Sklo praskne samo, bez nárazu, v zimě za slunečného rána nebo v létě za tmavým polepem. Lom začíná na hraně a vbíhá do tabule kolmo. To je teplotní lom skla, jedna z nejčastějších poruch, které v diagnostice řeším, a zároveň porucha, kterou dosud žádný evropský návrhový předpis výslovně neřešil; pomáhaly si národní směrnice a zkušenost. Eurokód 10 to mění. Jeho předstupeň, technická specifikace CEN/TS 19100-1, v příloze C říká, že se teplotní napětí ve skle analyzuje, aby se teplotnímu lomu předešlo, a dává k tomu rámec. Vydaná norma EN 19100-1:2026 řeší totéž téma v příloze B; vycházím ze znění technické specifikace. V tomto článku ukazuji, co do posouzení vstupuje, kolik stupňů rozdílu sklo podle normy snese a proč se to liší od čísla, které se v oboru traduje. Krátká odpověď napřed: u floatu s běžnou hranou vychází podle normy 18 až 29 kelvinů.
Proč sklo praská od rozdílu teplot
Když slunce ohřeje střed tabule, sklo se tam roztahuje. Hrana, schovaná v rámu nebo ve stínu, zůstává chladná a roztahovat se nechce. Teplý střed ji tahá, na chladné hraně vzniká tahové napětí, teplotní šok, a protože pevnost skla je nejnižší právě na hraně, tam také praskne. Norma to popisuje stejně: napětí závisí na rozdílu teplot mezi nejteplejší částí, obvykle středem, a nejchladnější, obvykle u hran a rámu; osluněná část se roztahuje a vyvolává tah na chladnější hraně, odkud se šíří trhlina. A dodává větu, na které v praxi všechno stojí: o odolnosti rozhodují vady na hraně a stupeň jejího opracování.
Druhým mechanismem je bráněná roztažnost: sklo se chce roztáhnout, ale uložení mu to nedovolí. Norma jmenuje oba, v praxi převažuje první.
Z čeho se rozdíl teplot počítá
Norma výpočet rozložení teplot sama nedává, ale vyjmenovává, co do něj vstupuje. Uvádím je tak, jak je norma jmenuje, a doplňuji o spouštěče, které Wagner sbírá z praxe (polepy, tmavé předměty za sklem). Pro sklenáře a projektanta je to užitečný seznam otázek, které si mají u rizikového zasklení položit:
- Sklo samo: tloušťka a rozměry; pohltivost a odrazivost podle EN 410, emisivita; barva skla, povlaky, smalt, potisk; fólie ve vrstveném skle; plyn v dutině izolačního skla.
- Slunce a klima: přímé a rozptýlené sluneční záření podle orientace a sklonu (hodnoty podle ISO 9845-1), vnější teplota vzduchu s dobou návratu 10 let, vnitřní teplota podle provozu, proudění vzduchu na obou stranách.
- Okolí tabule: stíny od přesahů, stromů a sousedních budov, žaluzie a rolety blízko skla, tmavé předměty a polepy, radiátory a sálavé zářiče, hloubka zasunutí do rámu, lišty a krytky, překrývající se zasklení, odraz od okolních ploch (albedo, běžně 0,2).
Norma také připomíná, že sklo má tepelnou setrvačnost. Správný výpočet je proto přechodový, tedy v čase; ustálený stav stačí jen u lehkých systémů a průhledných částí fasády, kde to lze zdůvodnit.
Z rozdílu teplot na napětí
Jakmile je znám největší rozdíl teplot v tabuli, převádí ho norma na napětí jednoduchým vztahem (v technické specifikaci vztah C.1):
Pro běžné sodnovápenaté sklo je modul pružnosti 70 000 MPa a součinitel teplotní roztažnosti 9·10⁻⁶ na kelvin, takže každý kelvin rozdílu teplot (u rozdílu teplot je kelvin totéž co stupeň Celsia) znamená 0,63 MPa tahového napětí na hraně. Norma uvádí, že odhad je pro volně uloženou tabuli zpravidla na straně bezpečnosti. Norma dovoluje posoudit teplotní napětí samostatně, bez ostatních proměnných zatížení; u izolačních skel se zvlášť hlídá ještě vliv teploty na tlak v dutině.
Kolik stupňů sklo snese
Teď přichází to, co v evropských normách pro sklo dosud chybělo: napětí od teploty se porovná s návrhovou pevností hrany podle přílohy A, stejným vzorcem, jakým se počítá pevnost pro vítr nebo sníh. Do něj vstupuje kvalita hrany součinitelem (0,8 pro řezanou, sraženou nebo broušenou hranu, 0,9 pro sámovanou, 1,0 pro leštěnou), doba trvání zatížení a dílčí součinitel podle třídy následků. Přípustný rozdíl teplot je pak podíl návrhové pevnosti a hodnoty 0,63 MPa na kelvin.
Pro střední třídu následků CC2 a float s běžným povrchem vychází (hodnoty zaokrouhleny na celé kelviny):
| Sklo a hrana | Trvání 8 hodin | Trvání 10 minut |
|---|---|---|
| float, řezaná nebo broušená hrana | 18 K | 23 K |
| float, sámovaná hrana | 21 K | 26 K |
| float, leštěná hrana | 23 K | 29 K |
| tepelně zpevněné, leštěná hrana | 73 K | 73 K |
| tepelně tvrzené, leštěná hrana | 139 K | 139 K |
U předpjatého skla počítám se zatížením z roviny; pro sraženou nebo broušenou hranu vychází 65 K u tepelně zpevněného a 131 K u tvrzeného skla. Řezanou hranu norma u předpjatého skla v pásmu hrany vylučuje úplně.
Obě doby trvání v tabulce jsou moje volba: norma je pro tento případ výslovně nepředepisuje. Tabulka součinitelů dává 0,58 pro změnu teploty trvající 8 hodin (položka pro klimatické zatížení izolačního skla) a 0,74 pro desetiminutové zatížení (položka pro vítr); pro teplotní gradient v tabuli norma vlastní položku nemá, obě hodnoty jsou proto má analogie. Který stav odpovídá skutečnosti, závisí na tom, jak rychle se tabule ohřívá; u ranního slunce na chladné tabuli je to spíš krátký děj, u tmavého polepu celodenní. Ve výpočtu pro konkrétní stavbu tuto volbu výslovně uvádím.
U předpjatého skla se doba trvání zatížení neuplatní, proto má tepelně zpevněné i tvrzené sklo v obou sloupcích totéž.
Proč se traduje 40 stupňů
V oboru se říká, že float snese 40 stupňů. Wagner tuto hodnotu cituje z dnes již zrušené německé normy DIN 1249-10 jako teplotní odolnost floatu; ve svém článku o teplotním lomu píšu o rozdílu řádově několika desítek stupňů. Není to chyba, je to jiná hodnota. Čtyřicet kelvinů je hodnota odolnosti materiálu, jak ji uváděla stará zkušební norma: bez dílčích součinitelů, bez vlivu trvání zatížení a bez rozlišení hrany. Eurokód 10 pracuje s návrhovou hodnotou: charakteristickou pevnost dělí součinitelem spolehlivosti 1,8 a násobí součinitelem trvání zatížení a součinitelem hrany. Výsledných 18 až 29 K je o čtvrtinu až polovinu méně než zkušenostní číslo, což je rozdíl, jaký mezi zkušenostní a návrhovou hodnotou čekáme.
V diagnostice proto obojí rozlišuji. Když z lomového zrcadla odhadnu napětí, při kterém tabule praskla, a převedu ho na rozdíl teplot, dostanu odhad toho, co se skutečně stalo. Když spočítám návrhový rozdíl podle normy, dostanu, co se stát smělo. Mezi tím leží rezerva, se kterou norma počítá, a jedno z měřítek, podle kterých lze návrh zasklení hodnotit.
Jak teplotní lom poznat
Norma k příloze připojuje i obrázek, který každý, kdo posuzuje prasklé sklo, zná z praxe: lom začíná na hraně, vbíhá do tabule kolmo na hranu a kolmo přes tloušťku, prvních zhruba 25 až 50 mm běží přímo a teprve pak se zakřivuje. Je to totéž, co fraktografie popisuje jako pravoúhlý vběh a pravoúhlý průběh, dva nejspolehlivější znaky teplotního lomu. Mechanický lom z nárazu do hrany vypadá jinak: začíná ve vyštípnutí a šíří se šikmo. Podrobně v článku o teplotním lomu skla.
Co z toho plyne pro praxi
- Kvalita hrany je návrhový parametr, ne kosmetika. Rozdíl mezi řezanou a leštěnou hranou floatu je podle normy pět až šest kelvinů přípustného rozdílu teplot, tedy zhruba čtvrtina toho, co řezaná hrana vůbec smí dostat. Vrub na hraně, který nikdo neviděl, dokáže tuto rezervu sebrat celou: Wagner uvádí, že vrub hluboký 0,05 mm sníží odolnost floatu ze 40 na zhruba 30 kelvinů.
- Rizikové zasklení posoudit dopředu. Tmavé sklo, polep, stín od přesahu, hluboká drážka, žaluzie těsně u skla, Low-E povlak v trojskle: to jsou situace, kde float s běžnou hranou vychází těsně a kde podle tabulky výše dává smysl sáhnout po tepelně zpevněném skle, které snese zhruba trojnásobek.
- Návrhová hodnota není zkušenostní hodnota. Kdo v nabídce napíše „float vydrží 40 stupňů“, má pravdu o materiálu, ne o návrhu. Eurokód 10 dává objednateli i dodavateli společný rámec, podle kterého se dá teplotní riziko spočítat a doložit; zda a jak se příloha o teplotním napětí u nás uplatní, upřesní národní příloha.
Časté otázky
Je posouzení teplotního napětí podle Eurokódu 10 povinné? Příloha je informativní (v CEN/TS 19100-1 příloha C, ve vydané EN 19100-1:2026 příloha B); zda a jak se použije, upřesní národní příloha. Pro izolační skla ale technická specifikace v čl. 4.3.1 odkazuje na posouzení rozdílů teplot v tabuli výslovně, a já tuto přílohu považuji za měřítko u každého rizikového zasklení.
Dá se rozdíl teplot spočítat bez simulace? Pro jednoduché případy existují zjednodušené postupy a tabulky výrobců skla; norma sama je nedává, jen vstupy. U složitých případů (stínění, polepy, izolační trojskla) je na místě přechodový výpočet.
Proč tvrzené sklo snese tolik? Jeho povrch i hrana jsou předpětím stlačeny. Teplotní tah musí toto předpětí nejdřív vyčerpat, teprve pak hranu zatíží. Norma to zohledňuje tím, že u předpjatého skla přičítá k pevnosti člen předpětí a neuplatňuje součinitel trvání zatížení.
Platí čísla v tabulce pro moje okno? Ne, jsou to hodnoty pro střední třídu následků a výslovně uvedené předpoklady. Konkrétní zasklení se posuzuje s jeho třídou, hranou, orientací a stíněním.
Zdroje
- EN 19100-1:2026. Eurocode 10 – Design of glass structures – Part 1: General rules. Brussels: European Committee for Standardization, 2026.
- CEN/TS 19100-1:2021. Design of glass structures – Part 1: Basis of design and materials. Brussels: European Committee for Standardization, 2021.
- ČSN EN 16612. Sklo ve stavebnictví – Stanovení únosnosti příčně zatížených tabulí skla výpočtem. Praha: Česká agentura pro standardizaci, 2020.
- ČSN EN 572-1+A1. Sklo ve stavebnictví – Základní výrobky ze sodnovápenatokřemičitého skla – Část 1: Definice a obecné fyzikální a mechanické vlastnosti. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2017.
- WAGNER, Ekkehard. Glasschäden. Oberflächenbeschädigungen, Glasbrüche in Theorie und Praxis. 6. Auflage. Bad Wörishofen: Holzmann Medien, 2022. ISBN 978-3-7783-1621-4.
- WAGNER, Ekkehard. Glasschäden. Band 2: Fraktografie – Einführung in die Bruchoberflächenbeurteilung für Praktiker. Bad Wörishofen: Holzmann Medien, 2024. ISBN 978-3-7783-1767-9.
Posudek ani výpočet není projekt. Jde o odborné posouzení a doporučení. Za nové návrhy, u kterých se přebírá projekční odpovědnost, je nutné objednat autorizovanou osobu.