Současné technické možnosti plastových dveřních výplní

O plastových dveřních výplních resp. o dveřních výplních, vyrobených z termoplastů se mezi odbornou i laickou veřejností poměrně často diskutuje, přičemž názory se velmi liší – snad proto, že nezřídka vycházejí z nepřesných, zastaralých, tendenčních, nebo neadekvátních informací a také že ne každý má čas a možnost sledovat aktuální situaci a trendy ve vývoji těchto výrobků.

Záměrem mého příspěvku¹) je proto především popsat jejich současné technické možnosti z hlediska nároků na ně kladených, jako je stabilita, tepelně-izolační a zvukově-izolační schopnost, odolnost vůči vnějším vlivům, snadná údržba, snadná montáž a dlouhá životnost.

Stabilita dveřních výplní

Stabilitu dveřních výplní ovlivňuje stabilita materiálů, použitých na jejich konstrukci a také tloušťka jednotlivých materiálů a konstrukce výplně jako celku. Prosté zvětšování tloušťky komponentů, zvláště pak svrchních desek, naráží především na omezení, daná konstrukcí profilových systémů, žádoucími tepelně-izolačními vlastnostmi a zákazníkem akceptovatelnou cenou výrobku.

V zásadě platí, že velmi solidní stability korpusu výplně lze dosáhnout již v základním konstrukčním provedení za použití 2,0 mm svrchních desek z ABS/PMMA resp. 1,5 mm svrchních desek z PVC a jádra z pěněného materiálu s dostatečnou hustotou – z extrudovaného polystyrenu (XPS), nebo z pěněného polyuretanu. Důležitou roli hraje i druh použitého lepidla a z něj plynoucí pevnost a pružnost lepených spojů výplně.

Zvýšení stability dveřní výplně s sebou automaticky přináší více či méně úspěšné plnění požadavku na její zvýšenou odolnost proti průrazu a naopak. Obojí je totiž zpravidla zajišťováno prostřednictvím různých vnitřních výztuh. Z hlediska uživatele je nejméně šťastné umístění výztuhy proti průrazu ve středu výplně, protože svoji funkci plní pouze při brutálním pokusu o průnik, kdy tak jako tak bývá výplň silně poškozená. V případě poměrně lehkého (třeba neúmyslného) vnějšího úderu ale středová výztuha nezabrání poškození proražením svrchní desky.

Daleko výhodnější je proto umístění dostatečně dimenzované výztuže na jedné straně výplně přímo pod svrchní desku, lépe na vnější straně, kde – nedojde-li ke skutečně masivnímu útoku - může poškození výplně účinně zabránit.

Velmi specifické je řešení pevnosti výplně z hlediska splnění požadavku na její skutečně bezpečnostní provedení. Ač je to s podivem, i toto je proveditelné a certifikovaná bezpečnostní výplň VP trend s ocelovou výztuží o síle 1,5 mm nejenže splňuje potřebné požadavky na odolnost, ale díky soustavě vnitřních úchytů je současně odolná proti známému „vyražení” výplně ze zasklívacích lišt.

Řešení stability a tedy i výztuh pro dveřní výplně je také rozhodováním se o vhodných výztužných materiálech. Z pohledu dosavadní praxe firmy VP trend se nám jako univerzální výztuha nejvíce osvědčily desky z 10 mm silného recyklovaného tvrzeného polyuretanu (též TPR). V kombinaci s 10 mm silným extrudovaným polystyrenem vznikne vysoce odolná a stabilní sendvičová konstrukce, naprosto necitlivá na vlhkost, plísně, střídání tepla a mrazu, konstrukce se solidními tepelně-izolačními vlastnostmi.

Extrémním způsobem zvýšení stability dveřní výplně je úplné nahrazení tepelně-izolačních prvků jejího jádra výztužným prvkem, přičemž v zájmu stability je obětována její tepelně-izolační schopnost. I zde se nám – díky svým vlastnostem – nejvíce osvědčil recyklovaný tvrzený polyuretan, tentokrát o síle 20 mm. Výplň s takovým jádrem při vhodné montáži tvoří plnohodnotný výztužný, ale především i zásadní nosný prvek celé konstrukce dveří.

Tepelně-izolační a zvukově-izolační schopnosti

Tepelně-izolační schopnost dveřní výplně závisí především na složení jejího jádra. Lze říci, že čím silnější je izolační vrstva, tím vyšší je její celková izolační schopnost. Záleží ale také na vhodné volbě izolační vrstvy, protože některé druhy a provedení izolačních materiálů jsou sice vysoce účinné, ovšem za cenu snížené stability jádra a tím i dveřní výplně jako celku. Proto je důležité hledání kompromisu mezi tepelně-izolačními schopnostmi a stabilitou.

Základní nevyztužená konstrukce výplní o tloušťce 24 mm běžně vykazuje při dostatečné stabilitě hodnotu U kolem 1,2 W/(m²K), při zvýšení tloušťky izolační vrstvy na 30 mm, tj. celkově na 34 mm, lze dosáhnout hodnoty kolem 0,9 W/(m²K) atd.

S hodnotami koeficientu U, týkajícími se jenom neprosklených výplní, se dost často operuje bez zmínky o významné změně hodnoty koeficientu, jsou-li do výplní nainstalována izolační dvojskla. Všichni, kdo pracují v oboru, nepochybně znají vztah mezi plochou dvojskla a délkou jeho obvodu, neboli čím menší plocha, tím horší souhrnná hodnota koeficientu U a naopak. Málokdo ale tuší, jak dalece jsou tyto zákonitosti schopny ovlivnit výsledné hodnoty u dveřních výplní.

Např. u základní nevyztužené konstrukce o síle 24 mm se hodnota U při bohatém a členitém prosklení dveřní výplně (v tomto případě VP trend typ Beryl) blíží k 1,7 W/(m²K), tj. oproti neprosklenému korpusu je o cca 0,45 W/(m²K) horší (jedná se o hodnotu odborně vypočtenou, avšak potvrzenou praktickými pokusy).

Jednoznačně platí, že zvyšováním tloušťky izolační vrstvy jakož i zdokonalováním konstrukce osazených skel (od tloušťky jádra 30 mm mají smysl izolační trojskla) lze zvyšovat i celkovou tepelně-izolační schopnost dveřní výplně. Určitým omezujícím prvkem je v tomto případě ani ne tak cena, nebo stabilita, ale spíše maximální přípustná tloušťka výplně daná tím kterým profilovým systémem a také to, do jaké míry má vůbec smysl zvyšovat tepelnou neprostupnost vchodových dveří.

Schopnost zvukové izolace dveřních výplní je opět dána použitými materiály i jejich tloušťkou. Základní nevyztužená konstrukce výplní o celkové tloušťce 24 mm je schopna zvukového útlumu cca 25 dB, tj. zhruba jako stejně silné izolační dvojsklo. Výztuhy obecně zvyšují schopnost výplně tlumit zvuk a např. již zmíněná konstrukce s 10 mm výztuhou z tvrzeného recyklovaného polyuretanu má při celkové tloušťce 24 mm naměřený zvukový útlum 33 dB.

Odolnost vůči vnějším vlivům

Obecně pro dveřní výplně z jakýchkoli běžně používaných materiálů platí, že největším nebezpečím je voda, která, pokud se dostane dovnitř výplní, nebo do svrchních lepených spojů, dokáže – zvláště pak ve spojení s mrazem – zlikvidovat dveřní výplň spolehlivě a v poměrně krátkém čase. Mimo to působí voda resp. vlhkost průběžně na hrany či boky dveřních výplní, má snahu vsáknout se do konstrukce dveřní výplně a mimo jiné také podporuje tvorbu plísní. Je tedy při výrobě dveřních výplní velmi důležité dokonalé zatěsnění spojů na povrchu a použití vodě odolných materiálů.

Pro utěsnění spojů mezi svrchními pohledovými deskami a vloženými izolačními dvojskly se používá buď silikonový tmel, nebo různá silikonová a gumová těsnění, popř. jejich kombinace. Přes všechny pokusy o jeho nahrazení se silikonový tmel stále ukazuje jako nejspolehlivější a uživatelsky nejméně problematické řešení.

Střídání tepla a chladu a odlišné tepelné poměry na vnější a vnitřní straně dveřních výplní je ve spojení se slunečním zářením další skupinou vlivů, proti kterým by měly být odolné. V našich klimatických podmínkách se v průběhu roku a někdy i v průběhu dne pohybuje teplota tmavého povrchu (dekoru) vnější strany dveřní výplně od –20 do +65 °C a maximální teplota vnějšího povrchu dveřní výplně se v horkých a slunečných letních měsících může blížit k hodnotě 85 °C. Přitom teplota vnitřní strany dveřních výplní se od teploty jejich vnější strany může běžně lišit v zimě o více než 45 a v létě až o 65 °C. Aby pod vlivem těchto faktorů teplotní reakce svrchních desek z termoplastu nezpůsobovala fatální problémy jako je kroucení, deformace, praskání dveřních výplní apod., je potřeba přijmout jedno ze dvou základních možných řešení – buď neomezovat tyto změny a vytvořit pro jejich fungování podmínky, nebo je chemicky či mechanicky omezit.

Neomezovat je znamená ponechat uvnitř rámu dveřního křídla nad horní hranou dveřní výplně dilatační mezeru, v praxi min. 5,0 mm. Tento požadavek však u plastových profilových systémů koliduje s požadavky na funkci dveřní výplně jakožto podpůrného prvku konstrukce dveřního křídla a má-li být splněn, vyžaduje zpravidla dodatečné náklady.

Omezení teplotní reakce termoplastů je možné jednak chemicky a jednak mechanicky. Chemické omezení znamená pomocí modifikace složení termoplastu dosáhnout snížení teplotní reakce a to ca o 25 % oproti normálu. V principu je takové omezení teplotní reakce termoplastu milé, avšak z hlediska jeho rozpínání nemá zásadní význam – na cca 200 cm vysoké výplni se zmenší rozpínání zhruba o 1,2–1,4 mm.

Mechanické omezení teplotní reakce termoplastů je možné spojením termoplastu s pevným nosičem či výztuhou, v případě dveřních výplní vhodným slepením svrchní pohledové desky s vhodným nosičem.

Po zhruba ročních zkouškách různých materiálů se firmě VP trend pro tento účel až nečekaně dobře osvědčila konstrukce výplní s 10 mm výztuhou z recyklovaného tvrzeného polyuretanu. Po třech letech standardního prodeje, kdy bylo celkem prodáno téměř 20 tisíc kusů tohoto provedení lze konstatovat, že množství reklamací je mimořádně nízké. Reklamace na takové vady, jako je kroucení, deformace, praskání, nebo zvlnění povrchu jsou naprosto minimální. Po odečtení škod, způsobených při dopravě činí totiž výskyt všech uplatněných reklamací o málo více, než 0,7 % a oprávněných méně než 0,5 %. Přijatých reklamací na odlepení desek, praskliny povrchu a deformace výplní bylo méně než 0,2 %, přitom oprávněných bylo pod 0,1 %.

Odolnost plastových dveřních výplní vůči agresivnímu ovzduší je aktuální např. v průmyslových oblastech, nebo v rozsáhlých městských aglomeracích. Je zajímavé a praxí potvrzené, že v tomto prostředí odolávají lépe, než např. dřevěné, nebo i hliníkové dveřní výplně s eloxovaným povrchem, nemluvě o eloxovaných, nebo nerezových ozdobných rámečcích.

Montáž dveřních výplní

Z hlediska výrobních a montážních firem je ideálem naprosto stejná montáž dveřních výplní a izolačních dvojskel, avšak v praxi není vždy možná. Příčiny jsou jak na straně konstrukce výplní, tak i na straně konstrukce dveří resp. rámů dveřních křídel.

Základní konstrukční provedení dveřních výplní (plastová deska – 20 mm XPS, nebo pěněného polyuretanu – plastová deska) v bílé barvě lze montovat obdobně jako izolační dvojsklo, ale s přihlédnutím k rozdílným pevnostním charakteristikám. Nelze očekávat, že toto provedení dveřní výplně bude mít stejnou únosnost na vertikální či šikmý tlak, jako izolační dvojsklo. Pokud má povrch základního provedení výplně tmavší, nebo tmavou barvu (dekory atd.), pak ještě nastává nutnost zachovat již zmíněnou dilatační mezeru nad horní hranou dveřní výplně kvůli teplotní reakci (roztažnosti) termoplastu.

Jiná situace nastává u provedení dveřních výplní s dostatečně masivní výztuhou – takové výplně lze montovat skutečně jako izolační dvojsklo. Je-li výztuha a technologie výroby dveřních výplní vhodně zvolena, lze tak, jako izolační dvojsklo, montovat nejen výplně s bílým povrchem, nýbrž v jakékoli barvě či dekoru povrchu. Příkladem jsou právě dveřní výplně s 10 mm výztuhou z recyklovaného tvrzeného polyuretanu, nebo výplně s jádrem z tohoto materiálu, vyráběné firmou VP trend s. r. o.

I tak je však důležitá jedna odlišnost od běžné montáže izolačního dvojskla a to je založení podložkami na levé i pravé straně horní a dolní hrany výplně, tj. ve čtyřech bodech. Zdánlivě je zakládání dveřní výplně mimo hlavní tlakovou diagonálu zbytečné. Znovu je ale důležité si uvědomit, že dveře jsou opakovaně a silně namáhaným prvkem a to dost často i netradičními způsoby. Působí na ně různé zkruty, otřesy, údery, rázové mimořádné namáhání v tahu i tlaku z různých směrů atd. Právě proto vystupuje do popředí nutnost dokonalého upevnění a stabilizování dveřní výplně v rámu dveří, aby nedošlo k jejímu posunu či uvolnění.

Jednoduchost montáže ale nelze v praxi zaměňovat s nedbalostí, kdy zanedbatelnou úsporou materiálu a dvou minut práce může dojít ke škodám v řádu několika tisíců korun a ke zbytečnému poškození dobrého jména výrobku i firmy.

Fyzická životnost kvalitních dveřních výplní se při jejich správné montáži, šetrném zacházení a minimální základní údržbě počítá na desítky let, obdobně jako životnost plastových profilových oken a dveří.