Okna z hlediska úniku tepla, akustiky, prostupu světla či bezpečnosti 3

Častým jevem na dobře izolujících sklech je ranní kondenzát a v zimě námraza. Negativní reakce uživatelů, kteří u prodejců tento jev reklamují, protože chtějí přes okna vidět, jsou odbývány slovy, že je to právě důkaz o velmi dobré izolační schopnosti, protože na hůře izolujících sklech se kondenzát na vnějším povrchu netvoří. Bohužel však již nevysvětlí, proč se to děje a jak tvorbě kondenzátu zabránit. Většinou proto, že to nevědí.

Pojďme si o této problematice říct více.
Exteriérové skla si díky své velké emisivitě (schopnosti sálat teplo) vyměňují teplo s okolními předměty (stromy, zábradlím, protějšími fasádami i s oblohou). Teplejší povrchy odevzdávají sáláním své teplo těm studenějším, které se jeho absorpcí ohřívají. Čím je rozdíl teplot větší, tím více energie se sáláním přenáší. Přenos tepla je velmi intenzivní a s každým stupněm rozdílu teplot roste násobně více. V zimě jsou okna vždy teplejší než stromy, zábradlí, silnice, či fasády okolních domů, tedy předávají svému okolí více tepla, než kolik ho samy přijímají (viz obr. 1).

Pokud je teplota povrchu vnějšího skla +5 °C a teplota okolních předmětů je 0 °C, vyzáří se z 1 m² okna až 20 W!

Teplotu povrchů samozřejmě ovlivňuje i proudící vzduch. Teplejší předměty ochlazuje, studenější ohřívá, takže dochází k určitému srovnání všech povrchových teplot a vliv sálání se vlivem větru logicky snižuje.

Avšak za jasných zimních nocí je povrch všech sálavých předmětů na zemi i přes proudění větru zcela zásadně ovlivněn teplotou oblohy, protože ta je velice studená (v zimě až –60 °C) a vítr u povrchu země ji nijak neohřívá. Sálavé povrchy s teplotou okolo 0 °C vyzáří do studené troposféry i více než 130 W/m², ať si fouká vítr, jak chce silně. Protože skla mají velmi velkou schopnost sálat teplo do studené oblohy, klesá na jejich povrchu teplota nejrychleji. Jakmile se dostane pod rosný bod vzduchu, objeví se kondenzát (viz obr. 2).

U dvojskel tento jev nastává jen velmi zřídka (při velmi hlubokých mrazech), protože díky špatnému izolačnímu účinku uniká z interiéru tolik tepla, které venkovní sklo ohřívá, že povrch venkovní tabule pod rosný bod neklesne. Ale za tento komfort jasného ranního výhledu bohužel musíme zaplatit. A to mnohem více, než jsme si sami ochotni přiznat.

Během jasné zimní noci se od studenějších povrchů ochlazuje i vzduch a díky tomu chladnou více i povrchy (studenější vzduch má menší schopnost „ohřívat“ a studená troposféra přijímá zářením předmětů na Zemi stále velké množství tepla). Po několika desítkách minut je teplota venkovních tabulí u trojskel už pod bodem mrazu a kondenzát na skle zmrzne.

Jenže i led má velkou schopnost sálat, takže i jeho teplota vlivem záření noční oblohy stále klesá. Od půlky noci je venkovní povrch skla běžně o 10 a více stupňů studenější než přes den, takže z denních výpočtových ΔT 20 K je v noci i více než 30 K. Únik tepla okny za jasných nocí je proto běžně o více než 50 % vyšší než přes den (a to platí nejen pro zimu, ale i na jaře a na podzim, kdy má noční jasná obloha teplotu hluboko pod bodem mrazu).

Řešením je nejen velmi dobře izolující zasklení (s nízkým koeficientem Ug), ale především nesálavý povrch na venkovním skle, díky němuž se:
– kondenzát na venkovním skle nevytvoří (tím, že vnější sklo nebude své teplo schopno zářit, teplota jeho povrchu se nikdy nedostane pod rosný bod vzduchu);
– velmi výrazně sníží únik tepla, a to i přes den (sklo s nízkoemisivní vrstvou přes den vysálá méně než 1 W/m², tedy 20krát méně než sklo bez této vrstvy, v noci pak je rozdíl ještě výraznější);
– díky faktu, že se nebude sáláním ochlazovat venkovní sklo, bude i vnitřní sklo výrazně teplejší, což podstatně zvýší tepelnou pohodu v místnosti a významně klesne riziko tvorby kondenzátu na interiérovém skle (i u dvojskel).

Jak ale získat nesálavý povrch na vnějším skle?
Stejně jako se dnes v magnetronu nanáší nízkoemisivní nanovrstva na stranu skla otočenou do komory – tzv. měkký pokov, tak stejně lze nanést na druhou stranu skla speciální, tzv. tvrdé pokovení, které je pro viditelné světlo průhledné, ale pro tepelné sálání odrazivé, resp. nízkoemisivní (s velmi malou schopností sálat teplo) a tvořené materiály, které jsou odolné vůči atmosférickým vlivům.

Tato oboustranně pokovená sklovina není bohužel běžně dostupná, protože výrobci izolačních skel o této možnosti příliš nevědí a netlačí dodavatele tabulových skel do jejich výroby. Na vině jsou špatné normy, díky nimž se vliv studeného sálání noční oblohy do výpočtů nezahrnuje. Přesto jsou na trhu k dostání výjimečně izolující zasklení i včetně funkce „bez kondenzátu na vnějším skle“, viz obr. 3.

Pro ty, kdo mají relativně nová okna a jejich výměna proto nepřichází do úvahy, existují i nalepovací fólie s nízkoemisivním (nesálavým) povrchem. Ale toto řešení je vždy až na druhém místě, pokud není možné objednat vrstvu přímo na skle a je potřeba řešit tento problém až dodatečně. Nevýhodou je totiž menší životnost fólie (pomalu ji rozkládá UV světlo) a také její vyšší cena než vrstva na skle a samozřejmě i komplikovanost její aplikace.

MICHAL BÍLEK

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. Věnuje se vývoji nových řešení pro stavebnictví se zaměřením na úsporu energie a solární zisky.

Zdroj: imaterialy.cz