KONSTRUKCE OKEN
Prof.ing.Miloslav Pavlík, CSc Doc.ing.Vladimír Daňkovský, CSc
ZÁKLADNÍ FUNKCE OKNA •
přirozené denní osvětlení a oslunění interiéru budov
•
přirozené větrání interiéru budov možný únik před požárem STAVEBNĚ FYZIKÁLNÍ FUNKCE OKNA
•
tepelná izolace oken
•
zvuková izolace okna
•
vzduchová izolace okna
•
izolace okna proti dešťové vodě
•
statická a dynamická odolnost proti zatížení větrem DOPLŇUJÍCÍ FUNKCE OKNA
•
odolnost proti opotřebení (povrchové úpravy)
•
estetický vzhled okna
POLOHA OKNA ve vztahu k funkci osvětlovaného prostoru
VZTAH OKNA k okennímu otvoru v jednovrstvé konstrukci
TRADIČNÍ ZPŮSOBY OSAZENÍ OKEN
ZPŮSOBY OTVÍRÁNÍ OKEN
JEDNODUCHÉ OKNO S DVOJSKLEM¨ varianta z 2.pol. XX.stol
KYVNÉ/ OTOČNÉ OKNO zdvojené -
provedení z 2.pol.XX stol.
STAVBY PRO BYDLENÍ typická řešení – současnost
materiál - DŘEVO NEBO PLAST? .
PLASTOVÁ OKNA
DŘEVĚNÁ OKNA
+ výhody +
+ výhody +
téměř bezúdržbová
hodnotnější vzhled
nižší cena
při správné údržbě dlouhá životnost
odolná při nešetrném
přírodní materiál – menší
používání
ekologická zátěž
+ nevýhody +
+ nevýhody +
nižší pevnost v namáhaných místech
vyšší cena
nevhodné pro historické
nutná pravidelná údržba po
objekty
mytí
vysoká ekologická zátěž
složitější údržba
Všechna okna s jednoduchým zasklením Uw = 4,5 W/m²K Q = 4,5*2*32*24= 6,9 kWh/den
moderní okna s tep-izolačním zasklením Uw = 1,2 W/m²K
Všechna okna s zdvojenýmým zasklením Uw = 2,90 W/m²K
Okna pro PD se zasklením Uw = O,60 W/m²K Q = O,6*2*32*24= 0,9 Wh/den
TEPELNÁ IZOLACE RÁMU OMEZENÍ TEPELNÝCH MOSTŮ OKNA VHODNÉ PRO PASIVNÍ DOMY
Součinitel prostupu tepla oknem vypočtený PHI pro různá zasklení okna 1230x1480mm Ug (W/m2K)
0,70
0,66
0,60
0,54
0,77
0,72 0,68 Zákl. cena bez DPH
Uw (W/m2K) Profil Zasklení Ug
Uw
0,80 Dřevina
SC78
dvojsklo 1,1
1,1
smrk napojovaný
8 437
SC78
trojsklo 0,6
0,82 smrk napojovaný
9 037
SC92
trojsklo 0,5
0,70 smrk napojovaný
9 492
SC92
trojsklo 0,5
0,70 smrk fix
10 243
SC92
trojsklo 0,5
0,70 meranti fix
11 343
SC92
trojsklo 0,5
0,70 modřín napojovaný
10 756
SC92
trojsklo 0,5
0,70 modřín fix
11 992
SC92
trojsklo 0,5
0,70 dub fix
15 223
PŘÍKLADY KONSTRUKCE OKEN
http://www.truhlarstvihosek.cz/
THERMOWOOD se vyrábí patentovaným způsobem ve speciálních sušících komorách při teplotě 160 – 215 °C po dobu několika hod. Je snížena absorpce vlhkosti až o 50 %. Vnitřní rovnovážná vlhkost JEN 5 až 7% !!! Mimořádná rozměrová stálost !!!
THERMOWOOD/JASAN
PLASTOVÁ OKNA – XX.stol.
PLASTOVÁ OKNA – současnost pro domy v NES a PES Plastová okna z německého osmikomorového profilového systému o stavební hloubce 86 mm opatřená z exteriérové strany velmi pevným a odolným hliníkovým opláštěním jsou osazována izolačními trojskly 4-18-4-18-4 s Ug = 0,5 / 0,6 W.m-2.K-1 a švýcarským teplým nekovovým meziskelním rámečkem Swisspacer - V.
Součinitel délkové roztažnosti α Materiál
= mm/moC
porovnání
sklo
0,008
1x
ocel
0,012
1,5 x
0,024-0,025
2,5 x
0,065
8,1 x
0,07
8,75 x
Dřevo kvláknům
0,0034
0,425 x
Dřevo s vlákny
0,0054
0,675 x
hliník Polycarbonát PVC
OKENNÍ RÁM – PVC vyztužený SKELNÝMI VLÁKNY ve hmotě BEZ OCELOVÝCH VÝZTUH !!! GENEO Rau-Fipro
PARAMETRY ZASKLÍVACÍ DRÁŽKY
šířka tloušťka iz. dvojskla + 2 x tloušťka těsnění - výška dvojsklo 18 mm trojsklo 21 mm - tloušťka těsnění dvojsklo 3 mm trojsklo 4 mm
ULOŽENÍ ZASKLENÍ V RÁMU OKNA
cena Kč/m2 : cca 800 až 1.500,-
1.400,- až 2.600,-
PARAMETRY IZOLAČNÍCH SKEL Parametry izolačních skel TYP SKLA
rámeček
Ug W/m2K
pro profil SC78
%
g%
UV %
světlo teplo
dB hluk
dvojsklo
18 SWS
1,1
80
63
33
32
dvojsklo
16 SWS
1,0
71
49
26
32
trojsklo
12-12 SWS
0,7
71
50
21
trojsklo
14-14 SWS
0,6
71
50
21
trojsklo
16-16 SWS V
0,6
71
50
21
34
trojsklo
18-18 SWS V
0,5
71
50
21
34
trojsklo MGT
18-18 SWS V
0,5
71
49
20
trojsklo SGG - LUX se solárními zisky 18-18 SWS V
0,6
73
62
21
34
protisluneční trojsklo SGG
0,6
61
37
14
34
16-16 SWS V
34
34
Planibel TOP N 4 mm – air gap 12 mm - Planibel TOP N 4 mm - stainless steel frame - air gap 12 mm + Argon - Float 4 mm,
Ug=0.7 W/(K.m2)
noise reduction 34 Db
Planibel TOP N 4 mm – air gap 12 mm - Planibel TOP N 4 mm – air gap 12 mm + Krypton gas Float 4 mm
Ug=0.5 W/(K.m2)
noise reduction 34 dB
HEAT MIRROR - dutino mezi skly rozdělena speciální folii odrážející teplo zpět do interiéru Ug = 0.7 – 0,5 (0,3) W/(K.m2)
noise reduction 34dB
Typ zasklení
Celková investice do přesklení
Cena za m2
Úspora energií v %
Úspora Kč/rok
Doba návratnosti
Do konce životnosti
Úspora (zisk)
U = 2,8
38.000,-
1.750,-
10%
4.200,-
9 roků
21 roků
88.200,-
U = 1,4
54.375,-
2.500,-
20%
8.400,-
6,5 roků
23,5 roků
197.000,-
HeatMirror U=0,74
90.132,-
4.140,-
36%
15.120,-
5,96 roků
24,04 roků
363.500,-
Funkce tepelného zrcadla
PROBLÉM BAREVNOSTI SVĚTLA po průchodu sklem – často nazelenalý nádech !!! Pro správné vnímání barev v interiéru např. Planibel Clearvision
Samočistící vrstva SGG BIOCLEAN Fotokatalytiská reakce rozloží nečistoty – vyšší smáčivost – rozprostření vodního filmu rovnoměrně po povrchu (hydrofilní funkce)
Výrobce: Saint Goben
CENA: příplatek k ceně dvoj /trojskla = + 2 000,- KČ /m2 (brutto)
„bezrámové“ OSAZENÍ OKNA
http://www.pasivnidomy.cz/tepelna-ochrana/okna-a-dvere-pro-pasivni-domy.html?chapter=vliv-osazeni-okna
Špatně
Správně
UW,eff = 1,19 W/(m2.K) EA = 20,6 kWh/(m2.a)
UW,eff = 0,78 W/(m2.K) EA = 14,7 kWh/(m2.a)
Tepelný most může ZVÝŠIT potřebu tepla na vytápění až o 50 %.
CHYBNÉ OSAZENÍ OKNA
NESPRÁVNÉ ZAKOTVENÍ OKNA SCHÁZÍ PAROTĚSNÝ UZÁVĚR !!! PROTIINFILTRAČNÍ OPATŘENÍ TEPELNÉ MOSTY !!!
SPRÁVNÉ OSAZENÍ OKNA
Ideální je umístění okna v rozmezí 6– 16 cm od vnějšího líce fasády.
.
OSAZENÍ OKNA S VNĚJŠÍ ŽALUZIÍ p://www.pasivnidomy.cz/tepelna-ochrana/okna-a-dvere-pro-pasivni-domy.html?chapter=vliv-osazeni-okna
ZATÉKÁNÍ - TEPELNÉ MOSTY - KOONDENZACE VODNÍ PÁRY PRŮVZDUŠNOST OKEN
POŠKOZENÍ RÁMU KONDENZOVANOU VLHKOSTÍ
OSTĚNÍ : uzavření spáry – PAROTĚSNÁ IZ – TEP.IZ. – PAROPROPUSTNÁ IZ
VNĚJŠÍ UZAVŘENÍ SPÁRY – paropropustná páska (illmod, illbruck TwinAktiv)
Průvzdušnost pláště lze v praxi ověřit podle ČSN EN 13829:2001-02, při rozdílu tlaku mezi interiérem a exteriérem 50 Pa. Vlastní průvzdušnost spáry je možné stanovit ve zkušebně dle ČSN EN 1026 na reálném vzorku.
http://www.montazokna.cz/fotogalerie/prubeh-montaze-plastovych-oken-rovne-osteni#
Voda nesmí dovnitř, pára musí ven
KONSTRUKCE OKEN - infiltrace / zatékání
Rozdělení podle použitého materiálu: těsnění z materiálu APTK (aethylen-propylen-terpolymer-kaučuk) = EPDM, Těsnicí profily EPDM jsou často vyrobeny s jednou či dvěma komůrkami, které při dolehnutí na protější plochu dobře utěsní i místa kolem lokálních nerovností – lepení v rozích těsnění z materiálu TPE (termoplastický elastomer) - dobrá svařitelnost. Obr.
OKNA PRO PASIVNÍ DOMY certifikované v Passivehaus Institute, NSR
VĚTRÁNÍ OKNY? ano
nebo
ne ???
Současná ČSN 73 0540-2:94 požaduje: nN = 0,50 h-1
obytné místnosti budov (v době pobytu osob !!!)
nN = 0,35 h-1
občanské budovy a ostatní místnosti obytných budov
nN = 0,25 h-1
budovy ostatní
nN = Mvh / Vp =
-
min hygienické větrání v ostatních případech
počet výměn vzduchu v testovaném prostoru
větrání prostoru infiltrací obvodového pláště (okenních spár) INFILTRACE VZDUCHU = SPÁROVÁ PRŮVZDUŠNOST OKEN = (m2 . s-1 . Pa-0,67)
il,v =
množství vzduchu, které projde spárami okna za vteřinu při daném rozdílu
tlaku vzduchu v exteriéru a interiéru ( 50 Pa) Hodnoty spárové průvzdušnosti oken viz 73 0540-3/94, např. pro okna jednoduchá dřevěná a plastová s izolačním dvojsklem je
ilv = 1,9 . 10-4 m2 . s-1 . Pa-0,67
ŘÍZENÉ VĚTRÁNÍ OKNY
VĚTRÁNÍ integrované v konstrukci okenního rámu
OKNA s MIKROVENTILACÍ SPECIÁLNÍ POLOHA KOVÁNÍ OKNA – ŠTĚRBINA MEZI RÁMEM A KŘÍDLA Nevýhody:
v teplých obdobích za bezvětří dochází jen k minimální míře větrání, při velkém rozdílu vnitřní a vnější teploty nebo za větrného počasí může být větrání příliš intenzivní - nežádoucí energetické ztráty, v zimě dochází k neustálému nežádoucímu ochlazování ostění - zvýšení nákladů na topení, není možné regulovat ani kontrolovat intenzitu větrání, je závislá na povětrnostních podmínkách, v různých místnostech se intenzita větrání liší (závisí např. na směru větru či orientaci oken ke světovým stranám)
samotná mikroventilace dostatečné větrání objektu nevyřeší
ZÁVĚR: hygienické větrání v topné sezóně je třeba zajistit systémem VZT !!!
TEPELNÉ ZTRÁTY PROSTUPEM TEPLA - liniové= tepelné mosty TEPLOTNÍ POLE V OSTĚNÍ OKNA.
Obr. 1: Klasické okno pasivního domu s průběžnou izolační vrstvou uspořádanou v jedné rovině, s hluboko zapuštěným sklem, teple obalené trojité izolační sklo bez velkých dutin, probíhajících ve směru tepelného toku
NULOVÁ IZOTERMA v ose zasklení
SMĚR VÝVOJE - minimalizace plochy rámu
PARAPETY OKEN - vnější
PARAPETY z Al profilů
VNITŘNÍ PARAPETY
STAVBY PRO ADMINISTRATIVU/ SLUŽBY typická řešení
Nová celnice Düsseldorf, F.O. Gehry
správní budova a akademie spořitelny, Pysall – Stahrenberg + partner, Postupim
Volksbank – Herdorf - rekonstrukce
Zemský pojišťovací úřad, Severní Porýní-Vestfálsko
OKNA Z OCELOVÝCH PROFILŮ
OKNA Z HLINÍKOVÝCH PROFILŮ - otvíravá
Schueco AWS 70.HI o stavební hloubce 70 mm nebo AWS 75.SI o stavební hloubce 75 mm s přerušením tepelného mostu kvalitními polyamidovými “teplými” můstky (s vypěňovaným jádrem) a osazená izolačními trojskly s Ug = 0,5 W.m-2.K-1 a teplým meziskelním rámečkem Swisspacer-V
OKNA Z HLINÍKOVÝCH PROFILŮ – posuvná STYK KŘÍDEL
PARAPET OKNA
OSTĚNÍ OKNA
OKNO na bázi PU pěny s Al výztužným rámem
OKNO z Al + obklad – strukturální pěna
OSAZENÍ OKNA v provětrávaném obvodovém plášti
Adm. Budovy Beroun
Sytem Hueck-Hartmann
