U běžného domu sice nejsou rozdíly tak markantní, ale přesto bychom měli vědět, kolik tepla kudy uniká:
- podlahou a sklepem 5−10 %
- stropem a střechou 15−20 %
- stěnami zhruba 20 %
- okny a dveřmi 30−40 %
(Zbytek tepla do 100 % uniká z domu jinými způsoby.)
Střešní oka
Co to je, když se řekne součinitel prostupu tepla U
Výrobci kvalitních oken, která dobře izolují a nerosí se, splňují přísné požadavky platné normy (ČSN 73 0540-2:2005), která stanoví detailní technické požadavky na tepelnou ochranu budov. Pro laika je to těžko srozumitelná četba. Nicméně se hodí vědět, co znamenají dva zcela konkrétní parametry. Při nákupu oken jsou tyhle parametry důležitým srovnávacím kritériem a obvykle také vysvětlením cenových rozdílů.
Zmíněná norma především požaduje nízkou hodnotu součinitele prostupu tepla označovaného písmenem U − nanejvýš 1,8 W/m²K (a to ještě za ideálních podmínek vnitřní teploty 20 stupňů Celsia a relativní vlhkosti 50 procent, které třeba v koupelně zdaleka neplatí).
Doporučená hodnota U míří dále − až na hranici 1,2 W/m²K.
Další parametr: nejnižší přípustná teplota
Dalším podstatným požadavkem normy je zvýšení hranice nejnižší přípustné teploty na vnitřním povrchu konstrukce (při nižší teplotě by se na povrchu srážela vlhkost). V místnostech s nepřerušovaným vytápěním nesmí teplota na vnitřním rámu okna klesnout pod 10,2 stupně Celsia, respektive pod 9,2 stupně Celsia (to tehdy, pokud jsou otopná tělesa umístěna přímo pod okny a jsou v provozu trvale bez přerušení).
Jak normu splnit?
U dřevěných oken je základní podmínkou pro splnění požadavků normy patřičná tloušťka rámového profilu. Ta činí minimálně 86, lépe 88 mm (pro měkké dřevo stačí 78 mm).
Vedle toho je nutná hloubka zasklívací drážky mezi sklem a rámem nejméně 25 mm (raději 28 až 30 mm) a důkladné těsnění spáry mezi okenním křídlem a pevným rámem (tzv. funkční spára).
Pro kvalitu plastových oken je rozhodující konstrukční řešení rámového profilu. K dosažení požadovaných parametrů je zapotřebí minimálně pětikomorová konstrukce rámů. Hloubka zasklívací drážky a kvalita těsnění funkční spáry platí stejně jako u oken dřevěných.
Nejhůře jsou na tom hliníková okna. Hliník je totiž vodič, a tak hlavní roli zde hraje technické řešení přerušení tepelných mostů v konstrukci (dutina vyplněná pěnovým polyuretanem, minimální šířka 28 až 38 mm). Ani hliníkovým konstrukcím nelze odpustit dokonalé těsnění funkční spáry a hloubku zasklívací drážky nejméně 25 mm.
Výměna oken
Okenní spáry
obrázek z archivu ireceptar.cz
Shrnutí aneb co všechno určuje tepelné kvality okna?
Velikost plochy prosklení a vlastnosti skla (moderní izolační dvojsklo s výplní z argonu a pokovením vnitřního skla má U = 1,1 W/m²K a nižší)
Materiál distančního rámečku (plast, příp. nerezová ocel - nikoli hliník)
Způsob osazení dvojskla (trojskla) do okenního křídla (hloubka zasklívací drážky či aspoň vnitřní polodrážky minimálně 25 mm)
Kvalita rámu a křídla (zvětšená tloušťka profilu, plastový profil pokud možno pětikomorový, max. rozměr okna 150 x 150 cm)
Důkladné těsnění funkční spáry mezi rámem a křídlem (pro vyšší podlaží je spolehlivější dvoustupňové: dešťová zábrana ve vnější dutině, větrová v oddělené vnitřní dutině)
Kvalita provedení připojovací spáry mezi stavbou a rámem okna
Kompletní dodávka a odborná montáž okna.
Stěžejní pro celkovou kvalitu okna je také kvalita řešení tří základních spár:
připojovací (mezi stavbou a rámem okna)
Připojovací spára nesmí propouštět žádnou vodu ani vzduch a zároveň musí umožnit dvě věci: jednak vzájemnou prostorovou roztažnost (dilataci) okna a stavby vlivem změn teploty a vlhkosti, jednak provedení potřebného kotvení okna.
funkční (mezi pevným rámem okna a rámem okenního křídla)
Funkční spára musí mít také nulovou propustnost vody, ale v přísně omezeném množství, které udává norma, má propouštět vzduch (spárová průvzdušnost). Navíc musí zajistit požadovaný způsob otevírání okenního křídla.
zasklívací (mezi rámem křídla a prosklením okna)
Zasklívací spára nesmí propouštět vodu ani vzduch a musí umožnit vzájemnou roztažnost (dilataci) prosklení a rámu okenního křídla.
Těsnění funkční spáry rozhoduje o kvalitě
Spára mezi pevným rámem okna a rámem pohyblivého okenního křídla, tzv. funkční spára, musí být důkladně utěsněna hned z několika příčin: k vnitřnímu povrchu rámu tudy může pronikat
- vlhkost
- chladný vzduch
- zvýšený hluk
Rozlišujeme dva konstrukční systémy těsnění funkční spáry: jednostupňový a dvoustupňový. Liší se ve zdánlivém detailu, ale rozdíl jejich výsledného působení může být (zvláště při nedokonalém provedení) značný.
Dvoustupňové těsnění
má na vnější straně konstrukce dešťovou zábranu, která je od vnitřní větrové zábrany oddělena středovou těsnicí přepážkou. Proto se u této konstrukce často užívá pojem středové těsnění.
Středová přepážka zajistí, že vlhkost a studený vnější vzduch se na vnitřní stranu konstrukce vůbec nedostanou a větrová zábrana, která má za úkol zajistit hygienicky nutnou spárovou průvzdušnost, tak může uvnitř „pracovat“ bez rušivých vlivů vody, ultrafialových paprsků a střídání teplot. Středová těsnicí přepážka navíc utlumí i hluk.
Jednostupňové těsnění
Jestliže v těsnicím systému chybí středová přepážka, mluvíme o těsnění jednostupňovém neboli dorazovém (spára se dokonale utěsní doražením okenního křídla k rámu). Někdy může jít o dvojitý doraz – na vnitřním i vnějším okraji rámu.
V dorazovém systému je sice obtížnější docílit kvalitní izolace proti vodě, chladu a hluku, nicméně při správném provedení dosahuje i tato konstrukce parametrů, které vyhovují jak z hlediska uživatelského komfortu, tak i požadavků normy.
Jen v případě levných neznačkových oken či řemeslné nedbalosti při instalaci zde hrozí zatékání a prochlazování vnitřního povrchu rámu. Výhodou tohoto systému je o něco nižší cena, ale chcete-li mít jistotu, bude bezpečnější používat ho spíše v nižší úrovni nad terénem, kde nebude tolik namáhán.
Úvod do tajů U
Tepelné kvality prosklení a rámu určuje součinitel prostupu tepla. Dříve se označoval písmenem k (stále je zažitý pojem „káčko“), dnes se ovšem značí U. Až do roku 2002 připouštěla norma jeho hodnotu pro celé okno ve výši do 2,9 W/m²K, pak ale výrazně přitvrdila: součinitel prostupu tepla pro celé okno nesmí přesáhnout hodnotu 1,8 W/m²K, pro nová okna je doporučena dokonce hodnota U = 1,2 W/m²K.
„Součinitel prostupu tepla je vlastně jediný parametr, který určuje přímo tepelné kvality okna,“ vysvětluje Zbyněk Svoboda, odborník na tepelné konstrukce ze Stavební fakulty ČVUT v Praze. „Ze strany, kde je vyšší teplota, uniká na druhou stranu část tepla: v zimě ven, v létě zpravidla dovnitř. Čím nižší je hodnota tohoto úniku, tím lépe. Konkrétní hodnota U vyjadřuje množství tepla, které unikne metrem čtverečním konstrukce při teplotním spádu 1 Kelvin (= 1 °C).“
U špičkových současných oken může být tepelná izolace prosklení o něco kvalitnější než tepelná izolace rámové konstrukce (u starších oken tomu bylo většinou naopak). Pokud je rozdíl mezi tepelnými parametry prosklení a rámu znatelný, celkovou kvalitu okna to výrazně snižuje. Pokud má okno jako celek kvalitní parametry, vystupuje do popředí požadavek přerušení tepelných mostů v rámu a na okrajích skel: Právě u kvalitního okna se totiž v plné míře projeví slabé místo!
Slabé místo v konstrukci se nazývá tepelný most. Jde o místo, které vede teplo lépe než jeho okolí. V případě okna je to celý rám a okraj dvojskla. Tepelný most znamená vždy slabinu: Cílem je teplo zadržet, aby neunikalo! Proto se vytvářejí konstrukce s přerušeným tepelným mostem.
Dřevěné euro okno
Izolační vlastnosti skel
Nemalé náklady za vytápění vám ušetří rovněž parametry zasklívací jednotky − tepelně izolačního dvojskla či trojskla. Jestliže u zasklívací jednotky dosáhnete součinitele prostupu tepla U = 1,1 W/m²K, znamená to oproti dříve běžné hodnotě U = 2,9 W/m²K snížení tepelných ztrát plochou prosklení téměř na třetinu, a to trvale bez povrchové kondenzace vodních par.
obrázek z archivu ireceptar.cz
Vezměme si příklad základní sestavy izolačního dvojskla: dvě skla Float (čiré tabule plochého skla) tloušťky 4 mm, mezi nimiž je vzduchová mezera 16 mm. Takové dvojsklo má součinitel prostupu tepla U v rozmezí 2,8 až 3,0 W/m²K.
V dutině mezi skly se teplo šíří vedením (v přímém směru od jednoho skla ke druhému), prouděním (všemi směry) a zářením (sáláním ve směru dopadajících paprsků). Pro kvalitu izolačního dvojskla je proto podstatná:
- šíře dutiny (nejméně 16 mm)
- výplň (vzduch nebo vzácný plyn, nejčastěji argon)
- emisivita povrchu skel (kolik tepla vydává, tedy propouští dále)
Jaká jsou dvojskla se zlepšenými parametry tepelné izolace?
Na vnitřním skle mají z vnitřní strany nanesenu tenkou vrstvu oxidu kovu nebo tekutého čistého kovu (například stříbra) a mezeru mezi skly vyplňuje argon či krypton (dražší, ale účinnější). Ten v dutině omezuje šíření tepla vedením, zatímco sálání tepla brání vrstvička pokovení na vnitřním skle (buď teplo pohltí, nebo je odrazí zpět).
Parametry ještě zlepší plastový distanční rámeček na obvodu rámu, protože plast není vodič. Při souběhu všech těchto prvků mohou sestavy izolačních dvojskel vykazovat součinitel prostupu tepla 1,1 W/m²K nebo ještě nižší.
Chcete tepelně-technické vlastnosti izolačních dvojskel zlepšit na maximum? Pak použijte speciální fólii Heat Mirror do meziskelní dutiny, která představuje další vložené zrcadlo pro tepelné paprsky. Taková dvojskla mohou dosáhnout hodnot U od 0,9 až k 0,3 W/m²K − podle počtu vložených fólií.
Jaký je ideální poměr ploch okenního rámu a skleněné výplně?
U průměrného okna představuje prosklení 70 % z celkové plochy. Zvolíte-li izolační dvojskla se zlepšenými tepelně izolačními vlastnostmi, jeví se nejen z estetického hlediska jako výhodné vsadit na maximální souvislou plochu prosklení.
Rozhodnutí samozřejmě souvisí také s volbou množství denního světla, které chcete propouštět do místnosti. Základem je vhodná orientace oken ke světovým stranám, leccos však může ovlivnit konstrukce okna, použití protislunečních izolačních dvojskel nebo přídavné vnější zastínění.
Tepelné parametry rámů
Rovněž u okenních rámů jsou tepelně-technické vlastnosti vyjádřeny hodnotou součinitele prostupu tepla U. Pokud chcete, aby vám okny unikalo opravdu jen minimum tepla, rozhodujte se mezi rámy z plastu či ze dřeva. U těchto rámů se součinitel prostupu tepla pohybuje zhruba ve stejném rozmezí: U = 1,1−1,6 W/m²K.
Hliníkové rámy jsou sice vysoce elegantní, trvanlivé a umožňují největší míru prosklení, ale jejich tepelné parametry pokulhávají. Nejkvalitnější hliníkové rámy s přerušenými tepelnými mosty mají hodnotu U v úrovni 1,6 W/m²K.
Dřevo
U dřevěných rámů závisí přesná hodnota U na stavební šířce profilu (vyhovuje 86 mm, pro měkké dřevo stačí 78 mm), systému těsnění funkční spáry a hloubce zasklívací drážky.
Plast
U plastových rámů není rozhodující stavební šířka profilu: větší význam má jeho vnitřní uspořádání a počet komor v rámu. Zjednodušeně řečeno − každá komora navíc snižuje součinitel prostupu tepla. Vyhovuje pětikomorový profil, další zvyšování počtu komor už se nemusí výrazně projevit (vyrábějí se i osmikomorové profily, ale i pětikomorový profil už může dosahovat špičkového parametru U). Nutnou podmínkou je ovšem i zde kvalitní těsnění funkční spáry a dostatečná hloubka zasklívací drážky.
Hliník
obrázek z archivu ireceptar.cz
Špičková rámová skupina nese označení 1.0 a zaručuje hodnotu U nižší než 2,0 W/m²K (stavební šířka profilu zpravidla 70 mm a více). Rámová skupina 2.1 už má U v nevyhovujícím rozmezí 2,0-2,8 W/m²K (stavební šířka profilu 60 až 70 mm).
Jestliže se rozhodnete pro elegantní hliníkový rám, záleží na stavební šířce profilu a především na technickém řešení přerušení tepelných mostů v konstrukci (hliník je vodič). Specifické vlastnosti hliníku jsou důvodem, proč většina těchto luxusních rámů i při dvoustupňovém těsnění funkční spáry dosahuje horších tepelných parametrů. Podmínkou opravdu uspokojivé hodnoty U (1,6 W/m²K) je dostatečně široká izolační dutina (dnes 28 až 38 mm, může být i více) vyplněná pěnovým polyuretanem, který brání přenosu tepla prouděním a zářením.
Zrádnosti zasklívací spáry
U zasklívací spáry je hned několik zásadních prvků:
- kvalita prosklení
- kvalita okrajového spoje
- hloubka zasunutí okraje skel do konstrukce rámu
Kvalitu okrajového spoje mezi skly a rámem okenního křídla běžně zajišťuje hliníkový distanční rámeček. Problém spočívá v tom, že hliník jakožto vodič vytváří v konstrukci mezi dvěma skly tepelný most a zvyšuje riziko rosení na okrajích skel. Proto se dnes vyrábějí distanční rámečky také z nerezové oceli a z plastu. Takzvané teplé rámečky z plastů (Swisspacer) sice okno prodraží zhruba o 30 Kč na běžný metr rámu, ale jejich izolační vlastnosti jsou rozhodně nejlepší.
Další klíčový bod v konstrukci představuje hloubka zasklívací drážky - tedy hloubka zasunutí okraje obou skel do konstrukce rámu. Tato hloubka by měla být minimálně 25 mm, raději však 28 až 30 mm (z konstrukčních důvodů nemůže být větší než zhruba 35 mm). Pokud má zasklívací drážka hloubku menší než 25 mm, může u ní klesnout teplota vnitřního povrchu pod hranici rosného bodu v interiéru, což způsobí kondenzaci (srážení vlhkosti) na vnitřní straně rámu nebo i skla. Jako nouzové řešení se nabízí zvednutí vnitřní zasklívací lišty okna (tedy té části drážky, která přiléhá k vnitřnímu sklu): problém kondenzace vyřeší, trochu tím ovšem utrpí vzhled okna.