Otázka dvojitého a trojitého zasklení se objevuje téměř v každém rozhovoru o specifikaci energeticky účinných budov a odpověď je méně zřejmá, než se zdá. Trojité zasklení má lepší tepelný výkon než dvojsklo – to je přímo pravda. Zda však tento lepší výkon ospravedlňuje jeho vyšší cenu, vyšší hmotnost a mírně sníženou propustnost světla, závisí na klimatu, typu budovy, zatížení vytápěním a chlazením a na sledovaném cílovém standardu energetické náročnosti. Správná volba vyžaduje pochopení toho, co čísla skutečně znamenají a co znamenají pro konkrétní projekt.
Jak izolované Sklo Jednotky fungují
Dvojité i trojité zasklení jsou izolační skleněné jednotky (IGU) – sestavy dvou nebo více skleněných tabulí oddělených distančními tyčemi a utěsněných tak, aby vytvořily jednu nebo více vzduchem nebo plynem naplněných dutin. Utěsněná dutina podstatně snižuje přenos tepla ve srovnání s jedinou tabulí, protože nehybný vzduch nebo plyn v dutině má velmi nízkou tepelnou vodivost, a když je dutina dostatečně široká, potlačuje konvekční přenos tepla mezi vnitřní a vnější tabulí.
Jednotka s dvojitým zasklením má jednu dutinu mezi dvěma skleněnými tabulemi. Jednotka s trojitým zasklením má dvě dutiny a tři skleněné tabule. Dodatečná dutina v trojsklu poskytuje druhou tepelnou bariéru, a proto je jeho tepelný výkon lepší. Zlepšení výkonu z dvojitého na trojité je skutečné a měřitelné, ale následuje klesající návratnost: první dutina poskytuje největší zlepšení výkonu oproti jednoduchému zasklení; druhá dutina poskytuje menší přírůstkové zlepšení oproti dvojitému zasklení; hypotetický čtvrtý panel by poskytoval ještě menší přírůstkový přínos.
Klíčová metrika výkonu: U-hodnota
Hodnota U (také psána Ug pro hodnotu středu skla nebo Uw pro celé okno včetně rámu) měří prostup tepla zasklením ve wattech na metr čtvereční na kelvin teplotního rozdílu (W/m²·K). Nižší hodnota U znamená lepší tepelnou izolaci – méně tepla unikajícího přes sklo na stupeň teplotního rozdílu mezi uvnitř a venku.
Jako referenční bod má jediná tabule čirého skla hodnotu U středu tabule přibližně 5,8 W/m²·K. Typické výkonové rozsahy pro izolační skleněné jednotky:
| Typ zasklení | Typická středová hodnota U (W/m²·K) | Konfigurace |
|---|---|---|
| Jednoduché zasklení | 5,6–5,8 | Jedna tabule, žádná dutina |
| Standardní dvojité zasklení (plněné vzduchem) | 2,7–3,0 | Dvě tabule, vzduchem vyplněná dutina, bez Low-E povlaku |
| Dvojité zasklení s Low-E argonem | 1,0–1,4 | Dvě tabule, plněné argonem, s Low-E povlakem |
| Trojité zasklení (argon, jedno Low-E) | 0,7–1,0 | Tři tabule, dvě argonové dutiny, jeden nebo dva povlaky Low-E |
| Prémiové trojité zasklení (dvě Low-E argon/krypton) | 0,5–0,7 | Tři tabule, kryptonem vyplněné dutiny, dva povlaky Low-E |
Zlepšení hodnoty U ze standardního dvojitého zasklení (2,8 W/m²·K) na dvojité sklo Low-E s argonem (1,2 W/m²·K) je podstatně větší než další zlepšení z dvojitého na trojsklo Low-E (0,8 W/m²·K). To je hlavní důvod, proč je správně specifikovaná jednotka s dvojitým zasklením – s povlakem Low-E a argonovou výplní – tou správnou specifikací pro mnohem širší škálu budov a klimatických podmínek než holá dvojitá skla, a proč je přírůstkový případ pro trojskla nejpřesvědčivější v nejchladnějších podnebích a budovách s nejvyšším výkonem.
Akustický výkon
Tepelná izolace a akustická izolace jsou příbuzné, ale ne totožné vlastnosti v IGU a vztah mezi typem zasklení a zvukovou izolací je méně přímočarý než srovnání tepelného výkonu.
U standardních dvojskel a trojskel s tabulemi stejné tloušťky přidává třetí tabule trojskla do sestavy hmotu, což obecně zlepšuje zvukovou izolaci ve středních a vysokých frekvencích. Přídavná dutina však také vytváří další rezonanční frekvenci a při frekvencích blízkých této rezonanci může být zvuková izolace ve skutečnosti nižší u jednotky s trojsklem než u jednotky s dvojitým zasklením ekvivalentní celkové tloušťky skla.
Pro maximální akustický výkon je nejúčinnějším přístupem v IGU použití tabulí různé tloušťky (asymetrické zasklení) ve dvojitých nebo trojitých konfiguracích – různé rezonanční frekvence dvou tlouštěk tabulí zabraňují koincidenčnímu poklesu, ke kterému dochází, když obě tabule rezonují na stejné frekvenci. Jednotka s dvojitým zasklením o tloušťce 6 mm 10 mm s argonem a dutinou 32 mm obvykle překoná konvenční jednotku s trojitým zasklením o tloušťce 4 mm 4 mm 4 mm z hlediska akustické izolace, přestože se jedná pouze o dvě tabule.
U projektů, kde je hlavním hnacím motorem akustický výkon (budovy v blízkosti silnic, železničních tratí nebo letišť), je specifikace akustického skla – vrstveného skla s mezivrstvou, která tlumí vibrace – v asymetrické konfiguraci s dvojitým zasklením často účinnější na jednotku nákladů než trojsklo. Akustické a tepelné požadavky by měly být vyhodnoceny samostatně a nejlepší specifikace pro každou z nich by měla být určena, spíše než předpokládat, že trojité zasklení automaticky poskytuje nejlepší kombinovaný výkon.
Hmotnost a strukturální důsledky
Trojsklo je při stejných rozměrech tabule výrazně těžší než dvojsklo. Standardní jednotka s trojitým zasklením se třemi 4 mm tabulemi a dvěma 16 mm dutinami má celkovou tloušťku přibližně 44 mm a hmotnost jednotky přibližně 30 kg/m² pro samotné sklo. Ekvivalentní jednotka s dvojitým zasklením se dvěma 4mm tabulemi a jednou 16mm dutinou má tloušťku přibližně 36 mm a váží přibližně 20 kg/m². Tento váhový rozdíl má praktické důsledky:
Okenní rámy a kování musí být dimenzovány na vyšší hmotnost jednotek s trojsklem. Standardní kování s dvojitým zasklením – panty, kliky, naklápěcí a otočné mechanismy – obvykle není vhodné pro jednotky s trojitým zasklením stejné velikosti a musí být odpovídajícím způsobem specifikováno. To přispívá k celkovým nákladům na okna nad rámec prémie za jednotku skla.
Systémy strukturálního zasklení a systémy předstěn musí počítat s dodatečným vlastním zatížením. Ve výškových obvodových stěnách, kde akumulovaná hmotnost skla zatěžuje konstrukční systém v mnoha podlažích, se může dodatečná hmotnost trojitého zasklení na jednotku promítnout do smysluplných konstrukčních důsledků, které vyžadují technickou kontrolu.
U velmi velkých prosklených otvorů – běžných v současné komerční architektuře – vyžaduje manipulace a instalace těžkých jednotek s trojitým zasklením dodatečné vybavení a práci, což zvyšuje náklady na instalaci nad rámec materiálové prémie.
Přenos světla
Každá další skleněná tabule snižuje propustnost světla o malé, ale měřitelné množství. Typické čiré plavené sklo propouští přibližně 88–90 % viditelného světla. Každé rozhraní sklo-vzduch (skleněný povrch) absorbuje a odráží malý zlomek dopadajícího světla. Jednotka s trojsklem se třemi čirými skly má přibližně o 2–4 % nižší propustnost viditelného světla než ekvivalentní jednotka s dvojitým zasklením, v závislosti na použitých typech povrchové úpravy Low-E. V budovách s velkými prosklenými plochami, kde je denní světlo primární architektonickou hodnotou – maloobchodní prostory, muzea, kancelářské budovy s designem denního osvětlení – může být toto snížení relevantní pro záměr návrhu. U obytných oken v severních zeměpisných šířkách, kde je žádoucí maximální zimní solární zisk, může snížený koeficient solárního tepelného zisku (SHGC) trojskla mírně snížit pasivní solární ohřev, což poněkud kompenzuje výhodu tepelné izolace.
Když je trojité zasklení tou správnou volbou
Trojité zasklení je nejzřetelněji opodstatněné v chladných klimatických podmínkách (topné denostupně nad přibližně 3 000 HDD), kde jsou úspory energie na vytápění během životnosti budovy dostatečně velké, aby se vrátily náklady. Severské a severní evropské trhy (Skandinávie, Finsko, Německo, severní Polsko) přijaly trojité zasklení jako standard pro rezidenční výstavbu; z tohoto důvodu klima a náklady na energii umožňují ekonomice fungovat.
Normy pro pasivní domy a budovy s nulovou čistou energií často vyžadují trojité zasklení, protože hodnotu U celého okna 0,8 W/m²·K nebo lepší, kterou tyto normy specifikují, je velmi obtížné dosáhnout s dvojitým zasklením, bez ohledu na povrchovou úpravu a optimalizaci výplně. Pokud se budova zaměřuje na specifickou certifikaci energetické náročnosti, která vyžaduje hodnotu U okna nižší než 1,0 W/m²·K, je pravděpodobně praktickou cestou ke splnění normy trojité zasklení.
U komerčních budov v mírném podnebí (většina západní Evropy, mírné kontinentální podnebí) dosahují vysoce výkonná dvojitá skla s povlaky Low-E a argonovou výplní tepelného výkonu (Ug ≈ 1,0–1,2 W/m²·K), který splňuje většinu současných energetických předpisů a přináší dobrou ekonomickou návratnost. Trojité zasklení je v těchto kontextech někdy specifikováno pro prestiž, marketingové odlišení nebo pro dosažení budoucího výkonu proti stále přísnějším předpisům, ale marginální úspora energie je skromná ve srovnání s nákladovou prémií při současných cenách energie.
V horkých klimatech (Střední východ, tropické oblasti) je primárním zájmem zisk solárního tepla spíše než zimní tepelné ztráty a koeficient solárního tepelného zisku (SHGC) a vhodný výběr povlaku Low-E záleží více než na rozdílu tepelné U-hodnoty mezi dvojitým a trojitým zasklením. V těchto klimatických podmínkách je vysoce výkonné dvojsklo s regulací slunečního záření obvykle lepší investicí než trojsklo, které poskytuje minimální dodatečné výhody pro budovy s převahou chlazení.
Často kladené otázky
Poskytuje trojsklo vždy lepší kontrolu kondenzace než dvojsklo?
Ano, za chladného počasí – ale velikost zlepšení závisí na teplotě vnitřního povrchu skla. Kondenzace se tvoří na skleněných površích, když povrchová teplota klesne pod rosný bod vzduchu v interiéru. Trojsklo udržuje vyšší povrchovou teplotu vnitřního skla než dvojsklo, protože má nižší U-hodnotu, což znamená, že vnitřní povrch zůstává nad rosným bodem při nižších venkovních teplotách. U budov ve velmi chladném klimatu, kde je kondenzace na oknech s dvojitým zasklením praktickým problémem – zejména v interiérech s vysokou vlhkostí, jako jsou bazény, komerční kuchyně a silně obsazené obytné budovy – poskytuje vyšší povrchová teplota trojskla smysluplné snížení kondenzace. V mírných klimatických podmínkách, kde je teplota vnitřního povrchu dvojitého zasklení již značně nad typickými vnitřními rosnými body, není rozdíl ve výkonu kondenzace prakticky významný.
Lze použít dvojsklo a trojsklo na stejné fasádě budovy?
Ano, a to je běžné u projektů, kde různé orientace nebo polohy fasády mají různé požadavky na výkon. Zasklení orientované na jih v chladném klimatu těží z vyššího koeficientu solárního tepelného zisku pro maximalizaci pasivního solárního zisku, kterého lze snadněji dosáhnout v konfiguraci s dvojitým zasklením s vhodnou vrstvou Low-E než v jednotce s trojitým zasklením, kde přídavná tabule snižuje SHGC. Zasklení orientované na sever ve stejné budově těží více z tepelné izolace trojitého zasklení bez ztráty slunečního zisku. Smíšené specifikace v rámci jedné fasády vyžadují pečlivé zpracování detailů, aby se zajistilo, že různé tloušťky jednotek jsou kompatibilní s hloubkou zasklívacího drážky rámového systému, a musí být ověřena vizuální jednotnost barvy skla a odrazivosti – různé konfigurace povlaků mohou vytvářet viditelné rozdíly v barvě a odrazivosti mezi jednotkami, které ovlivňují vzhled fasády.
Jaká je doba návratnosti přechodu z dvojitého na trojsklo?
Doba návratnosti závisí na nákladové prémii za trojité sklo oproti dvojitému zasklení, místních nákladech na energii, denostupních vytápění v místě a ploše oken v budově. Jako obecné vodítko v severoevropských klimatech s náklady na energii 0,15–0,20 EUR/kWh: přechod ze standardního dvojitého zasklení (Ug ≈ 2,8) na trojsklo (Ug ≈ 0,7) v dobře izolovaném domě s 30 m² zasklení může ušetřit 300–500 EUR za energii za rok za rok, 500 kW. Pokud je prémie za trojité sklo (včetně rámů a montáže) 3 000–6 000 EUR pro stejný dům, je jednoduchá doba návratnosti 30–60 let, obvykle delší než životnost okna. Ekonomika se podstatně zlepší při srovnání trojitého zasklení s nízkovýkonným dvojsklem (žádné Low-E, žádná plynová náplň) a když je budova v chladnějším klimatu s vyššími dny vytápění a vyššími náklady na energii. Vysoce výkonné dvojité zasklení Low-E má často lepší ekonomický důvod pro většinu projektů s mírným klimatem; trojité zasklení je opodstatněné tam, kde to stavební norma vyžaduje nebo kde je klima dostatečně chladné, aby se návratnost posunula do přijatelného rozsahu.
