25575923 

  

480x100px RFT18 engl

 

abs banner 480x120 English

 

glass2018 480x120  

 lisec SS FastLAne

 

20180817doe12 baner-480-100

 

Glasbau 2018
Data dodania: 05.07.18

Kolejny – uświęcony już dłuższą tradycją – rocznik dotyczący budownictwa ze szkła prezentuje, jak zwykle, niemieckie projekty badawcze i realizacje konstrukcyjne tej tak dynamicznie rozwijającej się współcześnie dziedziny budownictwa.

 

Książka zawiera prace 82 autorów w ujęciu redakcyjnym dwojga uznanych specjalistów z Instytutu Budownictwa Uniwersytetu Technicznego w Dreźnie – czołowego ośrodka badawczego tej branży w Niemczech – żeby wspomnieć choćby też organizowane tam seminaria serii „DIN 180008 w budownictwie” i wydawnictwo takie jak „Glasbau Praxis” (podręczniki przygotowane dla praktycznych realizacji konstrukcji ze szkła). 

 

 

2018 06 8 1

 

 

Przedstawione artykuły ujęto w czterech częściach obejmujących:

 

1. Budowle i projekty,

2. Obliczanie i konstrukcje,

3. Badania i rozwój,

oraz

4. Produkty i rodzaje budownictwa.

 

 

W Części 1. ukazały się następujące artykuły: 

 

- Qwalala – monumentalna rzeźba ze sklejonych bloków szklanych.

Przedstawiono dzieło artystyczne zaprezentowane ostatnio w Wenecji, będące meandrującą ścianą o długości 75 m i wysokości 2,40 m – składającą się z bloków o wymiarach 16x16x32 cm i wadze 23 kg, ze szkła przezroczystego zabarwionego. 

 

- Cube Berlin … „najmądrzejszy” budynek Europy, klejnot w 100% ze szkła.

W pobliżu dworca centralnego w Berlinie powstaje wolno stojący budynek zbudowany całkowicie ze szkła. Na podstawie obliczeniowego projektu cyfrowego nadano mu atrybut „inteligentnego”.

 

- Wyzwania przy realizacji muzeum sztuk pięknych w Houston.

Projekt wartości 350 milionów USD obejmuje m.in. budynek, w którym materializm betonu „pożeniono” z przeciwstawną naturą szkła. Zastosowano tu okna o wymiarach 8x6 m i ponad 1000 rur szklanych o długości 6 m każda powodujące grę światła. 

 

- Zjawisko przenikania i przezroczystości – gra światła na przykładzie centrum sztuk „Lewis” Uniwersytetu Princeton.

Połączono trzy różne budynki – teatru, baletu i muzyki, za pomocą parterowego forum. Dla eliminacji zaburzeń wynikających z jednolitości światła dziennego, wymagało to harmonii różnych cech światła: równomiernego rozłożenia, przenikania i przezroczystości. 

 

- Innowacyjna technika budownictwa w sercu Azji – EXPO 2017 w Astanie, Kazachstan.

Obok różnie ukształtowanych pawilonów narodowych i tematycznych, pawilon Kazachstanu jest kamieniem milowym sztuki budownictwa: ogromny, dziewięciokondygnacyjny, kulisty budynek o średnicy 80 m ma otulinę zewnętrzną ze sferycznie wygiętego szkła izolacyjnego – z dodatkiem fotowoltaiki i turbin wiatrowych.

 

- Budować zdrowe budynki.

Człowiek spędza do 90% czasu swego życia w budynkach. Dlatego otulina budynku musi zapewniać także właściwy mikroklimat jego wnętrza. Za pomocą zastosowania zaawansowanej digitalizacji, sztucznej inteligencji i systemów cybernetycznych w projektowaniu, wychodzi się temu coraz bardziej naprzeciw.

 

- Fabryka filtrów Hilsdruff – przykład zastosowania strukturalnych folii PVB w obszarze fasad.

Jest to pierwszy przykład w Niemczech zastosowania wielkoformatowych tafli VSG z udziałem PVB przy istotności zespolenia względem zjawiska ścinania w połączeniu. Wyjątkowe są tu wymiary szyb (7,25x2,40 m), jak też obustronne ułożenie szyb fasady.

 

 

Część 2. obejmuje: 

 

- Nowe regulacje nadzoru budowlanego – i jak reaguje na to normowanie.

Wskutek wyroku Sądu Europejskiego w sprawie prawa budowlanego, należało przekształcić odpowiednio również uregulowania niemieckie, w szczególności te, które dotyczą budownictwa za szkła. Artykuł przybliża kulisy i szczegóły tych kwestii.

 

- Cechy optyczne brzegu szkła po wycinaniu szkła kółkiem tnącym.

Przy takim cięciu powstaje uszkodzenie powierzchni szkła. Następujące potem jego łamanie prowadzi do powstania rys. Parametrami są tu: szybkość i nacisk przy cięciu, materiał i geometria kółka tnącego, ale też użyty przy tym płyn wspomagający. Artykuł daje pogląd na skutkujący tu wygląd brzegu szkła.

 

- Fasady dewno-szkło – zachowanie się w przypadku pożaru i zasady ochrony przeciwpożarowej dla budynków wielokondygnacyjnych.

Uwzględniając duży potencjał takich fasad w aspekcie zachowania zasad zrównoważonego rozwoju, są one obecnie bardzo pożądane. Z uwagi na ochronę ppoż. należy przy tym spełnić następujące wymogi: wyłączenie rozszerzania się ognia po powierzchni fasady oraz zagrożenia dla ludzi wskutek spadania dużych połaci fasad, jak również – eliminacja rozrostu ognia poprzez pomieszczenia pośrednie. Artykuł daje pogląd dotychczasowego rozwoju w tej mierze. 

 

- W sprawie wymiarowania oszkleń zamocowanych punktowo za pomocą uchwytów z głowicami wpuszczonymi.

Wymiarowanie klasycznych zamocowań punktowych ma już odpowiednie normowanie. Wyjątek stanowią tu ww. uchwyty. Ich praca trudna jest do odwzorowania statycznego. Artykuł przedstawia propozycję odpowiedniego obliczeniowego modelu numerycznego. 

 

- Rozwój teoretyczny odpowiednich scenariuszy badań dla określenia wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu szkła cienkiego – z lub bez wpływu brzegu – i ich eksperymentalna realizacja.

Problem ten jest obecnie nader aktualny, bowiem zalecenia serii norm EN 1288 nie nadają się do szkła cieńszego niż 3 mm. Artykuł prezentuje sposoby udoskonalenia tych zaleceń. 

 

- Nowe obszary zastosowania dla transparentnego klejenia silikonem w budownictwie ze szkła.

W konstrukcyjnym budownictwie ze szkła elementy połączeń wpływają niekiedy ujemnie na przezroczystość struktury. W zamocowaniach punktowych trzeba szkło przewiercić, co prowadzi do naprężeń i problemów szczelności, a to z kolei – do potrzeby odpowiednich zabezpieczeń. Artykuł pokazuje zabiegi prowadzące do polepszenia transparentności połączeń – także w obszarze ich obliczeniowego modelowania. 

 

- Badania cieplno-reologiczne warstw pośrednich PVB i EVA szkła zespolonego.

Polimerowe warstwy pośrednie szkła zespolonego zachowują się w zależności od czasu i temperatury; można to wymodelować za pomocą teorii liniowej lepkości sprężystej. Jednakże, niektóre warstwy odbiegają od tego modelu. Praca wszechstronnie bada te zjawiska. 

 

- Pomiary temperatur powierzchniowych w cienkowarstwowych modułach zespolonych typu PV.

Dla wymiarowania nośnych elementów ze szkła, przy wpływach zmian temperatury i równoczesnego działania wiatru, nie ma aktualnie ustalonych zakresów temperatur i możliwych kierunków wiatru. Artykuł przynosi dane ukierunkowane na ten aspekt badawczy. 

 

- Bipierścieniowe badania zginania płyt ze szkła wapniowo- sodowo-silikatowego przy podwyższonych temperaturach, aż do obszaru transformacji.

Praca ukazuje doniesienia n/t stosowalności tzw. testów podwójnego pierścienia przy badaniu próbek szklanych o małej powierzchni dostępności – wg EN 1288-5. W opracowanej analizie zastosowano symulację MES i model lepkosprężysty materiału wg Narayaswamy.

 

 

Część 3. zawiera: 

 

- Sen o świetle – światło dzienne, obraz i efektywność energii za pomocą blasku przepływu cieczy.

W ramach europejskiego programu HORIZON 2020 bada się tafle szklane szkła izolacyjnego, w których krąży mieszanina wody i glikolu. Elementy takiego szkła stosowane są w fasadach i pomieszczeniach wewnętrznych budynków, dla potrzeb ogrzewania i chłodzenia. Celem badań jest ich integracja także z systemami fotowoltaiki, dla obniżenia całkowitego nakładu energii, jednakże bez większego ograniczenia penetracji światła dziennego.

 

 

(...)

- Elementy pewnej fasady bioenergetycznej – rozwój prototypu.

Niemiecki zespół FABIG (TU Dresden i współpracownicy) rozwija tzw. panelowe bioreaktory w szklanych otulinach budynków. Praca wprowadza fasadowy moduł konstrukcyjny – z naciskiem badawczym na przenoszenie obciążeń w połączeniach klejonych.

 

- Rozwój i badanie tafli zespolonych szkła cienkiego i poliwęglanu.

Takie tafle mają mniejszy ciężar własny i wykazują lepsze własności optyczne i mechaniczne, aniżeli tafle zwykłe, trzeba jednak pamiętać o ich mniejszej sztywności. Względy te są ważne w konstrukcji fasad. Praca jest ukierunkowana na dalszy postęp w tej dziedzinie. 

 

- Lekkie szkła zespolone – potencjały redukcji ciężaru poprzez ukierunkowane wykorzystanie sztywności zespolenia.

Wielkie oszklenia wymagają ich zwiększonej sztywności i nośności, ale też obniżenia ich ciężaru własnego. Prowadzi to do stosowania szkła cienkiego i sztywnych warstw pośrednich ze szkła laminowanego. Przedstawiono odnośny model obliczeniowy, uwzględniając też efekty czasu i temperatury. 

 

- Analiza wrażliwości próby skręcania dla uzyskania modułu ścinania szkła zespolonego.

W tym przypadku ważna jest właściwa analiza wytrzymałości warstwy pośredniej. Zastosowano tu eksperyment relaksacyjny w połączeniu z obliczeniową analizą MES.

 

- Nowe elementy szkła FKV dla fasad.

Nowe elementy składają się z kompozytu szkło-plastyk i szkła wapniowo-sodowo-silikatowego. Oba składniki łączą się bez potrzeby stosowania kleju. Praca podaje nowe osiągnięcia w tej dziedzinie. 

 

- Wyznaczanie profili sprężających do hartowania chemicznego tafli szklanych za pomocą napięciowo-optycznych metod pomiarowych.

W przeciwieństwie do szkła hartowanego termicznie, szkło hartowane chemicznie (CVG) charakteryzuje się znacznie wyższym hartowaniem wstępnym do 200 MPa, co z punktu widzenia konstrukcyjnego może stworzyć nowe możliwości dla konstrukcji szklanych. Wstępne hartowanie (wzmacnianie) chemiczne szkła powiększa wielokrotnie jego wytrzymałość mechaniczną i opór temperaturowy. Opisano stosowne badania. 

 

- Transparentne żywice epoksydowe w sklejeniach przenoszących obciążenia.

Takie klejenia są ostatnio głównym przedmiotem badań. Obok własności mechanicznych ważne jest tu zachowanie się sklejeń typu szkło-metal. Dalsze prace są w toku.

 

 

W części 4. mieszczą się następujące prace: 

 

- Rozważanie n/t bezpieczeństwa nagłego pęknięcia szkła cieplnie wzmocnionego wg EN 14179-1.

Stosowanie takiego szkła w fasadach jest niebezpieczne, gdyż może ono nagle ulec awarii. Opracowano jego nową wersję wg EN 14179-1:2016, która ma to eliminować. Jednakże nie znajduje to całościowej akceptacji. Przedstawiono odpowiednie badania statystyczne. 

 

- Połączenie technologii ochrony przeciwsłonecznej w celu uzyskania optymalnej sprawności.

Nowoczesne szklane elementy fasad muszą odpowiadać wymogom ochrony przeciwsłonecznej i izolacji cieplnej oraz – równocześnie – muszą być wystarczająco przezroczyste. Ma to zabezpieczać komfort użytkowników i minimalizować wydatek energetyczny. W warunkach miejskich trzeba nadto zadbać o stosowny ich odblask i właściwości akustyczne, a niekiedy też o wpływ na transmisję sygnałów elektromagnetycznych. W pracy rozważa się wpływ różnych uwarstwień płyt szklanych na te parametry. 

 

- Punkt ciężkości – wyznaczanie wartości technicznych szkła zadrukowanego i uwarstwionego.

W zależności od różnych typów drukowania i nałożenia warstw emalii omówiono sposoby pomiarowego wyznaczania spektrum transmisyjnego i odblaskowego szkła – zgodnie z założeniami normy EN 410:2011. Potrzebne są dalsze badania dotyczące oszkleń geometrycznie skomplikowanych.

 

- Sala plenarna Landtagu w Hanowerze.

Wewnętrzne ściany działowe ze szkła umożliwiają wgląd do sali plenarnej, redukując jednak gwar parlamentarny na zewnątrz. Praca przedstawia stosowne rozwiązania techniczne.

 

- Ramki dystansowe HELIMA w zastosowaniach specjalnych.

Celem zabiegów był rozwój specjalnej ramki dystansowej spełniającej warunki ochrony ppoż. dla klasy EI30. Dalsze badania są planowane.

 

 

Przedstawiona tu książka ma duże zalety poznawcze – także dla aury „szklanych domów” w Polsce. Jest też ważna z tego względu, iż europejskie przepisy dotyczące tego rodzaju budownictwa, będzie trzeba – prędzej czy później – w naszej praktyce budownictwa uwzględniać. Niebagatelnym faktem jest też potrzeba przestrzegania ogólnych zasad zrównoważonego rozwoju, co staje się drogowskazem także dla naszego budownictwa.

 

 

 

 prof. Zbigniew Cywiński

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 06/2018