Transparentné výplne fasádnych systémov

Prvotným kritériom pri výbere fasádnej konštrukcie je požiadavka architekta na jej vzhľad, materiálové či profilové riešenie systému, prechod tepla, akustiku, hygienu, protipožiarnu ochranu, ako aj na nemenej dôležité kritérium – cenu. Netreba zabúdať, že primárnou funkciou systému je presvetlenie interiéru budovy denným svetlom.

Pred výberom konštrukcie si treba uvedomiť, že fasádny systém je súčasťou komplexného obalového plášťa konkrétnej budovy spolu s jej celkovou energetickou náročnosťou (energetickou bilanciou), ktorá má vyhovovať požiadavkám na zdravé a „inteligentné“ bývanie. To si vyžaduje skúseného projektanta, a nielen čiastkové konštrukčné riešenia smerujúce často k „lokálnym“ poruchám. Koncepčne sa sklené fasádne systémy delia na:

• fasádne obklady,
• jednoplášťové fasády,
• dvoj- a viacplášťové (sklené) fasády.

Fasádne systémy však možno rozdeliť aj podľa profilového systému alebo materiálu, a to na hliníkové, oceľové a PVC. Zjednodušene sa delia aj podľa základného konštrukčného riešenia na:

• prvkové konštrukcie typu stĺpik – priečnik,
• semištrukturálne a štrukturálne (celosklené) konštrukcie,
• zdvojené (tzv. klíma) fasády.

V súčasnosti sa kladú väčšie požiadavky najmä na priehľadnosť obalu budovy. S tým, samozrejme, súvisia aj zvýšené nároky na tepelnú, zvukovú a protislnečnú ochranu, z čoho potom vyplývajú požiadavky na sklený systém. Z tohto dôvodu pri vyspelejších konštrukciách – zdvojených fasád – pribudla ďalšia rovina skla, ktorá zlepšuje stavebno-fyzikálne vlastnosti konštrukcie. Podmienkou však je, aby bola vypracovaná jasná a fungujúca koncepcia vetrania fasády.  Fasádne systémy sa skladajú najmä z nosného rámu a transparentnej alebo translucentnej výplne. Nosný rám tvorí asi 10 % a výplň približne 90 % plochy. Na tepelnotechnických vlastnostiach celého systému sa podieľa najmä konštrukcia výplne, čiže v podstate konštrukcia skleného systému.

Základným materiálom transparentnej výplne fasádnych konštrukcií je ploché stavebné sklo spracované do tzv. izolačného dvoj- a viacnásobného skleného systému. Je vyplnené zmesou inertných plynov – argónom alebo kryptónom. Sklá sú hrubé 4 až 6 mm, vzdialenosť medzi nimi je 8 až 24 mm a možno ich doplniť ochranou proti slnečnému žiareniu zafarbením alebo pokovovaním. Použité zasklenie je tak rozhodujúcim faktorom z hľadiska tepelnej ochrany budovy (straty i zisky). Táto vlastnosť sa opisuje súčiniteľom prechodu tepla Ug (W/(m² . K)). Čím nižšia je hodnota súčiniteľa, tým má konštrukcia lepšie tepelnoizolačné vlastnosti. Túto hodnotu možno udávať:

• pre celú konštrukciu ako výrobok (Uw),
• zvlášť pre rámovú konštrukciu (Uf ) a zvlášť pre sklený systém (Ug).

Výsledná hodnota súčiniteľa prechodu tepla sa určí podľa normy STN EN ISO 10077-1. Požiadavky na tepelnú ochranu budov transparentnými výplňami možno splniť použitím nízkoemisného skleného systému. Vnútorný povrch niektorej tabule skla v uzavretej dutine je upravený pokovovaním, čo znižuje emisivitu vo vzťahu k tepelnému infračervenému žiareniu a vytvára pri šírení tepla v priestore medzi sklami tzv. tepelné zrkadlo.

Obdobný efekt sa dosahuje aj pri použití fólie – tzv. systém „heat mirror“. Kritickým miestom skleného systému je styk tabúľ skla s dištančným profilom (hliníkovým), ktorý je tepelne a zvukovo vodivý. V mieste tohto styku vzniká tepelný, ale aj akustický most. Preto treba tento detail riešiť v iných materiálových variantoch (antikoro, plast, polyamid, guma), prípadne profil hlbšie zasunúť do zasklievacej drážky. Sklené systémy izolačnej jednotky môžu mať aj doplňujúce funkcie, ako napr. akustickú, protipožiarnu, bezpečnostnú alebo dekoratívnu. Možno ich ošetriť vrstvou, ktorá má odpor proti priľnavosti vody a špiny.

Akustický sklený systém (charakterizovaný indexom zvukovej nepriezvučnosti RW)

Jednou zo základných funkcií transparentných výplní je chrániť vnútorné priestory pred hlukom z vonkajšieho prostredia, najmä z dopravy. Preto musí sklený systém svojimi vlastnosťami zásadne ovplyvňovať akustickú kvalitu chráneného priestoru. Na prienik hluku vplývajú tieto parametre: hrúbka, hmotnosť, pružnosť a vzdialenosť skiel, v menšej miere ostatné parametre (plocha, uhol dopadu). Lepšie zvukovoizolačné vlastnosti sklených systémov možno dosiahnuť kombináciou rôznych hrúbok tabúľ skla, čím sa zabráni prenosu zvukových vĺn a javu rezonancie. Všeobecne platí, že úpravy zlepšujúce tepelnoizolačné vlastnosti skla zlepšujú i jeho zvukovoizolačné vlastnosti.

Požiarne sklo (charakterizované požiarnou odolnosťou)

Protipožiarne vlastnosti fasádnych systémov závisia taktiež od typu zasklenia a jeho uloženia. Sklo musí spĺňať kritérium celistvosti – nesmie sa zdeformovať, prepúšťať plamene či dym a musí obmedziť prenos tepla. Používajú sa najmä vrstvené sklá s čírymi expanznými medzivrstvami, ktoré v prípade požiaru napučia a pri teplote 120 °C sa menia na tuhý a nepriehľadný požiarny štít.

Bezpečnostné a nepriestrelné sklo

Ide o „pasívne“ sklené systémy, ktoré ochraňujú a ohraničujú priestor. Na tento účel sa používajú vrstvené sklá vyrobené plošným spojením dvoch alebo viacerých vrstiev číreho, reflexného, farebného či ornamentového skla s jednou alebo viacerými vrstvami polyvinylbutyralovej čírej, farebnej alebo nepriehľadnej fólie. Pri rozbití tohto skla zostanú črepiny na fólii, čím sa vylúči zranenie osôb. Takýto sendvič zabraňuje aj prieniku projektilu, treba však za ním vo vzdialenosti asi 50 mm upevniť ďalšiu tabuľu dvojvrstvového skla z dôvodu možného zranenia črepinami, ktoré sa uvoľnia zo zadnej strany. Tieto konštrukcie sú charakteristické svojou veľkou hmotnosťou.

Ing. Jaroslav Vojtuš, CSc.
Foto: archív autora, Milan Bohunický

Autor je vysokoškolským učiteľom na Katedre architektúry a konštrukcií budov Ústavu budov a prostredia Stavebnej fakulty TU v Košiciach.