Okna proti tornádu: Jak se chránit před extrémními povětrnostními podmínkami?

V posledních letech se stále častěji setkáváme s extrémními povětrnostními jevy, které jsou následkem klimatických změn. Bouře, tornáda a hurikány zasahují různé části světa s nebývalou intenzitou a četností. Rok 2024 je příkladem takové extrémní sezóny, kdy série tornád postihla nejen Floridu, ale i Itálii, Francii či Německo. Že tornáda nejsou omezená jen na Spojené státy nebo přímořské státy, to jsme mohli v roce 2021 poznat i na jižní Moravě, kde ničivé tornádo zasáhlo několik obcí a způsobilo zkázu. Připomnělo nám, že i ve střední Evropě musíme počítat s možností takových jevů.

S ohledem na vzrůstající frekvenci a sílu tornád a dalších extrémních jevů začíná být důležité přemýšlet o tom, jak chránit své domovy. Jedním z důležitých aspektů ochrany domova jsou okna, která jsou při bouřích a tornádech extrémně zranitelná. Okna proti tornádu jsou jednou z možností, jak zvýšit bezpečnost svého bydlení, ale než se na ně zaměříme, pojďme si přiblížit, co se při tornádu děje a jaké síly působí na budovy.

Když tornádo zasáhne budovu, vytváří na její stěny, střechu i okna extrémně vysoké tlaky. Tento tlak je výsledkem silného větru, který u tornád může přesáhnout rychlost 300 km/h. Abychom pochopili, jaké síly působí na konstrukci domu, je možné tlak na stěnu spočítat podle vztahu:

P=0,5·ρ·v²

Kde:

• P je dynamický tlak (v Pascalech),
• ρ je hustota vzduchu (přibližně 1,225 kg/m³),
• v je rychlost větru (v metrech za sekundu).

Například tornádo s rychlostí větru kolem 200 km/h (což je přibližně 55,56 m/s) vyvolává tlak kolem 1,89 kPa. U silnějšího tornáda s rychlostí větru 300 km/h je tlak dokonce přibližně 4,25 kPa. Hodnoty v kPa si neumíme jednoduše představit, ale když uvedeme, že 1,89 kPa odpovídá 192 kg/m2 a 4,25 kPa převedeme na 433 kg/m2 je nám už jasnější, jak obrovskou silou tornádo působí. Není divu, že tak vysoký tlak boří dřevostavby jak domky z papíru a poškozuje okna, dveře, střechy, zvláště pokud nejsou navrženy tak, aby odolaly tornádu.

Okna jsou jednou z nejslabších částí každé stavby, pokud jde o extrémní počasí. Nechráněná okna se mohou při tornádu rozbít vlivem nárazu trosek nebo vlivem silného tlaku větru, čímž se otevře cesta pro další poškození interiéru domu. Okna proti tornádu jsou speciálně navržena tak, aby odolala extrémním větrům a nárazům, a zajišťují, že zůstanou neporušená i v těch nejnebezpečnějších podmínkách.

1. Laminované sklo: Toto sklo je tvořeno několika vrstvami skla spojenými speciální fólií (např. PVB fólie), která zvyšuje pevnost a odolnost. I když dojde k poškození skla, laminace zajistí, že se okno neroztříští a neumožní vniknutí předmětů nebo větru do interiéru.
2. Vyztužené rámy: Rámy oken odolných proti tornádu jsou často vyztuženy ocelí nebo hliníkem. Tyto materiály poskytují dostatečnou pevnost, aby rámy zůstaly stabilní i při nárazech a velkém tlaku. Vyztužené rámy jsou také odolnější proti vytržení z konstrukce.
3. Odolnost proti létajícím troskám: Okna jsou testována na odolnost vůči nárazům předmětů, jako jsou dřevěné trámy nebo kovové předměty, které tornádo unáší vysokou rychlostí. Například testy simulují náraz dřevěného trámu 2x4 palce (cca 5x10 cm) rychlostí 160 km/h, což odpovídá větrům při tornádu o síle F3 na Fujitově stupnici.
4. Vysoká odolnost proti větru a tlaku: Okna proti tornádu jsou navržena tak, aby odolala tlakům až 5 kPa (510 kg/m2), což odpovídá větrům o rychlosti přes 300 km/h.
5. Certifikace: Aby okna splňovala všechny požadavky, podstupují přísné testy a musí splňovat standardy, které stanovují normy jako ICC 500 nebo FEMA 361.

Od roku 1998 je v USA k dispozici předpis Federální agentury pro řešení mimořádných událostí (FEMA), který obsahuje pokyny pro navrhování a výstavbu obytných i komunálních bezpečných místností. Ten se mimořádně osvědčil, protože za 26 let nebyl zaznamenán jediný případ poškození místnosti postavené podle těchto kritérií. Přesto byla norma v průběhu času inovována, i proto, aby odrážela aktuální technologie a je dostupná jako FEMA 361 (Safe Room Design Guidelines). Jejím mezinárodním zrcadlem je norma ICC 500 (International Code Council). Dnes jsou to klíčové dokumenty, které stanovují požadavky na návrh a konstrukci bezpečnostních úkrytů a staveb odolných proti tornádům a hurikánům. Tyto normy zahrnují specifikace pro okna a dveře, aby zajistily maximální bezpečnost pro osoby nacházející se uvnitř.

Požadavky normy ICC 500:

• Odolnost proti nárazu: Okna a dveře musí vydržet nárazy létajících předmětů (například dřevěné trámy vystřelené rychlostí 160-250 km/h).
• Odolnost proti tlaku větru: Testy na tlak větru, který může dosahovat až 5 kPa při silných tornádech, zajistí, že okna zůstanou neporušená.
• Pevné upevnění a rámy: Rámy oken a dveří musí být dostatečně pevné a vyztužené, aby zůstaly na místě i při extrémním tlaku.

 

Podívejte se na názorné video testování odolnosti skla zde: https://www.youtube.com/watch?v=TDiaq-Pw6l8.

 

 

Požadavky normy FEMA 361:

• Odolnost vůči troskám: Testování odolnosti vůči projektilům při rychlostech odpovídajících tornádům třídy F3 a vyšším (160-250 km/h).
• Tlakové testy: Odolnost proti větrnému tlaku nad 3 kPa.
• Trvalá pevnost: Okna a dveře musí zůstat pevná a neporušená i po opakovaných nárazech.

Specifika pro plastová okna

Běžná plastová okna nejsou standardně navržena tak, aby splňovala přísné požadavky ICC 500 nebo FEMA 361. Plastová okna však mohou být speciálně upravena, aby splňovala tyto normy:

1. Vyztužené rámy: Plastová okna musí mít vyztužené rámy ocelovými nebo hliníkovými profily, aby zvládla vysoké tlaky a nárazy.
2. Laminované sklo: Instalace laminovaného skla zajišťuje, že plastová okna mohou odolat nárazu a neroztříští se.
3. Odolnost proti větru: Plastová okna mohou být vybavena speciálními těsněními a upevňovacími systémy, aby odolala větrným tlakům způsobeným tornádem.

TIP: V nabídce firmy Oknoplastik jsou plastová okna s nadstandardní výztuhou z 2mm silného ocelového profilu.

I když se tornáda mohou stát reálnou hrozbou v oblastech, kde by je lidé nečekali, pravděpodobnost jejich výskytu je stále poměrně malá. Nicméně klimatické změny a příklady z posledních let ukazují, že jejich výskyt nelze zcela vyloučit. Instalace oken proti tornádu může být preventivním opatřením pro ty, kteří žijí v rizikových oblastech, a může výrazně zvýšit bezpečnost jejich domova.

Navzdory vzrůstajícímu riziku stále platí, že instalace oken proti tornádu není nezbytností pro každého. Pro většinu lidí v méně rizikových oblastech může být důležitější zaměřit se na jiná preventivní opatření.

Okna proti tornádu a jejich technické parametry jsou jednou z možných ochran před ničivými následky tornád, které se stávají stále častějšími v důsledku změn klimatu. Mít vhodná okna může být rozhodující při zachování integrity budovy a bezpečnosti obyvatel uvnitř.