Specifika výroby dřevěných otvorových výplní

Každý druh okna má svá specifika – zvláštnosti, které je nutné dodržovat, aby nedošlo později k závadám. V následujícím článku se budu věnovat problematice nejvíce vyráběných dřevěných oken, tzv. EURO oken, což jsou okna jednoduchá, zasklená izolačními skly. Okrajově se zmíním o specifikách ostatních oken, na která se zapomíná.

Specifikace je zaměření k jednotlivostem obecného jevu, postup od obecného k zvláštnímu. Specifika jsou specifické znaky, zvláštnosti a charakteristiky otvorových výplní, např. okna.

 

 

Vzhledem k nárokům na snížení prostupu tepla podle ustanovení ČSN 73 0540-2. Avšak ne každá „euro úprava“ profilace vlysů oken je vhodná pro naše klimatické podmínky.

V současné době je kvalita dřevěných oken již o hodně lepší a stále se zlepšuje, ale stále existují firmy, které se snaží na trhu prosadit nízkou cenou svých výrobků, která jde na úkor jejich kvality. Kazí si tím dobré jméno firmy, které se těžko a dlouho získává zpět.

 

Základní rozdělení dřevěných otvorových výplní (podle ČSN 74 6101):

a) okna a pevně zasklené dílce,

b) balkónové dveře.

 

a) dřevěná okna – označení (dále jen ozn.) DO,

b) dřevěné balkónové dveře – ozn. DB,

c) okna pro dřevostavby – ozn. DOR,

d) okna pro zemědělské stavby – ozn. DON,

e) dřevěné nadsvětlíky – ozn. DN.

 

a) jednoduchá – ozn. J,

b) zdvojená – ozn. Z,

c) zdvojená se sdruženými křídly – ozn. S,

d) dvojitá deštěná – ozn. D,

e) dvojitá fošnová – ozn. F,

f) materiálově kombinovaná s hliníkem – ozn. AL,

g) materiálově kombinovaná s plasty – ozn. PH.

 

a) otevíravá – ozn. O,

b) sklápěcí – ozn. S,

c) vyklápěcí – ozn. V,

d) kyvná – ozn. K,

e) otočná – ozn. T,

f) posuvná – ozn. H,

g) výsuvná – ozn. N,

h) zásuvná – ozn. Z,

i) pevně zasklená – ozn. P,

j) vyjímatelná – ozn. J.

 

Otvorové výplně se vyrábějí většinou už jen na zakázku. Jejich objednávka by měla být specifikována tak, aby okna vyhovovala zatížení v místě, kde budou osazena – zabudována.

Otvorové výplně jsou vystaveny zatížení (podle ČSN 73 0035 zatížení stavebních konstrukcí):

a) stálému – jen ve vyšších oblastech stejného klimatu, tj. stálým povětrnostním vlivům větrů, tepla a deště;

b) nahodilému – (dlouhodobě nebo krátkodobě) zatížení okna se mění nebo se předpokládá, že se bude měnit;

c) užitnému – nahodilé zatížení vyplývá ze skutečného popřípadě předpokládaného zatížení okna. Za zatížení užitná se nepovažují zatížení klimatická apod.;

d) klimatickému – nahodilé zatížení okna vyvolané klimatem určitého území – krajiny;

e) kombinovanému – otvorové výplně jsou nejvíce zatíženy kombinovaným jak nahodilým, tak klimatickým zatížením.

 

Trvanlivost okna ovlivňují umístění a zatížení teplotami (na to se při objednávání otvorových výplní zapomíná):

a) výška osazení okna nad terénem – do 8 m, 20 m, 50 m, 70 m do 100 m nad 100 m;

b) osazení okna podle orientace světových stran, které ovlivňují vnější teplotu. Okna orientovaná na sever mají delší trvanlivost, protože jsou nejméně namáhána povětrnostními vlivy a teplotními rozdíly;

c) nadmořská výška a nejnižší vnější teploty (viz ustanovení ČSN 06 0210), tvorba rosného bodu. Nadmořská výška ovlivňuje u oken fyzikální vlastnosti, hlavně trvanlivost nátěrů. V různých nadmořských výškách jsou různé tlaky a teploty vzduchu, které především ovlivňují povrchovou úpravu oken. Rozdělení a zatřídění otvorových výplní podle zatížení tlakem vzduchu a teplotou: do 300 m, 400 m, 500 m, 600 m, 700 m, 800 m a nad 800 m.

Na každých 100 m nadmořské výšky klesá teplota o 1 °C.

U vyšších nadmořských výšek je vhodnější použít spíše lazurovací nátěrové hmoty méně světlých odstínů, které jsou prodyšnější než pigmentované;

d) umístění stavby s okny podle typu krajiny (podle ČSN EN 1991-1-3, červen 2005):

1. otevřená – rovná krajina bez překážek, otevřená do všech stran, nechráněná nebo jen málo chráněná terénem, vyššími stavbami nebo stromy;

2. normální – krajina, kde nedochází k výrazným poryvům větru kvůli okolnímu terénu nebo stromům;

3. chráněná – krajina, kde jsou okna stavby umístěna výrazně níže než okolní terén nebo je stavba obklopena vysokými stromy a/nebo vyššími stavbami.

 

Po zjištění informací o umístění okna do stavby, umístění do krajiny, o rozměru okna a stavebněfyzikálních požadavcích by měl výrobce navr-hnout zákazníkovi nejen správné okno, ale i vhodnou povrchovou úpravu, která by přispěla k dlouhé a bezproblémové trvanlivostí okna.

Na profilaci dřevěných oken má vliv změna normy ČSN 73 0540-2 (červen 2006), kde byl změněn součinitel prostupu tepla oknem u po-žadované hodnoty U_N = z 1,8 W.m^–2.K^–1 na U_N = 1,7 W.m^–2.K^–1.

 

 

Jednoduchá okna zasklená izolačními skly se vyrábějí z lamelovaných hranolů tloušťky 68 mm. Po změně normy ČSN 73 0540-2 je výroba otvorových výplní o tloušťce křídla a rámu 68 mm (typu EURO 68 a Softline 68) náročnější na přesnost výroby a je nutno častěji seřizovat kování tak, aby okna splňovala tepelné požadavky této normy i později. Při chybném osazení rámu dochází k tepelným ztrátám i v osazení otvorové výplně.

Z těchto důvodů se doporučuje zvětšit tloušťku křídla a rámu minimálně na tloušťku 78 mm (viz obr. 1). Tloušťka vlysů jednoduchých oken je až 92 mm, podle klimatických podmínek umístěného okna. Některá okna o profilu rámu a křídla 68 mm vyhoví našim normám a zkouškám (provedeným ve státní zkušebně) až po úpravách (do 3. třídy).

Každá drážka, polodrážka profilu vlysu i jejich rozměr a umístění v profilu vlysu mají svůj vliv na funkčnost otvorové výplně a každá drážka, polodrážka navíc mění moment setrvačnosti profilu. Při chybném návrhu pak profil nemá dostatečnou pevnost a dochází např. k většímu zkřížení křídla, k jeho průhybu tlakem větru atd.

 

a) Použití více těsnicích zón – 2 až 3 zóny ovlivní fyzikální vlastnosti otvorových výplní – sníží se průvzdušnost, tím se sníží také prostup tepla a zlepší hlukový útlum.

b) Vytvoření dekompresní drážky (dutiny) v křídle nebo v rámu otvorové výplně před první těsnicí zónou. Tlakem větru dochází k dekompresi, k turbulentnímu proudění vzduchu (ne k laminárnímu) a kapičky vody při dešti jsou svedeny do dešťové sběrné drážky – dešťové lišty (okapnice) v rámu, odkud jsou odvedeny ven z konstrukce otvorové výplně. Správným utěsněním je snížena i průvzdušnost otvorových výplní. Tato dekompresní drážka u vícekřídlých otvorových výplní musí být i v křídlovém srazu. Průvzdušnost – infiltrace vzduchu otvorové výplně ovlivňuje prostup tepla a zvyšuje hlukový útlum.

U nové profilace vlysů typu Softline 68 bylo zjištěno, že v rohových konstrukčních spojích jsou vytvořeny před první těsnicí zónou velké odvětrávací otvory u těsnění pro odvětrávání zasklívací drážky izolačního dvojskla (viz obr. 4), což ovlivňuje vlhkost v konstrukčním spoji a infiltraci vzduchu zasklením. V rozích křídla jsou největší tlaky větrů, a těmito otvory dochází k zvýšené infiltraci vzduchu zasklení a ke zvýšení vlhkosti vlysů konstrukčních rohových spojů a zasklívacích lišt, které se zvýšenou vlhkostí prohnou a umožní vnikání teplého vzduchu k distančnímu rámečku izolačního skla. Na ochlazovaném skle dojde k tvorbě rosného bodu, projeví se orosení v šířce asi 3 cm po obvodě skla, nejvíce v dolní 1/3 otvorové výplně. Z těchto důvodů by se měl odvětrávací otvor zmenšit na průměr 6 mm a umístit asi 8 cm od svislého vlysu křídla v zasklívací polodrážce. Odvětrávání IZD musí být z vnějšku.

Správně vyrobená a umístěná dekompresní drážka zabezpečuje vodotěsnost okna, snižuje infiltraci vzduchu, tím snižuje prostup tepla a zlepšuje hlukový útlum otvorové výplně.

c) U dvoukřídlových oken musí být těsněny i křídlové srazy (podle ČSN 74 6101, čl. 52). I když v druhém křídle je drážka vytvořena profilací nástrojů, někteří výrobci křídlový sraz netěsní a tím pak nejsou dostatečně utěsněny spáry nahoře a dole v křídlovém srazu. Pak dochází k větší infiltraci vzduchu a v zimním období i ke změně vlhkosti vlysů nad dovolených 14 % (podle ČSN 74 6101, čl. 48) a k narušení povrchové úpravy. V křídlových srazech by měly být vytvořeny dekompresní dutiny – drážky pro odvod vody z otvorové výplně. Nedostatečné utěsnění křídla a křídlového srazu se projeví v polodrážkách mezi křídlem a rámem prachem na vlysech.

 

d) Na vodorovných vlysech křídel je doporučeno používat křídlové okapnice, které chrání tyto nejvíce zatížené vlysy před povětrnostními vlivy, především krupobitím. Tyto křídlové okapnice nemají být blízko izolačního skla. V místě blízkosti styku se sklem se projeví orosení vnitřního skla v šířce 3 cm (viz obr. 4).

Doporučuje se použít nerezové křídlové okapnice. Nerez nevede teplo a tím je omezeno rosení vnitřního skla u okapnice.

e) Odvod vody z konstrukce otvorové výplně je proveden:

1. dešťovou lištou – profil a rozměr lišty jsou dány rozměrem polodrážek rámu. Dešťová lišta a její koncovky se podtmelují, aby hnaný déšť nezatékal pod lištu a koncovky;

2. sběrným žlábkem v dolním vlysu rámu. Sběrný žlábek musí být dostatečně veliký a hluboký podle velikosti křídla, aby stačil odvést vodu z konstrukce otvorové výplně. Musí být v celé délce polodrážky, jinak dochází v rozích rámu k zatékání. Výtokový otvor ze sběrného žlábku musí mít vnitřní průměr 8 mm (podle ustanovení ČSN 74 6101, čl. 50, jinak vzlínavostí voda ze žlábku nevyteče a u větších výtokových otvorů dochází ke zvýšené infiltraci. Nad sběrným žlábkem musí být odkapová drážka křídla, která by měla navazovat na dekompresní dutinu – dráž-ku v křídle. Velikost a tvar odkapové drážky jsou důležité pro správnou funkci. Voda z odkapové drážky musí odkápnout do sběrného žlábku, nesmí laminárním prouděním přejít přes tuto odkapovou drážku, proto je důležitý tvar i hloubka průřezu odkapové drážky.

f) Zasklívání izolačních skel se provádí podle ustanovení ČSN 73 3440. U zasklení izolačních skel je důležitá hloubka zasklení. Podle této normy je hloubka zasklení pro IZD 18 mm a pro IZT je 20 mm. Hloubka zasklení musí zakrýt slepení izolačních skel před UV zářením tak, aby nedošlo k rozlepení izolačního skla. U izolačních skel s hliníkovým rámečkem by měla být hloubka zasklení větší – 24 mm až 27 mm, kvůli tvorbě rosného bodu na vnitřním skle.

 

1. na těsnicí pásku a dotmelení silikonovým tmelem – tento systém zasklení se nejvíce používá u dřevěných otvorových výplní,

2. do tmelového lože – nemusí být provedeno odvětrání zasklívací drážky,

3. tlakové zasklení – je provedeno zasunutím zasklívací lišty pod tlakem zasklívacího těsnění. Použití například u plastových a u hliníkových křídel.

Izolační skla mají větší výrobní toleranci (±1,5 mm), proto musí být správně osazena v zasklívací polodrážce křídla nebo pevně zaskleného dílce, aby nedošlo k poškození izolačního skla.

Čelní podložka je tvořena těsněním v tloušťce 3 mm a šířce 9 mm. (Novinka: nosné podložky jsou klínovité s vroubky, posouvají se po sobě a pomocí speciálních kleští se nastaví požadovaná tloušťka podložky.) Velikost tloušťky čelní podložky se volí podle velikosti zasklívací jednotky, viz ČSN 73 3440.

Podle způsobu otevírání křídla se umísťují nosné podložky, které mají tloušťku 4 mm až 5 mm. Šířka nosné podložky je podle tloušťky izolačního skla + 1 mm na každou stranu izolačního skla, délka podložky je 70 mm až 100 mm.

Distanční podložky jsou v různých tloušťkách, vymezují izolační sklo v zasklívací polodrážce.

g) Profil zasklívacích lišt. Zasklívací lišty musí doléhat k zasklívací polodrážce a nesmí propouštět teplý vzduch k distančnímu rámečku, jinak dojde k většímu teplotnímu rozdílu, až k tvorbě rosného bodu a k zvýšení vlhkosti zasklívacích lišt, které se prohnou a pak více propouštějí teplý vzduch k distančnímu rámečku, a izolační skla se více rosí. Zasklívací lišta musí mít sklon od skla minimálně 6 °, jinak se voda udrží na liště, nesteče, narušuje povrchovou úpravu a zvyšuje vlhkost lišty.

Zasklívací lišty u oken Softline jsou osazené, měly by tedy lépe těsnit, ale nelze je dodatečně utěsnit tmelem nebo těsněním. V zasklívací polodrážce není vytvořena drážka pro tmel nebo těsnění. Velkými odvětrávacími otvory v konstrukčních rohových spojích křídla dochází k větší průvzdušnosti v zasklívací drážce, pak dochází na ochlazované části k tvorbě rosného bodu a k zvýšení vlhkosti v konstrukčních spojích až k nabobtnání spoje (viz obr. 4). Zvýšenou vlhkostí v zasklívacích lištách dochází k prohnutí lišt (viz obr. 5) a ke zvýšenému rosení skel.

 

 

Zdvojená okna se vyrábějí z vlysů délkově nastavovaných pod pigmentované nátěry a fixní délky vlysů se používají pod transparentní nátěry – tmavší lazury. Tloušťka profilů vlysů je 39 mm až 56 mm, podle tloušťky skla a rozměru křídla se nadimenzuje profil křídla. Vlysy vyrobené ze smrku a jedle musí být napuštěny fungicidním napouštědlem.

Při výrobě těchto oken je potřebné dodržet základní ustanovení ČSN 74 6101. Konstrukce a požadavky na zdvojená okna jsou uvedeny ve čtyřech podnikových normách:

a) PN 822 – 49 – 91 Dřevěná okna zdvojená otvíravá a sklápěcí, otvíravá, sklápěcí,

b) PN 823 – 49 – 91 Dřevěná okna zdvojená kyvná,

c) PN 824 – 49 – 91 Dřevěná okna zdvojená se sdruženými křídly otočná, otvíravá a sklápěcí, otvíravá, sklápěcí,

d) PN 825 – 49 – 91 Dřevěné balkónové dveře zdvojené dovnitř otvíravé a ven otvíravé a dřevěné nadsvětlíky k balkónovým dveřím otvíravé a sklápěcí.

 

a) skladba a způsob zasklení, skladba skel a jejich tloušťka;

b) lepší utěsnění vnitřních nalehávek křídel a křídlových srazů;

c) snížení průvzdušnosti oknem (zlepšení hlukového útlumu);

d) úprava profilů vlysů křídla a rámu k zabezpečení vodotěsnosti okna.

Pro zlepšení stavebněfyzikálních parametrů zdvojených oken je důležité provést změnu v zask-lení křídel. Při použití dvou stejných skel (Float) tloušťky 3 mm je prostup tepla U = 3,0 W.m^–2.K^–1. Proto, aby zdvojená okna splňovala požadavek U = 1,7 W.m^–2.K^–1 podle ustanovení ČSN 73 0540-2, musí dojít ke změně tloušťek skel, jejich druhů a utěsnění křídel. Vývoj požadavků na součinitel prostupu tepla U a požadavků na tepelný odpor R (viz tabulka 1).

 

1. Jednoduché vnější a vnitřní sklo: Tato skladba zasklení vyžaduje použití rozdílných tloušťek skla a použití speciálních skel, např. Planibel, Thermoplus atd. jinak se nedocílí požadavku snížení v prostupu tepla oknem.

 

3. IZD vnější + jednoduché vnitřní sklo: Tato skladba zasklení snižuje rosení vnějšího skla, ale snižuje průsvětlivost okna.

Při použití izolačních dvojskel je potřebné zvětšit i rozměr profilu vlysu křídla tak, aby splňoval požadavek na zasklívací drážku v křídle podle ustanovení ČSN 73 3440.

 

U větší tloušťky profilu vlysu je potřebné pro snížení prostupu tepla zdvojenými okny dobře utěsnit vnitřní nalehávky křídel. Vytvořením dvou těsnicích zón u vnitřního křídla s izolačním dvojsklem dochází k podstatnému zlepšení fyzikálních i mechanických parametrů okna.

U zvětšeného profilu křídla se zašroubovacími závěsy lze použít zasouvací těsnění, které zlepší utěsnění křídel i křídlového srazu nahoře a dole – těsní v celé šířce nalehávky křídla.

Nalepovací těsnění se nalepuje na hranu nalehávky křídla tak, aby byly překryty závěry válečkových uzávěrů a nedocházelo ke zvýšené infiltraci vzduchu.

 

Ke zlepšení hlukového útlumu lze využít rozdílnou skladbu tloušťek (hmotnosti) skel. Při rozdílných tloušťkách skel se frekvence rozkmitu na druhém skle jiné tloušťky skla zmenší a dochá-zí k útlumu hluku. Dalším parametrem pro zvýšení hlukového útlumu jsou vzdálenost skel, počet skel a různé tloušťky – hmotnosti skel.

 

Pro zabezpečení vodotěsnosti zdvojeného okna je potřebné, aby profily vlysů byly upraveny tak, jak to požaduje základní ustanovení ČSN 74 6101, čl. 50.

Sběrný žlábek v dolním vlysu rámu musí být dostatečně veliký a hluboký podle velikosti křídla (okna) tak, aby stačil odvést vodu z konstrukce otvorové výplně. Sběrný žlábek musí být proveden v celé délce polodrážky, jinak dochází v rozích rámu k zatékání oknem.

Výtokové otvory ze sběrného žlábku musí mít vnitřní průměr 8 mm, jinak vzlínavostí voda nevyteče. U větších výtokových otvorů dochází ke zvýšené infiltraci vzduchu otvorovou výplní. Do sběrného žlábku musí voda odkápnout z odkapové drážky křídla, která by měla navazovat na dekompresní dutinu – drážku v křídle (není povinná). Velikost a tvar odkapové drážky jsou důležité. Voda nesmí laminárním prouděním přejít přes odkapovou drážku, proto jsou tvar a hloubka průřezu drážky důležité pro vodotěsnost otvorové výplně.

 

 

Dvojitá okna se vyrábějí z vlysů délkově nastavovaných, pod pigmentované nátěry a fixní délky vlysů se používají transparentní nátěry – lazury. Tloušťka profilů je 39 mm až 56 mm, podle tloušťky skla a rozměru křídla. Vlysy, které jsou vyrobené ze smrku a jedle, musí být napuštěny fungicidními napouštědly. Deštění dvojitých oken se vyrábí z masivu nebo z aglomerovaných materiálů, např. HDF. Minimální šířka deštění je 117 mm – je dána tloušťkou klapačky a výškou rozvory. Konstrukce deštěného okna se sestavuje ze samotného vnitřního a vnějšího rámu a deštění, které spojuje po obvodu v jeden celek. Oba rámy, vnější a vnitřní, jsou spojeny ocelovou pásovinou tl. 4–5 mm, která brání odtržení rámů od sebe.

 

c) vytvořit v dolním deštění pod křídly kondenzační žlábek – při tvorbě vodního kondenzátu (fyzikální jev) na vnějších sklech dojde ke stečení kondenzátu do sběrného žlábku, odkud se má odpařit nebo vytřít. Velikost kondenzačního žlábku se vyrábí podle velikosti okna. Kondenzační žlábek má šířku 25 mm až 36 mm a hloubku 5 mm až 6 mm a je zhotoven pod celou šířkou křídla, křídel.

 

Na snížení prostupu tepla a snížení tvorby rosného bodu je potřeba použít speciálních skel, rozdílných tloušťek skel, rozdílné hmotnosti a dostatečného utěsnění vnitřních křídel s více těsnicími zónami.

FRANTIŠEK STRÁNSKÝ

 

1) ČSN EN 1991-1-3: Zatížení konstrukcí – Část 1–3: Obecná zatížení – zatížení sněhem.

2) ČSN 06 0210: Výpočet tepelných ztrát budov při ústředním vytápění.

3) ČSN 73 0035: Zatížení stavebních konstrukcí.

4) ČSN 73 3440: Sklenářské práce stavební. Základní ustanovení.

5) ČSN 74 6101: Dřevěná okna. Základní ustanovení.