pátek 24. květen 2019 15:41
Registrace    

Vakuové sklo – cesta k vývoji nových oken?

Nejnovější výsledky výzkumu v oblasti využití vakuového skla ve vývoji nových oken představil Peter Schober, vedoucí odboru stavebního inženýrství a divize Okna Rakouské společnosti pro výzkum lesních produktů Holzforschung Austria (HFA) ve Vídni. Jeho prezentace ilustruje (budoucí) možnosti použití vakuového skla, pro které HFA právě dokončila studii proveditelnosti. „Pro tuto studii jsme vyvinuli sedm prototypů oken s různými způsoby otevírání: dovnitř, ven, vertikálně kyvné, výsuvné, otevíravě-posuvné, magneticky utěsněné okno a variabilní čtyřcestné okno. Záměrně mezi nimi chybí otevíravě-sklápěcí systém,“ uvádí ve své prezentaci.

Klíčovým konstrukčním rysem ve všech uvedených prototypech bylo použití vakuového skla. „Kromě vynikajících hodnot U a nižší hmotnosti nabízí vakuové sklo také možnost použití jako monolitické tabule. Izolační dvojsklo 2x4 mm má stejnou statiku jako zasklení 1x4 mm. Na druhé straně vakuové sklo 2x4 mm má téměř stejnou statiku jako 8mm sklo. To znamená, že vakuové sklo nabízí vysokou statickou zatížitelnost, což využíváme v náš prospěch. Pro vakuové sklo však potřebujeme velkou hloubku zasklení (cca 4 cm), protože okrajové těsnění představuje značný tepelný most. Navzdory tomuto omezení jsme dokázali vyvinout okno s vakuovým sklem s křídlovým profilem 40x42 mm, který odpovídá tradičnímu špaletovému oknu, avšak dosahuje hodnot pasivního standardu. Rovněž nabízí až o 30 % větší prosklenou plochu otvoru – se stejnými vnějšími rozměry okenního rámu,“ zdůvodňuje použití vakuového skla Schober.

Tak bylo vyvinuto například okno bez pohyblivého mechanického závěsu. Okno, vystavené jako vzorek v HFA, se ze zámkového mechanismu zvedne a otáčí se pouze v tomto bodě. Schober to komentuje: „Dřívější horizontálně otočná okenní křídla měla slabinu v bodě otáčení, protože tam se mění těsnicí plocha. Zvednutím okna a jeho otočením posuneme otočný bod směrem vzhůru a pak když jej zavřeme, zasune se zpět do těsnicí roviny, čímž docílíme mnohem lepšího těsnění.“

Výsuvné okno je zase „autookno“ pro stavební průmysl s 8mm vakuovým sklem, kde se pohybuje pouze vakuové sklo, nikoliv rám, resp. křídlo. Je ověřován zájem trhu a HFA v současné době testuje nejvhodnější těsnění pro použití s tímto systémem. Posuvná těsnění, která se standardně používají v motorových vozidlech, budou vylepšena pro okenní technologii.

Konstrukce prototypu ven otvíravého okna je navržena tak, že otvor okenního rámu velikostně odpovídá zasklenému otvoru křídla. Otvory tak vytváří plnou „linii“ směrem ven. Ve Skandinávii se křídla často otvírají směrem ven, jsou však velmi malá, neboť velká křídla otvíravá ven se špatně zavírají kvůli velké vzdálenosti potřebné k dosáhnutí na kliku. Nové okno z HFA proto potřebovalo pohonný systém, který by mohl být připraven pro praktické použití během dvou let.

„V sedmi prototypech se nám podařilo vytvořit další typy otvírání, které mohou být dobře známé, ale ne v této jednoduché konfiguraci závěsu. Následný projekt s partnery v odvětví oken, závěsů a těsnění byl právě schválen. Tento nástupnický projekt bude zahrnovat vývoj až po plně funkční prototypy,“ doplňuje Schober.

Vakuové sklo poskytuje zvukovou izolaci

HFA rovněž měřila zvukovou izolaci poskytovanou vakuovým sklem. „Izolační dvojsklo 4-16-4 má akustický útlum o hodnotě přibližně 30 dB. Vakuové sklo 4-4 asi 34–35 dB a okno s vakuovým sklem kolem 35–36 dB. Výkonnost vakuového skla je tedy přibližně stejná jako tabule laminovaného bezpečnostního skla (LBS) stejné tloušťky. Posuzovali jsme akustický útlum založený na standardu v rozmezí 100–3150 Hz,“ vysvětluje Schober. „Ale graf ukazuje, že jakmile se frekvence změní, vakuové sklo je lepší než LBS již při 1500–2000 Hz. Zajímavé je, že akustický útlum s tabulí LBS o tloušťce 8 mm klesá přibližně na 1800 Hz, ale v případě vakuového skla až na cca 3000 Hz. Pokud se nám podaří přesunout tento bod poklesu na vyšší frekvenční rozsah, jinými slovy, mimo rozsah měření, způsobilo by to, že vakuové sklo bude mnohem lepší než monolitická tabule o tloušťce 8 mm. To je také jeden z cílů nového projektu.“

V komentáři k energetické účinnosti poznamenal, že vakuové sklo o tloušťce 8 mm dosahuje vždy standard pasivního domu. Jen pro srovnání: při použití standardního izolačního trojskla to znamená tloušťku skla větší než 40 mm a o polovinu vyšší hmotnost. Vakuové sklo kromě toho, že je tenčí a lehčí, je také tužší a má vyšší světelnou prostupnost.

Schober vysvětluje vývoj prototypu

„Dali jsme volnou ruku našemu ‚duchu invence‘ a vyvinuli jsme funkční prototypy, které můžeme ukázat. Chtěli jsme podnítit přemýšlení o tom, jak by mohla vypadat okna v budoucnu. Každý z našich návrhů má své silné, ale i slabé stránky, své příležitosti, ale i rizika. Nehovoříme o ‚super-okně‘, které nahradí současné otvíravé a sklápěcí systémy, pouze se snažíme podporovat průmysl, aby přemýšlel o tom, jak by okna mohla být navržena jinak. Vakuové sklo je jednou z takových příležitostí a je komerčně dostupné. Okno budoucnosti může být nalezeno ve vývojových divizích různých společností a my se snažíme pouze stimulovat jejich myšlení.“

Autor: Radomír Čapka
Kontakt: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
Foto: archiv autora

Odborný časopis na podporu dřevařské a nábytkářské výroby.

Zásady zpracování osobních údajů

Newsletter

Přihlaste se pro příjem newsletteru. Nezmeškáte tak žádné aktuální novinky.

Rozesíláme pouze důležité informace. Nespamujeme!