Aktuality

Úsporný dům, 4. díl: Jak snížit úniky tepla oknem

1. 12. 2024

Pokud již máme představu, kolik tepla náš dům ztrácí a které konstrukce z tepelně-izolačního hlediska nevyhovují, můžeme začít plánovat technická opatření, umožňující snížit spotřebu energie. Na tomto místě je dobré si říci, že snaha snížit spotřebu energie není tou jedinou motivací proč izolovat stěny, měnit okna či instalovat rekuperační větrání.

Někdo může zateplovat proto, že se mu na stěnách (v místech tepelných mostů) dělá plíseň; měl jsem i klienta, který zateploval proto, že systém ústředního topení byl poddimenzovaný a pamatuji se na rozhovor s jedním podnikatelem, který říkal, že jej spotřeba energie vůbec nezajímá. Nakonec se ale nechal „nalákat" na to, že dobře zateplený dům mu poskytne vyšší bezpečnost při výpadcích elektrického proudu.

Okna

Ze zkušenosti vím, že lidé, kteří chtějí snížit energetickou spotřebu domu, se zpravidla v první řadě soustředí na okna. To je zcela v pořádku, nicméně je dobré si uvědomit, že je to jen začátek cesty a pouhá výměna oken za nová nejenže nepostačuje, ale v mnoha případech může být i zdrojem mnoha následných problémů (viz níže). Okna jsou z energetického hlediska klíčovým prvkem v obálce domu. Jde o poměrně komplikovanou součást stavby a kvalitní okna jsou i dost drahá. Je proto dobré pečlivě zvažovat, zda je jejich výměna nutná a zda nelze použít nějaké alternativní možnosti.

Únik tepla okny

Na okna jsou kladeny velmi protichůdné požadavky: Musí se otvírat, ale v zavřené pozici musí být těsná. Musí propouštět světlo a sluneční teplo dovnitř, ale současně zamezit úniku tepla ven. Nesmí dovnitř propouštět hluk, ale přitom musí být rozumně lehká a tenká.


Výsledné řešení je proto vždy určitým kompromisem. Pro lepší pochopení funkce okna a významu jeho jednotlivých vlastností je třeba něco vědět o tom, jak vlastně teplo skrz okno prochází. K úniku tepla okny a jejich okolím dochází v zásadě pěti způsoby:

Infiltrace

Je to pronikání vzduchu netěsnostmi mezi okenním křídlem a ostěním (pevným rámem zasazeným do stěny), případně i mezi ostěním a stěnou. Říkáme, že oknem „táhne". Za studeného větrného počasí nebo u nekvalitních či špatně osazených oken může infiltrace představovat největší díl z celkové tepelné ztráty okna. Infiltrace je nežádoucí z hlediska energetického, nicméně jistá malá míra infiltrace zajistí nutnou výměnu vzduchu v domě a může zabránit hromadění vlhkosti. Některá moderní okna nabízí „kontrolovanou” infiltraci (mikroventilace) tím, že v jedné poloze kliky uvolní okno a vytvoří malou mezeru, kudy může proudit vzduch. Existují i složitější systémy, takzvané větrací klapky, které dokážou omezit přístup vzduchu skrz profil okna při silnějším větru, a tak do jisté míry větrání regulovat. Například systém ClimaTEC reaguje na tlak vzduchu způsobovaný větrem. Se stoupajícím tlakem ClimaTEC automaticky přivírá větrací drážky, čímž zabraňuje zvýšenému průtoku vzduchu.

Konvekce

Jde o pohyb vzduchu okolo skel. To, co tepelně izoluje, není sklo, ale (nepohybující se) vzduch v blízkosti skel. V důsledku rozdílu teplot ale vzduch okolo skla začne proudit, a tím přenáší teplo. Konvekcí se přenáší nejvíc tepla mezi skly okna a nejvýrazněji se projeví tam, kde jsou skla dál od sebe. Udává se, že optimální vzdálenost mezi skly pro minimalizaci tepelných ztrát je přibližně 16 mm, pokud je mezi skly vzduch. Při použití argonu nebo kryptonu, které mají nižší tepelnou vodivost než vzduch, je optimální vzdálenost nižší.

Vedení

Vzduch a plyny obecně jsou naštěstí, na rozdíl od pevných látek, poměrně špatné vodiče tepla. Platí, že čím je plyn těžší, tím nižší je jeho tepelná vodivost. Tepelná vodivost vzduchu je při teplotě 20°C a tlaku 1 bar jen 0,026 W·m^-1·K^-1 (pro srovnání pěnový polystyren má zhruba 0,035, argon má přibližně 0,018, krypton 0,01 a xenon dokonce jen 0,0055). Přenos tepla vedením se znatelně projeví hlavně tam, kde jsou skla blízko u sebe (řekněme méně než 10 mm). Pro vícenásobné zasklení (trojsklo eventuálně čtyřsklo) by tedy byl ideální plnicí plyn xenon, který by umožnil výrazně snížit celkovou tloušťku zasklení, bohužel jeho cena je příliš vysoká. V poslední době, po zdražení kryptonu, se používá převážně argon. Některé firmy ale pro špičková zasklení stále nabízí i možnost plnění kryptonem.

Radiace

Každé zahřáté těleso vyzařuje teplo ve formě dlouhovlnného infračerveného záření (tepelné sálání). Podíl radiace na tepelných ztrátách roste s teplotou, ale i při pokojové teplotě je jen o málo menší než přenos konvekcí. Radiace je hned po konvekci druhý nejvýznamnější způsob přenosu tepla. Množství tepla přeneseného radiací závisí kromě teploty i na emisivitě povrchu, který teplo vyzařuje. Emisivita je definovaná jako poměr intenzity vyzařování reálného tělesa k intenzitě vyzařování absolutně černého tělesa se stejnou teplotou. Je to bezrozměrná veličina, která určuje schopnost tělesa vyzařovat a pohlcovat teplo. Emisivita většiny materiálů se více méně blíží k jedné. Pouze lesklé kovové povrchy a některé speciálně připravené vrstvičky polovodivých oxidů kovů mají hodnoty emisivity výrazně nižší a teplo tedy jen málo vyzařují a málo pohlcují, respektive tepelné záření dobře odrážejí. Například běžné okenní sklo má emisivitu 0,92-0,94 zatímco lesklý hliník má jen 0,04. Sklo je tedy v dlouhovlnné infračervené oblasti prakticky černé a neprůhledné, zatímco hliník záření odráží.

Tepelné mosty

Na oknech a v jejich bezprostředním okolí bývá obvykle celá řada tepelných mostů, které zhoršují jejich tepelné vlastnosti a zvyšují úniky tepla. Tepelné mosty jsou místa konstrukce, kterými uniká zvýšené množství tepla z interiéru do okolního prostředí. Tím dochází jednak k tepelným ztrátám, ale zpravidla také k poklesu vnitřní povrchové teploty pod teplotu rosného bodu, což má za následek kondenzaci vodních par a časem může dojít i k výskytu plísní.

Tepelné mosty ostění: Okno je prakticky vždycky tenčí než stěna, a v okolí okna proto má teplo unikající skrz zeď znatelně kratší cestu, je tam snížený tepelný odpor konstrukce.

Tepelné mosty skel: Izolační dvojskla nebo trojskla mají na okraji kovový nebo plastový distanční rámeček a vrstvu tmelu, která těsní vnitřní prostor mezi skly. Tyto materiály mají pochopitelně větší tepelnou vodivost než vzduch či argon mezi skly. Okraj skla proto tvoří tepelný most.



Zdroj obrázků: Freepik (1, 2)

Zdroj článku:

Úsporný rodinný dům Autor: Karel Murtinger Vydavatel: Grada