4 Sklo 4.1 Sklovina, materiál, výroba, vlastnosti Tabulové sklo používané ve stavebnictví je vyrobeno ze sodnovápenatokřemičité skloviny získané roztavením směsi křemenného písku (70-72%), sodného tavidla (14%), stabilizátoru ve formě vápence (10%) a oxidů kovů pro získání specifických vlastností. Tabulové sklo plavené (float) se vyrábí roztavením směsi základních surovin a recyklovaného skla při teplotě kolem 1550 C, tavenina se při teplotě okolo 1000 C plaví po hladině roztaveného cínu, čímž se dosáhne dokonalé rovinnosti. Roztahováním nebo stahováním válci se upravuje tloušťka finálního skla. Kontinuální pás plastické skloviny je oddělován od hladiny cínu a prochází chladící pecí, kde se teplota sníží z 620 C na 250 C a dále se kontrolovaně ochlazuje, aby se sklo zbavilo vnitřního pnutí. Vychlazený pás skla se řeže na základní formát 6000 x 3210 mm (tzv. Jumbo). Tabulové sklo foukané nebo tažené se vyrábí historickými postupy, nemá dokonalou rovinnost, je mírně strukturované a používá se při rekonstrukcích historických objektů nebo jako designový prvek. Foukané sklo se vyrábí tak, že se píšťalou vyfoukne dutý válec o požadované tloušťce stěny, ten se podélně rozřízne a sklo se poté natáhne do roviny. Tažené sklo se vyrábí vertikálním taháním skloviny přes válce. Tyto technologie umožňují vyrábět pouze malé formáty tabulí (podle výrobce přibližně 1x1 m u foukaného skla a 1,6x2 m u taženého skla). Hustota skla je 2500 kg/m 3, 1 mm tloušťky tabule o ploše 1 m 2 má hmotnost 2,5 kg. Pevnost v tlaku je 1000 MPa. Pevnost v tahu 40 MPa pro tepelně neupravené sklo a 120-200 MPa pro tepelně tvrzené sklo. Modul pružnosti skla je 70 GPa. Koeficient tepelné roztažnosti je 9x10-6 K -1 při teplotách 0-300 C. (ocel: 12x10-6 K -1, hliník: 23x10-6 K -1 ) Tabulka č.4.1 Světelné a energetické charakteristiky skla Název Zkratka Označení Jednotka Světelný činitel prostupu LT τv % Světelný činitel odrazu vnější tabule LR EXT ρv ext % Světelný činitel odrazu vnitřní tabule LR INT ρv int % Činitel prostupu přímého slunečního záření DET τe % Činitel odrazu přímého slunečního záření ER ρe ext % Činitel pohlcení přímého slunečního záření EA αe % Celkový činitel prostupu sluneční energie G SF - / % Stínící koeficient SC - Součinitel prostupu tepla U W/m 2. K Vážená vzduchová neprůzvučnost Rw db Světelné, tepelné a akustické parametry izolačních skel musí určit stavební projektant, protože návrh vhodného skla vychází z energetických výpočtů obálky budovy, z návrhu způsobu vytápění a ventilace, případně klimatizace, z akustické studie vlivu okolí stavby a studie osvětlení interiéru. Návrh vhodného typu skla je ovlivněn orientací konstrukce vůči slunci, použitým stínícím prvkům a způsobu využívání budovy. Stavební projektant by měl definovat požadované parametry a stanovit případně referenční výrobek. 17
Dodavatel stavební konstrukce (výplně otvoru nebo lehkého fasádního pláště) je povinen zajistit statické posouzení skleněné výplně z hlediska zatížení větrem a užitným zatížením (viz norma ČSN 743305 Ochranná zábradlí, též článek 10.2 Ročenky). 4.2. Jednoduchá skla Tabulové sklo, jeho technické a jakostní parametry jsou specifikovány v evropské normě EN 572 Sklo ve stavebnictví - Základní výrobky ze sodnovápenatokřemičitého skla. 4.2.1 Čiré sklo Základní sklářský kmen obsahuje oxid železitý, který způsobuje zelené zabarvení skleněné hmoty a projevuje se u silnějších tabulí. Snížením obsahu oxidu železitého se získá velmi čiré sklo vhodné do transparentních fasád, pro svrstvení do bezpečnostních skel apod. Čiré sklo je dodáváno pod různými obchodními názvy, např. Diamant, Clear. 4.2.2 Absorpční sklo Sklo je probarvené ve hmotě příměsí oxidů kovů pro zvýšení ochrany proti slunečnímu záření. Zabarvení skla je možné do různých odstínů (zelený, šedý, modrý, hnědý). Sklo značnou část slunečního záření pohlcuje do své hmoty a proto je tepelně velmi namáhané. Z toho důvodu se obvykle doporučuje tato skla tepelně zpevnit. Ve dvojsklech se používá zásadně jako vnější tabule. 4.2.3 Sklo s povlakem Sklo je možné jednostranně pokrýt vrstvou kovu pyrolýzou přímo v lince na výrobu plaveného skla (tzv. tvrdé pokovení). Tato vrstva je odolná proti klimatickým vlivům, zlepšuje protisluneční vlastnosti skla, zvyšuje reflexi. Sklo je možné použít v izolačním dvojskle jako vnější tabuli s pokovenou vrstvou na pozici 1 nebo 2. Pokovení na pozici 1 má větší reflexi, na pozici 2 způsobuje větší tepelné namáhání skla a doporučuje se sklo tepelně zpevnit. Sklo se vyrábí v základním formátu a je možné je dále běžně opracovávat (řezat, vrtat, kalit, ohýbat). Dále je možné sklo pokrýt tenkou vrstvou kovového povlaku metodou katodového rozprašování ve vakuu (tzv. měkké pokovení), čímž sklo získá nízkoemisivní vlastnosti. Pokovení se zpravidla nanáší na kompletně obrobenou tabuli (naformátovaná, obroušená, tepelně zpracovaná). Tento kovový povlak není obecně odolný vůči technologickým a klimatickým podmínkám, protože je náchylný k oxidaci. Proto se sklo používá výhradně do izolačních skel (dvojskel a trojskel) pokovenou vrstvou do dutiny. Pozice povlaku nemá vliv na tepelně technické parametry izolačního skla a neovlivňuje jeho optické vlastnosti. Na trhu jsou i skla s odolnější vrstvou, která lze následně tepelně upravovat. 4.2.4 Designová skla Dekorativní a ornamentální skla se strukturovaným povrchem se vyrábí válcováním plaveného skla válci s požadovaným vzorem a mohou být probarvena ve hmotě. Další technologií je leptání nebo pískování (otryskání povrchu křemičitým pískem). Smaltovaná skla se vyrábí nanesením barvy na jednu stranu tabule běžného nebo čirého skla (stříkáním nebo přes síto) a následným vypálením. Tím se sklo tepelně zpevní. Tato skla je možné použít jako lepené obklady provětrávaných fasád (lakovaná vrstva je pevně spojena se sklovinou), bodově uchycené obklady, výplně parapetních panelů nebo je slepit do dvojskla. 18 Vydáno 11/2008
4.3 Izolační skla Obrázek č.4.1 - Popis izolačních skel Izolační skla jsou specifikována evropskou normou EN 1279 Sklo ve stavebnictví - Izolační skla. Požadavky na snížení energetické náročnosti budov, zvýšení izolačních vlastností průsvitných výplní stavebních otvorů a maximální prosvětlení vnitřních pobytových prostorů bez značného přehřívání interiéru je možné splnit pouze izolačními skly složenými ze dvou nebo tří tabulí s jednou či dvěma komorami vyplněnými vzduchem nebo inertními plyny. Do izolačního skla lze slepit většinu výše uvedených typů skel a samozřejmě skla vrstvená či tepelně upravená (viz níže). Mezi jednotlivé tabule se po obvodu vkládá distanční rámeček o tloušťce 8-24 mm. Rámečky jsou vyrobeny z profilů hliníkových, nerezových, plastových s kovovou fólií nebo z profilovaných provazců silikonových či butylkaučukových. Dutina se plní vysušeným vzduchem nebo inertním plynem (Ar,Kr,Xe). Na trhu je i technologie izolačního skla s meziskelní fólií Heat Mirror. Po obvodu jsou izolační skla utěsněna primárním butylovým tmelem a sekundárním polyuretanovým nebo polysulfidovým tmelem, případně silikonovým tmelem pro použití ve strukturálním zasklení. Obrázek č.4.2 - Označení pozic u variant zasklení 19
Tabulka č.4.2 Typ izolačního skla - Porovnání součinitele prostupu tepla Složení [mm] Ug [W/m 2. K] Jednoduchá tabule 6mm 6 5.7 Dvojsklo z čirých skel, plněné vzduchem 6-12 - 6 2.8 Dvojsklo s nízkoemisivním povlakem, plněné vzduchem 6-15 - 6 1.4 Dvojsklo s nízkoemisivním povlakem, plněné argonem 90% 6-15 - 6 1.1 Dvojsklo s nízkoemisivním povlakem, plněné kryptonem 90% 6-10 - 6 0.9 Trojsklo s nízkoemisivním povlakem, plněné kryptonem 90% 8-10 - 6-10 - 6 0.5 Dvojsklo s meziskelní tepelnou fólií plněné kryptonem 90% 0.8-0.5 Na výslednou hodnotu součinitele prostupu tepla má vliv mnoho faktorů: tloušťky jednotlivých tabulí, emisivity jednotlivých vrstev (typ povlaku), šířka meziskelní dutiny (pro použití argonu je optimální 16-18 mm, pro použití kryptonu pouze 10-12 mm), poloha izolačního skla: hodnota součinitele prostupu tepla je platná pro sklo uložené svisle, pro šikmé zasklení v úhlu 45 se součinitel prostupu tepla zvyšuje (zhoršuje) až o 30%. Selektivní skla Selektivní izolační skla jsou taková, která dokáží díky účinnému nízkoemisivnímu povlaku významně snížit prostup tepelné energie ze slunečního záření a zároveň propustit maximum světla. Selektivita se vyjadřuje poměrem světelného činitele prostupu (LT) a celkového prostupu sluneční energie (SF) a pohybuje se od 0 (opakní sklo nepropouštějící světlo) do 2 (přibližně 50% slunečního záření je viditelné světlo). Obrázek č.4.3 - Diagram selektivních skel 4.4 Izolační skla pro strukturální zasklení Strukturální zasklení je takové uložení skla, kdy tabule není osazena po obvodu do zasklívací drážky nebo připevněna přítlačnou lištou, ale je přilepena strukturálním lepeným spojem na nosnou konstrukci nebo je mechanicky připevněna příponkami v prostoru distančního rámečku, případně přichycena bodovými příponkami. Jedná se i o případy, kdy je tabule po dvou stranách připevněna přítlačnými lištami a dvě strany jsou pouze zatmeleny (tzv. polostrukturální fasáda nebo řešení světlíků a skleněných střech). Ve všech případech je lepený spoj izolačního skla namáhán zatížením vnější tabule tlakem a sáním větru, vlastní hmotností vnější tabule, je vystaven působení UV záření skrz vnější tabuli a je v kontaktu s těsnícím tmelem vyplňujícím spáru mezi skly. Z těchto důvodů nemůže být pro slepení izolačního skla použit běžný polyuretanový nebo polysulfidový tmel, protože není odolný vůči UV záření, není kompatibilní s těsnícími 20 Vydáno 11/2008
silikonovými tmely a není schopen přenést zatížení působící na vnější tabuli. Proto se používají pro výrobu izolačních skel pro strukturální zasklení výhradně silikonové tmely. Při návrhu strukturální konstrukce je nutné dodržet kompatibilitu všech komponentů použitých při kompletaci - tmelu pro izolační sklo, tmelu pro přilepení skla na nosnou konstrukci, tmelu těsnícího spáru mezi skly a distančních a výplňových pásek. V současnosti jsou na trhu systémy pro strukturální lepení skel od firem DowCorning, Sika a Tremco. Izolační skla pro strukturální fasády musí být vyrobena nejen podle normy ČSN EN 1279, ale také podle směrnice ETAG 002 Systémy zasklení s konstrukčním tmelem. Návrh lepeného spoje izolačního skla by měl provést dodavatel tmelů a provedení lepeného spoje musí garantovat dodavatel izolačního skla. Vnější tabule izolačního skla musí mít zabroušené hrany, aby nedocházelo k zranění při tmelení, instalaci a údržbě a také pro zvýšení odolnosti proti poškození. Při použití tabulí s měkkým povlakem musí být tento odbroušen, aby byla zajištěna dostatečná pevnost lepeného spoje. Při použití vysoce transparentních skel je možné okraj vnější tabule lakovat a následně sklo tepelně zpevnit, čímž se zvýší pevnost skla, odolnost proti nerovnoměrnému tepelnému namáhání (termickému šoku) vlivem rozdílné absorpce slunečního záření a zakryje se lepený spoj, který při průhledu vnější tabulí působí nehomogenně díky různým odstínům primárního a sekundárního tmelu, případně distanční pásky. Obrázek č.4.4 - Varianty izolačních dvojskel pro strukturální zasklení 4.5 Skla se zvláštními požadavky 4.5.1 Tepelně tvrzené sklo Tepelně tvrzené bezpečnostní sklo (Thermally toughened glass, Thermisch vorgespanntes Einscheibensicherheitsglas - ESG), nesprávně označované jako kalené, je popsáno normou EN 12150 Sklo ve stavebnictví - Tepelně tvrzené sodnovápenatokřemičité bezpečnostní sklo. Tepelně ztvrzené sklo je možné vyrobit z jakéhokoliv monolitického skla bez drátěné vložky řízeným zahřátím na přibližně 620 C a ochlazením, čímž se vyvolá trvalé povrchové tlakové napětí a zvýší se odolnost skla proti mechanickému a tepelnému namáhání. Každé sklo, které má být tepelně upraveno musí mít opracovány hrany (sraženy), protože by jinak došlo při tepelném procesu k destrukci. Taktéž musí být na skle provedeny veškeré mechanické úpravy - vrtání, zabrušování, řezání - před provedením tepelného zpevnění. Po tepelném zpevnění lze na sklo nanést povlak metodou katodového rozprašování ve vakuu (tzv. měkké pokovení) a použít je do izolačních skel. 21
Tepelně ztvrzené sklo je považováno za bezpečné, protože v případě rozbití se láme na množství drobných úlomků, jejichž hrany jsou obecně tupé. Díky tomu není obecně vhodné pro vrstvená bezpečnostní skla bránící propadnutí, protože při destrukci obou slepených skel ztrácí tabule stabilitu. Každé tepelně tvrzené bezpečnostní sklo musí být viditelně označeno značkou obsahující číslo výrobkové normy, třídu bezpečnosti a identifikaci výrobce. Ve sklovině se vyskytují inkluze sulfidu nikelnatého (NiS), jehož krystaly mají jinou tepelnou roztažnost než sklovina a při procesu tepelného zpevnění způsobí výrazně zvýšené napětí v povrchové vrstvě skla. Toto zvýšené lokální napětí způsobuje samovolný lom (samoexplozi), kdy tepelně tvrzené sklo samovolně bez dalších vlivů praskne. Toto riziko se výrazně sníží procesem prohřátí tepelně zpevněného skla (HST - Heat Soak Test) podle EN 14179-1, kdy je sklo ohřáto na teplotu okolo 300 C a na této teplotě se udržuje 2 hodiny. Většina tabulí, které obsahují kritické inkluze NiS, praskne. Zbytkové riziko takto zpracovaných skel je jeden lom na více než 400 tun tepelně tvrzeného skla. Tento proces by se měl provádět u všech tepelně tvrzených skel, kde hrozí ohrožení zdraví a života osob, ohrožení majetku a užívání budov nebo kde je riziko vysokých druhotných nákladů na opravy a výměnu. 4.5.2 Tepelně zpevněné sklo Tepelně zpevněné sklo (Heat strengthened glass, Teilvorgespanntesglas - TVG), nesprávně označovaná jako polokalené, je popsáno normou EN 1863-1 Sklo ve stavebnictví - Tepelně zpevněné sodnovápenatokřemičité sklo. Tepelně zpevněné sklo je možné vyrobit z jakéhokoliv monolitického skla bez drátěné vložky řízeným zahřátím na přibližně 620 C a postupným ochlazením, čímž se vyvolá trvalé povrchové tlakové napětí a zvýší se odolnost skla proti mechanickému a tepelnému namáhání. Každé sklo, které má být tepelně zpevněno musí mít opracovány hrany (sraženy), protože by jinak došlo při tepelném procesu k destrukci. Taktéž musí být na skle provedeny veškeré mechanické úpravy - vrtání, zabrušování, řezání - před provedením tepelného zpevnění. Tepelně zpevněné sklo nelze použít jako sklo bezpečnostní, protože v případě rozbití se láme stejně jako sklo chlazené (základní sklo) na velké ostré střepy. Tepelně zpevněné sklo se používá do vrstvených bezpečnostních skel a terčově uchycených skel, kde se uplatní jeho vyšší mechanická odolnost a na zasklení, kde je riziko tepelného šoku. 4.5.3 Vrstvené bezpečnostní sklo Vrstvené bezpečnostní sklo (nesprávně označovaná jako lepené, laminované nebo Connex ) je popsáno normou EN ISO 12543 Sklo ve stavebnictví - Vrstvené sklo a vrstvené bezpečnostní sklo. Jedná se o kompozici dvou a více tabulí spojených v celé ploše mezivrstvou, která je z polyvinylbutyralové (PVB) nebo etylenvinylacetátové (EVA) fólie nebo z pryskyřice. Takto slepené mohou být nejen tabule skleněné, ale mohou být pro určité specifické aplikace použity i tabule akrylátové nebo polykarbonátové (např. pro skla odolná proti průstřelu nebo výbuchu). Vrstvené bezpečnostní sklo se používá jako ochrana proti poranění střepy, kdy úlomky skla drží fólie pohromadě, jako ochrana proti propadnutí, kdy silnější fólie při spolupůsobení velkých střepů zabrání proražení tabule (výplně zábradlí), jako ochrana osob a majetku proti násilí od běžného vandalismu až po útoky střelnými zbraněmi a výbuchem. Vrstvená skla se označují různými způsoby podle národní zvyklosti. V České republice se užívá označení podle tlouštěk jednotlivých tabulí v milimetrech a tloušťkou fólií ve vrstvách, přičemž základní vrstva fólie má tloušťku 0,38mm. Některé země (Velká Británie, Francie) používají k označení vrstvených skel celkovou součtovou tloušťku vrstveného skla. 22 Vydáno 11/2008
Například: sklo slepené ze dvou tabulí tloušťky 6mm s dvojnásobnou fólií (2x0,38 mm) se označuje 6.6.2 (podle jiných zvyklostí 12,76) sklo slepené ze tří tabulí tloušťky 10 mm dvěma dvojitými fóliemi se označuje 10.10.10.22 (podle jiných zvyklostí 31,52) izolační sklo ve složení vnější sklo 4 mm, dutina 16 mm, vnitřní vrstvené sklo 6.6.2 se označí 4-16-6.6.2 4.5.4 Klasifikace bezpečnostních skel Bezpečnostní skla z hlediska ochrany osob se zkouší podle normy EN 12600 Sklo ve stavebnictví - Kyvadlová zkouška - Metoda zkoušení nárazem a klasifikace pro ploché sklo. Zkušební těleso o hmotnosti 50kg (kovový válec opatřený dvěma pneumatikami) se pouští na kyvadlovém závěsu proti svisle osazenému sklu z výšky 190 (3), 450 (2) a 1200 (1)mm. U skla se posuzuje charakter lomu: A - vznik četných prasklin tvořících oddělené úlomky s ostrými hranami (sklo chlazené, tepelně zpevněné) B - vznik četných prasklin, ale úlomky drží pohromadě (sklo vrstvené, sklo s nalepenou fólií) C - vznik značného množství malých úlomků bez ostrých hran (sklo tepelně tvrzené) Za bezpečnostní sklo se považuje sklo s charakterem lomu B nebo C. 4.5.5 Použití bezpečnostních skel ve stavebních konstrukcích Zasklené konstrukce musí být provedeny podle vyhlášky 137/1998 Sb. o obecných technických požadavcích na výstavbu a podle vyhlášky 369/2001 Sb. o obecných technických požadavcích zabezpečujících užívání staveb osobami s omezenou schopností pohybu a orientace. Použití bezpečnostních vrstvených skel jako zábradelní výplně nebo sloužící v prosklených fasádních pláštích jako zábrana proti propadnutí definuje norma ČSN 74 3305 Ochranná zábradlí. Základní ustanovení. Použití bezpečnostních vrstvených skel jako výplní prosklených výtahových šachet předepisuje norma ČSN EN 81-1 Bezpečnostní předpisy pro konstrukci a montáž výtahů - Část 1: Elektrické výtahy. Platí obecná zásada, že sklo (nebo spodní tabule izolačního skla) umístěné vodorovně nebo šikmo nad pochozí plochou musí být bezpečnostní vrstvené. Žádný právní nebo technický předpis nedefinuje rozdíl mezi svislým a šikmým zasklením z hlediska bezpečnosti. Je zřejmé, že šikmo uložené sklo se sklonem 85 (5 od svislice) je stejně rizikové jako sklo svislé, ovšem sklo se sklonem 70 (20 od svislice) může již ohrožovat osoby pod ním se vyskytující. Použití bezpečnostního skla by měl definovat objednatel nebo odpovědný projektant s ohledem na způsob užívání stavby a jejího okolí. 4.6 Sklo s požární odolností Více informací o prosklených konstrukcích odolných požáru naleznete v Kapitole 1.4. Jako skleněné výplně do požáru odolných konstrukcí interiérových i exteriérových je možné využít škálu skel podle požadované odolnosti a dalších charakteristik. Pro zajištění celistvosti (E) lze použít k tomu určená tepelně tvrzená skla nebo skla s drátěnou vložkou, pro omezení tepelného toku (EW) nebo zajištění izolace (EI) se používají skla vrstvená se speciální mezivrstvou, která při vysoké teplotě napění, zneprůhlední a tepelně izoluje další vrstvy skla a prostor na chráněné straně. Pro požadovanou dobu odolnosti se může zvrstvit i několik monolitických tabulí. Požárně odolná skla je možné zvrstvit ze skel probarvených nebo dekorativních. Požárně odolné sklo je možné slepit do tepelně izolačního skla, má charakteristiky skla zvukově izolačního a neprůstřelného. 23
Pryskyřice, používané některými výrobci pro zvrstvení požárně odolných skel, nejsou odolné vůči UV záření a proto se protipožární skla doplňují další vrstvou s fólií s UV filtrem, která se musí aplikovat na exteriérovou stranu. Do exteriérových dveří je nutné aplikovat UV filtr oboustranně, protože může dojít k expozici při otevírání dveří. Také je nutné zabránit expozici protipožárních skel v interiéru UV zářením od montážních reflektorů a dalších zdrojů UV záření, rovněž i od možných zdrojů tepla. Mezivrstva v protipožárních sklech je velmi citlivá na vlhkost a proto je nutné skla skladovat v suchém prostředí a konstrukce navrhovat tak, aby nedocházelo k nadměrnému výskytu kondenzátu v zasklívací spáře a aby tato byla odvětrána a odvodněna. Při manipulaci a osazování s vrstvenými protipožárními skly je nutné vždy postupovat podle doporučení výrobce. Protipožární skla je možné vyrábět v rozměrech daných technologickými možnostmi výrobce, ale maximální rozměry použitelné v konkrétní konstrukci jsou vždy limitovány odzkoušenými a certifikovanými rozměry té které konstrukce. 4.7 Sklo zvyšující ochranu proti hluku Více o ochraně proti hluku je uvedeno v kapitole 9. Zvýšení vzduchové neprůzvučnosti skleněných výplní se dosáhne několika stupni podle požadovaného zvukového útlumu: silnější sklo má vyšší útlum než slabší; vrstvené sklo má díky pružné fólii vyšší útlum než sklo monolitické; použití speciální pružnější akustické fólie namísto běžné bezpečnostní; použití výrazně rozdílných tloušťek skleněných tabulí v izolačním dvojskle; větší šířka dutiny izolačního dvojskla (pozor na účinnost inertního plynu z hlediska tepelné ochrany); použití vrstvených skel (jednoho nebo obou) v izolačním dvojskle. Z hlediska akustiky nemá žádný vliv: použití skla s povlakem; použití tepelně tvrzeného skla; použití inertního plynu v dutině; pozice různých skel ve skladbě dvojskla. Použití trojskla je z hlediska akustiky nevýhodné, protože dochází k rezonancím. Nepříliš rozšířenou technologií je použití pryskyřice ve vrstveném skle o tloušťce vrstvy přibližně 1mm. Takto zvrstvená skla však mají omezení ve způsobu použití kvůli kompatibilitě pryskyřice s ostatními tmelícími a těsnícími materiály. 24 Vydáno 11/2008
Tabulka č.4.3 - Příklady laboratorní hodnoty vážené vzduchové neprůzvučnosti skleněných tabulí Vnější tabule Tloušťka Mezera Vnitřní tabule Tloušťka R w Float 5 30 Float 6 12 Float 6 31 Float 8 12 Float 5 36 Vrstvené 6.6.2 36 Float 10 12 Float 6 37 Vrstvené s akustickou fólií 4.4.2 37 Vrstvené s akustickou fólií 4.4.2 12 Float 4 39 Float 6 15 Vrstvené s akustickou fólií 6.6.2 42 Float 10 15 Vrstvené s akustickou fólií 4.4.1 44 Vrstvené 8.8.2 15 Vrstvené 6.6.2 46 Vrstvené s akustickou fólií 6.6.1 20 Vrstvené s akustickou fólií 4.4.1 50 4.8 Výplňové panely Výplňové panely jsou neprůhledné prvky, které se osazují do okenních nebo dveřních rámových konstrukcí a do lehkých obvodových plášťů stejně jako skleněné tabule a způsob jejich utěsnění je shodný. Výplňové panely jsou zpravidla kompozity složené z různých vrstev a materiálů včetně tepelně izolačních, splňující všechny požadované parametry jako skleněné tabule nebo lepší. Nejčastěji používané příklady: lakovaný plech - extrudovaný polystyren - lakovaný plech kompozitní deska typu bond - extrudovaný polystyren - kompozitní deska typu bond lakovaný plech - polyuretanová pěny - lakovaný plech lakovaný plech - minerální vata - kazeta z pozinkovaného ocelového plechu smaltované sklo - minerální vata - kazeta z pozinkovaného ocelového plechu izolační dvojsklo lakované na pozici 2 s vloženým vakuovaným panelem. Neprůhledné výplňové panely v konstrukcích výplní stavebních otvorů (okna s meziokenní vložkou) je nutno posuzovat z hlediska tepelně technického podle normy ČSN 730540-2 jako lehkou stěnu. Neprůhledné výplňové panely v lehkých obvodových pláštích se započítávají do celkové plochy lehkého obvodového pláště a ovlivňují požadavek na celkový součinitel prostupu tepla. Z hlediska tepelně technického je nevhodné používat výplňové panely ve skladbě izolační dvojsklo lakované na pozici 4, minerální vata a kazeta z pozinkovaného plechu, protože toto řešení zvyšuje lineární součinitel prostupu tepla zasklívací spáry. 4.9 Způsoby zasklívání 4.9.1 Všeobecně Po roce 1950 byl vývoj v zasklívání poznamenán zejména velkoplošným zasklíváním a nárůstem osazování vícevrstvého izolačního skla. Tento trend si vyžádal nutné změny v konstrukcích oken a prosklených fasád i nové způsoby v technologiích jejich zasklívání. Po zavedení trvale elastických tmelů, které vystřídaly tmely plastické, resp. lněný olejový tmel, bylo možné provést funkční zatěsnění skleněné výplně do okenní konstrukce. V současné době se pro utěsnění skleněné výplně do zasklívací spáry kovové konstrukce používají prefabrikované těsnící profily na bázi EPDM (elastomer z EtylenPropylenDienu třídy M podle ASTM) nebo silikonu. Lepení skel na nosnou konstrukci (strukturální zasklení) se provádí vysoce výkonnými silikonovými tmely nebo pevnostními oboustranně lepícími páskami. 25
4.9.2 Zasklívání pomocí EPDM a silikonových profilů Nejběžnější způsob zasklívání běžných oken, dveří, zimních zahrad, prosklených lehkých obvodových plášťů, interiérových konstrukcí apod. se provádí pomocí prefabrikovaných profilů na bázi elastomeru EDPM, které nahradily dříve používané profily gumové, nebo na bázi silikonu. Silikonové profily jsou dražší, ale je možné je vyrábět v různých odstínech (bílá, šedá, hnědá,..) a jsou kompatibilní se silikonovými tmely. Použití silikonových tmelů v kontaktu s EPDM profily není doporučeno. Zásadní výhodou použití zasklívacích profilů je jednoduchá technologie zasklívání a přesklívání a odolnost proti technologické nekázni (čistota a odmaštění skla a profilů). Nevýhodou je vyšší riziko netěsností v místech zlomů profilů v rozích a v místech napojení. Obrázek č.4.5 - Zasklívání pomocí EPDM profilů 4.9.3 Zasklívání pomocí tmelu Provádí se za pomoci pružných tmelů na bázi silikonu nebo polyuretanu. Je bezpodmínečně nutné používat k zasklení pouze tmely k tomuto účelu doporučené výrobcem. Tmel musí být odolný vůči UV záření a povětrnostním vlivům, nesmí působit korozně na materiál rámu (acetátové tmely vs. mosaz) a v případě použití vrstveného skla je nutné zabránit kontaktu použitého tmelu s hranou skla nebo použít speciální tmely ověřené pro toto použití. Zasklívací spára musí být dimenzována podle doporučení dodavatele tmelu, aby byla zaručena jeho bezchybná funkce po celou předpokládanou dobu životnosti. Musí být zajištěna možnost pružné deformace tmelu vlivem dilatací, musí být zajištěna plná vulkanizace jednosložkového tmelu (tmelená spára nesmí být příliš hluboká, protože by nedošlo k vulkanizaci tmelu). V tmelené spáře se obvykle používá doplňková distanční a výplňová páska, která musí být kompatibilní s použitým tmelem a obvykle je součástí systému mokrého zasklívání pomocí tmelů. Nejrozšířenějšími systémy zasklívání pomocí tmelů jsou systémy od firem DowCorning, Tremco-Illbruck, Sika. Výhodou je dokonalé utěsnění spáry proti zatékání za předpokladu důkladného očištění a odmaštění povrchu skla a zasklívacího profilu a možnost utěsnění spáry s proměnlivou šířkou. Nevýhodou je pracnější výměna skla. 26 Vydáno 11/2008
Obrázek č.4.6 - Zasklení pomocí tmelu a - minimální rozměr pro přenesení deformací od dilatace b - maximální rozměr pro dokonalé zvulkanizování tmelu 4.9.4. Strukturální zasklení Strukturální zasklení, způsoby zkoušení a postupy provádění popisuje směrnice ETAG 002 Evropské organizace pro technická schválení. Existuje mnoho způsobů řešení a použití strukturálního zasklení (použití lepeného spoje). Rozlišují se dva způsoby strukturálního zasklení: sklo (izolační dvojsklo) je plně mechanicky přichyceno k nosné konstrukci a tmel těsní obvodovou spáru jen proti povětrnostním vlivům (det. a) (Podle směrnice ETAG 002 se posuzuje pouze lepený spoj držící vnější tabuli izolačního dvojskla - viz odst.4.4); sklo je přilepeno na nosnou konstrukci a spoj plní funkci nosnou (strukturální) i těsnící (Podle směrnice ETAG se posuzuje jak spoj izolačního skla, tak spoj mezi izolačním sklem a nosnou konstrukcí) - sklo může být přilepeno za vnitřní sklo (det. b) nebo za přesazené vnější sklo (det. c). Při lepení skla na nosnou konstrukci směrnice ETAG 002 rozlišuje čtyři typy upevnění skla: Mechanický přenos vlastní tíhy výplně do podpěrného rámu tmelu a odtud do nosné konstrukce. Konstrukční tmel přenáší všechna ostatní zatížení. Přídržná zařízení se používají ke snížení nebezpečí v případě poruchy přilnavosti. Mechanický přenos vlastní tíhy výplně do podpěrného rámu tmelu a odtud do nosné konstrukce. Konstrukční tmel přenáší všechna ostatní zatížení a žádná zařízení se ke snížení nebezpečí v případě poruchy přilnavosti nepoužívají. Konstrukční tmel přenáší všechna zatížení včetně vlastní tíhy výplně do podpěrného rámu tmelu a odtud do nosné konstrukce. Přídržná zařízení se používají ke snížení nebezpečí v případě poruchy přilnavosti. Konstrukční tmel přenáší všechna zatížení včetně vlastní tíhy výplně do podpěrného rámu tmelu a odtud do nosné konstrukce. Žádná zařízení se ke snížení nebezpečí v případě poruchy přilnavosti nepoužívají. 27
Obrázek č.4.7 - Schématické příklady různých typů strukturálního zasklení Nejrozšířenější systémy strukturálního lepení skel pomocí tmelů jsou od firem DowCorning, Tremco-Illbruck a Sika. Další technologickou možností řešení strukturálního zasklení je použití oboustranně lepících pásek a technologie lepení od společnosti 3M. 28 Vydáno 11/2008
4.9.5 Terčové uchycení skla Technicky a architektonicky velmi zajímavým řešením celoskleněných konstrukcí je bodové uchycení skel na nosnou konstrukci. Nosné konstrukce mohou být z ocelových profilů, prutové, lanové nebo kombinované. Skleněné tabule mohou být uchyceny lokálními příponkami ve spárách mezi tabulemi nebo terči upevněnými v otvorech ve skle. Terče jsou umístěny v rozích obdélníkových tabulí, případně jsou doplněny dvojicí terčů uprostřed delších stran. Terče mohou být pevně uchyceny na rektifikovatelné křížové úchyty nebo mohou obsahovat kloub, nejlépe v rovině skla. Pevné uchycení terče zvyšuje při průhybu skleněné tabule od zatížení větrem zvýšení lokálního napětí ve skle, ale pomáhá eliminovat průhyb tabule. Kloubové uchycení naproti tomu neomezuje průhyb tabule a nezvyšuje lokální napětí ve skle. Vhodný způsob zaleží vždy na statickém posouzení konstrukce. Jednoduché terčově uchycené tabule musí být vždy tepelně zpevněné nebo tvrzené a měly by být vrstvené. Dvojsklo může být uchyceno terčově pouze za vnitřní tabuli a lepený spoj potom přenáší všechna zatížení, působící na vnější tabuli, nebo může být uchyceno za obě tabule současně a potom je lepený spoj mezi skly namáhán především deformací od průhybu tabulí, případně rozdílem tlaku v dutině a atmosférického tlaku. Spára mezi skly může být utěsněna proti povětrnostním vlivům nebo otevřená, například v případě použití terčově uchycených jednoduchých skel jako vnější části zdvojené fasádní konstrukce. Utěsnění spáry se provádí silikonovými tmely oboustranně nebo s využitím výplňových silikonových profilů z interiéru. Vždy je nutno dbát na kompatibilitu jednotlivých komponentů, zvláště na kompatibilitu mezi lepícím tmelem izolačního skla a těsnícím spárovým tmelem. Obrázek č.4.8 - Uchycení skla ve spáře, jednoduché sklo 29
Obrázek č.4.9 - Uchycení skla pevným terčem za vnitřní sklo Obrázek č.4.10 - Uchycení izolačního dvojskla průchozím kloubovým terčem 30 Vydáno 11/2008
4.10 Použitá literatura ČSN EN 81-1 Bezpečnostní předpisy pro konstrukci a montáž výtahů - Část 1: Elektrické výtahy ČSN EN 12600 Sklo ve stavebnictví - Kyvadlová zkouška - Metoda zkoušení nárazem a klasifikace pro ploché sklo ČSN EN 572 Sklo ve stavebnictví - Základní výrobky ze sodnovápenatokřemičitého skla ČSN EN ISO 12543 Sklo ve stavebnictví - Vrstvené sklo a vrstvené bezpečnostní sklo ČSN EN 1096 Sklo ve stavebnictví - Sklo s povlakem ČSN EN 1863 Sklo ve stavebnictví - Tepelně zpevněné sodnovápenatokřemičité sklo ČSN EN 12150 Sklo ve stavebnictví - Tepelně tvrzené sodnovápenatokřemičité bezpečnostní sklo ČSN EN 14179 Sklo ve stavebnictví - Prohřívané (HST) tepelně tvrzené sodnovápenatokřemičité bezpečnostní sklo ČSN EN 1279 Sklo ve stavebnictví - Izolační skla ČSN 74 3305 Ochranná zábradlí. Základní ustanovení ETAG 002 Systémy zasklení s konstrukčním tmelem 137/1998 Vyhláška o obecných technických požadavcích na výstavbu 369/2001 Vyhláška o obecných technických požadavcích zabezpečujících užívání staveb osobami s omezenou schopností pohybu a orientace 31