Nové technologie, bezpečnost a ekologické aspekty v oboru stavebního skla

Říká se, že všechno souvisí se vším. Platí to určitě i pro vzhled fasád v souvislosti s typem použitého skla. Například tepelně tvrzená (kalená) skla, použitá z důvodů zajištění bezpečí osob, či pro eliminaci rizika tepelného šoku, mohou zároveň způsobit nevzhlednou fasádu. Aby k tomu nedošlo, je nutno neustále inovovat související technologie a snažit se tak eliminovat slabší stránky používaných výrobků.

Anizotropie – nežádoucí viditelný vzor

Anizotropie je jev, který je typický pro tepelně upravené sklo. Vlivem této technologické úpravy tepelným tvrzením (kalením) je do skla vneseno vnitřní napětí pro zvýšení jeho pevnosti. V průřezu skla vznikají plochy s rozdílným napětím. V ploše skla ale může vzniknout nerovnoměrnost. V polarizovaném světle se mohou je vitrůzně barevné plochy. Tento jev se nazývá anizotropie „leopardí skvrny“. Popisují jej i související normy (např. ČSN EN 12150, ČSN EN 1863 a ČSN EN 14179). Nutno zdůraznit, že podle uvedených norem nejde o vadu skla.

Ukázka anizotropie:

Anizotropie může být na fasádě rušivá jen za určitých světelných a pozorovacích podmínek.

Existuje ale hned několik technologií umožňujících tento jev měřit a minimalizovat:

Existují možnosti, jak anizotropii kvantitativně měřit hned ve výrobním závodě. Například pomocí online scannerů přímo na konci kalící linky. Prozatím pro tuto oblast však neexistují obecné standardy a normy.Posuzování měřených výsledků je tak v rukou jednotlivých výrobců a je na nich, jak s nimi pracují.

Možností, jak snížit výskyt anizotropie je více. Od dobře nastavené kalící pece a zkušené obsluhy, přes používání skel se snadno zpracovatelným povlakem (pokovením) až po použití skel s povlakem s dodatečnou ochrannou vrstvou, která se při procesu kalení spálí. Při kalení tato vrstva zajistí rovnoměrnější prohřátí tabule a přispěje tak ke snížení výskytu anizotropie.

Zobrazení nerovnoměrného napětí ve skle po tepelném tvrzení:

1. bez ochranné vrstvy povlaku,
2. s ochrannou vrstvou povlaku.

Vylepšování vlastností skel pomocí nových povlaků

Vývoj nových povlaků a souvisejících technologií je velmi důležitý. Důvodů je hned několik: zlepšování energetické bilance budov, zvyšování výkonu skel (povlaků na nich) a v konečném důsledku jsou zde i již zmíněné důvody estetické.

Zvyšování výkonu protislunečních povlaků

Vlivem vylepšování technologických procesů a novému vývoji se daří posouvat parametry protislunečních povlaků, které chrání interiéry před přehříváním. Selektivita proti slunečních skel je poměr mezi propustností viditelného světla (LT) a solárním faktorem (SF, g), ten vyjadřuje množství sluneční energie (tepla od slunce), která projde do interiéru z vnějšího prostředí skrz sklo. Dříve se říkalo, že hranicí je hodnota selektivity 2 a dnes máme povlaky s hodnotou selektivity okolo 2,3 (např. LT = 50 %, SF = 22 %).

Více přirozeného světla

Existují další možnosti, jak posouvat hranice při výrobě skel. Patří sem například povlaky určené pro budovy, v nichž je důležité nejenom množství světla, ale i zisky tepla od slunce. Stále se zvyšují hodnoty prostupu světla (LT), jeho kvalita (světlo je přirozenější) a také se zvyšuje solární faktor (SF, g). To vše při zachování součinitele prostupu tepla U_g na úrovni běžných povlaků. Je to možné například použitím nové laserové technologie, která povlak po nanesení v magnetronu dále zušlechtí a vylepší jeho parametry. Hodnoty takového izolačního trojskla mohou dosáhnout při použití běžných sklovin parametrů: LT = 77 %, SF = 62 % a U_g = 0,5 W/m²K.

Snadnější údržba

Velmi časté používání velkých okenních ploch resp. skel – dnes většinou izolačních trojskel – je jistě správnou cestou pro zvyšování komfortu uživatelů staveb. Přináší s sebou ale také některé nepříjemnosti. Jednou z nich je nutnost čištění skleněných ploch. Použitím různých povlaků lze nutnost čištění eliminovat nebo alespoň výrazně zjednodušit. Obdobně je možné dosáhnout snadné údržby i v interiéru (např. u sprchové zástěny), kde lze použít jiný druh neviditelného povlaku, ale se stejnými přednostmi.

Důkaz kvalitních izolačních vlastností

Vraťme se ale ještě k obálce budovy. Vlivem výborné izolace při použití trojskel se lze setkat s kondenzací navenkovní (exteriérové) straně skla. To se děje jen za určitých podmínek: zejména při vyšší venkovní relativní vlhkosti, při zasklení přímo vystavenému obloze, podlahovému topení v interiéru, při nižší teplotě v interiéru v blízkosti skel apod. Důsledkem použití kvalitního izolačního trojskla se tak může stát, že kondenzát zhorší průhlednost skel. Předejít tomu lze použitím anti-kondenzačního povlaku. Ten na skle není vidět a nemění parametry zasklení jako je prostup světla, solární faktor či součinitel prostupu tepla. Povlak je určený na exteriérovou stranu skla a prakticky eliminuje riziko vnější kondenzace.

Výroba skel a digitalizace

Inovace a nové technologie se kromě samotné výroby a nových produktů, promítají i v digitalizaci našeho oboru. Téma BIM je na samostatný článek, ale existují i další cesty, jak v oboru skla využít digitální technologie.

Fyzikálně realistické zobrazování skel

Velice důležitou technologií je digitální fyzikálně-realistické zobrazování skel. Architektovi či investorovi je možné kromě technického listu s parametry zasklení, poslat i obrázek (render) diskutované skladby. Ty jsou vytvořeny na základě přesného spektrofotometrického měření a hodnoty jsou přes renderovací nástroje přeneseny do realistické „fotky“. Nejde o vizualizaci, jak ji známe od architektů, ale o realistické zobrazení uvažovaného zasklení. Při poskytnutí 3D modelu budovy lze takto realisticky zobrazit více variant vybíraného zasklení na celém objektu, což je pro posouzení výsledného dojmu stavby mnohem přesnější než práce s fyzickým vzorkem byť i většího formátu.

Datový přenos, pomocí skla?

Datové přenosy je dnes možné používat na posílání objednávek pomocí datové věty (systém EDI). Což je jistě užitečné, ale zajímavější bude posunout práci s daty dál a využít technologie pro jejich přenos. Ty je možné zabudovat přímo do samotného výrobku – izolačního skla. A to tak, že se při výrobě do každého izolačního skla umístí chip s unikátním ID (např. RFID transpondér), k němu je poté možné přistupovat pomocí čtečky. Propojením tohoto unikátního ID s databází lze získat potřebné informace (výrobní detaily – skladbu skel, rozměry apod.). Možností jak datové propojení využít je mnoho a jen praxe ukáže, jak se s daty v tomto směru bude pracovat.

Dynamické systémy skel (elektrické)

Technologie ovládání skla pomocí elektrického proudu není nová. Se zvyšujícími se požadavky na energetickou efektivitu staveb, ale otevírají nové možnosti. Elektricky vyhřívaná skla jsou tu s námi dlouho (v podobě vyhřívání pomocí drátku nebo povlaku). Rovněž vrstvená skla s folií s tekutými krystaly, která pomocí elektrického proudu mění průhlednost, nejsou nová. O poznání mladší, zejména použitím ve stavebnictví, jsou skla, která pomocí elektrického proudu mění své parametry prostupu světla (LT) a tepla (SF, g). Tato technologie elektro-chromického povlaku umožňuje změnu uvedených parametrů při zachování pohledu skrz sklo.

Závěr

Na závěr snad jen krátké zamyšlení. Technologický pokrok v oboru skla je velmi dynamický. Sklo bude zcela jistě ještě dlouhou dobu na stavbách oblíbeným materiálem a používán bude ve stále větší míře a formátech. Technologie přináší stále nové možnosti a vylepšení, na druhou stranu je potřeba je implementovat do praxe. Na trhu jsou dlouho dostupná skla, která díky dříve vyvinutým technologiím mohou být bezpečná (tepelně tvrzená, vrstvená skla). Tyto výrobky jsou běžně dostupné a mají z pohledu bezpečnosti jasné opodstatnění. Jejich použití na stavbách se zdá absolutně samozřejmé, opak je však mnohdy pravdou.

Článek byl publikován v Ročence ČKLOP 2020, redakčně upraveno a aktualizováno