Celoskleněné fasády jsou trendem, co se týče obálek administrativních budov. Budova vypadá moderně, luxusně a lze požadovat i vyšší nájemné. Průhledným plochám jsem se věnoval v předchozích kapitolách důkladně. Zde se chci zaměřit na neprůhledné pásy, které zakrývají nosnou konstrukci budovy, často až do výšky parapetu. Kapitola je rozdělena na dvě části. V první popíšu možnosti, jak neprůhlednými panely zlepšit izolační vlastnosti celého obvodového pláště.
Současné provedení neprůhledných panelů je nejčastěji tvořeno dvojsklem, kdy venkovní sklo je opatřeno protisluneční odrazivou vrstvou, úplně stejnou jako na průhledných plochách (pro jednolitý vzhled fasády) a vnitřní sklo je pak neprůhledné, smaltované nějakou tmavou barvou. Aby byl izolační účinek lepší, přidává se k dvojsklům doplňková tepelná izolace, nejčastěji minerální vlna. Přestože výpočtově se toto řešení tváří skvěle (podle normy je U = 0,3 W/m²·K), v létě při oslunění je velmi málo účinné. Protože i když venkovní reflexní sklo část sluneční energie odrazí, zbytek, který však stále představuje stovky wattů na m², je zcela pohlcen vnitřním smaltovaným sklem. A protože má toto vnitřní sklo z jedné strany minerální vlnu a z druhé strany komoru s izolačním plynem, na jejíž protější straně je reflexní pokov, nemá se smaltované sklo jak ochladit a jeho teplota velmi rychle vzroste nad 80 °C. Od horkého vnitřního skla se prohřívá plyn, čímž výrazně zvětšuje svůj objem, takže se izolační dvojsklo nafukuje jako balón, což způsobuje namáhání butylu a tím i únik plynu (viz kapitola 7 – Problémy izolačních skel).
Minerální vlna má dobrý účinek v zimě, ale v létě už tak dobře nefunguje. Díky vysoké teplotě vnitřního skla a jejímu velmi krátkému fázovému posunu se za několik hodin celá vrstva prohřeje a k budově sálá teplem okolo 50 °C (obr. 1). Proto je častým jevem, že klimatizace nevypínají ani v noci (podobný efekt bývá v létě i v podkroví rodinných domů, izolovaných minerální vlnou). Bohužel, tohle je dnes standard. Dodavatel systému prohlásí, že „U je 0,3“, a má vystaráno. Nikdo neřeší, jak to udělat, aby to i v létě fungovalo dobře.
Abychom dokázali tento problém vyřešit, je třeba:
a) zásadně snížit teplotu v komoře izolačního skla;
b) zabránit ohřívání konstrukce budovy.
Způsob, jak to provést, je fyzikálně velmi jednoduchý, jen je trochu pracnější než standardně vyráběné řešení. Zde je návod, jak splnit bod a):
Na venkovní sklo, které je pokovené reflexní protisluneční vrstvou (aby odlesk fasády byl v celé ploše jednotný), přilepíme neprůhlednou, teplotně odolnou fólii stejné barvy, jako by mělo mít smaltované sklo. Vzhledově je toto řešení k nerozeznání od předchozího provedení se smaltovaným vnitřním sklem. Nalepená fólie je navíc na druhé straně směrem do komory vysoce reflexní, tedy nízkoemisivní.
Část slunečního tepla se od venkovního skla odrazí, stejně jako v předchozím případě, a zbytek absorbuje barevná fólie, která předá 95 % veškerého tepla vedením zpět venkovnímu sklu (směrem do komory je fólie nízkoemisivní, tedy nesálá a plyn v komoře je vynikající izolant). Rozehřáté venkovní sklo se ale ochlazovat může a velmi snadno – většinu svého tepla vyzáří do exte-riéru a nemalou část předá i proudícímu vzduchu, takže jeho teplota za běžných podmínek nepřekročí 55 °C. Díky komoře s nízkoemisivním povrchem bude na vnitřním skle už méně než 45 °C. Přídavná tepelná izolace bude pak také výrazně lépe fungovat, takže konstrukce budovy by měla být ohřívána jen velmi málo (obr. 2).
Abychom ještě lépe zabránili ohřívání budovy, tedy splnili i b), nabízí se otázka, jestli se spokojit s takto upraveným dvojsklem a doplňkovou izolaci ponechat stejně tlustou, nebo vyrobit raději trojsklo a přídavnou izolaci ztenčit.
Ze simulace i výpočtů vyplývá, že další komora s nízkoemisivní vrstvou zajistí lepší izolační efekt, než by dokázala vytvořit stejně tlustá minerální vlna. Takže ano, trojsklem a tenčí izolací docílíme lepšího výsledku. Bohužel trojsklo je o téměř polovinu těžší a je rozhodně dražší než o pár cm tlustší minerální vlna, takže lze očekávat, že touto cestou dodavatelé nepůjdou. Naštěstí ale existují levné reflexní fólie, které lze použít místo skla, a namísto jedné vrstvy lze do komory napnout hned fólie dvě (obr. 3). Efekt tří komor s nízkou emisivitou je nejen velmi účinný v létě, ale samotným zasklením lze dosáhnout hodnoty Ug = 0,3 W/m²·K. A protože vnitřní sklo bude i v létě studené, není jej třeba ani kalit. Řešení je tak nejen účinnější a levnější, ale hlavně s mnohem menší energetickou stopou – tedy i ekologické.
I takto skvěle izolující tříkomorové dvojsklo lze doplnit přídavnou izolací a tím zlepšit „výpočtové U“ celé fasády. Mohli bychom sáhnout po již zmíněné minerální vlně, ale chceme-li být ekologičtí, měli bychom se tomuto izolantu vyhnout. Už víme, že vzduchové komory s nízkoemisivní stranou, kde se nešíří teplo sáláním, izolují vždy lépe než stejně tlustá minerální vlna. Vytvoříme-li
těchto komor více, získáme panel, který bude izolovat perfektně.
Na jaře 2018 se na stavebním veletrhu v Brně objevila dvě řešení neprůhledných fasádních panelů, obě s velmi zajímavou skladbou:
1. Izolační mnohokomorové dvojsklo: na venkovním skle je nalepená barevná fólie s reflexní stranou otočenou do komory (tedy přesně, jak je popsáno výše). Za první komorou naplněnou argonem následuje celkem 16 vrstev tvořených na přeskáčku reflexními a bublinkovými fóliemi orientovanými tak, aby vzniklo uvnitř dvojskla celkem 10 komor, vždy s jednou nízkoemisivní stranou (obr. 4). Na obr. 5 s tímto řešením je dále vidět, že reflexní fólie je nalepená i na interiérovém skle směrem k budově. Ta má zde velmi významnou funkci – v zimě odráží teplo sálané zdí, čímž z prostoru mezi zasklením a zdí vytváří další účinnou izolační komoru – tedy vznikne celkem 11 komor s jednou „low-e“ stranou, kdy výsledné Ug dle EN 673 vychází menší než 0,1 W/m²·K.
Řešení má tedy lepší izolační účinek než pasivně zateplená zeď, navíc s teoreticky nekonečnou životností a hlavně za mnohonásobně nižší cenu. Má bohužel jedinou vadu na kráse a tou je tloušťka zasklení cca 70 mm, takže se nevejde do běžně používaných rámových konstrukcí, ale je třeba vybírat ze zatím omezeného výběru.
2. Izolační dvojsklo s fólií uprostřed (ekvivalent trojskla) je tlusté jen tak, aby jej bylo možné zasklít do libovolného fasádního systému. I zde je na vnějším skle nalepena reflexní barevná fólie, aby se zabránilo přehřívání komory. Na vnitřním skle, směrem k budově, je pak nalepena soustava dalších komor, která přesně pasuje mezi sloupky rámové konstrukce. Je vytvořena z nehořlavých rámečků a hliníkových fólií. Poslední reflexní fólie, tkaninou zesílená, je oboustrannou lepicí páskou spojena s poslední fólií vedlejšího skla, čímž je vytvořena mezi rámem a reflexní fólií další izolační komora, která výrazně zlepšuje UF.
Toto řešení se vždy vytváří na míru, počet vnitřních komor je dán tloušťkou sloupků zvoleného fasádního systému. Na obr. 6 je celkem 10 komor s jednou low-e stranou, i se započtením komory mezi zdí a panelem. Je logické, že komory s nízkoemisivním povrchem (low-e) budou izolovat lépe než stejně tlustá minerální vlna a v létě i vícekrát lépe.
Na trhu jsou k dispozici i dvojskla vyplněná va-kuovými panely (obr. 7). Toto řešení ale (dle mého názoru) není dobré, protože:
– garantovaná trvanlivost hlubokého vakua je velmi krátká (max. jednotky let),
– vakuový panel je kompletně zataven do hliníkové fólie, která bez přerušení přechází z teplé strany na studenou, takže všechny čtyři hrany vakuového panelu tvoří tepelný most a díky velké tepelné vodivosti hliníku zasahuje vliv okrajů i velmi hluboko do plochy panelu – tedy udávaný izolační účinek není zcela pravdivý pro celou plochu panelu;
– vakuový panel je natolik drahý, že finanční přínos z úspory energie jeho pořizovací cenu do konce jeho krátké životnosti nezaplatí.
Z toho důvodu se mi jako nejefektivnější jeví vícekomorové systémy, které spolehlivě izolují, a to nikoliv jen v zimě, ale i v létě, kdy provoz klimatizace je násobně dražší než topení v zimě.
MICHAL BÍLEK
foto archiv autora
Michal Bílek (*1970)
je absolventem SPŠ Elektrotechnické, po maturitě emigroval do Německa. Do ČR se vrátil v roce 1993, kdy začal pracovat v odvětví TZB. V současnosti působí jako CEO ve třech společnostech a jako prezident nadnárodní asociace SIGFA. Díky celoživotnímu samostudiu a mnohaletým zkušenostem v oboru se dnes věnuje vývoji nových řešení pro stavebnictví se zaměřením na úsporu energie a solární zisky.
