Každý asi ví, že trojsklo izoluje lépe než dvojsklo. Ale ne každý si hned uvědomí, že to, co skutečně izoluje, není sklo, ale komory mezi skly. Čím je komor více, tím lépe zasklení izoluje – trochu podobné jako u plastových rámů, i když tak jednoduché to zase není – a bude třeba trochu nahlédnout pod pokličku fyziky.
a) Když naplníme komoru mezi dvěma obyčejnými skly vzduchem (obr. 1) – takhle se to běžně dělalo v minulém století – bude v zimě oknem o velikosti 80×120 cm unikat asi 58 W (Ug = 2,8 W/m².K a ΔT = 20 K) – za zimu zaplatíme asi 1068 Kč za jedno okno (při průměru EU: 0,3 €/kWh).
Když komoru naplníme lépe izolujícím plynem, např. argonem, bude únik tepla nepatrně nižší – asi 52 W, a my ušetříme ročně asi 47 Kč. Z toho plyne, že samotný plyn příliš velký efekt nepřinese.
b) Zásadní zlepšení izolačního účinku přineslo až používání průhledných pokovů na sklech (posledních asi 20 let), které zamezují sálání a současně odrážejí infračervené záření – sálavé teplo (obr. 2). Pokud je tedy v dutině s argonem alespoň jedna strana skla takto pokovená, klesne únik tepla stejným sklem o více než polovinu – na 22 W (Ug = 1,1 W/m².K, ΔT = 20 K) a oproti předešlému řešení s argonem je to roční úspora 622 Kč na jednom okně. Zamezení sálání a efekt dvojnásobného izolačního účinku je právě největším důkazem, že sálání je dominantní složkou přenosu tepla i v nízkoteplotním režimu (okolo 0 °C).
Proto je dvojsklo s pokoveným jedním sklem dnes nejčastěji používanou výplní oken na světě.
Ovšem tohle je pořád málo. I kdybychom odhlédli od energetické ztráty s vědomím, že si to finančně můžeme dovolit, tímto dvojsklem stále uniká v zimě tolik tepla, že jeho vnitřní povrch je studený. A pokud se v místnosti trochu více dýchá, vaří nebo sprchuje, na skle se často tvoří kondenzát. A čím je ho více, tím více problémů způsobí (plísně).
c) Dnes je proto do nových oken hojně používáno trojsklo (obr. 3). Dvě komory široké 18 mm, naplněné argonem, s pokovy na krajních sklech => únik tepla 10 W (Ug = 0,5 W/m².K; ΔT = 20 K), za sezónu zaplatíme už jen 184 Kč za jedno okno, tedy roční úspora oproti kvalitnímu dvojsklu je 128 Kč.
Běžný byt má okolo 20 m² prosklené plochy, tedy za necelých 3700 Kč ročně máme přes den světlo (za elektrické světlo bychom zaplatili více) a v zimě i teplo ze Slunce, které nám energetickou bilanci domu navíc zlepšuje.
Někteří dodavatelé oken dnes mají v nabídce i čtyřsklo, ale spíše jako koncept než jako sériově vyráběné zasklení. Důvodem je příliš velká hmotnost, úbytek světla (každé sklo část světla odrazí i pohltí), ale především mnohem větší únik plynu (čím je komor více, tím rychleji uniká plyn z vnější komory, která je nejvíce namáhána vlivem tepla a zimy) jsou negativa, která prozatím brání jejich masovějšímu rozšíření.
d) Další vývojovou linii tvoří dvojskla s fólií uprostřed (obr. 4). Jejich největší výhodou oproti trojsklům je velmi nízká hmotnost (velmi vítané pro odsuvné portály nebo střešní konstrukce), dále větší akustický útlum (až poloviční hluk oproti trojsklům – více o akustice v jednom z pozdějších dílů) a tlakově propojené komory (tj. menší únik plynu).
Nejvíce se skla s fólií používají při výměně starších dvojskel za novou výplň (se zachováním stávajících rámů). Při stejné tloušťce, v jaké se již desítky let vyrábějí běžná dvojskla (24 mm), lze s fólií dosáhnout Ug = 0,5 W/m²K, tedy stejného izolačního účinku, jako má trojsklo, navíc se čtyřikrát větším hlukovým útlumem, než mělo původní dvojsklo, a hlavně se zárukou, že nebude vznikat kondenzát na vnitřním skle – tedy ani žádné riziko plísní.
Napínání fólie je dnes realizováno dvěma způsoby:
1. Teplotním smrštěním (metoda stará více než 30 let), kdy se fólie zatmelí mezi dva rámečky a po dosažení přesného poměru pevnosti a pružnosti se izolační sklo zahřeje v peci na vysokou teplotu, při které se fólie smrští, čímž se napne (obr 4a).
S teplotním napínáním bývalo dříve spojeno i zvýšené riziko zvlnění fólie, protože se používala dlouhé roky pouze pokovená fólie. Pokov totiž absorbuje velké množství sluneční energie (až 120 W/m²), takže fólie se rozehřívala i nad 70 °C, a protože je to plast, teplem se roztahovala. A pokud byla z výroby napnutá málo, objevily se na ní místy (ponejvíce v rozích) vlnky. A byla-li napnutá příliš, hrozilo zase v zimě, při nízkých teplotách, kdy se plast smršťuje, že se z ukotvení vytrhne. Proto bylo teplotní napínání velmi náročné na přesnost a bezchybné dodržení složitého výrobního postupu, čímž se výrobek hodně prodražoval.
Dnes se používá pro teplotní napínání téměř výhradně nepokovená fólie, která absorbuje jen zlomek sluneční energie (méně než 6 W/m², což je 5 % absorpce pokovené fólie), takže riziko jejího zvlnění je prakticky nulové a i cena se výrazně snížila, protože technologický postup se také zjednodušil. Další výhodou fólie bez pokovu je větší prostup světla než u trojskla a především má izolační sklo s touto fólií lepší izolační parametry než sklo s pokovenou fólií.
2. Druhý způsob napínání byl představen v r. 2016 na veletrhu Glasstec v Düsseldorfu. Fólie je ukotvena přímo v rámečku a napínána mechanicky pomocí pružného adaptéru (obr. 4b).
Mechanické napínání odstraňuje riziko zvlnění úplně i při případném použití pokovené fólie, protože pružné uložení je schopno případnou dilataci 100% vykompenzovat. Jeho největší výhodou však je možnost napínat fólii zcela automaticky bez podílu ruční práce. Tím lze získat za cenu běžného trojskla o třetinu lehčí, lépe izolující dvojsklo, s větším prostupem světla, výrazně lepším hlukovým útlumem, s menším únikem plynu a dalšími výhodami.
Nevýhodou mechanického napínání je jen limit velikosti zasklení (do 1,6×2,3m) a možnost vyrábět pouze obdélníkové nebo čtvercové tvary (zatímco s teplotním napínáním lze vyrábět izolační skla s fólií v libovolných geometrických tvarech až do velikosti 3,2×12 m).
e) Do meziskelního prostoru lze napnout i dvě fólie (obr. 5), pak získává zasklení parametry čtyřskla při současném odstranění všech jeho nevýhod, tedy: výrazná redukce úniku plynu díky propojeným komorám, větší prostup světla díky fóliím, větší hlukový útlum (menší než poloviční hluk) a samozřejmě největší výhodou je zachování hmotnosti dvojskla.
Tato extrémně izolující dvojskla se nejčastěji vyrábějí pro celoskleněné fasády, protože díky svému velmi nízkému součiniteli prostupu tepla (Ug = 0,3 W/m².K) je zasklení schopno vykompenzovat izolačně horší hliníkovou konstrukci a stavitel tak dosáhne na požadované parametry pro celou obálku budovy.
f) Pokud se zkombinují fólie s trojsklem, vznikne zasklení, které dokáže izolovat stejně dobře jako zateplená zeď (obr. 6).
Uvnitř obou komor trojskla je napnutá fólie, vzniká tedy ekvivalent pětiskla (s Ug = 0,17 W/m².K), kterým uniká jen 3,4 W/m² – tedy stejně jako zateplenou zdí. Současně odpadají všechna negativa čtyřskel i pětiskel, protože komory jsou tlakově propojené, hmotnost je stejná jako u běžného trojskla a zasklení má navíc i velmi vysoký akustický útlum.
Cenově je toto řešení logicky dražší než obyčejná trojskla. Ale ne o více, než kolik stojí zateplení stejné plochy fasády! A na rozdíl od zdi nám skla dávají trvale světlo a často i zadarmo teplo.
Nevýhodou je však jejich tloušťka nad 60 mm, vyžadující rámy tlusté min. 100 mm. Existuje i řešení v bezrámovém provedení, které dává těmto sklům nový rozměr. Kotevní profily lze integrovat přímo do struktury zasklení a vytvářet tak celoskleněné stěny (až do velikosti 3,2×12 m), a to včetně otvíravých elementů s integrovanými rámy a panty uvnitř zasklení (viz obr. 7)
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.
