Izolační skla se zvýšenou tepelnou izolací

Jde o vysoce hodnotné izolacní sklo splnující vysoké požadavky kladené na účinnou tepelnou izolaci.

Únik tepla okny predstavuje u většiny domu největší část z celkového úniku energie. Míru ztráty tepla, tedy tepelné propustnosti materiálu, vyjadřuje koeficient prostupu tepla Ug.Čím nižší je jeho hodnota, tím větší je tepelná izolace.

Dnešní standard

  • u dvojskel je Ug = 1,1 Wm-2K-1,
  • u trojskel  je Ug = 0,5 Wm-2K-1.

Nízkých hodnot součinitele Ug je dosahováno používáním skel, na jejichž povrch je naneseno několik vrstev oxidu vzácných kovů. Vrstva způsobuje odraz tepelného záření zpět do místnosti. Pro zlepšení tepelně izolačních vlastností se vnitřní prostor skla plní plynem s nízkou tepelnou vodivostí:

  • argonem,
  • kryptonem

Vnitřní distanční rámečkyse používají standartně nerezové (dříve hliníkové) nebo plastové s ocelovou vložkou (výztuží), kompozitní - tzv. teplá hrana.

Vnitřní povrchová teplota zasklívací spáry

Zasklívací spára je spojením zasklívací jednotky a okenního křídla (viz schema). Z hlediska splnění požadavku na fRsi (povrchové teploty) jde o jednu z nejrizikovějších oblastí těchto konstrukcí.

Prvky ovlivňující vnitřní povrchovou teplotu zasklívací spáry

Tepelný most tvořený distančním rámečkem zasklívací jednotky, který výrazně zvyšuje hustotu tepelného toku. Zvýšit vnitřní povrchovou teplotu lze "zastíněním" (tepelněizolačním překrytím) tohoto tepelného mostu nebo jeho snížením za použití distančních rámečků s nižší tepelnou vodivostí.

Na kvalitu má z tepelnětechnického hlediska vliv konstrukce a tepelná vodivost materiálů. Na schránku jsou také kladeny požadavky tuhosti a nepropustnosti meziskelní výplně, které mohou být s tepelnětechnickými požadavky v rozporu. Materiály s nízkou tepelnou vodivosti, jako jsou např. termoplasty, nevykazují dostatečnou pevnost a tuhost, aby mohly být použity jako okraje větších ploch IS. Proto se výrobci snaží volit kompromis, tak aby bylo vyhověno všem požadavkům. Následující tabulka řadí používané distanční rámečky podle vypočtené nejnižší vnitřní povrchové teploty v oblasti zasklívací spáry námi zvoleného plastového okenního profilu podle obrázku 3 s hloubkou zastínění 15 mm.

Z tabulky je zřejmé, že z hlediska tepelných povrchů vychází pro daný typ okna nejlépe rámeček Swisspacer V. Jako na vše, měli bychom nahlížet na tento produk z více hledisek. První nevýhodou je, že se rámeček nedá ohýbat - na rohové spoje se musí použít spojka. V návaznosti na to, nelze z tohoto produktu vyrobit sklo u něhož není hrana v přímce - oblouky. Torzní tuhost rámečku není dostatečná pro skla o větších plochách.

Tato poznámka nemá sloužit k tomu, abychom znehodnocovali vlastnosti produktu, ale proto, aby uživatel zvažoval, jaký materiál použije, tak aby užitná hodnota výrobku byla pro něj co možná nejvýhodnější.

Vliv hloubky polodrážky

Další konstrukční opatření, které výrazně ovlivňuje vnitřní povrchovou teplotu, a to až v řádech stupňů, je hloubka zapuštění IS do okenního rámu. Je to dáno zastíněním tepelného mostu distančního rámečku okenním rámem, konkrétně zasklívací lištou. Křivka v následujícím grafu ukazuje téměř lineární závislost hloubky zapuštění okraje zasklení na vnitřních povrchových teplotách. Zapuštěním okraje IS o 10 mm se zvýší hodnota vnitřních povrchových teplot o 1,57 °C.

Koncentrace inertního plynu ve vzthahu k UG

Je několik mýtů rozšířených v laické a mnohdy i odborné veřejnosti vztahujících se k této problematice a jedním z nejrozšířenějších je představa tzv. "vakuovaných skel". Tuto situaci poměrně přesně vystihuje jedno přísloví, které praví, že "přání bylo otcem myšlenky". Ano samozřejmě, izolační skla obsahující vakuum v meziskelní oblasti by v porovnání se současnou úrovní standardu (U=1,1Wm-2K-1) představovala neskutečný průlom a dosahované vlastnosti při cca 80 % vakuu by mohly být na úrovni součinitele prostupu tepla neuvěřitelných U=0,1 Wm-2K-1, čímž by se vyrovnaly nebo i předčily izolační vlastnosti ostatních materiálů používaných v konstrukcích obvodových plášťů. Bohužel realita je taková, že současná konstrukce izolačního skla rozhodně neumožňuje dosáhnout žádného významného podtlaku, aniž by se jednotlivé tabule skla k sobě nepřiblížily, resp. nepraskly. Určité pokusy se v této oblasti testují, ale zatím nelze ani z krátkodobého či střednědobého hlediska očekávat nějaké technicky a finančně akceptovatelné řešení.

Inertní plyn se plní do mezisklení oblasti v aktuálním atsmosferickém tlaku a změna rovnováhy jeho tlaku vůči okolnímu prostředí může být jen omezená a způsobená změnou teploty a současné proměnné roztažnosti/smrštitelnosti plynů, vyvoleném kolísaním atmosferického tlaku nebo změnou nadmořské výšky umístění izolačního skla.
Problém může nastat při výrazné změně nadmořské výšky, kdy jsou známé případy, že vyrobené sklo v "nížině" dodané následně do vysokohorských oblastí s výrazně nižším atmosferickým tlakem samovolně explodovalo. Proto všichni zainteresovaní by měli mít tuto skutečnost na mysli  pokud realizují stavbu ve vysokohorských oblastech (nad 1000m nad mořem).

Vlivy ovlivňující koncentraci plynu v IS

Typ tmelu

typ tmelu (polymerový základ)

množství plynu (argon) prošlého difuzí přes 3 mm vrstvu tmelu (ml/m2.d.bar)

Ztráta plynu (Argon) dle DIN 1286 T 2 u izolačního dvojskla (103/rok)

Polysulfid40 - 701 - 8 (1-3 pro krypton)
Polyurethan100 - 30010-30
Silikon2000 - 4000příliš vysoká, proto neměřitelná
Polyisobutylen5 - 15příliš vysoká, proto neměřitelná

Úprava nízkoemisivně pokoveného skla

Distanční rámečky

Důležitým faktorem může být i roztažnost rámečků a její podobnost se sklem. Příliš odlišná roztažnost může vlivem změn teplot cyklicky zatížit butylovou spáru natolik, že se tato místně poruší a tím dojde k porušení hermetického uzavření meziskleního prostoru. Z hlediska roztažnosti opět vycházejí nejlépe ocelové rámečky, které mají velice blízkou roztažnost jako sklo. Naopak nejhůře jsou na tom plastové rámečky nebo rámečky zhotovené z kompozitů. U menší skel je tento vliv zanedbatelný, ale u větších skel, kde jeden z rozměrů přesáhne např. 2m může rozdíl v délkové roztažnosti dělat i několik mm. Dalším faktorem je samozřejmě ohybatelnost rámečků - vyvarování se rohových spojek.

Koncentrace plynu

Rychlost unikání plynu Li pro koncentraci vyšší než 15% a vzduchu měřená na vzorcích ze dvou tabulí čirého skla float 4 mm ve smyslu EN 572 a EN 572-2 musí být Li < 1,0 v % .a-1.

VÝKONOSTNÍ DATA IZOLAČNÍCH SKEL


Skladba síla [mm] Plnění [%] Plnění Ug [W/Km2] g [%]

CGP/12/Float 4/12/4 90 vzduch 1,6 63

CGP/14/Float 4/14/4 90 vzduch 1,5 63

CGP/16/Float 4/16/4 90 vzduch 1,4 63

CGP/18/Float 4/18/4 90 vzduch 1,4 63

CGP/20/Float 4/20/4 90 vzduch 1,6 63

CGP/12/Float 4/12/4 90 argon 1,3 63

CGP/14/Float 4/14/4 90 argon 1,2 63

CGP/16/Float 4/16/4 90 argon 1,1 63

CGP/18/Float 4/18/4 90 argon 1,1 63

CGP/20/Float 4/20/4 90 argon 1,2 63

CGP/20/Float 4/20/4 91 argon 1,1 63

CGP/12/Float 4/10/4 90 krypton 1,0 63

CGP/12/Float 4/12/4 90 krypton 1,0 63

CGP/14/Float 4/14/4 90 krypton 1,1 63

CGP/16/Float 4/16/4 90 krypton 1,1 63

CGP/10/Float/10/CGP 4/10/4/10/4 90 argon 0,8 49

CGP/12/Float/12/CGP 4/12/4/12/4 90 argon 0,7 49

CGP/14/Float/14/CGP 4/14/4/14/4 90 argon 0,6 49

CGP/16/Float/16/CGP 4/16/4/16/4 90 argon 0,6 49

CGP/10/Float/10/CGP 4/10/4/10/4 90 krypton 0,6 49

CGP/12/Float/12/CGP 4/12/4/12/4 90 krypton 0,5 49

CGP1,0/16/Float 4/16/4 90 argon 1,0 49

CG1,0/16/Float/16/CG1,0 4/16/4/16/4 90 argon 0,5 38

PTri/16/Clear/16/PTri 4/16/4/16/4 90 argon 0,7 72