Czytaj także -

Aktualne wydanie

2019 10 oladka

       10/2019

 

20190444Swiat-Szkla-V4B-BANNER-160x600-PLEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

 LiSEC SS Konfig 480x120

 

 GP19-480x105px

 

 GLASS 480X120

 

Ramki dystansowe z tworzywa sztucznego w dużych szybach zespolonych
Data dodania: 17.05.19

W nowoczesnej architekturze utrzymuje się moda na przeszklone fasady z wąskimi profilami i coraz większymi szybami izolacyjnymi.

 

Oznacza to jednak, że ciężar poszczególnych szyb zespolonych stale wzrasta, co ma ogromny wpływ na obciążenie oddziałujące na uszczelnienie krawędzi.

 

W wielkoformatowych szybach izolacyjnych nadal często stosowane są ramki ze stali nierdzewnej lub z aluminium – przede wszystkim dlatego, że są one uważane za wystarczająco wytrzymałe, aby przenosić dodatkowe obciążenia związane ze szkłem.

 

Ale czy wysokiej jakości ramki dystansowe z tworzywa sztucznego nie są w rzeczywistości lepszym wyborem?

 

 2019 05 18 1

W Museum of Modern Art w Nowym Jorku (architekt: Yoshio Taniguchi), w wielkoformatowych szklanych elementach wchodzących w skład elewacji zastosowano wysokiej jakości ramki dystansowe z tworzywa sztucznego Swisspacer (fot.: Museum of Modern Art)

 

 

Aktualne badanie charakterystyki energetycznej
Większa energooszczędność ramek dystansowych z tworzywa sztucznego w porównaniu z ramkami ze stali nierdzewnej już dawno jest faktem doskonale znanym.

 

Podczas gdy przewodność cieplna tych ostatnich osiąga wartość ok. λ=0,6 W/mK, analogiczna wielkość dla wysokiej jakości ramki dystansowej z tworzywa sztucznego wynosi zaledwie około λ=0,14 W/mK.

 

Jest więc nawet czterokrotnie niższa a przez to dużo bardziej efektywna energetycznie.

 

Efekty energetyczne zastosowania różnych ramek dystansowych w fasadach szklanych zostały ostatnio przebadane przez biuro inżynieryjne Bauwerk z Rosenheim.

 

W badaniach przeprowadzonych na reprezentatywnej fasadzie słupowo-ryglowej, porównanie ramki dystansowej ze stali nierdzewnej z ciepłą ramką z tworzywa sztucznego wykazało przede wszystkim różnice w stratach ciepła w strefie przejściowej pomiędzy szkłem izolacyjnym a ramą (wartość Psi).

 

 2019 05 18 2

Badana fasada słupowo-ryglowa: Element fasady: 1200 mm x 3000 mm; profil aluminiowy 50 mm (szerokość) x 100 mm (głębokość), Uf = 1,1 W/m²K; szyba podwójna: 6-16-6, Ug = 1,1 W/m²K; uszczelnienie wtórne: polisiarczek 5 mm; izolacja pomiędzy krawędziami szkła

 

Dzięki lepszym właściwościom izolacyjnym badanej ramki dystansowej z tworzywa sztucznego, wartość Ucw elementu fasady o wymiarach 1,2 x 3,0 m, z wielkoformatowym szkłem izolacyjnym, można obniżyć o 0,11 W/(m²K), czyli o 8%.

 

Ponadto, przy temperaturach zewnętrznych -10°C w zimie, zastosowanie ramki dystansowej z tworzywa sztucznego na krawędzi szyby pozwala na osiągnięcie temperatury wyższej o 2,4°C, co wyraźnie poprawia komfort użytkowania wnętrza.

 

Na szybie izolacyjnej z tego rodzaju ramką dystansową praktycznie nie powstaje kondensacja, ponieważ punkt rosy jest osiągany dopiero przy temperaturze zewnętrznej -25,5°C.

 

Jeśli natomiast ramka z tworzywa zostanie zastąpiona ramką ze stali nierdzewnej, kondensat wytrąca się już przy temperaturze zewnętrznej -14°C.

 

Wysokiej jakości ramki dystansowe z tworzywa sztucznego mogą zatem w istotny sposób przyczynić się do optymalizacji szklanych fasad pod względem termicznym i energetycznym.

 

 2019 05 18 3

Porównanie ramki dystansowej ze stali nierdzewnej i z tworzywa sztucznego (SWISSPACER)

 

 

Ramki dystansowe nie przenoszą ciężaru szkła
Dlaczego w przypadku projektów szklanych fasad z wielkoformatowymi szybami zespolonymi nadal preferowane są ramki dystansowe ze stali nierdzewnej i aluminium?

 

Jednym z najważniejszych powodów jest – nadal powszechna – niepewność, czy ramki dystansowe z tworzywa sztucznego będą w stanie wytrzymać duże obciążenia generowane przez szyby wielkoformatowe.

 

I tu właśnie tkwi błąd – ponieważ to nie ramka dystansowa, lecz uszczelnienie krawędzi przenosi cały ciężar szyby.

 

Bez względu na to, czy ramka wykonana jest z aluminium, stali nierdzewnej czy tworzywa sztucznego, nie jest to element przeznaczony do przenoszenia obciążeń, zwłaszcza ciężaru dużych pakietów szybowych.

 

Dlatego to nie materiał ramki ma decydujące znaczenie, ale przestrzeganie bardzo specyficznych wymagań podczas obróbki i transportu zespoleń.

 

 

Na co należy zwrócić uwagę podczas obróbki i transportu?

Jeżeli w wielkoformatowych szybach zespolonych mają być zastosowane ramki dystansowe z tworzywa sztucznego, w celu zapewnienia ich trwałości i funkcjonalności należy wziąć pod uwagę szereg istotnych czynników, opisanych poniżej.

 

 

Precyzyjne zwymiarowanie statyczne uszczelnienia wtórnego
W przypadku dużych szyb zespolonych obciążenie uszczelnienia krawędzi jest znacznie większe, dlatego uszczelnienie wtórne musi być wyższe.

 

Z tego względu wymiarowanie statyczne powinno być przeprowadzane z należytą starannością i precyzją. 

 

Obecnie nie istnieje żadna norma europejska w tym zakresie, ale muszą być spełnione wymagania normy EN 1279.

 

W teorii zwymiarowanie statyczne materiału uszczelniającego może być oparte na przewidywanych obciążeniach klimatycznych.

 

W praktyce zalecana wysokość uszczelnienia wtórnego jest zazwyczaj określana na podstawie wartości doświadczalnych, pozyskanych w wielu zastosowaniach, lub na podstawie opisu systemu dostarczonego przez producenta szkła.

 

Do wykonywania praktycznych obliczeń statyki szkła służą dostępne programy, takie jak np. Gastik lub Vitrage Decision, jak również odpowiednie aplikacje producentów szczeliwa.

 

 

 2019 05 18 4

Ramki dystansowe Swisspacer są obecnie stosowane w 90% wszystkich systemów fasadowych z certyfikatem domu pasywnego.

 

 

Prawidłowa procedura produkcji i transportu
W przypadku stosowania ramek dystansowych z tworzywa sztucznego bardzo ważna jest prawidłowa obsługa szkła izolacyjnego ze świeżo założonym materiałem uszczelniającym.

 

Zwłaszcza dlatego, że do tego celu zwykle używane są chwytaki próżniowe.

 

Bezpośrednio po uszczelnieniu świeża masa nie jest w stanie całkowicie przenosić sił ścinających, które powstają podczas podnoszenia szyby izolacyjnej. Część z nich jest również przenoszona na ramkę dystansową.

 

Aby zapobiec jej uszkodzeniu, stosowana jest następująca praktyka: przy manipulowaniu chwytakami próżniowymi producent szkła izolacyjnego musi określić dla swojego systemu maksymalną dopuszczalną masę szkła izolacyjnego z ramkami dystansowymi z tworzywa sztucznego – np. 500 kg.

 

Do przenoszenia szyb zespolonych o większej masie chwytaki nie są wystarczające – szyby te muszą być ponadto podparte mechanicznie urządzeniami podnośnikowymi („pazurami”) (patrz zdjęcie).

 

W przypadku bardzo dużych szyb zespolonych zalecane jest, by podczas produkcji szyba była ułożona poziomo. Aby zapobiec uszkodzeniu ramki, należy stosować klocki podpierające ciężar szyby górnej.

 

Ważne jest, by podczas składowania szkła izolacyjnego na stojakach krawędzie szyb izolacyjnych całkowicie się ze sobą stykały, aż do pełnego utwardzenia masy uszczelniającej.

 

Niweluje to działanie sił ścinających i zapobiega uszkodzeniu ramki dystansowej. Na wszystkich dalszych etapach procesu, aż po transport i montaż, wymagania dotyczące szkła izolacyjnego z ramkami dystansowymi z tworzywa sztucznego nie odbiegają od tych przyjętych dla ramek ze stali nierdzewnej lub aluminium.

 

 2019 05 18 5

Zastosowana oprócz chwytaków próżniowych konstrukcja dźwigowa zapewnia stabilność podczas przenoszenia i zapobiega działaniu sił ścinających

 

 

Ostrożny montaż
W chwili montażu szyb wielkoformatowych szczeliwo wtórne jest już zazwyczaj całkowicie utwardzone. 

 

I chociaż jest ono zaprojektowane tak, by przenosić wszystkie obciążenia generowane przez szyby, należy zachować szczególną ostrożność również podczas pracy z dźwigami i chwytakami próżniowymi.

 

W przypadku szczególnie dużych szyb zespolonych niejednokrotnie projektowane są rozwiązania specjalne, których statyka umożliwia montaż pakietu przy użyciu dźwigu, niezależnie od rodzaju ramki dystansowej.

 

 

Krytyczny punkt „rozszerzalność cieplna”?
Kolejną, często poruszaną kwestią jest różna rozszerzalność liniowa szkła i tworzywa sztucznego.

 

Szczególnie w przypadku ekstremalnych różnic temperatur między pomieszczeniem a otoczeniem zewnętrznym – teoretycznie – mogłoby następować pogorszenie trwałości szkła izolacyjnego.

 

W praktyce jednak nie ma na to dowodów, a duże szyby zespolone z ramkami z tworzywa sztucznego sprawdzają się doskonale od ponad 15 lat.

 

Dzięki udziałowi w ramkach Swisspacer włókien szklanych, wynoszącemu 35%, rozszerzalność cieplna jest znacznie zredukowana.

 

Ramki dystansowe z tworzywa sztucznego mają zatem prawie taki sam współczynnik rozszerzalności liniowej, jak ramki aluminiowe, które od dziesięcioleci stosowane są w wielkoformatowych szybach zespolonych i są uważane za niezawodne.

 

 

Wnioski
Doświadczenie pokazało, że wysokiej jakości ramki dystansowe z tworzywa sztucznego mogą być bez problemu stosowane również w dużych szybach zespolonych o długości boku do 7 m.

 

Z jednej strony przewyższają one pod względem parametrów energetycznych ramki ze stali nierdzewnej i dlatego są szczególnie odpowiednie, jeśli chodzi o poprawę ogólnej charakterystyki energetycznej.

 

Z drugiej strony, ramki z tworzywa sztucznego mogą bez problemu przenosić również większe obciążenia – pod warunkiem, że podczas produkcji i transportu zostaną spełnione określone, ważne wymagania.

 

Dowodem funkcjonalności ramek z tworzywa sztucznego w długiej perspektywie czasowej są liczne projekty referencyjne zrealizowane w ciągu minionych 15 lat.

 

 

Karl-Theo Roes
SWISSPACER

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji:  Świat Szkła 5/2019
  

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik