VÝMĚNA VÝPLNÍ OTVORŮ U BYTOVÝCH PANELOVÝCH DOMŮ

Ing. Jan Ficenec, Ph.D.

Zřejmě žádný stavební prvek není uživateli domů vnímán intenzivněji než výplň otvoru – okno. Za základní funkce lze považovat zajištění denního osvětlení a rovněž přirozeného větrání. Okna se rovněž významným způsobem podílí na ... (článek byl uveřejněn v časopise Fasády č. 1/2009)

---

Úvod

Zřejmě žádný stavební prvek není uživateli domů vnímán intenzivněji než výplň otvoru – okno. Za základní funkce lze považovat zajištění denního osvětlení a rovněž přirozeného větrání. Okna se rovněž významným způsobem podílí na architektonickém výrazu fasády, zprostředkovávají kontakt uživatelům s okolním prostředím, zajišťují denní osvětlení a mají celou řadu dalších nezastupitelných funkcí.
Již několik let probíhá u bytových panelových domů horečná výměna oken. Mezi hlavními důvody této masivní obměny je náhrada dožilých a degradovaných oken, které již nemohou plnit svou funkci a mnohdy znemožňují jejich základní údržbu, a samozřejmě snaha o snížení tepelných ztrát.
Bohužel je třeba konstatovat, že u řady domů nepřinesla výměna výplní zlepšení uživatelského komfortu. Tato situace vyplývá z toho, že výměna oken byla na řadě domů provedena nekoncepčně, neodborně a lze snad použít i slovo lajdácky. To platí zejména u domů s jednotlivými vlastníky bytových jednotek, u nichž ve většině případů nejsou nastavena jasná pravidla pro jejich výměnu. Pokud si odmyslíme celou problematiku stavebně technických parametrů návrhu a následné aplikace a zaměříme se pouze na vizuální stránku věci, dopadá bohužel situace u řady domů tak, jak je to patrné z obrázku 1.

Obrázek 1 – Postupná nekoncepční výměna oken v panelovém domě bez jednoznačného stanovení způsobu členění

Základní pravidla výměny výplní otvorů v bytových panelových domech

V prvé řadě si je třeba uvědomit, že k výměně výplní otvorů v panelových domech je zapotřebí přistupovat stejně jako k jakékoliv jiné stavební činnosti, přičemž je nutno respektovat tzv. 6 základních požadavků, které jsou definovány mimo jiné ve vyhlášce 137/1998 Sb. Jedná se o:

• mechanickou odolnost a stabilitu, 
• požární bezpečnost,
• ochranu zdraví a životního prostředí,
• ochranu proti hluku,
• bezpečnost při užívání,
• úsporu energie a tepelnou ochranu.

Nelze tudíž sledovat pouze parametry vlastní výplně otvoru, které se navíc bohužel pro řadu běžných uživatelů omezují pouze na počet komor v plastovém rámu. Pro výslednou kvalitu je neméně důležité správné zabudování do stavebního otvoru. Zkusme se nyní zaměřit na nejpodstatnější problémy, které jsou s touto problematikou spjaty.

Statické požadavky

Z pohledu statického musí mít vlastní konstrukce výplně otvoru dostatečnou tuhost tak, aby za běžného provozu nedocházelo ke svěšení, zborcení či další deformaci, která by zhoršovala funkci (například snížení těsnosti), a zároveň musí být schopna přenášet vlastní hmotnost a zatížení od větru. Zároveň je však nutno zvolit správný systém kotvení okna k nosné konstrukci. Naštěstí je snad již překonán dříve běžně rozšířený názor, že okno není třeba mechanicky kotvit, neboť dostatečně drží v polyuretanové pěně. Bohužel jako by si však řada firem neuvědomovala, že okno musí být zakotveno do nosné vrstvy a tepelná izolace v sendvičovém obvodovém panelu takovouto vrstvou být prostě nemůže. U řady panelových soustav, u nichž je okno na úrovni tepelné izolace, nelze tudíž aplikovat kotvení pomocí univerzálních šroubů (tzv. turbošroubů) či rámových hmoždinek, ale je třeba použít speciálních páskových kotev, jak je naznačeno na obrázku 2.

Obrázek 2 a-b - Okno mimo úroveň tepelné izolace

Obrázek 2 c Okno na úrovni tepelné izolace

Obrázky 2 a-c - Volba správného způsobu kotvení s ohledem na polohu tepelné izolace v původním sendvičovém panelu

Požárně technické požadavky

Požární bezpečnost vstupuje u bytových panelových domů do popředí zejména v prostorech chodeb a schodišť. Jedná se například o zajištění minimální plochy otvíravé části výplně otvoru v prostorech chráněné únikové cesty typu A, směr otvíravosti vstupních dveří a samozřejmě případy, kdy se výplň otvoru nachází na rozhraní požárních úseků a stává se tak požárním uzávěrem. Každý návrh by proto měl být posouzen z pohledu požární bezpečnosti.

Akustické požadavky

Problematika akustiky bývá opět u řady výměn přehlížena, neboť se jaksi automaticky uvažuje, že nové výplně otvorů budou mít akustické vlastnosti lepší než ty původní. Je však třeba si uvědomit, že z hlediska ČSN 730532 se minimální vzduchová neprůzvučnost obvodového pláště a potažmo výplní otvorů stanovuje na základě venkovního hluku. Neexistuje tudíž jednotný požadavek, který by bylo možno aplikovat pro panelové domy jako celek. Nejprve je tudíž nutno se seznámit se situací v dané oblasti a následně provést návrh individuálního technického řešení včetně akustického posouzení.

Ochrana zdraví a životního prostředí, úspory energie a tepelná ochrana

Zřejmě nejvíce je výměnou výplní otvorů dotčeno vnitřní prostředí budov a s tím spojený uživatelský komfort bydlení.
Mezi základními funkcemi oken patří zajištění denního osvětlení a oslunění. Je třeba mít na paměti, že úroveň denního osvětlení se po výměně zcela jistě sníží. Důvodem jsou masivnější rámy nových výplní oproti původním dřevěným zdvojeným a rovněž nižší propustnost světla tepelně izolačních dvojskel. Při zachování stejného členění okna může dojít ke snížení úrovně denního osvětlení o 15 – 25 % (v závislosti na velikosti a původním členění). Není tudíž možné provádět změnu členění oken, aniž by byla ověřena úroveň denního osvětlení a splnění požadavků ČSN 730580-2 na činitele denní osvětlenosti (viz obrázek 3).

Obrázek 3 – Zmenšení plochy prosklení u balkónové sestavy po provedení výměny, přičemž rovněž došlo ke změně členění. Takovéto řešení by vždy mělo být posouzeno z hlediska splnění požadavků na činitele denní osvětlenosti dle ČSN 730580.

Druhou základní funkcí oken, která je prozatím u drtivé většiny panelových domů nezastupitelná, je zajištění větrání interiéru. Na jedné straně slouží větrání k přívodu čerstvého vzduchu a zároveň k odvodu škodlivin, CO2 a vodní páry. Jistě není třeba příliš zdůrazňovat, že původní výplně otvorů se vyznačují značnou netěsností, která zajišťuje přirozenou výměnu vzduchu prakticky bez nutnosti okna otvírat. Naopak okna novodobé konstrukce s celoobvodovým kováním jsou v podstatě hermeticky těsná. Menší infiltrace samozřejmě mimo jiné vede ke zvyšování relativní vlhkosti v interiéru (jak je patrné z tabulky 1). V případě, že není prováděno pravidelné větrání otvíráním oken, má to často fatální následky pro vnitřní prostředí a vznik výrazných tepelně technických poruch v bytech. Bohužel se ukazuje, že u celé řady objektů, u nichž byla provedena výměna výplní otvorů, došlo následně k masivnímu rozvoji plísní a to v na místech, kde se plísně dříve nevyskytovaly. Hledání optima mezi větráním nedostatečným, které vede ke vzniku poruch, a nadměrným, které způsobuje zvýšené tepelné ztráty, je pro běžného uživatele bytů problém.

Tabulka 1 – Porovnání násobnosti výměny vzduchu a výsledné relativní vlhkosti vzduchu při různých konstrukcích okenní výplně, způsobu těsnění spár a v závislosti na produkci vodní páry v interiéru. Uvažována místnost o objemu 25 m3 s oknem o rozměrech 2,1/1,6 m se spárou délky 9 m. Uvažována osaměle stojící nechráněná budova v normální krajině, teplota vnitřního vzduchu θi = 21 °C a teplota vnějšího vzduchu θi = -15 °C,

Typ okna a těsnění spáry	Činnost	Produkce vodní páry GM	Součinitel spárové průvzdušnosti iLV	Násobnost výměny vzduchu n	Výsledná relativní vlhkost vzduchu v interiéru φi
		[g.h-1]	[m2 . s-1 . Pa-0,67]	[hod-1]	[%]
Zdvojené (původní) okno bez těsnění spár	Lehká práce	40	1.40E-04	1.0	14
	Mytí nádobí	50	1.40E-04	1.0	16
	Sušení prádla	70	1.40E-04	1.0	21
Zdvojené (původní) okno, těsnění KOVOTĚS	Lehká práce	40	7.00E-05	0.5	23
	Mytí nádobí	50	7.00E-05	0.5	27
	Sušení prádla	70	7.00E-05	0.5	36
Moderní okna současné konstrukce	Lehká práce	40	2.00E-05	0.1	66
	Mytí nádobí	50	2.00E-05	0.1	81
	Sušení prádla	70	2.00E-05	0.1	100

Samozřejmě si již řada výrobců a dodavatelů oken uvědomila, že fakticky nulová infiltrace je z výše uvedených příčin problematická a proto se snaží doplňovat své výplně větracími systémy (ventilačními klapkami či tzv. čtvrtou polohou kličky). Nejčastěji se užívá právě čtvrté polohy kličky, která má však dva základní nedostatky – je závislá na zásahu uživatele a znamená zásadní snížení vzduchové neprůzvučnosti okna.
Navíc, v případě že se v bytě nachází plynový spotřebič, nejčastěji plynový sporák, vstupuje do hry předpis TPG 704 01. Tento dokument definuje požadavky na minimální intenzitu násobnosti výměny vzduchu. Není zcela účelné popisovat přesné požadavky (více lze nalézt například v článku [7]), spíše je třeba uvést dva zásadní závěry, které z daného předpisu pro současnou praxi vyplývají:

• standardní okno bez speciálního větracího systému se vyznačuje prakticky nulovou infiltrací a je proto nezbytně nutné, aby bylo osazeno speciálním větracím prvkem či aby byla zajištěna výměna vzduchu jiným způsobem (např. větracím průduchem přímo do fasády objektu);
• větrání prostoru s plynovým sporákem musí být nezávislé na zásahu uživatele – tzv. čtvrtá poloha kličky nemůže být v této souvislosti považována za řešení, které by daný požadavek splňovalo.

Obecně lze říci, že standardní řešení neumožňují splnění požadavků předpisu TPG 704 01 a řešení nestandardní, které však znamenají nárůst ceny, bohužel nejsou zákazníkům nabízena. Z uvedeného důvodu je bohužel nutno konstatovat, že současná stavební praxe v drtivé většině případů tento problém zcela pomíjí.
Tímto se dostáváme k tepelně technické stránce problematiky výměn výplní otvorů. Právě tepelně technické hledisko, potažmo snížení tepelných ztrát prostupem i větráním, jsou jedním z hlavních důvodů, proč se k náhradám původních oken přistupuje. Zatímco vlastní výplně standardně nabízené na trhu zajišťují splnění požadovaných součinitelů prostupu tepla s dostatečnou rezervou – například okno s pětikomorovým rámem a tepelně izolačním dvojsklem s Ug = 1,1 W/(m2.K) standardně dosahuje úrovně Uw v rozmezí 1,3 – 1,45 W/(m2.K), problém nastává při zabudování do stavebního otvoru. Ostění, nadpraží a parapet panelových domů vytváří u většiny stavebních soustav značný tepelný most, jehož jediná efektivní eliminace je možná prakticky pouze vložením dodatečné tepelné izolace (viz obrázek 4). Jen tak se lze opravdu efektivně vyhnout riziku vzniku plísní. Tuto skutečnost by proto měl mít dodavatel vždy na paměti a provádět osazení oken tak, aby bylo umožněno vložení dodatečné tepelné izolace.
  
Obrázek 4 – Průběh izotermy 14,1 °C, která odpovídá požadavku ČSN 730540 pro vyloučení rizika vzniku plísní.
Je patrné, že pokud nebude provedena tepelná izolace na ostění nelze zajistit splnění tohoto požadavku.
Byly uvažovány následující okrajové podmínky: návrhová teplota vnitřního vzduchu 21 °C a relativní vlhkost 50 %; návrhová teplota vnějšího vzduchu -15 °C.

S vysokou těsností vlastní výplně otvoru a zvyšující se relativní vlhkostí v interiéru stoupá důležitost parotěsného uzavření připojovací spáry z interiéru, neboť ta se v tu chvíli stává nejslabší částí z hlediska pronikání vodní páry z interiéru a může tak v ní docházet ke kondenzaci. Polyuretanovou pěnu, jako tepelně izolační výplň spáry, rozhodně nelze považovat za parotěsný uzávěr. Nejvhodnější je proto aplikovat speciální těsnící pásky.
Při návrhu a aplikaci výplní otvorů by rovněž měly brány v potaz parametry tříd vodotěsnosti a průvzdušnosti s ohledem na zatížení větrem v dané konkrétní situaci. Ta je dána polohou budovy, okolním terénem, větrnou oblastí a samozřejmě výškou zabudování okna nad terénem. Ověření vodotěsnosti a průvzdušnosti oken je nedílnou součástí deklarace vlastností oken v souladu s požadavky zákona č. 22/1997 Sb. v aktuálním znění, avšak v současné době není k dispozici technický předpis, který požadavky na okna v tomto směru vymezoval. Je tudíž na projektantovi, aby tato kritéria definoval. Zlepšení situace by měla napomoci připravovaná norma ČSN 746076 Okna a dveře – Použití ve stavebnictví – Část 1: Technické požadavky, Část 2: Požadavky na zabudování.

Závěr

Výměna výplní otvorů – jejich návrh a následná aplikace rozhodně není problematikou, ke které je možno přistupovat neodborně a bez jakýchkoliv pravidel. V prvé řadě je nutná znalost konstrukční soustavy, u níž se má výměna provádět – skladba obvodových dílců, řešení detailu návaznosti okna na obvodový dílec apod. Ale to rozhodně nelze považovat za jediný nezbytný předpoklad. Zcela jistě budou kladeny jiné požadavky na výplň otvoru u čtyřpodlažního objektu v centru města a jiné dvanáctipodlažního objektu na jeho okraji v oblasti s intenzivními větry. Tyto a další předpoklady musí mít na zřeteli nejen dodavatel výplní otvorů, ale rovněž investor. Lze doporučit, aby vlastní realizaci předcházel návrh projektanta s dostatečnými znalostmi v dané problematice, který jednoznačně definuje požadavky a tím tak pomůže investorovi vybírat dodavatele na základě jednotně vymezených technických kritérií.
Zároveň by výměna oken měla být spojena s dodatečným zateplením obvodového pláště. Nejedná se pouze o zvýšení efektu úsporných opatření v oblasti vytápění, ale zejména o předcházení vzniku hygienických nedostatků (vzniku plísní) eliminací tepelných mostů, kterých lze u každého panelového domu nalézt celou řadu.

Literatura

[1] Vyhláška 137/1998 Sb. o obecných technických požadavcích na výstavbu
[2] Zákon 22/1997 Sb. o technických požadavcích na výrobky (ve znění pozdějších předpisů)
[3] Keim L., Požadavky na okna, časopis Stavitel, červen 2007
[4] Šafránek J., Okna a vnější dveře s ohledem na možnost výměny vzduchu, web: http://www.tzb-info.cz/, říjen 2005
[5] Mrlík F., Problematika průvzdušnosti a vzduchotěsnosti oken I., web: http://www.tzb-info.cz/, říjen 2000
[6] Mrlík F., Problematika průvzdušnosti a vzduchotěsnosti oken II., web: http://www.tzb-info.cz/, říjen 2000
[7] Petřík, J.: Plynové spotřebiče v kuchyni z hlediska výměny vzduchu a odvodu spalin; časopis Plyn leden 2001
[8] Montagehandbuch Kunstoff-Fenster und –Türen, GutegemeinschaftKunststoff-Fenstersysteme, 2004
[9] Hájek V., Nová připravovaná norma ČSN 746076 Okna a dveře – Použití ve stavebnictví – Část 1: Technické požadavky, Část 2: Požadavky na zabudování, III. ročník celostátního odborného semináře „Otvorové výplně stavebních konstrukcí“, Hradec Králové, říjen 2008
[10] TPG 704 01: Odběrná plynová zařízení a spotřebiče na plynná paliva v budovách, září 1999
[11] ČSN 73 0532 Akustika - Ochrana proti hluku v budovách a souvisící akustické vlastnosti stavebních výrobků – Požadavky, duben 2000 (oprava 1 září 2001; změna Z1 květen 2005)
[12] ČSN 730540-2 Tepelná ochrana budov, duben 2007
[13] ČSN 730580-1 Denní osvětlení budov - Část 1: Základní požadavky, červen 2007
[14] ČSN 73 0580-2 Denní osvětlení budov - Část 2: Denní osvětlení obytných budov, červen 2007
[15] Archiv společnosti TERMO + holding, a.s.