Okna a dveře pro pasivní domy

Zásadní součástí optimalizovaných otvorových výplní je jejich osazení do konstrukce. Důležitá je zde hluboká znalost jak stavební fyziky, tak i konstrukce oken a použitého konstrukčního systému. Pro dlouhodobou funkčnost a životnost zde platí několik zásad:

• vyloučení tepelných vazeb osazením do roviny tepelné izolace
• precizní vnitřní vzduchotěsné napojení
• vnější paropropustná ochrana připojovací spáry.

Velký vliv na funkci okna mají nejen parametry rámu a zasklení, ale také způsob zabudování okna do stěny. Pokud je okno zabudováno běžným způsobem, to znamená, že rám je v úrovni zdiva, dochází k výraznému zhoršení parametru součinitele prostupu tepla. Vzniká zde tepelný most, který způsobuje zvýšený tepelný tok, a v krajním případě může docházet ke kondenzaci vody a vzniku plísní kolem rámu okna. Správné osazení okna by mělo být do vrstvy tepelné izolace, tzv. předsazená montáž okna, která eliminuje vliv tepelného mostu. U masivních staveb jde nejčastěji o osazení na ocelové nebo kompozitní kotvy. Další možností, která se používá u dřevostaveb i u masivních staveb, je montáž okna do kastlíku z OSB desek. Rám okna je pak z vnější strany ještě překryt co největší tloušťkou izolace, minimálně však 40 mm. Nevhodné osazení okna kromě funkčních potíží s sebou nese i výrazné zvýšení potřeby tepla na vytápění, v některých případech až do 50 %. To jen potvrzuje fakt, že pasivní dům je nutné řešit komplexně a mít na paměti, že každá chyba se projevuje výrazněji než u běžných domů. 

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)

 Obr 6. Vliv osazení okna na součinitel prostupu tepla a měrnou potřebu tepla na vytápění u modelového příkladu. Tepelný most při nevhodném osazení může posunout potřebu tepla na vytápění až o 50 %.

Obr. 7 Špatný příklad okna (vlevo) s porušením všech principů správného osazení. Okno je podloženo plnými cihlami procházejícími ven, bez použití těsnících materiálů a s nekorektním použitím kotvících prostředků. Naproti tomu pěkný příklad předsazené montáže okna (vpravo) do roviny tepelné izolace s použitím těsného napojení na konstrukci. Rám okna je následně překrytý min. 4 cm venkovní izolace.

Obr. 8 Příklad osazení okna do parapetu (vpravo) a simulace teplotních polí v místě ostění (vlevo). Jak je vidět, okno je vyloženo co nejvíce do exteriéru v kastlíku z OSB desek, aby se snížilo na minimum stínění ostěním. Rám okna je vyplněn polyuretanovou izolací a překryt zvenku tepelnou izolací.

Předsazená montáž okna je výhodná i z hlediska stínění ostěním. V případě, že je okno zabudováno klasicky do roviny zdiva, izolace o tloušťce běžně 30 cm výrazně snižuje sluneční zisky. Přílišné vysazení do exteriéru zase neumožňuje překrýt rám okna dostatečnou tloušťkou izolace a zvyšuje se lineární tepelný most osazení. Ideální je umístění okna v rozmezí 6–16 cm od vnějšího líce fasády.

Obr. 9 Okna nové generace určená do energeticky úsporné výstavby jsou koncepčně nastavena tak, aby po správném zabudování (kompletně schovaná v izolaci) získala svůj vzhled podobný bezrámovému zasklení s optikou čistého skla. Vlevo detail se systémově řešeným žaluziovým kastlíkem, vpravo okno osazené správně do dřevostavby.

Osazení okna musí respektovat konstrukce oken. Například dřevěná okna s hliníkovým vnějším krycím profilem nemá význam přeizolovat na vnější špaletě, jak ukazuje obr. 10.

Obr. 10 Výřez z 2D simulace dřevohliníkového okna (vlevo). Vnější přeizolování rámu pozbývá svou funkci, protože vysoce vodivý hliníkový profil posunuje izotermy hluboko dovnitř izolace. Naproti tomu optimalizovaný dřevohliníkový profil obsahuje jen malou hliníkovou lištu a celý rám je spolehlivě ochráněn vnější izolací. 2D simulace jsou výbornou pomůckou při optimalizaci osazení oken.

Střešní okna pro pasivní domy? Raději izolovaný světlovod.

Často se diskutuje také o použití střešních oken v pasivních domech. Nakloněním zasklení totiž dochází k relativně výraznému zhoršení součinitele prostupu tepla až o 20 %, Mnohem větším problémem je však jejich osazení, kde v několika místech naprosto chybí izolace. Je to dáno samotnou koncepcí střešního okna, které, aby odolávalo vlivům počasí, musí být osazeno do roviny střešní krytiny, tedy mimo izolační obálku. Dalším problémem bývá jejich těsnost, která zhoršuje výsledek při testu neprůvzdušnosti. Několik takových střešních oken může zhoršit výslednou potřebu tepla na vytápění pasivního domu i o desítky procent, nehledě na funkční závady, jako je kondenzace vlhkosti. Také stínění v letním období je problematické a střešní okna se pak stávají zdrojem velkých solárních zisků a způsobují přehřívání podstřešních místností. Vše dohromady tvoří ze střešních oken problematický stavební prvek, kterému je lepší se u pasivních domů vyhnout. Náhradou poskytující potřebné prosvětlení mohou být vhodnější prvky jako např. světlovody, světlíky či vikýře, které lze tepelně řešit mnohem jednodušeji.

Obr. 11 Tepelně vhodnější variantou je světlovod. Výrobci již reagují na požadavky pasivních domů speciální tvarovkou s vloženým trojsklem. Výsledkem je ideální osazení v konstrukci izolace. (Zdroj Lightway)

Těsnost funkční a připojovací spáry

Stoprocentní funkčnost a dlouhodobou životnost oken ovlivňuje jejich těsnost. Ve funkční spáře mezi rámem a křídlem těsnost zaručuje řada těsnění. Vybírejte okna, která mají tři a více těsnících rovin, a požadujte, aby okna byla ve třídě průvzdušnosti 4. Pokud mají okna pouze dvě těsnění, dochází často k vnikání vodní páry do funkční spáry, kde kondenzuje případně i zamrzá. Výsledkem pak zejména u dřevěných oken může být degradace ochranné vrstvy lazury a zkrácená životnost rámů.

Těsnost v připojovací spáře, tedy mezi rámem a stěnou, zaručuje dlouhodobou funkčnost detailu. Časté poruchy u staveb jsou způsobeny zejména zanedbáním těsnění v místě připojení na konstrukci. Detail lze realizovat řadou těsnicích materiálů přes pásky, fólie a tmely až po předkomprimované pásky, jak důsledně popisuje i TNI 74 6077 Okna a vnější dveře - Požadavky na zabudování. Technická normalizační informace popisuje standard kvality provedení zabudování otvorových výplní a je vhodné její dodržení od dodavatelů oken požadovat. Na interiérové straně by se měl nacházet tzv. vnitřní vzduchotěsný uzávěr, který brání vnikání vlhkosti do spáry. Důležité je používat systémové výrobky a dodržovat technologické postupy. Kontaktní plocha rámu okna se kvůli tepelné a zvukové izolaci vyplňuje nízkoexpanzní montážní pěnou případně komprimační páskou, která zároveň slouží jako vnitřní uzávěr. Vnější paropropustný uzávěr tvořený nejčastěji komprimační páskou nebo fólií brání proniknutí dešťové vody do spáry při zachování paropropustnosti. Správné utěsnění funkčních spár oken má velký význam pro zajištění vzduchotěsnosti a pro dosažení nízké hodnoty n₅₀.

Obr. 13 Detail musí obsahovat kromě izolace i způsob těsnění včetně vnitřního a vnějšího uzávěru. Pro připojení parapetu i okna se z vnější strany používají komprimační pásky, které chrání spáru před vnikem hnaného deště.

Potřeba venkovního stínění

Větší prosklené plochy mohou v letním období přinášet příliš mnoho slunečních zisků, a proto je nutné okna vhodně zastínit. Jižní fasáda si proti vysokému letnímu slunci poradí vhodně navrženým horizontálním stíněním (pergola, přesah střechy, apod.). U východní a zejména západní fasády takové opatření nestačí, protože v době jejich oslunění je slunce níže na obloze. Zde nezbývá než navrhnout aktivní stínící prvky, jako jsou venkovní žaluzie či rolety, které jsou mnohem účinnější než vnitřní stínění. Optimální návrh by měl objekt řešit již dispozičně tak, abychom se bez nich co nejvíce obešli. Cenově totiž stojí aktivní stínící prvky přibližně tolik, co samotná okna. Současně je třeba řešit snížení tepelné izolace v místě žaluziového kastlíku, kde se někdy neobejdeme bez použití speciálních izolací, jako je vakuová izolace nebo aerogel.