Polykarbonátové desky ve fasádách

Není plast jako plast. Polykarbonátové desky jsou velmi zajímavý materiál, který je architekty možná neprávem opomíjen. Spojují si jej pouze s utilitárními stavbami či zastřešením. U nás v poslední době uplatnili tvůrčí přístup k polykarbonátu například architekti z ateliéru Vyšehrad v  atriu stavební fakulty ČVUT, tam se však jednalo o interiér. Polykarbonát se však objevuje stále častěji také ve fasádách.

Polykarbonát sice není materiál nový (byl vynalezen v roce 1953), ale jeho aplikace se vyskytují i v moderních technologiích. Našel uplatnění ve stolních počítačích, palubních deskách automobilů, semaforech nebo domácích potřebách. Od osmdesátých let minulého století nahrazuje sklo ve zdravotnictví; tvoří například součást přístroje pro okysličování plic používaného při kardiovaskulárních operacích, vyrábí se z něj nádoba na krev a krevní filtr využívaný k dialýze ledvin. Nejrozšířenější využití má polykarbonát při výrobě kompaktních disků – první výlisky CD jako hudebních nosičů spatřily světlo světa v roce 1982. V roce 1996 následovaly všestranné digitální disky DVD s více než sedminásobnou kapacitou.

Nezanedbatelná je role polykarbonátového plastu v designu. Právě jeho nástup v podobě nerozbitného kempinkového nádobí, táců v jídelnách, termosek či fénů na vlasy znamenal revoluci na spotřebním trhu – materiál se brzy stal módní a díky své dostupnosti velmi rozšířený jak na Západě, tak brzy i v komunistických zemích na Východě. Dnes se jeho využití rozšířilo i na designový nábytek či svítidla.

Historie polykarbonátu ve stavebním průmyslu se začala psát v roce 1971, když byly vyvinuty dvouplášťové sendvičové panely. Polykarbonátové desky jsou mnohem odolnější proti rozbití a mnohem lehčí než sklo. Po uvedení desek na trh v roce 1971 se začaly využívat především pro stavbu skleníků a stylových střešních struktur. Proniknutí polykarbonátu do stavebního průmyslu umožnil fakt, že chemici eliminovali jeho koňakové zabarvení a polykarbonát získal konečně barvu, která propouštěla denní světlo. Jedna z významných realizací polykarbonátového opláštění je k vidění v Kolíně nad Rýnem – stadion RheinEnergie postavený u příležitosti konání mistrovství světa ve fotbalu v roce 2006. Druhou známou realizací je Olympijský stadion v Aténách od Santia­ga Calatravy – tento stadion je nejrozsáhlejší, polykarbonátem zastřešenou plochou na světě.

Vlastnosti
Stadiony, zejména fotbalové, jsou často kvůli chování dnešních fanoušků rizikovými místy; vyšší bezpečnost těchto staveb je proto díky polykarbonátu velkou výhodou. Polykarbonátové desky jsou vysoce odolné jak proti nárazům, tak jsou mechanicky stabilní v širokém teplotním rozmezí, a to od –50 °C (některé zdroje uvádějí až –70 °C) do +115 °C, vysoce tvarově stálé a při rozbití se navíc netříští jako sklo nebo plexisklo. Splňují nejvyšší standardy požární odolnosti. Z tohoto důvodu i pro svoji vysokou odolnost vůči povětrnostním vlivům se využívají také pro opláštění veřejného mobiliáře, například nádražních či autobusových zastávek.

Polykarbonátové desky existují jako plné či dutinkové. Plné desky jsou svou podobou téměř totožné s plexisklem, jejich výhodou je však vyšší odolnost a teplotní stabilita. Jsou kvalitním materiálem pro tepelněizolační nerozbitné zasklívání, prosvětlování a zastřešení. Dutinkové desky mají lepší tepelněizolační vlastnosti než plné desky, nemohou být však průhledné. Jejich nízká hmotnost dovoluje velkoplošné prosklení (méně podpěr), a význačně tak snižuje náklady na konstrukci.

Další výhodou polykarbonátových desek je možnost ohýbání za studena. Ve stavebnictví se této přednosti obvykle využívá při zastřešování bazénů a výrobě pergol, v oblasti designu například při tvarování krytů světel v karoserii automobilů.

Pokud poloměr ohybu není menší než minimální doporučený poloměr, nemá ohyb negativní vliv na mechanické vlastnosti desek, ale naopak se díky vzniklé klenbě zvyšuje únosnost. Maximální poloměr ohybu je 150- až 180násobek tloušťky desky. Tepelná roztažnost polykarbonátu je 0,065 mm/m/°C. Při montáži je třeba zohlednit expanzní vůli průměrně 4 milimetry na 1 metr v obou směrech.

Povrchové úpravy
Polykarbonátové desky pro využití v exteriéru jsou v současnosti už standardně opatřeny koextrudovanou ochrannou vrstvou proti ultrafialovému záření, která zajišťuje mimořádnou odolnost vůči stárnutí vlivem klimatických podmínek, zabezpečuje dlouhou životnost, dlouhodobé zachování optických vlastností a pomáhá zachovat vysokou tuhost a únosnost. Jsou-li desky potaženy ochrannou vrstvou proti UV záření, odrážejí sluneční světlo, redukují nárůst teploty vnitřního prostoru a zabraňují jeho přehřívání. Zároveň díky rozptylu světla umožňují neoslnivé osvětlení prostoru. Vrstva chránící desky proti UV záření je obvykle pouze na jedné straně desky a při realizaci je třeba kontrolovat správnou orientaci této vrstvy do exteriéru.

Jednou z nevýhod amorfních termoplastů, mezi které řadíme i polykarbonát, je nižší tvrdost povrchu materiálu a z toho plynoucí snazší poškrábání. Existují však i typy polykarbonátových desek s tvrzeným povrchem, který se svými vlastnostmi blíží vlastnostem skla. Nové technologické úpravy zaručují, že se barvy po několika letech nezmění v zažloutlé a že desky nepřestanou být průsvitné. Na českém trhu jsou však dostupné obvykle pouze čiré, bílé či mléčně zbarvené, opálové a bronzové.

Některé typy polykarbonátových desek mohou být také na vnitřní straně opatřeny povrchovou úpravou, která zabraňuje zkondenzované vlhkosti tvořit kapky. Úprava vytváří souvislý tenký vodní film, který zabraňuje odkapávání kapek a umožňuje rychlejší odpaření kondenzátu. To je výhodné u zimních zahrad, průmyslových světlíků a všude tam, kde by padající kondenzát byl na závadu, případně kde by mohl poškodit vybavení či provoz pod deskami. Při realizaci stavby je nutné zkontrolovat, že jsou dutinky uzavřeny, jinak existuje riziko, že se do dutinek dostanou prach, nečistoty nebo semena rostlin, která mohou v kombinaci s vlhkostí a teplotou zarůstat do mate­riálu.

Další typy
Kompletním řešením pro různé přístřešky a zastřešení jsou vlnité a trapézové desky v kombinaci s ocelovou, dřevěnou nebo hliníkovou konstrukcí. Existuje také zaklapávací polykarbonátový systém, který je vhodný pro snadnou a rychlou instalaci bez použití přítlačných lišt. Další typ – zámkové polykarbonátové panely – jsou dutinové desky opatřené zámky na principu pero a drážka. Jsou vhodné pro hladká svislá prosklení bez nutnosti svislých podpěr a lištování. Panely se kotví po obvodu do typizovaných hliníkových profilů a spojují se zaklapnutím odpovídajících konců (pero a drážka).

Příklady inovace
Široký sortiment barev a profilů dává architektům příležitost vybrat to nejlepší řešení pro jejich projekty – záleží pouze na fantazii tvůrce, jak inovativně tento materiál využije. Architekti se dlouhou dobu polykarbonátu vyhýbali, připadal jim laciný a nekvalitní. Vždy se ale najdou experimentátoři, kteří hledají nové cesty využití známých materiálů. Takovým inspirativním příkladem aplikace polykarbonátových desek pro fasádu může být Labanovo Centrum tance v Londýně (z roku 2003) navržené švýcarskou kanceláří Herzog a de Meuron spolu s výtvarníkem Michaelem Craig-Martinem, kteří za ně ve Velké Británii získali Stirlingovu cenu.

Fasáda z polykarbonátových desek vytváří barevné efekty jak navenek, tak směrem do interiéru. Odstíny tyrkysové, vínové a limetové barvy se tu střídají s mléčnou bílou. Zvláštní pastelové barvy, které architekti navrhli, nepatří do stabilní kolekce, jaké nabízejí dodavatelské firmy. Inženýři z firmy Arup vyvinuli pro Labanovo centrum speciální techniku, která umožnila zabarvit pouze jednu vnitřní vrstvu dutinkových desek.
Další zajímavostí je výška desek v případě Labanova centra – byly použity úzké čtyřvrstvé desky Rodeca o tloušťce 40 mm, šířce 500 mm a výšce 14 metrů, což je plná výška celé budovy. Navzdory zabarvení stěny zůstávají průsvitné a podle Herzoga & de Meurona tak vytvářejí identitu této architektury. Další zajímavé příklady z referenčních staveb po celém světě jsou na fotografiích.

Iva Nachtmannová s využitím podkladů firem Bayer AG, Titan-Multiplast, s. r. o., Dosting, spol. s r. o., Architectureweek.com a australské firmy ­Danpalon Light Architecture

Článek byl uveřejněn v časopisu ASB.