Sklo bylo, je a stále bude jedním z hlavních stavebních prvků v architektuře, a to nejen díky svým estetickým vlastnostem, jako je transparentnost a čistota, ale i díky své různorodosti, možnostem zpracování a v neposlední řadě stále se zlepšujícím parametrům. S nárůstem velkých prosklených ploch v moderních budovách nastává otázka, jak správně navrhnout zasklení z pohledu estetiky, osvětlení, tepelných ztrát, bezpečnosti, akustiky, statiky a mnoha dalších hledisek. Dnes je sklo materiálem, kterým dokážeme značně ovlivňovat komfort v obydlí, neboť v interiérech budov trávíme až 90 % veškerého času.
Technologie výroby a úpravy skla pro fasády
Od roku 1950 se ploché sklo vyrábí převážně plavením, technologií „float“. Sklo se taví při teplotě 1450 až 1550 °C a sklovina se průběžně nalévá na hladinu roztaveného cínu. Tímto procesem výroby lze dosáhnout dokonale hladkého povrchu na obou stranách skleněné tabule. Základní surovinou pro výrobu plochého skla je sklářský písek, který je z 60 až 80% tvořen oxidem křemičitým. Soda a vápenec se přidávají na zlepšení fyzikálně-chemických vlastností plochého skla. Například sodnovápenaté sklo se využívá pro výrobu plochého skla, lahví, sklenic a běžného stolního skla.
Sklo je materiál s vysokou světelnou propustností, je pevné a tvrdé, je odolné vůči korozi, není elektricky vodivé, a proto dobře izoluje. Je to průhledný materiál, který nehoří. Má však nízkou pevnost v tahu a nízkou odolnost vůči nárazu. Mezi nejčastější formy opracování patří tepelné tvrzení nebo zpevnění a laminace.
Tepelně tvrzené a zpevněné sklo
- Tepelně tvrzené sklo se vyrábí zahřátím plaveného skla na teplotu 650 až 700 °C a následným prudkým ochlazením na pokojovou teplotu. Takto tvrzené sklo se při poškození rozpadá na malé a neostré kousky. U tvrzeného skla ale může docházet k spontánnímu poškození skla. Příčinou samovolného lomu je přítomnost sulfidu nikelnatého (NiS) ve skle. Kulovité vměstky NiS jsou neviditelné o velikosti asi 0,2 mm. Doposud žádný výrobce základního skla nenašel způsob, jak vyrábět garantovaně sklo bez příměstku sulfidu nikelnatého.
- Heat Soak Test (HST) je jediný doposud definovaný a stanovený test, který odhalí tabule tepelně tvrzeného skla s nevhodným obsahem vměstku NiS. Vlastní zkušební proces probíhá tak, že tepelně tvrzené tabule skla jsou přeskládány na speciální stojan. Tabule jsou vzájemně od sebe po celé ploše odděleny v šíři min. 20 mm a následně vkládány do speciální komory. HST sestává ze tří fází: fáze vyhřívání - sklo se ohřeje v peci až na teplotu 280 °C. Během tohoto procesu dochází k prasknutí/explozi tabulí skla s vměstkem NiS.
- Tepelně zpevněné sklo se vyrábí podobným způsobem jako sklo tvrzené. Liší se procesem pomalejšího chlazení, tím dochází k menšímu teplotnímu rozdílu na povrchu a v jádře skla. Výsledkem je mnohem nižší riziko vzniku vměstku sulfidu niklu než u skla tvrzeného.
Vrstvené sklo
Dalším způsobem, jak docílit zlepšení parametrů skla, je vrstvení. Jedná se o dvě a více tabulí skla, mezi které se vkládá jedna nebo více fólií. Vrstvené sklo vzniká vrstvením dvou nebo více skel, mezi nimiž je PVB (polyvinylbutyralová) fólie. Po rozbití střepy zůstávají nalepené na fólii. Různé úrovně bezpečnosti zajišťuje různý počet PVB fólií, skel a jejich tloušťky. Kategorie 1B1 a 2B2 se stanovují kyvadlovou zkouškou podle normy ČSN EN 12600, kterou se simuluje náraz člověka do skla. Třídy P1A, P5A, P8B a pod. určují odolnost proti vloupání.
Barevný potisk a dekorace skla
Moderní technologie nabízí několik možností, jak skleněné desky opatřit barevnou grafikou nebo dekorem. Mezi ty vhodné patří sítotisk keramickými barvami nebo tisk keramickými barvami. Keramický digitální tisk je v současné době nejkvalitnější s největší možností tisku individuálního grafického motivu. Anorganické inkousty s keramickým střepem, které se používají v těchto speciálních tiskárnách, mají tu výhodu, že je možné vystavit je teplotám vyšším než 600 °C, a proto mohou projít procesem tvrzení v kalicí peci. Ve výsledku je barevný motiv součástí struktury skla. Povrchová tvrdost keramických barev podle Mohsovy stupnice je >6. Odolnost proti poškrábání je podle zátěžové zkoušky ČSN EN 438-2+A1:2019/ISO 4586-2 >16N. Ačkoliv tisk pracuje na bázi CMYKWB, není možné obsáhnout celou škálu RAL palety, výslednou barvu ovlivňuje i samotné kalení skla.
Čtěte také: Jak Hoří PVC Materiály
Konstrukce a kotvení skleněných fasád
Skleněné potištěné panely jsou kotveny k certifikovanému hliníkovému roštu. Způsob uchycení desek na fasádu je výsledkem architektonického návrhu a statického posouzení. Fasádní panely mohou být ke konstrukčnímu roštu uchyceny mechanickými viditelnými kotvami, skrytými kotvami s možností zavěšení, anebo lepením. Výhodou skleněné provětrávané fasády s potiskem je skrytí vrstvy zateplení a podkladního roštu.
Hliník je materiál s nízkou hmotností a je vysoce odolný vůči korozi. K dispozici je s barevnou povrchovou úpravou. Patinovaný titanzinek má esteticky měkký matný povrch, který působí velmi přirozeně.
Funkční aspekty skleněných fasád
Před návrhem jakékoli konstrukce se sklem, fasády, okna či světlíku je třeba důkladně promyslet, jakých výsledných světelných, tepelných, akustických a bezpečnostních parametrů je třeba v interiéru dosáhnout. Průhlednost, průsvitnost, reflexe, barevnost, ornament či potisk jsou dalšími parametry k úvahám. V neposlední řadě je potřeba zohlednit i orientaci stavby. Intenzita slunečního záření má velký vliv na pohodu uživatelů stavby.
Osvětlení a tepelná pohoda
Mít dostatek přirozeného světla v obytných, veřejných a kancelářských prostorech je touhou mnoha architektů a investorů. Mnozí však mají strach, že velkými prosklenými plochami bude v zimě unikat teplo, zatímco v létě se bude objekt přehřívat a cena za stavbu se nepřiměřeně zvýší. Jsou-li zasklení a obvodový plášť správně navrženy, i únik tepla v zimě a sluneční zisky v létě mohou být omezeny na minimum. V západní Evropě prosklených částí v rezidenčních objektech každoročně přibývá, a to pro dosažení dokonale osvětleného interiéru.
Zasklení, které ve vysoké míře chrání vnitřní prostor před ztrátami tepla, nazýváme izolační zasklení. Izolační dvojsklo je hotový výrobek, kde dvě skleněné tabule spolu s distančním rámečkem a tmely vytvářejí hermeticky uzavřený prostor vyplněný vzácným plynem, obvykle argonem. Izolační trojskla bývají složena ze tří tabulí, které stejným způsobem jako dvojsklo ohraničují tentokrát dvě hermeticky uzavřené dutiny. Prostup světla přes běžné izolační dvojsklo je od 70 do 80 %, přes izolační trojsklo 70 až 74 %. U celoprosklených fasád je nutné použít zasklení s protisluneční ochranou a/nebo účinný stínící systém, obvykle venkovní žaluzie. Na trhu existuje velký výběr protislunečních skel. Současným trendem je čiré sklo s nízkým odrazem světla, tj. bez zrcadlového efektu.
Čtěte také: SDS-Plus vrtáky na beton
Selektivita je bezrozměrná veličina určující poměr mezi světelnou propustností zasklení a solárními zisky. Cílem je dosáhnout v budově co nejlepšího přirozeného osvětlení (úspora energie za umělé osvětlení) a zároveň co nejnižších přirozených teplených zisků přímo od slunce (úspora energie za klimatizaci). Teplo ze slunečních paprsků představuje zdroj energie, a proto ho chceme nejen neztratit, ale i využít - a právě tyto ztráty a zisky určují energetickou účinnost okna. ECLAZ je nová generace nízko-emisních povlaků Saint-Gobain, které doplňují produktovou řadu Planitherm®. Z pohledu designu poskytují neutrální vzhled a omezenou světelnou reflexi. V kombinaci s izolačními dvojskly povlak kompenzuje energii využitou k jejich výrobě během pouhých tří měsíců užívání. Rovněž přispívá k lepšímu využívání energií a minimální uhlíkové stopě v průběhu životnosti výrobku.
Akustika
Vnitřní prostory kvalitní budovy musí být dostatečně chráněny před hlukem. Správný výběr materiálu ovlivňuje fyzikální veličina Rw - vzduchová neprůzvučnost, která je u nejběžnějších dvojskel 20 až 30 dB. Současné technologie dokážou vyrábět izolační skla s hodnotou vzduchové neprůzvučnosti až 51 dB. Naměřené hodnoty pro zasklení jsou platné jen pro rozměry dané normou.
Odolnost proti poškození
Jsou místa, domy a fasády, které dostávají doslova zabrat. Nejedná se jen o tmavou barvu, která je extrémně namáhaná v době, kdy na ni svítí slunce. Řeč je o fasádě, kolem které je velký pohyb lidí. Například kolem objektu jezdí maminky s kočárky, děti na kolech, které o fasádu rády opírají, hrají si s míčem, hází klacky nebo kameny, což může běžnou fasádu poměrně rychle poškodit. Nezřídka se jedná o školy či mateřské školky. Zvlášť u zateplené fasády bývá škoda, vyčíslená v korunách, nepříjemně vysoká. V principu je ve skladbě fasády měkký izolant, na který se aplikuje odolnější a silnější vrstva stěrky a nakonec i finální omítky.
Charakter možné zátěže je definován stupněm ochrany proti nárazu. Ten se měří zkouškou, při které ocelová koule o hmotnosti 1 kilogramu spadne na vzorek fasády z určité výšky, která se mění, dokud nedojde k poškození. Například z výšky 30 cm je výsledná hodnota zátěže 3 joule. Z jednoho metru 10 joulů atd. Podle toho se určí klasifikace odolnosti fasády, která vydrží úder 20, 50, 60 joulů. Pro zajímavost maximální odolnost fasádního systému Cemix je v určité skladbě dokonce 110 joulů. To znamená, že koule padá z výšky 10 metrů. U zesílené fasády potřebujeme, aby odolala minimální zátěži 20 joulů. Řešením jsou prémiové stěrky a omítky vyztužené vlákny. Také se používá výztužná tkanina, která se vkládá do stěrky, a to ve dvojitém provedení. Jako výztužný lepicí tmel se pro tyto případy doporučuje Cemix Lepicí stěrka TOP 2231 doplněná vlákny, která mimo jiné výborně eliminuje i vznik trhlin.
Ještě vyšší bezpečnosti z pohledu odolnosti lze dosáhnout s disperzní stěrkou Cemix 2270, která má mechanickou odolnost již zmíněných 110 joulů. Tato disperzní stěrka úspěšně eliminuje velké hodnoty tepelné roztažnosti a omezuje vznik trhlin. Výborně se hodí na tmavé fasády. Zmíněné stěrky pak kombinujeme s prémiovými omítkami TETRACEM 2729 nebo ještě lépe AKTIVCEM 2727. TETRACEM je vysoce odolná samočisticí omítka vyztužená aramidovými vlákny na bázi silikon-silikátu a je odolná vůči řasám. AKTIVCEM je protiplísňová vysoce pružná omítka na silikonové bázi vyztužená velkým množstvím vláken, která vydrží zátěž až 110 joulů.
Čtěte také: Jak vybrat nátěr na beton
Na začátku jsme zmínili také tmavé fasády, které jsou při slunečním záření tepelně namáhané. Vlivem tepelné roztažnosti dochází k pohybům jak ve vrstvě stěrky, tak i omítky. Vzniká tak velké riziko trhlin. Abychom tomu zabránili, používají se do určitého odstínu zesílené stěrky a dvojitá výztužná tkanina, anebo do určitého odstínu světelné odrazivosti již zmíněná disperzní stěrka. S tímto posledním řešením je možné realizovat opravdu tmavé fasády.
Odolnost skla proti teplotním změnám
Sklo nepraská jen v důsledku mechanického namáhání, ale i vlivem teplotních změn. V případě, že se na skle nacházejí dvě oblasti s vysokým rozdílem povrchové teploty, může dojít k prasknutí. V případě, že rozbití reálně hrozí, doporučuje se použití tepelně tvrzeného skla, které odolá náhlé změně teplot až 200 °C. Případně lze použít tepelně zpevněné sklo, které odolá změně teplot až 100 °C.
Vliv na životní prostředí a udržitelnost
V dnešní době je stále více sledovaným parametrem dopad zvoleného materiálu na životní prostředí. Komplexní kvalitu budov z uvedených hledisek nejlépe posuzují certifikační nástroje, jako jsou BREEAM, LEED, SBToolCZ, apod. Sklo na fasádě tvoří čím dál větší plochu, a proto bychom měli věnovat dostatečnou pozornost výběru vhodného zasklení nejen z hlediska technických parametrů, ale také z pohledu dopadu na životní prostředí.
Výroba skla je velmi energeticky náročný proces. Hlavními ekologickými problémy jsou spotřeba energie a emise do ovzduší. Společnost AGC Flat Glass Czech používá v České republice pro výrobu plochého skla regenerativní sklářské pece otápěné zemním plynem. Při výrobě dochází k emisím produktů ze spalování a k oxidaci atmosférického dusíku za vysoké teploty, tj. k produkci oxidu siřičitého, oxidu uhličitého a oxidů dusíku. Emise z pecí také obsahují prach a menší množství kovů. Dále k emisím prachových částic dochází při manipulaci se sypkými surovinami.
Nové výrobní linky společnosti AGC Flat Glass Czech nazvané R3 a R2 jsou vybaveny jednotkou na čištění spalin (APC - Air pollution control unit). Jednotka je tvořena suchou fluidní pračkou (odstraňování kyselých složek spalin - SO2, SO3, HCl, HF), elektrostatickým odlučovačem pro odstraňování prachových částic a jednotkou DENOx fungující na principu katalytické redukce oxidů dusíku. Při výrobě se běžně jako náhrada primárních surovin využívají střepy (v množství cca 25-40 % vsázky), a to jak z vlastní výroby (z vlastních závodů), tak i střepy externí (z nákupu střepů). Střepy z plochého skla se rovněž využívají pro výrobu obalového skla a izolačních materiálů pro stavebnictví. Kromě úspory surovin má využití střepů vliv na úsporu energie. Při zvýšení objemu střepů ve vsázce o 4 % dojde ke snížení spotřeby energie na tavení o 1 % na tunu utavené skloviny, což má za následek snížení množství emisí CO2 do ovzduší (1 t střepů reprezentuje cca 120 kg CO2).
Estetika a design
Sklo vytváří na fasádě odolný hladký povrch s vysokým leskem. Tónovaná skla zajišťují nejen estetický vzhled, ale také ochranu před slunečním zářením, což přispívá k příjemnému prostředí. Fasády Antisol tónovaná skla s hliníkovým rámem Sandbox představují moderní a elegantní prvek, který skvěle doplní váš interiér. Díky svému minimalistickému designu a kvalitnímu provedení se ideálně hodí do různých prostor, ať už jde o obývací pokoj, kancelář nebo jinou místnost. Skleněné fasády jsou oblíbeným řešením v nábytkářském průmyslu, které využívá sklo jako hlavní materiál pro čelní plochy nábytku. Dodávají nábytku eleganci a moderní vzhled, umožňují vytvářet stylové a funkční výrobky. Skleněné fasády mohou být vyrobeny z různých druhů skla, což umožňuje jejich přizpůsobení různým stylům interiéru.
Výhody skleněných fasád z pohledu designu:
- Estetická atraktivita: Vypadají luxusně a dodávají nábytku moderní a lehký vzhled. Skvěle se kombinují s jinými materiály, jako je kov, dřevo nebo MDF.
- Snadná údržba: Skleněné povrchy se snadno čistí od nečistot a prachu, což je činí praktickými pro každodenní použití.
- Optické zvětšení prostoru: Průhledné nebo tónované sklo zachovává otevřenost a lehkost v interiéru a vizuálně zvětšuje prostor.
Kategorie korozivity a odolnost proti UV záření
| Povrchová úprava | Tloušťka materiálu (mm) | Kategorie korozivity | Odolnost vůči UV záření | Minimální množství pro objednání (m2) |
|---|---|---|---|---|
| Sklo (vysoký lesk) | 6 | C3 | n/a | 40 |
Kategorie korozivity popisuje vnější povětrnostní podmínky podle technické normy EN12944.