Jeden z nejdůležitějších požadavků kladených na otvorové výplně je teplotní faktor vnitřního povrchu. Bohužel mnoho oken na tuzemském trhu jej ale nesplňuje. Navíc se na okenní konstrukci mnohdy nepohlíží jako na trojrozměrný prvek, říká Ing. Roman Jirák ze Stavební fakulty ČVUT v Praze.
Můžete popsat, jakým způsobem k problému přistupovat a trochu jej objasnit?
V podstatě jde o nalezení bodu, kde se nachází nejnižší povrchová teplota. Ve chvíli, kdy takové místo najdeme, můžeme vzniklý problém řešit. Jde v zásadě o pojmenování důvodů a nalezení takových konstrukčních řešení, která povedou ke zvýšení této teploty a eliminaci budoucích problémů.
Pokud to dobře chápu, jde v podstatě o tak známý jev, jakým je rosení oken?
Opravdu zjednodušeně řečeno, je to tak. U zabudovaných konstrukcí je podstatné, aby vnitřní povrchová teplota na celém vnitřním povrchu konstrukce neklesla pod určitou hodnotu. U námi zkoumaných otvorových výplní jde o tzv. teplotu rosného bodu, což je teplota, při níž je okolní vzduch plně nasycen vodní parou a jeho relativní vlhkost dosahuje 100 procent. V tomto případě již není okolní vzduch schopný vodní páru v sobě udržet a na povrchu konstrukce dojde ke kondenzaci vodních par – rosení skel, přičemž teplota rosného bodu je funkcí teploty vzduchu a jeho relativní vlhkosti. Platí zde přímá úměra, že čím je vyšší teplota a relativní vlhkost vnitřního prostředí, tím je vyšší i rosný bod.
Nejrizikovějším faktorem asi bude přítomnost tepelných mostů?
Jde o vytipování míst, kde je největší riziko výskytu těchto tepelných mostů. Okenní konstrukci lze rozdělit na několik částí: zasklívací jednotku, okenní křídlo a okenní rám. Ten je dilatačně spojen s ostěním. Ve spojení těchto tří jednotlivých částí vznikají místa, která díky určitému narušení celistvosti konstrukce nebo výskytu tepelného mostu lze považovat za nejrizikovější úseky.
K tomuto poznatku jste došl empiricky nebo proběhlo nějaké měření?
Pro potvrzení, respektive vyvrácení hypotézy jsme zjišťovali vnitřní povrchové teploty na plastovém pětikomorovém profilu se zasklívací jednotkou o součiniteli prostupu tepla Ug = 1,0 W/(m2 · K). Aby nevznikly pochybnosti, použili jsme dvě metody – jednak metodu měření pomocí chráněné teplé skříně a jednak byly vnitřní povrchové teploty zjištěny výpočtem ve dvourozměrném ustáleném teplotním poli pomocí programu Area-Svoboda software.
K čemu jste došli?
Výsledky obou kušebních metod potvrdily, že nejvyraznější snížení vnitřních povrchových teplot vykazují okenní konstrukce v oblastech zasklívací a funkční spáry, přičemž u zasklívací spáry jsou povrchové teploty výrazně nižší než u spáry funkční. Lze tedy napojení zasklívací jednotky a okenního křídla označit za nejrizikovější oblast celé konstrukce, v níž je příčinnou tohoto snížení distanční rámeček, který díky své vodivosti tvoří tepelný most, jenž zde výrazně snižuje vnitřní povrchovou teplotu.
Do rizikových částí konstrukce lze rovněž zařadit funkční spáru, a to především takových konstrukcí, které neobsahují středové těsnění, čímž umožňují studenému vzduchu, pronikajícímu z venkovního prostředí přes odvodňovací otvory dešťové zábrany a přes vnější těsnění, přístup až k vnitřnímu těsnění, a tím tuto oblast výrazně ochlazuje.
Řekl jste, že na okenní konstukci se mnohdy nepohlíží jako na jeden celek, který se vzájemně ovlivňuje, přičemž i vy jste se zaměřili pouze na průřez rámu.
Jsem si toho vědom, a proto jsme se následně podívali na celou okenní konstrukci jako na trojrozměrný konstrukční prvek. Pro zjištění povrchových teplot právě v rozích bylo opět použito měření pomocí metody chráněné teplé skříně.
A z měření vyplynulo jasné zjištění. V rohu okenního křídla v oblasti zasklívací spáry byla naměřena finálně nejnižší vnitřní povrchová teplota celé okenní konstrukce, která je výrazně nižší než naměřené nebo vypočtené teploty na charakteristickém řezu rámu.
Trojrozměrná měření předešlé výsledky ještě zvýraznilo. Čím si to vysvětlujete?
Je to dáno dvojnásobným působením tepelného mostu, vyvolaného spojením horizontální a vertikální části distančního rámečku zasklívací jednotky. Snímací čidla v rohu okenního křídla byla rozmístěna v rozmezí 1,5 cm. Z naměřených hodnot bylo patrné, že vliv zdvojnásobného tepelného mostu se směrem ke středu snižuje. Stejně tak i v oblasti funkční spáry je patrný výrazný vliv rohu okenního rámu.
To co na první pohled vypadá jako čistá teorie, se jistě může stát základem pro praktické změny při dalším vývoji okenních konstrukcí. Podaří se tyto poznatky dostat až k výrobcům oken?
Jsem přesvědčen o praktickém významů těchto výzkumů. Ale v České republice je to i otázka legislativy. Norma ČSN 730540-2 předepisuje požadavek na nejnižší teplotní faktor vnitřního povrchu konstrukce. Pokud chceme prokazovat shodu s tímto požadavkem, je nutné vnitřní povrchové teploty zjišťovat na nejkritičtějších místech. A těmi jsou rohy okenních rámů u zasklívací spáry a v oblasti funkční spáry v rohu okenního rámu.
Jiří Kučera
Ing. ROMAN JIRÁK (1982)
Vyučil se truhlářem v Lišově u Českých Budějovic, udělal si maturitní nástavbu v Praze na Střední nábytkářské dřevařské škole a v roce 2007 ukončil studium dřevařského inženýrství na České zemědělské univerzitě. V současné době je na doktoranském studiu na katedře konstrukcí pozemních staveb Stavební fakulty ČVUT. Ve své disertační práci se zabývá problematikou kondenzace vodních par v oblasti napojení zasklívací jednotky na okenní křídlo.
