Problematika teplých rámečků

Od začátku bylo hlavním cílem výroby izolačních skel, aby byla hodnota součinitele prostupu tepla co nejnižší. Protože k největším ztrátám tepla docházelo prostřednictvím sálání, byly vyvinuty povlaky s nízkou emisivitou, které odráží sálavou složku tepla zpět do interiéru. Hodnota emisivity povlaků postupně klesala až k dnešní běžně používané emisivitě 0,03 resp. 0,01. Protože došlo k výraznému potlačení přenosu tepla sáláním, nabyla na významu složka přenášená vedením. Proto bylo zahájeno plnění dutiny izolačního skla vzácnými plyny – argonem, kryptonem, příp. xenonem. Šířka dutiny je současně navržena tak, aby nedocházelo k proudění plynu v dutině. Další požadavky na snižování hodnoty součinitele prostupu tepla přinesly rozvoj výroby izolačních trojskel a nově i izolačních skel s více než dvěma komorami.

Vlastní utěsnění okraje zůstávalo poměrně dlouhou beze změn – hliníkový rám s vysoušedlem, tmelení vnitřním a vnějším tmelem. Rozdíl mezi součinitelem prostupu tepla centrální a okrajové části izolačního skla postupně narůstal. Protože tepelné ztráty okrajů skla negativně ovlivňují celkovou hodnotu součinitele prostupu tepla celého okna, byly postupně zaváděny do výroby materiály distančních rámů s výrazně nižší hodnotou součinitele tepelné vodivosti než měl do té doby majoritní hliník. Pro distanční rámy z těchto materiálů se zažil termín „teplý rámeček“ nebo též „tepelně zlepšený distanční rámeček“.

1. Jaké je kritérium pro označení rámečku za tepelně zlepšený?

Kritérium je uvedeno v ČSN EN ISO 10077-1, čl. E.3:

kde je

d

– tloušťka stěny rámečku [m]

λ

– součinitel tepelné vodivosti [W.m⁻¹.K⁻¹]

2. Typy tepelně zlepšených distančních rámečků

Tepelně zlepšené distanční rámečky lze podle konstrukce rozdělit do tří základních skupin:

Skupina A: Flexibilní distanční rámečky

Jde o rámečky termoplastické na bázi polyizobutylenu – např. TPS, resp. rámečky na bázi silikonové pěny (někdy zahrnující po stranách butyl) – např. Superspacer Triseal.

Oba uvedené typy obsahují molekulové síto v materiálu rámečku.

Skupina B: Kombinované distanční rámečky kov/plast

Do této skupiny patří duté rámečky kombinující plastický materiál (polykarbonát, polypropylen) s kovovou fólií.

Jde např. o TGI, Thermix TX.N, Chromatech Ultra, Swisspacer, Swisspace V, Nirotec EVO.

Skupina C: Nerezové distanční rámečky

Do této skupiny patří duté kovové (nerezové) rámečky. Jde např. o Nirotec 015, Chromatech Plus, Chromatech, Arnold WEP, Allmetal GTS, Prohmat CR16.

3. Parametry pro volbu distančních rámečků

Protože každá skupina distančních rámečků má své výhody a své nevýhody je potřeba při použití zvážit zejména následující vlastnosti:

1. možnost náhrady materiálu z pohledu ČSN EN 1279-1;
2. nároky na výrobu a kontroly;
3. index pronikání vlhkosti a rychlost unikání plynu podle EN 1279–2,3;
4. mechanická stabilita a teplotní roztažnost;
5. kompatibilita s tmely;
6. přilnavost vnějšího tmelu k rámečku;
7. lineární činitel prostupu tepla

3.1 Možnost náhrady materiálu s pohledu ČSN EN 1279-1

Za předpokladu, že výrobce provedl počáteční zkoušky typu u izolačních skel s hliníkovým distančním rámem, může zavést do výroby tepelně zlepšené distanční rámy skupin A a B pouze na základě opakovaných dlouhodobých zkoušek typu izolačních skel s těmito novými profily.

V případě skupiny C není opakování zkoušek typu obvykle nutné a protokoly z počátečních zkoušek typu izolačních skel s hliníkovým profilem lze použít i pro izolační skla s profilem nerezovým.

3.2 Nároky na výrobu a kontroly

V případě přechodu z výroby s hliníkovými rámečky na tepelně zlepšené je třeba:

• u skupiny A – zajistit nové strojní vybavení;
• u skupiny B – upravit resp. doplnit zařízení pro řezání a ohýbání profilů;
• u skupiny C – upravit zařízení pro řezání a ohýbání profilů.

S ohledem na charakter distančních rámečků (pružnost, křehkost) mohou vznikat komplikace při manipulaci s velkými rámy (zejména u skupiny B).

Při výrobě je u některých zástupců skupin A a B nutná opatrnost, aby nedošlo k poškození kovové fólie, která funguje jako bariéra proti pronikání vlhkosti a unikání plynu.

Obecně lze konstatovat, že těsnost izolačních skel s ohýbanými rámečky je vyšší než s rámečky řezanými v rozích. Proto by měla být možnost rámeček ohýbat posuzována jako významné kritérium.

V případě skupiny A je poměrně komplikované kontrolovat aktivitu vysoušedla, proto by měl být stanoven postup ověřování stavu.

V případě skupiny B je nutné kontrolovat průchodnost perforace, tam, kde je vnější tmel v kontaktu s plastem je třeba ověřovat přilnavost a s ohledem na možnost ucpávání plnicích otvorů šponami plastu je třeba ověřovat naplnění rámu vysoušedlem.

V případě skupiny C je, v případě sváru na zadní straně, nutné kontrolovat, zda nejsou přítomny nežádoucí otvory podél sváru.

U skupin A a B by měl být výrobcem garantován nízký obsah těkavých látek, které by po uvolnění mohly znehodnotit izolační sklo.

3.3 Index pronikání vlhkosti a rychlost unikání plynu podle EN 1279-2,3

Zejména v případě skupin A a B je nutné prokázat, že je bariéra v podobě kovového filmu funkční.

V případě termoplastických rámečků (skupina A) bez druhotného tmelení bývá riziková odolnost proti střídání mrazu a vlhkého tepla.

3.4 Mechanická stabilita a teplotní roztažnost

Při působení tlaku větru nebo jiných zatíženích (např. při údržbě) a při změnách teploty a tlaku dochází k deformacím tabulí izolačních skel, které se přenáší i na distanční rámečky a tmely. Z hlediska přenosu deformace skla na utěsněný okraj je vhodnější, pokud vlastní rámeček určitou deformaci umožňuje, v některých případech však u křehkých rámečků (skupina B) hrozí poškození materiálu rámečku.

Životnost izolačních skel ovlivňuje významně také rozdíl mezi teplotní roztažností skla (α = 9.10⁻⁶ K⁻¹) a materiálu rámečku (nerez α = 16.10⁻⁶ K⁻¹, polykarbonát α = 65.10⁻⁶ K⁻¹, polypropylen α = 150.10⁻⁶ K⁻¹). V případě velkého rozdílu může dojít k významné deformaci rámečku spojené s posunem po butylu s tím, že obvykle dojde ke ztrátě těsnosti izolačního skla a tím jeho znehodnocení. Z tohoto pohledu jsou plastové rámečky rizikovější než rámečky nerezové.

3.5 Kompatibilita s tmely

Organické materiály obsažené v rámečcích skupiny A a B mohou reagovat s těsnicími materiály, plastovými spojkami, růžky apod. Kompatibilitu materiálů by měl výrobce konzultovat s dodavateli materiálů, případně provést vlastní kontaktní zkoušky kompatibility.

3.6 Přilnavost vnějšího tmelu k rámečku

Obecně může být zhoršená přilnavost vnějšího tmelu k rámečkům skupiny A a některým typům rámečků ze skupiny B (zejména pokud je vnější tmel v kontaktu s plastovým povrchem).

V případě skupiny A může být navíc komplikované zajistit provádění tahových zkoušek v souladu požadavky normy ČSN EN 1279-6.

3.7 Lineární činitel prostupu tepla

V praxi je tato vlastnost (vedle ceny) tím nejdůležitějším kritériem výběru.

V následující tabulce jsou porovnány dostupné tepelně zlepšené distanční rámečky.

Tabulka č. 1 – Hodnoty lineárního činitele prostupu tepla
(pro použití ve dvojskle a s plastovým rámem)

Název	Výrobce	Skupina/materiál	Lineární činitel prostupu tepla Ψ [W.m−1.K−1]
Ködimelt TPS	Kömmerling	A / PIB+ vysoušedlo	0,039
TPS	Henkel/Teroson	A / PIB + vysoušedlo	0,042
Superspacer Triseal	Edgetech	A / silikonová pěna + fólie	0,033–0,035
Chromatech Ultra	Rolltech	B / polykarbonát + nerez	0,041
Swisspacer	Saint Gobain	B / polykarbonát + skleněná vlákna + hliníková fólie	0,045
Swisspacer V	Saint Gobain	B / polykarbonát + skleněná vlákna + nerezová fólie	0,034
TGI	Technoform	B / polypropylen + nerezová fólie	0,041
Thermix TX.N	Ensinger	B / polypropylen + skleněná vlákna + nerezová fólie	0,041
Nirotec EVO	Lingemann	B / biopolymer + nerez	0,043
GTS	Allmetal	C / nerez	0,049
WEP Classic	Arnold Glasswerke	C / nerez	0,052
Nirotec 015	Lingemann	C / nerez	0,050
Chromatech	Rolltech	C / nerez	0,051
Chromatech Plus	Rolltech	C / nerez	0,051

4. Chyby při použití rámečků

Tato kapitola obsahuje pouze nejčastější chyby související s použitím rámečků. Jde např. o

a) nerovný řez, nedostatečné sražení na spojce

Vzniklou spárou může docházet k sypání vysoušedla do dutiny izolačního skla. Současně vzniká i prostor pro pronikání vlhkosti do dutiny a unikání plynu.

b) nezabutylování řezaných rohů, plnicích otvorů pro plyn

Přes tato přerušení celistvosti distančního rámu dochází k pronikání vlhkosti a unikání plynu.

c) deformace povrchu, rohů

Zatímco deformace povrchu rámu představuje spíše estetickou vadu, při deformaci v rozích (např. při nesprávném ohybu) nemusí dojít k plnému kontaktu vnitřního tmelu se sklem a tím ke vzniku netěsnosti.

d) zvlnění profilů

Zvlnění je dáno především použitým materiálem profilu. Pokud není výrazně snížena tloušťka vnějšího tmelu nebo pokud není vnitřní tmel vystaven slunečnímu záření, jde o vadu spíše estetickou.

e) neprůchodná perforace

Může se vyskytnout u skupin B a C. Neprůchodná perforace omezí možnost vysušení dutiny a tím může dojít ke kondenzaci v dutině izolačního skla.

f) nasycení vysoušedla u rámečků skupiny A

Vlivem chybného skladování nebo v důsledku chyb při výrobě může dojít k nasycení vysoušedla. Izolační skla vyrobená z takového materiálu pak bude rosit v dutině.

g) znečištěné rámečky

Zatímco znečištění pohledového povrchu je spíše estetickou vadou, znečištění bočních stěn a zadní stěny významně snižuje přilnavost tmelů a tím může být narušeno utěsnění dutiny.

h) poškozená kovová fólie

Pokud při výrobě dojde k poškození kovové fólie, která působí jako bariéra proti průniku vlhkosti a úniku plynu, je snížena životnost izolačního skla.

5. Literatura

• [1] ČSN EN 1279-1 (2004): Sklo ve stavebnictví – Izolační skla – Část 1: Obecné údaje, tolerance rozměrů a pravidla pro popis systému
• [2] ČSN EN 1279-2 (2003): Sklo ve stavebnictví – Izolační skla – Část 2: Dlouhodobá metoda zkoušení a požadavky na pronikání vlhkosti
• [3] ČSN EN 1279-3 (2003): Sklo ve stavebnictví – Izolační skla – Část 3: Dlouhodobá metoda zkoušení a požadavky na rychlost unikání plynu a na tolerance koncentrace plynu
• [4] ČSN EN 1279-6 (2003): Sklo ve stavebnictví – Izolační skla – Část 6: Řízení výroby v závodě a periodické zkoušky
• [5] ČSN EN ISO 10077 (2007): Tepelné chování oken, dveří a okenic – Výpočet součinitele prostupu tepla – Část 1: Všeobecně
• [6] Warm-Edge Spacers, Glastech Group (1999)
• [7] Kompass „Warme Kante“ für Fenster, Bundesverband Flachglas (2008)
• [8] Summary Analysis of the Different Families of Warm Edge Spacers Acailable on the Market, Fenzi
• [9] Was steckt hinter der warmen Kante, Glaswelt
• [10] New Spacers Generation, German Spacer Solutions