů otvorových výplní a respektování původního vzhledu fasády. Při zachování profilace vlysů je dnes již povoleno zasklení okenních křídel izolačními skly. Výrobci oken se v tomto směru dopouštějí stále mnoha chyb, které ovlivňují nejen fyzikální vlastnosti výplní otvorů, ale také jejich trvanlivost – životnost.

Reklama

Při výrobě oken je třeba dobře znát zejména význam a funkci funkční spáry a doporučené konstrukční spoje pro okenní rámy a křídla. Každá změna velikosti polodrážek v profilaci vlysů vyvolá změnu ve funkčnosti a fyzikálních vlastnostech okna.

U konstrukčního rohového spoje, pokud památkáři trvají na použití izolačních skel, která mají větší hmotnost, je nutno posuzovat lepené plochy na pevnost a nosnost spoje, aby nedocházelo ke svěšování křídla.

Znalost profilace a funkčnosti funkční spáry musí mít jak výrobci výplní otvorů, tak i výrobci nástrojů na výrobu oken. Do České republiky se dostávají velmi zlevněné výrobní nástroje ze zahraničí, které nesplňují naše ČSN, ale ani EN.

Pro stanovení osy otáčení závěsu okenního křídla je důležité vypočítat momenty setrvačnosti profilu a tím zjistíme jeho těžiště – změnou profilace vlysu se mění i jeho těžiště. Bude-li těžiště vlysu mimo osu otáčení, bude nutno křídlo častěji seřizovat a okno bude mít zhoršené fyzikální vlastnosti a větší mechanické opotřebení nosného (konstrukčního) kování.

Nejvíce problémů v profilaci je ve velikosti zasklívací polodrážky, v umístění odvětrávacích otvorů izolačních skel u vnějších křídel v konstrukčních spojích, velikosti odkapové drážky křídel, problémy působí i chybějící dekompresní drážky vnějších křídel dvojitých oken, atd. V profilaci okenního křídla je v I. těsnící zóně vytvořena dekompresní drážka, ve které má docházet k turbulentnímu proudění a kapičky vody jsou svedeny touto drážkou do dešťové lišty (sběrného žlábku) a odvedeny z konstrukce okna.

Umístění a velikost dekompresní drážky ovlivňuje funkčnost funkční spáry – aby voda z odkapové drážky neodkapávala na plošku polodrážky a laminárním prouděním se nedostala dále dovnitř konstrukce okna.

Při laminárním proudění (netěsností ve II. těsnící zóně – například nejčastěji netěsností v rozích křídla) i při malých tlacích vzduchu dochází k proniku vody do konstrukce okna.

Vady u jednoduchých oken zasklených izolačním sklem

Problémy profilace vlysů výplní otvorů.
Chybné zasklení IZD (izolačního dvojskla):
- větší odvětrávací otvory;
- nedostatečně zatmelené (utěsněné) izolační sklo v zasklívací drážce;
- prohnuté zasklívací lišty – vnik teplého vzduchu do zasklívací drážky.
Při zasklení izolačního skla do tmelového lože nedochází k infiltraci vzduchu přes zasklení, a nedochází tak často k rosnému bodu a tvorbě kondenzátu na izolačním skle.
Blízké osazení hliníkové křídlové okapnice u izolačního skla se projeví orosením vnitřního skla v šířce asi 3 cm nečastěji v dolní části křídla.
Vznik puchýřů a separace nátěru. Když dojde ke zvýšení vlhkosti vlysů nad 18 %, dochází k narušení adheze pigmentovaných nátěrů, které jsou méně prodyšné než lazury, vytvoří se puchýře a nátěry se častěji odlupují od povrchu vlysu.
Nedostatečně utěsněné křídlové srazy (štulpy) – u srazu nahoře a dole křídla
Chybně osazené vnitřní parapety:
- pro zabudovávání výplní otvorů platí nová ustanovení ČSN 74 6077 Okna a vnější dveře
- zabudování otvorových výplní.

Požadavky na zabudování

Při osazení parapetu musí zůstat vymezena dostatečná vůle, minimálně 28 mm mezi křídlem, ostěním (špaletou) a parapetem, jinak křídlo nelze dostatečné otevřít (minimálně na 90°) a křídlo může drhnout o parapet.
Chybné zabudování okenních rámů výplní otvorů:
- bez dilatačních spár, například u chladnějších keramických obkladů než je teplota dřevěných vlysů okenního rámu, pak dochází k většímu tepelnému rozdílu;
- malá nebo příliš velká dilatační spára mezi dřevěným rámem a ostěním (doporučená velikost je od 8,0 mm až 10 mm – podle velikosti výplní otvorů, viz ustanovení ČSN 74 6077) má být vypěněna montážní pěnou nalepenou komprimační páskou nebo těsněním, které umožňuje dilataci výplní otvorů v ostění. Snižuje vznik rosného bodu a tvorbu kondenzátu v ostění.
Chybně seřízené celoobvodové kování křídel výplní otvorů ovlivňuje funkčnost a mechanickou životnost kování okna.
Celoobvodového kování se musí seřizovat a promazávat pravidelně podle návodu a náročnosti zatížení – minimálně 2× do roka.
Celoobvodové kování musí být seřízeno tak, aby křídla správně naléhala k rámům, byla vymezena spára křídlových srazů šířka 4 mm a byla vůle mezi křídly a rámem 4 mm, viz ustanovení ČSN 74 6101, čl. 53.

U neseřízených křídel dochází k nerovnoměrné infiltraci vzduchu, k tepelným ztrátám a v zimním období i ke změnám vlhkosti ve vlysech v místech největšího průniku vzduchu a tím ke zkřížení a prohnutí křídel.

Kolíkové rohové spoje křídel u větších rozměrů křídel u nás, na rozdíl od Německa, často nevyhovují. Je to dáno rozměry okenních křídel – v Německu je jejich výška 1150 mm až 1350 mm a u nás (v České republice) 1500 mm, 1600 mm až 1800 mm.
Spoje na tupo a pomocí vrutů, například u sloupků a poutců nejsou doporučovány. U těchto nedoporučených spojů při chybném zabudování např. nedodržením velikosti funkční spáry, dochází k zatékání do konstrukčních spojů rámu okna a následně k hnilobě, viz obr. 5, obr. 6, obr. 7 a obr. 8.

Vady u dvojitých deštěných oken

Změnou tepelné normy ČSN 73 0540-2 a požadavků památkových ústavů se znovu začínají vyrábět dvojitá deštěná okna. Setkávám se s těmito „novými“ výrobky dost často, většinou chybně vyrobenými.

Výrobci většinou neznají výrobní zásady těchto oken, principy jejich správného fungování a výrobu si těchto zjednodušují nebo materiálově zbytečně a značné komplikují. Nevědí, jak se okno bude chovat v létě, jak v zimě. Neznají profilaci vlysů, rozměry funkčních polodrážek dvojitých oken. Každý druh okna má svá specifika, která je nutné dodržovat, aby nedošlo později k závadám. Například při nedodržení velikost I. těsnící zóny nedochází k dekompresi v těsnící zóně, ale k laminárnímu proudění vzduchu a následně k hnilobě vlysu, viz příklad na obr. 13, kde byla polodrážka zhotovena menší o 3 mm oproti minimální hloubce 20 mm.

Dvojitá okna umožňují rozdělit hmotnost skel (ovlivňující nejvíce hlukový útlum, čím těžší skla, tím lepší hlukový útlum a nižší prostup tepla) do dvou křídel (vnějších a vnitřních) a tím se sníží jejich svěšování, prodlouží se životnost kování, nevyžadují časté seřizování, atd. Budou mít dlouhodoběji zajištěny požadované fyzikální vlastnosti (prostup tepla) a vylepší hlukový útlum.

Nejčastější chyby výrobců dvojitých oken

Výrobci dvojitých oken dělají nejčastěji tyto chyby:

Zapomínají na dekompresní drážky u vnějších křídel dvojitých oken. V dekompresních drážkách dochází k turbulenci a dešťová voda je svedena do sběrného žlábku a vyvedena z konstrukce okna ven.
Zapomínají na kondenzační žlábek v dolním deštění okna. Při otevření vnitřních křídel dochází v zimním období k vniku teplého vzduchu do meziskelného prostoru a na ochlazované ploše – vnějším skle je dosaženo rosného bodu a tvorba kondenzátu. Kondenzát pak stéká po skle do kondenzačního žlábku a neteče po parapetu a omítce.
Kondenzační žlábek je umístěn pod vnějšími křídly v šířce 36 mm, hloubka minimálně od 5 mm je dána výškou křídla – plochou skla. Kondenzační žlábek v deštění není průběžný. Kondenzát ve žlábku se odpaří nebo se vytře.
Neuvědomují si, že při použití aglomerovaných materiálů na deštění musí být použity vhodné materiály například spárovka, HDF s ochranným nátěrem také do ostění.
Nedodržují velikost šířky deštění. Podle normy je šířka deštění nejméně 117 mm. Tato šířka je dána výškou rozvory (olivy), klapaček a výškou naléhavek vnějších křídel.
Chybně spojují nebo vůbec nespojují vnější okenní rám s vnitřním rámem nebo vlysem. Toto spojení má být provedeno například ocelovou pásovinou tl. 5 mm, šířky 20 mm. Na výšku okna 1500 mm jsou třeba tři spojovací prvky na bocích i v dolní a horní části okna po 600 mm. Jinak dochází k odtržení deštění od rámu okna. Při posuzování spojů se většinou setkávám jen s odtrženým deštěním, které bylo původně přišroubováno k okennímu rámu. U starších oken se spojovaly rámy ocelovými kramlemi.
Pro vysazování vnějších křídel zapomínají u dvojitých oken s poutci na dostatečnou vzdálenost mezi křídly u poutců a vnějšími křídla a poutcem rámu okna. Vzdálenost má být 28 mm pro snadné zavěšení sklápěcích křídel a jejich sklopení. Nedodržením této vzdálenosti jsem se setkal i u oken dovezených ze zahraničí, kde byly uřezané čepy závěsů, aby šla křídla zavěsit. Nebo byly překovány na závěsy k přišroubování.
Zapomínají na drážku nebo polodrážku pro parapet, která vymezuje vůli mezi dolním vlysem křídla a parapetem (28 mm).
Zapomínají na dostatečný rozměr odkapové drážky v dolním vlysu křídla, ze které má voda odkapává do sběrného žlábku. Posunutím drážky například o 1 mm voda nateče na plošku rámu a při otevření křídla vyteče do interiéru. Například odkapová drážka vnějšího okenního křídla musí navazovat na dekompresní drážku křídla a musí být umístěna nad sběrným žlábkem tak, aby tlakem větru došlo k turbulentnímu proudění a dešťová voda byla svedena do sběrného žlábku a vyvedena z konstrukce okna ven.
Vzdálenost dvou těsnění (těsnících zón) musí být větší, než 20 mm, jinak se těsnění chová jako jedna těsnící zóna a prodražuje cenu okna bez požadovaného zlepšení. Každý výrobce otvorových výplní musí znát funkčnost funkční spáry mezi křídlem a rámem.

Funkčnost těsnících zón

Při výrobě špaletových dvojitých oken je důležité pro správnou funkčnost znát správnou a doporučenou profilaci vlysů a doporučené konstrukční spoje.

V otvorových výplní jsou 3 základní těsnící zóny s těmito funkcemi:

I. těsnící zóna – dešťová zóna
Tato zóna musí být dobře těsněna – při netěsnosti nedochází k turboletnímu proudění, ale k laminárnímu proudění a tím k zatékání do konstrukce okna.
II. těsnící zóna – vzduchová zóna
Při netěsnosti dochází k vniku teplého vzduchu do prostoru vzduchové mezery mezi křídly a následně k tvorbě rosného bodu na ochlazované ploše (chladnějším kováním), vzniká kondenzát, který narušuje povrchovou úpravu okna a zvyšuje vlhkost vlysů.
III. těsnící zóna – zvuková a tepelná zóna
K netěsnosti dochází především nedostatečném utěsnění v rozích křídla, kde dochází k větší infiltraci vzduchu, která ovlivňuje fyzikální vlastnosti okna – hlukový útlum a prostup tepla. Zdeformované těsnění křídla nedostatečně těsní a do III. zóny vniká teplý vzduch, který při teplotním rozdílu na ochlazované ploše vytvoří kondenzát (z tvorby rosného bodu) v polodrážce vlysu.
Hlukový útlum lze snížit u těchto výplní otvorů nad 50 dB. Hlukový útlum lze zvyšovat hmotnostní skel, vzdáleností skel, rozdílnými tloušťkami skel. Tato dvojitá okna umožňují mnoho variant na snížení prostupu tepla i mnoho variant na zvýšení hlukového útlumu.
Dvojitá (špaletová) okna vždy docilovala velmi dobrých fyzikálních parametrů i v dřívějších dobách i bez použití izolačních skel. Návrat k těmto oknům je především v památkových zónách přínosem pro zvýšené tepelné úspory otvorovými výplněmi.
Největší plochu výplní otvorů tvoří sklo. Při použití více tabulí skel je hmotnost skel rozložena u dvojitých oken dvou křídel, tím je rozložena zátěž, na nosné závěsy, náročnost na údržbu a na seřizovaní kování křídel okna.
V současné době jsou kladeny zvýšené požadavky na snížení prostupu tepla výplněmi otvorů a na zvýšení hlukového útlumu. Dvojitá (špaletová) okna umožňují mnoho variant snížení prostupu tepla v použitých druzích izolačních skel (dvojskel, trojskel a uvažuje se i o zasklívání izolačními čtyřmi skly).
Hmotnost 1 mm/m² je 2,5 kg. Pro zasklívání křídel se skly s větší hmotnosti se musí naprofilovat vlys křídla tak, aby těžiště profilu jeho momenty setrvačnosti působily co nejblíže k ose otáčení závěsu křídla. Tím se prodlužuje jejich funkčnost, snižuje náročnost na seřizovaní křídla a prodlužuje životnost těchto oken. Při navrhování profilu vlysu je důležitý každý rozměr – velikost drážky, rozměry polodrážek, vzdálenost těsnění atd. Více skelné zasklení otvorových výplní umožňuje snížit prostup tepla až na 0,6–0,8 W.m⁻².K⁻¹.

Vady při zabudování výplní otvorů budov

Vady v zabudování výplní otvorů lze rozdělit na vady způsobené těmito faktory:

Vadným zabudováním výplní otvorů (provedením připojovací spáry).
Nedodržováním předepsaných technických a technologických podmínek pro zabudování (podle doporučení ustanovení ČSN 74 6077 Požadavky na zabudování).
Nedodržování návodu na obsluhu a užívání výplní otvorů (seřízení na zimní a letní provoz).
Vadné zabudování vnějších a vnitřních parapetů. U vnějších parapetů je nutno dbát na separaci studených materiálu od rámu okna.

Vady provedením připojovací spáry

Vady provedením připojovací spáry jsou způsobeny většinou technologickou nekázní. Například:

Použitím rozdílných materiálů s různou tepelnou vodivostí (dřevo, kov, keramika) dochází k tepelným mostům a ke změně vlhkosti v ostění z tvorby rosného bodu. V napojovací spáře otvorové výplně, pak dochází při rozdílných teplotách k tvorbě rosného bodu k zvýšení vlhkosti. (Při rozdílné teplotě venkovní a vnitřní teplotě větší než 9,2 °C a při relativní vlhkosti vzduchu větší než 50 % dochází k tvorbě rosného bodu až ke kondenzaci vody). Tento kondenzát zvyšuje vlhkosti vlysů otvorových výplní. Při zvýšení vlhkosti dřeva nad 18 % dochází k separaci pigmentovaných nátěrů a u lazury při zvýšené vlhkosti nad 20 % a u vlhkosti vyšší než 20 % dochází až k tvorbě plísní.
Uzavřením vnější napojovací spáry neprodyšným tmelem, viz obr. 9 (například silikonovým) nedojde k odvodu vlhkosti ze spáry a v ostění se naakumuluje vlhkost, která způsobí až hnilobu.
Na zimu chce většina stavebních firem uzavřít stavbu výplněmi otvorů, aby mohla provádět mokré technologické procesy (omítky, betony, štuky atd.), což nedovoluje ustanovení ČSN 49 3130 (tato norma byla zrušena) a byla nahrazena ČSN 74 6077.
Stavba se nevětrá, jen se temperuje, a vytvořený vodní kondenzát z rosného bodu, pak stéká po ochlazované ploše – skla výplní otvorů. Vlhkost pak vniká do vlysů okna, která při zvýšení vlhkosti nad 18 % narušuje rohové konstrukční spoje a způsobuje separaci nátěrů. U vlysů s pigmentovým nátěrem vznikají puchýře na vnější ploše vlysů (méně prodyšný nátěr) a u lazurovacích nátěrů dochází k separaci lazury až při vlhkosti nad 20 %.
Chybné zaměření výplní otvorů. Výrobce výplně otvorů nesprávně otvor zaměří a montážník oseká ostění bez zednického začistění, což nevyhovuje ustanovení ČSN 74 6077.
Nedodržení správné aplikace montážní pěny. Ostění výplní otvorů se před aplikací montážní pěny musí dostatečně navlhčit, aby byla montážní pěna dostatečně hutná. Měkká pěna rychle stárne (žloutne) a nemá dostatečné tepelně izolační vlastnosti.
Na správné zabudování výplní otvorů se používají APU lišty, které vymezují po obvodě výplní otvorů rovnoměrnou spáru. APU lišta obsahuje samolepící pásku, na níž se nalepí ochranná fólie, chránící povrchovou úpravu před mechanickým i chemickým poškozením například vápennou omítkou (vápno pH 10). Nátěrová hmota má mít neutrální pH, jinak hrozí nebezpečí narušení a rozleptání nátěru.
Zabudování výplní otvorů do ještě nevytvořeného – nedokončeného ostění. Ostění je po osazení výplní otvorů dokončováno později a ve většině případů nejsou řešeny tepelné mosty. Pak dochází ke zvyšování vlhkosti vlysu a k narušení povrchové úpravy.
Zabudování rámů výplní otvorů bez dostatečných dilatačních spár. Například větším teplotním rozdílem mezi keramickými obklady v ostění a dřevěnými vlysy dochází k tvorbě rosného bodu, vzniku kondenzátu, následné separaci nátěru a k rosení skel.

Závěr

Pro výrobu dvojitých otvorových výplní se změnou profilů pro požadavky památkářů je třeba dodržovat ustanovení norem nebo profilaci zkonzultovat s odborníkem, který musí posoudit nosnost profilu vlysu.

Při použití těžších zasklívacích jednotek (izolačních dvojskel) je nutné posoudit nosnost rohových konstrukčních spojů a nosnost konstrukčního kování (závěsů), lepenou spáru rohových konstrukčních spojů, jinak dochází ke svěšení křídla a tím k netěsnosti, ke zvýšené infiltraci vzduchu oknem, které ovlivní další parametry okna – prostup tepla a hlukový útlum, proto je důležité navrhnout profil vlysů tak, aby nedocházelo ke svěšení křídla.

Při použití izolačních skel do vnějších křídel musí mít IZD (izolační dvojskla), IZT (izolační trojskla) odvětrávanou zasklívací drážku, propojenou s vnějším prostředím. Odvětrávací otvor nesmí být příliš veliký a konstrukčním spoji, pak dochází k cirkulaci studeného vzduchu v zasklívací drážce, zvýšení vlhkosti vlysů až k separaci nátěru, viz obr. 10 a obr. 11.

Dodržovat vzdálenost těsnících zón – při menší vzdálenosti než 20 mm se těsnící zóna chová jako jedna zóna. Většinou je nefunkční především u první těsnící zóny.

Důležitá je také těsnost vnitřních naléhavek křídla a křídlových srazů. U nedostatečného utěsnění vnitřní naléhavky dochází k vniku teplého vzduchu do polodrážky a meziskelného prostoru okna a na ochlazované ploše a v polodrážkách dochází v zimním období k tvorbě rosného bodu a vzniku kondenzátu.

Obr. 1. Chybně umístěný velký výtokový otvor (průměr 11 mm) ve funkční spáře dvojitého okna, chybné umístění okenní záskočky v krátkosti od závěsu – vyvracení jazýčku záskočky, popraskaný nátěr na tmelu ve sběrném žlábku, následná separace nátěru.

Obr. 2.Malý sklon dřevěné okapnice – dešťová voda vzlínavostí nestéká a vlhkostí dochází k narušení a k separaci nátěru.

Obr. 3. Chybně prováděná údržba repasovaných dvojitých oken. Výsledkem je velké vrstvení nátěrů a jejich následná separace – oplechování dřevěných okapnic – vznik hniloby.

Obr. 4. Dvojitá okna jsou provedena bez kondenzačního žlábku. Výsledkem je propadlé nahnilé deštění odtržené od okenního rámu a hniloba vnějšího rámu – zatékání do okenní konstrukce, vrstvení a snadná separace nátěru vlivem vlhkosti.

Obr. 5. Nedoporučený konstrukční spoj okenního rámu sloupku (na tupo a vrut). Chybným zabudováním do ostění došlo po pěti letech k hnilobě.

Obr. 6. Nedoporučený konstrukční spoj okenního rámu sloupku (na tupo a vrut). Chybným zabudováním do ostění došlo k hnilobě dolního vlysu rámu okna. Vnější parapet byl chybně osazen bez tepelné separace od dolního vlysu, výsledkem byla tvorba rosného bodu, vznik kondenzátu a zvýšenou vlhkostí – hniloba.

Obr. 7. Nedoporučený konstrukční spoj okenního rámu sloupku (na tupo a vrut). Chybným zabudováním do ostění došlo k hnilobě dolního vlysu rámu okna, k zatékání do konstrukčního spoje a k hnilobě (vrut tepelný most).

Obr. 8. Detail nedoporučeného konstrukčního spoje sloupku (na tupo a vrut). Vnější parapet je volně vložen bez tepelné separace (např. komprimační páskou) do polodrážky okenního rámu – výsledkem je zatékání za volně osazený parapet, tvorba rosného bodu, zvýšená vlhkost, hniloba rámu okna.

Obr. 9. Chybně zabudovaná otvorová výplň, uzavřená silikonovým tmelem – vzniká hniloba v rohovém konstrukčním spoji a rámu výplně – kameninový parapet je vložen bez tepelné separace v polodrážce okenního rámu.

Obr. 10. V křídle je proveden velký odvětrávací otvor izolačního skla. Dochází k cirkulaci vzduchu v zasklívací drážce a zvýšenou vlhkostí následně k separaci lazury na vnějších lamelách vlysů křídla.

Obr. 11. Zvýšenou vlhkostí vnější lamely dochází k separaci lazury. V rohovém konstrukčním spoji je proveden velký odvětrávací otvor, v rohu je chybně nainstalováno těsnění – výsledkem je zvýšená infiltrace vzduchu a tepelné ztráty.

Obr. 12. Chybně zabudovaná otvorová výplň. Vnější parapet byl volně vložen do drážky dolního vlysu okenního rámu. Za volně vložený parapet pronikal hnaný déšť – výsledkem je hniloba vlysu rámu a tvorba plísně na zdegradované montážní porézní pěně.

Obr. 13. Chybně zabudované jednoduché okno, hniloba dolního vlysu a sloupku. Nedoporučený konstrukční spoj sloupku (na tupo a vrut) – vnější parapet je volně vložen bez tepelné separace v polodrážce okenního rámu – výsledkem je hniloba rámu a plíseň v ostění okna.

Grafické přílohy: archiv autora

English Synopsis

Defects occurring when renovating opening panes of buildings in preservation zones

In buildings registered in preservation zones the preservationists require keeping of the division and shaping of the opening pane girts and respecting of the original look of the facade. Keeping the girt profile, it is nowdays permitted to glaze the window wings using insulation glass. The manufacturers of windows still make many mistakes affecting not only physical characteristics of the opening panes but also their durability – life time.