Problematika tepelně zlepšených distančních rámečků v oknech

Od začátku bylo hlavním cílem výroby izolačních skel, aby byla hodnota součinitele prostupu tepla co nejnižší. Protože k největším ztrátám tepla docházelo prostřednictvím sálání, byly vyvinuty povlaky s nízkou emisivitou, které odrážejí sálavou složku tepla zpět do interiéru. Hodnota emisivity povlaků postupně klesala až k dnešní běžně používané emisivitě 0,03, resp. 0,01. Protože došlo k výraznému potlačení přenosu tepla sáláním, nabyla na významu složka přenášená vedením. Proto bylo zahájeno plnění dutiny izolačního skla vzácnými plyny – argonem, kryptonem, příp. xenonem. Šířka dutiny je současně navržena tak, aby nedocházelo k proudění plynu v dutině. Další požadavky na snižování hodnoty součinitele prostupu tepla přinesly rozvoj výroby izolačních trojskel a nově i izolačních skel s více než dvěma komorami.

Vlastní utěsnění okraje zůstávalo poměrně dlouho beze změn – hliníkový rám s vysoušedlem, tmelení vnitřním a vnějším tmelem. Rozdíl mezi součinitelem prostupu tepla centrální a okrajové části izolačního skla postupně narůstal. Protože tepelné ztráty okrajů skla negativně ovlivňují celkovou hodnotu součinitele prostupu tepla celého okna, byly postupně zaváděny do výroby materiály distančních rámů s výrazně nižší hodnotou součinitele tepelné vodivosti, než měl do té doby majoritní hliník. Pro distanční rámy z těchto materiálů se zažil termín „teplý rámeček“ nebo též „tepelně zlepšený distanční rámeček“. Jaké je kritérium pro označení rámečku za „tepelně zlepšený“? Kritérium je uvedeno v ČSN EN ISO 10077-1, čl. E.3:

 

∑(d.λ) ≤ 0,007 W/K,

 

kde

d … tloušťka stěny rámečku [m],

λ  … součinitel tepelné vodivosti [W.m^–1.K^–1].

 

 

Tepelně zlepšené distanční rámečky lze podle konstrukce rozdělit do tří základních skupin:

Jde o rámečky termoplastické na bázi polyizobutylenu (např. TPS), resp. rámečky na bázi silikonové pěny, někdy zahrnující po stranách butyl (např. Superspacer Triseal). Oba uvedené typy obsahují molekulové síto v materiálu rámečku.

Do této skupiny patří duté rámečky kombinující plastický materiál (polykarbonát, polypropylen) s kovovou fólií. Jde např. o TGI, Thermix TX.N, Chromatech Ultra, Swisspacer, Swisspacer V, Nirotec EVO, Profilex warm edge.

Do této skupiny patří duté kovové (nerezové) rámečky. Jde např. o Nirotec 015, Chromatech Plus, Chromatech, Arnold WEP, Allmetal GTS, Prohmat CR16.

 

Protože každá skupina distančních rámečků má své výhody a své nevýhody, je potřeba při použití zvážit zejména následující vlastnosti:

a) možnost náhrady materiálu z pohledu ČSN EN 1279-1;

b) nároky na výrobu a kontroly;

c) index pronikání vlhkosti a rychlost unikání plynu podle EN 1279-2, 3;

d) mechanickou stabilitu a teplotní roztažnost;

e) kompatibilita s tmely;

f) přilnavost vnějšího tmelu k rámečku;

g) lineární činitel prostupu tepla.

 

Za předpokladu, že výrobce provedl počáteční zkoušky typu u izolačních skel s hliníkovým distančním rámem, může zavést do výroby tepelně zlepšené distanční rámy skupin A a B pouze na základě opakovaných dlouhodobých zkoušek typu izolačních skel s těmito novými profily.

V případě skupiny C není opakování zkoušek typu obvykle nutné a protokoly z počátečních zkoušek typu izolačních skel s hliníkovým profilem lze použít i pro izolační skla s profilem nerezovým.

V případě přechodu z výroby s hliníkovými rámečky na tepelně zlepšené je třeba:

● u skupiny A – zajistit nové strojní vybavení;

● u skupiny B – upravit, resp. doplnit, zařízení pro řezání a ohýbání profilů;

● u skupiny C – upravit zařízení pro řezání a ohýbání profilů.

 

S ohledem na charakter distančních rámečků (pružnost, křehkost) mohou vznikat komplikace při manipulaci s velkými rámy (zejména u skupiny B).

Při výrobě je u některých zástupců skupin A a B nutná opatrnost, aby nedošlo k poškození kovové fólie, která funguje jako bariéra proti pronikání vlhkosti a unikání plynu.

Obecně lze konstatovat, že těsnost izolačních skel s ohýbanými rámečky je vyšší než s rámečky řezanými v rozích. Proto by měla být možnost rámeček ohýbat posuzována jako významné kritérium.

V případě skupiny A je poměrně komplikované kontrolovat aktivitu vysoušedla, proto by měl být stanoven postup ověřování stavu.

V případě skupiny B je nutné kontrolovat průchodnost perforace; tam, kde je vnější tmel v kontaktu s plastem, je třeba ověřovat přilnavost a s ohledem na možnost ucpávání plnicích otvorů šponami plastu je třeba ověřovat naplnění rámu vysoušedlem.

V případě skupiny C je v případě svaru na zadní straně nutné kontrolovat, zda nejsou přítomny nežádoucí otvory podél svaru.

U skupin A a B by měl být výrobcem garantován nízký obsah těkavých látek, které by po uvolnění mohly znehodnotit izolační sklo.

Zejména v případě skupin A a B je nutné prokázat, že je bariéra v podobě kovového filmu funkční. V případě termoplastických rámečků (skupina A) bez druhotného tmelení bývá riziková odolnost vůči střídání mrazu a vlhkého tepla.

Při působení tlaku větru nebo jiných zatíženích (např. při údržbě) a při změnách teploty a tlaku dochází k deformacím tabulí izolačních skel, které se přenášejí i na distanční rámečky a tmely. Z hlediska přenosu deformace skla na utěsněný okraj je vhodnější, pokud vlastní rámeček určitou deformaci umožňuje, v některých případech však u křehkých rámečků (skupina B) hrozí poškození materiálu rámečku.

Životnost izolačních skel ovlivňuje významně také rozdíl mezi teplotní roztažností skla (α = 9.10^–6 K^–1) a materiálu rámečku (nerez α = 16.10^–6K^–1, polykarbonát α = 65.10^–6 K^–1, polypropylen α = 150.10^–6 K^–1). V případě velkého rozdílu může dojít k významné deformaci rámečku spojené s posunem po butylu s tím, že obvykle dojde ke ztrátě těsnosti izolačního skla a jeho znehodnocení. Z tohoto pohledu jsou plastové rámečky rizikovější než rámečky nerezové.

Organické materiály obsažené v rámečcích skupiny A a B mohou reagovat s těsnicími materiály, plastovými spojkami, růžky apod. Kompatibilitu materiálů by měl výrobce konzultovat s dodavateli materiálů, případně provést vlastní kontaktní zkoušky kompatibility.

Obecně může vnější tmel vyjazovat zhoršenou přilnavost k rámečkům skupiny A a některým typům rámečků ze skupiny B (zejména pokud je vnější tmel v kontaktu s plastovým povrchem).

V případě skupiny A může být navíc komplikované zajistit provádění tahových zkoušek v souladu požadavky normy ČSN EN 1279-6.

V praxi je tato vlastnost (vedle ceny) tím nejdůležitějším kritériem výběru. V tabulce jsou z tohoto pohledu porovnány dostupné tepelně zlepšené distanční rámečky.

 

Název	Výrobce	Skupina/materiál	Lineární činitel prostupu tepla Ψ [W.m–1.K–1]
Ködimelt TPS	Kömmerling	A/PIB + vysoušedlo	0,039
TPS	Henkel/Teroson	A/PIB + vysoušedlo	0,042
Superspacer Triseal	Edgetech	A/silikonová pěna + fólie	0,033–0,035
Chromatech Ultra	Rolltech	B/polykarbonát + nerez	0,041
Swisspacer	Saint Gobain	B/polykarbonát + skleněná vlákna + hliníková fólie	0,045
Swisspacer V	Saint Gobain	B/polykarbonát + skleněná vlákna + nerezová fólie	0,034
TGI	Technoform	B/polypropylen + nerezová fólie	0,041
Thermix TX.N	Ensinger	B/polypropylen + skleněná vlákna + nerezová fólie	0,041
Nirotec EVO	Lingemann	B/biopolymer + nerez	0,043
Profilex warm edge	Nedex	B/PVC + hliníková fólie	0,039
GTS	Allmetal	C/nerez	0,049
WEP Classic	Arnold Glasswerke	C/nerez	0,052
Nirotec 015	Lingemann	C/nerez	0,050
Chromatech	Rolltech	C/nerez	0,051
Chromatech Plus	Rolltech	C/nerez	0,051

Tato kapitola obsahuje pouze nejčastější chyby související s použitím rámečků. Jde např. o

Vzniklou spárou může docházet k sypání vysoušedla do dutiny izolačního skla. Současně vzniká i prostor pro pronikání vlhkosti do dutiny a unikání plynu (obr. 2, 3).

 

Přes tato přerušení celistvosti distančního rámu dochází k pronikání vlhkosti a unikání plynu.

Zatímco deformace povrchu rámu představuje spíše estetickou vadu, při deformaci v rozích (např. při nesprávném ohybu) nemusí dojít k plnému kontaktu vnitřního tmelu se sklem, což vede ke vzniku netěsnosti (obr. 4).

 

Zvlnění je dáno především použitým materiálem profilu. Pokud není výrazně snížena tloušťka vnějšího tmelu nebo pokud není vnitřní tmel vystaven slunečnímu záření, jde o vadu spíše estetickou.

Může se vyskytnout u skupin B a C. Neprůchodná perforace omezí možnost vysoušení dutiny izolačního skla, což může vést ke kondenzaci vody v dutině (obr. 5).

 

Vlivem chybného skladování nebo v důsledku chyb při výrobě může dojít k nasycení vysoušedla. Izolační skla vyrobená z takového materiálu se pak budou rosit v dutině.

Zatímco znečištění pohledového povrchu je spíše estetickou vadou, znečištění bočních stěn a zadní stěny významně snižuje přilnavost tmelů a tím může být narušeno utěsnění dutiny (obr. 6).

 

Pokud při výrobě dojde k poškození kovové fólie, která působí jako bariéra proti průniku vlhkosti a úniku plynu, je snížena životnost izolačního skla.

JIŘÍ STRÁNSKÝ

 

1) ČSN EN 1279-1 (2004): Sklo ve stavebnictví – Izolační skla – Část 1: Obecné údaje, tolerance rozměrů a pravidla pro popis systému.

2) ČSN EN 1279-2 (2003): Sklo ve stavebnictví – Izolační skla – Část 2: Dlouhodobá metoda zkoušení a požadavky na pronikání vlhkosti.

3) ČSN EN 1279-3 (2003): Sklo ve stavebnictví – Izolační skla – Část 3: Dlouhodobá metoda zkoušení a požadavky na rychlost unikání plynu a na tolerance koncentrace plynu.

4) ČSN EN 1279-6 (2003): Sklo ve stavebnictví – Izolační skla – Část 6: Řízení výroby v závodě a periodické zkoušky.

5) ČSN EN ISO 10077 (2007): Tepelné chování oken, dveří a okenic – Výpočet součinitele prostupu tepla – Část 1: Všeobecně.

6) Warm-Edge Spacers. Glastech Group (1999).

7) Kompass „Warme Kante“ für Fenster. Bundesverband Flachglas (2008).

8) Summary Analysis of the Different Families of Warm Edge Spacers Acailable on the Market. Fenzi.

9) Was steckt hinter der warmen Kante. Glaswelt.

10) New Spacers Generation. German Spacer Solutions.

11) Profilex Spacers – technické specifikace.