Praskání skel vlivem nerovnoměrného zahřívání

8. června 2015

Sklo nepraská pouze v důsledku mechanického namáhání, ale i vlivem teplotních změn – v případě, že se na skle nacházejí dvě oblasti s vysokým rozdílem teplot. Tento jev se nazývá termální šok. Právě sklo je v tomto ohledu velmi citlivé z důvodu malé tahové pevnosti.

V případě zahřívání celé tabule se sklo rozpíná rovnoměrně. Při nerovnoměrném ohřevu se sklo rozpíná v každém místě jinak a vzniká v něm velké napětí, které může způsobit jeho deformaci. Tabule chlazeného skla je schopna odolávat rozdílům teplot kolem 30 °C.

Jak poznat prasknutí skla vlivem termálního šoku

Prasknutí skla vlivem teplotních změn lze velmi dobře rozpoznat. Lom začíná vždy na hraně skla a začátek této trhliny je vždy kolmý k hraně skla a jeho povrchům. Následná trhlina může být samostatná, rozvětvená či vějířovitá, tvar lomu je nepravidelný, chaotický (obr. 1).

Obr. 1 Příklady prasknutí skel – trhlina může být samostatná, rozvětvená či vějířovitá

Zvýšené riziko prasknutí skla

Okna orientovaná na východ, jihovýchod, jih, jihozápad a západ

Riziko prasknutí skel vlivem rozdílu teplot roste se zvyšující se intenzitou slunečních paprsků.

Přírodní zastínění

Často se v blízkosti staveb nachází vzrostlá zeleň (stromy, keře), která v letních měsících zajišťuje přirozené stínění. V mnoha případech je však zastíněna pouze část okna a skleněná tabule se ohřívá nerovnoměrně.

Umělé zastínění

Přehřívání místností v letním období je mnohdy projektanty a architekty řešeno venkovními žaluziemi, které při částečném stažení sníží tepelné zisky v interiéru a současně umožní průnik denního světla do místnosti. V takovém případě se však výrazně zvyšuje riziko prasknutí skla v důsledku termálního šoku. Povrchová teplota na skle zastíněném žaluzií je výrazně nižší než povrchová teplota na části skla, kam dopadají přímé sluneční paprsky.

Problematické však není pouze umělé stínění exteriérovou žaluzií, ale i stínění markýzami, balkony a jinými stínicími prvky.

Skla absorbující více energie

Se vzrůstající energetickou absorpcí skel vzrůstá i riziko prasknutí skla vlivem termálního šoku. Jde především o skla probarvená ve hmotě, skla s barevnou vrstvou či potiskem, vrstvená skla s barevnou fólií, případně skleněné tabule s polepy (např. výlohy obchodů, příp. reklamy na fasádách).

Způsob uložení skla v rámu

Velmi také záleží na způsobu uložení, zapuštění skla do rámu a barvě rámu. V případě, že je sklo zapuštěno hluboko do rámu, část skla v rámu zůstává chladná, zatímco zbytek skla se zahřívá.

Umístění předmětů příliš blízko skla

Trendem současné architektury jsou velké prosklené plochy orientované na prosluněné fasády, aby bylo využíváno co nejvíce pasivních energetických zisků ze slunce. Nikdo však při návrhu neřeší umístění nábytku či zboží. V případě, že si uživatel umístí např. sedací soupravu či jakýkoli jiný větší předmět do bezprostřední blízkosti okna, sklo se začne ohřívat nerovnoměrně. Předmět umístěný u okna absorbuje teplo, které následně vyzařuje zpět. Dochází k ohřevu vzduchu a následnému ohřevu skla. Problematické jsou taktéž těžké závěsy.

Zdroje tepla či chladu umístěny v blízkosti skla

U oken sahajících od podlahy ke stropu je často řešena otázka, kam umístit radiátory. Doporučuje se umístění topných těles v minimální vzdálenosti 250 mm od skleněné tabule s tím, že teplota radiátoru je uvažována maximálně 65 °C.

V letních měsících může naopak vzniknout problém během používání klimatizace s vyústky nasměrovanými na okno. V tomto případě není sklo z interiéru zahříváno, ale naopak je ochlazováno vzduchem o relativně nízké teplotě, který je vyfukován klimatizační jednotkou.
Další problém může vzniknout v kuchyni, je-li sklo v blízkosti sporáku či varné konvice.

Skladování skel a materiálů na stavbě

Mnohdy skla prasknou ještě před samotným užíváním stavby. Problém může vzniknout již v průběhu výstavby, kdy jsou skla či okna nesprávně skladována na stavbě, např. přes stojan je přehozena plachta. Část skla je zakryta a část skla je vystavena přímému slunečnímu záření. V případě tmavé plachty je riziko prasknutí skel mnohem vyšší.

Problém však může vzniknout i po zabudování oken do konstrukce, kdy je nesprávně skladován stavební materiál, např. skladování tepelné izolace v bezprostřední blízkosti oken.

Použití ochranných fólií během malování a dokončovacích prací

Často jsou okna zakrývána ochrannými fóliemi z důvodu předcházení poškození či poškrábání skel, případně z důvodů bezpečnosti na stavbě, kdy je v budově skladováno velké množství materiálů či nářadí. V těchto situacích se opět zvyšuje riziko nerovnoměrného zahřívání skla.

Izolační trojskla

U izolačních trojskel je zvýšené riziko prasknutí prostřední tabule skla vlivem vysokého rozdílu teplot.

Jak předejít prasknutí skla
Vždy je nutné při návrhu zvolit vhodný typ zasklení a jeho opracování. V případě zvýšeného rizika je dobré použít sklo tepelně tvrzené, které odolá rozdílu teplot 200 °C, případně sklo tepelně zpevněné, které odolává rozdílu teplot 100 °C. Riziko prasknutí skla vlivem teplotních změn lze také snížit opracováním hran skel broušením či leštěním.

Současně lze riziku prasknutí předejít vyvarováním se rizikových faktorů:

neumísťovat předměty v blízkosti skla;

v návrhu mít zdroje tepla a chladu v dostatečné a bezpečné vzdálenosti;

vyvarovat se skladování skel různých rozměrů a tvarů na stojanu. Skla skladovat v chráněném prostoru mimo dosah zdroje tepla či chladu;

v případě zakrývání oken ochrannými fóliemi používat průhlednou fólii, nesmí být tmavá. Na oknech by fólie měla být jen nezbytně nutnou dobu a ideální je udělat v ochranné fólii díry, které by zajistily odvětrání.

Příklady z praxe

Varná konvice v blízkosti okna

V kuchyni byla varná konvice umístěna v bezprostřední blízkosti skla. Při vaření vody z konvice vycházela horká vodní pára, která lokálně ohřívala sklo. Venkovní teplota byla pod nulou. Rozdíl teplot na skleněné tabuli byl vyšší než 30 °C, v důsledku čehož došlo k prasknutí skla vlivem vysokého rozdílu teplot. V tomto případě je třeba umisťovat varnou konvici do větší vzdálenosti od skla.

Skleněný obklad za sporákem

Investor požadoval skleněný obklad za plynovým sporákem, nesprávně mu však bylo instalováno chlazené sklo. V době vaření byla teplota na skle v blízkosti sporáku vysoká a ostatní části tabule byly chladné. Lokální nárůst napětí vlivem teplotní roztažnosti byl tak velký, že došlo k prasknutí skla. V těchto případech je vždy nutno použít sklo tepelně tvrzené (případně tepelně zpevněné), které je schopno odolávat vysokým rozdílům teplot.

Použití nevhodného typu skla jako obkladu za varnou deskou

Předměty v blízkosti okna

V rodinném domě bylo navrženo velké okno na jižní fasádu. Uživatelé měli v interiéru závěsy zatažené jen z části. Vzhledem k tomu, že sklo nebylo tepelně tvrzené, došlo k prasknutí skla vlivem velkých rozdílů teplot.

Umístění předmětů ovlivňuje teplotu, působící na skla

Špatně skladovaný materiál na stavbě

V tomto případě došlo k prasknutí skla ještě před užíváním stavby. Stavebník v dobré víře umístil tepelnou izolaci do interiéru, aby předešel krádeži. Bohužel však tepelnou izolaci umístil příliš blízko ke sklu. Když na okno začalo svítit slunce, vzduch v dutině mezi sklem a tepelnou izolací se začal ohřívat.

Abychom předešli prasknutí skel na stavbě, je třeba skladovat stavební materiál v dostatečné vzdálenosti od okna.

Prasknutí skla způsobila izolace umístěná při skladování příliš blízko skla

Stínění

Sklo prasklo díky nerovnoměrnému zahřívání v důsledku stínění markýzou. V případě částečného stínění se doporučuje použít venkovní sklo tepelně tvrzené případně tepelně zpevněné.

Skleněná tabule prasklá díky nerovnoměrnému zahřívání

Jak určit riziko termálního šoku a správně navrhnout sklo?

Pro zhodnocení rizika prasknutí skla vlivem teplotních změn u konkrétní stavební konstrukce můžete kontaktovat výrobce skla, který na základě skladby zasklení, konkrétních klimatických podmínek a architektonických parametrů dokáže vyhodnotit míru rizika a doporučit vhodná opatření.

Text: Michaela Poláková, AGC Flat Glass Czech, oddělení technické podpory
Foto: AGC Flat Glass Czech