Funkce a vlastnosti oken napříč časem
Nároky uživatelů na vlastnosti oken se v průběhu času proměňují. Vývoj nových technologií, stále dokonalejší materiálová základna a doplňky posouvají stavebnictví včetně výroby oken kupředu. To, co si lidé před dvaceti lety ještě nedovedli ani představit, se tak stává skutečností.
Dřevo
Prvním materiálem užitým na rámy oken bylo dřevo, populární přírodní materiál. Při pravidelné údržbě dosahuje dlouhé životnosti. Nemalou roli v jeho oblibě hraje jeho vzhled vhodný k užití v množství architektonických slohů. Hlavním vývojem prošla dřevěná okna v první polovině 20. století, kdy došlo k výraznému zvýšení výrobních kapacit. Fyzikální vlastnosti oken byly s ohledem na tehdejší požadavky postačující, avšak objevil se problém související s urychleným průmyslovým vysušováním dřeva. Vysušený materiál po usazení do okenního výklenku absorboval vzdušnou vlhkost a docházelo k jeho deformacím. Z toho důvodu je ve výrobě oken v současnosti vyloučeno použití tvarově nestálého masivního dřeva (kromě památkově chráněných objektů). Pro výrobu profilů dřevěných oken se dnes využívají dřevěné lamely. Rám je tak složen ze tří až čtyř hranolů, které jsou slepeny tak, aby si vzájemně bránily v ohnutí. Tím je i dosaženo mimořádné tuhosti v ohybu. Zároveň se do rámů usazují izolační dvoj až čtyřskla s výbornými tepelně-izolačními vlastnostmi. Příkladem posunu dřevěných oken v kvalitě a funkčnosti jsou dnes už dobře známá Eurookna se svými špičkovými tepelně i akusticko-izolačními vlastnostmi.
Hliník
V 50. letech minulého století došlo k první výrobě elegantních hliníkových oken, jejichž nižší cena jim zajistila okamžitou uživatelskou oblibu. Především ale disponovala praktickými funkčními vlastnostmi: pevností a odolností. Hliníková okna se na rozdíl od těch dřevěných nedeformovala ani po letech užívání a vyžadovala téměř nulovou údržbu. Z hlediska bezpečnosti navíc splňovala přísnější kritéria než jejich dřevění předchůdci, vylomení či vyvrácení okna v případě pokusu o vloupání bylo mnohem složitější. Výhodou související s výše uvedenými vlastnostmi byla i trvanlivost. Negativem byla délková roztažnost při teplotních výkyvech způsobující dilatační pohyby v konstrukci okna a zvýšená tepelná vodivost, která měla za následek promrzání rámů v zimě. Avšak to bylo vyřešeno přerušením tzv. tepelných mostů prostřednictvím pruhu z nekovového materiálu vsazeného do hliníkového profilu. Tak byla výrazně vylepšena tepelně izolační vlastnost profilu. V porovnání s okny z PVC je hodnocena především tuhost a konstrukční přesnost hliníku. Současné technologie umožňují výrobu hliníkových oken velkých rozměrů při malé konstrukční hloubce a malé šířce rámu, a tak nelze samozřejmě pominout ani jejich designovou hodnotu. Jedná se o vyhledávaný architektonických prvek především v novostavbách.
Plast
V 70. letech minulého století nastal průlom ve výrobě související s markantním rozšířením produkce plastových oken. Leč ta měla komorové profily s dorazovým těsněním, které nedisponovalo vhodnými fyzikálně mechanickými vlastnostmi. Docházelo tak k rychlému zpuchření oken. V průběhu let tedy došlo k vývoji středového těsnění, které zajistilo účinnou obranu proti průniku vlhkosti a prachu. Především však dodnes napomáhá k potlačení kondenzace vlhkosti, potažmo snížení rizika vzniku plísní. Plastová okna během svého více než padesátiletého konstantního vývoje dosáhla vysoké kvality a velmi dobrých užitných vlastností. V dnešní době se pyšní tvarovou stabilitou a tuhostí, která je dána ocelovou výztuhou v profilu okna nebo vyztužením plastových profilů skleněnými vlákny. Plast na rozdíl od dřeva, jehož tvar je výrazně ovlivňován vlivem vlhkosti, mění svou podobu pouze vlivem teplotního nebo mechanického namáhání.
Funkce a vlastnosti oken
Primární a stále platnou funkcí oken je propustnost světla a přirozené větrání, pomocí kterých je vytvářeno optimální možné vnitřní klima. Od 20. století však přibývá na okna kladených požadavků, počínaje poptávkou po kvalitních termo-izolačních vlastnostech, přes protipožární ochranu, a zvukovou izolací konče.
Nejčastěji skloňovaným pojmem v oblasti vlastností oken je tepelná izolace s cílem snížení tepelných ztrát. Zásadní hodnotou určující velikost ztráty tepla přes okno je součinitel tepelného prostupu oknem (Uw). Tato hodnota činila u starších dřevěných oken kolem 5,0 W/(m2K). V případě moderních plastových oken se pohybuje v rozmezí 0,8 – 1,2 W/(m2K). Zásadní je přitom prostup tepla rámem, v druhé řadě pak sklem. Z toho důvodu je v případě rozhodnutí o výměně oken nutno zvážit několik faktorů. Prvním z nich je výběr mezi oknem s izolačním dvojsklem nebo trojsklem. Nejvyšší tepelnou izolaci nabízejí okna s trojskly, které jsou využívány i v pasivních domech (v nichž je doporučená hodnota Uw= 0,8 W/(m2K) a níže, o konečných hodnotách však rozhoduje architekt). Vnitřní povrch venkovního (či vnitřního) skla je pokovený neviditelnou reflexní vrstvou a meziskelní prostor je vyplněn plynem s nízkou tepelnou vodivostí (argonem). Po výměně oken ve starém domě by měly být následně zatepleny obvodové stěny objektu.
Jiným konstrukčním řešením je počet komor v okenním rámu. Množství komor skutečně ovlivňuje izolační schopnost výrobku, ale tato hodnota je často přeceňována. Větší roli hrála spíše v minulosti, kdy nahrazovala dnes využívanou pěnovou tepelnou izolaci v komorách okenního rámu i křídla. Počet komor tedy sám o sobě nezajišťuje dobré tepelně-technické vlastnosti oken. Důležitější je vestavná hloubka profilu, typ zasklení, použité těsnění. Z těchto vyplývá finální hodnota Uw. Svou roli hraje i druh užitého distančního rámečku. Je žádoucí, aby hodnota jeho vodivosti byla co nejnižší. Použitím tzv. teplého distančního rámečku (se sklo-uhlíkovými vlákny) lze snížit náklady na vytápění až o 5 % a jeho přidanou hodnotou je obrana proti kondenzaci vody na skle okna.
S termo-izolačními vlastnostmi úzce souvisí i protisluneční ochrana. Ta je vyžadována, pokud je nutné zamezit skleníkovému efektu v místnosti, nebo zabránit ohřevu zdiva pod prosklenými fasádami. Za tímto účelem je vnější tabule okna nahrazena speciálním sklem s reflexí či absorpčními schopnostmi. Tato úprava je však využívána výjimečně, obvykle jen v případě celoplošně prosklených kancelářských objektů. Běžnějším a jednodušším prostředkem k ochlazení interiéru v létě je stínicí technika.
Naopak v zimě uživatelé usilují o co nejvyšší podíl sluneční energie na celkovém vytápění místnosti. V takovém případě je vhodné použít u jižních a východních oken sklo s vysokým solárním faktorem (g). Ten udává množství energie prostupné přes zasklení z celkového množství slunečního záření (na jednotku plochy).
Především v hlučnějších sídlištích a centrech měst je velmi žádoucí instalace oken s kvalitní zvukovou izolací. Standardní okno s plastovými profily a dvojsklem disponuje indexem vzduchové neprůzvučnosti Rw = 32 – 47 dB. Hodnotu lze ještě navýšit použitím tlustšího skla a ideální je volit v takovém případě tloušťku jednotlivých tabulí asymetricky (například dvojsklo s tabulemi o síle 4 a 8 mm).
S postupující dobou je čím dál více kladen důraz na bezpečnostní ochranná skla. Zde si zákazník může vybrat ze tří druhů: ze skel kalených (až čtyřnásobně pevnější než sklo běžné tloušťky zajišťující efektivní ochranu proti větru i tepelné námaze), tabulí s drátěnou složkou (neprůhledná či leštěná průhledná, která disponuje schopností zpomalit šíření plamenů a v případě rozbití drží kousky skla pohromadě), a nebo z vrstvených skel. Ta obsahují vloženou plastovou fólii, která snižuje riziko poranění osob díky tomu, že v okamžiku rozbití ulpí úlomky na fólii. Tato skla jsou užívána v objektech s vyšší potřebou ochrany majetku či jako přední skla automobilů.
Soudobé pokrokové tendence
Od 90. let se okenní profily vyrábějí mimo jiné z takzvaného regenerátu, tedy materiálu, který byl již jednou roztaven a extrudován. V případě, že by tato surovina nebyla takto znovu využita, došlo by k její likvidaci (spálením či na skládce). Charakteristiky materiálu jsou přitom přísně kontrolovány. Kvalita výsledného výrobku se pak neliší od výrobku z prvomateriálu (může jej dokonce převyšovat).
Inteligentní okenní technologie
Mnohá chytrá okenní zařízení umožňují ventilaci pomocí webového rozhraní v chytrém telefonu či laptopu. Lze naplánovat otevírání oken v konkrétních časech a intervalech, nastavit plány pro různé situace, volit velikost otevření ventilace, zjistit kdykoliv aktuální stav okna… Samozřejmostí je v dnešní době i tichý provoz a snadná instalace. Regulace vzduchu tak probíhá plně automaticky, je přirozeně odváděna vlhkost z místnosti, čímž je zabráněno nežádoucímu rosení a vzniku plísní, je dosaženo úspory energií. V objektu je tak zachováno komfortní klima, ať už se nachází rezident doma nebo na dovolené. Nelze nezmínit také výhody, jaké skýtá technologie chytrých oken ve spojení s inteligentním stíněním pomocí rolet či žaluzií, s domácím bezpečnostním systémem nebo s protipožárními/protikouřovými čidly. Okna jsou na základě pečlivého nastavení schopna promptně reagovat na jakoukoliv situaci a v případě zakouřeného prostoru se automaticky otevřít. Pohyb rolet a jejich měnící se dispozice také vzbuzuje představu, že v domě někdo je, což odrazuje potenciální zloděje.
Závěr
Majitelé budov vyžadovali v minulosti od oken podstatně méně než je tomu nyní. Důležitá byla cena, estetický vzhled produktu a dostatečná propustnost světla do tehdy velmi tmavých místností. Od skleněné výplně však tehdejší investoři neočekávali přílišnou tepelnou nebo zvukovou izolaci.
V dnešní době jsou na okna kladeny naopak extrémně vysoké požadavky. Standardem se stala okna s perfektními tepelně-izolačními a zvukově-izolačními kvalitami. Přidanou hodnotou mnohých oken jsou bezpečnostní prvky či protipožární ochrana. Uživatel může vybírat z oken ovládaných inteligentními systémy a z mnoha materiálů včetně recyklovaných surovin. Ke všem výše uvedeným znakům se výrobci oken dopracovali usilovným vývojem a zákazník si díky nim dnes může vybírat ze stovek kvalitních produktů. Je jen potřeba nezapomenout na to, že okno je pouze jednou součástí velkého systému celé stavby.
Související články
- Rosí se nám okna, proč a jak to řešit?
- Rosení oken zvenku
- Plastová okna pro nízkoenergetické domy
- Okna, světlo, teplo, vzduch a architektura
- Inovativní řešení oken pro energeticky úsporné domy
- Výběr střešního okna aneb není trojsklo jako trojsklo
