Drevo-hliníkové okná

Súčasným trendom vo svete okien je kombinácia rôznych materiálov pri ich výrobe. Rozličnou materiálovou skladbou sa dá dosiahnuť vyššia životnosť a pri správnej voľbe materiálov aj zvýšenie ich tepelnotechnických vlastností.

Konštrukcie drevo-hliníkových okien
Ako už sám názov napovedá, pri drevo-hliníkových oknách ide o kombináciu dreveného okenného rámu s hliníkovou povrchovou úpravou (opláštením). Táto povrchová úprava sa realizuje na okennom ráme z exteriérovej strany konštrukcie okna. Hliníkovou úpravou sa zabezpečuje ochrana drevenej časti rámu proti poveternostným vplyvom. Okrem zvýšenia životnosti okennej konštrukcie v exteriéri je drevo-hliníková kombinácia vhodná aj z architektonického hľadiska. V exteriéri sa dosahujú čisté, moderné línie a v interiéri možno zachovať prírodnú krásu dreva.

V zásade možno drevo-hliníkové konštrukcie rozdeliť na dva základné typy. Pri prvom type nejde o drevo-hliníkovú konštrukciu ako takú, ale ide skôr o kombináciu klasického dreveného okna s takzvanou hliníkovou kapotážou (obr. 1). Tento systém je výhodný hlavne z hľadiska ceny, pretože bežný výrobca drevených okien nie je nútený použiť na výrobu okennej konštrukcie iné typy nástrojov ako na výrobu klasického dreveného okna. Tento typ má však aj nedostatky, ktoré sa pri originálnej drevo-hliníkovej konštrukcii nevyskytujú. Jedným z hlavných nedostatkov je zasahovanie hliníkového profilu do vnútorných častí prierezu okennej konštrukcie, čím dochádza k vytváraniu nežiaducich tepelných mostov, ktoré znižujú kvalitu okien z hľadiska ich tepelnotechnických vlastností.

Druhý typ – skutočná drevo-hliníková konštrukcia – sa od predchádzajúceho typu líši hlavne v spôsobe upevnenia sklenej výplne v ráme okna. Odpadá nutnosť použiť zasklievace lišty z interiérovej strany (obr. 2). Toto riešenie má výhodu z hľadiska utesnenia skla, pretože nedochádza k prenikaniu vlhkého, interiérového vzduchu pod zasklenie.  V dôsledku toho sa nevytvára nežiaduca kondenzácia pod zasklením, čím sa predlžuje životnosť okna. Dá sa namietať, že bez použitia zasklievacej lišty nebude možné prípadné vymenenie skla. Toto tvrdenie je však neopodstatnené, ba priam zavádzajúce. Výmena skla v krídle je jednoduchá. Stačí v podstate pomocou špeciálneho prípravku odistiť hliníkový profil a sklo jednoducho vybrať.

Obr. 1: Kombinácia klasického dreveného okna s takzvanou hliníkovou kapotážou	Obr. 2: Spôsob upevnenia sklenej výplne v ráme okna bez použitia zasklievacej lišty z interiérovej strany

Keďže zo strany hliníkovej konštrukcie sa na vyplnenie škáry medzi zasklením a rámom použilo gumené tesnenie, nedochádza k problémom pri odstraňovaní silikónu, ani s jeho opätovnou aplikáciou. V prípade klasických drevených okien sa drevená zasklievacia lišta spravidla upevňuje pomocou klinčekov, ktoré sa musia v prípade potreby vybrať. Pri neopatrnej manipulácii však môže dôjsť k jej poškodeniu, a s tým súvisiacim nežiaducim komplikáciám.

Samostatné hliníkové opláštenie sa pripája na drevené okno pomocou plastových príchytiek, a tým sa eliminujú nežiaduce tepelné mosty. Konštrukcia opláštenia sa pripája už spojená do rámov. Toto spojenie možno realizovať dvoma spôsobmi. Prvý, jednoduchší, sa realizuje rohovými spojkami, ktoré sa upevnia do vnútorných drážok hliníkového profilu pomocou lepiacej zmesi a kotviacich skrutiek. Druhý, zložitejší spôsob, je vytvorenie spojov zváraním. Zváranie hliníka treba realizovať v špeciálnej atmosfére, čo zvyšuje finančné náklady na strojnotechnologické vybavenie výrobcu drevo-hliníkových okien. Spoj realizovaný použitím spojok môže byť čiastočne viditeľný, teda nemusí byť esteticky úhľadný, avšak pri použití kvalitných a presných rezných nástrojov je na nerozoznanie od zváraného spoja.

Na životnosť drevo-hliníkových okien má výrazný vplyv aj minimalizácia styku dreva s vodou v kvapalnom skupenstve. Možno to dosiahnuť práve kombináciou hliníkovej vrstvy s plastovými, respektíve gumenými časťami systému. Pri drevených oknách s takzvanou hliníkovou kapotážou (obr. 1) dažďová voda steká na hliníkovú odkvapnicu a následne na parapetnú dosku. Pri systéme znázornenom na obr. 2 dažďová voda steká najskôr na plastový, respektíve gumený tesniaci a dorazový profil a až následne cez hliníkovú konštrukciu na parapetnú dosku. Existujú aj systémy, pri ktorých sa plastové profily nepoužívajú. Pri týchto systémoch dažďová voda steká po drevenej konštrukcii okna popod hliníkový profil. Vďaka tvarovaniu takýchto profilov nemôže dôjsť k tomu, že by voda v kvapalnom skupenstve stála na drevenom profile, a tým by ho znehodnocovala. Tento systém je vhodné použiť pri spájaní zvislých vlysov so spodným vlysom okennej konštrukcie. Ak by sa v tomto prípade použil systém kombinácie odkvapnice a plastových profilov, mohlo by v týchto stykoch v dôsledku tepelnej dĺžkovej rozťažnosti dochádzať k vzniku netesností, v ktorých by sa  mohla zdržiavať voda, čo môže spôsobiť znehodnotenie drevených prvkov.

Rôzne varianty riešenia tvaru hliníkovej konštrukcie, ktoré možno aplikovať pri druhom type drevo-hliníkových okien, sú znázornené na obr. 3, 4 a 5.

Obr. 3: Drevo-hliníková konštrukcia so zarovnaným krídlom a rámom	Obr. 5: Štandardný spôsob riešenia drevo-hliníkových okien

Tepelnotechnické vlastnosti drevo-hliníkových konštrukcií
Vzduchovými dutinami, ktoré sa vytvárajú pripojením hliníkovej konštrukcie na drevenú, a kompaktnejším tvarom drevenej konštrukcie sa dosahujú optimálne tepelnoizolačné vlastnosti. Celkové tepelnotechnické vlastnosti takýchto profilov sú porovnateľné s drevenými oknami a výrazne lepšie ako pri oknách len z hliníka.
Najvýznamnejší vplyv na hodnotu súčiniteľa prechodu tepla má pritom drevená časť okennej konštrukcie. Tá sa vyrába najčastejšie v hrúbke 68 a 78 mm. Vďaka hliníkovej vonkajšej konštrukcii dochádza k zlepšeniu hodnoty súčiniteľa prechodu tepla na exteriérovej strane drevenej konštrukcie okna oproti čisto drevenej konštrukcii.

Ďalšou výhodou je, že pripojením hliníkových profilov k drevenej konštrukcii pomocou plastových príchytiek sa nevytvárajú prídavné tepelné mosty. K tvorbe tepelných mostov by mohlo dôjsť v prípade drevo-hliníkovej konštrukcie druhého typu, a to v detaile prichytenia skla do konštrukcie krídla, pretože sa realizuje pomocou hliníkového profilu. Hodnoty tepelných tokov v tomto detaile možno zlepšiť použitím plastového dištančného rámika zasklenia, takzvaného teplého okraja,  rovnako ako aj hrubšieho rámu drevenej konštrukcie, umiestneného v interiéri miestnosti. Pri konštrukciách prvého typu je izolácia v tomto detaile totožná zo štandardným dreveným oknom, pretože vo väčšine prípadov je už použitá hliníková krídlová odkvapnica, ktorá sa upevňuje na spodný vlys okenného krídla. Nevýhodou konštrukcie prvého typu je, že pri hrúbke vlysu 68 mm nemožno osadiť izolačné trojsklo.

Hodnoty súčiniteľa prechodu tepla okna Uw sa pre prvý typ konštrukcie pohybujú na hranici 1,26 W/m² . K pri použití zasklenia s hodnotou U_g = 1,0 W/m₂ . K pri konštruk­ciách druhého typu sa pri rovnakom zasklení hodnota Uw pohybuje na hranici 1,25 W/m² . K. Pri použití izolačného zasklenia s hodnotou U_g = 0,5 W/m² . K možno dosiahnuť hodnotu U_w = 0,92 W/m² . K.

Kombináciou dreva a hliníka možno vyrobiť okná vhodné aj pre pasívne domy so zvýšenou životnosťou (obr. 6). Na obr. 6 je znázornená konštrukcia rámu vyrobená v kombinácii drevo-plast-hliník. Pričom plastová časť s uzavretými vzduchovými dutinami vytvára prídavnú tepelnú izoláciu. Takáto konštrukcia so zasklením s U_g = 0,7 W/m² . K má hodnotu celkového súčiniteľa prechodu tepla okna U_w = 0,8 W/m² . K, čo spĺňa požiadavky na okno vhodné pre pasívne domy. Uvedené hodnoty potvrdil aj Inštitút energeticky pasívnych domov v nemeckom Darmstadte (Passivhaus Institut Dr. Wolfgang Faist) udelením certifikátu.

Povrchová úprava drevo-hliníkových konštrukcií
Povrchovú úpravu, ako aj samotné okno, možno v podstate rozdeliť na dve časti. Na povrchovú úpravu vhodnú na hliníkovú časť a povrchovú úpravu vhodnú na drevenú časť.

Hliník možno upravovať materiálmi vhodnými na jeho povrchovú úpravu v akejkoľvek farebnosti podľa RAL vzorkovníka (systém skladania farieb používaný v Európe). Najčastejšie sa na výrobu profilov používa eloxovaný hliník. Preto najbežnejší a aj najdostupnejší je prírodný odtieň hliníka.

Na drevo možno používať aj materiály vhodné na povrchové úpravy v rôznych farebných odtieňoch. Na zvýraznenie prirodzenej krásy dreva sa najčastejšie používajú transparentné náterové látky. Pokiaľ ide o vlastnosti náterov na drevo, nekladú sa na ne také vysoké požiadavky na odolnosť proti poveternostným vplyvom a UV žiareniu ako pri klasických drevených konštrukciách. Hlavnú funkciu ochrany dreva zabezpečuje hliníkové opláštenie.

Montáž drevo-hliníkových okien
Pre montáž drevo-hliníkových okien platia rovnaké princípy a požiadavky ako pre montáž ostatných okien. Sú upravené v STN 73 3134: 2010: Stavebné práce. Styk okenných konštrukcií a obvodového plášťa budovy. Požiadavky a skúšanie.

Výhody drevo-hliníkových okien pre spotrebiteľa
Hlavnými výhodami drevo-hliníkových okien sú:

• moderné a čisté línie v exteriéri,
• prírodná krása dreva v interiéri,
• čistý, elegantný a jednoduchý konštrukčný detail zhotovenia okna,
• predĺženie životnosti drevených konštruk­cií (hliník z exteriérovej strany),
• minimálna starostlivosť a údržba,
• veľká variabilita farebných odtieňov.

Drevo-hliníkové fasádne systémy
Pri použití drevo-hliníkového fasádneho systému ide o čisté, moderné a elegantné riešenie s návratom dreva do modernej architektúry, vysokou variabilitou konštruk­čných riešení, farebného vyhotovenia a použi­tia rôznorodej sklenej výplne (obr. 7, obr. 8).

Výhodou drevenej nosnej konštrukcie je jej minimálna dĺžková tepelná rozťažnosť, ktorá je najväčšou nevýhodou hliníkových konštrukcií. Na základe toho nie je potrebná veľká dilatácia pri veľkoformátových fasádach. Samozrejme, je potrebná dilatácia na hliníkových vonkajších profiloch, ktoré na rozdiel od drevenej nosnej konštrukcie tepelne pracujú.

Drevo možno spájať čistými spojmi v akomkoľvek rovinnom uhle pomocou skry­tých kovových spojovacích prostriedkov. Takéto riešenie spojov nemá rušivý vplyv pri pohľade na interiérovú stranu fasády.

Obr. 7: Drevo-hliníkový fasádny systém, exteriérová strana	Obr. 8:  Drevo-hliníkový fasádny systém, interiérová strana

Povrch vonkajších hliníkových prvkov možno upraviť nátermi v celej farebnej škále podľa RAL. Na drevené prvky možno aplikovať transparentnú, ale aj pigmentovú povrchovú úpravu, tak ako pri drevo-hliníkových oknách.

Do tohto systému možno osádzať zasklenia s hrúbkami 24 mm až 48 mm, čo umožňuje použitie izolačných dvojskiel aj trojskiel s rôznorodou skladbou, to znamená s veľkými možnosťami tepelnej izolácie, ale aj priepustnosťou slnečnej energie, v dôsledku čoho nie je potrebné používať slnolamy.

Výhodou drevo-hliníkového fasádneho systému z hľadiska tepelnotechnických vlastností v provnaní s hliníkovým systémom je možnosť jeho využitia v nízkoenergetických a energeticky pasívnych budovách bez použitia náročných riešení, potrebných na minimalizáciu tepelných mostov. Hodnota súčiniteľa prechodu tepla je U_cw < 0,8 W/m² . K, pričom pri väčších plochách zasklenia je táto hodnota nižšia, a pri kvalitnom sklenom systéme s nízkou hodnotou g možno zabrániť nadmerným slnečným ziskom v letnom období.

Ochrana proti vonkajšej vlhkosti je zabezpečená systémom niekoľkých úrovní odvodnenia v hliníkovom profile. Tento systém takmer úplne zabraňuje prieniku vody k drevu, a tým aj do interiéru, čo niekoľkonásobne zvyšuje životnosť drevo-hliníkových fasád.

Výhody drevo-hliníkového fasádneho systému
Hlavnými výhodami použitia drevo-hliníkového fasádneho systému sú:

• návrat dreva do novodobej architektúry,
• ide o fasády modernej architektúry spĺňajúce aj požiadavky náročných zákazníkov a architektov,
• čistý, elegantný a jednoduchý konštrukčný detail realizácie fasády,
• nosný drevený prvok priznaný v interiéri,
• riešenie vhodné pre náročné projekty fasád,
• predĺženie životnosti drevených konštrukcií (hliník z exteriérovej strany),
• minimálna starostlivosť a údržba,
• veľká variabilita farebných odtieňov,
• vhodné riešenie pre kombináciu s posuvnými systémami (HS portál – zdvižno-posuvné dvere),
• možnosť vsadenia otváravých okien a dverí do fasády,
• tepelnoizolačné vlastnosti spĺňajúce prísne normatívne požiadavky,
• veľká variabilita tvarov a rozmerov pri návrhu fasády,
• možnosť zníženia nadmerných solárnych ziskov.

Ing. Roman Nôta
FOTO: MIRADOR

Ing. Roman Nôta pracuje ako obchodno-technický zástupca vo firme MIRADOR, drevené okná a dvere.

Recenzoval prof. Ing. Anton Puškár, PhD., ktorý je vedúcim katedry konštrukcií pozemných stavieb Stavebnej fakulty STU v Bratislave.

Literatúra
1. Puškár A., Szomolányiová K., Fučila J., Vavrovič B.: Okná, zasklené steny, dvere, brány, Bratislava 2008, JAGA GROUP, s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.