VŠE O SKLE

II.
VŠE O SKLE
www.YourGlass.com
1 Výrobky ze skla
1.1 Složení
1.2 Vlastnosti
1.3 Výrobky ze skla
2 Vlastnosti a funkce
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
Úvod
Sluneční záření, světlo a barva
Tepelná izolace
Řízení prostupu sluneční energie
Řízená světelná prostupnost
Zvuková izolace
Bezpečnost
Protipožární ochrana
1.1
Složení
Ploché sklo používané ve stavebnictví je sodnovápenatokřemičité sklo, které se získává tavením základní směsi při vysokých
teplotách.
VÝROBKY ZE SKLA
VÝROBKY ZE SKLA
1 Výrobky
ze skla
Tato směs je tvořena z přísad:
> křemičitý písek, který vytváří strukturu skla (je také znám jako
sklotvorný oxid křemičitý SiO2)
> soda, která se používá pro snížení potřebné tavící teploty i jako
přísada zajišťující homogenitu tavící směsi a omezující tvorbu
bublin
> vápno používané jako stabilizátor zajišťující sklu jeho chemickou odolnost
> další přísady nutné k procesu tavení a čeření, které napomáhají
získání požadované kvality skla
> různé oxidy kovů, které zlepšují mechanické vlastnosti skla
a jeho odolnost vůči atmosférickým vlivům, popř. umožňují požadované zabarvení skla.
Existují také jiné typy skel, např.:
> borosilikátové sklo, které se díky jeho nízké teplotní roztažnosti
používá např. jako laboratorní sklo
> sklokeramika vyráběná na základě využití krystalické a reziduální fáze skla. Lineární koeficient teplotní roztažnosti je u tohoto materiálu prakticky nulový. Kromě jiných aplikací se tato
sklokeramika používá pro varné panely u sporáků a vařičů
> alkalické sklo
> sklo s vysokým obsahem olova (přibližně 70 %), které výrazně
snižuje propustnost rentgenového záření. Používá se pro skleněné příčky v lékařských nebo průmyslových radiologických
zónách
20
Vedení společnosti ING, Amsterdam, Nizozemsko – Architekt: Meijer
en van Schooten Amsterdam – Planibel Low-E
www.YourGlass.com
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
> křišťál, sklo obsahující minimálně 24 % oxidu olovnatého, který
má vliv na čirost a rezonanci.
21
Vlastnosti
1.3
1.3.1 ÚVOD
Základní vlastnosti sodnovápenatokřemičitého skla
Objemová hmotnost při 18 °C
2 500 kg/m 3
Youngův modul (E)
70 000 N/mm 2
Modul tuhosti
29 166 N/mm 2
Poissonova konstanta (n)
0,2
Tvrdost podle Mohsovy stupnice
Teplota tavení
Teplota měknutí
Součinitel délkové teplotní roztažnosti (a)
6
≈ 1 500 °C
≈ 600 °C
9.10 -6
Tepelná vodivost
1 W/(m.K)
Specifická tepelná kapacita
720 J/(kg.K)
Finální produkt vzniká tavením základní směsi při teplotě přibližně 1 600 °C a následným zchlazením a opracováním. V závislosti
na zvoleném výrobním procesu lze vyrobit různé typy skel.
Při popisu produktů je potřeba rozlišovat mezi:
> základními výrobky – výrobky ze sodnovápenatokřemičitého
skla, které nejsou dále zpracovávány
> opracovanými výrobky – výrobky získanými opracováním základního skla. Rozlišujeme dva druhy opracování:
a) primární zpracování velkoformátových tabulí skla nebo, v případě potřeby, standardních rozměrů
b) sekundární zpracování standardních rozměrů
Charakteristická pevnost v ohybu
- chlazené sklo*
45 N/mm2
Tyto výrobky jsou stručně popsány v odstavci 1.3.2 a 1.3.3
- tepelně zpevněné sklo*
70 N/mm2
Řada skel Pyrobel a Pyrobelite
- tepelně tvrzené sklo*
120 N/mm2
Pevnost v tlaku
1 000 N/mm2
Součinitel prostupu tepla (jednoduché ploché sklo, tl. 4 mm)
5,8 W/(m2.K)
Index lomu (n) ve srovnání s indexem lomu vzduchu
0,90
Solární faktor (jednoduché ploché sklo, tl. 4 mm)
0,87
0,89
Opracované
výrobky
Plavené sklo (float) – Vzorované sklo –
Sklo s drátěnou vložkou – (Profilované sklo) –
(Tažené sklo)
Primární
zpracování
Sklo s povlakem – Zrcadla – Sklo s povrchovou
úpravou (leptáním, pískováním atd.) –
Vrstvené bezpečnostní sklo
Sekundární
zpracování
Tepelně tvrzené sklo – Tepelně zpevněné sklo –
Smaltované sklo a sklo s potiskem – Chemicky zpevněné sklo – Ohýbané sklo – Izolační sklo –
Parapetní sklo
U následujících popisů jednotlivých výrobků jsou v závorkách uvedeny evropské normy, které dané výrobky splňují.
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
* Pro tyto hodnoty se při statických výpočtech používá bezpečnostní koeficient.
Základní výrobky
1,5
Světelný činitel prostupu (jednoduché ploché sklo, tl. 4 mm)
Normálová emisivita čirého skla nebo skla s povlakem,
který má stejnou emisivitu jako podkladní sklo
22
Výrobky ze skla
VÝROBKY ZE SKLA
VÝROBKY ZE SKLA
1.2
www.YourGlass.com
23
Plavené sklo float (ČSN EN 572-1 a EN 572-2)
Ploché, průhledné, sodnovápenatokřemičité sklo, čiré i barvené
ve hmotě (zelené, šedé, bronzové a modré). Standardní tloušťky
pro stavební průmysl jsou 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 19 a 25 mm,
maximální rozměry jsou 6 × 3,21 m.
Plavené sklo (float) je základním sklem, které se používá ve všech
následujících procesech opracování. Výrobní linka pro float se
skládá z těchto hlavních částí:
Vzorované sklo, do něhož je v průběhu tvarování zalisována drátěná vložka. Tato vložka zajišťuje soudržnost skla i při rozbití, ale
nemá žádný vliv na mechanickou odolnost výrobku.
> cínová lázeň – sklovina se plaví na cínové lázni, kde dochází
k tvarování pásu skla, regulací průtoku skloviny se určuje požadovaná tloušťka skleněné tabule
Škála skel AGC: Imagin s drátěnou vložkou.
Leštěné sklo s drátěnou vložkou (ČSN EN 572-1 a 3)
> chladící zóna – v této části se sklo řízeně ochlazuje, aby se zabránilo vzniku vnitřního pnutí ve skle
Sklo s drátěnou vložkou s velmi jemným vzorem. Na konci výrobního procesu je povrch skla vyleštěn, čímž se docílí podobné
průhlednosti a průzračnosti jako u skla float.
> zařízení pro detekci výrobních vad a řezání nepřetržitého pásu
skla na výstupní formáty
Škála skel AGC: Imagin s drátěnou vložkou, leštěné sklo s drátěnou vložkou.
Profilované sklo (ČSN EN 572-1 a 7)
Sodnovápenatokřemičité sklo s drátěnou vložkou nebo bez ní,
čiré nebo barevné, průhledné sklo získané kontinuálním litím,
vrstvením a následným tvarováním do tvaru „U“.
Proces výroby plaveného skla (floatu):
Základní
suroviny
Tavící pec
VŠE O SKLE
Škála skel AGC: Imagin.
> tavící pec – suroviny se taví při teplotě cca 1 600 °C a čeřením se homogenizuje utavená sklovina, která eliminuje bubliny
a zajišťuje rovnoměrné tepelné podmínky skloviny
> skladovací plocha a expedice finálích produktů.
24
Výrobní linka litého skla je podobná lince na výrobu skla float,
s výjimkou fáze plavení na cínové lázni, které je nahrazeno tvarováním skloviny mezi dvěma licími válci. Poté je vzorované sklo
zchlazováno stejným způsobem jako sklo float.
Sklo s drátěnou vložkou (ČSN EN 572-1 a 6)
> skladování a vážení základních výrobních surovin
Cínová lázeň
Detekce vad
a řezání
Chladící zóna
Tažené sklo (ČSN EN 572-1 a 4)
Skladování
a expedice
Škála skel AGC: Planibel Clear, Planibel Linea Azzurra, Planibel
Clearvision, barevná skla Planibel.
www.YourGlass.com
VÝROBKY ZE SKLA
Vzorované sklo (ČSN EN 572-1 a 5)
Ploché sklo jednostranně, popřípadě oboustranně opatřené dekorem, který vzniká během výrobního procesu protažením skleněné tabule mezi dvěma licími válci s reliéfním povrchem.
Ploché, čiré nebo barvené, průhledné sodnovápenatokřemičité
sklo, získané kontinuálním tažením (nejprve vertikálním) pásu
skla o standardní tloušťce a leštěním skla pomocí ohně na obou
stranách.
Tento produkt se dnes vyrábí jen velmi zřídka, byl nahrazen skly
vyráběnými technologií float.
VŠE O SKLE
VÝROBKY ZE SKLA
1.3.2 ZÁKLADNÍ VÝROBKY
25
Sklo s povlakem (ČSN EN 1096-1 až 3)
Sklo získané nanesením povlaku jedné nebo více tenkých vrstev
anorganických materiálů za účelem změny fyzikálních vlastností
základního skla (solárního faktoru, emisivity, barvy, světelné prostupnosti, odrazivosti a dalších).
Skla s povlakem se rozdělují podle tří kritérií:
> způsobu nanášení povlaku (pyrolytické, magnetronové)
> pozice povlaku na skle a jeho instalace v izolačním skle (pozice
1, 2, 3 nebo 4)
Sklo s povlakem – magnetronové nanášení
Tenké kovové vrstvy nebo vrstvy oxidů kovů se nanášejí ve vakuu
na tabuli čirého skla nebo skla probarveného ve hmotě v magnetronu. Výroba vysoce výkonných skel s více povlaky je zajištěna
použitím několika různých nanášecích komor. Tato metoda nanášení povlaků se nazývá: off line – nepřímá.
VÝROBKY ZE SKLA
VÝROBKY ZE SKLA
1.3.3 OPRACOVANÉ VÝROBKY*
Skla s tímto povlakem nejsou určena k použití na pozici 1.
Magnetronové nanášení
Vstup
Mycí zařízení
Dopravník
Dopravník
Výstup
> způsobu použití skla (tepelně izolační, protisluneční, apod.)
Norma ČSN EN 1096-1 uvádí různé třídy skel s povlakem z hlediska jejich použití a vlastností:
> třída A: povrch skla opatřený povlakem může být situován
na vnější nebo vnitřní straně budovy
> třída B: sklo s povlakem (monolitické sklo) se smí použít tak, že
strana skla s povlakem je umístěna na vnitřní straně budovy
> třída C: sklo s povlakem lze použít pouze v izolačním skle a povrch opatřený povlakem by měl být obrácen dovnitř dutiny izolačního skla
> třída D: sklo s povlakem lze použít pouze v izolačním skle tak,
že povrch s povlakem se zabuduje směrem dovnitř (do dutiny)
izolačního skla, a to ihned po nanesení povlaku. Toto sklo nesmí být použito jako monolitické sklo
> třída S: povrch skla opatřený povlakem může být situován
na vnější nebo vnitřní straně budovy, ale pouze ve speciálních
aplikacích (např. výklady obchodů).
Nanášení
povlaku
Kontrolní
stanoviště
Škála skel AGC: Stopray, Stopray T, Planibel TopN+, Planibel TopN+T,
Planibel TRI, Planibel Top 1.0, Planibel EnergyN, Planibel EnergyNT.
Sklo s povlakem – pyrolytické nanášení
Vrstvy oxidů kovů se nanášejí na čiré sklo nebo sklo probarvené
ve hmotě během výroby základního skla v okamžiku, kdy sklovina
opustí cínovou lázeň a sklo dosahuje teploty kolem 600 °C. Takto
vyrobené sklo s povlakem má vysokou mechanickou i chemickou
odolnost. Je tedy možné ho použít i jako jednoduché monolitické
sklo, lze jej také ohýbat a opatřovat potiskem nebo smaltem.
Skla s tímto povlakem mají vysokou úroveň protisluneční ochrany.
Škála skel AGC: Stopsol, Sunergy, Blackpearl, Planibel G, Planibel
G fasT.
Zrcadla (ČSN EN 1036-1)
26
Proces výroby zrcadel se nazývá postříbření.
* Dostupnost opracovaných skel záleží na konkrétních trzích.
www.YourGlass.com
Škála skel AGC: Mirox MNGE (New Generation Ecological), Mirox
MNGE Safe, Mirold Morena, Sanilam Easycut.
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
Sklo, jehož zadní strana je opatřena reflexním povlakem stříbra
s ochranným lakem.
27
Použití vrstveného bezpečnostního skla:
> ochrana zboží a osob (minimální riziko poranění v případě rozbití, ochrana proti vypadnutí, vandalismu a vloupání, apod.)
VÝROBKY ZE SKLA
VÝROBKY ZE SKLA
AntiBakteriální sklo
Proces výroby tohoto skla je patentován AGC. Horní vrstva skla
obsahuje rozptýlené ionty stříbra, které reagují s bakteriemi
a ničí je. Antibakteriální efekt skla je trvalý obzvláště ve vlhku
a vhodných teplotních podmínkách pro tvorbu bakterií a plísní.
> ochrana proti střelám a výbuchu
> protipožární ochrana
> požadavek na vyšší zvukovou izolaci
> dekorace.
BAKTERIE
Škála skel AGC: Stratobel, Stratobel EVA Creation, Pyrobel, Stratophone.
SKLO
Výroba vrstveného bezpečnostního skla s PVB fóliemi má následující fáze:
> položení a čištění skla
Škála skel AGC: Lacobel AB, Mirox AB, Planibel AB.
Lakované sklo
Sklo s vysoce kvalitním lakem na jedné straně. K dispozici v různých barevných odstínech.
Škála skel AGC: Lacobel, Lacobel Safe, Matelac, Matelac Safe.
Matované sklo
Sklo se zcela nebo jen z části leptaným povrchem (nástřik vysoce kvalitní kyselinou). Leptané části mají jemný saténový povrch
a umožňují rozptyl světla.
Škála skel AGC: Matelux, Matobel One Side, Matelac.
> na sklo je položena fólie a druhé sklo je pak přiloženo na fólii
> sestavené sklo s fóliemi je umístěno do předlisu (zajistí se prvotní spojení skel s fóliemi a zamezí vzniku vzduchových bublin
v místě spojení)
> vrstvená bezpečnostní skla, která ještě nejsou transparentní,
jsou umístěna na stojany
> skla na stojanech jsou přemístěna do autoklávu s vysokou teplotou a tlakem; v tomto prostředí vzniká konečný výrobek: čiré
vrstvené bezpečnostní sklo s vysokou přilnavostí skla s fóliemi.
Výrobní proces vrstveného bezpečnostního skla
1
2
3
4
5
6
7
Pískované sklo
Škála skel AGC: pískovaný Planibel, pískovaný Imagin.
VŠE O SKLE
Vrstvené bezpečnostní sklo (ČSN EN 12543-1 až 6)
28
Složení nejméně dvou skleněných tabulí s vnitřní mezivrstvou,
která může obsahovat jednu i více plastových fólií (PVB, EVA
apod.), pryskyřic, silikátů nebo gelů. Tato mezivrstva spojuje tabule skla, a tím zlepšuje vlastnosti konečného výrobku.
www.YourGlass.com
1. Vložení tabule skla
2. Mycí zařízení
3. Umístění PVB fólie na spodní tabuli skla
4. Umístění vrchní tabule skla na PVB fólii
5. Lisování
6. Nakládka na přepravní stojan
7. Autokláv
VŠE O SKLE
Sklo vystavené procesu pískování, tj. leptání povrchu skla vysokým tlakem. Tato technologie se využívá pro vytváření reliéfních
motivů na povrchu skla nebo pro celoplošné pískování.
29
Prohřívané tepelně tvrzené sklo
(tepelně tvrzené sklo + HST) (ČSN EN 14479-1)
Vrstvené bezpečnostní sklo se zabudovanými elektroluminiscenčními diodami (RGB nebo jednobarevné). LED diody jsou napájeny
prostřednictvím vysoce výkonného neviditelného vodivého povlaku.
Dodatečné zahřátí tepelně tvrzeného skla na vysokou teplotu
za účelem zamezení samovolného rozbití skla vlivem inkluzí nestabilního sulfidu nikelnatého.
Složení vrstveného bezpečnostního skla se zabudovanými LED diodami (Glassiled)
Škála skel AGC: prohřívané tepelně tvrzené sklo (tepelně tvrzené
sklo + HST).
Základní sklo
PVB
Tepelně zpevněné sklo (ČSN EN 1863-1)
LED
Sklo, které prochází tepelným zpevňováním, během kterého je
zahřívané na teplotu kolem 600 °C, a potom kontrolovaně chlazeno pomocí vzduchových trysek. Proces chlazení je pomalejší
než u výše popsaného tepelně tvrzeného skla.
PVB
Krycí sklo
Vodivý
povlak
Škála skel AGC: Glassiled.
Tepelně tvrzené sklo (ČSN EN 12150-1)
Sklo, které prochází tepelnou úpravou, během které je zahřívané
na teplotu kolem 600 °C, a poté rychle zchlazeno pomocí vzduchových trysek.
Výrobní proces tepelně tvrzeného skla
Kalící pec
VÝROBKY ZE SKLA
VÝROBKY ZE SKLA
Vrstvené bezpečnostní sklo se zabudovanými
LED diodami
Zchlazení pomocí
vzduchových trysek
Na povrchu skla tak vznikne permanentní tlakové napětí s cílem
zvýšit odolnost proti mechanickému a tepelnému namáhání a získat předepsané vlastnosti rozpadu po rozbití.
V případě rozbití se toto sklo rozpadne na velké ostré úlomky jako
plavené sklo float. Proto není považováno za bezpečnostní sklo.
Tepelně zpevněné sklo nepotřebuje mít HST – heat-soak test.
Škála skel AGC: tepelně zpevněné sklo.
Smaltovaná skla (ČSN EN 1863-1, ČSN EN 12150-1,
ČSN EN 14479-1)
Při procesu smaltování se celý povrch skla pokryje během jeho
zpevňování nebo tepelného tvrzení vrstvou emailové barvy.
Smaltovaná skla se často používají jako meziokenní parapety
v obvodových pláštích budov.
Škála skel AGC: Colorbel*.
30
650 °C
60 °C
Na povrchu skla se vytvoří tlakové napětí, které zvyšuje jeho mechanickou a tepelnou odolnost, a sklo tak získává předepsané
vlastnosti rozpadu po rozbití. V případě, že dojde k rozbití skla,
skleněná tabule se roztříští na malé neostré úlomky a zamezí
se tak možnosti poranění. Tepelně tvrzené sklo je považováno
za bezpečnostní, a lze jej tak využít v konkrétních aplikacích, jako
jsou např. zasklení sprchových koutů, interiérové dělící příčky, atd.).
Škála skel AGC: tepelně tvrzené sklo.
www.YourGlass.com
* K dostání pouze na určitých trzích.
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
650 °C
31
Sklo vyráběné podobným způsobem jako smaltovaná skla. Na část
skla je přes síto nanesena emailová barva, která je propojena s povrchem skla během procesu jeho zpevňování nebo tvrzení.
Škála skel AGC: Artlite*.
* K dostání pouze na určitých trzích.
Chemicky tvrzené sklo (ČSN EN 12337-1)
Jedná se o plavené sklo float, které prochází procesem iontové výměny za účelem jeho vyšší mechanické a tepelné odolnosti. Ionty malého průměru na povrchu i hranách skla jsou pomocí jejich
stlačení nahrazeny ionty s větším průměrem.
Chemicky zpevněné sklo se používá především pro speciální účely, jako např. v leteckém průmyslu nebo do osvětlení.
Ohýbané sklo
Izolační sklo (ČSN EN 1279-1 až 6)
Zasklení sestávající ze dvou nebo tří tabulí skla (izolační dvojsklo,
trojsklo) oddělených distančním rámečkem, který mezi skly vytváří dutinu s vysušeným vzduchem a/nebo plynem.
VÝROBKY ZE SKLA
VÝROBKY ZE SKLA
Sklo s potiskem (ČSN EN 1863-1, ČSN EN 12150-1,
ČSN EN 14479-1)
Hlavní požadavek na izolační skla je vyšší tepelná izolace v porovnání s jednoduchým zasklením.
Použitím jiných výrobků vhodných ke skladbě izolačních skel lze
jejich tepelně izolační vlastnosti kombinovat s dalšími, jako např.
protisluneční ochrana, zvuková izolace a bezpečnost.
Povrchy jednotlivých skel v izolačním dvojskle se číslují od 1 do 4,
směrem od venkovního povrchu k vnitřnímu.
Izolační zasklení: skladba, směr a číslování pozic
Vzduch nebo plyn
Distanční rámeček
Sklo ohýbané za vysokých teplot do požadovaného tvaru.
Otvora
Výrobní proces ohýbání skla
Butyl
Vysoušedlo
Tmel
32
Škála skel AGC: Thermobel, Thermobel Phonibel, Thermobel Warm E,
a další.
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
Škála skel AGC: ohýbané sklo.
www.YourGlass.com
33
2.1
Úvod
První sklo se objevilo přibližně před 2000 lety a používalo se
k utěsnění vstupů a k zajištění hlavní funkce skla – prostupu světla do interiéru a ochrany proti větru, chladu a dešti.
Avšak využití skla ve stavebnictví se rozšířilo až během několika posledních století, přičemž významnou roli sklo začíná hrát
až ve století dvacátém. Na konci 40-tých let 20. století se začal
vyvíjet koncept tepelně izolačních dvojskel, největší rozvoj však
nastal až v západní Evropě v letech sedmdesátých, v souvislosti
s ropnou krizí.
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
2 Vlastnosti
a funkce
Od té doby se vývoj nízkoemisivních, vrstvených bezpečnostních,
tepelně tvrzených a dalších druhů skel zaměřil především na zajištění vysoké kvality funkčnosti jako je ochrana interiéru proti přehřívání nebo oslňování, bezpečnost a zvuková izolace.
V poslední době narůstá poptávka po sklech zajišťujících všechny
tyto funkce dohromady v jednom zasklení.
Pro bližší porozumění vlastnostem a funkcím skel se následující
části této kapitoly podrobně zaměří na níže uvedené oblasti:
> úvod do teorie záření, základní informace o světle a barvě
> tepelně izolační vlastnosti
> protisluneční ochrana
> řízení prostupu světla
> zvuková izolace
> bezpečnost
> protipožární ochrana.
Všechny tyto oblasti jsou dále spojeny s konkrétními skly a výrobky AGC.
Některé informace a obrázky jsou vybrány z materiálu NIT 214
publikovaného CSTC*
34
Residenční dům, Paříž, Francie –
Architekt: G. Harmonic & JC Masson – Thermobel EnergyN
www.YourGlass.com
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
* CSTC: Centre Scientifique et Technique de la Construction, Belgie – Belgian Building
Research Institute.
35
Každý den jsme vystaveni různým typům záření, včetně toho slunečního. Tabulka a následující obrázek klasifikují různé typy záření
ve vztahu k vlnové délce vyzařování.
v ln
y
R
dio
Ra
lnn
uh
Dlo
vé
éI
R
éI
Sluneční
záření
2.2.1 TYPY ZÁŘENÍ
ov
ln é
át k
ov
Kr
i te
V id
Intenzita
lnn
UV
UV
Různé typy elektromagnetických vln
X
Základy teorie záření, šíření světla a působení barev jsou nezbytné pro porozumění funkce tepelné izolace, protisluneční ochrany
a řízení světelného prostupu.
Otopná
tělesa
(radiátory)
VLASTNOSTI A FUNKCE
luneční záření,
S
světlo a barva
g
VLASTNOSTI A FUNKCE
2.2
Základní vlastnosti sodnovápenatokřemičitého skla
Vlnová délka (nm)*
0–0,01
Rentgenové paprsky
0,01–10
Ultrafialové (UV) paprsky
10–380
UV C
Vlnová délka (nm)
2.2.2 SPEKTRUM SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ
10–280
UV B
280–315
UV A
315–380
Viditelné světelné paprsky
380–780
Infračervené (IR) paprsky
780–10 6
Krátkovlnné IR A
1 400–2 500
Dlouhovlnné IR C
2 500–10
* 1 nm = 1 nanometr = 10 -9 m.
Spektrum slunečního záření
Typ záření
780–1 400
Krátkovlnné IR B
Radiové vlny
Sluneční záření zahrnuje jen malou část spektra elektromagnetického záření. Jeho složení je uvedeno v následující tabulce a na obrázku. Spektrum viditelného světla tvoří část slunečního spektra.
6
10 6 – několik km
cca 5 %
Viditelné světlo
380 až 780
cca 50 %
780 až 2 500
cca 45 %
IR
Spektrum slunečního záření
Energie
UV Světlo
VŠE O SKLE
Podíl energie
280 až 380
Intenzita
(W/m2)
36
Vlnová délka (nm)
UV
Krátké infračervené záření
Vlnová délka
(nm)
www.YourGlass.com
VŠE O SKLE
Typ záření
Gamma záření
37
Energie ze slunce dopadající na zemský povrch je menší než solární konstanta – vlivem pohlcení a rozptylu slunečního záření
v atmosféře se energie získaná ze slunce snižuje přibližně o 15 %
a zhruba 6 % tohoto záření odráží zpět do kosmického prostoru.
Celkové sluneční záření je tedy definováno jako součet přímého
a rozptýleného slunečního záření.
2.2.3 SVĚTLO
Světlo je část slunečního spektra v rozsahu od 380 do 780 nm,
která je viditelná pouhým okem.
Následující tabulka a obrázek udávají spektrální rozsahy viditelného záření v závislosti na jeho barevném složení.
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Slunce je zdroj slunečního záření v celém jeho spektru. Na základě nukleárních řetězových reakcí vyzařuje energii o 66 miliónech
W/m2. Na hranici zemské atmosféry se však dostává pouze zlomek této energie. Tato hodnota – 1 353 W/m2 – se nazývá solární
konstanta.
Složení světla
Barva
Proudění slunečního záření v atmosféře
odražené
Vlnová délka (nm)
fialová
380 až 462
modrá
462 až 500
zelená
500 až 577
žlutá
577 až 600
oranžová
600 až 625
červená
625 až 780
* 1 nm = 1 nanometr = 10 -9 m.
Světlo
absorbované
rozptýlené
přímé
Světlo vnímáme okem, ale můžeme ho vnímat také ve formě tepla.
Světlo představuje přibližně polovinu tepla získaného ze slunce.
Teplo, které cítíme, pochází ze dvou základních zdrojů:
> teplo ze slunečního spektra tvořené UV paprsky, viditelným
světlem a krátkovlnným IR zářením
> teplo vyzařované předměty (jako např. lampy, radiátory apod.)
ve formě dlouhovlnného IR záření.
VŠE O SKLE
38
2.2.4 TEPLO
www.YourGlass.com
VŠE O SKLE
Energie získávaná ze slunce závisí také na ročním období (na úhlu
dopadu slunečních paprsků na zem) na zeměpisné šířce a nadmořské výšce daného místa, na povětrnostních podmínkách (oblačno), stupni znečištění atmosféry, orientaci budovy vůči světovým stranám apod.
39
Úvod
Sklo lze využít k ochraně proti většině typů záření; následující odstavce podávají stručný přehled o těchto možnostech.
Ochrana proti UV záření
V určitých situacích může sluneční záření poškodit barvu vystavovaných předmětů. Změna barvy je způsobena degradací molekulárních vazeb na povrchu vystavené látky působením fotonů s vysokou energií. K takovému jevu dochází při působení ultrafialového záření a ve značně omezenějším rozsahu také u viditelného
záření (tedy u záření na vlnových délkách odpovídajících fialové
a modré barvě). Sluneční záření také způsobuje urychlení tohoto
procesu, a to vlivem zvyšování teploty.
Některá skla mají schopnost odolávat UV záření, a tím ochraňovat
předměty v interiéru vůči blednutí barev:
> vrstvená bezpečnostní skla s PVB fóliemi absorbují více než
99 % UV záření
> barevná skla se žluto-oranžovým nádechem, která částečně
pohlcují fialové a modré složky slunečního světla
> skla s nízkým solárním faktorem, která mají schopnost omezovat prostup slunečního záření a snižovat teplotu v interiéru.
Můžeme říct, že neexistuje žádné sklo, které by mělo schopnost
zamezit změně barev předmětů vlivem UV záření na 100 %. Je
fakt, že v některých případech má na stálost barevných povrchových úprav v interiéru vliv i umělé osvětlení.
Řízení světelného prostupu
Prostup světla může být regulován použitím skla probarveného
ve hmotě, skel s povlaky nebo průsvitným zasklením.
Více informací naleznete v kapitole „Řízení světelného prostupu“.
Ochrana proti krátkovlnnému infračervenému
záření a teplu
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
2.2.5 OCHRANA SKLEM PROTI RŮZNÝM
TYPŮM ZÁŘENÍ
Protisluneční skla s vhodným solárním faktorem umožňují regulaci prostupu infračerveného záření i tepla.
Při projektování budovy má plocha zasklení a její solární faktor
přímý vliv na použití ventilačního systému.
Více informací naleznete v kapitole „Řízení prostupu sluneční
energie“.
Regulace dlouhovlnného infračerveného záření
Regulace dlouhovlnného infračerveného záření zahrnuje ochranu před jeho unikáním, tedy únikem tepla vydávaného předměty
nebo otopnými tělesy, z budov, za účelem zvýšení tepelné izolace.
Pro regulaci dlouhovlnného infračerveného záření se používají
skla s nízkoemisivními povlaky.
Při navrhování budov hraje použitý druh zasklení ve vztahu k celkovému řešení budovy významnou roli při snižování spotřeby
energie na vytápění.
Více informací naleznete v kapitole „Tepelná izolace“.
Pro zajištění ochrany interiéru proti změně barev je nutné provést
rozbor vlivů, které ji mohou způsobit:
40
> CIE faktor poškození, což je index ustanovený v ISO 9050, mající
vztah k propustnosti záření na vlnových délkách 300 nm až 600
nm, tedy takovému záření, které způsobuje barevnou degradaci
> ochranný faktor kůže (SKF), což je index uvedený také v ISO
9050, mající vztah k propustnosti záření na vlnových délkách
od 300 nm do 400 nm, které způsobují poškození kůže.
www.YourGlass.com
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
> propustnost UV záření (TrUV)
41
2.2.6 BARVA
2.3.1 PROSTUP TEPLA ZASKLENÍM
Předměty, které vidíme, ať už jsou průhledné, průsvitné nebo neprůhledné, mají všechny určitou barvu.
Teplotní rozdíl mezi jakýmikoliv dvěma místy způsobuje přesun
tepla směrem z místa s vyšší teplotou do místa s teplotou nižší.
Barva závisí na několika parametrech, a to:
Přenos tepla může probíhat těmito způsoby:
> dopadající světlo (způsob osvětlení)
> vedením, tedy vedením tepla v materiálu. Teplo se vede prostřednictvím interakcí molekul látky, které si tepelnou energii
po jejich zahřátí navzájem předávají (např. kovová tyč se zahřátým jedním koncem)
> odrazivost a propustnost materiálu daného předmětu
> citlivost oka pozorovatele
> prostředí obklopující daný předmět a kontrast mezi daným
předmětem a jeho okolím.
Barva předmětu závisí na všech těchto faktorech a pozorovatel,
v závislosti na denní době nebo na intenzitě denního světla, neuvidí daný předmět vždy stejně.
Čiré sklo je lehce nazelenalé. Optické vlastnosti probarvených skel
se výrazně mění v závislosti na tloušťce dané skleněné tabule.
Bronzové, šedé, modré a zelené odstíny plochého skla float snižují světelný prostup, a tím i množství sluneční energie, která by
v interiéru způsobila přehřívání.
Pohled přes sklo probarvené ve hmotě je tedy ovlivněn samotnou
barvou skla.
> prouděním, převážně v kapalinách a plynech. Teplotní rozdíly
způsobují rozdíly v hustotě daného prostředí, což způsobuje
pohyb molekul. Teplejší části mají nižší hustotu a stoupají nahoru, zatímco chladnější část zůstává pod ní. Když se molekuly
nahoře ochladí, vlivem větší hustoty klesají a vytlačují ostatní
molekuly. Tak dochází k přirozenému proudění vzduchu a vyrovnání teplot
> zářením (radiace): jakékoliv zahřáté těleso vydává energii
ve formě elektromagnetického záření. Pokud se záření setká
s překážkou, předává jí část své energie, která je potom touto
překážkou vydána ve formě tepla. Podle této teorie se tepelné
záření může šířit i ve vakuu (např. sluneční paprsky nebo tepelné a světelné záření od elektrických žárovek).
Izolační dvojsklo je navrženo ze dvou skleněných tabulí a meziskelní dutiny vyplněné vzduchem nebo inertním plynem tak, aby
snižovalo tepelné ztráty.
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
Všeobecný index podání barev RD65 (Ra): Vlastnost podání barev
zasklení v prostupu se vyjádří všeobecným indexem podání barev
Ra. Tento index umožňuje vyjádřit kvantitativní zhodnocení rozdílu barvy vůči zkušebním barvám při přímém osvětlení normalizovaným druhem světla D65 a týmž druhem světla propuštěným
zasklením. Čím větší je tato hodnota, tím méně jsou barvy přenesené skrze zasklení zkresleny.
42
Tepelná izolace
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
2.3
www.YourGlass.com
43
VEDENÍ
PROUDĚNÍ
ZÁŘENÍ
Q = S U (θi - θe)
EXT.
INT.
2.3.2 TEPELNÁ VODIVOST A TEPELNÝ PROSTUP
Úvod
Hustota tepelného toku q (W/m-2), která se šíří sklem za 1 vteřinu
z prostředí s vyšší teplotou do prostředí s teplotou nižší se vyjadřuje rovnicí:
(qi - qe)
= U (θi - θe)
q = ––––––
R
kde θi a θe jsou teploty vzduchu ve vnitřním a vnějším prostředí
R je tepelný odpor při prostupu tepla zasklením (m2.K/W)
U = 1/R je součinitel prostupu tepla zasklením W/(m2.K)
Součinitel prostupu tepla U (dříve k)
44
Tepelná vodivost
Je definována jako množství tepla procházející za 1 sekundu materiálem o tloušťce 1 m a o povrchové ploše 1 m2, kde teplotní
rozdíl mezi dvěma protilehlými povrchy je 1 °C.
Tepelná vodivost skla je 1 W/(m.K). Sklo tedy není izolačním materiálem, protože za izolační materiály lze považovat látky, které
mají tepelnou vodivost nižší jak 0,065 W/(m.K).
Aby se snížily tepelné ztráty a zajistily se co nejlepší tepelně izolační vlastnosti, součinitel prostupu tepla zasklením Ug musí být co
nejnižší. To znamená, že tepelný odpor při prostupu tepla zasklením musí být co nejvyšší.
Norma EN 673 popisuje metodu používanou pro výpočet součinitele prostupu tepla zasklením Ug. Hodnota získaná výpočtem
představuje hodnotu součinitele prostupu tepla ve středu skleněné tabule Ug. Tato hodnota však nezohledňuje tepelnou ztrátu
okrajem skleněné tabule a vliv distančního rámečku izolačních
skel.
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
Je definován jako teplo procházející přes jednotkovou plochu zasklení za ustálených teplotních podmínek a při teplotním rozdílu
1 °C teplot vzduchu v obou prostředích obklopujících zasklení.
Pro pevné izotropní látky je tepelný odpor R definován jako vztah
mezi jejich tloušťkou e (m) a jejich tepelnou vodivostí l W/(m.K).
e
R = ––
l
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Množství tepla Q (W), které za 1 sekundu prochází zasklením
o ploše S (m2) z teplejšího prostředí do prostředí chladnějšího, se
potom určí jako:
Metody prostupu tepla izolačním dvojsklem
(kde venkovní teplota je nižší než teplota v interiéru)
www.YourGlass.com
45
Izolační dvojsklo: Skladba, směr a číslování pozic
Vzduch nebo plyn
Distanční rámeček
Součinitel prostupu tepla izolačních skel
Distanční
rámeček x (mm)
4-x-4
4-x-4 HR* (e = 0,04)
Otvora
4-x-4-x-4
90 %
90 %
90 %
90 %
vzduch argon krypton vzduch argon krypton vzduch
6
3,3
3,0
2,8
2,5
10
3,0
12
2,9
15
20
2,0
1,4
2,3
2,8
2,6
2,7
2,6
1,8
1,5
1,0
2,0
1,7
1,3
1,1
1,9
2,7
2,6
2,8
2,6
2,6
1,5
1,2
1,1
1,8
2,6
1,4
1,2
1,2
1,7
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Následující tabulka uvádí hodnoty součinitele prostupu tepla různých typů izolačních skel. Nejvíce se používají izolační skla s distančním rámečkem o tloušťce 12 až 15 mm.
Butyl
Vysoušedlo
Tmel
* HR = vysoce izolační nebo nízkoemisivní (Low-E) sklo.
Úvod
Jednoduché zasklení nemá dobré tepelně izolační vlastnosti.
Z toho důvodu bylo vyvinuto mnoho způsobů, jak zvýšit tepelně
izolační vlastnosti prosklených konstrukcí a okenních výplní. Tyto
snahy byly podníceny především ropnou krizí v 70-tých letech 20.
století.
Izolační dvojsklo
Prvním typem tepelně izolačního zasklení bylo izolační dvojsklo,
skládající se ze dvou skleněných tabulí oddělených distančním rámečkem, vytvářejícím mezeru mezi skly vyplněnou suchým vzduchem. Vzduch má (při teplotě 10 °C) tepelnou vodivost 0,025
W/(m.K), což v porovnání s tepelnou vodivostí skla 1 W/(m.K) znamená, že vzduch mezi dvěma skleněnými tabulemi snižuje součinitel prostupu tepla zasklením Ug a zvyšuje tak tepelně izolační
vlastnosti daného skla.
Ušlechtilé plyny
Dalšího zlepšení tepelně izolačních vlastností izolačních dvojskel
lze dosáhnout nahrazením vzduchu plynem, který má nižší tepelnou vodivost a vyšší hustotu.
Tyto vlastnosti způsobují, že izolační plyn v prostoru mezi skly má
nižší objemový tok v porovnání se vzduchem, což způsobí omezení přenosu tepla prouděním.
Ušlechtilé plyny (v praxi se nejčastěji používá argon a někdy krypton) sníží součinitel prostupu tepla izolačního dvojskla Ug o hodnotu 0,2 až 0,3 W/(m2.K). Používají se pouze v izolačních dvojsklech se skly s povlakem.
Porovnání vlastností vzduchu a ušlechtilých plynů:
> vzduch l = 0,025 W/(m.K), r = 1,23 kg/m3 (při teplotě 10 °C)
> argon l = 0,017 W/(m.K), r = 1,70 kg/m3
> krypton l = 0,009 W/(m.K), r = 3,56 kg/m3
VŠE O SKLE
46
Povrchy izolačního dvojskla (pozice) jsou číslovány od 1 do 4 (ve
vzestupném pořadí směrem od exteriéru do interiéru).
www.YourGlass.com
VŠE O SKLE
2.3.3 TYPY IZOLAČNÍCH SKEL
47
Vývoj povlaků a jejich aplikace na sklo daly vzniknout speciálním
sklům s vysokými tepelně izolačními účinky. Tenké kovové vrstvy
(povlaky) nanášené na sklo se nazývají vysoce výkonné, superizolační, nízkoemisivní, nebo také low-e (z anglického low-emissivity)
vrstvy (anglicky coatings).
Čiré sklo (bez povlaku) je zdrojem velkých tepelných ztrát – teplo vyzařuje vždy chladnějším směrem, v zimě tedy směrem ven
z budovy.
Skla s nízkoemisivními povlaky jsou na rozdíl od čirých skel navržena tak, že zajišťují návrat tepla absorbovaného zasklením zpět
do interiéru, a zvyšují tak tepelný komfort budovy.
Tyto vrstvy se nanáší na sklo:
Emisivitu skla lze vyjádřit jako určitou úroveň absorpce; čím nižší
emisivita (absorpce), tím větší návrat tepla zpět do interiéru.
• magnetronově, ve vakuu – takové povlaky musí být chráněny
Izolační dvojsklo a nízkoemisivní izolační dvojsklo
proti poškození, a proto musí být orientovány dovnitř izolačního skla
• pyrolyticky – takové povlaky jsou mechanicky odolnější, zato
en = 0,89
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Vysoce výkonná izolační dvojskla
> Princip
en = 0,89
Dlouhovlnné
IR > 2 500 nm
Dlouhovlnné
IR > 2 500 nm
však vykazují v porovnání s předchozími vrstvami nižší tepelně
izolační účinky.
Povlaky se obvykle umísťují v izolačních dvojsklech na pozici 3.
Pozice 2 sice nemá vliv na tepelně izolační vlastnosti, ale ovlivňuje
světelný odraz, a tím i vzhled skla.
Nízkoemisivní (Low-E) izolační dvojsklo
Teplo
v interiéru
Nízkoemisivní povlak:
en = 0,15 na 0,02
Např. emisivita 0,2 znamená, že se 80 % dlouhovlnného infračerveného záření (tepla), které by sklo v případě obyčejného zasklení
absorbovalo, odrazí zpět do místnosti.
Matematicky lze vyjádřit, že
Nízkoemisivní (Low-E) povlak
VŠE O SKLE
> Emisivita
48
Předměty umístěné uvnitř budovy vyzařují teplo ve formě dlouhovlnného infračerveného záření (o vlnové délce nad 2500 nm).
Protože sklo žádné z těchto záření nepropouští, dlouhovlnné infračervené záření absorbuje, tím se zahřeje a následně získané
teplo vyzařuje zpět do interiéru.
www.YourGlass.com
Norma EN 12898 popisuje metodu používanou k měření normálové emisivity en. V praxi se k výpočtu tepelné výměny používá
korigovaná emisivita e, která se vypočítá vynásobením normálové
emisivity poměrem en/e.
Tabule čirého skla má normálovou emisivitu 0,89, zatímco sklo
s pyrolytickým pokovením (např. Planibel G nebo Sunergy) má
emisivitu mezi 0,30 a 0,15 a, pokud je vrstva nanesena magnetronicky (např. nízkoemisivní skla Planibel TopN+, TopN+T nebo
Stopray) je emisivita povrchu ještě nižší, tj. 0,10 až 0,02.
VŠE O SKLE
INT.
EXT.
e = AE = 1 TR – RE = 1 – RE (protože TR = 0)
Emisivita je definovaná jako vztah mezi energií vydanou povrchem za určité teploty a dokonalým zářičem (např. černé předměty mají emisivitu 1) za stejné teploty.
49
Intenzivní vývoj zaměřený na zvyšování tepelně izolačních vlastností prosklených fasád umožnil vznik nových druhů speciálních
skel i jejich doplňků. Slabé místo z pohledu tepelné techniky je
kovový distanční rámeček v místě okraje izolačních skel. Z toho
důvodu byl vyvinut „teplý“ distanční rámeček, tzv. Warm edge
spacer. Běžné rámečky jsou vyrobeny z hliníku nebo oceli, tento rámeček (spacer) je plastový (v některých případech vyztužený
kovovým profilem). Tepelná vodivost plastu je mnohem nižší než
tepelná vodivost kovů, a z toho důvodu plastový rámeček omezuje tepelné ztráty kolem hran izolačních dvojskel.
> Vzhled izolačního zasklení
Použití plastového rámečku Warm edge nezmění hodnotu Ug
zasklení stanovenou ve středu izolačního skla na základě výpočtu dle EN 673, ale hodnotu součinitele prostupu tepla Uw, která
představuje tepelné ztráty celým oknem (tedy sklo + rámeček
+ rám).
Izolační trojsklo
Dalším krokem na cestě ve vývoji izolačních skel bylo trojsklo. Jedná se o skleněnou jednotku sestávající ze tří tabulí skla oddělených dvěma distančními rámečky a dvěma dutinami. Tímto způsobem bylo dosaženo dalšího snížení součinitele prostupu tepla
zasklením, na hodnoty 1 W/m2.K a nižší. Jejich nevýhodou se jevila velká tloušťka a vyšší objemová hmotnost, což způsobovalo
problémy v zasklívání do běžných typů okenních rámů.
V porovnání s obyčejným čirým sklem bez povlaku mají izolační
skla s nízkoemisivními povlaky nepatrně odlišný barevný odstín.
Je to způsobeno existencí tenké kovové vrstvy, která takovéto zabarvení způsobuje.
2.3.4 Š
KÁLA SKEL AGC GLASS EUROPE –
PLOCHÉ SKLO
Některé z níže uvedených povlaků jsou určeny výhradně k použití
v izolačním zasklení, mají neutrální barvu a mohou tak být použity
v rezidenční výstavbě (TopN+, TopN+T, TRI, Planibel G).
AGC sortiment skel zahrnuje širokou škálu protislunečních skel.
Tato tabulka uvádí přehled různých povlaků vhodných pro dosažení nízké hodnoty součinitele prostupu tepla zasklením Ug.
Výrobky AGC s vysoce izolačními vlastnostmi
VŠE O SKLE
50
Emisivita ovlivňuje prostup dlouhovlnného IR záření, ale prakticky
nemá vliv na sluneční záření procházející sklem. Použitím vysoce
výkonných izolačních skel s nízkoemisivními povlaky (tzv. highperformance double glazing) se zvýší tepelná izolace zasklení
a ve stejnou chvíli umožní i dostatečný tepelných zisk z prostupujícího slunečního záření.
www.YourGlass.com
Magnetronově nanášené
povlaky
Typ skla
V současné době se trojskla znovu těší oblibě, a to především
v souvislosti s návrhem a realizací pasivních domů, u kterých je
požadována velmi vysoká izolační schopnost.
Poznámky
> Protisluneční ochrana
VLASTNOSTI A FUNKCE
V případě potřeby tepelné izolace a protisluneční ochrany musí
být použit jiný nízkoemisivní povlak, který zajistí obě tyto funkce.
Pyrolyticky nanášené
povlaky
Vysoce izolační
neutrální sklo
Planibel TopN+ (Ug = 1,1)
Planibel TopN+T (Ug = 1,1)
Planibel G (Ug = 1,5)
Planibel G fasT (Ug = 1,5)
Vysoce izolační
protisluneční sklo
Planibel EnergyN (Ug = 1,1)
Planibel EnergyNT (Ug = 1,0)
Stopray (Ug = 1,0–1,1)
Sunergy (Ug = 1,8)
Protisluneční
sklo
Stopsol (jen superizolační
v kombinaci s nízkoemeisivním sklem)
Poznámky: > magnetronové vrstvy musí být orientovány dovnitř
izolačních skel
> TopN+T a EnergyNT tato skla musí být před montáží
tepelně tvrzeny.
VŠE O SKLE
VLASTNOSTI A FUNKCE
„Teplý“ distanční rámeček (rámeček se
zlepšenými tepelně izolačními vlastnostmi)
51
Pocit tepelné pohody závisí nejen na teplotě vzduchu, ale také
na teplotách okolních předmětů. Lidské tělo, jehož povrchová
teplota (na kůži) je přibližně 28 °C, působí jako „radiátor“v blízkosti chladných povrchů, jako např. zasklení poskytující malou
tepelnou izolaci. Ztráta energie je pociťována jako nepříjemný
chlad.
Z obrázku je zřejmé, že izolační dvojskla nejenže omezují tepelné
ztráty, ale také přispívají k lepší tepelné pohodě v interiéru z důvodu vyšších povrchových teplot.
Změna teploty vnitřního povrchu zasklení v závislosti na jeho
součiniteli tepelné vodivosti Ug
EXTERIÉR
INTERIÉR
Planibel Tradiční izolační
dvojsklo
4 mm
4-12-4 mm
Ug = 5,8
Ug = 2,9
Izolační dvojsklo
s TopN+
4-15ar-4 mm
Ug = 1,1
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
2.3.5 TEPLOTA NA POVRCHU SKLA A TEPELNÝ
KOMFORT MÍSTNOSTÍ
Izolační trojsklo
4-15ar-4-15ar-4 mm
Ug = 0,6
2.3.6 KONDENZACE
Ke kondenzaci na povrchu skleněné tabule může dojít z těchto
tří důvodů:
> povrchová kondenzace na vnitřním povrchu (pozice 4); tato
kondenzace se objeví, jestliže vnitřní relativní vlhkost je vysoká
a/nebo povrchová teplota skla je nízká v porovnání s normálními provozními podmínkami (vytápěné budovy bez zvláštního
zdroje vnitřní vlhkosti). Tento typ kondenzace se na nízkoemisivním izolačním dvojskle vyskytuje jen velmi zřídka
> povrchová kondenzace na venkovní straně (pozice 1); ta se
může objevit na vysoce izolačním dvojskle při ranním úsvitu
po jasné, mrazivé noci z důvodu velmi nízké povrchové teploty
venkovního skla. Tento jev dokládá vysoce tepelně izolační účinek zasklení
52
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
> kondenzace uvnitř dvojskla (na pozici 2 nebo 3) závisí na tom,
jak účinně působí vysušovací prostředek a těsnění kolem distančního rámečku. Pokud není vysušovací látka účinná, a rámeček není hermeticky utěsněn, pak je nutná jeho výměna.
www.YourGlass.com
53
ízení prostupu
Ř
sluneční energie
2.4.1 ENERGETICKÉ A SVĚTELNÉ PARAMETRY
Vztah mezi jednotlivými složkami udává následující rovnice
re + te + ae = 1 nebo ER + DET + EA = 100
Energetické parametry
Radiační (energetický) tok slunečních paprsků dopadajících na
povrch skla ve spektrálním rozsahu od 300 do 2 500 nm se
po dopadu rozděluje na část:
> odraženou od povrchu skla re (ER) do venkovního prostředí –
činitel odrazu přímého slunečního záření (energetická reflexe)
> propuštěnou zasklením te (DET) – činitel prostupu přímého slunečního záření (přímá energetická propustnost)
> pohlcenou zasklením ae (EA) – činitel pohlcení přímého slunečního záření (energetická absorpce).
Pohlcená složka se ještě dále dělí na:
• část vyzářenou zasklením do vnitřního prostoru qi – druhotný
faktor přestupu tepla na vnitřním povrchu zasklení
• část vyzářenou zasklením do venkovního prostoru qe – druhotný faktor přestupu tepla na vnějším povrchu zasklení.
Energetické parametry
a
ae = qi + qe
Solární faktor (neboli SF) představuje celkový prostup sluneční
energie skrze zasklení; jedná se o celkové množství slunečního
záření vysílané přímo skrze sklo, které je absorbováno, ale i vráceno zpět do interiéru.
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
2.4
Světelné parametry
Podobným způsobem jako energetické parametry se určují parametry světelné, které jsou definovány pouze pro viditelnou část
slunečního záření v rozsahu vlnových délek od 380 do 780 nm.
Světelná prostupnost tv (LT) a světelná reflexe rv (LR) jsou definovány jako složky viditelného záření prostupujícího a odraženého
zasklením.
Pohlcená část není viditelná, a tudíž se nebere v úvahu.
Světelné parametry
Přímý prostup
slunečního
zářen
(DET nebo tv)
Energetická
reflexe
(ER nebo re)
54
Energie
vyzářená
do interiéru
qi
Solární faktor
(SF nebo g)
Světelný činitel
prostupu
(LT nebo tv)
Světelný činitel
odrazu
(LR nebo rv)
Absorpce
světla
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
Energie
vyzářená
do exteriéru
qe
Energetická
absorpce
(EA nebo ae)
www.YourGlass.com
55
Solární faktor
g (SF)
Světelná prostupnost
tv (LT)
Čiré sklo, tl. 4 mm
0,86
0,90
Čiré izolační dvojsklo 4-15-4 (mm)
0,76
0,81
Izolační dvojsklo s TopN+
0,60
0,78
Typ skla
Selektivita skla je vztah mezi světelnou prostupností (LT) a solárním faktorem (SF), tedy selektivita = LT / SF dosahuje hodnot od 0
do 2:
> 0 – světelná prostupnost nulová, opakní sklo bez prostupu
světla
Pro příklad jsou v tabulce uvedeny g a t hodnoty čirého jednoduchého zasklení a dvojskla.
Všeobecný index podání barev RD65 (Ra): vlastnost podání barev
zasklení v prostupu se vyjádří všeobecným indexem podání barev
Ra. Tento index umožňuje vyjádřit kvantitativní zhodnocení rozdílu barvy vůči zkušebním barvám při přímém osvětlení normalizovaným druhem světla D65 a týmž druhem světla propuštěným
zasklením. Čím větší je tato hodnota, tím méně jsou barvy přenesené skrze zasklení zkresleny.
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
g a tv hodnoty čirého jednoduchého zasklení a dvojskla
> 2 – nejlepší možná hodnota selektivity, světelná prostupnost je
2× vyšší než solární faktor daného skla
např. LT = 0,82; SF = 0,41
Čím více se selektivita blíží 2, tím více je dané sklo selektivní.
Selektivita
Sluneční záření
Čiré sklo
Norma EN 410 stanovila nové označení pro vlastnosti skel – viz
následující tabulka
Označení optických a energetických vlastností skel
Označení
dle EN 410
Světelný činitel prostupu (světelná prostupnost)
LT
rv
Světelný činitel odrazu (světelná reflexe)
LR
tv
Činitel prostupu přímého slunečního záření
DET
te
Činitel odrazu přímého slunečního záření (energetická reflexe)
ER
ae
Činitel pohlcení přímého slunečního záření (energetická absorpce)
EA
re
Celkový činitel prostupu slunečního záření (solární faktor)
SF
g
Selektivita
VŠE O SKLE
Sluneční záření prostupující čirým sklem do místnosti prakticky
v celém svém původním spektru, tedy část UV, viditelné a krátkovlnné IR záření.
56
Tepelné zisky zasklením ze slunečního záření se mohou omezovat
bez snížení světelné propustnosti prostřednictvím speciálních skel
s povlaky, které filtrují UV a IR složky slunečního záření a umožňují zachovat vysoký prostup viditelné složky. Taková skla se nazývají
selektivní.
www.YourGlass.com
Čiré sklo s povlakem
Vlnová délka
(nm)
Příklady:
> Planibel Clear 4 mm: LT = 90 %, SF = 86 %,
selektivita = 90 / 86 = 1,04
> Stopray Galaxy na Clearvision 6-12-6: LT = 41 %; SF = 22 %;
selektivita = 41 / 22 = 1,86
> Stopsol Classic Bronze 6 mm: LT = 21 %, SF = 42 %,
selektivita = 21 / 42 = 0,50.
VŠE O SKLE
Dřívější
označení
Vlastnosti
57
> Jednoduché sklo (vždy mezi 1 až 2)
2.4.2 P
ROTISLUNEČNÍ OCHRANA
(SKLA S REGULOVANÝM
PROSTUPEM SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ,
TZV. SOLAR CONTROL GLASS)
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Číslování pozic pokovení
Nové číslování pozic pokovení (jaké je použito na webových stránkách www.YourGlass.com) je popsáno níže.
Úvod
> Vytápění místností a skleníkový efekt
Místnosti s velkými zasklenými plochami získávají velké tepelné
zisky od slunečního záření. Sluneční záření prochází zasklením
a dopadá na povrchy předmětů uvnitř místností, které ho absorbují. Povrchy se zahřívají a sálají dlouhovlnné infračervené záření na vlnových délkách nad 2 500 nm (dlouhovlnné infračervené
záření). Sklo je však nepropustné pro dlouhovlnné infračervené
záření. Tento efekt, tzv. skleníkový, způsobuje zvyšování teploty
v letních měsících za prosklenými plochami.
> Izolační dvojsklo (vždy mezi 1 až 4)
Skla probarvená ve hmotě nebo protisluneční skla propouštějí
méně slunečního záření, a tudíž snižují přehřívání místností vlivem zmíněného skleníkového efektu.
> Izolační trojsklo (vždy mezi 1 až 6)
Na obrázku je ukázka skleníkového efektu v automobilu zaparkovaném na slunném místě; teplota uvnitř vozidla výrazně vzrůstá
vlivem absorpce slunečného záření v sedačkách a volantu.
Skleníkový efekt
Příklad: Jak popsat složení Stopsol Classic Green u vrstveného
bezpečnostního skla.
1. Sluneční paprsky: UV,
viditelné, krátké vlny IR
58
= Stopsol Classic Green #1
+ Planibel Clear
= Planibel Clear
+ Stopsol Classic Green #2
= Stopsol Classic Green proti PVB fólii
+ Planibel Clear
= Planibel Clear
+ Stopsol Classic Green proti PVB fólii
www.YourGlass.com
2. Absorpce:
Předmět se zahřívá
4. Dlouhé vlny
neprostoupí
sklem IR
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
3. Předmět sálá
teplo (dlouhé
vlny IR)
59
> Orientace oken vůči světovým stranám
Jednoduše, množství slunečního prostupu závisí na orientaci
okna vůči světovým stranám. Jižní orientace okna znamená vysoké tepelné zisky v zimním období, méně potom v období letním.
Západní a východní orientace oken znamená solární zisky v průběhu celého roku. Západní orientace oken má nevýhodu v tom,
že sluneční záření prostupuje do místností na konci dne, když už
jsou místnosti vyhřáté.
> Požadovaná funkce zasklení
Následující obrázek uvádí kombinace hodnot solárního faktoru SF
a světelné prostupnosti LT v několika různých zónách:
Ve střední bílé ploše grafu je zóna, ve které je možné teoreticky
dosáhnout požadovaných energetických a optických vlastností
skel na základě určených skladeb SF a LT.
Kombinace hodnot solárního faktoru a světelné prostupnosti
VLASTNOSTI A FUNKCE
Tento efekt je přínosem pro obytné budovy v zimních a chladnějších obdobích během roku, neboť umožňuje tepelné zisky. Naopak je skleníkový efekt nežádoucí v komerčních budovách s intenzivním umělým osvětlením a velkou koncentrací lidí a elektrických
zařízení, což samo o sobě již představuje velkou tepelnou zátěž.
Z toho důvodu vznikají vyšší náklady na klimatizaci.
Světelná prostupnost – LT
VLASTNOSTI A FUNKCE
> Využití skleníkového efektu v budovách
Optimální pro zimní
období...
dostatek slunečního
záření na zasklení
Nemožné
Optimální pro letní
období
Nepodstatné
(„černé“ zasklení)
Solární faktor – SF
• viditelné záření představuje 50 % celkového spektra slunečního
vyzařování; tedy solární faktor nemůže být menší jak polovina
světelné prostupnosti. Tento ekvivalent představuje horní černou plochu v grafu, kterou dosáhnout je fyzikálně nemožné
• v obytných budovách:
• dosažení vysokého solárního faktoru s nízkou světelnou prostupností je nežádoucí a tento typ kombinace solárního faktoru SF a světelné prostupnosti LT je v grafu vyznačen šedou
plochou.
- v zimě: vysoký solární faktor a vysoká světelná prostupnost je
požadovaná – v grafu je vyznačena oblast modře.
- v létě: nízký solární faktor a vyšší světelná prostupnost je požadovaná – v grafu je tato oblast vyznačena červeně
• v administrativních budovách v kontrastu s obytnými je požadováno i v zimě omezení solárních zisků z důvodu vysokých vnitřních tepelných zisků v budově.
VŠE O SKLE
Tato kritéria pouze ukazují možnost výběru skel ve vztahu k požadavkům na tepelnou ochranu a světelnou pohodu v budovách.
60
www.YourGlass.com
VŠE O SKLE
Všechny body v bílé části grafu (tedy všechny možnosti skladeb
SF a LT) mohou být teoreticky dosaženy, ale současný sortiment
vyráběných skel zcela všechny alternativy neumožňuje.
61
Absorpční sklo je sklo probarvené ve hmotě (bronzové, šedé,
modré apod.). Zabarvení se dosahuje přidáním oxidů kovů
do skelné hmoty při výrobě skla. Solární faktor se u těchto skel,
v závislosti na jejich zabarvení a tloušťce, mění od 40 do 80 %.
> Skla s povlaky
Skla s povlaky jsou skla, která odráží sluneční záření do venkovního prostoru.
Sklo s povlakem
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Skla s protisluneční ochranou
> Absorpční skla
Tento typ skla z velké části absorbuje dopadající sluneční záření,
a potom ho vyzařuje zpět do vnitřního i vnějšího prostředí.
LT
Absorpční sklo
Existuje několik typů protislunečních skel s povlakem:
EA
Množství energie předané ze skla do venkovního i vnitřního prostoru závisí na rychlosti větru a na teplotách vzduchu v okolním
prostředí. Je žádoucí odvádět absorbované teplo spíše do venkovního prostředí než naopak. Proto se tato skla používají jako
vnější skla do rovných prosklených fasád, protože odvedou teplo
do venkovního prostředí a tepelné záření ze skla do interiéru bude
potom nižší.
62
• povlaky oxidů kovů nanášené ve vakuu; tyto povlaky nejsou tak
odolné jako povlaky nanášené pyrolyticky, a z toho důvodu se
umísťují na pozici 2 nebo 3 (v závislosti na typu povlaku) a musí
být uzavřeny do izolačního skla.
Nejen u absorpčních skel, ale také u skel s povlakem je třeba mít
na paměti tepelné namáhání skla a riziko jeho popraskání z důvodu termálního šoku.
> Poznámky
• je důležité používat stejný typ zasklení (tloušťku, barvu, povlak
apod.) na celé fasádě, aby bylo dosaženo jejího jednotného
vzhledu
• sklo s povlakem odráží světlo ze světlejších míst. Pokud je venku
tma a v místnosti se svítí, paprsky umělého osvětlení se na povlaku odráží směrem do místnosti, takže není možné vidět
do venkovního prostředí.
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
Absorpční skla jsou stále méně používána díky výrobě protislunečních skel s povlaky. Absorpční skla se zahřívají rychleji než čirá
skla. V některých případech hrozí z důvodu termálního šoku riziko
rozbití skla.
• povlaky z oxidů kovů nanášené pyrolyticky na čiré nebo tónované sklo, použití na pozici 1 a 2 u jednoduchého skla i dvojskla
www.YourGlass.com
63
Z estetického hlediska není výběr neprůhledných skel v souvislosti
s návrhem celé prosklené fasády vůbec jednoduchou záležitostí.
Proto se k dosažení vhodného architektonicko-stavebního řešení
doporučuje spolupráce architekta, investora a odborníka na navrhování skleněných konstrukcí.
Návrh těchto skleněných prvků se mnohdy řídí nejen požadavky
estetickými, ale také požadavky na tepelnou ochranu a dostatečnou zvukovou izolaci a požární odolnost.
2.4.3 ŠKÁLA SKEL AGC
AGC nabízí celou řadu protislunečních skel: barvená skla, skla
s pyrolytickými povlaky i skla s povlaky nanášenými magnetronicky. V tabulce je uveden jejich přehled.
Skla AGC s protisluneční ochranou
Skla barvená ve hmotě
Skla s pyrolytickými
povlaky
Skla s magnetronovými
povlaky
Planibel barevné
Stopsol
Sunergy
EnergyN, EnergyNT*
Stopray, StoprayT
Existují různé druhy těchto skleněných prvků:
> izolační sklo vyrobené ze stejného skla jako průhledová část (na
vnější straně) a sklem Blackpearl (na vnitřní straně)
> izolační sklo s čirým sklem na vnější straně a sklem smaltovaným na pozici 4 (Colorbel – dostupnost dle zemí)
> stínící box: meziokenní prvek vyrobený z průhledného skla
v kombinaci s neprůhledným materiálem (např. plechem) na
zadní straně, v souladu s architektonickým řešením celé prosklené fasády.
VŠE O SKLE
Kromě toho, kde byly provedeny předběžné studie a výpočty, jsou
tato skla tepelně zpevněná nebo tepelně tvrzená. Pro parapetní části řešené izolačním sklem umístěným před betonem nebo
izolačním materiálem je nutné provést tepelně technickou studii
a ověřit trvanlivost navrhovaného zasklení.
64
Riziko praskání skel vlivem teplotního namáhání
(tzv. termálního šoku)
Pokud je teplotní rozdíl na povrchu tepelně nezpevněné skleněné tabule velký, je riziko praskání skla z důvodu tzv. termálního
šoku velmi vysoké. Pokud teplota vzroste ještě více, sklo expan-
www.YourGlass.com
* Více také v kapitole „Tepelná izolace“.
Následující graf uvádí přehled skel s protisluneční ochranou od
AGC v izolačních dvojsklech 6-12-6 z hlediska jejich solárního faktoru SF a světelné prostupnosti LT.
Škála hodnot LT a SF u skel s protisluneční ochranou od AGC
v izolačním zasklení
Tradiční izolační dvojsklo
Izolační dvojsklo se sklem
Planibel TopN+
Světelná prostupnost – LT
> jednoduché smaltované sklo; jedná se o sklo čiré, probarvené ve hmotě nebo s pyrolytickým povlakem, které je opatřeno
smaltem a následně tepelně zpevněno nebo tepelně vytvrzeno
(Colorbel – dostupnost dle zemí)
VLASTNOSTI A FUNKCE
Pro dosažení požadovaného vzhledu fasády mohou být dodávány
v různých složeních a barevných odstínech.
duje. Tento problém nastává více u skel, která jsou nerovnoměrně
tepelně namáhaná. Pokud je část skla studená, brání teplejší části
v její volné tepelné roztažnosti, čímž ve skle vznikají tahová namáhání. V případech nerovnoměrného tepelného namáhání je nutné
používat tepelně zpevněná nebo tepelně tvrzená skla.
Izolační dvojsklo se sklem
Planibel EnergyN
Izolační dvojsklo se sklem
Sunergy
Izolační dvojsklo se sklem
Stopsol
Izolační dvojsklo se sklem
Stopray
Solární faktor – SF
VŠE O SKLE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Parapetní a meziokenní části fasády
Používají se jako obkladové prvky netransparentních částí fasád.
Pomáhají dotvářet vzhled prosklených zavěšených fasád.
65
Další dvě tabulky uvádí různé možnosti použití a vlastnosti skel
s protisluneční ochranou s povlaky od AGC.
Použití skel s protisluneční ochranou
Sklo s pyrolytickým
povlakem
Stopsol
mechanická pevnost
použití v jednoduchém
zasklení
použití v izolačním
zasklení
možnosti úpravy skla
Sunergy
Stopray / EnergyN
dobrá
dobrá
nízká
pozice 1 nebo 2
pozice 2
—
pozice 1 nebo 2
pozice 2
pozice 2
ne
ne
ano
úpravy hran
mechanická pevnost
Sklo
s magnetronovým
povlakem
dobrá
dobrá
nízká
vrstvení
vrstvení
vrstvení*
tepelné tvrzení
tepelné tvrzení
smaltování
smaltování
ohýbání
ohýbání
tepelné tvrzení
smaltování
ohýbání
EnergyNT, StoprayT
* Povlak nesmí být v kontaktu s PVB fólii.
Vlastnosti skel s protisluneční ochranou
Sklo s pyrolytickým
povlakem
Vlastnosti
Sklo
s magnetronovým
povlakem
Stopsol
Sunergy
Stopray / EnergyN
světelná reflexe
vysoká na pozici 1
nízká na pozici 2
nízká
nízká až vysoká
tepelná izolace
nízká
střední
vysoká
selektivita
nízká
střední
vysoká
neutralita skla
nízká
střední
vysoká
ÍZENÁ SVĚTELNÁ
Ř
PROSTUPNOST
2.5.1 SVĚTELNÁ PROSTUPNOST
Umístění budovy má rozhodující vliv na regulaci prostupu slunečního záření a světla. V oblastech s horkým klimatem a intenzivním
slunečním svitem po celý rok je základním požadavkem při výběru
zasklení omezení prostupu světla (a solárního faktoru). Naopak,
v oblastech s nižší intenzitou slunečního záření je důležitým požadavkem dostatečná možnost denního osvětlení.
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
2.5
Speciální skla mohou mít velmi nízkou prostupnost světla, používají se tam, kde hrozí nebezpečí oslňování vnitřních prostor. Velmi
vysoká světelná prostupnost je dosažena použitím čirých skel.
V závislosti na typu povlaku i použitého skla mohou být dosaženy
požadované vlastnosti zasklení jako:
• n
ízká selektivita (světelná prostupnost je stejná nebo dokonce
nižší než solární faktor)
• v ysoká selektivita (vysoká světelná prostupnost a nízký solární
faktor).
Např. pro zasklení se světelnou prostupností přibližně 50 %, různé
solární faktory:
- 5
mm Planibel Bronze – 12 mm vzduch – 5 mm Planibel Clear
LT = 50 %, SF = 55 %, selektivita = 0,91
- 6
mm Sunergy Green – 12 mm vzduch – 6 mm Planibel Clear
LT = 50 %, SF = 34 %, selektivita = 1,47
- 6
mm Stopray Vision 50 – 12 mm vzduch – 6 mm Planibel Clear
LT = 49 %, SF = 29 %, selektivita = 1,7.
66
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
Upozornění: skla barvená ve hmotě a skla s povlakem mohou vykazovat nepatrné barevné odchylky.
www.YourGlass.com
67
Úvod
Při návrhu osvětlení budovy hraje velkou roli výběr zasklení, jeho
povrch i světelná prostupnost.
Denní osvětlení budov je komplexní proces. V této publikaci popisujeme podrobně pouze několik obecných pravidel, která se vztahují k rezidenčním aplikacím, neboť v komerčních budovách se
vždy používá i umělé osvětlení.
Proto je vhodné umístit prosklené plochy v horních částech některých stěn. Pokud to není možné, mělo by se využít odrazu světla
v místnosti, který slouží jako sekundární osvětlovací zdroj. Nerovnováha mezi intenzitou osvětlení z různých zdrojů může být kompenzována vhodnou volbou úrovní světelné prostupnosti.
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
2.5.2 OSVĚTLENÍ MÍSTNOSTÍ
Rozložení světla v závislosti na velikosti a umístění oken
Pro každý projekt musí architekti navrhovat dostatečnou velikost
oken a transparentních ploch a vybírat vhodné zasklení.
Denní osvětlení
Dostupnost denního světla závisí na klimatických podmínkách,
denní i roční době, na velikosti a umístění oken a na venkovních
stínících překážkách jako jsou stromy, okolní objekty apod.
Z pohledu úspor energie, umístění okna závisí na orientaci vůči
světovým stranám, na severní straně prakticky nejsou žádné zisky ze sluneční energie a veškeré zisky od slunečního záření jsou
v podobě viditelného světla. Jinak je tomu na jižních, východních
i západních fasádách, kde solární energetické zisky hrají významnou roli.
Pozice oken a prosklených ploch ve fasádách
Protože světlo dopadá přímo, jsou horní části oken hlavním zdrojem osvětlení místnosti. Doporučujeme umístit okno tak, aby jeho
rám byl co nejblíže k fasádě, maximálně v polovině šířky ostění.
Dobrým nápadem jsou i střešní osvětlovací otvory.
Ačkoli je příjemné být obklopen spoustou světla, měli bychom mít
na paměti, že intenzita světla by neměla být příliš vysoká. Vlivem
vysoké intenzity osvětlění v zorném poli vzniká oslnění. Snížení
či zmenšení prosklených ploch není vhodným řešením, protože
umocní kontrast mezi oknem a stěnou, ve které je okno osazeno,
a tím ještě zvýší nepohodlí.
Na druhé straně, použitím skel s povlaky s nižší světelnou prostupností lze oslňování omezit.
Povrchová plocha zasklení
Návrh vhodného denního osvětlení vyžaduje dostatečné prosklené plochy, při posouzeních je nutné pamatovat na to, že celková
plocha zasklení okna se snižuje plochou okenního rámu.
68
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
Vysoká okna, horní a střešní osvětlovací otvory jsou z hlediska
přístupu denního světla do budovy nejúčinnější. Ovšem nejen zajištění přístupu světla do budovy, ale také jeho rovnoměrné rozložení v místnosti je důležité. Proto je vhodné navrhovat povrchové
úpravy ve světlých barvách a ne v tmavých, které pohlcují dopadající světlo a mnohdy vytváří efekt tmavých koutů.
www.YourGlass.com
69
Zvuková izolace
2.5.3 OCHRANA SOUKROMÍ
2.6.1 OBECNĚ O ZVUKU
V některých případech je nutné navrhnout skla, která umožní výhled do venkovního prostoru, ale zajistí soukromí před lidmi dívajícími se do místnosti z venku. Existuje několik druhů skel, které
umožňují vyřešit tento problém:
Pohyb vibrujícího tělesa rozruší okolní prostředí. Tyto podněty se
šíří do všech směrů od zdroje až k příjemci, například k uchu pozorovatele.
> sklo s povlakem, které znemožní průhled z vnějšího prostředí
do interiéru v případě, že intenzita světla uvnitř místnosti je
nižší než intenzita venkovního osvětlení
> sklo průsvitné a/nebo sklo barvené ve hmotě: vzorované (ornamentní) sklo, vrstvené bezpečnostní sklo, s matnou nebo barevnou PVB fólií, sklo matované kyselinou, pískované sklo popř.
skleněné tvárnice
> skla dekorovaná sítotiskem nebo smaltem
> polopropustná zrcadla – tzv. two way mirrors, která umožňují
průhled jen z jedné strany (využití např. na letištích, supermarketech, apod.). Dvě hlavní podmínky jsou kladeny na tato polopropustná zrcadla:
• na jejich výrobu musí být použito sklo s povlakem s velmi nízkou světelnou prostupností (např. Blackpearl)
• použité sklo musí mít na straně průhledu nižší jas než na straně opačné.
Zvuk, akustický tlak, kmitočet
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
2.6
Za jistých podmínek zmíněné podněty jsou slyšitelné lidským sluchem jako zvuk. Tento zvuk představuje změnu tlaku působícího
na ušní bubínek a neuroakustický systém tento podnět transformuje na zvukový vjem. Šíření zvuku závisí na fyzikálních vlastnostech prostředí (ve vzduchu při 20 °C se zvuk šíří rychlostí 340 m/s).
Zvuk se nešíří ve vakuu.
Pro měření zvuku jsou používány dvě hodnoty:
> hodnota akustického tlaku v Pa nebo častěji používaná hladina
akustického tlaku v dB
> kmitočet neboli frekvence, který závisí na trvání celkové vibrace, je stanoven jako počet vibrací za sekundu, jednotkou je s –
1 = Hz. Vyšší frekvence znamená vyšší tón. Rozlišují se tří různá
frekvenční pásma:
• nízké frekvence, pod 300 Hz
• střední frekvence, od 300 do 1 200 Hz
• v ysoké frekvence nad 1 200 Hz.
Frekvenční pásma
70
Střední frekvence
300–1 200 Hz
Vysoké frekvence
> 1 200 Hz
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
Nízké frekvence
< 300 Hz
www.YourGlass.com
71
Další tabulka udává vztah mezi akustickým tlakem (Pa), hladinou
akustického tlaku (dB) a popis fyziologického efektu i příklady odpovídajících zvuků.
a
b
Akustický tlak a hladina akustického tlaku
a = počet vln za vteřinu = frekvence
b = výška vln = intenzita
Efekt
Práh sluchu pro lidské ucho představuje akustický tlak 2,10 -5 Pa.
Lidské ucho může bez problémů odolávat tlaku do 20 Pa, práh
bolesti se nachází na hranici přibližně 200 Pa. Lidské ucho je tedy
tak citlivé, že dokáže postihnout zvukové vjemy 10 miliónkrát nižší než je práh bolesti.
Příklad
ztráta vědomí
Akustický tlak
www.YourGlass.com
VŠE O SKLE
20 000
180
2 000
160
200
140
klakson
130
20
120
2
100
sekačka na trávu
-5
přijíždějící vlak metra
110
velký orchestr
městská přetížená doprava
90
0,2
80
0,02
60
0,002
40
rušná ulice
hlasité zvuky
70
tichý byt
běžná mluva
50
ticho v horách
kde p je akustický tlak v Pa šířící se zvukové vlny
72
200
motor letadla
nebezpečný
V akustice se tedy používá hladina akustického tlaku, která se počítá podle vzorce
p2
p
Lp = 10 log –– = 20 log –– (dB)
p0
p02
p0 je referenční tlakový ekvivalent k prahu
slyšitelnosti 2,10 -5 Pa
200 000
150
> vztah mezi lidským slyšením a akustickým tlakem není lineární
ale logaritmický
Hladina
akustického
tlaku Lp (dB )
170
práh bolesti
V praxi se pomocí měření akustického tlaku stanovuje intenzita
zvuku, protože:
Akustický
tlak
p (Pa)
190
Z hlediska frekvenčního rozsahu lidské ucho vnímá zvuky v rozsahu přibližně od 20 Hz do 16 000 až 20 000 Hz.
> rozsah tlaku v mezích slyšitelnosti je velmi velký: od 2,10
do 20 nebo dokonce 100 Pa
VLASTNOSTI A FUNKCE
Příklad: jestliže šířící se zvuk má tlak 10 Pa, hladina akustického
tlaku bude:
102
Lp = 10 log ––––––– = 114 (dB)
(2,10 -5)2
Frekvence a intenzita zvuku
šepot
30
0,0002
ticho na poušti
nebezpečný
naprosté ticho
20
10
0,00002
0
VŠE O SKLE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Šíření zvuku ve vzduchu lze přirovnat k vlnám na vodní hladině:
73
Je důležité vědět, že rozdíl 3 dB v akustické izolaci mezi dvěma výrobky je úměrný 50% snížení zvukové intenzity. To samé se však
nedá říci, že platí pro lidské ucho. Např.:
> rozdíl 1 dB znamená prakticky sluchem nepostřehnutelné
> rozdíl 3 dB nepatrně slyšitelné, nepatrně znatelné
> rozdíl 5 dB jasně slyšitelné
To znamená, že by bylo nesprávné sečítat jednotlivé hladiny akustických tlaků.
> rozdíl 10 dB je úměrný 50 % snížení vnímání intenzity zvuku
Dva zvuky o stejném akustickém tlaku, pokud působí současně,
vydávají hluk adekvátní hladině akustického tlaku, která je o 3 dB
vyšší než hladina akustického tlaku od jednoho ze dvou těchto
zdrojů.
Tento rozdíl 20 dB je přibližně zaznamenám u skupiny skel se zvýšenou protihlukovou izolací od AGC.
Příklad: jestliže hluk má akustický tlak 0,2 Pa, jeho hladina je:
0,22
Lp = 10 log ––––––– = 60 (dB)
(2,10 -5)2
Následující tabulka prezentuje maximální hladiny akustického tlaku v závislosti na typu dané místnosti.
Jestliže zvuky od dvou zdrojů (každý o akustickém tlaku 0,2 Pa,
každý z nich má hladinu akustického tlaku 60 dB) působí současně, jejich hladina akustického tlaku se vypočítá:
0,22 + 0,22
Lp = 10 log –––––––––– = 63 (dB)
(2,10 -5)2
Příklad kombinace akustických tlaků
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Decibely v praxi
Pokud několik nezávislých zdrojů současně vydává zvuky o akustických tlacích p1, p2 a p3... pn, výsledná hladina akustického tlaku
se stanoví:
p12 + p22 + p32 + ... pn2
Lp = 10 log –––––––––––––––––
(dB)
p02
> rozdíl 20 dB je úměrný 75 % snížení vnímání intenzity zvuku.
Akustické mikroklima a pohoda místností
Maximální úrovně akustického tlaku v místnostech
Místnosti, prostor
Hladina akustického
tlaku (dB)
Ložnice, knihovny
20 až 30
Byty, obývací pokoje
20 až 40
Školy
25 až 40
Kina a konferenční sály
30 až 40
Jednotlivé kanceláře
30 až 45
Velké kanceláře typu open-space office
40 až 50
Písárny, obchodní domy, restaurace
45 až 55
Hlukové spektrum
VŠE O SKLE
Pro komplexní akustická posouzení je nutné uvažovat frekvenční
pásma, jak je ukázáno na následujícím obrázku.
74
www.YourGlass.com
VŠE O SKLE
Ve skutečnosti, zvuk, který slyšíme, není způsobován zvuky opakujících se frekvencí a stejných hladin akustického tlaku, ale je
výsledkem sčítání zvuků různých hladin a frekvencí, což vytváří
spojité spektrum všech slyšitelných frekvencí.
75
Frekvence (Hz)
Vzduchová neprůzvučnost
> Úvod
Ve frekvenčním spektru odpovídajícím frekvencím v rozsahu zvukově izolační oblasti je možné zjistit některé detaily a zákonitosti
akustických vlastností skel. Nicméně jednotlivá stavební skla mohou mít různou neprůzvučnost, a proto je nelze klasifikovat jednotně. Na základě výsledků akustických měření na vzorcích skel
lze uvést určité klasifikace jednotlivých skleněných výrobků.
V několika zemích existují normy týkající se klasifikace zasklení
z pohledu stavební akustiky. V současnosti tyto klasifikace byly
nahrazeny jednoduchým číselným kritériem Rw (C; Ctr) detailně popsaným v normě EN ISO 717-1.
> Hodnota Rw (C; Ctr)
VLASTNOSTI A FUNKCE
C je faktor přizpůsobení spektru pro tzv. růžový šum
(zvuky vysokých frekvencí)
Ctr je faktor přizpůsobení spektru pro hluk od městské
dopravy (zvuky nízkých frekvencí)
Tyto dva faktory přizpůsobení spektru byly stanovany tak, aby
braly v úvahu různé typy zvuků, u kterých je vyžadována protihluková izolace: první faktor přizpůsobení spektru (růžový šum)
odpovídá převážně vysokým a středním frekvencím; druhý (hluk
od městské dopravy) odpovídá převážně nízkým a středním
frekvencím. Pro stanovení konkrétních hodnot nebo požadavků
na protihlukovou izolaci je k danému faktoru přizpůsobení spektru přiřazeno jedno číslo, které je zvoleno vzhledem ke zdroji hluku. V závislosti na scénáři, (Rw + C) nebo (Rw + Ctr) jsou hodnoty
požadované pro určení protihlukové izolace, kterou má dosahovat konkrétní zasklení.
V tabulce je uvedeno, který faktor přizpůsobení spektru použít,
v závislosti na zdroji hluku.
Vhodné faktory přizpůsobení spektru pro různé typy zdrojů zvuku
Rw + C
Rw + Ctr
Dětská hra
Zdroj hluku
ano
–
Domácnosti – mluvení, hudba, televize, rádio
ano
–
–
ano
Diskotéková hudba
Dálniční doprava (rychlost vozidel vyšší jak 80 km/h)
Městská silniční doprava
Střední a vysokorychlostní železniční trať
Lokální železnice
Je jednočíselnou hodnotou podle EN ISO 717-1, která vyjadřuje tři
základní akustické vlastnosti a to:
VŠE O SKLE
Rw (C; Ctr)
76
www.YourGlass.com
ano
–
–
ano
ano
–
–
ano
Tryskové letadlo, krátké letové vzdálenosti
ano
–
Tryskové letadlo, dlouhé letové vzdálenosti
–
ano
–
ano
Vrtule letadla
Továrny vydávající hluk převážně středních a vysokých frekvencí
ano
–
Továrny vydávající hluk převážně středních a nízkých frekvencí
–
ano
VŠE O SKLE
Úroveň izolace (dB)
VLASTNOSTI A FUNKCE
kde Rw index vážené vzduchové neprůzvučnosti
Příklad hlukového spektra
77
Hluk v dálniční
dopravě
Při porovnání jednotlivých skel je ale i z laboratorních hodnot zřejmé, že pokud bude mít některé sklo vyšší hodnotu laboratorní vážené vzduchové neprůzvučnosti než jiný skleněný výrobek, bude
toto sklo mít i v reálných podmínkách lepší zvukově izolační parametry v porovnání s druhým výrobkem.
Příklad: zasklení, jehož Rw (C; Ctr) je 38 (-2; -5) představuje tyto
hodnoty vzduchové neprůzvučnosti:
VLASTNOSTI A FUNKCE
Příklad spektra hladiny hluku v městské a dálniční dopravě
Úroveň hlasitosti
VLASTNOSTI A FUNKCE
Je důležité poznamenat, že hodnoty vážené vzduchové neprůzvučnosti jsou laboratorní, v reálných podmínkách jsou hodnoty
vzduchové neprůzvučnosti nižší.
Hluk v městské
dopravě
• pro hluk nízkých frekvencí Rw + Ctr = 38 - 5 = 33 dB
• pro hluk vysokých frekvencí Rw + C = 38 - 5 = 36 dB.
Poznámka: v některých zemích se namísto Rw používá hodnota
R A a R A,tr, kde:
• R A = Rw + C
• R A,tr = Rw + Ctr.
Venkovní hluk
Pří návrhu fasád a jejich zvukově izolačních vlastností se musí brát
v úvahu hladina venkovního hluku. Nejen venkovní hluk má velmi
různé hladiny , ale také zdroje venkovního hluku mohou vydávat
různé zvuky. Rychlodráhy s tóny o vysokých frekvencích a autobusová doprava o nízkofrekvenčním hluku, letadlo nebo vlak jsou
pak zdrojem jiného hluku. V praxi je důležité izolovat fasádu proti
hluku nízkých frekvencí.
Pro ilustraci je možné uvést příklad frekvenčního spektra hladiny
hluku od dvou zdrojů hluku - městské dopravy a dálniční dopravy.
Frekvence (Hz)
Hladina hluku požadovaná pro akustickou pohodu v budově závisí na venkovním prostředí, ve kterém se posuzovaná budova
nachází. Hluk procházející přes zasklení bude působit více rušivě
v budově situované v klidné obytné zóně než v budově v rušném
centru města. Čím větší je rozdíl mezi hlukem od určitého rozpoznatelného zdroje hluku, např. od projíždějícího motocyklu,
a od neidentifikovatelného zdroje hluku (hluk v centru města),
tím více rušivěji je vnímán. Projektanti by měli brát v úvahu tuto
skutečnost.
2.6.2 ZVUKOVÁ IZOLACE ZASKLENÍ
Úvod
Jakékoliv sklo uložené do rámu určitým způsobem tlumí hluk.
Ovšem některé druhy speciálních vrstvených bezpečnostních skel
nebo skel se zvýšenou protihlukovou izolací mají vyšší zvukově
izolační schopnost.
78
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
Akustické vlastnosti vybraných druhů skel jsou popsány v následující kapitole.
www.YourGlass.com
79
TEORIE
PRAXE
> objemové hmotnosti.
Z hlediska frekvencí platí, že u tenkých příček jakékoliv velikosti
(plochy) se zvuková izolace zvyšuje o 6 dB zdvojením průměrné
frekvence.
Úroveň izolace
> frekvenci
VLASTNOSTI A FUNKCE
Pravidlo frekvencí v teorii a praxi
Úroveň izolace
VLASTNOSTI A FUNKCE
Jednoduché sklo float
Z pohledu stavební akustiky působí jako příčky, při jejímž návrhu
se vychází z fyzikálních vlastností materiálu, ze kterého je příčka
provedena a z pravidel vztahujících se k:
Kritická
frekvence
V praxi toto není vždy respektováno a jsou tři frekvenční rozsahy
ve zvukově izolačním spektru:
80
Pravidlo objemové hmotnosti teoreticky uvádí, že pokud se zdvojnásobí hmotnost příčky, tak se zvyšuje o 6 dB vzduchová neprůzvučnost při konstantní frekvenci.
V praxi se tohoto pravidla velmi často využívá, kromě koincidenční
zóny. Zvětšení tloušťky jednoduché skleněné tabule vyvolá snížení kritické frekvence do nižších frekvencí.
Pravidlo hmotnosti v teorii a praxi
TEORIE
PRAXE
Kritická
frekvence
Frekvence (Hz)
Frekvence (Hz)
V tabulce na následující straně jsou uvedeny kritické frekvence
jednoduché skleněné tabule v závislosti na její tloušťce.
www.YourGlass.com
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
> ve třetí zóně, následující po zóně koincidence, se vzduchová
neprůzvučnost příčky výrazně zvyšuje, zdvojením frekvence –
teoreticky o 9 dB, ale v praxi je zvýšení nižší.
Frekvence (Hz)
Úroveň izolace
> ve druhé zóně se vzduchová neprůzvučnost snižuje vlivem existence tzv. kritické frekvence – frekvence, při které je rychlost
šíření zvukové vlny ve vzduchu i v samotné příčce stejná. To
znamená, že je to frekvence, při které tabule skla samovolně
kmitá vlivem postupující zvukové vlny. Tento stav se nazývá koincidenční efekt. Při běžné okolní teplotě se kritická frekvence
dá vyjádřit následujícím vztahem
12 800
fcr = –––––––
e
kde e je tloušťka skleněné tabule v mm. Rozsah této druhé
zóny závisí na pružnosti materiálu, čím tužší materiál tím nižší
kritické frekvence se dosahuje při koincidenčním efektu
Frekvence (Hz)
Úroveň izolace
> v první zóně je uvedené frekvenční pravidlo respektováno
v mnoha případech a izolace se zvyšuje s frekvencí, ačkoliv příčky určitých rozměrů vykazují nižší zvukově izolační vlastnosti.
To znamená, že při dvojnásobném zvýšení průměrné frekvence
dochází ke zvýšení neprůzvučnosti jen asi o 4 až 5 dB, to platí
přibližně do frekvence kolem 800 Hz
81
4
3 200
5
2 560
6
2 133
8
1 600
10
1 280
12
1 067
15
853
19
674
Závěr:
V grafu je uvedena ukázka frekvenčního spektra skla float a vrstveného bezpečnostního skla s PVB fóliemi a skla se zvýšenou protihlukovou izolací, všechna skla mají stejnou tloušťku.
Ukázka frekvenčního spektra u jednoduchého skla a skla vrstveného
bezpečnostního o stejných tloušťkách
Ploché sklo float 10 mm
> každý stavební materiál má lepší zvukově izolační vlastnosti pro
vyšší frekvence než pro frekvence nižší. Avšak hluk, proti jehož
šíření se stavební konstrukce izolují, bývá většinou ve frekvenčním pásmu nižších frekvencí
> z většením tloušťky skleněné tabule se zvyšuje vzduchová neprůzvučnost, ale zároveň se i posouvá kritická frekvence do
oblasti nižších frekvencí
> jednoduchá skleněná tabule má vážený index vzduchové neprůzvučnosti Rw přibližně 29 dB při tloušťce 4 mm a 35 dB při
tloušťce 12 mm.
Vrstvené bezpečnostní sklo
Z hlediska zvukové izolace se klasifikují dva druhy vrstvených bezpečnostních skel:
VŠE O SKLE
> skla s PVB fóliemi (polyvinyl-butyral). Hlavní funkcí skel tohoto
typu je odolnost proti vloupání a zvýšená vzduchová neprůzvučnos
82
> skla se zvýšenou protihlukovou izolací (tyto fólie jsou mnohem
pružnější než běžné PVB fólie). Byly vyvinuty z důvodu zajištění
vyšší vzduchové neprůzvučnosti vrstveného bezpečnostní skla.
Kromě protihlukové izolace plní i funkci bezpečností jako předchozí typ skel.
Tím, že mají tyto fólie vyšší pružnost, umožňují vrstvenému bezpečnostnímu sklu zvýšit vzduchovou neprůzvučnost v porovnání
se sklem jednoduchým, kritické frekvence se posunují do oblasti
vyšších frekvencí.
www.YourGlass.com
VLASTNOSTI A FUNKCE
Kritická frekvence (Hz)
Vrstvené bezpečnostní sklo 55.2
Frekvence (Hz)
Vrstvené bezpečnostní sklo
se zvýšenou protihlukovou
izolací 55.2
Závěr:
> pro vrstvená bezpečnostní skla stejné hmotnosti se zvyšuje
vzduchová neprůzvučnost v oblasti kritické frekvence, kritické frekvence se posouvají do oblasti vyšších frekvencí, celkový
efekt je zřetelný hlavně u vážené vzduchové neprůzvučnosti
Rw + C, méně pro Rw + Ctr
> vrstvená bezpečnostní skla mají hodnoty vážené vzduchové
neprůzvučnosti Rw přibližně od 33 dB pro skla typu 33.2 (2×
sklo tl. 3 mm + 2 PVB fólie) do 39 dB pro skla typu 88.2 (2× sklo
tl. 8 mm + 2 PVB fólie)
> vrstvené bezpečnostní sklo se zvýšenou protihlukovou izolací
má váženou vzduchovou neprůzvučnost přibližně od 35 dB
pro skla typu 33.2 (2× sklo tl. 3 mm + 2 PVB fólie) do 41 dB
pro skla typu 88.2 (2× sklo tl. 8 mm + 2 PVB fólie).
Poznámka: nesymetrická vrstvená bezpečnostní skla nemají vyšší
vzduchovou neprůzvučnost.
Izolační zasklení
Vzduchová neprůzvučnost izolačního dvojskla se dvěmi skly stejné tloušťky je obvykle nižší, než je vzduchová neprůzvučnost jednoduché tabule skla s tloušťkou rovnající se tloušťce obou skel.
VŠE O SKLE
Tloušťka (mm)
Úroveň izolace
VLASTNOSTI A FUNKCE
Kritické frekvence skleněných tabulí
83
> zákonité snížení vzduchové neprůzvučnosti na frekvenci přibližně 3 200 Hz pro izolační dvojsklo adekvátně kritické frekvenci 4 mm skleněné tabule
> v porovnání s jednoduchým sklem dochází u izolačního dvojskla ke snížení vzduchové neprůzvučnosti při nižších frekvencích.
Tento efekt lze vysvětlit tím, že izolační dvojsklo působí v modelu jako hmota-pružina-hmota. Tento systém má rezonanční
frekvenci posunutou do oblasti nižších frekvencí přibližně 200
až 300 Hz v závislosti na tloušťce, v této zóně se značně snižuje
vzduchová neprůzvučnost
> teoreticky se neprůzvučnost izolačního dvojskla zvyšuje o 18 dB
se zdvojením frekvence.
Návrh a realizace budovy s efektivní protihlukovou izolací vyžaduje
zajištění rezonančních frekvencí u systémů hmota-pružina-hmota
pod frekvenci 100 Hz. Tuto podmínku nelze dodržet u izolačního
dvojskla, které má dvě skleněné tabule stejné tloušťky a šířku distančního rámečku od 12 do 15 mm. Vzduchová neprůzvučnost
izolačního dvojskla pro nízké a střední frekvence je omezená.
VŠE O SKLE
84
Frekvence (Hz)
www.YourGlass.com
Závěr:
> vzduchová neprůzvučnost symetrických dvojskel je omezená
> předchozí závěry by mohly vést k mylné představě, že modernizace budov a nahrazení jednoduchých zasklení izolačními dvojskly není to nejlepší řešení, ale to není pravda ze dvou hlavních
důvodů:
• v ýměna jednoduchého skla za izolační dvojsklo znamená
také výměnu okenního rámu, který jako nový bude mít určitě
lepší zvukově izolační vlastnosti a zvukově izolační vlastnosti
celého nového okna správně zabudovaného ve stavbě budou
jistě vyšší než původní jednoduché zasklení
• z hlediska požadavků na tepelnou ochranu budov představuje izolační dvojsklo jediné možné řešení, jak dosáhnout vyšších tepelně izolačních vlastností zasklení.
> v yšší vzduchové neprůzvučnosti u izolačních dvojskel lze dosáhnout složením nesymetrických izolačních dvojskel se skly
různých tloušťek a/nebo pomocí skel se zvýšenou protihlukovou izolací.
Úroveň izolace
Úroveň izolace
Vzduchová neprůzvučnost izolačního dvojskla 4-12-4 v porovnání
s jednoduchým sklem o tloušťce 4 a 8 mm
VLASTNOSTI A FUNKCE
Graf ukazuje na:
Pro omezení hmota-pružina-hmota efektu, se musí rozšířit
vzduchová dutina mezi tabulemi skla tak, aby „pružina“ tvořená
vzduchem byla mnohem flexibilnější (pružnější), a tak způsobovala vyšší útlum hluku. Toto řešení však vede k izolačním dvojsklům s příliš velikou tloušťkou, které pro svoje osazení vyžadují
široké okenní rámy, a ke zvyšování celkové hmotnosti izolačního
dvojskla. Zvětšování tloušťky dutiny mezi skly má také za následek snižování tepelně izolačních vlastností izolačního dvojskla,
a proto se tento typ izolačních dvojskel v praxi příliš neprosadil.
Frekvence (Hz)
VŠE O SKLE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Na grafech je uvedena ukázka neprůzvučnosti izolačního dvojskla
4-12-4 v porovnání se sklem jednoduchým o tloušťkách 4 a 8 mm.
85
VLASTNOSTI A FUNKCE
Vzduchová neprůzvučnost izolačních dvojskel – běžné izolační
dvojsklo 4-12-4 a izolační dvojsklo s vrstveným bezpečnostním sklem
4-12-44.2 a izolační dvojsklo s vrstveným bezpečnostním sklem
se zvýšenou protihlukovou izolací 4-12-44.2
Úroveň izolace
VLASTNOSTI A FUNKCE
Nesymetrická izolační dvojskla
Možný způsob, jak zvýšit vzduchovou neprůzvučnost izolačních
dvojskel, je navrhnout jejich nesymetrické uspořádání, tedy sestavu dvou skel o různé tloušťce. Různá tloušťka skel, které mají
jiné kritické frekvence, umožní omezení koincidenčního efektu
a zvýšení vzduchové neprůzvučnosti. Kritická frekvence 3 200 Hz
vyskytující se u symetrického izolačního dvojskla úplně vymizí
u nesymetrického izolačního dvojskla. Zvětšením tloušťky skla se
dosáhne zvýšení vzduchové neprůzvučnosti v nižších frekvencích.
Vzduchová neprůzvučnost izolačních dvojskel 4-12-4 a 8-12-5
Úroveň izolace
Frekvence (Hz)
Umístění vrstveného bezpečnostního skla v izolačním dvojskle
(zda první nebo druhé sklo) není ze zvukově izolačního hlediska
rozhodující, většinou se vrstvená bezpečnostní skla umísťují na
venkovní straně, protože plní také funkci bezpečnostní.
Závěr:
VŠE O SKLE
Závěr:
86
> pokud vzduchová neprůzvučnost nesymetrického izolačního
dvojskla není vyhovující, lze nahradit jedno nebo i obě jednoduchá skla skly vrstveným bezpečnostními nebo vrstvenými
bezpečnostními skly se zvýšenou protihlukovou izolací
> použitím dvou skel různých tloušťek v izolačním dvojskle se
dosáhne vyšší vzduchové neprůzvučnosti v porovnání s podobným, ale symetrickým izolačním dvojsklem (izolačním dvojsklem se skly se stejnou tloušťkou)
> z výšení vzduchové neprůzvučnosti u izolačního dvojskla s vrstvenými bezpečnostními skly je patrné především u vyšších frekvencí, tedy pro váženou vzduchovou neprůzvučnost Rw + C
> nesymetrická izolační dvojskla mají váženou vzduchovou neprůzvučnost Rw přibližně 34 dB pro izolační dvojsklo 6-15-4
a 38 dB pro izolační dvojsklo 10-15-6.
> vrstvená bezpečnostní skla mají váženou vzduchovou neprůzvučnost Rw přibližně od 36 dB pro 6-12-44.2 až do 41 dB pro
izolační dvojskla 10-12-66.2
Izolační dvojskla s vrstvenými bezpečnostními skly
> vrstvená bezpečnostní skla se zvýšenou protihlukovou izolací
dosahují vážené vzduchové neprůzvučnosti Rw přibližně 40 dB
pro 6-12-44.2, 44 dB pro izolační dvojsklo 10-12-66.2 a 50 dB
pro izolační dvojsklo 44.2-20-66.2.
Vrstvená bezpečnostní skla mohou být také použita v izolačních
dvojsklech. Následující obrázek ukazuje zvýšení neprůzvučnosti
izolačního dvojskla s vrstvenými bezpečnostními skly. Zvukově
izolační efekt je jasně patrný především u vyšších frekvencí, kde
PVB fólie se zvýšenou protihlukovou izolací mají schopnost vykrývat kritické frekvence.
www.YourGlass.com
Izolační trojskla
Izolační trojskla jsou z akustického hlediska nevýhodná, protože
u nich dochází k rezonanci.
VŠE O SKLE
Frekvence (Hz)
87
• z většení tloušťky skel přináší mírné zvýšení vzduchové neprůzvučnosti
• u jednoduchého vrstveného bezpečnostního skla nebo vrstveného bezpečnostního skla se zvýšenou protihlukovou izolací dochází k výraznému zvýšení vzduchové neprůzvučnosti.
> izolační dvojsklo
• vždy je nutné navrhovat nesymetrická izolační dvojskla
• navrhovat izolační dvojskla s dostatečně širokou vzduchovou
dutinu
• navrhovat větší tloušťky skel
• používat vrstvená bezpečnostní skla místo skel jednoduchých
• používat vrstvená bezpečnostní skla se zvýšenou protihlukovou izolací v případě vysokých nároků na zvukově izolační
vlastnosti zasklení.
V kontrastu s výše uvedenými faktory jsou uvedeny faktory, které
nemají vliv na zvýšení vzduchové neprůzvučnosti zasklení:
> pořadí skel v izolačním dvojskle
> použití skel s povlaky
> tepelně tvrzená skla
> použití argonu jako izolačního plynu v dutině izolačního dvojskla.
2.6.3 ZVUKOVÁ IZOLACE OKEN A FASÁD
VŠE O SKLE
Úvod
88
Vážená vzduchová neprůzvučnost zasklení se stanovuje laboratorně testováním vzorků skel o rozměrech 1,23 m × 1,48 m podle
EN ISO 140-3.
V reálných provozních podmínkách mohou vzduchovou neprůzvučnost skel ovlivňovat tyto parametry:
www.YourGlass.com
VLASTNOSTI A FUNKCE
> jednoduché zasklení
> rozměry vlastního skla a rámu
> způsob zabudování
> vzduchotěsnost okna, způsob těsnění
> akustické prostředí, zdroje hluku, umístění a způsob zabudování okna vzhledem ke zdrojům hluku
> z vukově izolační vlastnosti jednotlivých prvků oken nebo prosklených fasáda a jejich zabudování do stavební konstrukce.
Při vyhodnocení vzduchové neprůzvučnosti, pro výběr vhodného druhu zasklení, je nutné zvážit všechny uvedené parametry.
V některých případech je užitečné konzultovat návrh zasklení se
specialisty na stavební akustiku a popřípadě provést kontrolní
akustická měření.
Vzduchová neprůzvučnost oken
a prosklených fasád
Vzduchová neprůzvučnost oken a prosklených fasád nezávisí
pouze na zasklení samotném, ale také na zasklívacím rámu a jeho
zabudování v daných provozních hlukových podmínkách.
> Výsledky hodnocení vzduchové neprůzvučnosti oken a prosklených fasád jsou zpracovány podle laboratorních postupů
hlavních evropských laboratoří. Testovaný vzorek má rozměry
1,23 m × 1,48 m podle EN ISO 140-3. Dá se předpokládat, že
u větších prosklených ploch 5–6 m2 se tato vzduchová neprůzvučnost sníží o 2 až 3 dB. To je nutné mít na paměti při výběru
vhodného druhu zasklení
> Okna a prosklené fasády zajišťují lepší vzduchovou neprůzvučnost než neprůzvučnost vůči nárazům (v angličtině tzv. impact
sound insulation nebo v české odborné terminologii označovaná jako kročejová neprůzvučnost) pro zvuky nízkých frekvencí
> Okenní rám nesmí obsahovat otevřené mezery a dutiny, musí
být dokonale utěsněn dvojitým těsněním proti pronikání vlhkosti a z důvodu snížení infiltrace. Kvalitní vzduchotěsný okenní
rám zvyšuje vzduchovou neprůzvučnost až o 2 dB v porovnání
se vzduchovou neprůzvučností samotného zasklení. Naopak
nekvalitní rám se špatným těsněním způsobí snížení vzduchové
neprůzvučnosti samotného zasklení až o 10 dB
> Okna s okenicemi na venkovní straně musí být izolovaná pomocí
zvukově pohltivého materiálu (např. izolace z minerálních vláken)
VŠE O SKLE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Závěr
Faktory, které ovlivňují vzduchovou neprůzvučnost zasklení lze
shrnout:
89
Akustické vlastnosti – vážené vzduchové neprůzvučnosti různých typů
jednoduchých skel i izolačních dvojskel
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
> Je také nutné věnovat pozornost osazení okenního rámu, nesmí
zůstat mezera mezi zdivem a okenním rámem, tato část musí
být vzduchotěsně uzavřena. Konečná úprava na venkovní straně
rámu při osazení do zdiva musí být pružná a vzduchotěsná tedy
rozhodně není vhodné tuto spáru vyplnit cementovou maltou
> V případě návrhu ventilačních mřížek nebo štěrbin ve fasádách
a u oken mohou tyto výrazně snížit neprůzvučnost
> Stavební vzduchovou neprůzvučnost oken ovlivňuje venkovní
hluk, jeho zdroj a směr působení
> Pro dosažení požadovaných zvukově izolačních vlastností oken
a prosklených fasád je nutné navrhovat sestavu zasklení včetně
jeho rámů a osazení do stavu, který má vyšší vzduchovou neprůzvučnost než jaká se od dané prosklené konstrukce očekává.
Plavené
sklo
float
Vrstvené
sklo s PVB
fólií
Vrstvené sklo
s akustickou
PVB fólií
Škála skel AGC
Výrobky vyvinuté ve společnosti AGC a poskytující protihlukovou
izolaci jsou vrstvená bezpečnostní skla se zvýšenou protihlukovou
izolací Stratophone a izolační dvojskla se zvýšenou protihlukovou
izolací.
Vrstvené
bezpečnostní sklo
Stratophone
Thermobel izolační dvojsklo
Phonibel
Phonibel S (se sklem Stratobel)
Phonibel ST (se sklem Stratophone)
VŠE O SKLE
Jednoduchá skla (float i vrstvená bezpečnostní) umožňují výběr
skel s různou protihlukovou izolací – vzduchová neprůzvučnost
Rw od 29 dB do hodnoty přibližně 43 dB.
90
Izolační dvojskla umožňují výběr skel s různou protihlukovou izolací – vzduchová neprůzvučnost Rw od 29 dB do hodnoty přibližně
50 dB.
Následující obrázek uvádí přehled hodnot vážené vzduchové neprůzvučnosti, kterých dosahují jednoduchá skla Planibel, Stratobel a Stratophone i izolační dvojskla se sklem Planibel, s jedním
nebo dvěma skly Stratobel nebo Stratophone.
www.YourGlass.com
Standardní Izolační dvojsklo Izolační dvojsklo
izolační
s vrstveným
s vrstveným
dvojsklo
sklem
sklem
s PVB fólií
s akustickou
PVB fólií
Jednoduché zasklení
Izolační dvojsklo
K zajištění vhodné vzduchové neprůzvučnosti jednoduchého skla
lze použít sklo Stratobel, které bude tenčí než sklo Planibel o stejné vážené vzduchové neprůzvučnosti. Podobně sklo Stratophone
může být tenčí než sklo Stratobel při stejných hodnotách vážené
vzduchové neprůzvučnosti.
Příklad: následující tabulka uvádí příklady různých jednoduchých
skel, které při určitých tloušťkách dosahují hodnoty vážené vzduchové neprůzvučnosti Rw = 35 dB.
Tloušťka skla
Rw
Planibel 12 mm
Sklo
12 mm
35 dB
Stratobel 44.2
9 mm
35 dB
Stratophone 33.2
7 mm
35 dB
Podobné také platí při výběru izolačních dvojskel:
> izolační dvojsklo se sklem Stratobel (Phonibel S) je tenčí než
izolační dvojsklo se sklem Planibel (Phonibel), zatímco izolační
dvojsklo se sklem Stratophone (Phonibel ST) je tenčí než izolační dvojsklo se sklem Stratobel (Phonibel S).
VŠE O SKLE
> Správná vážená vzduchová neprůzvučnost Rw + C nebo Rw + Ctr
zasklení se navrhuje s ohledem na druh předpokládaného hlukového zatížení.
91
BEZPEČNOST
2.7.1 BEZPEČNOSTNÍ SKLA
Obecně
Charakteristický lom při rozbití plochého a tepelně zpevněného skla
PLOCHÉ SKLO FLOAT
TEPELNĚ ZPEVNĚNÉ SKLO
Bezpečnost zasklení je velmi široké téma zahrnující mnoho odborných oblastí jako:
> ochrana osob před rizikem zranění způsobeného:
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
2.7
• od ostrých střepin z rozbitého skla
• propadnutím skrze sklo.
V
e snaze vyhnout se riziku zranění, je důležité se zajímat o lom
skla a ujistit se, jestli sklo, pokud se rozbije, nevytvoří ostré střepiny, které by způsobily zranění. Pokud je záměrem poskytnout
ochranu proti propadnutí, pak musíme zajistit, aby sklo nebylo
zničené
> ochrana zboží a bezpečnost proti krádežím i vandalismu
v obytných budovách, obchodních domech a kancelářských
budovách. Pro tyto případy je nutné vybírat zasklení, které by
mělo zůstat na místě a nemělo by dovolit nikomu a ničemu
proniknout skrze sklo
> ochrana proti střelám
> ochrana proti výbuchu.
Pouze malé množství skel z velké škály plochých skel má požadované vlastnosti, pro které je možné je pokládat za skla bezpečnostní. Jsou to tepelně tvrzená skla a vrstvená bezpečnostní
skla. Jiné typy skel včetně float skla, tepelně zpevněného skla,
skla s drátěnou vložkou apod. nejsou považovány za bezpečnostní skla.
Sklo s drátěnou vložkou (ploché nebo profilované) má kovovou
drátěnou vložku integrovanou při výrobě do skleněné tabule. Ta
slouží k tomu, že v případě poškození skla, mřížka zadržuje střepiny na místě a brání jejich rozlétání. Nicméně pokud dojde k rozbití, kousky skla a drátěná mřížka se mohou oddělit a tím hrozí
nebezpečí úrazu.
Takový typ zasklení by se neměl používat jako bezpečnostní sklo
v místech, kde je nebezpečí zranění lidí propadnutím skrz zasklení.
Charakteristický lom při rozbití skla s drátěnou vložkou
Float, tepelně zpevněné sklo a sklo
s drátěnou vložkou
92
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
Při pohledu na lom rozbitého skla float s ostrými úlomky je zřejmé, že ho nelze považovat za bezpečnostní. To samé platí pro
tepelně zpevněné sklo, které má podobný charakter lomu rozbití
jako sklo float.
www.YourGlass.com
93
Charakteristický lom při rozbití tepelně tvrzeného skla
Pro informaci je uvedeno, jaké jsou hlavní rozdíly mezi plochým
sklem float a tepelně tvrzeným sklem:
> mnohem větší pevnost v tahu za ohybu: 120 N/mm2 v porovnání s 45 N/mm2 u floatu
> v yšší odolnost proti rozbití nárazem
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Tepelně tvrzené sklo
Během výroby získá toto sklo vnitřní napětí. V případě nárazu se
sklo rozbije na malé neostré úlomky.
> v yšší odolnost proti tepelnému šoku (přibližně 200 °C)
> při rozbití skla se tvoří malé neostré úlomky
> nemůže se řezat nebo upravovat po tepelném tvrzení (kalení)
> v závislosti na konkrétním případu, se někdy u tohoto skla vyžadují tepelné zkoušky (tzv. Heat-soak test)
> při denním světle se lom světla ve skleněné tabuli mění vlivem
anizotropie materiálu. Na povrchu skla se mohou vytvářet barevné skvrny z důvodu interference záření různých vlnových
délek.
V porovnání odolnosti proti nárazu byly posouzeny dva vzorky
skla o rozměrech 30 cm × 30 cm, sklo float a sklo tepelně tvrzené:
Tepelně tvrzené sklo je považováno za bezpečnostní, pokud
splňuje určitá kritéria rozbití, která jsou stanovena v normě
EN 12150. Tato norma také popisuje zkoušku pro posouzení rozbití skla. V tabulce je uveden minimální počet úlomků o rozměru
50 mm × 50 mm, na které by se měl vzorek tepelně tvrzeného skla
při rozbití rozdělit. Kromě takto uvedeného kritéria musí dále platit, že délka největších úlomků nesmí přesáhnout 100 mm.
Minimální množství úlomků při rozbití tepelně tvrzeného skla o rozměrech
50 mm × 50 mm (dle normy EN 12150)
Tloušťka (mm)
40
15 až 19
30
> tepelně tvrzené sklo tloušťky 6 mm odolává úderu závaží
o hmotnosti 250 g padajícího z výšky 3 m
> tepelně tvrzené sklo tloušťky 8 mm odolává úderu závaží
o hmotnosti 500 g padajícího z výšky 2 m.
Vrstvené bezpečnostní sklo
Vrstvené bezpečnostní sklo je sestaveno z minimálně dvou tabulí skla vzájemně spojených po celém jejich povrchu pomocí tenké
mezivrstvy. Pro vrstvené bezpečnostní sklo se nejvíce používá
mezivrstva z plastické PVB (polyvinyl-butyral) fólie. Dále se využívají i fólie EVA (etylen-vinyl-acetát) nebo speciální pryskyřice.
V případě rozbití je zajištěna vazba mezi sklem a mezivrstvou,
takže úlomky skla ulpívají na fólii (po určitou dobu a do určitého
mezního zatížení).
VŠE O SKLE
15
4 až 12
VŠE O SKLE
94
Minimální počet úlomků skla
3
> sklo float tloušťky 6 mm odolává úderu závaží o hmotnosti
250 g padajícího z výšky 30 cm
www.YourGlass.com
95
V některých zvláštních případech, tepelně tvrzené sklo nebo
tepelně zpevněné sklo se používá pro výrobu vrstveného bezpečnostního skla tam, kde je požadována vysoká pevnost v tahu za
ohybu, než jakou dovoluje sklo float. Při rozbití je zajištěna stabilita zasklení až do doby výměny a je omezeno riziko rozbití vlivem
tepelného šoku.
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Charakteristický lom při rozbití vrstveného bezpečnostního skla
Sklo s adhezní fólií
V případě rozbití skla s touto fólií, střepy ulpí na fólii.
Taková fólie se běžně používá na zrcadla a na neprůhledná barevná skla.
Příklady:
> zasklení označené jako 66.2 obsahuje dvě skleněné tabule (float), každá o tloušťce 6 mm oddělené dvěma PVB fóliemi o celkové tloušťce 0,72 mm. V některých zemích se také označuje
vrstvené bezpečnostní sklo jeho celkovou tloušťkou, jako např.
12,76, což zároveň představuje jiné označení pro sklo typu 66.2.
VŠE O SKLE
> izolační dvojsklo obsahující jednoduchou skleněnou tabuli
o tloušťce 4 mm, vzduchovou mezeru o šířce 12 mm a vrstvené
bezpečnostní sklo, označované 66.2, lze popsat jako 4-12-66.2
(stanoveno pro pořadí skel směrem od exteriéru do interiéru).
96
Podle normy EN ISO 12543-2 lze vrstvené bezpečnostní sklo navrhnout jako bezpečnostní vrstvené bezpečnostní sklo, pokud
splňuje alespoň jednu 3B3 klasifikaci dle testu odolnosti vůči nárazu, popsanou v normě EN 12600 (ČSN EN 12600 (700588) Sklo
ve stavebnictví – Kyvadlová zkouška – Metoda zkoušení nárazem
a klasifikace pro ploché sklo).
www.YourGlass.com
Lepení fólií se musí podrobit testu odolnosti.
2.7.2 NORMY A METODY ZKOUŠENÍ SKLA
Úvod
Testování dle evropských norem (EN) se provádí na národní úrovni
již několik let. Evropské normy nahrazují normy národní.
Odolnost vůči nárazu – EN 12600
Norma ČSN EN 12600 Pendulum test – Impact test Metod and
classification for flat glass (ČSN EN 12600 (700588) Sklo ve stavebnictví – Kyvadlová zkouška – Metoda zkoušení nárazem a klasifikace pro ploché sklo). Tato norma detailně uvádí zatřídění skel
podle jejich odolnosti vůči nárazu na základě výsledků zkoušek.
Pro zkoušení se používá závaží ze dvou pneumatik, které z určité
vzdálenosti dopadají na sklo. Určuje se zatřídění typu skla z hlediska jeho bezpečnosti proti zranění a propadnutí rozbitým sklem.
VŠE O SKLE
Vrstvené bezpečnostní sklo s PVB fóliemi má vlastní způsob
označování. Označení se skládá ze dvou (nebo více) číslic udávající tloušťky skel v mm, následuje další číslice oddělená tečkou, která představuje počet PVB fólií. PVB fólie má pro tato skla
tloušťku 0,38 mm.
Poznámka: tyto fólie je nutno nalepit na skleněnou tabuli před
jejím osazením do rámu. Některé fólie nalepené přímo na stavbě
na hotové okno mohou způsobovat problémy v podobě praskání skel vlivem tepelného šoku.
97
> a: nejvyšší výška pádu závaží, při které sklo není porušeno
nebo je porušeno v souladu s normou (níže uvedeno – podmínka a + b)
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Zatřídění plochých skel z hlediska bezpečnosti se provádí následujícím způsobem: a (b) f
Zkouška odolnosti skla vůči nárazu
> b: charakter lomu skla
> f: nejvyšší výška pádu závaží, při které sklo buď není porušeno, nebo je porušeno v souladu s normou (níže uvedeno
– podmínka a).
Klasifikace uvádí rozdíly mezi výškou pádu závaží na skleněnou
tabuli a typem lomu skla při rozbití.
> Výška dopadu závaží na zkoušený vzorek skla:
• 1: 1200 mm
• 3: 190 mm.
> Typ lomu:
• A: lom s oddělenými střepy (chlazené sklo, tepelně zpevněné,
chemicky tvrzené sklo)
• B: trhliny (vrstvené bezpečnostní sklo, chlazené sklo s fólií)
• C: rozpad na malé neostré úlomky (tepelně tvrzené sklo).
Typy lomu skel při rozbití
B
C
> b) kontroluje se rozpad a hmotnost deseti největších samostatných úlomků během 3 minut po působení závaží.
Pro sklo tloušťky 4 mm je stanovena maximální hmotnost úlomku 65 g, pro sklo tloušťky 19 mm je maximální hmotnost úlomku
309 g.
Zkouška se musí provádět na čtyřech zkušebních vzorcích pro
každou stanovenou výšku závaží. Vrstvené bezpečnostní sklo
s nesymetrickým uspořádáním jednotlivých vrstev, které se používá častěji, se musí testovat z obou stran.
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
98
Dva způsoby pro posouzení skla z hlediska normových požadavků jsou:
> a) vznikne velký počet úlomků, ale není dovolen vznik střihové
trhliny nebo otvoru ve skleněné tabuli, kterou může proniknout
koule o průměru 76 mm při použití síly 25 N (dle přílohy A).
Kontroluje se celková hmotnost a rozměr střepin a úlomků skla.
• 2: 450 mm
A
Pokud se sklo rozbije při zkoušce s nejnižší výškou pádu závaží tj.
190 mm, a lom není v souladu s normou – podmínka a, pak hodnota f musí být uvedena nula.
www.YourGlass.com
99
> vrstvené bezpečnostní sklo se klasifikuje jako 1B1, pokud
je pevnost skla proti padajícímu závaží z výšky 1200 mm
taková, že není umožněn prostup závaží sklem
TEST PADAJÍCÍ
OCELOVÉ KOULE
> vrstvené bezpečnostní sklo se klasifikuje jako 2B2, pokud
je pevnost skla proti padajícímu závaží z výšky 450 mm
taková, že není umožněn prostup závaží sklem
TEST SEKEROU
1 100 mm
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Test na odolnost skla vůči nárazu
Příklad:
900 mm
> tepelně tvrzené sklo se klasifikuje jako 1C1, pokud se sklo
nerozbije při úderu od padajícího závaží z výšky 1200 mm
> tepelně tvrzené sklo se klasifikuje jako 1C2, pokud se sklo
nerozbije při úderu od padajícího závaží z výšky 450 mm
a pokud při dopadu závaží z výšky 1200 mm dojde k vytvoření úlomků charakteristických pro tepelně tvrzené
sklo.
Pokud sklo nepodstoupilo testy pro určitou třídu (například
44.2 = 1B1), je běžně přijímáno, že tloušťka skel se stejným množstvím PVB fólií spadá do stejné třídy (v tomto případě 55.2 a 66.2
patří do třídy 1B1).
Normy EN 13049 a 14019 popisují metody používané pro zkoušení odolnosti proti nárazu na okna a zasklené fasády, existuje pět
pevnostních tříd.
Sklo odolné proti vloupání – ČSN EN 356
100
900 mm
Při zkoušce s dopadající ocelovou koulí se vzorek skla o rozměrech
1 000 mm × 900 mm umístí vodorovně a dopadá na něho koule
o hmotnosti 4,1 kg ve třech místech tvořících rovnostranný trojúhelník okolo geometrického středu zkušebního vzorku (vzdálenosti mezi jednotlivými místy dopadu jsou 13 cm). Množství úderů a výška působení závaží závisí na druhu skla.
Třída odolnosti skla proti vloupání podle normy EN 356
Zkouška
Pomocí
ocelové
koule
Pomocí
sekery
Třída
Výška dopadu závaží
Počet míst úderu závaží
P1A
1 500 mm
3 v trojúhelníku
P2A
3 000 mm
3 v trojúhelníku
P3A
6 000 mm
3 v trojúhelníku
P4A
9 000 mm
3 v trojúhelníku
P5A
9 000 mm
3 × 3 v trojúhelníku
P6B
—
30 až 50
P7B
—
51 až 70
P8B
—
> 70
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
Norma ČSN EN 356 „Bezpečnostní zasklení – Zkoušení a klasifikace odolnosti proti ručně vedenému útoku” (Security glazing
– Testing and classification of resistence against manual attack)
stanovuje zkušební metody pro zatřídění skel z hlediska jejich
odolnosti proti vloupání. Existuje osm tříd bezpečnosti, prvních
pět tříd je označováno P1A až P5A a jsou stanoveny na základě
zkoušek s dopadající ocelovou koulí, další tři třídy označené jako
P6B až P8B jsou stanoveny pomocí zkoušek sekerou.
130 mm
1 100 mm
www.YourGlass.com
101
Zkouška se sekerou je považována za úspěšnou, pokud plocha
(400 mm x 400 mm) vystavená působení rázů sekerou, se zcela
neoddělí od zbytku zkušebního vzorku.
Pokud sklo vyhovuje zkoušce pro určitý druh skla (například 44.2
= P1A), běžně se přijímá, že skla větších tloušťek se stejným počtem PVB fólií spadají do stejné třídy, 55.2 a 66.2 také patří do třídy P1A.
Návrh normy EN 1627 popisuje metody používané pro zatřídění
odolnosti proti vloupání oken, dveří a výplní otvorů. Existují tři
odolnosti skla proti vloupání (od 1 do 6 se zvyšující se odolností
s vyššími třídami).
Norma také uvádí, že třídy skel (podle normy ČSN EN 356) jsou
stanoveny pro určitý typ rámu, aby se zachovala celková odolnost
okna vůči vloupání.
Odolnost proti střelám – ČSN EN 1063
Norma EN 1063 „Security glazing – Testing and classification of
resistance against bullet attack“ [ČSN EN 1063 (700594) Sklo
ve stavebnictví – Bezpečnostní zasklení – Zkoušení a klasifikace
odolnosti proti střelám] popisuje metody, které se používají pro
zatřídění skel s odolností proti průstřelu.
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Zkouška bezpečnosti skla je považována za úspěšnou, pokud
koule (závaží) neprochází vzorkem skla během pěti sekund po dopadu na sklo.
Norma uvádí rozdíly mezi odolností proti průstřelu dvou typů
zbraní: ruční zbraně a pušky (třída BR) a brokovnice (třída SG).
Existuje celkem devět tříd. Pro danou kategorii zbraní je sklo zatříděno jako odolné proti průstřelu, pokud jeho tři vzorky (rozměry
500 mm × 500 mm) zastaví všechny střely.
Ve zprávě se uvádí, zda dochází k odletu střepin na zadní straně
skla (S), nebo ne (NS).
Zkouška odolnosti proti průstřelu
Třídy odolnosti odpovídající normám EN 1627 a ČSN EN 356
Třída okenního rámu
Třída skla
1
P4A
2
P5A
3
P6B
4
P7B
5
P8B
6
P8B
Návrh normy EN 1627 popisuje.
Třídy BR1 až BR7 zahrnují skla, u kterých se zvyšuje úroveň odolnosti proti střelám.
Neexistuje vztah mezí třídami SG a BR.
102
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
V následující tabulce jsou uvedeny informace týkající se typu zbraně, munice a podmínkách zkoušek pro různé třídy.
www.YourGlass.com
103
Třída
BR1
Typ
zbraně
Kalibr
Puška
0,22 LR
Typ
L/RN
Hmotnost
Dostřel
(g)
(m)
Počet
výstřelů
Výstřel ze
vzdálenosti
(mm)
3
120 ± 10
400 ± 10
3
120 ± 10
430 ± 10
3
120 ± 10
440 ± 10
3
120 ± 10
Rychlost
střely
(m/s)
2,6 ± 0,1 10,0 ± 0,5 360 ± 10
9 mm FJ(1)/RN/SC 8,0 ± 0,1 5,0 ± 0,5
luger
0,357
BR3 Ruční zbraň magnum FJ(1)/CB/SC 10,2 ± 0,1 5,0 ± 0,5
0,44 Rem.
BR4 Ruční zbraň Mag. FJ(1)/RN/SC 15,6 ± 0,1 5,0 ± 0,5
BR2 Ruční zbraň
BR5
Puška
5,56×45* FJ(2)/FN/SC 4,0 ± 0,1 10,0 ± 0,5 950 ± 10
3
120 ± 10
BR6
Puška
7,62×51 FJ(2)/PB/SCP1 9,5 ± 0,1 10,0 ± 0,5 830 ± 10
3
120 ± 10
BR7
Puška
7,62×51** FJ(2)/PB/HC1 9,8 ± 0,1 10,0 ± 0,5 820 ± 10
3
120 ± 10
SG1 Brokovnice Cal 12/70
olovo
31,0 ± 0,5 10,0 ± 0,5 420 ± 20
1
–
SG2 Brokovnice Cal 12/70
olovo
31,0 ± 0,5 10,0 ± 0,5 420 ± 20
3
120 ± 10
*
**
(1)
(2)
(3)
L
CB
FJ
Délka vrtání 178 mm +/- 10 mm
Délka vrtání 254 mm +/- 10 mm
Celoplášť ocelový (pokovený)
Celoplášť ze slitin mědi
Kulometná střela
Olovo
Kuželová střela
Celoplášťová střela
FN plochá přední část
HC1 ocelové jádro, hmotnost 3,7 g, +/- 0,1 g,
tvrdost > 63 HRC
PB špičatá střela
RN ogivál – střela se zaoblenou špičkou
SC měkké jádro (s olovem)
SCP1 měkké jádro (olovo) a ocelový penetrátor
(typ SS 109)
Munice používaná pro různé třídy neprůstřelnosti
8
7
6
5
4
3
2
VŠE O SKLE
1
104
cm
BR1 BR2 BR3
BR4
BR5
BR6
www.YourGlass.com
BR7
SG
Kalash
Stejné zkušební metody a systém zatřídění se používají pro dveře
a okna (EN 1522 a EN 1523). Zatřídění je tedy označeno FB1 až
FB7 a FSG (pro sklo SG2); není odpovídající zatřídění pro sklo SG1.
Odolnost proti výbuchu – EN 13541
Norma EN 13541 „Security glazing – Testing and classification of
resistance against explosion pressure” [ČSN EN 13541 (700596)
Sklo ve stavebnictví – Bezpečnostní zasklení – Zkoušení a klasifikace odolnosti proti výbuchovému tlaku] zatřiďuje skla odolná
proti tlaku při výbuchu (zkouší se pomocí tzv. „shock-tube“ metody, tedy metoda rázové trubice).
VLASTNOSTI A FUNKCE
Podmínky zkoušky
Sklo se uloží na konec trubice, na jejíž druhém konci je náboj,
který vybuchne a způsobí přetlak.
Existují čtyři třídy odolnosti skel ER1 až ER4. Zkušební zpráva často udává, zda dochází (S) nebo nedochází (NS) k odletu střepin
za sklem.
Třídy odolnosti skla proti výbuchovému tlaku dle EN 13541
Třída
Maximální
přetlak
Sklo s pyrolytickým
povlakem
Sklo s magnetronovým povlakem
ER1
50 ≤ Pr < 100
370 ≤ i+ < 900
≥ 20
ER2
100 ≤ Pr < 150
900 ≤ i+ < 1 500
≥ 20
ER3
150 ≤ Pr < 200
1 500 ≤ i+ < 2 200
≥ 20
ER4
200 ≤ Pr < 250
2 200 ≤ i+ < 3 200
≥ 20
Zkouška je považovaná za úspěšnou, pokud tři zkušební vzorky
skla nevykazují žádné příčné, šikmé trhliny na straně skla blíže
k výbuchu i na straně odvrácené, nebo jiné deformace a prasknutí
mezi podporou zasklení a hranou vzorku skla.
Skla, která mají odolnost proti výbuchovému tlaku, se navrhují
pro ochranu osob uvnitř budovy, v jejímž okolí hrozí nebezpečí
výbuchu.
Normy EN 12123-1 & 2 a 13124-1 & 2 udávají metody pro zkoušení odolnosti okenních rámů proti výbuchovému tlaku. Části 1
jsou založeny na zkouškách v rázové trubici a třídy odolnosti se
označují EXR1 až EXR5.
VŠE O SKLE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Třídy odolnosti proti průstřelu podle EN 1063
105
Úvod
Následující odstavce uvádí základní údaje o použití bezpečnostních skel, seznam možných využití však není vyčerpávající.
Tento základní přehled může být doplněn podle konkrétních požadavků a místních podmínek.
> Ochrana před zraněním
Pro omezení rizika zranění střepinami skla se smí používat pouze sklo tepelně tvrzené nebo vrstvené bezpečnostní (s minimálně
1 PVB fólií). Takové sklo lze navrhnout pro následující využití:
• prosklené výklady obchodních domů
• vnitřní příčky (pokud je dolní část prosklené příčky přímo s úrovní podlahy), oddělující prostory, ve kterých není výškový rozdíl
podlah na obou stranách příčky
V každém případě by měla být tloušťka skla navržena s ohledem
na jeho plochu, zatížení a způsobu uložení. Tloušťky skel odpovídající daným požadavkům představují minimální hodnoty pro
zkoušení skel.
• dveře a okna v občanských stavbách
Bezpečnost osob proti zranění a propadnutí sklem
> Úvod
• sprchové kabiny, skleněné police, části nábytku, apod.
Existují dvě různá hlediska ochrany osob proti úrazu při rozbití skla:
• ochrana před rizikem zranění způsobeným ostrými střepinami
• ochrana před rizikem propadnutí skrze sklo.
V prvním případě se jako bezpečnostní skla mohou použít jak
tepelně tvrzená tak i vrstvená bezpečnostní skla. Ve druhém případě se smí použít pouze vrstvené bezpečnostní sklo.
Normy detailně uvádějí údaje o minimálních tloušťkách skel.
Skutečná tloušťka skla se však musí posoudit případ od případu v souvislosti s mnoha vlivy, jako je např. plocha zasklení
a způsob uložení skla.
Chlazené sklo, třebaže má určitou odolnost proti nárazu, nelze
považovat za sklo bezpečnostní.
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
2.7.3 POUŽITÍ BEZPEČNOSTNÍCH SKEL
• venkovní vybavení a zařízení: autobusové zastávky, telefonní
budky apod.
• v případě zasklení střechy se preferuje použití vrstveného bezpečnostního skla pro ochranu uživatelů budovy před padáním
úlomků skla. Avšak není možné zaručit, že zasklené části nevypadnou. Je tedy nutné posoudit, zda veškeré možné kombinace
zatížení, které mohou působit na zasklenou konstrukci, nepřekročí její únosnost.
Navíc platí, že pokud jsou viditelné hrany skla, musí se zabrousit
(a v některých případech by sklo mělo být tepelně tvrzené).
> Ochrana před rizikem propadnutí sklem
Pro omezení rizika propadnutí sklem by se mělo používat vrstvené
bezpečnostní sklo (s minimálně dvěma PVB fóliemi) v následujících aplikacích, např.:
• vnitřní okna a dveře (pokud je jejich zasklení až na úroveň podlahy), tam, kde je výškový rozdíl
• zábradlí
106
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
• podlahy a schodiště.
www.YourGlass.com
107
Požadavky normy ČSN EN 356
V případě izolačního dvojskla se vrstvené bezpečnostní sklo umísťuje na tu stranu, kde předpokládáme náraz.
Dvě bezpečnostní skla lze použít do izolačního dvojskla, pokud
hrozí nebezpečí nárazu a rozbití z obou stran (například v případě
dvojskla ve dveřích v budově s velkým pohybem lidí); pro izolační
dvojskla je možné tedy kombinovat bezpečnostní skla následujícím způsobem:
• tepelně tvrzené sklo – tepelně tvrzené sklo
• tepelně tvrzené sklo – vrstvené bezpečnostní sklo
• vrstvené bezpečnostní sklo – vrstvené bezpečnostní sklo.
Izolační dvojsklo skládající se z plochého skla float a tepelně tvrzeného skla neposkytuje žádnou ochranu proti zranění střepinami,
pokud se obě skla rozbijí ve stejnou dobu.
Izolační dvojsklo použité ve střešním zasklení by mělo mít na interiérové straně vrstvené bezpečnostní sklo.
Ochrana proti vloupání
Pouze vrstvené bezpečnostní sklo lze použít pro ochranu před
vandalismem a vloupáním (nebo v některých případech proti útěku, například ve věznicích nebo nemocnicích).
Následující tabulka uvádí, kolik PVB fólií se má použít v závislosti na požadované míře bezpečnosti. Pokud se požaduje ochrana
proti vandalům nebo zlodějům, vrstvené bezpečnostní sklo by
mělo obsahovat dvě skleněné tabule a zvýšené množství PVB fólií
v závislosti na požadované míře bezpečnosti a/nebo na požadavcích pojišťovny. Pro vysoké zabezpečení se navrhuje sklo s mnoha
fóliemi a v některých případech i s polykarbonátovými vrstvami.
Míra zabezpečení
Ochrana proti
vandalismu
Ochrana proti
zlodějům
Doporučená
Ochrana proti
náhodným
projevům
vandalismu
P1A
P2A
P3A
Vysoká míra
zabezpečení
P4A
P5A
Velmi vysoká míra
zabezpečení proti
všem formám
vloupání pomocí
ostrých předmětů
P6B
P8B
Třída
Přízemní byty,
výkladní skříně ukazující
vzácnější zboží nebo
velkoplošné výklady
Samostatně stojící izolované
domy, výkladní skříně
ukazující vzácnější zboží nebo
velkoplošné výkladní skříně
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
> Pozice bezpečnostního skla
Výkladní skříně prezentující
vzácné zboží
Výkladní skříně prezentující
velmi vzácné zboží
Ochrana proti střelám a rozbití vlivem výbuchu
Vrstvená nebo vícevrstvá bezpečnostní skla, někdy obsahující polykarbonát, jsou odolná proti střelám a výbuchu.
Použití skla odolného proti střelám a výbuchu je vysoce speciální
oblast. Je na zodpovědnosti uživatele, aby se ujistil, na základě
posouzení specialisty, zda míra zabezpečení skel je vyhovující.
Kvalita rámu pro zasklení
Ve všech případech platí, že bezpečnostní skla mohou být užitečná pouze tehdy, pokud jsou osazena v rámech stejné odolnosti a pevnosti. Platí, že kvalita jednotlivých prvků prosklené
konstrukce ovlivňuje její celkovou pevnost a odolnost.
108
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
V případě použití skla odolného proti vloupání v izolačním dvojskle, je vhodné umístit jej na interiérové straně.
www.YourGlass.com
109
Montážní pokyny pro bezpečnostní skla
ROTIPOŽÁRNÍ
P
SKLA
2.8.1 ÚVOD
V případě požadavků na bezpečnost zasklených ploch je nutné se
řídit instrukcemi na jejich osazení a montáž.
Skla s požární odolností jsou středem stále většího zájmu při návrhu projektů budov a jejich fasád.
2.7.4 ŠKÁLA SKEL AGC
Dva základní požadavky by se měly zvažovat při návrhu zasklení
a to reakce skla na oheň a požární odolnost.
AGC Glass Europe nabízí kompletní škálu bezpečnostních skel:
> skla odolná proti nárazu (měkčích materiálů): Stratobel, Stratobel EVA, Stratophone, SAFE fólie a tepelně tvrzené sklo
> skla odolná proti vloupání: Stratobel, Stratophone
> skla odolná proti střelám: Stratobel.
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
2.8
> Reakce na oheň sleduje chování a nehořlavost daného materiálu, pokud je vystaven ohni. Je znatelný rozdíl mezi nehořlavými
materiály (které neumožňují hoření), hořlavými materiály (které
mají schopnost hoření, pokud jsou vystaveny ohni a vysokým
teplotám) a hořlaviny, vznětlivé, zápalné látky (materiály uvolňující hořlavé plyny)
> Požární odolnost stavební konstrukce představuje dobu v minutách, ve které je v případě požáru konstrukce schopna udržet stabilitu a odolnost proti ohni a tepelnému sálání. Požární
odolnost se stanovuje pro celé konstrukce, ne pro jejich jednotlivé části.
Každý výrobek se klasifikuje z hlediska třídy reakce na oheň. Některé výrobky a systémy se zvláštními vlastnostmi mají také stanovenou požární odolnost (v minutách).
2.8.2 REAKCE NA OHEŇ
Evropská klasifikace
110
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
Dne 8. dubna 1999, Evropská komise vydala návrh (Construct
98/319 rev. 3) na Euro-klasifikaci. Hodnotící metody a národní
klasifikace jsou nahrazeny tímto novým klasifikačním systémem.
www.YourGlass.com
111
Těchto pět metod požárních zkoušek má souvislost se dvěmi dalšími, které náleží ke klasifikaci (EN 13501-1) a jsou podmíněny
požadavky základní normy (EN ISO 13238).
V tomto hodnotícím systému jsou materiály a výrobky rozděleny
do určitých tříd: A1, A2, B, C, D, E a F; nejlepší materiály z hlediska
reakce na oheň patří do tříd A, zatímco nejhorší, nejvíce hořlavé
materiály patří do třídy F. Třída A se ještě dělí na dvě podtřídy
A1 a A2.
Ve shrnutí je nutné poznamenat, že přídavná klasifikace objasňuje
další dvě hlediska přispívající ke zvýšení ohně. První se vztahuje
k produkci kouře („s“ smoke): s1, s2 a s3, kde s3 reprezentují materiály, které nevytvářejí kouř.
Rozdíl je v klasifikaci nášlapných podlahových vrstev a dalších materiálů. Tedy zkratka FL (která platí pro podlahy) se přidává jako
index pro klasifikaci materiálů pro nášlapné vrstvy podlah (to jest
AFL, BFL apod.).
V běžné klasifikaci tříd reakce na oheň jsou ve třídě A1 zařazeny
materiály s velmi vysokou a zjevnou nehořlavostí, že u nich nejsou
potřeba požární zkoušky.
Materiály, jejichž reakci na oheň je nutné stanovit pomocí zkoušek, se testují na základě třech různých tepelných namáhání, simulujících působení požáru, které může být: nízké, střední a vysoké. Tato tři různá tepelná namáhání představují tři možné fáze
požáru v budově.
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Tato nová Euro-klasifikace uvádí třídy reakce na oheň, které by se
měly používat souběžně s požadavky normy EN 13501-1 „Classification using test data reaction to fire tests“ (z února 2002).
Druhé hledisko se vztahuje k odkapávání žvavého materiálu („d“
droplets), d0 (neodkapávající materiál), d1 (po dobu 10 sekund
materiál neodkapává) a d2 (není zvláštní výsledek v SBI test nebo
poškození při zkoušce s malým plamenem). Nejsou stanoveny požadavky k ustanovení výsledků jako u Euro-klasifikace.
Technické parametry skleněných výrobků
Na základě systému Euro-klasifikace sklo float, vzorované, tepelně zpevněné, tepelně tvrzené i chemicky zpevněné sklo, sklo
s anorganickými povlaky a drátosklo patří do skupiny materiálů
třídy A1 bez požadavků na požární zkoušky (Official Journal of the
European Communities 96/603/EC a 2000/605/EC).
Další typy skel se musí zkoušet, pokud obsahují organické části
ve větší míře jak 0,1 % jejich hmotnosti.
Tabulka uvádí příslušné normové zkoušky
Nášlapná podlahová vrstva
Další výrobky
Nízké teplotní
namáhání
Tepelné namáhání prostřednictvím přímého ohně
(EN ISO 11925-2)
Střední teplotní
namáhání
Tepelné sálání pod stropy
vlivem horkých plynů a zplodin
hoření (EN ISO 9239-1)
Vysoké teplotní
namáhání
Vznícení hořlavé jednotky v místnosti (EN ISO 1716
a EN ISO 1162)
Tepelné namáhání
ke kontaktu s plameny
(EN 13823)
2.8.3 POŽÁRNÍ ODOLNOST
Klasifikace
Ustanovující komise pro stavební konstrukce, která je zodpovědná za dohled nad konstrukčními požadavky, tzv. Construction
Products Directive (CPD), vydala důležité rozhodnutí na systém
evropské klasifikace požární odolnosti.
V rámci tohoto klasifikačního systému se stanovuje doba požární
odolnosti (v minutách). Určují se tři hlavní kritéria – mezní stavy
požární odolnosti:
VŠE O SKLE
> E (celistvost)
112
> I (izolační schopnost).
www.YourGlass.com
VŠE O SKLE
> R (únosnost, stabilita)
113
> nosné konstrukce:
• REI t: t je doba, po kterou jsou splněny všechny požadavky
na únosnost, celistvost a izolační schopnost
• RE t: t je doba, po kterou jsou splněny požadavky na únosnost a celistvost
• R t: t je doba, po kterou jsou splněny všechny požadavky
na celistvost.
> nenosné konstrukce:
• EI t: t je doba, po kterou jsou splněny všechny požadavky
na celistvost a izolaci
• E t: t je doba, po kterou jsou splněny všechny požadavky
na celistvost.
Klasifikační systém stanovuje požadavky evropských norem (pro
stanovení požární odolnosti výpočtem) a uvádí seznam EN 13051
klasifikačních norem (pro stanovení požární odolnosti zkouškami):
> EN 13501-2: Požární klasifikace konstrukcí a stavebních prvků. Klasifikace používá hodnoty ze zkoušek požární odolnosti,
mimo ventilační systémy
> EN 13501-3: Klasifikace používá hodnoty ze zkoušek požární
odolnost ventilačních systémů, zkoušky ventilačních potrubí
a jejích požárně izolačních částí, požárních tlumičů.
Požární klasifikace skel
V případě klasifikace skel se používá následující označení:
> E: skla bránící průniku požáru: doba, po kterou plameny neprostoupí prosklenou stěnou
Určení typu protipožárního skla se tedy provádí v kombinaci jednotlivých uvedených označení v souvislosti s požadovanou dobou
požární odolnosti, jak je uvedeno v tabulce.
Požární klasifikace skel
Et
sklo bránící průniku požáru
EW t
sklo omezující šíření tepla
EI t
sklo bránící šíření tepla
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Obecně platí, že se požární odolnost určuje následujícím způsobem:
Doba požární odolnosti t se udává v minutách. Například nosný
trám, který může odolávat požáru po dobu jedné hodiny, bude
označen jako R60, dveře s požární odolností 30 minut se označí
jako E30 a požárně odolná stěna s požární odolností jedna hodina
se označí jako RE60.
Zkoušky požární odolnosti
Je také velmi důležité se zmínit o souboru protipožárních norem
vztahujících se na veškeré výrobky a jejich použití ve stavbě. Například požadavky na zkoušení požární odolnosti dveří jsou odlišné od zkoušek požární odolnosti nosných trámů.
Provedení zkoušek požární odolnosti stavebních prvků a konstrukcí je stanoveno základními požadavky [(EN 1363-1), následně upravenými alternativními metodami], které stanovují požární
zkoušky pro příslušné konstrukce.
Zkoušky skel jsou uvedeny v EN 1364-1 „Fire resistance tests for
non-load bearing elements – Part 1: Wall“.
> Stručný popis zkoušky
Prvek, který se má zkoušet z hlediska požární odolnosti, se umístí
před zkušební pec. Obecně platí, že při zkouškách jsou použity
maximální velikosti vzorků skla.
114
> I: bránící šíření tepla, zajišťující tepelnou izolaci: doba, po kterou teplota na odvrácené straně zasklení nepřesáhne limitní
hodnotu.
www.YourGlass.com
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
> W: omezující šíření tepla sáláním: tepelné sálání nepřesahuje
určitou prahovou hodnotu na odvrácené straně zasklení směrem od ohniska požáru
115
• tepelná izolace: schopnost prvku zastavit sálavé nebo vedené
teplo. Vzrůst průměrné teploty na chráněné straně, nesmí překročit 140 °C a vzrůst maximální teploty v jednom bodě nesmí
překročit 180 °C.
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
• sálání, je čas, po který hustota sálavého toku, měřená ve vzdálenosti 1 m od povrchu odvrácené strany zasklení od požáru, je
nižší jak 15 kW/m2
Zkušební zařízení
Protipožární skla
Teplota ve zkušební peci se kontrolovatelně, rovnoměrně zvyšuje.
Tepelné sálání na straně vystavené směrem k ohni a/nebo teplota
povrchu, který není vystaven požáru, se měří pomocí teplotních
čidel.
Křivka prezentující růst teploty ve zkušební peci
• celistvost: schopnost prvku zabránit průniku plamenů nebo
horkých plynů. Toto kritérium je hodnoceno vizuálně (nejsou
praskliny či přetrvávající plamen na chráněné straně) a pomocí
bavlněného polštářku (nedojde ke vznícení) nebo kalibry, které
nesmí proniknout porušeným zasklením
> tepelně tvrzené sklo s povlakem: tepelně tvrzené sklo má zvýšenou požární odolnost a pevnost v tlaku a odolnost proti
tepelnému šoku. Toto sklo se někdy kombinuje s povlakem,
který má také schopnost omezovat tepelné sálání skla. Lze jej
použít pro jednoduché zasklení i v izolačním dvojskle. Proces
tepelného tvrzení se doporučuje i pro tato protipožární skla
z důvodu zajištění vysoké požární odolnosti
> vrstvené bezpečnostní sklo: jedná se o sklo složené z několika
tabulí skla proložených mezivrstvami, které v případě požáru
aktivují a zvyšují požární odolnost zasklení.
VŠE O SKLE
Teplota (°C)
VŠE O SKLE
Zkouší se následující:
www.YourGlass.com
> leštěné sklo s drátěnou vložkou: v případě požáru skleněná
tabule praskne, ale zachová soudržnost pomocí vložené drátěné mřížky, sklo zůstává průhledné. To však je jen po určitou
dobu. Při dlouho trvajícím požáru a vysokých teplotách dochází k změknutí drátů, čímž se vytvoří praskliny a vypadnutí nezpevněných částí skleněné tabule a tím nastává riziko rozšíření
plamenů
> tepelně tvrzené sklo: má zvýšenou pevnost v tahu a odolnost
proti tepelnému šoku. Může být použito jako jednoduché sklo
nebo v izolačním dvojskle. Proces tepelného tvrzení se doporučuje i pro tato protipožární skla z důvodu zajištění vysoké
požární odolnosti
Čas (minuty)
116
Některá skla, jako jednoduchá skleněná tabule chlazeného skla,
vrstvené bezpečnostní sklo (s fóliemi PVB, EVA nebo pryskyřicí)
a běžná izolační dvojskla nemají dostatečnou požární odolnost,
protože praskají z důvodu tepelného šoku vlivem rychle se zvyšující teploty při požáru. Na rozdíl od těchto skel následující skleněné výrobky mohou požívat pro zajištění požární odolnosti:
117
2.8.4 ŠKÁLA PROTIPOŽÁRNÍCH SKEL OD AGC
Úvod
Protipožární skla od AGC přestavují škálu tepelně tvrzených skel
(Pyropane) i vrstvených bezpečnostních skel s požárně aktivními
mezivrstvami (Pyrobelite a Pyrobel) nabízející různé úrovně požární odolnosti. Následující tabulka udává přehled těchto skel.
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Vrstvené bezpečnostní sklo s požárně aktivními vrstvami
Protipožární skla od AGC
Vrstvené bezpečnostní sklo
s mezivrstvou
E
Sklo Pyrobel
s nabobtnávajícími
transparentními mezivrstvami
Sklo Pyrobel Reakce na požár:
mezivrstvy nabobtnají a chrání
neexponovanou stranu před ohněm
V případě běžných provozních podmínek jsou mezivrstvy průhledné a umožňují vysokou světelnou prostupnost. V době požáru vysoká teplota skla způsobí aktivaci mezivrstev, které napění, zvětší
svůj objem, vzniklá tuhá pěna pohlcuje tepelné záření a umožňuje
prodloužit dobu požární odolnosti zasklení.
Reakce vrstveného bezpečnostního skla s požárními aktivními
mezivrstvami na požár
EW
Tepelně tvrzené
sklo
–
Pyropane
Pyrobelite
Pyropane
Pyrobel
–
EI
Pyropane
Pyropane je AGC tepelně tvrzené požárně odolné sklo bránící
průniku plamene. Tyto výrobky mohou být také opatřeny speciálním kovovým povlakem. Vyhovují z hlediska požární odolnosti
požadavku evropských norem a klasifikují se na základě požárních zkoušek těchto skel zasazených do vhodných protipožárních
rámů. Lze je využít pro izolační dvojskla nebo trojskla:
> izolační dvojsklo bránící šíření plamene (E/EW 30 a E/EW 60)
pro fasády
> interiérové zasklení příček a dveří (E 30/EW 20)
> kouřové stěny (DH 30).
Tepelně tvrzené sklo Pyropane umožňuje veškeré výhody protipožárního skla společně s bezpečností ochranou proti poranění
při rozbití skla.
118
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
Na základě požárních zkoušek jsou vydány certifikáty pro protipožární skla, které je deklarují jejich vlastnosti.
www.YourGlass.com
119
VLASTNOSTI A FUNKCE
VLASTNOSTI A FUNKCE
Pyrobel a Pyrobelite
Pyrobel a Pyrobelite jsou vrstvená bezpečnostní skla s požárně
aktivními mezivrstvami. V případě požáru tyto mezivrstvy napění (expandují). Pokud zasklená příčka dosahuje teploty přibližně
120 °C a utvoří tuhou zástěnu odolnou proti působení plamene,
horkých plynů i kouře, sníží se tak výrazně prostup tepla a jeho
sálání na straně zasklení odvrácené od požáru.
V době požáru se sklo Pyrobelite změní na požárně odolnou neprůhlednou desku odolnou proti působení plamene, horkých plynů a kouře a významně snižuje množství sálavého tepla. Tento
typ protipožárního skla může dosahovat těchto požární odolnosti
EW 30 a EW 60.
120
Rondo 1, Varšava, Polsko – Architekt: Skidmore, Owings & Merill – Stopray Safir 61/32
www.YourGlass.com
VŠE O SKLE
VŠE O SKLE
V případě požáru se Pyrobel stává požárně odolnou neprůhlednou zástěnou, která po určitou dobu zadržuje plameny, horké plyny a kouř a neumožňuje po určitou dobu jejich rozšíření
na druhou stranu za zasklením. Dosahuje požární odolnosti EI 30
až EI 120.
121