Okna. jak šetřit energii. SPIRIT D2.6 příručka pro spotřebitele. Ekologický institut Veronica

Transkript

1 Okna jak šetřit energii Ekologický institut Veronica

2 Okna jak šetřit energii Připravil: ZO ČSOP Veronica (Ekologický institut Veronica) Panská 9, Brno, Materiál vznikl v rámci projektu SPIRIT, financovaném z programu Inteligentní energie pro Evropu. Projekt realizuje organizace Groundwork London spolu s partnery v sedmi dalších zemích: v České republice, Irsku, Francii, Belgii, Itálii, Švédsku a Rakousku. Za obsah publikace zodpovídají výhradně autoři a nemusí vyjadřovat stanovisko Evropské unie. Evropská komise ani Výkonná agentura pro konkurenceschopnost a inovace (EASME) nenesou odpovědnost za způsob využití obsažených informací. Neprošlo jazykovou korekturou 2

3 Obsah 1Okno spojení s vnějším světem Oddělení vnějšího a vnitřního vzduchu Zdroj světla, a tedy i tepla Překážka pronikání hluku...7 2Utěsnění starých oken Spáry mezi křídly oken a pevnými rámy Mezi oknem a zdí Staré vnější dřevěné rolety funkce a údržba Ochrana dutiny zdvojených oken proti prachu Proč mít plášť budovy vzduchotěsný Lepší zasklení Skla s různým obsahem železa Skla, která (téměř) neodrážejí světlo Skla, která dobře odrážejí sálání protějšího skla Dvojskla Trojskla aneb dvoukomorová souvrství Čtyřskla, čili tříkomorová souvrství Vakuová trojskla vzdálená budoucnost Vakuová dvojskla Výměna zasklení Okraje skleněných souvrství distanční rámečky Překrytí okraje nového zasklení Potlačení tepelného mostu kolem oken Přídavné vrstvy uvnitř dvojitého okna svépomocné úpravy Samolepicí fólie nelze doporučit Čiré fólie Rolety staré a rolety z pokovených fólií Jiné pohyblivé clonění Markýzy Žaluzie s lepšími povrchy a lepší geometrií

4 7.3Rolety z čiré, ale strukturované fólie Okna do nebe Skla místo tašek Světlíky Běžná střešní okna a jejich nedostatky Roleta namontovaná nad světlíkem či střešním oknem Fóliová roleta uvnitř okna nebo pod ním Kdy okna nejlépe topí Otevírání vnitřních křídel dvojitých oken Okna s pokovenou fóliovou roletou oproti oknům s trojskly Závěsy, záclony, vnitřní žaluzie, jiná interiérová clonění Závěr Doporučená literatura a odkazy

5 Úvod České země, jako součást bývalého Rakousko-Uherska, mají jednu velkou historickou výhodu oproti anglicky mluvícím zemím: už v předminulém století zde začal platit předpis, že budovy, v nichž v zimě bydlí, učí se nebo v kancelářích pracují lidé, musejí mít dvojitá okna. Ta totiž, na rozdíl od oken jednoduchých, poskytují jen dvakrát horší tepelnou izolaci než okolní cihlová zeď. Oblast, kde působili technici ovládající němčinu a kde vznikly stavební tradice, které byly kdysi na špičce technického a kulturního vývoje, je ale bohužel mnohem menší než oblast se stavebnictvím primitivním, jakým se vyznačují např. země mluvící anglicky. Tam se možností, že by v interiérech mohlo být i v zimě poměrně teplo a v létě by tam nemuselo být nemile horko, i když se uměle elektricky nechladí, začali zabývat až v poslední třetině dvacátého století. Technickou novinkou se stala okna sice jednoduchá, ale se dvěma skly za sebou namísto jednoho. Ta se pak dostala i do českých zemí. Skutečností, že izolují hůře než okna dvojitá, se málokdo trápil. Naštěstí se koncem tisíciletí objevila nová technologie, která potlačuje tok tepla z jedné tabule skla na druhou, třeba až na třetinu toku původního. I tak ale může docházet k tomu, že výměnou starých dvojitých oken za taková nová jednoduchá s moderními dvojskly se únik tepla z domu valně nesníží Proč? Tomu porozumíme, když si rozebereme, jak vlastně okna fungují. Pak se také zamyslíme nad tím, jaká okna mohou fungovat nejlépe. Začít číst můžete kteroukoliv část, ale pro plné porozumění radám praktickým jsou potřeba i teoretické kapitoly předchozí. 1 Okno spojení s vnějším světem Místnost bez oken je symbolem zlého vězení. Ztrácí se v ní blahodárný rytmus světla a tmy, dne a noci. Okna umožňují v interiéru vnímat, co se děje venku. Už tím, že díky nim odhadneme, je-li noc, svítání, zataženo, plné slunce A ovšem tím, že skrze ně můžeme vidět vnější svět. A také slyšet, cítit, do značné míry podle toho, jak chceme. Toho docilujeme tím, že naše okna otvory ve zdech mají výplně, které lze otevírat. 1.1 Oddělení vnějšího a vnitřního vzduchu V dávných dobách to nebývaly výplně zasklené, ale jen dřevěná dvířka, případně rámy potažené průsvitnou vrstvou, nejsnáze tenkou kůží. Mimo zimní období byla i taková okna beze skel poměrně komfortní. V noci, kdy bývá chladno, světlo zvenčí moc důležité není, a je tedy jedno, čím je zavřené okno vyplněno, zatímco ve dne bývá i venku natolik teplo, že otevřené okno nevede k velkému nepohodlí. Z toho je zřejmá ta nejdůležitější funkce uzavíratelných oken: řídíme jimi větrání. Můžeme snadno docílit toho, že uvnitř je v průměru mnohem tepleji než venku. Okna lze totiž otevírat jen na dobu, kdy je odpoledne i venku tak teplo, že se interiér od venkovního vzduchu neochladí. Ale můžeme docílit i opaku, když větráme jen od pozdní noci do rána, pak lze v interiéru udržet i za letních veder, kdy venku bývá odpoledne přes 30 C, příjemnou letní teplotu kolem 25 C. Pro co nejvydatnější noční provětrávání, aby se dobře ochladily zdi, lze dokořán otevřít i dveře a využít toho, když vzduch může ventilovat přes několik podlaží. V dnešní době už existují okna i dveře, které se otevírají a zavírají i elektricky a jsou ovládány dálkově nebo počítačově, s využitím čidel větru a deště. Takový systém nemusí být levný, ale byl by určitě z dlouhodobého hlediska levnější než instalace a provozování soustavy umělého elektrického chlazení interiérového vzduchu, kterému se říkává klimatizace. Kromě toho přináší vyšší komfort. Nejen v tom, že v interiéru není přehnaně chladno, ale taky se v něm teplota 5

6 samovolně mění od nižší ranní do vyšší odpolední, rozdíl mezi interiérem a exteriérem se během dne drží v rozumných mezích. Během značné části roku leckde stačí, když se okna uzavírají jen zhruba, nemusejí doléhat úplně těsně. Stačí to tam, kde mají okna bránit jen silnému proudění vzduchu, nikoli i pronikání prachu a hluku. Zvuk totiž prochází i malými škvírami. V období tak chladném, že už je v interiéru potřeba topit, mají být okna dokonale těsná. Jinak totiž větrají trvale, a to tím více, čím je venku chladněji tedy přesně opačně, než by se to hodilo. I když jsou netěsnosti tak malé, že je interiér větrán i v mrazech tak akorát (čili relativní vlhkost vzduchu v interiéru neklesá pod 40 %), bylo by lepší větrat více přes den, kdy je venku tepleji, než přes noc. A samozřejmě také více tehdy, když je v domě víc lidí, kteří se hodně pohybují až přítomností lidí a jejich činností vzniká potřeba větrání. Škvíry v oknech nebo kolem nich jsou zkrátka nežádoucí, okna mají větrat jen tehdy a tak moc, jak si zvolíme. Jsme-li týden pryč, nemají větrat vůbec za předpokladu, že doma nemáme zdroje jedovatých či zapáchajících látek (jako podlahovou krytinu nebo nábytek ze špatných materiálů) uvolňujících se do vzduchu, které by mezitím pronikly do všech zdí atp., takže by nešly vyvětrat rychle průvanem. Tím jsme uvedli jedno zásadní téma, totiž jak docílit úplné těsnosti oken, kterému se budeme věnovat ve zvláštní kapitole. 1.2 Zdroj světla, a tedy i tepla Zásadním přínosem skleněných výplní oken bylo samozřejmě to, že i přes zavřená okna je vidět ven. I když nejstarší výplně, totiž hrbatá sklíčka spojovaná olovem, moc jasný pohled neposkytovala. Ale i ta dávala druhou výhodu, totiž mít ve dne uvnitř i při zavřených oknech hojnost světla, přičemž se dům také vyhřívá slunečním zářením, především právě světlem (druhá část slunečního tepla, infračervené záření, je většinou slabší). Vyhřívání samozřejmě za slunného dne funguje, i když je venku mráz. Příkon slunečního tepla je veliký, na metr čtvereční plochy obrácené ke slunci dopadá až celý jeden kilowatt. Kolik je to při oblačném nebi, zhruba řekne i luxmetr platí, že jednomu kilowattu na metr čtvereční slunečního záření odpovídá sto tisíc luxů, čili 1 W/m 2 odpovídá 100 lx. Udává-li luxmetr např. jen pět kiloluxů, lze čekat, že příkon na metr čtvereční činí kolem 50 W. Podrobněji viz kapitolu Základní vědomosti o záření knížky Klima a koloběhy látek (Miléř & Hollan, 2013). V podstatě veškeré sluneční záření projde přes sklo dovnitř a ohřívá, na co dopadne. Vzduch ohřátý od osluněných povrchů je pak sklem uvězněn v interiéru. Méně zřejmá je skutečnost, že sklo je bariérou nejen pro vzduch, ale i pro dlouhovlnné infračervené záření, které vydávají všechny povrchy. Vydávají ho tím více, čím jsou teplejší. Vyzařování vlivem teploty nazýváme sálání. Nápadné je od předmětů hodně teplých, jako je např. povrch kamen a ovšem také viditelný povrch Slunce. Nápadný je ale také jeho nedostatek, když obrátíme tvář k povrchům velmi chladným, např. ke vnitřku mrazicího boxu. Sluneční záření s vlnovými délkami pod tři mikrometry (budeme je nazývat krátkovlnné) přes sklo projde z devíti desetin, zato záření vydávané námi a vším kolem nás, o vlnových délkách vyšších, neprochází sklem vůbec. Sklo takové záření pohlcuje tak dobře jako temně šedý papír. Teplo se tím pádem dostává skrze okno ven jen takovým způsobem, že sklo samo sálá do okolí a je ovíváno vzduchem. Pokud by šlo jen o jedinou vrstvu skla, jako bývala v továrních halách či jako dosud je v Anglii či Spojených státech, pak by sklo mělo za bezvětří teplotu v polovině mezi teplotou interiéru a exteriéru. Složka tepelného toku z jednoho předmětu na druhý, která je působena sáláním, je úměrná rozdílu teplot obou předmětů, běžně činí 4 W/(m 2 K). 6

7 Je-li rozdíl teplot interiéru a skla poloviční oproti rozdílu interiér/exteriér, je už díky jednoduchému sklu poloviční i ta složka úniku tepla z interiéru, která připadá na sálání. To, že sklo se chová vůči krátkovlnnému a dlouhovlnnému záření zcela různě, že prvé propouští a druhé pohlcuje, není samozřejmostí. Tenká plastová fólie se tak nechová, propouští nejen sluneční sálání, ale i dlouhovlnné sálání pozemských předmětů. Skrze takovou fólii, pokud vyplňuje okenní otvor, sálá ven rovnou interiér, jehož teplota se v případě bezvětří od exteriéru liší dvakrát více než teplota fólie či skla v okně. V oknech se fóliové výplně místo skleněných používají jen nouzově, když se sklo rozbije, ale v zahradnictví jsou běžné fóliovníky chladnou sáláním více než skleníky. Jak značný ten rozdíl je, závisí na tloušťce fólie a jejím složení. Okna se skleněnými výplněmi jsou v našich zeměpisných šířkách nesmírně významná jako náhrada umělého vytápění nebo alespoň jeho doplněk. Zajišťují, že v interiéru s nezanedbatelným podílem zasklených otvorů se udržuje mnohem vyšší teplota než venku. Zatímco počet dní s průměrnou venkovní teplotou nad 20 ºC ve většině Česka býval menší než 30, doba, kdy v interiérech i bez vytápění teplota neklesá pod 20 ºC, je běžně čtyři měsíce. Na tom se samozřejmě podílejí i příkony od lidí (desetina kilowattu na osobu) a různých spotřebičů, ale příkon ze slunečního záření, ať již přímého nebo rozptýleného, hraje většinou rozhodující roli. A to i tehdy, když se v budovách topí okna hřejí dům účinněji, než to dokáží solární kolektory. Každý dům je vlastně zčásti skleník. 1.3 Překážka pronikání hluku Propustit světlo, ale ubrat hluku, to je další úkol zasklení. Hluk do interiéru či z něj proniká tím méně, čím je sklo tlustší. Dvě skla dostatečně daleko od sebe, tak jako jsou v tradičních dvojitých oknech, znamenají dvojitou redukci hluku. Dnešní rozsáhlé výměny oken pro snížení průniku hluku do interiéru, kdy se dvojitá okna nahrazují jednoduchými, ať už s jakýmkoliv dvojsklem, jsou, slušně řečeno, absurdní. Opravdu účinné opatření je, když se vymění stará skla v původním dvojitém okně za vhodná dvojskla a vnitřní i vnější křídla oken se utěsní. 2 Utěsnění starých oken V minulých staletích se jen málo dbalo na to, aby okna byla vzduchotěsná. Přibližnou těsnost zajišťovaly jejich rozměry, kdy byly pohyblivé části o milimetry menší než pevné rámy. A pak ovšem také přitlačení křídel na rámy, dokud dobře fungovalo jejich kování. Jakési těsnění se instalovalo obvykle jen na vnější okenní křídla tzv. kovotěs. Ten není spojitý v rozích křídel, ale u vnějších křídel to nevadí. Úplně těsná musejí být jen křídla vnitřní. Důvod je prostý pokud těsná nejsou a ta vnější jsou těsnější, pak je uvnitř okna víceméně interiérový vzduch, který v zimě obsahuje více vodní páry než vzduch vnější. A pára pak na skle vnějších křídel kondenzuje, skla se rosí, případně dokonce namrzají. Při vydatném orosení voda po skle stéká, dolní rám křídla pak bývá mokrý a jeho dřevo během desítek let může začít hnít. 2.1 Spáry mezi křídly oken a pevnými rámy Neudržovaná dvojitá okna jsou někdy až v takovém stavu, že kování, které má křídla oken přitlačit k rámům, už není natolik funkční, aby křídla při běžném užívání opravdu přitlačovalo. Může to být i tím, že jsou křídla zkřivená. Až na výjimečné případy to lze napravit, řešení takového mechanického problému prozradí pouhý pohled nebo podrobnější studium závady. Jsou-li už křídla dobře dotlačovaná do zavřené polohy, je namístě prohlédnout, jak velké škvíry zůstávají mezi plochami, které na sebe mají přiléhat. 7

8 Základním vylepšením oken je pak opatřit vnitřní křídla nebo pevné rámy, na něž ona křídla dosedají, moderním těsněním. Nejrychleji se instaluje samolepicí proužek polyetylénové pěny (bývá bílá, hnědá, černá) tloušťky 3 mm. Patří všude tam, kde je mezi plochami, které na sebe mají dosedat, mezera větší než desetina milimetru. Jestli je mezera natolik tenká, že těsnění do ní není potřeba lepit, poznáme tak, že do ní před dotlačením křídla vložíme cigaretový papírek. Nejdeli vytáhnout, těsnění v tom místě není potřeba. Pokud jsou mezery tenčí než jeden milimetr, je vhodné nalepit proužek zprvu jen na část obvodu křídla či pevného rámu a křídlo zavřít. Pěna se do druhého dne stlačí a nebude už klást odpor při zavírání křídla. Pak přidáme proužek i na zbytek obvodu. Takto provedené těsnění má trvanlivost i desítky let, nepoškodíme-li je mechanicky (poškozené úseky lze snadno nahradit) a nebývá-li vystavováno přímému slunci. Je-li těsnění ještě pevně přilepené, lze je tam ponechat i při natírání okna, tenká vrstva barvy na něm nevadí. Uvolněné či poškozené bývá jen těsnění na dolním okraji okna, stačí proto před natíráním odstranit to spodní a pak nalepit nové. Orosení vnějších křídel a těsnění křídel vnitřních Pokud jsou vnější křídla zevnitř ráno orosená, je to doklad, že do dutiny dvojitého okna proniká interiérový vzduch. Na dolní desce okna je už stopa po vodě, která při velkém orosení stéká až tam. Těsnění chybělo na spodním okraji rámů poté, co byly znovu natřeny. Aplikace proužku pěnového těsnění byla práce na jednu minutu. 8

9 Alternativou pěnového polyetylénu vhodnou pro tlustší spáry jsou samolepicí profily ze silikonové gumy. Jejich nevýhoda ovšem je, že se nevytvarují, při dovírání okenních křídel kladou odpor i po letech. Řemeslně složitější varianta utěsnění pro spáry tlustší než 3 mm užívá profil ze silikonové gumy opatřený navíc perem. Pro vložení pera je nejprve potřeba vyřezat či vyfrézovat drážku. Jde-li o umístění do křídla, a ne do pevného rámu, stačí na to malá okružní pila s patřičnou šablonou, aby vznikla drážka rovnoměrně hluboká. Je-li profil pro danou mezeru dostatečně velký a měkký, nemusí klást při zavírání okna takový odpor, že by lidé na dovírání okna rezignovali. Instalaci takového těsnění je lépe přenechat řemeslníkovi, který to dobře ovládá. Jen je potřeba mu říci a také zkontrolovat, aby těsnění bylo nepřerušované a dobře navazovalo i v místě, kde se stýká jeho začátek a konec. V rozích lze těsnění instalovat tak, že se tam z něj pero odřízne, zůstane jen těsnicí profil držený v dané poloze svými vzdálenějšími úseky. Vnitřní polovina dvojitého okna nemá obsahovat žádné zbytkové netěsnosti. Vnější okenní křídla tak dokonale těsná být nemusejí, jde jen o to, aby do dutiny dvojitého okna nezafukoval vítr. 2.2 Mezi oknem a zdí Stará, ale i nová okna mohou skrývat ještě další vadu, totiž netěsnost mezi rámem a zdí. V dnešní době se nová okna správně napojují na zeď vždy tak, že se přechod přelepí speciální trvale lepicí páskou, kterou pak lze omítnout či natřít. Na sklonku 20. století takové pásky na trhu nebyly a přibližnou těsnost zajišťovala jen omítka dotažená až k rámu, přičemž přechod z omítky na rám byl přetřený malbou zdi či nátěrem okna. To není napojení trvale vzduchotěsné. V dnešní době lze vzduchotěsnost oken, která takto osazena nejsou, zajistit tím, že kout mezi omítkou a rámem mírně zakulatíme proužkem akrylátového tmelu (ten lze, na Dřevěné rolety Dolní zkřivená lamela byla nahrazena ocelovou pásovinou, pod níž je dělená dřevěná tyč (jako se užívá pro zakončování rolovacích nástěnných map). Do tyče jsou přišroubovány původní ocelové planžety, obepínající pásovinu z obou stran. Dřevěná tyč utěsňuje spáru roletové skříně nad oknem. Na dvou šroubech jsou připevněny tlusté podložky z mechovégumy usnadňující počátek rozvíjení rolety. Dolní část rolety lze odklopit, čímž funguje jako markýza. 9

10 rozdíl od silikonového tmelu, čímkoliv přetírat). Pokud je mezi omítkou a rámem viditelná spára, je nejprve potřeba tmel vtlačit do ní. 2.3 Staré vnější dřevěné rolety funkce a údržba Okna v některých domech nad sebou mají dutinu, v níž je dřevěná roleta, kterou lze na vnější straně okna spustit. Taková roleta je vynikající ochranou před přehříváním letním sluncem a poskytuje úplné soukromí v noci. Dům se zataženými roletami také nenarušuje noční venkovní prostředí světlem z interiéru. Ale roletová skříň ve zdi nad oknem je současně místem, kudy z domu uniká v zimě dost tepla. Částečnou obranou proti tomu může být, že skříň až do tloušťky, která je k dispozici, vyložíme či vylepíme pěnovým polystyrénem (prodyšné izolace nejsou vhodné, zafukuje do nich vítr). A víko na interiérové straně opatříme týmiž proužky pěnového těsnění, jaké se užívají u těsnění pohyblivých částí oken. Vnější dřevěné rolety jsou běžné u vil z předválečných let. V mnoha případech už přestaly fungovat, protože se utrhl popruh, kterým se ovládají. Rozhodně stojí za to popruh vyměnit a roletu znovu rozpohybovat. Z rolet kromě toho vypadávají staré kratičké vruty, které procházejí přes ocelové planžety propojující lamely rolet. Uvolněné vruty je vhodné dotáhnout a fixovat např. užitím kaučukového lepidla. Je-li už otvor pro ně vykotlaný, lze je nahradit šroubky s matičkami, které se zapustí do vnější lamely. Častým problémem těchto starých rolet je, že dolní mohutnější lať z tvrdého dřeva je zkřivená. Někdy ji lze narovnat přidáním velkého trojúhelníkového dřevěného profilu, který dokáže utěsnit škvíru roletové skříně, když je roleta vytažená (na profil lze nahoře nalepit pružné těsnění). Jindy se dá dolní lať nahradit ocelovým pásem jeho váha pomůže k tomu, aby se i srolovaná roleta dobře odvíjela směrem dolů. Ocelový pás je vhodné doplnit dřevěnými latěmi (např. tvaru půlválce) tak, aby při vytažení nahoru těsnil ve škvíře roletové skříně, a také novými pružnými dorazy, které pomohou prvnímu pohybu rolety směrem dolů. Pružné dorazy (z gumy či pružinové) a přitížení dolní latě ocelovým pásem lze užít i u rolet, které jsou jinak v pořádku. 2.4 Ochrana dutiny zdvojených oken proti prachu Křídlo zdvojeného okna je tvořeno rámem se dvěma skly několik centimetrů od sebe vzdálenými, přičemž rám je sešroubován ze dvou vrstev, které lze oddělit. Je to nouzová náhrada oken dvojitých. Ve 2. polovině 20. století byla hojně využívána u velkých křídel v panelových domech i ve školních budovách. Slabinou takových oken bývá, že se dutina mezi skly časem zapráší. Do dutiny totiž nutně musí pronikat 10 Zdvojené okno se zabudovanou žaluzií Ohebná hřídel pro naklápění lamel prochází otvorem příliš velkého průměru. Šňůry pro spouštění a zvedání žaluzie jsou spolu v jedné průchodce, která nepatřičně propojuje interiér s dutinou mezi skly. Správně by do dutiny měly vést průchodky tři a těsně obepínat šňůry a hřídel. Mezi oknem a zdí je patrná spára, která asi propojuje interiér s exteriérem. Tu je potřeba přinejmenším zatmelit.

11 vzduch, když se dutina ochladí, a unikat, pakliže se ohřeje. Pronikání prachu lze zabránit tak, že vzduch proudí nikoliv škvírami mezi oběma vrstvami složeného rámu, ale filcem, který se mezi ony vrstvy vloží. Že tam výrobci takové těsnění nedávali, je hloupým opomenutím. Když rozebrané dvojité okno zevnitř umyjeme, tenký filc na jednu plochu nalepíme. Tím docílíme toho, že už se dutina nikdy nezapráší. Aby se zdvojené okno uvnitř nerosilo, platí totéž co u okna dvojitého v prostoru mezi skly nesmí být v zimě interiérový, ale jen exteriérový vzduch. Sešroubované křídlo tedy musí do rámu okna dosedat těsněním, které interiérový vzduch nepustí až ke spáře vyložené filcem. To nemusí jít tak snadno u okenních křídel, která se otáčejí kolem osy, jež prochází jejich středem. Pak je vhodné užít filc coby těsnění jen v hraně křídla otevírané směrem ven a většinu spáry mezi oběma polovinami křídla utěsnit neprodyšně páskou z pěnového polyetylénu. Dalším možným vstupem prachu i interiérového vzduchu do dutiny mezi skly dvojitého okna jsou průchodky ovládání žaluzií. Žaluzie ve dvojitých oknech běžně bývají, je to jejich nejvhodnější umístění. Průchodky by měly na ovládací prvky žaluzie, tj. šňůrky i obvyklou ohebnou hřídel, těsně lícovat, a to v celé tloušťce průchodu rámem křídla. 2.5 Proč mít plášť budovy vzduchotěsný Odpověď, která každého napadne: aby na nás v zimě netáhlo. Když je vzduch pronikající zvenčí do budovy ledový, snadno si takového průvanu všimneme. Nejenže je nepříjemný, ale je i silnější. Spáry větrají tím více, čím větší je venku mráz. Je to proto, že ledový vzduch má vyšší hustotu a jeho tlak klesá směrem do výšky rychleji než tlak vzduchu v interiéru. Dole se tedy do interiéru dere, nahoře vzduch z interiéru škvírami uniká. Dům táhne jako komín. Rozumné tempo větrání je ale úplně jiné: když je venku teplota příjemná, hodí se větrat vydatně, pokud je mráz, pak co nejméně. Jen tak, aby vzduch uvnitř nepříjemně nezapáchal. Pouze u domů bez vydatné a souvislé tepelné izolace k tomu může přistoupit požadavek, aby absolutní vlhkost interiérového vzduchu byla tak nízká, že jeho rosný bod bude několik stupňů pod teplotou nejstudenějších koutů, venkovních zdí za nábytkem a okolí jednoduchých oken. Jen tehdy tyto plochy nevlhnou. Škvíry většinou interiér odvlhčují přehnaně. Za mrazů má totiž venkovní vzduch, který do domu táhne, absolutní vlhkost velmi malou. Jak se v interiéru ohřeje, jeho relativní vlhkost je extrémně nízká. To zvyšuje prašnost, projevy statické elektřiny, je to nepříjemné a nezdravé. Relativní vlhkost interiérového vzduchu by pokud možno neměla ani za mrazů klesat pod 40 %. U budov s výbornou tepelnou izolací je bez problémů možné, a také příjemné, ji mít i v zimě kolem 60 % (v létě za dusných horkých dní bývá běžně i 80 %, protože v interiéru je chladněji než venku). Další nedobrý důsledek škvír je ten, že když jimi v zimě uniká vzduch z budovy ven, pára v něm obsažená nakonec ve škvírách kondenzuje, což může časem dům poškodit. Dostatečnou vlhkost vzduchu v zimě zajistíme tím, že nenecháme budovu větrat zbytečně, různými škvírami a komíny (ty nepoužívané je potřeba uzavřít). Větráme ji pak podle chuti, u nedostatečně izolovaných domů i s ohledem na to, aby studená místa interiéru nezačala vlhnout. Jakmile je plášť budovy patřičně těsný, je vhodné větrat mechanickým systémem s dvojicí ventilátorů, v němž se teplo přesouvá ze vzduchu odváděného do vzduchu přiváděného, lze tak vrátit devět desetin tepla. Za letních veder se teplo přesouvá opačně, z teplého vzduchu přiváděného do chladnějšího vzduchu odváděného. Dovnitř tak jde vždy čerstvý vzduch příjemné teploty. Takové hospodaření s teplem, které pasivně teče z jednoho proudu vzduchu 11

12 do druhého, se označuje jako rekuperace. A celý systém pak má přiléhavý německý název Komfortlüftung, větrání pro komfort. Zajistí nejen tepelnou pohodu, ale ubere i prachu zvenčí. Je-li v něm zařazen i jemný filtr, nevniknou dovnitř ani částice pylu. Komfortní větrání nemusí do budovy pouštět ani hluk. Trvalým pomalým pohybem vzduchu skrze interiér se velmi snižuje prašnost, pokud tam zrovna pobýváme a prach vytváříme nebo uvolňujeme. Místo aby si prach někde sedl, zachytí se na filtru odpadního vzduchu nebo odejde ven. Je to něco zcela jiného než klimatizace, která interiérový vzduch jen opakovaně prohání přes ohřívací, chladicí, zvlhčovací či odvlhčovací zařízení, a přitom jej dále znečišťuje. Lidé, kteří si na mechanické větrání čerstvým vzduchem zvykli, na něj nedají dopustit. Více o větrání a o vlhkosti v budovách viz elektronickou knížku Nové standardy pro staré domy. Příručka pro regeneraci rodinných domů ve 21. století (Haselsteiner et al., 2012), zejména závěrečnou kapitolu Proti pověrám o domech. 3 Lepší zasklení V budovách, v nichž nemá teplota kolísat tak jako venku, se dnes v situacích, kde se v minulosti používala prostá vrstva jednoho skla, užívají dvojskla nebo trojskla, tedy souvrství tloušťky od jednoho do čtyř centimetrů. Vlastnosti takových souvrství se mohou velmi lišit. Probereme je obecně, i když trh některé varianty téměř nenabízí. 3.1 Skla s různým obsahem železa Napřed se budeme zabývat samotným jedním sklem. Ani u něj neplatí, že je sklo jako sklo. Různá tabulová sodnovápenatá skla se nenápadně liší obsahem železa. Čím je příměs železa ve skle vyšší, tím více pohlcuje sluneční záření, především jeho infračervenou část. Méně tepla tedy propustí rovnou do interiéru, více se sluncem zahřívá. Samozřejmě část tepla, které sklo pohltí, do interiéru přijde také, teplé sklo na interiér sálá a od skla se ohřívá vzduch, který kolem něj proudí. Nicméně přes sklo s menším obsahem železa se interiér vyhřívá více. Ve starých oknech, v nichž už byla někdy některá skla vyměněna, se dá leckdy rozdíl pohltivosti skel pro sluneční záření poznat snadno naomak některá skla mohou být zřetelně teplejší. Nemusí to být jen vyšším obsahem železa, může to být jen tím, že jsou tlustší. Stará skla bývala běžně jen dva milimetry tlustá (každý kilogram skla něco stál, a pokud se vnitřní křídla na léto vysazovala a někam odkládala, tak bylo snazší je přenášet), dnes se vsazují skla tlustá i 4 mm. Metr čtvereční takového skla má hmotnost 10 kg. Běžně pohltí pět až osm procent slunečního záření. Které sklo má více a které méně železa, poznáme i napohled, máme-li dvě tabule stejných rozměrů vedle sebe. Stačí, když se podíváme na jejich hranu. Vyšší obsah železa se projeví sytou zelenomodrou barvou. Skla s minimálním obsahem železa jsou při pohledu na jejich hranu jen nazelenalá, i metrem skla je dobře vidět skrz. Německy se proto tabulové sklo s malým obsahem železa nazývá bílé, Weißglas. Taková skla jsou dražší, protože surovinou pro ně jsou méně běžné písky a protože se taví až při vyšší teplotě. V architektuře se používají tam, kde se instalují skla tlustá, pokud mají být i při šikmém pohledu pěkně průhledná, málo zelená. Sklo s minimalizovaným obsahem železa tlusté 4 mm pohltí jen jedno procento slunečního záření. Do oken se taková nízkoželezná (anglicky low-iron, německy eisenarme) skla užívají zřídka i proto, že se málokde vyrábějí. Ale měla by být samozřejmostí u slunečních kolektorů pro ohřev 12

13 vody i u fotovoltaických panelů, tam zvýšení účinnosti o několik procent rozhodně stojí za to výrobce by měl deklarovat, jaké sklo použil. Ti dobří jiná skla nepoužívají. 3.2 Skla, která (téměř) neodrážejí světlo Každé obyčejné čiré sklo odráží aspoň 8 % světla zpět. Tak málo je to ve směru přibližně kolmém, čili při úhlu dopadu pod 35º. Při úhlu dopadu 65º jsou to už dvě desetiny. Na každý z povrchů skla připadá polovina odraženého světla. Víme ale, že odrazivost se dá snížit, známe to u povrchů čoček fotoaparátů. V novém tisíciletí byly vyvinuty skvělé levné metody, jak téměř anulovat i odrazivost velkých skleněných tabulí. Zatím ale taková skla bohužel výrobci oken či dvoj- a trojskel téměř nenabízejí, ač by poměr cena-užitek měl vyjít dobře. U velkých dodavatelů se dá získat maximálně sklo tloušťky 2 mm používané k zasklívání obrazů; u takto krytého obrazu je sklo téměř neviditelné. Jak vznikají superpropustná skla, která nezrcadlí? Na jejich povrchu se vytvoří vrstva taktéž skleněná. ale porézní, polovinu jejího objemu tvoří vzduch. Póry mají rozměry mnohem menší, než je vlnová délka světla, jsou velké jednotky až desítky nanometrů. Taková nanoporézní struktura se chová jako spojité prostředí s indexem lomu rovným odmocnině z indexu lomu skla. Lze tím docílit stavu, že sklo odráží v úhlech dopadu 0 až 50º jen jedno procento světla. Je-li současně nízkoželezné, může být jeho propustnost pro sluneční záření, bráno pro celou cestu Slunce po nebi či pro rozptýlené záření ze zatažené oblohy, až 95 %. Nanoporézní povrchová vrstva se vytváří buď leptáním, nebo protažením tabule lázní s nanočásticemi silikátu, následným oschnutím a vytvrzením za horka. Skla s takovým povrchem, která doopravdy téměř nejsou vidět, by měla být samozřejmostí tam, kde o propustnost jde nejvíce, tj. u solárních kolektorů na ohřev a na výrobu elektřiny. Bohužel tomu tak zatím není, asi i vinou nevědomosti výrobců. Jen špičkoví výrobci je užívají. Měla by smysl i u domů, které se snaží minimalizovat spotřebu tepla na umělé vytápění. Výroba takových vrstev na skle není drahá, ale patřičnými technologiemi disponuje jen několik firem v Evropě. Německy se sklo, které skoro neodráží světlo, označuje jako odzrcadlené, Entspiegeltes Glas. Jiným složením povrchových vrstev lze docílit i toho, že na skle neulpívají nečistoty nebo že (jde-li o nečistoty organické) časem zmizí. 3.3 Skla, která dobře odrážejí sálání protějšího skla Připomeňme si, že i obyčejné sklo se značným obsahem železa propouští alespoň osm desetin slunečního záření, zatímco infračervené záření s vlnovými délkami nad 4,5 mikrometru nepropouští vůbec. Devět desetin z něj pohltí, desetinu odrazí. Jako by pro takové záření bylo sklo téměř černé. Sklo tedy funguje jako spektrálně selektivní filtr krátkovlnné záření propustí, dlouhovlnné nikoliv Jak sáláme my, jak naše okolí jde o stovky wattů na metr čtvereční Zářením závislým na teplotě předmětů, čili sáláním, se děje většina tepelných toků ovzduším. Sáláním interiéru se v zimě do skla dostává polovina tepla, druhá polovina se tam dostane vzduchem, který kolem skla klesá dolů, jak se od něj ochlazuje. Sklo pak svým sáláním vydává teplo do okolí. Za bezvětří je to u svislých skel také polovina tepelného toku. U střešního okna pod 13

14 bezoblačnou oblohou, která se jeví o dvacet kelvinů 1 chladnější než terén, sáláním uniká valná většina tepelného toku. Tepelný tok připadající na sálání je zhruba úměrný rozdílu teplot, konstanta úměrnosti činí obvykle 4 W/(m 2 K). Jinak je to u lesklých kovových ploch, u nich je alespoň desetkrát menší. Jak sálání porozumět Jak studená je bezoblačná obloha, když zapadne slunce? Stoupneme si na otevřené prostranství a obrátíme tvář dolů k zemi a pak nahoru k nebi. Můžeme to několikrát zopakovat. Pokud je to v zimě, když je kolem nuly, pak cítíme, když je naše tvář obrácená vzhůru, zhruba totéž, jako když v interiéru skloníme obličej dolů k otevřenému mrazicímu boxu. Ten také sálá velmi málo, i když je to přes 200 W/m 2. Graf s nadpisem Záření černého tělesa téměř přesně platí i pro běžné členité povrchy, jako je tráva, hlína, sníh či jíní. Ty téměř žádné dlouhovlnné záření neodrážejí, vše pohltí. Hladké nekovové plochy sálají o desetinu méně. To ale nijak necítíme, protože ona chybějící desetina je nahrazena zářením okolí, které se od hladkých ploch odráží obdobně jako světlo na skle. Úplně jinak se chovají lesklé kovové plochy. Ty naopak odrážejí přes 90 % sálání okolních předmětů a samy sálají alespoň desetkrát méně, než by činilo vyzařování černého tělesa. Toho se využívá v termoskách, v nichž je vakuum, takže se tepelný tok nemůže realizovat pohybem molekul plynu. Když jsou obě vnitřní plochy evakuované dutiny skleněné termosky povrstvené napařeným hliníkem, zářivé ohřívání vnitřního skla vnějším se sníží až tisíckrát, zbývá jen tok tepla sklem hrdla termosky. Stejně je tomu u moderních termosek nerezových. Lesklé kovové plochy téměř nesálají, 1 Jeden kelvin (značka K) je totéž jako jeden stupeň Celsia. Zabýváme-li se teplotními rozdíly, je to vhodnější jednotka. Tehdy totiž není potřeba zdůrazňovat, od jakého počátku teploty počítáme, jestli od bodu mrazu nebo od absolutní nuly, což jsou hodnoty rozdílné o 273 K. Označení stupeň má mrzutou vlastnost, že se nakonec poplete, jde-li o stupně Fahrenheita či Celsia. 14

15 což se projevuje i u horkých čistých nerezových nádob nebo lesklých ploch žehliček nijak nás nevarují, když se k nim blížíme, jak jsou zrovna horké. Rozdílné chování kovových a nekovových povrchů si můžeme vyzkoušet i jinak. Nalepíme si na rovnou plochu, např. na kus lepenky, lesklý alobal, čili hliníkovou fólii. Pak ji v chladné místnosti protáhneme před svou teplou tváří. Ucítíme, jak na nás odraz vlastní tváře sálá. Když totéž provedeme s nepolepenou stranou lepenky, tak se takový efekt neprojeví. Sálání odrazu tváře v alobalu je podobně velké jako sálání teplé dlaně, i tou můžeme projet těsně kolem tváře, její sálání jistě ucítíme. Schopnost tělesa sálat vyjadřujeme číselně hodnotou od 0 do 1, správně se nazývá emitance. U nepropustných předmětů je to doplněk odrazivosti do jedničky. Hliníková fólie může mít např. emitanci 0,03, a sálání okolních předmětů tedy odrážet z 97 %. U chlupaté přikrývky nebo koberce je to opačně, emitance je kolem 0,97 a odrazivost jen 3 %. Koncem 20. století byly vynalezeny vrstvy, které se vůči dlouhovlnnému záření chovají jako kovové, ale přitom jsou velmi dobře propustné pro světlo. Jejich nanesením na jednu stranu skla vznikne selektivní zrcadlo. Světlo se na takovém skle odrazí jen z obvyklých osmi procent, ale sálání jiných těles než Slunce se na povrstvené straně odrazí téměř všechno. Z nepovrstvené strany se přitom sklo chová jako úplně obyčejné Sklo s odolnou vrstvou bránící sálání Označují se jako skla s tvrdou vrstvou nízké emisivity, ve skutečnosti jde ale o veličinu zvanou emitance. Strana opatřená takovou vrstvou má emitanci kolem 0,17. Takový povrch pak sálá pětkrát méně než nepovrstvené sklo a také pětkrát více odráží sálání z okolí. Bohužel také pohltí čtvrtinu slunečního záření. Kde se dá takové sklo použít? Nabízejí se dvě možnosti. Jedna z nich je použít je místo obyčejného skla ve starém dvojitém okně nebo v okně zdvojeném. To může být vhodné tehdy, když z nějakého důvodu nechceme do starého křídla vložit moderní dvojsklo. Vrstvou odrážející dlouhovlnné záření má být pak takové sklo orientováno dovnitř dvojitého okna, k protějšímu zasklení. Je to lepší než orientovat odraznou vrstvu z okna pryč, protože uvnitř dvojitého okna se tolik nepohybuje vzduch, takže značné potlačení zářivého tepelného toku hodně pomůže. Druhé možné použití je na vnější straně střešního okna. Tam zabrání nočnímu orosení či ojínění skla tím, že sníží sálání do nebe, které je při bezoblačné obloze zvláště studené. O to, aby takové sklo bylo použito při výrobě dvojskla nebo složitějšího souvrství, musíme ale výrobce požádat, není to běžná praxe. Např. výrobek Planibel G je možné po domluvě získat v distribučním centru koncernu AGC v Olomouci (tel.: ) nebo od firem, které jej občas používají k výrobě dvojskel, jako je izolacniskla.cz Skla a fólie do dutin bez vodní páry Mnohem významnější jsou v praxi skla s dražším, složitým vícenásobným povrstvením s ještě mnohem nižší emitancí, činící jen 0,03 až 0,05. 2 Téměř každé takové povrstvení je velmi choulostivé, jeho použití je jen uvnitř dutin dvojskel či trojskel. Nemůže být dlouho vystaveno 2 Pravidlem bohužel je, že sklo s povrchem emitance 0,03 dává propustnost pro sluneční záření menší než 0,50, až emitance 0,04 a vyšší umožňují propustnost přes 0,55. Selektivita povrstvení není zkrátka nikdy dokonalá. 15

16 vlhkému vzduchu. Je-li na jedné straně dutiny taková vrstva, zářivý tepelný tok se v dutině téměř anuluje. Zbývá tam pak jen vedení tepla plynem, event. také proudění onoho plynu. Obdobné vrstvy jednodušší skladby lze nanášet i na tenoučkou plastovou fólii, některé dokonce oboustranně. Taková oboustranně povrstvená fólie se pak umístí doprostřed dutiny mezi dvojici skel. Je to obdoba trojskla, ale tenčí a lehčí. Ve skutečnosti se takové vrstvy začaly nanášet na fólii dříve než na skla, na trh se dostaly již r. 1981, ale tato technologie se rozšířila jen málo. Povrstvené fólie nabízí jen jeden výrobce v Kalifornii, daný produkt se označuje jako Heat Mirror Dvojskla Jak jsme již uvedli, první dvojskla se objevila v anglicky mluvících zemích jako z nouze ctnost, když bylo potřeba trochu zlepšit tepelné vlastnosti jednoduchých oken. Tehdy šlo o zcela obyčejné tabulové sklo, v dutině mezi skly byl vzduch, v rámečku, tzv. distančním, oddělujícím obě skla, byl silikagel, aby se povrch dutiny nerosil. Takové obyčejné dvojsklo izoluje hůře než dvojité okno. Německy se takovému tlustému sklu říká Isolierglas. To je v pořádku, tepelně izoluje aspoň o polovinu lépe než jednoduché sklo. Opravdová změna v zasklívání přišla až se skly s vrstvou nízké emitance. Většina tepelného toku z teplejšího skla na chladné se totiž bez takové vrstvy děje sáláním. Vrstva s emitancí na úrovni jen několika procent zmenší sálavý přenos tepla alespoň dvacetkrát. A dvojsklo pak může izolovat i pětkrát lépe než jednoduché sklo, pokud je mezi skly krypton s příměsí argonu místo vzduchu Argon, krypton, xenon místo vzduchu Dalším krokem je totiž snížit i vedení tepla plynem uvnitř dutiny. Toho lze docílit náhradou vzduchu plynem, který má nižší tepelnou vodivost. Takovou vlastnost mají některé tzv. netečné plyny, jejichž molekuly mají jen jeden atom místo dvou. Jednoatomové molekuly mají při dané teplotě nižší energii než dvouatomové, molekula tedy přenese méně tepla. Zřetelně nižší tepelnou vodivost než vzduch mají ty vzácné plyny, jejichž molekuly mají také větší hmotnost než molekuly dusíku či kyslíku. Pak se pohybují pomaleji než molekuly vzduchu a úměrně tomu se zpomaluje tepelný tok. Plynem s molekulovou hmotností o třetinu vyšší než vzduch je naštěstí hojný argon, kterého je v atmosféře celé jedno procento. Získává se jako jeden z plynů při destilaci zkapalněného vzduchu, bod varu má o 10 K vyšší než dusík a o 3 K nižší než kyslík. Ještě dvakrát vyšší tepelný odpor má krypton, s atomy dvakrát větší hmotnosti. Ten je ale stokrát dražší (až ke třiceti korunám za litr). Kryptonu je ve vzduchu o čtyři řády méně než argonu, pouhá jedna milióntina (1 ppm). Ještě desetkrát dražší je pak xenon, s tepelnou vodivostí nejmenší. Jako náplň okenních souvrství se téměř nepoužívá. Dokonce ani čistý krypton většinou ne, bývá v něm příměs argonu. Dutina se totiž nejprve naplní levným argonem, který se pak vytlačí kryptonem neúplně Dostatečná tloušťka dutiny Tepelnou vodivost dutiny vyplněné plynem lze snížit nejen volbou těžšího vzácného plynu, ale také tlustší dutinou. Je to zpočátku podobné jako u pěnových tepelných izolací, u nichž je tepelný odpor úměrný jejich tloušťce. Pro velmi tenké dutiny (kolem půl centimetru) u svislého zasklení také platí, že tepelný odpor plynové vrstvy je úměrný tloušťce dutiny. U tlouštěk několika centimetrů ale už 3 Povrstvení dobře propustné pro sluneční záření (0,65, pohltivost 0,1) má bohužel emitanci dosti vysokou, 0,1, proto se často užívá v sestavě s povrstveným sklem s emitancí co nejnižší. Vrstvy Heat Mirror s emitancí pod 0,05 mají solární propustnosti výrazně pod 0,5. To se v horkých Spojených státech bralo jako vlastnost výhodná pro snížení tepelných zisků při co nejmenším omezení zisků světelných. My takové fólie nedoporučujeme. Je lepší se tepelným ziskům bránit pohyblivým vnějším cloněním oken, protože solární zisky je vhodné mít značnou část roku co největší, alespoň v případě obytných budov. 16

17 tepelný odpor dále nijak neroste, protože se teplo účinně předává prouděním plynu dolů kolem chladnějšího skla a pak nahoru kolem teplejšího. Proto není velký rozdíl v tom, jak izoluje zasklení v okně zdvojeném, s dutinou tlustou např. 4 cm, a okno dvojité s dutinou tlustou 2 dm. Vliv proudění je tím větší, čím větší hmotnost mají molekuly plynu. Uvádí se, že není účelné mít dutinu tlustší než 20 mm v případě argonu, u kryptonu je to 12 mm, u xenonu jen 6 mm. Takové tloušťky dutin je při nákupu vhodné požadovat, nižší tloušťky znamenají vždy horší izolační vlastnosti. Rozhodně by se neměly užívat tloušťky poloviční. 4 V dnešní době by se už samotná dvojskla u novostaveb používat neměla, izolují příliš málo. Důvody, proč použít dvojsklo místo trojskla, ale existují při renovaci starých oken dvojsklo je tenčí a lehčí. A pokud se do starého okenního křídla dobře nevejde ani zasklení (tj. skla tloušťky 4 mm s dutinou tlustou 16 mm vyplněnou argonem), je namístě užít krypton v dutině tlusté jen 10 mm, v nouzi jen 8 mm. Skla stačí mít jen 3 mm silná, čímž se lze dostat na tloušťku dvojskla 14 mm Vliv okrajů dvojskla, okrajů okna, sklonu zasklení Dostatečně tlusté dvojsklo vyplněné argonem tepelně izoluje jakoby dvakrát lépe než obyčejné dvojité okno. Proč jakoby? To je vlivem okraje dvojskla mechanické oddělení obou skel tvoří tepelný most, kudy zejména u malých dvojskel prochází podstatná část tepla. Dalším problémem je, jako u všech jednoduchých oken, tok tepla kolem okna, tedy okolní zdí. Údaj o tepelné vodivosti takového skleněného souvrství proto vždycky platí jen pro většinu jeho plochy, bez započtení hůře izolujících okrajů. A také platí jen pro svislou instalaci, ve střešních oknech izolují dvojskla o polovinu hůře, protože se, zejména za mrazů, teplo dostává rychle z vnitřního skla na vnější prouděním teplého plynu nahoru a chladného dolů. Pro nejlepší dvojskla s dutinou tloušťky 2 cm plněná argonem se uvádí jakási standardní hodnota měrné tepelné prostupnosti označovaná U g jako 1,1 W/(m 2 K). Index g zde znamená glass, někdy Jde o zasklení v jídelním voze vlaku EC Smetana. Je v něm vidět obraz slunce vytvářený na kulové stolní lampě. Plocha, která má na sobě vrstvu nízké emitance, dává odraz jiného odstínu. Také ubírá více světla, takže odraz z plochy ještě vzdálenější je slabší. Jako jasný zdroj, který se ve skle odráží, může posloužit jakákoliv osluněná lesklá ploška, za šera pak např. plamínek zapalovače. 4 Takové orientační hodnoty platí pro mrazivé dny, kdy je rozdíl teplot skel nejvyšší a proudění (konvekce) nejrychlejší. Je-li venku jen o 10 K chladněji než v interiéru, výhodnější by byly tloušťky až dvojnásobné. Větší tloušťky by se také hodily u trojskel, v nichž jsou teplotní rozdíly mezi stěnami dutiny menší. Celková tloušťka dutin 40 mm ale už u malých rozměrů skel dělá problémy, pokud je celé zasklení vystaveno mrazu. Plyn v dutině má pak menší objem a vytváří podtlak, na nějž velké zasklení může reagovat tím, že se dostatečně prohne, zatímco při malé ploše skla hrozí jeho prolomení. Prohnutí skel lze dobře vnímat i zdálky, protože vede ke vzniku dvou obrazů obraz na vnějším skle je zvětšený, na vnitřním zmenšený. Vnější sklo, je-li osluněné, vytváří na protějších fasádách apod. zvolna putující prasátka, v nichž je sluneční záření koncentrováno. 17

18 také centre of glass ; je to hodnota pro oblasti daleko od okrajů zasklení. Za velkých mrazů je ale i u svisle instalovaného dvojskla tepelná prostupnost vyšší mj. proto, že tehdy se dutina uprostřed plochy skel značně ztenčí Plocha nízké emitance má být ta třetí bráno zvenčí Vzhledem k tomu, že důvodem náhrady jednoduchého zasklení dvojsklem je zabránit úniku tepla v zimě, záleží i na tom, která strana dutiny je povrstvena, aby měla jen malinkou emitanci. To je proto, že taková vrstva pohlcuje i značnou část slunečního infračerveného záření, čímž se zahřívá. Chceme-li toho využít, pak je potřeba mít ono sklo na interiérové straně okna. Jestli to tak je, lze kdykoliv snadno ověřit podrobným pohledem na odrazy lesklého předmětu či plamínku na všech čtyřech plochách dvojskla. Odraz na povrstvené ploše má totiž odlišný barevný odstín. 3.5 Trojskla aneb dvoukomorová souvrství Jde-li se o jednoduchá okna, pak dvojskla zimní tepelnou pohodu nezajistí. Jejich vnitřní sklo je totiž v noci příliš studené. To vede nejen k vyššímu úniku tepla, ale také k tomu, že na nás takové sklo málo sálá a je u něj nepříjemně. A zejména u velkých oken se vzduch kolem takové studené plochy rozproudí směrem dolů a my jej cítíme jako ledový průvan. Skutečnou pohodu zajistí až okno, které jako celek zabudovaný v konstrukci domu nemá měrnou tepelnou propustnost U w větší než 0,8 W/(m 2 K) (index w znamená window). Toho lze docílit i použitím jednoho trojskla, je-li ve zdi osazeno dobrým způsobem. Samozřejmě snáze a s rezervou se to zajistí, když je dvojité okno zaskleno dvěma dvojskly, ale to nyní pomiňme. Běžná trojskla jsou obdobou dvojskel, užívají tří tabulí tloušťky 4 mm a argonem/kryptonem vyplněných dutin tloušťky až 18 mm. Prostřední sklo je obyčejné, krajní mají stranu obrácenou do dutiny povrstvenou. Slunečním zářením se tak zahřívá už vnější sklo, čímž klesá podíl slunečního tepla pronikajícího do interiéru. 5 5 Mít ve vnější dutině vrstvu nízké emitance na prostředním skle obvykle nelze, protože by se přímým osluněním nerovnoměrně zahřálo až tak moc, že by mohlo prasknout v úvahu proto taková sestava připadá jen pro severní okna domů, která jsou osluněna jen šikmo, brzy ráno a večer, nebo pro okna trvale před sluncem zacloněná např. protějšími domy. 18

19 Pokud jsou vnější křídla zevnitř ráno orosená, je to doklad, že do dutiny dvojitého okna proniká interiérový vzduch. Na dolní desce okna je už stopa po vodě, která při velkém orosení stéká až tam. Těsnění chybělo na spodním okraji rámů poté, co byly znovu natřeny. Aplikace proužku pěnového těsnění byla práce na jednu minutu. Alternativou trojitého zasklení je sestava, v níž je prostřední přepážka z tenké povrstvené fólie. Ta téměř nepřispívá ani ke hmotnosti, ani ke tloušťce sestavy. Jak je uvedeno výše, takové fólie vyrábí jen jediný zámořský producent. Na rozdíl od skla se transportuje v rolích, takže výrobci zasklení, kteří je dokáží aplikovat, jsou po celém světě (u nás je to Zasklení, kdy prostřední vrstvu tvoří tato fólie, budeme dále řadit také mezi trojskla. Až na tloušťku a hmotnost má totiž stejné vlastnosti. Přesnější označení by ovšem bylo dvojkomorová zasklení. Významným rozdílem mezi dvojskly a trojskly je, že teplotní spád na jedné dutině je u trojskel menší, téměř jen poloviční. Díky tomu je v nich konvekce plynu pomalejší a tepelný tok, který působí, je o hodně menší. Zvlášť výrazně se to projeví u šikmých střešních oken. 19

20 Typické hodnoty měrné tepelné propustnosti trojskel daleko od jejich okrajů jsou při plnění argonem a dutinách tlustých 16 mm U g = 0,6 W/(m 2 K), při tenkých 12mm dutinách U g = 0,7 W/ (m 2 K), ale při plnění kryptonem U g = 0,5 W/(m 2 K). Při užití prostředního skla tloušťky jen 2 mm a krajních skel kalených, 3mm, to znamená celkovou tloušťku zasklení 33 mm, je-li přepážka z fólie hm88tc, je to 30 mm. Užití jen 10mm dutin to může stlačit na 28 mm, za cenu poněkud nižšího tepelného odporu. 3.6 Čtyřskla, čili tříkomorová souvrství Systém se třemi komorami musí izolovat opět o dost lépe, bude-li mít jedna strana v každé dutině dostatečně nízkou emitanci. Vnitřní přepážky nemohou být obě skleněné, nejde-li o zasklení, které není nikdy osluněno, povrstvené sklo neovívané vzduchem z okolí by dosáhlo příliš velké teploty. Reálně se tříkomorová zasklení vyrábějí jen s užitím fólie Heat Mirror. Při plnění kryptonem a tloušťce dutin 12 mm lze docílit hodnoty U g = 0,3 W/(m 2 K). Při tak velké celkové tloušťce dutin se užívají místo 4mm skel raději skla tloušťky 5 mm. Dvě fólie znamenají nutně nižší prostup slunečního tepla, ten činí nejvýše 0,4. U oken, která jsou v zimě osluněná jen málo nebo vůbec, to ale nijak nevadí, významné zvýšení tepelné izolace je mnohem podstatnější. 3.7 Vakuová trojskla vzdálená budoucnost Tloušťku dutiny lze zmenšit na zlomek milimetru, pokud by v ní bylo dostatečně důkladné vakuum. Realizace ale naráží na technické problémy, jak popisuje např. jeden nadějný patent ( Glas + Rahmen Neues Konzept Für Vakuum-Isolierglas, 2013). Evakuovaná dutina se mezi dvěma rovinnými skly musí něčím rozpírat, na rozdíl od termosek, které jsou všude prohnuté. Dělá se to sloupky kovovými, skleněnými nebo keramickými o rozměrech necelý milimetr a sponu několika centimetrů. Jsou tak malé, že přestávají být ze vzdálenosti přes jeden metr viditelné. Vedou sice teplo z teplejšího skla na chladnější, ale jejich úhrnná plocha je tak mizivá, že lze u takto provedených trojskel docílit hodnoty U g = 0,25 W/(m 2 K). Tloušťka zasklení by přitom byla jen 10 mm. Bohužel zatím jde jen o koncept, který se ještě ani v malém měřítku nezačal uplatňovat a stěží lze čekat, že by se na trhu objevil dříve než za deset let. 3.8 Vakuová dvojskla Na trhu jsou ovšem už dlouho dvojskla vytvořená jinou technologií, původně s užitím tvrdé vrstvy s emitancí 0,2, ale nyní i s vrstvami lepšími, na okrajích spájené sklem s nízkým bodem tání. Pro samostatné použití se ne vždy hodí, protože by při velkých rozdílech teplot uvnitř a venku jejich spojení mohlo prasknout. V sestavách, kdy je teplotní spád na samotném dvojskle menší než rozdíl interiér/exteriér, je jejich užití bezproblémové. Izolují podobně jako dobrá obyčejná dvojskla, ale mohou být tenká jen 6 mm. Poznají se podle kovového uzávěru v rohu zasklení (z interiérové strany bývá vpravo nahoře), což je místo, kudy byl ze spáry mezi skly vyčerpáván vzduch. Výrobci jsou jen v Asii ( Nippon Sheet Glass Spacia Co., Ltd., 2013), ( Hengda VIG, 2013), kde se taková dvojskla skutečně uplatňují. Velcí evropští výrobci skel s nimi mají obchodní spojení a měli by být schopni jejich výrobky dovézt. Výhodou vakuových dvojskel je, že jejich izolační vlastnosti se nezhoršují, když nejsou ve svislé poloze. Další výhodou je, že i ta nejtenčí, tloušťky 6 mm, se chovají podobně jako plná skleněná tabule téže tloušťky, pokud jde o bariéru pro zvuk; uberou jej v široké oblasti frekvencí i přes 30 db ( Sound reduction Nippon Sheet Glass Spacia Co., Ltd., 2013). 20