Archív pre mesiac: september, 2022

Farba objektu závisí od jeho fyzikálnych vlastností a od vnímania pozorovateľa. Z fyzického hľadiska môžeme povedať, že povrch má farbu svetla, ktoré odráža. Závisí to od zloženia spektra dopadajúceho svetla a od toho, ktoré zložky spektra tohto svetla povrch odráža a absorbuje a s akou intenzitou. Závisí to aj od uhla pozorovania objektu.

Na určenie farieb existuje viacero farebných atlasov. Najznámejší je Munsellov atlas, ktorý obsahuje farby zoradené podľa tónu farby, čistoty farby a jasu.

Pri práci s farbami je dôležitá jednak voľba základných farieb, jednak spôsob ich kombinovania – miešania.

Rozlišujeme 6 základných oblastí farieb :

fialovú (magenta – M)

modrú (blue – B)

modrozelenú (cyan – C)

zelenú (green – G)

žltú (yellow – Y)

červenú (red – R)

Pomocou týchto základných farieb môžeme vytvoriť väčšinu ostatných farieb. Ak použijeme 3 základné farby: červenú, zelenú a modrú, tak hovoríme o aditívnom RGB modeli (ide o sčítanie intenzít svetelných zdrojov). Pri použití modrozelenej, fialovej a žltej o substraktívnom CMY modeli. Doplnkovými farbami sa nazývajú také dve farby, ktoré po zložení dajú bielu farbu. Doplnkovou farbou červenej je modrozelená (R – C), zelenej fialová (G – M) a modrej žltá (B – Y).

Experimentálne boli zisťované reakcie oka na farby. Ukázalo sa, že v ľudskom oku sú tri typy zrakových buniek, ktoré majú u väčšiny ľudí najvyššiu citlivosť na vlnové dĺžky v rozsahu približne 630 nm (červená), 530 nm (zelená) a 450 nm (modrá). Ľudské oko je najviac citlivé na zelenú, potom červenú a najmenej na modrú farbu. Tomuto spôsobu vnímania sa najviac približuje farebný výstup na RGB monitoroch, kde sú farby vytvárané kombináciou troch základných farieb: červenej, zelenej a modrej. Jedným z najznámejších modelov je preto model RGB. U prvkov okien a dverí sú užívateľmi najviac vnímané rozdiely farieb profilov a nepriehľadných výplní. Menej často sú to farebné rozdiely skla. Rozdiely farieb  medzi rovnakými prvkami sú najlepšie vnímané pri ich zoradení vedľa seba. Známe sú námietky architektov na farebné rozdiely celozasklených fasád (závesných stien) zostavených zo sklených tabúľ pochádzajúcich z rôznej materiálovej alebo výrobnej základne. K týmto rozdielom dochádza aj v nízkopodlažnej výstavbe a  u rodinných domov najmä pri reklamáciách, ak je niektoré z fasádnych okien alebo skiel vymieňané z dôvodu iných chýb.

V tomto blogu chceme poukázať na spôsob, akým kvantifikuje naše mobilné skúšobné laboratórium tento rozdiel.

Pri jednofarebných plastových profilov nie je problémom zmerať farbu kolorimetrom a rozdiely vzájomne porovnať. Takéto merania boli asi pred desiatimi rokmi robené aj v laboratóriu Stavebnej fakulty STU v Bratislave. Porovnávali sa odtiene bielej od rôznych výrobcov profilov. Výsledky sú uvedené v tabuľke 1.

 

Tabuľka 1: Rozdiely odtieňov bielej na PVC-U profiloch

názov výrobcu profilu	decimálne vyjadrenie farby	Rozdiel v %
deceuninck	14739434	12
polske neindif. značky	16252415	3
aluplast	15726844	6
aluplast2	15791603	6
aluplast3	15463929	8
internova	16317951	3
schuco	15792124	6
internova 2	16449535	2
rehau 1	15200243	9
rehau 2	15134193	10
rehau 3	15331572	9
briliantná žlť svetlá	16777215	20
titanova beloba	13434879	0

 

Po meraní kolorimetrom bola sústava zložiek farieb vyjadrená v decimálnej hodnote. Percentuálne rozdiely v tabuľke 1 sú vztiahnuté na farbu titanovej beloby. Hodnota briliantnej žlte je uvedené ako porovnávaná hodnota z pohľadu možných zmien bielej farby. Získané výsledky platia v čase vykonaného merania a podobne ako u skiel závisia od materiálovej bázy na výrobu plastových profilov. V norme na plastové profily (STN EN 12608-1 )  sú stanovené požiadavky na odchýlky od štandardných farieb. Sleduje sa v laboratórnych podmienkach.

V norme na izolačné sklo (STN EN 1279-1) sa uvádzajú nasledovné podmienky pozorovania. Izolačné sklá musia byť pozorované zo vzdialenosti aspoň 3 m zvnútra smerom von a pod zorným uhlom čo najviac kolmým na plochu skla, po dobu najviac jednej minúty na m². Posúdenie je vykonávané za podmienok rozptýleného denného svetla (napr. pri zatiahnutej oblohe), bez priameho slnečného svetla alebo umelého osvetlenia.

Izolačné sklá posudzované z vonkajšej strany musia byť preskúmané v namontovanom stave s prihliadnutím na obvyklú pozorovaciu vzdialenosť aspoň 3 m. Zorný uhol musí byť čo najviac kolmý na plochu skla. V informatívnej prílohe G tejto normy sa uvádza, že

odchýlky vo farebnom odtieni môžu byť spôsobené obsahom oxidu železa v skle, procesom nanášania povlaku, samotným povlakom, kolísaním hrúbky skla a konštrukciou izolačného skla a nedá sa im vyhnúť. O rozdieloch vo farbe izolačného skla uvádza, že fasády vyrobené z izolačných skiel obsahujúcich sklo s povlakom (pokovované sklo) môžu mať rôzne odtiene rovnakej farby, čo je účinok, ktorý môže byť zosilnený pri pozorovaní pod uhlom. Možné príčiny rozdielov vo farbe zahŕňajú nepatrné odchýlky farby substrátu, na ktorý je nanesený povlak, a nepatrné odchýlky hrúbky samotného povlaku.

Objektívne posúdenie farebných rozdielov môže byť vykonané podľa ISO 11479-2.(Sklo v stavebníctve. Sklo s povlakom. Časť 2: Farba fasády.) Táto norma však nie je zavedená do sústavy STN. ISO 11479-2:2011 špecifikuje metódu objektívneho hodnotenia farby skla s povlakom pri použití na fasádach a pri pohľade zvonku, ako aj na meranie farebných rozdielov v rámci tej istej sklenenej tabule a medzi dvoma susednými tabuľami tej istej fasády. ISO 11479-2:2011 nešpecifikuje požiadavky na určovanie farebných rozdielov prenášanej farby pri pohľade z vnútornej alebo vonkajšej strany fasády, ani na vnútornú odrazenú farbu. Porovnanie by sa malo vykonať len pre tabule rovnakého typu skla, zloženia a vnútorných podmienok a umiestnené v rovnakej rovine fasády. Pre sklo s povlakom sú stanovené špecifické požiadavky v závislosti od jeho priepustnosti svetla a odrazivosti. Norma sa nevzťahuje na zakrivené alebo ohýbané sklo. Počty a miesta merania sú obdobné ako u smernice spolku nemeckých výrobcov okien a fasád VFF z roku 2021: Farbgleichheit transparenter Gläser im Bauwesen (Jednotnosť farby priehľadných skiel v konštrukcii).

Obrázok 1: Obmedzenie zorného uhla pri hodnotení rovnomernosti farieb

 

Zosúladenie farieb vyžaduje použitie rovnakých výrobkov (napr. typ a štruktúra skla). Primárne sa posudzuje vizuálne s vyššie uvedenými vplyvmi (vizuálne pozorovanie v maximálnom uhle 45°) a výsledkom sú subjektívne odlišné vnemy, najmä v prípade farebných rozdielov.

Najmä farba skla na reguláciu slnečného žiarenia (protislnečné zasklenie), najmä vysoko selektívneho skla, sa mení s uhlom pohľadu. Tieto odchýlky je možné merať iba v laboratóriu na malých vzorkách a nemali by sa zisťovať v teréne. Výsledkom je, že farebná homogenita fasády sa posudzuje pri pohľade pod uhlom nie väčším ako 45°, ako ilustruje obrázok 1.

Svetelné a radiačné vlastnosti by mali byť v priebehu výroby priebežne sledované a zaznamenávané. Na tento účel sú pre každý povlak definované referenčné hodnoty v závislosti od typu skla a hrúbky skla atď. spolu s príslušnými internými výrobnými toleranciami.

Smernica spolku nemeckých výrobcov okien a fasád VFF z roku 2021 opisuje pomerne zložitý spôsob porovnania farebných odtieňov pomocou trojrozmerného farebného priestoru, kde každá farba môže byť reprezentovaná množinou 3 súradníc: L*, a* a b*,

kde L* označuje svetlosť a a* a b* súradnice chromatičnosti. Kladné hodnoty a* ukazujú červený smer a záporné hodnoty zelený smer, zatiaľ čo kladné hodnoty b* ukazujú žltý smer a záporné hodnoty modrý smer. Stred je achromatický (t.j. neutrálny) stupeň. Parametre L*, a* a b* sa odporúčajú použiť na kvantifikáciu estetiky fasády, pozorovanej zvonku (v odraze), alebo na charakterizáciu vlastností prestupu svetla cez sklenenú tabuľu.

Rozdiely vo farbe sa kvantifikujú pomocou tolerancií parametrov L*, a* a b*, ktoré sú označené ako ΔL*, Δa* a Δb* a vypočítané podľa v smernici uvedených rovníc.

obr. 2: Trojrozmerný farebný priestor

Náš prístup je založený na dobre známeho prv uvedeného modelu RGB, ktorý sme overili na zabudovaných izolačných sklách, kde investor reklamoval rozdielnu svetelnú priepustnosť po výmene jedného reklamovaného izolačného skla. V rámci riešenia bola na skúmaných izolačných sklách zisťovaná hrúbka skiel a šírky medzisklených medzier (dutín), nedeštruktívne meranie obsahu inertného plynu v dutinách izolačných skiel, radiačné vlastnosti meradlom WP 4500 , ktoré meria hodnoty priepustnosti UV(A) (ultrafialové), viditeľného svetla (VLT) a blízkeho infračerveného žiarenia (NEAR IR) pre dané okno alebo okennú fóliu. Prístroj tiež odhaduje hodnoty koeficienta solárneho tepelného zisku (SHGC) pre priehľadné Low-E a číre okná. Hodnoty koeficienta solárneho tepelného zisku (SHGC) sú ekvivalentom európskej g – hodnoty. Hodnoty sú vzájomne prepočítateľné.  Farebné odtiene boli zisťované meradlom PCE-RGB 2 od výrobcu PCE Deutschland GmbH & Co. KG, Nemecko. Meradlo je primárne určené na meranie farebných odtieňov náterov, textilu, papiera a kože. Meria v súradniciach RGB alebo HSL v spektrálnej oblasti od 400 nm do 700 nm. Vzhľadom k svetelným vlastnostiam skla bol z opačnej strany izolačného skla použitý nepriesvitný biely kartón, na ktorý bolo aj meradlo kalibrované. Vzhľadom k účelu skúšok namerané hodnoty RGB boli programom prepočítané na jednočíselnú hodnotu a tieto vzájomne porovnané.

obr.3 Označenie posudzovaných izolačných skiel

Výsledky sú uvedené v tabuľkách 2 až 4:

Tabuľka č. 2 – Namerané hodnoty obsahu inertného plynu v dutine izolačných trojskiel,
hrúbky skiel a šírky medzisklených medzier (dutín)

Označenie vzorky*)	Deklarovaná  skladba IGU [mm]	Nameraná skladba IGU [mm]		obsahu plynu [%]
		na okraji	v strede šírky	1.dutina	2.dutina
1	6E-18-4-18-E44.2	6E-19– 4–18-E44.2	6E-20– 4–15-E44.2	97	2
2	6E-18-4-18-E44.2	6E-19– 4–18-E44.2	6E-19– 4–18-E44.2	96	37
3	6-18-E4-18-E44.2	6-18– E4–18-E44.2	6-19– E4–18-E44.2	40	59
7	44.2E-16-4-16-E6	44.2E-19–4–17-E6	44.2E-20–4–10-E6	nemerané

E – pozícia nízkoemisného povlaku (pohľad z exteriéru)

*) pozri obrázok 2

Podmienky merania:

Teplota od 27°C; atmosferický tlak: 992 hPa

Tabuľka č. 3 – Namerané priemerné hodnoty vybraných radiačných vlastností izolačných skiel

Označenie vzorky *)	priepustnosť UV žiarenia (%)	priepustnosť svetelného žiarenia (%)	priepustnosť solárnej energie (%)	Solar heat gain coefficient SHGC  (-)
1	0	73	18	0,40
3	0	71	20	0,42
7	0	68	18	0,40

 

Tabuľka č. 4 – Namerané priemerné hodnoty farebných zložiek izolačných skiel

Označenie vzorky *)	farebná zložka R (červená)	farebná zložka G (zelená)	farebná zložka B (modrá)	prevod na jednočíselnú hodnotu	rozdiel voči najnižšej hodnote v %
1	129	129	98	6455681	264
3	149	148	106	6984853	286
7	54	54	37	2438710	0

 

obr. 4: Meradlo radiačných vlastností izolačných skiel

 

Meraním radiačných vlastností izolačných skiel (tab. 3) sa nezistili významné rozdiely medzi meranými vzorkami označenými číslami 1 a 3. Tieto rozdiely sa však prejavili pri meraní farebnosti IGU (tab. 4). Rozdiel v jednočíselnom vyjadrení je cez 200% oproti izolačným sklám z prvých dodávok. Rozdiel medzi oboma meranými izolačnými sklami nachádzajúcimi sa v jednej fasáde boli 12%. Výsledky okrem číselného vyjadrenia sú zreteľné aj po prevode do farebných zložiek RGB (obr. 4). Farebné odtiene izolačných skiel 1 až 3 umiestnených na priečelí domu pôsobia rušivo

Vedľajšími zisteniami bolo, že podľa výsledkov meraní sa merané zabudované izolačné sklá prejavovali ako izolačné sklá, z ktorých unikol argón.

 

 

obr.5: Rozdiely po prevode do sústavy farieb RGB

Uskutočneným meraním na skúšaných vzorkách vybraných objednávateľom  bolo zistené, že niektoré IGU od dodávateľa, nie sú naplnené inertným plynom (argón) v normou určenej tolerancii (90 ± 5)%. Podmienkou zabezpečenia životnosti okien podľa harmonizovanej EN 14 351-1 je o.i. splnenie európskych noriem na izolačné sklá (EN 1279-3), (EN 1279-6). Podľa prílohy B európskej normy EN 1279-3 sa na základe experimentov umelého starnutia predpokladá, že pri štandardných izolačných sklách je únik plynu z medziskleného priestoru menší ako 5% za 25 rokov. To znamená aj po 25 rokoch by mala byť koncentrácia plynu vyššia ako 80%. Okrem životnosti otvorových výplní je v literatúre pripisovaný vplyv obsahu argónu aj na hodnotu koeficienta tienenia**) a priepustnosti UV žiarenia cez izolačné sklo.

Na základe vykonaných meraní bolo možné konštatovať, že zabudované IGU neboli v súlade s objednávateľom schválenou cenovou ponukou.

Dôležitým poznatkom z uvedeného merania je skutočnosť, že je možné cenovo dostupným meradlom kvantifikovať farebné odtiene aj u izolačných skiel meraním in-situ.

---

Poznámka: **) koeficient tienenia – Miera schopnosti okna alebo strešného okna prepúšťať slnečné teplo. Jeden z dôležitých údajov pre sklo s nízkoemisným povlakom. Koeficient tienenia je vyjadrený ako číslo bez jednotiek medzi 0 a 1. Čím nižší je koeficient solárneho tepelného zisku alebo tieniaci koeficient okna, tým menej slnečného tepla prepúšťa a tým väčšia je jeho tieniaca schopnosť.