Těžko zkoušená okna

Primární úlohou oken je prosvětlení vnitřních prostorů, zabezpečení vizuálního kontaktu s okolím a větrání. Všechny tyto úlohy ve své podstatě plní již samotný okenní otvor. Funkcí okna v technickém smyslu slova je tedy zachovat požadované kvality okenního otvoru, a přitom eliminovat všechny nechtěné následky faktu, že jsme nechali díru ve stěně. Těmi jsou: povětrnostní vlivy, tepelné ztráty, nedostatečná ochrana majetku a soukromí, ale i riziko vypadnutí z budovy. Velikost, tvar a umístění okna mají též značný vliv na výsledný vzhled architektury. Novinkou je, že v současnosti se okna začala používat i jako nástroj k získávání tepelné energie ze slunce.

Okenní otvor
V minulosti na stavbách převládala okna s minimální velikostí. V jižních zemích měly malé otvory chránit interiér před přehřátím a prašností, na severu měly zabránit zbytečným únikům tepla a snížit možnost vniknutí větru, dešti a sněhu. Později se na množství světla v interiéru začalo dívat ze zdravotního a hygienického hlediska, čímž vznikl požadavek zvětšit plochu okna.

Aby se zamezilo zbytečným ztrátám tepla, začala se používat jednoduchá pravidla a vzorce pro výpočet optimální velikosti a výšky umístění okna:

• okno by mělo být co nejvýše pod stropem,
• z bezpečnostních důvodů by měl být parapet okna ve výšce aspoň 90 cm,
• francouzská okna sahající po zem musejí mít ochranné zábradlí vysoké 110 cm,
• norma říká, že 2/3 místností by měly být alespoň jednu hodinu denně přímo osvětleny, což při vhodné orientaci splňují okna s velikostí alespoň 1/8 plochy místnosti.

Konstrukce okenního rámu
Podle konstrukce okna dělíme na otvíravá, která se skládají z rámu a okenného křídla, a neotvíravá, u nichž je jediný rám s výplní pevně osazen do otvoru v konstrukci. U obytných domů se v obvodových stěnách používají převážně otvíravá okna, a to i v případě, že tuto jejich funkci často nevyužíváme.

Otvíravá okna mohou být jednoduchá, zdvojená anebo dvojitá. Jednoduchá okna se skládají z okenního rámu a jednoho jednoduchého okenního křídla, které může být zasklené jednoduchým sklem, izolačním dvojsklem nebo trojsklem. Zdvojená okna se skládají z jednoho okenního rámu upraveného na zavěšení dvou okenních křídel, které jsou navzájem trvale spojena spojkou křídla. Dvojitá okna, která se dnes již prakticky nepoužívají, se skládají ze dvou okenních rámů a dvou křídel, přičemž okenní rámy jsou navzájem opticky spojeny dřevěným obložením.

Způsob otvírání oken
Podle způsobu otvírání rozlišujeme okna otvíravá (nejčastější typ), otočná, sklopná a výklopná, kyvná, posuvná, výsuvná a podobně. Každý z těchto typů má své výhody i nevýhody, které ho předurčují k využití v určitých podmínkách. Vedle nejčastěji používaných otvíravých oken se často vyskytují výklopná a sklopná okénka, která se samostatně používají pro větrání a osvětlení suterénu, hygienických prostor a podobně anebo v kombinaci s jiným typem rámu slouží i v hlavních prostorách budovy jako větrací otvory. Kyvný systém otvírání se už tradičně používá u střešních oken určených k prosvětlení podkroví nebo ve svislých konstrukcích, pokud chceme mít otvíravou větší zasklenou plochu (menší zatížení pantů). V současnosti získávají větší popularitu i posuvná okna, respektive balkonové dveře a zasklené stěny, které umožňují vizuálně čisté a prostorově nenáročné propojení exteriéru s interiérem.

Kování oken
Funkčnost oken – způsob jejich otvírání, bezpečnostní prvky a podobně – závisí na kování okna.
Moderní okno by mělo mít celoobvodové kování, které zabezpečuje stabilizaci okenního křídla v okenním rámu. Mezi jeho další výhody patří rovnoměrné dovření okna po celém obvodu, a tím i vytvoření komprese těsnicího profilu, sdružení otvíravé a výklopné funkce okna a v neposlední řadě i ochrana proti násilnému vniknutí. Okna a balkonové dveře v přízemí je rozumné pojistit bezpečnostním kováním a okna ve vyšším patře je zase vhodné (zejména jsou-li v domě děti) opatřit bezpečnostními prvky (takzvanými blokádami). Speciální kování umožní optimální výměnu vzduchu za pomoci třístupňového otvírání, případně i prostřednictvím samoregulačního systému odvětrávání.

Větrání
Zatímco v minulosti představovalo utěsnění okenních rámů jeden z největších problémů (řešilo se za pomoci klempířských prací, později se začaly používat samolepicí izolační pásky), dnes se naopak setkáváme s problémem přílišného utěsnění a dokonalé vzduchotěsnosti oken. Rám okna by měl umožňovat infiltraci vzduchu do místnosti. V opačném případě může docházet ke kondenzaci vodních par na skle a okenním rámu.

Zatímco u dřevěných rámů tuto funkci plní přirozená průvzdušnost dřeva, u plastových oken výrobci nabízejí jiná řešení:

• mikrovětrání netěsností mezi rámem a oknem vzniká při uvolnění tlaku kování kličkou,
• větrací průduchy, klapky, drážky mohou být umístěny v rámu, křídle anebo pod parapetem (mohou být nastavitelné nebo samočinné),
• automatické systémy vyhodnocují stav vzduchu v místnosti a automaticky okno otevřou nebo zavřou.

Průmyslové samočinné větrací systémy prostřednictvím větracích drážek umožňují výměnu vzduchu na principu rozdílu tlaku ve vnitřním a vnějším prostředí, přičemž vzduch nasátý z vnějšího prostředí vedou meziprostorem v rámu okna a přirozeně ho předehřívají.

Vlastnosti okenního rámu
Vlastnosti okenního rámu do značné míry závisejí na materiálu a profilu okna. Konstrukce okenního rámu musí umožnit infiltraci vzduchu i při zavřených oknech. Okno musí odolávat účinkům deště hnaného větrem tak, aby přes styky okna s konstrukcí nepronikala dešťová voda do interiéru.

Aby se zvýšila účinnost těsnění, detaily okenních konstrukcí se těsní ve dvou úrovních: v prvním stadiu se zachytává účinek deště pomocí dešťové překážky, ve druhém stadiu se potlačuje účinek větru – tuto funkci plní těsnicí profil překážky proti větru. Požární odolnost oken závisí na materiálu rámu, systému zasklení a konstrukce otvoru. Dřevěné rámy jsou hořlavé (požární odolnost do 30 minut), hliníkové a ocelové jsou nehořlavé (požární odolnost od 90 do 120 minut), plastová okna při hoření vylučují škodlivé zplodiny.

Postupně stále narůstají nároky na tepelněizolační vlastnosti stavebních materiálů a prvků obvodové konstrukce, rámy oken nevyjímajíc. Tepelněizolační vlastnosti okenních rámů závisejí na materiálech. Projektanti kovových, plastových a kombinovaných oken tento problém řeší průmyslovými okny s více komorami. Takováto konstrukce rámu se třemi až pěti vzduchovými komorami anebo komorami vyplněnými tepelným izolantem dokonale zabraňuje vzniku tepelných mostů. Dokonce i dřevo, považované za dobrý tepelněizolační materiál, se začíná kombinovat s dalšími prvky z plastu, ovčí vlny a podobně, aby se tepelněizolační vlastnosti rámu zvýšily na maximum.

Tepelnětechnické parametry okenního rámu a zasklení
Při posuzování kvality okna jsou rozhodující tepelnětechnické vlastnosti rámu a skla.
Hodnotícím číslem je součinitel prostupu tepla označovaný symbolem U a udávaný v jednotkách W/(m² . K). V minulosti se tato veličina uváděla jako koeficient prostupu tepla a označovala se písmenem k.

U starších, přibližně 20letých budov můžeme předpokládat, že tento koeficient je u zdvojených oken 2,9 W/(m² . K). Později se hodnota posunula na úroveň 1,6 W/(m² . K), ale dnes je normou U 1,1 W/(m² . K) a méně. Tyto hodnoty by měly splňovat okenní rámy i skleněné výplně.

Výplně oken
Vývoj okna bezprostředně souvisí s vývojem technologií. Prvním krokem ke zlepšení tepelné bilance oken bylo zdvojení okna. Později se oba rámy spojily a vytvořily zdvojené okno se dvěma jednoduchými skly. Dnes je samozřejmostí okno s dvojitým zasklením. Pro zlepšení tepelnětechnických vlastností se prostor mezi sklem napouští plyny – nejčastěji jde o argon, krypton anebo xenon. Výzkumy ukazují, že ideálním řešením by mohlo být vakuování prostoru mezi skly. Vedle běžných izolačních dvojskel se v současnosti začaly využívat i trojskla.

Úlohou okenní tabule je chránit interiér před přehříváním, snižovat hladinu hluku a zaručit bezpečnost. Pro tyto účely se používají speciálně upravená skla. Ochranu před násilným vniknutím zabezpečí nerozbitná a neprůstřelná skla, bezpečnostní fólie, kalené sklo, lepené sklo či drátosklo. K ochraně soukromí slouží tmavá nebo zrcadlové skla, případně barevné fólie. Speciální fólie či tenký povlak stříbra dokáží ochránit sklo před únikem tepla i před přehříváním. Nejkvalitnější jsou schopné snížit ztráty tepla až o 30 %, v létě zase snižují teplotu v místnosti o 7 až 9 °C.

Zvukověizolační vlastnosti oken ovlivňují zejména tloušťka a počet skel, osazení oken v rámu, těsnicí prvky a netěsnosti v konstrukci. Výrobci udávají zvukové vlastnosti oken indexem vzduchové neprůzvučnosti R’w (dB). V současnosti se zvukověizolační vlastnosti oken zlepšují napuštěním vzácného plynu do výplní mezi vrstvami skel (hexafluorid síry SF6, respektive SF6 a argon), díky čemuž lze kromě tepelněizolačních vlastností zvýšit R’w okna o 3 až 4 dB.

Osazení okna
Okenní výplně se dají do stavebního otvoru osadit různými způsoby. Způsob osazení okna je často věcí architektonického řešení objektu. Okno může lícovat s vnější stranou fasády nebo s vnitřní stěnou. Pro okno osazené v jednovrstvé homogenní stěně se za optimální řešení považuje poloha ve vnitřní třetině obvodové stěny. U vrstvené obvodové stěny se okno osazuje tak, aby bylo v rovině s tepelným izolantem vrstvené stěny. Je potřeba zdůraznit, že tak jako správná konstrukce samotného okna je důležité i průmyslové řešení detailů osazení okna a styků okna s ostěním. Hloubka osazení okna ovlivňuje plasticitu fasády. Vzniká tak vnitřní a vnější parapet, jehož úlohou je odvádět vodu směrem od okna a zároveň chránit ostění.

Okno musí být ve fasádě pevně ukotvené a všechny štěrbiny důkladně zaizolované. Izolační vlastnosti okenního rámu a izolace v místě ukotvení okna musejí být kontinuálně propojeny s izolačním materiálem obvodových stěn tak, aby na rozhraní stěny a okenního otvoru nevznikaly tepelné mosty. Důležité je zabezpečit odvádění srážkové a zkondenzované vody. Tvar a hloubka ostění z interiéru zase ovlivňují proudění vzduchu v místnosti.

Specifika střešních oken
V porovnání s běžnými fasádními okny musejí střešní okna splňovat náročná materiálová a konstrukční kritéria vyplývající z extrémního klimatického zatížení (déšť, slunce, mráz, sníh), musejí být mimořádně dobře utěsněná proti působení vody z vnější strany plechovým lemováním. Pokud jsou osazená v místnosti vystavené zvýšené vlhkosti, jejich povrch musí být ošetřen i z vnitřní strany například poplastováním. V případě použití obyčejných skel je potřeba zvážit nebezpečí zranění lidí při jeho rozbití, vyplývající z umístění střešních oken nad hlavami uživatelů.

Osazení střešních oken
Po technické stránce se střešní okna nejvíce liší od těch normálních způsobem osazení. Výrobci střešních oken udávají vhodnost jednotlivých produktů pro minimální a maximální sklon střechy, stejně jako pro aplikaci na jednotlivé druhy střešní krytiny. Velikost a umístění okna, respektive kombinace střešních oken ovlivňuje konstrukce, šířka a vzdálenost krokví. Při výběru střešních oken se vycházelo ze vzdálenosti krokví, ale v některých případech je nevyhnutelné před osazením okna krokve upravit. Pro zabezpečení dobrého přístupu k oknu a proudění vzduchu okolo okna je důležité, aby horní ostění střešního okna bylo vodorovné a spodní ostění svislé.

Lemování
Výrobci dodávané montážní sady optimalizují montáž oken do střechy a umožňují dodatečné zateplení rámu okna, případně eliminují vznik tepelných mostů anebo netěsností způsobujících zatékání. Překrytí a utěsnění okolí okna v rámci střechy a propojení izolačních vrstev s izolacemi střešní krytiny zabezpečuje lemování. Lemování umožňují zasadit okno do střešní krytiny jednotlivě nebo v zabudování do sestav několika oken. Vyrábějí se z hliníkového, měděného nebo titanzinkového plechu.

Typy střešních oken a jejich ovládání
Střešní okna se z hlediska otvírání nejčastěji řeší jako kyvná, výklopná, kyvně-výklopná a v případě výlezů na střechu mohou být i otvíravá.

Střešní okna jsou zpravidla méně přístupná než okna běžná, proto někteří výrobci umísťují ovládání okna na spodní hranu anebo dodávají dálkově mechanické nebo elektronické ovládání okna. U oken s ovládacími prvky v horní liště by horní hrana rámu neměla být vzdálená více než 180 až 200 cm od podlahy, při sklonu střechy do 60° a umístění horní hrany rámu do 200 cm se jednoznačně doporučuje horní ovládání.
Nezbytnou součástí střešních oken je široká paleta doplňků, které regulují zejména zvýšené množství tepla pronikajícího do podkroví v létě a omezují přehřívání interiéru.

Renáta Balogová
Foto: Kalypso, Rolf Benz, Roto, Velux a archiv vydavatelství