Fasáda a okna: pravidelnost, trendy a materiály ve vývoji

50 let je více než aktivní pracovní život člověka. Za 50 let se změní nejen automobily, zábavní technologie nebo komunikační prostředky, ale i stavby. Okna, fasády, a zejména skla se vyvinula do technologicky vyspělých produktů. Institut für Fenstertechnik (rovněž známý pod názvem ift Rosenheim), jenž byl založen v roce 1966, k tomuto vývoji velkou měrou přispěl prostřednictvím řady svých výzkumných projektů ve spolupráci s výrobci i se státními úřady. Nejenže byly vynalezeny nebo optimalizovány nové materiály a návrhy, ale často byly vyvinuty také nové metody měření a testování, které předtím nebyly k dispozici. Zkušenosti ukazují, že hlavní trendy, jako jsou bezpečnost a energetická účinnost, se mění jen velmi málo a zůstávají platné dodnes. Ustanovení právních předpisů, jako jsou například předpisy upravující problematiku energetických úspor, mohou tento vývoj významnou měrou podpořit a urychlit. V případě oken tento stav vedl k tomu, že německé výrobky představují světovou technickou špičku. Nyní je zapotřebí podívat se vpřed a včas určit a pokud možno i ovlivnit budoucí trendy.

Během těchto 50 let proběhlo nebo bylo zahájeno mnoho vývojových projektů, jež segment oken ovlivnily a posunuly vpřed. Zkušenosti ukazují, že hlavní trendy, jako jsou bezpečnost a energetická účinnost, se mění jen velmi málo a zůstávají platné dodnes. Ve společnosti a v oblasti technického vývoje vznikají však i trendy nové. Ty je zapotřebí rozpoznat a využít příležitosti, které nabízejí.

Fáze rekonstrukce a historický kontext

Spolkové republiky Německo se v roce 1966 blížila ke svému závěru a právě v té době byl založen Institut für Fenstertechnik e.V. Založení Institutu für Fenstertechnik e.V. (ift Rosenheim) v roce 1966 tedy nebylo náhodné. V té době však již existovaly technické předpisy, které definovaly charakteristické hodnoty různých typů oken. Například norma DIN 4701 z ledna 1959 již obsahovala tabulky s funkčními hodnotami pro výpočet tepelných vlastností, mezi které patřila například tabulka 3 „Prostup tepla pro okna a dveře“ nebo tabulka 4a „Propustnost spár na m délky u oken a dveří při kvalitním provedení a normálních rozměrech spáry“. Co se však míní výrazem „kvalitní provedení“? Tyto mezery se pro ift Rosenheim staly první výzvou. Bylo zapotřebí stanovit požadavky na plánované použití. Doklady o splnění klasifikace musely být předloženy ve formě tabulek nebo testů s vynaložením přiměřeného úsilí. Tyto původní úkoly ift Rosenheim jsou dnes důležitější než kdykoliv v minulosti.

Současné trendy a výzvy

Dnes se nacházíme v další fázi růstu stavebnictví. Poptávka po bydlení je vysoká a rychlé stavební práce vedou k maximálnímu využití kapacit výrobních závodů. Toto dynamické období je charakterizováno diskusemi o úspoře nákladů a o méně přísných požadavcích, ale také o vývoji nových efektivních metod výstavby. Zkušenosti však ukazují, že nárůst poptávky obvykle vede k poklesu kvality komponent. Diskuse o kvalitě, reklamace vad atd. se objevují s několikaročním zpožděním. V mnoha částech světa navíc postupuje urbanizace a s ní nabývají na významu nové koncepty urbanistického rozvoje a nepřímo i nové koncepty stavebních komponent.

Moderní normy a problémy dřevěných oken

V tomto procesu jsou neustále přehodnocovány otázky ochrany životního prostředí a trvalé udržitelnosti atd., a nelze je opomíjet ani v oblasti oken a fasád. Nízká kvalita zejména dřevěných oken představovala pro ift Rosenheim jeden z důležitých výchozích problémů. „Životnost okna jako stavebního prvku je obecně definována změnami v architektuře. Přirozené stárnutí hraje v tomto procesu nevýznamnou roli.“ Při popisu problémů v první výzkumné zprávě ift byla na základě zkušeností uváděna životnost až 100 let. V nadcházejících letech však bylo stále častěji hlášeno předčasné stárnutí v důsledku napadení dřeva škodlivými houbami. Úkolem zadaných studií bylo zjistit příčiny stále častějšího pronikání vlhkosti a výsledného rozpadu dřeva. Jako příčina vysoké akumulace vlhkosti byly jednoznačně určeny problémy v oblasti konstrukčního a technického provedení (pronikání vlhkosti např. zasklením, napojením ve stěně či exponovanými lepenými spoji) a také nadměrné požadavky na materiály či stavebně-fyzikální vady. Dodatečné testy navíc poukázaly na vliv provedení stavebních prací, typu a směru instalace. Dále byla stanovena jednoznačná návaznost na použitý nátěrový systém. Většina z těchto dokumentů, jež byly ve stavební praxi užitečné, byla dále rozvinuta a dodnes se řadí mezi základní požadavky na návrh a výrobu funkčních oken.

Regulace a vývoj profilů

Německé normy DIN 68121-1 a -2 zveřejněné v roce 1973 vznikly téměř výhradně na základě výše popsaných výzkumných prací. Mnohé obrázky, tabulky a diagramy byly převzaty v nezměněné podobě. Další směrnice týkající se vrstvení, povrchových úprav, detailů zasklení atd. Až v 90. letech minulého století se situace změnila. V roce 1993 byla publikována revidovaná verze DIN 68121. se začalo objevovat stále více vad, které vedly k trvalé ztrátě podílu dřevěných oken na trhu (obrázek 4). V roce 2016 se ve výběrových řízeních při popisu dřevěných oken stále uvádí „IV 68 dle DIN 68121“. Evropské třídy a výkonnostní charakteristiky v souladu s EN 14351-1 byly nahrazeny skupinami zatížení, diagramy typových rozměrů atd. Dnes se DIN 68800 vztahuje i na moderní dřevěná okna a, kromě návrhu a konstrukční ochrany, vyžaduje rovněž přiměřenou chemickou ochranu dřeva.

Silné chemické látky samy o sobě nebyly prokázány jako účinné. Nejvyšší prioritou za posledních 20 let byla tepelná optimalizace dřevěných oken. Souběžně s tím bylo upraveno konstrukční řešení míst, jež jsou nejvíce ohrožena kondenzací. Vývojové trendy v posledních letech zahrnují stanovenou základní ventilaci, minimální tepelné ztráty, tepelněizolační vlastnosti v letním období, bezpečnostní funkce a dále pohodlnou obsluhu. Všechny současné vývojové trendy ukazují, že flexibilní použití materiálu u dřevěných oken výrazně pokročilo. Trend se odklání od čistě dřevěných oken směrem k dřevěným/kovovým oknům, novým druhům zasklení s integrovanými okenními křídly a k integrovaným stínicím systémům u zdvojených oken.

Po mnoha letech poklesu si dřevěná okna opět nárokují silný tržní podíl: zákazníci požadující elegantní vzhled, přírodní výrobky a (dražší) kvalitu. Ostatní materiály se musí mít na pozoru, aby se vyhnuly stejné pasti. I zde je kladen maximální důraz na odolnost a způsobilost k použití. Odolnost nátěrů, materiálů, riziko deformací atd.

Historie a legislativa fasád

Vývoj v ift Rosenheim byl vždy spojen s děním na světové scéně. 70. léta minulého století byla poznamenána ropným embargem a ropnou krizí. Poměr plochy oken k celkové ploše fasády postupně narůstal. Od 70. let nebyly výjimkou poměry přesahující 50 %. To mělo významný vliv na tepelnou bilanci budov. Vzhledem k tomu, že topný olej byl do té doby relativně levný, jakékoliv návrhy na úspory energie prakticky nestály za zmínku. Obrázek 8: Hans Hartmann, dlouholetý vedoucí týmu zabývajícího se tepelnými izolacemi, u zařízení vlastní konstrukce pro měření hodnoty k (70. Obrázek 9: Samolepka „Šetřím energii“ vydávaná v 80.

V rámci výzkumného projektu „Snižování spotřeby energie u obytných budov“ byl ift Rosenheim pověřen studiem sekce „okna“ a podsekce „stěny - okna“. Cílem projektu bylo analyzovat faktory ovlivňující spotřebu energie v bytech. Pozornost byla věnována komplexním testům propustnosti okenních spár. Naměřené hodnoty prokázaly velké nespojité odchylky mezi rokem výroby a úrovní propustnosti spár. Za hlavní příčiny byly označeny konstrukční řešení a kvalita testovaných oken. Velká množství vzduchu pronikala také rozhraním mezi oknem a stěnou. V roce 1977 získaly všechny informace o úsporách energie v budovách zákonnou formu díky prvnímu nařízení o tepelných izolacích. Poprvé bylo vyžadováno dvojité zasklení a utěsnění funkční spáry mezi okenním křídlem a rámem. To byl začátek dalšího rychlého rozvoje technologie oken, a to jak v oblasti konstrukce, tak v oblasti výroby.

Vzhledem k efektivní výrobě a dobrým vlastnostem materiálu se rychle prosadila okna z PVC. Rozsáhlé renovace obytných budov s využitím oken stejného typu byly při použití rámů z tohoto materiálu velmi praktické. Vzhledem k nárůstu počtu konstrukčních detailů a jejich složitosti se správná výroba a montáž staly stále významnějším faktorem. Jako významná příčina škod bylo identifikováno pronikání vody napojením mezi oknem a stěnou. Vzhledem k tomu, že pláště budov nebyly dosud utěsněné, nebyla ještě otázka vnitřního těsnění kvůli vnitřní vlhkosti relevantní. Dnes většina oken v Německu slouží pro modernizaci starých budov.

Existuje řada předpisů pro technickou realizaci, které byly zavedeny do stavební legislativy. DIN 4108, DIN 4109, EnEV a DIN 1946-6 představují rámce pro izolace, zvukovou izolaci a větrání. To znamená, že téměř všechny požadavky na instalaci, plánování koncepce větrání atd. jsou povinné. Prakticky se ukazuje, že tyto požadavky nelze u starých budov téměř nikdy zcela splnit bez dodatečných zásahů.

Jediným významným argumentem pro výměnu oken je domněle pouze úspora energie. Pokud nová okna nesplní skutečné důvody pro modernizaci, může se stát, že se velmi brzy objeví stížnosti a zákazníci nebudou s výsledkem spokojeni. Vlastnosti jako snadné použití a zvuková izolace uživatelé samozřejmě přímo vnímají. Totéž platí i pro vady vzniklé neodborným provedením. Na druhé straně, úspory energie lze identifikovat pouze nepřímo a s určitým prodlením.

Materiály a řešení pro okna

Přesto se řada doporučení ohledně modernizace stále zaměřuje pouze na úspory energie. Navíc se stává, že samotná okna v praxi často neodpovídají přislíbeným třídám. Nedodržení dělení a rozměrů, materiálů a technologie kování nadále neumožňují zařazení do původních tříd. Se zavedením prvního nařízení o tepelných izolacích započala kritická fáze pro okenní profily vyrobené z kovu. Až do tohoto okamžiku bylo jednoduché zasklení a kovové profily „tepelně dobře vyvážené“. S ústupem jednoduchých skel se souvislé kovové profily staly slabým článkem.

V 90. letech měla hliníková okna hodnotu UW 2,2 W/(m²·K), dnešní technologie profilů umožňují dosažení hodnoty 1,3 W/(m²·K). Proměnnou související s bezpečností je příčná pevnost spoje v tahu. Legislativa vyžaduje > 20 N/mm délky profilu. Plastová síť je v důsledku zatížení sklem, externích teplot a negativního tlaku větru neustále namáhána. Pokud se plast začne deformovat, zvýší se riziko úniku vody. Podobné požadavky byly stanoveny i ve Francii.

Stávající norma pro kovové profily s přerušeným tepelným mostem umožňuje dosažení shody s EnEV. Nové výzvy u stále lépe izolovaných profilů představuje bimetalový jev. Tento problém je možné odstranit pružnými spoji a reflexními povlaky snižujícími povrchové teploty. Principy pro kovoplastové kompozitní profily jsou aktuální, jelikož v řadě oblastí na světě se profily s přerušeným tepelným mostem stále ještě nepoužívají. Po desetiletí určovala vzhled fasád staveb dřevěná okna s příčkami a úzkými rámy.

Typy oken a fasádní systémy

Moderní fasádní systémy v Česku nabízejí produkty jako Schüco FWS 35 PD a Schüco FWS 60 CV. Lze konstruovat fasády maximálně prosklené, světlo propustné, propojující interiér s exteriérem. Subtilní systém FWS 35 PD má pohledovou šířku 35 mm a splňuje pasivní standardy. FWS 60 CV umožňuje skrytou integraci otvíravých prvků do fasády. Prefabrikované komponenty zrychlují zpracování a usnadňují instalaci.

U oken je důležité volit spoje a kování pro těsnost a bezpečnost. Při výběru oken zvažujeme parametry jako těsnění spáry, stavební hloubku, zasklívací polodrážku a teplý distanční rámeček. Izolační dvojsklo je standard, trojsklo pro pasivní domy a vzácné plyny v dutině zlepšují izolaci.

Materiály a povrchy fasád

Materiály pro okna a fasády zahrnují plastová okna, kompozitová okna, hliníková okna a dřevo. Plastová okna mají určité limity vzhledem k UV degradaci, kompozit nabízí lepší mechanické vlastnosti a tepelné izolace, hliníkové prvky se uplatní pro velké plochy a designovou architekturu, dřevěná okna pak pro historické rekonstrukce a autentický vzhled.

Provětrávaná fasáda je moderní a odolná varianta, která zajišťuje odvětrání vlhkosti díky vzduchové mezeře mezi pláštěm a izolací. Minerální vata je často použita jako izolace, která je paropropustná a nehořlavá. Fasádní desky mohou být keramické, cementovláknité, dřevěné či porcelánové a volba závisí na prostředí a estetice.

Pro zateplení fasády je kritické napojení izolace na rám oken, správné řešení ostění a parapetů, a koordinace mezi montáží oken a zateplením. Nedostatečná koordinace vede k tepelným mostům a problémům s vlhkostí. Příklady z praxe ukazují potřebu plánovat okna a zateplení jako jeden celek.

Praktické poznámky a doprovodné prvky

Fasády výrazně ovlivňují vzhled a hodnotu nemovitosti a zároveň musí splňovat technické a legislativní požadavky. Zateplení fasády není jen estetickou záležitostí, ale klíčovým krokem k úsporám a zvýšení hodnoty nemovitosti. Provětrávaná fasáda znamená zdravější, úspornější a modernější bydlení.

Fasády domů mohou být nositeli architektonické originality a přitom plnit vysoké funkční standardy. Příprava a plánování roštu a napojení obkladových materiálů na izolaci je zásadní pro životnost a záruky.

Fasády a okna spolu tvoří základní složky vnějšího vzhledu domu a jejich správná volba ovlivňuje energetickou bilanci, kvalitu bydlení a estetiku.

tags: #fasada #okna #pravidelnost