Drevo
Prvým materiálom použitým na rámy okien bolo drevo, populárny prírodný materiál. Pri pravidelnej údržbe dosahuje dlhej životnosti. Nemalú rolu v jeho obľube hrá práve jeho vzhľad vhodný k použitiu v mnohých architektonických slohoch. Hlavným vývojom prešli drevené okná v prvej polovici 20. storočia, kedy došlo k výraznému zvýšeniu výrobných kapacít. Fyzikálne vlastnosti okien boli s ohľadom na vtedajšie požiadavky postačujúce, avšak objavil sa problém súvisiaci s urýchleným priemyselným vysúšaním dreva. Vysušený materiál po osadení do okenného výklenku absorboval vzdušnú vlhkosť a dochádzalo k jeho deformáciám. Z tohto dôvodu je vo výrobe okien v súčasnosti vylúčené použitie tvarovo nestáleho masívneho dreva (okrem pamiatkovo chránených objektov). Na výrobu profilov drevených okien sa dnes využívajú drevené lamely. Rám je tak zložený z troch až štyroch hranolov, ktoré sú zlepené tak, aby si vzájomne bránili v ohnutiu. Tým je dosiahnuté mimoriadnej tuhosti v ohybe. Zároveň sa do rámov osádzajú izolačné dvoj až štvorsklá s výbornými tepelno-izolačnými vlastnosťami. Príkladom posunu drevených okien v kvalite a funkčnosti sú dnes už dobre známe Eurookná so svojimi špičkovými tepelne a akusticko-izolačnými vlastnosťami.
Hliník
V 50. rokoch minulého storočia došlo k prvej výrobe elegantných hliníkových okien, ktorých nižšia cena im zabezpečila okamžitú užívateľskú obľubu. Predovšetkým ale disponovala praktickými funkčnými vlastnosťami: pevnosťou a odolnosťou. Hliníkové okná sa na rozdiel od tých drevených nedeformovali ani po rokoch užívania a nevyžadovali si takmer žiadnu údržbu. Z hľadiska bezpečnosti navyše spĺňali prísnejšie kritériá než ich drevení predchodcovia. Vylomenie či vyvrátenie okna v prípade pokusu o vkradnutie bolo oveľa zložitejšie. Výhodou súvisiacou s vyššie uvedenými vlastnosťami bola aj trvanlivosť. Negatívom bola dĺžková rozťažnosť pri teplotných výkyvoch, spôsobujúca dilatačné pohyby v konštrukcii okna a zvýšená tepelná vodivosť, ktorá mala za následok premŕzanie rámu v zime. Avšak to bolo vyriešené prerušením tzv. tepelných mostov prostredníctvom pásu z nekovového materiálu vsadeného do hliníkového profilu. Tak bola výrazne vylepšená tepelno-izolačná vlastnosť profilu. V porovnaní s oknami z PVC je hodnotená predovšetkým tuhosť a konštrukčná presnosť hliníku. Súčasné technológie umožňujú výrobu hliníkových okien veľkých rozmerov pri malej konštrukčnej hĺbke a malej šírke rámu a tak samozrejme nie je možné opomenúť ani ich dizajnovú hodnotu. Jedná sa o vyhľadávaný architektonický prvok predovšetkým v novostavbách.
Plast
V 70. rokoch minulého storočia nastal prelom vo výrobe súvisiaci s markantným rozšírením plastových okien. Tie mali komorové profily s tesnením na doraz, ktoré nedisponovalo vhodnými fyzikálno-mechanickými vlastnosťami. Dochádzalo tak k rýchlemu práchniveniu okien. V priebehu rokov teda došlo k vývoju stredového tesnenia, ktoré zabezpečilo účinnú obranu proti prieniku vlhkosti a prachu. Dodnes však predovšetkým napomáha k potlačeniu kondenzácie vlhkosti aj zníženiu rizika vzniku plesní. Plastové okná počas svojho viac ako 50-ročného konštantného vývoja dosiahli vysokej kvality a veľmi dobrých úžitkových vlastností. V dnešnej dobe sa pýšia tvarovou stabilitou a tuhosťou, ktorá je daná oceľovou výstuhou v profile okna alebo vystužením plastových profilov sklenenými vláknami. Plast na rozdiel od dreva, ktorého tvar je výrazne ovplyvňovaný vlhkosťou, mení svoju podobu len vplyvom teplotného alebo mechanického namáhania.
Funkcie a vlastnosti okien
Primárnou a stále platnou funkciou okien je priepustnosť svetla a prirodzené vetranie, pomocou ktorých je vytváraná optimálna možná vnútorná klíma. Od 20. storočia však pribúdajú požiadavky, ktoré sú na okná kladené, začínajúc dopytom po kvalitných termo-izolačných vlastnostiach, cez požiarnu ochranu a končiac zvukovou izoláciou.
Najčastejšie skloňovaným pojmom v oblasti vlastností okien je tepelná izolácia s cieľom zníženia tepelných strát. Zásadnou hodnotou určujúcou veľkosť straty tepla cez okno je súčiniteľ tepelného prestupu oknom (Uw). Táto hodnota bola u starších drevených okien okolo 5,0 W/(m2K). V prípade moderných plastových okien sa pohybuje v rozmedzí 0,8 – 1,2 W/(m2K). Zásadný je pritom prestup tepla rámom, v druhom rade potom sklom. Z toho dôvodu je v prípade rozhodnutia o výmene okien potrebné zvážiť niekoľko faktorov. Prvým z nich je výber medzi oknom s izolačným dvojsklom alebo trojsklom. Najvyššiu tepelnú izoláciu ponúkajú okná s trojsklami, ktoré sú využívané aj v pasívnych domoch (odporúčaná hodnota je Uw= 0,8 W/(m2K) a nižšie, o konečných hodnotách však rozhoduje architekt). Vnútorný povrch vonkajšieho (či vnútorného) skla je pokovaný neviditeľnou reflexnou vrstvou a priestor medzi sklami je vyplnený plynom s nízkou tepelnou vodivosťou (argónom). Po výmene okien v starom dome by mali byť následne zateplené obvodové steny objektu.
Iným konštrukčným riešením je počet komôr v okennom ráme. Množstvo komôr skutočne ovplyvňuje izolačnú schopnosť výrobku, ale táto hodnota je často preceňovaná. Väčšiu rolu hrala skôr v minulosti, kedy nahrádzala dnes využívanú penovú tepelnú izoláciu v komorách okenného rámu aj krídla. Počet komôr teda sám o sebe nezabezpečuje dobré tepelno-technické vlastnosti okien. Dôležitejšia je vstavaná hĺbka profilu, typ zasklenia, použité tesnenie. Z týchto faktorov vyplýva finálna hodnota Uw. Svoju rolu hrá aj druh užitého distančného rámčeka. Je žiaduce, aby hodnota jeho vodivosti bola čo najnižšia. Použitím tzv. teplého distančného rámčeku (so sklo-uhlíkovými vláknami) je možné znížiť náklady na vykurovanie až o 5 % a jeho pridanou hodnotou je obrana proti kondenzácii vody na skle okna.
S termo-izolačnými vlastnosťami úzko súvisí aj ochrana proti slnku. Tá je vyžadovaná, pokiaľ je potrebné zamedziť skleníkovému efektu v miestnosti, alebo zabrániť ohrevu muriva pod presklenými fasádami. Za týmto účelom je vonkajšia tabuľa okna nahradená špeciálnym sklom s reflexiou či absorpčnými schopnosťami. Táto úprava je však využívaná výnimočne, obvykle len v prípade celoplošne presklených kancelárskych objektov. Bežnejším a jednoduchším prostriedkom k ochladeniu interiéru v lete je tieniaca technika.
Naopak v zime užívatelia usilujú o čo najvyšší podiel slnečnej energie na celkovom vykurovaní miestnosti. V takomto prípade je vhodné použiť u južných a východných okien sklo s vysokým solárnym faktorom (g). Ten udáva množstvo energie prestupnej cez zasklenie z celkového množstva slnečného žiarenia (na jednotku plochy).
Predovšetkým v hlučných sídliskách a centrách miest je veľmi žiaduca inštalácia okien s kvalitnou zvukovou izoláciou. Štandardné okno s plastovými profilmi a dvojsklom disponuje indexom vzduchovej nepriezvučnosti Rw = 32 – 47 dB. Hodnotu je možné ešte navýšiť použitím hrubšieho skla a ideálne je voliť v takomto prípade hrúbku jednotlivých tabúľ asymetricky (napríklad dvojsklo s tabuľami v hrúbke 4 a 8 mm).
S postupujúcim časom je čím ďalej tým viac kladený dôraz na bezpečnostné ochranné sklá. Tu si zákazník môže vybrať z troch druhov: zo skiel kalených (až štvornásobne pevnejšie než sklo bežnej hrúbky zabezpečujúce efektívnu ochranu proti vetru aj tepelnej námahe), tabuľou s drôtenou zložkou (nepriehľadná či leštená priehľadná, ktorá disponuje schopnosťou spomaliť šírenie plameňov a v prípade rozbitia drží kúsky skla pokope) alebo z vrstvených skiel. Tie obsahujú vloženú plastovú fóliu, znižujúcu riziko poranenia osôb vďaka tomu, že v okamžiku rozbitia zostanú úlomky na fólii. Tieto sklá sú využívané v objektoch s vyššou potrebou ochrany majetku či ako predné sklá automobilov.
Nové pokrokové tendencie
Od 90. rokov sa okenné profily vyrábajú okrem iného z takzvaného regenerátu, teda materiálu, ktorý bol už raz roztavený a extrudovaný. V prípade, že by táto surovina nebola takto znovu využitá, došlo by k jej likvidácii (spálením či na skládke). Charakteristiky materiálu sú pritom prísne kontrolované. Kvalita výsledného výrobku sa potom nelíši od výrobku z prvotného materiálu (môže ho dokonca prevyšovať).
Inteligentné okenné technológie
Mnohé inteligentné, tzv. smart okenné zariadenia umožňujú ventiláciu pomocou webového rozhrania v smart telefóne či laptope. Je možné naplánovať otváranie okien v konkrétnych časoch a intervaloch, nastaviť plány na rôzne situácie, voliť veľkosť otvorenia ventilácie, zistiť kedykoľvek aktuálny stav okna… V dnešnej dobe je samozrejmosťou aj tichá prevádzka a jednoduchá inštalácia. Regulácia vzduchu tak prebieha úplne automaticky, je prirodzene odvádzaná vlhkosť z miestnosti, čím je zabránené nežiaduce rosenie a vznik plesní a je tiež dosiahnutá úspora energií. V objekte je zachovaná komfortná klíma, či už sa nachádza rezident doma alebo je na dovolenke. Musíme spomenúť tiež výhody, ktoré ponúka technológia inteligentných okien v spojení s inteligentných tienením pomocou roliet či žalúzií s domácim bezpečnostným systémom alebo s protipožiarnymi/protidymovými čidlami. Okná sú na základe starostlivého nastavenia schopné promptne reagovať na akúkoľvek situáciu a v prípade zafajčeného priestoru sa automaticky otvoriť. Pohyb roliet a ich meniaca sa dispozícia tiež vzbudzuje predstavu, že v dome niekto je, čo odrádza potenciálneho zlodeja.
Záver
Majitelia budov vyžadovali v minulosti od okien podstatne menej než v súčasnosti. Dôležitá bola cena, estetický vzhľad produktu a dostatočná priepustnosť svetla do vtedy veľmi tmavých miestností. Od sklenenej výplne však vtedajší investori neočakávali prílišnú tepelnú ani zvukovú izoláciu.
V dnešnej dobe sú na okná kladené naopak extrémne vysoké požiadavky. Štandardom sa stali okná s perfektnými tepelno-izolačnými a zvukovo-izolačnými kvalitami. Pridanou hodnotou mnohých okien sú bezpečnostné prvky či protipožiarna ochrana. Užívateľ môže vyberať z okien ovládaných inteligentnými systémami a z mnohých materiálov vrátane recyklovaných surovín. Ku všetkým vyššie uvedeným znakom sa výrobcovia okien dopracovali usilovným vývojom a zákazník si vďaka nim dnes môže vyberať zo stoviek kvalitných produktov. Je len potrebné nezabudnúť na to, že okno je iba jednou súčasťou veľkého systému celej stavby.
