Wydanie 3/2005
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 3/2005
Rozkrój szkła płaskiego w historii szklarstwa przechodził wiele etapów. Początki to rozkrój ręczny, gdzie wykorzystywano ziarno diamentu naturalnego do zarysowania. Dzień dzisiejszy to automatyczne linie krojące o bardzo dużych wydajnościach oraz wysokim stopniu automatyzacji.
W grupie automatycznych urządzeń do rozkroju szkła możemy rozróżnić maszyny, które uwzględniają specyfikę danego segmentu rynku szklarskiego.
Generalnie należy rozróżnić rozkrój automatyczny szkła:
• architektonicznego (szkło okienne, fasady szklane, szkło meblowe, szkło dla sprzętu AGD, itp.);
• samochodowego (szyby samochodowe, dla kolejnictwa, dla maszyn specjalistycznych, itp.).
Krojenie szkła architektonicznego odbywa się zwyczajowo na liniach krojących, które wymiarowo są przystosowane do formatek produkowanych w hutach szkła płaskiego.
W zależności od pozycji, w jakiej szkło jest krojone, rozróżniamy:
• linie oraz urządzenia do rozkroju szkła w pozycji pionowej,
• linie i urządzenia do rozkroju szkła w pozycji poziomej.
Najbardziej rozpowszechnione i głównie stosowane są linie do rozkroju szkła pracujące w pozycji poziomej.
Jednakże różnorodne sposoby dalszej obróbki szkła, w zależności od jego przeznaczenia spowodowały, że linie do rozkroju szkła w pozycji pionowej znajdują również swoje miejsce.
Urządzenia do rozkroju szkła architektonicznego
1. Pionowy stół do rozkroju, nowość firmy Bystronic Glass
Charakterystyka produktu:
• Rozkrój szkła płaskiego typu float oraz szkieł typu Low E,
• Precyzyjne cięcie formatek typu prostokąt oraz różnorodnych kształtów,
• Redukcja sortowania oraz prac manualnych,
- Wzrost elastyczności linii,
- Optymalna regulacja wielkości produkcji.
Stół krojący pionowy
• W pełni automatyczne pionowe wycinanie kształtowych formatek.
• Automatyka w osiach X-Y-Z oraz bardzo staranne wyłamywanie.
• Bezpośrednie połączenie z systemem automatycznego systemu sortowania strunowego.
• Opcja z przenośnikiem szablonów łamiących.
Zakres produkcyjny:
VERTICUT typ M, Wymiar szkła 2750x3650 mm, VERTICUT typ L, Wymiar szkła 3300x6100 mm.
2. Poziome linie do rozkroju szkła płaskiego produkowane przez Bystronic Glass
Stoły do rozkroju szkła indywidualnego poza linią technologiczną.
Typ SMART CUT
• Uniwersalny stół do krojenia i obłamywania szkła dla różnorodnych formatek szkła.
• Ekonomiczny i elastyczny rozkrój.
• Łatwość obsługi oraz minimalna ilość miejsca do montażu.
• Możliwość wyposażenia opcjonalnego jak: szlifowanie powłoki, skanowanie formatek, itp.
Zakres produkcji
• Smart Cut typ M, wymiar szkła 2750x3810 mm; Smart Cut typ L, wymiar szkła 3300x6100 mm.
Stół krojący typ SMF
• Dynamiczny rozkrój szkła o dowolnych kształtach oraz wysokiej precyzji cięcia.
• Najwyższa szybkość krojenia.
• Idealna dla dużych formatek.
• Koncepcja modularna linii dająca różnorodne możliwości konfiguracji w zależności od potrzeb.
• Opcjonalnie wyposażana w urządzenie szlifujące miękką powłokę
Zakres produkcyjny:
Stół typu SMF M, wymiar szkła 2750x3810 mm; Stół typ SMF L, wymiar szkła 3300x6100 mm.
Urządzenie LAMICUT to:
• Precyzyjne cięcie oraz odseparowanie folii i szkła.
• W pełni automatyczny rozkrój szkła laminowanego XYZ.
• Kompaktowa konstrukcja.
• Opcjonalnie wyposażona w szlifierkę do miękkiej powłoki (szlifowanie kształtowe).
Urządzenie produkowane w dwu typach:
• LAMICUT typ M, wymiar krojonego szkła 2750x3810 mm
• LAMICUT typ L, wymiar krojonego szkła 3300x6100 mm
Przetwórstwo szyb samochodowych
Rozkrój i obłamywanie szyb samochodowych
Rozkrój szyb samochodowych odbywa się na liniach krojących.
Pierwszy etap to załadunek formatki na transporter. Odbywa się on ręcznie lub automatycznie. Następnie szkło jest trans-
krój formatki daje widoczne efekty w kolejnych operacjach jak szlifowanie krawędzi szkła. Należy pamiętać, że im mniejszy naddatek na szlifowanie tym krótszy czas obróbki oraz mniejsze zużycie narzędzi diamentowych.
Linie do rozkroju szkła obejmują również różnego rodzaju systemy załadunku i magazynowania.
W procesie przetwórstwa szkła płaskiego używamy tafli szkła o różnych parametrach: od czystego szkła float po szkło z miękkimi i twardymi powłokami. Aby usprawnić proces rozkroju koniecznym jest dobra organizacja załadunku tafli szkła na stół krojący. Uzyskanie sprawnego załadunku wymusza konieczność zbudowania magazynu szkła.
Systemy załadunku i magazynowania szkła
Uchylne systemy załadowcze
Systemy załadowcze uchylne mogą być stacjonarne oraz ruchome. System stacjonarny można wykonać jako uchylny jednostronnie oraz uchylny dwustronnie. Daje to możliwość automatycznego załadunku jednej lub dwu różnych formatek. Tego typu stoły stanowią element linii krojącej.
portowane na stanowisko rozkroju, gdzie jest krojony kształt szyby.
Po zarysowaniu szyba jest obłamywana. Po obłamaniu gotowa, wykrojona szyba jest transportowana do następnego etapu obróbki.
Szlifowanie krawędzi szyby oraz wiercenie otworów
Szlifowanie krawędzi odbywa się na szlifierce PSM, która jest maszyną CNC wyposażoną w elektrowrzeciono. Stosowane szlify to szlif ołówkowy, pełny (pół-wałek).
Tą techniką szlifowane są szyby samochodowe przednie, boczne i tylne. Szyby boczne, jak również niektóre modele szyb tylnych wymagają wiercenia otworów.
Szyba, po wyszlifowaniu krawędzi, jest transportowana na przenośnik, a następnie, jeżeli proces tego wymaga, ładowana na stanowisko wiercenia otworów. Po wywierceniu szyba ponownie jest ładowana na przenośnik i transportowana do myjki mechanicznej.
Proces rozkroju jest pierwszym etapem w procesie przetwórstwa szkła płaskiego. Jednocześnie jest bardzo ważny dla dalszego procesu. Precyzyjny i dokładny roz-
Hydrauliczne, uchylne stoły załadowcze
Uchylne stoły załadowcze z napędem hydraulicznym mogą być wykonywane jako:
• jednostronnie uchylny, hydraulicznie stół załadowczy,
• dwustronnie uchylny hydraulicznie stół załadowczy,
• dwustronnie uchylny stół załadowczy z mostem jezdnym.
Stoły hydraulicznie uchylne, jednostronne i dwustronne są stacjonarne. Pozwalają na automatyczny załadunek do dwóch różnych typów szkła lub rozmiarów.
Stół hydrauliczny z obustronnym załadunkiem oraz mostem jezdnym daje możliwości przesuwania się wzdłuż szyn jezdnych. Jednak ograniczeniem jest sto-
sunek długości torowiska do czasu załadunku
System załadunku z suwnicą bramową
Bardzo elastyczny system, który pozwala skonfigurować automatyczny załadunek zgodnie z życzeniami i możliwościami powierzchniowymi klienta. Suwnica bramowa może być konfigurowana w prostokącie lub kwadracie. Taki układ pozwala na zastosowanie stojaków typu ,A" co znacznie poprawia koncentracje szkła na dostępnej powierzchni załadunku. Najnowsze rozwiązania pozwalają na automatyczne logowanie się stojaków transportowych Jumbo do systemu automatycznego magazynowania i załadunku. Pozwala to na eliminację oddzielnego wyładunku pakietów szkła ze stojaka transportowego na stojak magazynowy.
Automatyczny system magazynowania szkła dla pionowej linii do rozkroju
Jest to unikalne rozwiązanie z systemem załadunku formatek do pionowego stołu krojącego. System jest pomyślany jako modułowy. Magazyn może pomieścić 12 lub 24 rodzaje szkła. Takie rozwiązanie umożliwia bardzo szybką zmianę rodzaju szkła.
Zarówno zasilacze jak stojaki magazynowe są budowane w dwu rozmiarach:
• model W, o wymiarach szkła 2750x3650 mm,
• model L, o wymiarach 3300x6100 mm.
Tego typu zasilacze oraz pionowe stojaki magazynowe mają szerokie zastosowanie szczególnie przy produkcji szyb zespolonych. Linie do zespalania pracują w układzie pionowym stąd możliwość zastosowania pionowego rozkroju pozwala na uproszczenie procesu i jego skuteczniejszą automatyzację.
Stanisław Witek
MC Diam Sp. z o.o.
więcej informacji: Świat Szkla 3/2005
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 3/2005
Piaskarki MAGNETOMAT, produkowane przez austriacką firmę S.A.G. należą do najlepszych w swojej klasie w Europie. Niepodważalnym ich atutem jest bezpyłowa praca oraz oszczędność czasu. Niestety, dotychczas klienci zainteresowani ich zakupem nie mogli liczyć na bezpośrednią pomoc doradców technicznych w zakresie ich eksploatacji. Zakupu bowiem można było dokonać tylko bezpośrednio w Austrii, gdzie znajdował się również serwis. Obecnie nie stanowi to już problemu, ponieważ zarówno sprzedaż, jak i obsługa gwarancyjna i pogwarancyjna odbywa się w Polsce. Magentomaty produkowane są w czterech wersjach: T2, T3, T4 i T5. W kraju pracują aktualnie trzy Magnetomaty typu T3 i jeden typu T5.
Magnetomat T2
Austriacki patent na ten typ kabiny piaskującej umożliwia szybką i niespotykanie czystą pracę, gdyż szklana kabina zapewnia doskonałą ochronę przed kłopotliwym kurzem i krzemionką. Dysza piaskująca i rękojeść przymocowane są magnesami do przedniej szyby kabiny i umożliwiają szybką i precyzyjną pracę. Dysza piaskująca przesuwana jest ręcznie po powierzchni szyby kabiny, dzięki czemu można precyzyjnie obrabiać powierzchnie szklane, lustrzane i akrylowe, nie narażając się na zapylenie. Oddzielanie pyłu od czynnika piaskującego możliwe jest dzięki systemowi filtrującemu zaopatrzonemu w cyklon separujący. Dzięki temu czynnik piaskujący może być wielokrotnie odzyskiwany i używany w produkcji. Zalety urządzenia:
• Sprawdzony wkład filtrujący
• Doskonały widok na miejsce pracy
• Automatyczne wyważenie rękojeści pistoletu piaskującego
• Łatwość operowania pistoletem
• Optymalny kąt piaskowania obiektu
• Łatwy dostęp do piaskowanego szkła poprzez otwierany front kabiny piaskującej.
• Dysza piaskująca wykonana z węglika boru (borcarbide B4C) zapewnia bardzo długą trwałość urządzenia.
• Oddzielacz cyklonowy zapewnia oddzielanie materiału ściernego od krzemionki
Magnetomat T 3
Jest to jeden z trzech typów piaskarek automatycznych (praca nie wymaga operowania ręcznego dyszą piaskującą). Najważniejszą cechą różniącą T3 od innych piaskarek jest to, że szkło jest przytwierdzone do ściany maszyny i nie przesuwa się. Kabina piaskująca wraz z dyszami porusza się zgodnie z poleceniami z systemu kontrolnego. Aby uniknąć uszkodzeń tylnej płaszczyzny szyby, ściana maszyny pokryta jest gumą. Urządzenia ssące zapewniają bezpieczne utrzymanie pozycji pionowej tafli szklanych. Dysza porusza się automatycznie pionowo i jest kontrolowana przez urządzenie regulujące częstotliwość jej pracy. Poszczególne funkcje piaskarki, jak praca systemu przyssawek, kabiny piaskującej, ruch dyszy i filtr są kontrolowane przez zautomatyzowany system kontrolny.
Praca dysz piaskujących może odbywać się także w trybie ręcznym, poprzez odblokowanie i manualne przesuwanie dyszy. Dysza jest mocowana do szyby kabiny piaskującej za pomocą magnesu i porusza się dzięki ciśnieniu powietrza.
Wyposażenie tylnej ściany maszyny w magnesy pozwala na stosowanie metalowych szablonów.
Dane techniczne:
Wymiary:
Wysokość: 2300 mm
Szerokość: 1400 mm (3200 mm z ramionami do przesuwu szkła) 1500 mm
Głębokość: Powierzchnia piaskowana: Wysokość: 1050 mm
Szerokość: 800 mm
Łącznie wartości podłączenia: Wyjście elektryczne: około 1,4 kW
Ciśnienie powietrza: 5-6 barów
Zużycie powietrza: 900 l/min
Instalacje elektryczne:
Maszyna jest wyposażona we wszystkie niezbędne elementy tak jak ograniczniki fotoelektryczne, wyłączniki przeciążeniowe, i silniki do operacji zabezpieczających. Wszystkie elementy kontrolne i wyłączniki są zainstalowane we właściwych szafkach i okablowane wewnętrznie.
Wstrząsowy filtr połączony z systemem oddzielaczy cyklonowych oddziela materiał ścierny od krzemionki. Zalety urządzenia:
• Wytrząsany filtr automatyczny z systemem odpylającym.
• Doskonały widok na strefę pracy.
• Automatyczny ruch dyszy piaskującej
• Ręczne piaskowanie małych elementów
• Możliwość piaskowania przedmiotów okrągłych na specjalnym stoliku (oferta dodatkowa)
Szerokość - max 600 mm Wysokość - max 1200 mm Głębokość - max 400 mm
Magnetomat T3 standardowo wyposażony jest w 1 komplet pompy próżniowej ze ssawką śr. 50 mm oraz 1 magnes sztabkowy (50x50x20) wraz z aluminiową osłoną.
Klient sam, według własnych potrzeb dobiera ilość oraz położenie ssawek i magnesów (dodatkowe wyposażenie).
Dane techniczne:
Wymiary:
Wysokość: około 2300 mm
Szerokość: 4200 mm
Głębokość: max 1900 mm
Wysokość piaskowania: około 1200mm
Szerokość piaskowania: około 2800 mm
Ciśnienie powietrza: 5-6 barów
Zużycie powietrza: 1000 l/min
Magnetomat T4
Przeszklona kabina zapewnia świetne warunki do obserwacji procesu piaskowania. Płynny ruch dyszy zapewnia także oczyszczanie powierzchni roboczej, co umożliwia widzenie całego piaskowanego szkła.
Do strefy pracy można dostać się, poprzez otwarcie przeszklonych drzwi kabiny piaskującej (2400x400 mm).
Ruch posuwisto-zwrotny dyszy, precyzyjne sterowanie kabiną piaskującą oraz dokładne kontrolowanie pracy strumienia piaskującego, zapewnia optymalne rezultaty piaskowania. Prędkość posuwu dyszy, ciśnienie piaskowania oraz ilość materiału piaskującego mogą być zmieniane, co zapewnia możliwość oddziaływania na piaskowany obiekt. Dysza jest zawsze ustawiono pod kątem 90o do powierzchni szkła.
Wydatek materiału piaskującego jest niewielki. Oddzielacz cyklonowy stale oddziela pył od materiału piaskującego. Zużyty materiał ścierny powraca do maszyny do ponownego wykorzystania.
Wszystkie czynności przeprowadzane są automatycznie po ich zaprogramowaniu.
By uniknąć uszkodzeń piaskowanego szkła, ściana maszyny jest pokryta warstwą gumy. Specjalne ssawki oraz podłoże zapewniają stałe położenie piaskowanego elementu (elementów). Dysza przesuwa się automatycznie zgodnie z wprowadzonym programem. Wszystkie czynności, jak ruch kabiny, proces piaskowania oraz filtrowanie powietrza są pod stałą kontrolą systemu. Wszystkie ruchy dysz mogą być też kontrolowane ręcznie.
Dane techniczne:
Wysokość: 3450 mm
Szerokość: 4100 mm
Szerokość kabiny: 500 mm
Głębokość: 2100 mm
Wysokość piaskowania: 2250 mm
Szerokość piaskowania: 3000 mm
Wydajność piaskowania: zależna od wysokości piaskowania - 15 m2/h
Max wymiary obszaru piaskowania:
Wys.: 2250 mm
Szerokość: nieograniczona
Grubość szkła: 3-40 mm
Ciśnienie powietrza: 5-6 barów
Zużycie powietrza: 1200 l/min.
Magnetomat T5
Magnetomat T5 jest największym z produkowanych przez firmę S.A.G. typem piaskarki. Został również wyposażony w dodatkową dyszę piaskującą (jedna porusza się w pionie, druga w poziomie), co znacznie przyspiesza proces piaskowania -nawet do 25 m2/h. W Magnetomacie T5 nie ma możliwości operacji manualnych -praca dysz jest w pełni zautomatyzowana. Tak jak w przypadku pozostałych maszyn, wszystkie czynności, jak ruch kabiny, proces piaskowania oraz filtrowanie powietrza, są pod stałą kontrolą systemu.
Dane techniczne:
Wysokość: 3550 mm
Szerokość: 4700 mm
Szerokość kabiny: 600 mm
Głębokość: 2500 mm
Wysokość piaskowania: 2250 mm
Szerokość piaskowania: 3300 mm
Wydajność piaskowania: zależna od wysokości piaskowania
- 25 m2/h.
Max wymiary obszaru piaskowania:
Wys.: 2400 mm
Szerokość: nieograniczona
Grubość szkła: 3-40 mm
Ciśnienie powietrza: 5-6 barów
Zużycie powietrza: 3000 l/min.
więcej informacji: Świat Szkla 3/2005
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 3/2005
Projektowanie ekranów akustycznych wiąże się z kompleksowymi analizami akustycznymi, inżynierskimi i architektonicznymi. Ekrany muszą spełniać szereg ścisłych wymagań technicznych. Dotyczy to w sposób szczególny przezroczystych ekranów typu odbijającego. Decyzja o zastosowaniu ekranu akustycznego na danym terenie powinna być poprzedzona analizą akustyczną celowości i możliwości zrealizowania skutecznego oraz ekonomicznie uzasadnionego ekranu w danej sytuacji urbanistycznej.
Wielkość, która określa skuteczność działania ekranu jest to jego efektywność akustyczna, określona jako różnica poziomów ciśnienia akustycznego w punkcie obserwacji przed wprowadzeniem oraz po wprowadzeniu ekranu.
Projektując ekran akustyczny wyznaczamy jego geometrię oraz usytuowanie względem źródła i odbiorcy na podstawie wymaganej efektywności akustycznej. Usytuowanie jest często narzucone warunkami terenu, czy też wymiarami skrajni drogowej, dlatego obliczenia sprowadza się do określenia potrzebnej wysokości spełniającej wymóg żądanej efektywności ekranu.
Prezentowane w pracy ekrany trans-paretne, w przykładach z całego świata są świadectwem ogromnej gamy możliwości kształtowania ekranów, wykorzystujących szkło akrylowe, którego specyfika opisywana była już na łamach tego pisma.
Ekrany akustyczne w powiązaniu z budowlą mostową
W 2003 roku, w ciągu autostrady A113 Berlin - Britz wzniesiono widoczny na fot. 1 ekran akustyczny o łącznej powierzchni 500 m2. Barierę tę
Fot. 1. Ekran akustyczny na obiekcie mostowych o konstrukcji łukowej
zamontowano na obiekcie mostowym, o konstrukcji łukowej i trzeba podkreślić, że bardzo dobrze ona harmonizuje z bryłą mostu. Stalowe słupy konstrukcyjne ekranu mają identyczne zabarwienie jak zabezpieczenie antykorozyjne stalowej konstrukcji mostowej. Ekran wypełnia szkło akrylowe PLE-XIGLAS SOUNDSTOP® GS CC, w płytach o grubości 20 mm, w wersji zbrojonej czarnymi włóknami poliamidowymi. Całość stanowi jakby integralną część budowli mostowej.
Generalnie hałas komunikacyjny, pochodzący od taboru poruszającego się po obiektach mostowych, emitowany jest na większą odległość, w porównaniu z odcinkami trasy komunikacyjnej poza mostem, dlatego niezwykle istotne jest skuteczne ekranowanie mostów, wiaduktów, czy estakad.
Szacuje się, że podczas realizacji programu budowy autostrad i dróg ekspresowych w Polsce konieczne będzie wybudowanie około 1500 nowych obiektów mostowych. Zatem znajomość zagadnień inżynierii mostowej wraz z akustyką środowiska, ma przyszłościowy, rozległy wymiar, gdyż każda nowa, bądź modernizowana inwestycja komunikacyjna w Polsce, według m.in. standardów unijnych, musi być poprzedzona analizą jej wpływu na środowisko.
Niedawno w Krakowie powstała popularnie zwana Trasa Galicyjska, czyli ul. Wita Stwosza, z kompleksem estakad, zrealizowanych łącznie z przezroczystymi ekranami akustycznymi (fot. 2 i 3), które nie ograniczają widoczności na teren przyległy i są nie narzucającym się wizualnie dodatkiem konstrukcyjnym. Niestety ze względów ekonomicznych ekrany te zaproponowano z niezbrojonych płyt transparetnych. W przypadku kolizji z taborem samochodowym są one rzecz jasna mniej trwałe i mniej bezpieczne w momencie uderzenia, niż panele zbrojone.
Ekrany na estakadach dają możliwość akustycznego chronienia terenów przyległych, a ze względu na przebieg granicy cienia akustycznego (wyznaczającą strefę ochrony akustycznej) są w stanie ograniczyć poziom hałasu również na wyższych kondygnacjach budynków, ustytuowanych w sąsiedztwie estakad.
Znakomicie, że śródmiejskie estakady realizowane są wespół z ekranami przezroczystymi, gdyż nie ograniczają one widoczności z tych obiektów mostowych, nie powodują optycznego zawężenia trasy komunikacyjnej, architektonicznie świetnie komponują się z całościowym image konstrukcji.
W sytuacji zastosowania elementów ekranujących po obu stronach trasy komunikacyjnej, wprowadzeniu elementów przeciwległych, najczęściej równoległych, co ma miejsce np. na wiaduktach drogowych - może towarzyszyć
temu wzrost poziomu dźwięku w punkcie odbioru. Ilustrację owego zjawiska przedstawia fot. 4.
Obok fali dźwiękowej bezpośredniej, ugiętej na krawędzi ekranu B do obserwatora dociera fala odbita od ekranu A, w stosunku do której ekran B wykazuje znacznie mniejszą efektywność ze względu na zmniejszenie różnicy dróg (AB + BO - OA).
W wytworzonej sytuacji efekt ekranowania może być zniwelowany przez wielokrotne odbicie pomiędzy ekranami.
Zabezpieczeniem przed niekorzystnym działaniem odbić jest m.in. zmiana kształtu ekranu - usytuowanie ekranu pod kątem, pozwalająca na skierowanie dźwięku odbitego poza obszar chroniony. Fot. 5 prezentuje tego typu konstrukcję przezroczystego ekranu ustawionego właśnie z pewnym, założonym odchyleniem od pionu.
Innym przykładem (fot. 6) akustycznego ekranu mostowego jest barwna (w kolorze Midnight Blue Satin) tafla ekranu na wiadukcie kolejowym, na trasie kolei podmiejskiej w Dublinie w Irlandii.
Modernizacja systemu transportowego w Polsce odnosi się między innymi również do linii kolejowych. Niektóre linie są obecnie przebudowywane w celu umożliwienia ruchu pociągów z dużymi prędkościami. Ważnym tematem jest zatem kierunek, w jakim należy modernizować istniejące obiekty mostowe, a w przypadku nowo budowanych, jak kształtować budowlę z uwzględnieniem
Na Dalekim Wschodzie powstały i wciąż powstają ekrany transparentne z ogromnym rozmachem, wyrażającym się w powierzchniach zastosowanych tafli szkła akrylowego, wysokości projektowanych barier akustycznych i nadaniu pewnego odrębnego wyrazu estetycznego.
Przykładem ciekawej realizacji jest ekran japoński o łącznej powierzchni 7500 m2 (na bazie PLEXIGLAS SOUND-STOP® GS i GS CC, o grubości tafli 15 mm), powstały w 2003 roku w ciągu autostrady Keiyou w rejonie Baraki (fot. 7). Pożądaną efektywność ekranu uzyskano poprzez odpowiednią wysokość, a także zakrzywienie płaszczyzny zastosowanych barier dwustronnych, w celu odpowiedniego „zadziałania" na falę akustyczną, propagowaną w tym swoistym komunikacyjnym korytarzu. Zakrzywienie płaszczyzny, przyczyniło się do efektywności ekranowania, ale również podniosło w sposób niebywały efektowność tej konstrukcji.
W Hong Kongu zaprojektowano niespotykany dotąd na taką skalę ekran, który ma również część górną - przezroczysty dach (fot. 8). Gigantyczna płaszczyzna całkowita, tego kompleksowego zabezpieczenia antyhałasowe-go, stanowi 60000 m2 i jest na pewno rekordową powierzchnią w skali światowej. Ściany boczne przewidziano z materiału PLEXIGLAS SOUNDSTOP GS® o jasno zielonym zabarwieniu, ze względu na ograniczenie refleksów świetlnych.
Ta niewiarygodna konstrukcja ekranu zaprojektowana została na odcinku 3 km drogi oznaczonej symbolem T7 w dystrykcie Ma On Shan. Największą powierzchnię, w tym mega ekranie, zajmuje przezroczysty, bezbarwny dach -około 38 000 m2.
W Hong Kongu, mieście o fascynującej architekturze, olbrzymim natężeniu ruchu komunikacyjnego, przy rozbudowanej przebogato sieci połączeń drogowych, ekrany powstają często w formie bardzo wysokich, potężnych barier, w celu ochrony jak najwyższych kondygnacji wieżowców. Jeszcze jeden przykład, pochodzący z tego rejonu świata pokazano na fot. 9.
Ekrany europejskie o ciekawej formie architektonicznej
Widoczny na fot. 10 ekran akustyczny powstał w roku 2000 w ciągu niemieckiej autostrady A9 Norymberga--Berlin i jest ciekawą pod względem estetycznym propozycją niekonwencjonalnego urozmaicenia monotonii w przebiegu konstrukcji ekranu.
Wykorzystano tu ładne, wyróżniające się w kształcie płyty o kontrastującej barwie oraz narzucono pewien rytm elementów, budujących tę barierę akustyczną.
Na pewno, dzięki tym podjętym zabiegom, użytkownik autostrady jest w stanie rozróżnić, zauważyć, zapamiętać ten charakterystyczny punkt szlaku komunikacyjnego.
W ostatnich latach we Francji wy-konstruowano wiele interesujących rozwiązań barier antyhałasowych i pokaźna ich rzesza też wykorzystuje przezroczyste szkło akrylowe.
Nietuzinkowym przykładem ekranu (fot. 11) jest inwestycja zrealizowana na przełomie lat 1995/1996 w ramach autostrady A14, w relacji Paryż-Normandia.
Płaszczyzna tej bariery zawiera 10000 m2 tafli tworzywa PLEXIGLAS i przybrała niezmiernie ekspresyjną formę.
Przezroczyste płyty ekranu nie prze-szkadają podziwiać pięknych krajobrazów, wszędzie tam gdzie autostrady przebiegają w urozmaiconym krajobrazie. Przedstawiane na fot. 12 i 13 realizacje, pochodzące z Austrii są tego niezbitym dowodem.
Ekrany zmontowane z przezroczystych płyt zwykłych, niezbrojonych (takich jak na fot. 12 i 13) ze względu na ochronę ptaków powinny mieć u góry ciemny pas o szerokości co najmniej 10 cm, a natomiast najwyżej umocowane przezroczyste płyty zbrojone powinny mieć włókna w kolorze czarnym.
Jeśli nie stosuje się w ekranie czarnego pasa, to wówczas oznacza się tę przeszkodę w taki sposób jak na prezentowanych ekranach z Austrii.
Zakończenie
Świat już dawno wszedł w erę powszechnej komputeryzacji i przestrzeni wirtualnych, w epokę szybkich przeobrażeń. Fantastyczne możliwości współ-
czesnych technologii z łatwością pozwalają na znalezienie nowej, właściwej dla tych czasów formy architektonicznej.
Budownictwo komunikacyjne na świecie wciąż zaskakuje nowymi fantastycznymi postaciami architektonicznymi mostów czy tuneli, ekrany akustyczne też w pewien sposób podlegają przeobrażeniom. Nie zadawala już prosta, mało wyszukana ich forma.
Dzięki wykorzystywaniu transparet-nego PLEXIGLAS można realizować coraz bardziej oryginalne, efektowne wizje.
Należy jednak podkreślić pewną specyfikę miejsca występowania ekranów akustycznych, która bezsprzecznie wiąże się z ich architektoniczną postacią.
W jednym z najbardziej zagrożonych mieście na świecie, pod względem wysokiego pułapu ponadnormatywnego hałasu - Hong Hongu ekrany przybierają formę mega gigantów, ale na przykład ekran z Alaski jest pewnego rodzaju kameralnym elementem przestrzeni (fot. 14).
Beata Stankiewicz
Politechnika Opolska
Literatura:
Bliszczuk J., Barcik W., Hilderbrand M., Obiekty mostowe wybudowane w Polsce w latach 1999-2004, Konferencja Nukowo-Techniczna „Problemy budownictwa", Krynica 2004.
Engel Z., Ochrona środowiska przed drganiami i hałasem. PWN, Warszawa 2001.
Mańko Z., Stankiewicz B., Walka z hałasem komunikacyjnym w miastach. Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław-Opole 2002.
Makarewicz R., Hałas w środowisku. Ośrodek Wydawnictw Naukowych, Poznań 1996.
Stawicka-Wałkowska M., Ekrany akustyczne. XVII rozdział pracy zbiorowej (red. Z. ENGEL). Wibroakustyka maszyn i środowiska, Wiedza i życie, Warszawa 1995.
www.roehm.com
patrz też:
- Santiago Calatrava – kreator piękna przestrzeni , Beata Stankiewicz, Świat Szkła 1/2011więcej informacji: Świat Szkla 3/2005
- Szklane ekrany akustyczne , Jan Adamczyk, Dorota Szałyga-Osypanka, Świat Szkła 12/2010
- Szklane ekrany akustyczne (SAKS Engineering), Świat Szkła 12/2010
- Ekrany akustyczne (TUPLEX) , Świat Szkła 12/2010
- Krawędziowe wzmacniacze skuteczności tłumienia ekranów akustycznych , Świat Szkła - portal
- PLEXIGLAS SOUNDSTOP , Świat Szkła - portal
- Efektowne i efektywne realizacje przezroczystych ekranów akustycznych, Beata Stankiewicz, Świat Szkła 3/2005
- Specyfika przezroczystych ekranów akustycznych , Beata Stankiewicz, Świat Szkła 2/2005
oraz:
- Przykłady zastosowania szkła w architekturze w aspekcie akustyki wnętrz , Jan Adamczyk, Dorota Szałyga-Osypanka, Świat Szkła 11/2010
- Ocena akustyczna okien według zharmonizowanej normy wyrobu, Anna Iżewska, Świat Szkła 7-8/2010
- Izolacyjność akustyczna drzwi, Anna Iżewska, Świat Szkła 3/2010
- Ocena akustyczna szyb zespolonych, Anna Iżewska, Świat Szkła 10/2009
- Nowy rynek okien, Jacek Danielecki, Świat Szkła 3/2009
- Charakterystyka akustyczna budynku, Jacek Danielecki, Świat Szkła 2/2009
- Szkło i ochrona przed hałasem, Jolanta Lessig, Świat Szkła 1/2009
- Hałas pogłosowy w przestrzeniach przeszklonych, Jacek Danielecki, Świat Szkła 1/2009
- Właściwości akustyczne nawiewników powietrza, Jacek Nurzyński, Świat Szkła 9/2008
- Deklarowanie wskaźnika izolacyjności akustycznej budynku, Jacek Danielecki, Świat Szkła 7-8/2008
- Szklana powłoka budynku, a hałas środowiskowy, Jacek Danielecki, Świat Szkła 4/2008
- Akustyczne refleksje po seminarium Świata Szkla, Jacek Danielecki, Świat Szkła 1/2008
- Mapy akustyczne miast a okna, Jacek Danielecki, Świat Szkła 12/2007
- Wpływ powierzchni okna na izolacyjność akustyczną przegrody zewnętrznej, Jacek Danielecki, Świat Szkła 11/2007
- Budynki niebezpieczne akustycznie dla obywatela IV RP, Jacek Danielecki, Świat Szkła 10/2007
- Ochrona przed hałasem a miejsce zamieszkania, Gerard Plaze, Świat Szkła 10/2007
- Zapotrzebowanie na okna akustyczne w obszarach aglomeracji miejskiej, Jacek Danielecki, Świat Szkła 9/2007
- Izolacyjność akustyczna lekkich ścian osłonowych o konstrukcji słupowo-ryglowej, Barbara Szudrowicz, Świat Szkła 3/2007
- Właściwości akustyczne ścian zewnętrznych i okien, Anna Iżewska, Świat Szkła 2/2007
- Ochrona budynku przed hałasem zewnętrznym, Jacek Nurzyński, Świat Szkła 3/2006
- Czy pragniesz ciszy? , 5/2005
- Właściwości akustyczne szyb zespolonych, Anna Iżewska, Świat Szkła 4/2005
- Efektowne i efektywne realizacje przezroczystych ekranów akustycznych, Beata Stankiewicz, 3/2005
- Specyfika przezroczystych ekranów akustycznych, Beata Stankiewicz, 2/2005
- Dwuwarstwowe elewacje szklane, a środowisko akustyczne pomieszczeń, Katarzyna Zielonko-Jung, Świat Szkła 3/2004
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 3/2005
Świat szkła w budownictwie to nie tylko okna i drzwi, czy elewacje - to również wiele innych elementów. Asortyment wyrobów szklanych stosowanych we współczesnym budownictwie jest znacznie szerszy. Dla optymalnego i efektywnego zastosowania jakiegoś tworzywa w praktyce codziennej, koniecznym warunkiem jest znajomość podstawowych cech i właściwości tego tworzywa. Z tego też powodu mówiąc o stosowaniu szkła w budownictwie należy uzmysłowić sobie jakie cechy posiada szkło jako tworzywo, które z nich mogą być efektywnie wykorzystane. Dlatego głównym zamiarem niniejszego artykułu jest przedstawienie w miarę pełnego przeglądu charakterystyk wyrobów i półproduktów szklanych, możliwości współczesnego stosowania szkła w budownictwie (często w skrócie określanym jako "szkło budowlane") jak również cech szkła jako tworzywa.
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 3/2005
Zasilanie fotowoltaiczne rozwija się w Niemczech lawinowo dzięki ulepszonym regulacjom dotyczącym dopłat za zasilanie. Ciepło pozyskiwane ze Słońca jest na razie w cieniu fotowoltaiki, wykazuje jednak mimo wszystko wyraźną tendencję wzrostową. Jak bardzo trwały jest ten rozwój i w jaki sposób drobni producenci mogą wykorzystać panujące obecnie korzystne warunki, aby rozwinąć firmę związaną z pozyskiwaniem energii słonecznej?
Rynek ten nigdy nie był łatwy, jednak w tym roku branża energii solarnej walczy z całkiem nowymi problemami. W dziedzinie zasilania fotowoltaicznego niezadowolenie bierze się nie z tego jednak powodu, że ogólny klimat (polityczny) jest zły, czy też że rynek się nie rozwija. Wprost przeciwnie: odbiorcy, producenci i sprzedawcy są niezadowoleni, gdyż produkcja modułów solarnych obecnie nie jest w stanie zaspokoić popytu. Wiele firm rozważa obecnie zwiększenie zatrudnienia. Jak jednak sfinansować ten rozwój? Dodatkowe kredyty na działalność gospodarczą można uzyskać w ograniczonym stopniu. Jakie ryzyko można ponieść, skoro nie wiadomo, jak długo potrwa ten boom?
75 000 klientów rynku solarnego czeka na producentów
Branża ciepła solarnego ma inne zmartwienia. Od 2003 roku ma do czynienia ze wzrostowym trendem i podobnie będzie w bieżącym roku. Ogólnokrajowy Związek Przemysłu Solarnego (BSI) zakłada, że w tym roku po raz pierwszy będzie ponad 1 milion m2 nowo zainstalowanych kolektorów słonecznych. Branża ta wystartowała w nowy rok z dużym pakietem zamówień: spośród 152 647 wniosków złożonych w roku 2003 w ramach programu aktywizacji rynku ponad połowa nie została zrealizowana w minionym roku. Ponad 75 000 odbiorców nie wykorzystało przyznanych dotacji. Biorąc pod uwagę liczby świadczące o wydanych zezwoleniach, branża ta z 30% procentowym tempem wzrostu w pierwszych czterech miesiącach roku 2004 znajduje się jednak poniżej poziomu oczekiwań. Wydaje się, że za ten stan odpowiadają następujące okoliczności: po pierwsze, zima trwała bardzo długo; po drugie, zainteresowanie klientów solarnych koncentrowało się dotychczas na zasilaniu fotowoltaicznym; po trzecie, producenci oferujący obie technologie całe swe moce produkcyjne wykorzystali w zakresie fotowoltaiki i mieli mniej czasu na zajmowanie się branżą ciepła solarnego.
W ciągu roku sytuacja na rynku fotowol-taiki będzie się normalizować na wysokim poziomie. Zakończona została rywalizacja o kontyngenty na rok 2004. Sprzedawcy zamówili towar i potwierdzili zamówienia producentom i klientom. Urządzenia, bezpośrednio po zejściu z produkcji, będą dostarczane i montowane. Producenci i odbiorcy muszą się pogodzić z tym, że w zasadzie nowe umowy będą mogły być realizowane dopiero w przyszłym roku. Ze względu na normalizację sytuacji rynkowej zainteresowanie klientów i producentów może zwrócić się w kierunku techniki pozyskiwania ciepła słonecznego. Do tego dochodzi jeszcze zadanie wyprodukowania w ciągu kilku miesięcy tych urządzeń, na które w ubiegłym roku wydano zezwolenia a w obecnym roku przyjęto je do realizacji oraz przypomnienie klientom, że urządzenia należy zmontować w ciągu dziewięciu miesięcy od otrzymania zezwolenia, gdyż w przeciwnym razie dotacja przepadnie.
Wspieranie rozwoju i perspektywy fotowoltaiki
Przyczyną tak znakomitego rozwoju rynku PV jest polityka wspierania. Ustawa o preferencji zasilania energią foto-woltaiczną z dn. 1 stycznia 2004 r. całkowicie skompensowała rezygnację z programu „100 000 dachów". Nowe stawki zwrotu kosztów za zasilanie so-larne najczęściej wystarczają, aby urządzenie się opłacało. Jednocześnie upadło ograniczenie wielkości dużych urządzeń na terenach odkrytych. Nawet przy utrzymaniu wysokości odszkodowania za urządzenia na terenach odkrytych na poziomie 45,7 € na kWh projektanci mogą, w przypadku projektowania dużych urządzeń, ograniczyć koszty i wypracować zwyczajowe w tej branży zyski. W konsekwencji wszystkie segmenty rynku obecnie się rozwijają: małe urządzenia do 5 kWh, które nadają się do domów prywatnych, urządzenia na dachach średniej wielkości między 30 a 100 kWh oraz duże urządzenia o kilku megawatach mocy, montowane na terenach odkrytych.
Nowelizacja ustawy o energiach odnawialnych przewiduje, że Ministerstwo Środowiska do końca 2007 roku przedstawi raport na temat skutków ustawy. Gdyby w roku 2006 miało dojść do zmiany rządu, zanim wprowadzi się jakiekolwiek zmiany, trzeba będzie jednak zaczekać do roku 2007 na raport. Zatem branża fotowoltaiki może liczyć na jasne i stabilne ogólne warunki działania w ciągu najbliższych trzech lat.
Wspieranie rozwoju i perspektywy zasilania w ciepło solarne
To, że malejące stawki dopłat są dobrym argumentem przy sprzedaży urządzeń do pozyskiwania ciepła słonecznego, zostało udowodnione przez dużą liczbę wniosków złożonych w programie aktywizacji rynku w ostatnim kwartale 2003 roku. Z początkiem 2004 roku liczba wniosków zmalała, a od marca znów wzrosła, przy czym pozostaje na skromniejszym poziomie niż w roku poprzednim. Roczny spadek stawek dopłat - również na styczeń 2005r Ministerstwo Ochrony Środowiska zapowiedziało dalszą ich redukcję w dotychczas nieokreślonej wysokości - powinien być przez producentów postrzegany przede wszystkim jako szansa. Jesienią i zimą, w czasie, gdy klienci nie myślą o energii słonecznej i gdy nie są instalowane żadne urządzenia do wytwarzania ciepła solarnego, producent może prowadzić działalność doradczą i wysyłać oferty. Licząc się ze spadkiem stawek dopłat klient wysyła wniosek i z początkiem wiosny, gdy rozpoczyna się sezon na urządzenia do wytwarzania ciepła solarnego, ma już gotowe zezwolenie. Tylko dzięki aktywnej sprzedaży można osiągnąć rzeczywisty wzrost obrotów.
W tym roku przewiduje się po raz pierwszy instalację kolektorów słonecznych o powierzchni ponad milion m2. Rząd niemiecki określił, że do roku 2006 łączna ilość powierzchni instalowanych kolektorów powinna się podwoić i osiągnąć wielkość 10 milionów m2. Odpowiada to wzrostowi rzędu 35% rocznie. W tym roku należy go oczekiwać, natomiast w następnych latach będziemy obserwować rynek z dużym zainteresowaniem. Branża jest dobrze przygotowana do osiągnięcia tego celu. Producenci urządzeń produkujących ciepło z promieniowania słonecznego oraz przemysłu grzewczego zachęcają do wymiany starych kotłów grzewczych na nowe, w połączeniu z zakupem urządzenia do wytwarzania ciepła solarnego. Zaostrzenie przepisów dotyczących urządzeń grzewczych w listopadzie wpłynie stymulu-jąco na rynek kotłów grzewczych - producenci wykorzystają szansę na większą sprzedaż i wraz z kotłem grzewczym będą sprzedawać urządzenie solarne.
Czy produkcja urządzeń do uzyskiwania energii fotowoltaicznej przewyższy produkcję urządzeń do uzyskiwania ciepła solarnego?
Od roku 2002 w Niemczech sprzedaje się rocznie więcej powierzchni modułów PV niż kolektorów słonecznych. W roku 2003 było ok. 720 000 m2 (obrót ok. 550 milionów €) kolektorów słonecznych i 1 250 000 m2 (obrót ok. 650 milionów €) modułów PV. Natomiast jeśli chodzi o liczbę urządzeń, to te do pozyskiwania ciepła solarnego (75 000 urządzeń) plasowało się przed fotowoltaicznymi (20 000 zainstalowanych urządzeń).
Rynek urządzeń do pozyskiwania ciepła solarnego charakteryzuje się przede wszystkim większą ciągłością. Urządzenia nie mogą być dowolnie rozbudowywane, gdyż ciepło musi być zużywane na miejscu. Wielu oferentów pracuje nad tym, aby osiągać większe zyski dzięki wspieraniu sprzedaży urządzeń grzewczych i oferowaniu większych powierzchni kolektorów przypadających na jedno urządzenie grzewcze. Fakt, że strategia ta przynosi rezultaty, można wywnioskować z średniej wielkości urządzeń oferowanych w ramach programu aktywizacji rynku, która w ubiegłym roku zwiększyła się o 10% i wynosiła 9,9 m2. Jednak zwiększanie powierzchni urządzeń solarnych jest stosunkowo niewielkie, co jest czynnikiem ograniczającym rozwój rynku, jeżeli jednocześnie nie będzie wzrastać liczba klientów.
Ciepło solarne i energia fotowoltaiczna nie dadzą się wzajemnie zastąpić i z tego względu z żadnego z nich nie można zrezygnować. W przyszłości z pewnością na dachach domów będą instalowane oba rodzaje urządzeń. Wielu klientów inwestuje w zasilanie w energię fotowoltai-czną, gdyż są zadowoleni ze swoich urządzeń do pozyskiwania ciepła solarnego. Dla producenta ważne jest zatem, aby przedstawiać klientowi zawsze obie możliwości jednocześnie, przy czym ciepło so-larne np. powinno mieć pierwszeństwo przy oferowaniu modernizacji systemu grzewczego. Na wszelki wypadek należy zaplanować miejsce na dachu domu dla obu rodzajów technologii.
Brak alternatywy dla energii odnawialnych
Wprawdzie Niemcy są wyraźnie największym rynkiem urządzeń do pozyskiwania ciepła solarnego i energii fotowoltaicznej w Europie, jednak i w innych krajach widać ożywienie. Hiszpania i Luksemburg mają dobrą ustawę dotyczącą zasilania w energię solarną, Włochy właśnie nad tym pracują. W dziedzinie ciepła solarnego Francja już przed czterema laty stworzyła plan Soleil i obecnie aktywizuje swój ubogi dotychczas rynek. Bardzo istotna jest w tym kontekście pierwsza światowa konferencja energii odnawialnych, Renewab-les 2004. Kraje oczekiwały zdefiniowania wiążących celów w dziedzinie wprowadzania energii odnawialnych na rynek i zdefiniowania środków do ich wprowadzania. Wyniki zostały przedstawione dopiero po zakończeniu ich redakcji. Energie odnawialne znajdują się w świecie na porządku dziennym, a Niemcy przejęły rolę wiodącą.
Również i inny aspekt przemawia za tym, aby wsparcie w zakresie aktywnego wprowadzania na rynek urządzeń energii świetlnej i ciepła solarnego raczej rosło niż malało. Cena ropy naftowej w bieżącym roku była, historycznie rzecz biorąc, najwyższa. Społeczeństwo irytują wysokie ceny benzyny, jak również wyższe ceny oleju opałowego czy gazu. Wzrost cen znacznie wpływa na rozwój rynku, zwłaszcza, że eksperci wychodzą z założenia, iż ropa nigdy już nie będzie tania. Niektórzy widzą nawet zmniejszanie się produkcji ropy naftowej przy rosnącym popycie, co będzie dalej wpływać na wzrost cen. Z każdym centem dodatkowych kosztów w zakresie produkcji paliw kopalnych urządzenia do produkcji ciepła solarnego będą, z punktu widzenia ekonomicznego, coraz bardziej interesujące.
W ten sposób rozwój rynku urządzeń do pozyskiwania ciepła solarnego i energii fo-towoltaicznej zyskał w latach 2003-2004 drugi impuls.
Nie można mieć pewności co do długotrwałego rozwoju rynku. Jednak ten, kto obserwuje sytuację w dziedzinie ropy naftowej, wzrost liczby szkód wywołanych klęskami żywiołowymi i coraz bardziej widoczną zmianę klimatu, prędzej czy później dojdzie do wniosku, że trzeba zareagować. Nie ma alternatywy dla energii odnawialnych. Powinniśmy zatem rynek ten aktywnie rozwijać i ciągle go powiększać.
Gerhard Stryi-Hipp
Glaswelt 11/2004
więcej informacji: Świat Szkla 3/2005
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 3/2005
Poliwęglan lity i poliwęglan komorowy są materiałami o zbliżonym składzie chemicznym. Posiadają wspólne cechy, takie jak: odporność na warunki zewnętrzne, dużą wytrzymałość mechaniczną oraz szerokie możliwości wykorzystania. Każdy z nich jednak znajduje inne zastosowania.
więcej informacji: Świat Szkla 3/2005
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 3/2005
Witrażownictwo XX wieku w Europie Północnej przeżyło ogromną katastrofę drugiej wojny światowej, która zniszczyła niezliczone ilości okien. Fakt ten zmienił oblicze sztuki pozbawiając ją pokaźnego dorobku historycznego. Rzemieślnicy i artyści współcześni uczyli się i doskonalili swoje umiejętności rekonstruując największe dzieła przeszłych mistrzów. Ale jednocześnie sytuacja ta umożliwiła w stopniu nigdy wcześniej nieznanym szklenie współczesnymi witrażami zabytkowej architektury. To spowodowało szeroki rozwój witrażownictwa europejskiego w drugiej połowie minionego wieku i całkiem nowe spojrzenie na związki witraży z architekturą
W Niemczech i Austrii nowe trendy europejskie stopniowo, ale bardzo powoli, zepchnęły w przeszłość dziewiętnastowieczny sentymentalny, idealistyczny naturalizm. Najważniejszym osiągnięciem niemieckim tego okresu było połączenie sztuki z rzemiosłem w rozwijającej się gwałtownie szkole Bauhaus. Walter Gropius zaprosił na wykłady Theo van Doesburg'a, który był ściśle związany z holenderskim ruchem De Stijl, co wspomogło przemianę niemieckiej myśli artystycznej w zakresie witrażownictwa. Do dziś w Niemczech działają najprężniejsze pracownie rzemieślnicze współpracujące z niezależnymi artystami, co w ogromnym stopniu podnosi poziom projektów i realizacji poprzez stworzenie rynku zdrowej konkurencji. Przykładem wczesnego stylu Bauhausu mogą być witraże Josefa Albertsa.
Jednak prawdziwym ojcem współczesnego witrażownictwa niemieckiego był Johann Thorn-Prikker. Projektował malowidła ścienne, mozaiki, plakaty, ilustracje, ale także witraże w kompletnie nowym stylu. Wplatał w swą twórczość ekspresjo-nizm, ale pracował głównie w oparciu o tematy i symbole. Jeżdżąc z wykładami po Europie „zaraził" sztuką witraży wielu młodych artystów.
Jego uczniami byli między innymi Heinrich Campendonk, w którego witrażach widać wyraźne wpływy kubizmu, oraz
Anton Wendling, który geometryzował postaci oraz często przesłaniał je ornamentem geometrycznym.
Najwszechstronniejszym projektantem witraży był Georg Meistermann, który po II wojnie światowej zajmował się uzupełnianiem i ratowaniem witraży zniszczonych działaniami wojennymi w starych kościołach na terenach Niemiec. Odbudowa po wojnie zdominowała jego działalność podobnie jak i innych twórców. Jednak projektował również witraże autorskie. Najbardziej znane jest jego gigantyczne okno abstrakcyjne w budynku radiostacji w Kolonii.
Współpracownikiem i asystentem Wendlinga był Ludwig Schaffrath, który uważany był za największego współczesnego niemieckiego projektanta szkła. Nie pozbawiony wpływu swojego mistrza, rozwinął jednak swoją twórczość w kierunku formy abstrakcyjnej, witraży monochromatycznych, olbrzymich mozaik ze szkła i innych materiałów. Odwaga w projektowaniu zawiodła go w nowe rejony sztuki abstrakcyjnej, czym wpłynął na całe pokolenia młodych twórców witraży.
Jochem Poensgen osiągnął mistrzostwo w monochromatycznych, piaskowanych pracach pieczołowicie kontrolując światło przepuszczane przez powtarzalne elementy szkła. Wilhelm Bushulte zwrócił się w stronę figuratywnej abstrakcji, jego twórczość bardzo podporządkowana była architekturze, podobnie jak innych jemu współczesnych twórców, jednak w odróżnieniu od większości artystów niemieckich przepojona nasyconym kolorem skontra-stowanym z płaszczyznami białego, opalowego szkła.
Najbardziej znanym współczesnym projektantem witraży w Niemczech jest Johannes Schreiter. W jego sztuce widać wyraźnie wpływy malarstwa abstrakcyjnego, a późniejsze prace są tworzone w stylu, który sam nazywa „przypalonym colla-gem". Jego malarstwo na szkle jest ściśle związane z architekturą, jako z założenia silnie wpływające kolorem na wnętrze. Witraż tak intensywnie filtruje światło wpadające do pomieszczeń, że niemożliwa jest ucieczka przed atmosferą, którą kreuje artysta.
W Holandii i Belgii istnieją silne tradycje witraży renesansowych.
Imponujące realizacje w kościołach w Delft i Amsterdamie zawdzięczamy wychowanemu w tradycji rodzinnej pracowni witrażowniczej prawnikowi, którego powołaniem okazała się ostatecznie sztuka. Joep Nicholas, o którym mowa, wyjechał jednak po wybuchu II wojny światowej do Stanów Zjednoczonych, gdzie do dziś rodzinne rzemiosło kontynuuje jego córka.
Jednym z najbardziej znanych Holendrów parających się witrażami był Arnold Maas, pracujący jakiś czas w Nowym Jorku, ale związany przede wszystkim z Puerto Rico, gdzie znajdziemy większość jego realizacji.
W Holandii natomiast w czasach powojennych w stylu współczesnym pracowali artyści tacy jak Eugene Yoors, J. Hen-dricx, Michael Martens i F. Colpaert.
Sztuka skandynawska również posiada przykłady współczesnych witraży, jednak tradycja w tej dziedzinie jest tam niewielka. Podwaliny witrażownictwa w Norwegii położył u progu XX wieku Emannuel Vigelund, studiujący witraże we Francji.
W Szwecji znane jest nazwisko Einar Forseth. Artysta ten zaprojektował część witraży dla katedry w Coventry, zrealizowanych jako dar kościołów szwedzkich.
Islandzka artystka Nina Tryggvadotir projektuje witraże realizowane przez renomowaną pracownię rzemieślniczą w Niemczech.
Wśród skandynawskich projektantów witraży współczesnych znajdziemy takie nazwiska jak Bo Viktor Beskow, Leifur Bredfjord, Len nart Rhoda czy Swen Erixson.
Rosja nie miała tradycji witrażowych. natomiast od czterech wieków istnieją one na Litwie. Najstarsze są witraże w katedrze w Rydze autorstwa Antona Dietricha, który nauczył się tej sztuki w Niemczech. Również utrzymane w stylu niemieckim przełomu wieków są witraże dodatkowe w tej katedrze zaprojektowane przez Alfreda Kahlerta, Franza Webera i Ernsta Toda. Ojcem współczesnego witrażownictwa litewskiego jest Stasys Usinskas.
Na Łotwie witrażami zajmowali się na początku XX wieku Karlis Brencens i Janis Rozentals. Tradycje przetrwały tam do dziś.
Na Węgrzech najbardziej znanym witrażystą był Erwin Bossanyi. Los rzucił go po wojnie najpierw do Niemiec a następnie do Anglii. Ilość jego prac była znacznie ograniczona możliwościami technicznymi, gdyż jako jeden z niewielu wielkich twórców sam realizował swoje projekty.
W Polsce tradycje witrażownicze sięgają średniowiecza. W okresie secesji sztuka ta rozkwitła poprzez projekty Stanisława Wyspiańskiego czy Józefa Mehoffera, dając początek również kilku rzemieślniczym pracowniom witraży, które istnieją do dzisiaj, tak jak na przykład pracownia Żeleńskich w Krakowie. Ponadto po wojnie stopniowo odradzała się również sztuka. Powstały nowe pracownie rekonstruujące zniszczone przeszklenia, a następnie projektujące i realizujące nowe witraże o współczesnej estetyce. Największe tradycje mają ośrodki witrażownicze w Krakowie i Toruniu. Istniała również tradycja przeszkleń witrażowych warsztatów niemieckich na obecnych ziemiach odzyskanych. Po drugiej wojnie światowej silnym ośrodkiem stała się również Warszawa.
W Anglii sztuka witrażowa początków XX wieku była wciąż bliska XIX wiecznemu malarstwu sztalugowemu. Od Williama Morrisa witraże projektowane były w podobnym stylu i realizowane przez te same pracownie.
Po II wojnie światowej podobnie jak we Francji i Niemczech działalność witraży-stów skupiła się na odrestaurowaniu i uzupełnieniu starych okien. I podobnie jak we Francji i Niemczech zaowocowała powstaniem nowych realizacji. Najbardziej znamienna jest katedra w Coventry, która została zbudowana w całości obok ruin starego budynku. John Hutton zaprojektował dla niej witraże współczesne, gdzie olbrzymia połać przeszklonej, półokrągłej ściany pozwala poprzez te witraże oglądać ruiny z nowego wnętrza. Witraże w nawach bocznych katedry projektowali młodzi artyści, biorąc udział w konkursie, w wyniku którego każdy z nich zaprojektował dwa sąsiadujące ze sobą okna, przekazując swój fragment filozofii życia. Baptysterium projektował malarz John Piper, a wykonane zostały przez artystę witraży jakim jest Patrick Reyntiens.
Patrick Reyntiens stworzył również wiele własnych projektów, nierzadko malarskich i niekoniecznie związanych bezpośrednio z konstrukcją architektoniczną.
Współcześnie jednym z najważniejszych witrażystów brytyjskich jest Brian Clarke, który tworzy nowy wymiar architektury szkląc ją geometrycznymi dywanami szkieł o mocnych, wyrazistych kolorach. Zaprojektował wiele ciekawych, nowatorskich rozwiązań witrażowych w starej i nowej architekturze. Artysta ten jest jednym z liderów współczesnej sztuki. Przenosi we wnętrza abstrakcyjne, barwne malarstwo w mistrzowski sposób zmieniając i podkreślając architekturę.
Dwie trzecie witraży kanadyjskich została zrealizowana przez studio założone przez Roberta McCausland'a jeszcze u schyłku XIX wieku. Realizacje tej pracowni są raczej tradycyjne, wywodzące swe korzenie ze sztuki irlandzkiej.
Yvonne Williams, rodowita Kanadyjka, pracowała jakiś czas w Stanach Zjednoczonych terminując u Connick'a, a następnie założyła pracownię w Toronto w latach trzydziestych. Pracownia ta wykształciła wielu rzemieślników i współpracuje do dziś z wieloma artystami tworzącymi architektoniczne witraże abstrakcyjne silnie inspirowane współczesną sztuką niemiecką.
Sztuka witrażowa w Meksyku, obecnie powszechnie znana i często nagradzana medalami, rozpoczęła się działalnością włosko-szwajcarskiego rzemieślnika Claudio Pellandi. Wraz z początkiem XX wieku założył studio witrażowe, które następnie połączyło się z pracownią założoną przez amerykanów MacDaniel'a i Wine-burgh'a. Znaczącymi projektantami tej formacji byli ucząc się od siebie kolejno Juan Navarrete, Francisco Lugo i wreszcie Enrique Villasenor. Ten ostatni zrealizował również znane witraże projektu Diego Rivery do Pałacu Zdrowia. Współcześnie najbardziej znanym twórcą meksykańskim jest Rufino Tamayo.
Kiedy mieszkańcy Australii i Nowej Zelandii pod koniec XIX wieku wzbogacili się znacznie, zaczęli importować witraże z Anglii. Powstało kilka pracowni wprowadzających urozmaicenie do tradycyjnego projektowania brytyjskiego w postaci lokalnych okazów fauny i flory. Pracownie te jednak nie wytrzymały próby czasu i większość z nich upadła podczas wielkiego kryzysu w latach trzydziestych.
Sztuka na antypodach zaczęła się ożywiać w latach pięćdziesiątych, sześćdziesiątych. Jednak właściwie dopiero w latach siedemdziesiątych powstała grupa młodych artystów szkła, którzy zaczęli tworzyć witraże panelowe, projektowane niezależnie od architektury. Z drugiej strony Australia ma rozwiniętą nieźle tradycję dekoracyjnych witraży projektowanych do prywatnych wnętrz mieszkalnych.
Nowa Zelandia rozwinęła współcześnie witrażownictwo w oparciu o przywiezione przez studentów ze Stanów Zjednoczonych nowinki o wyraźnych wpływach niemieckich.
Na początku lat osiemdziesiątych Ludwig Schaffrath odbył cykl wykładów i warsztatów w Australii i Nowej Zelandii. W Sydney, Canberze, Melbourne, Adelajdzie i Langerze towarzyszyła mu wystawa współczesnego szkła niemieckiego. Wydarzenia owe wzmocniły jeszcze wpływy sztuki niemieckiej w tym rejonie świata.
Katsutoshi Kuno, który studiował w Niemczech założył na przełomie XIX i XX wieku studio w Japonii. Z początkiem lat trzydziestych dołączył do niego Matsumoto.
Inny artysta, Sanchi Ogawa studiował w Tokio, potem w Chicago, a następnie pracował w studiach witraży w Stanach Zjednoczonych. Pod koniec pierwszej wojny światowej wrócił do Japonii zakładając własną pracownię witraży.
Po drugiej wojnie światowej rzemiosło stało się niezwykle popularne w Japonii. Japończycy zaczęli również importować sztukę i artystów, możemy więc znaleźć w tym kraju wiele przykładów realizacji projektów europejskich i amerykańskich twórców.
Próby określenia cech charakterystycznych witraży współczesnych są utrudnione, gdyż zbyt krótka perspektywa spojrzenia nie daje możliwości pełnej oceny spójności kierunków i stylów. Witraż dwudziestego wieku można by nawet scharakteryzować brakiem wyróżniającego stylu. Częściowo oparte na architekturze i zależne od wynalazków dokonanych w tej dziedzinie, czasami występują w całkowitym oderwaniu od budowli czy wnętrza. Secesja, art deco, futuryzm stopniowo wyjęły witraże z okien, nadały im nową możliwość istnienia równoległą do tradycyjnej. W latach dwudziestych pojawiła się nowa technika, która zrobiła zawrotną karierę na świecie, zwana „dalle de verre", oparta na zespalaniu grubych bloków szkła żywicami epoksydowymi, cementem, betonem czy innymi materiałami. Okres międzywojenny oraz po drugiej wojnie światowej w znacznej mierze skupił się na odtworzeniu lub zastąpieniu setek tysięcy okien zniszczonych podczas działań wojennych. Częściowo kopiowano stare style, ale artyści około połowy wieku zaczęli wprowadzać innowacyjne rozwiązania, łamiąc tradycje figuralnych witraży abstrakcyjnymi projektami, które mogą być dziełami na swoich własnych zasadach. Witraż stał się jeszcze jednym tworzywem wyrażania myśli twórczej.
Malejąca ilość budowanych współcześnie kościołów oraz spopularyzowanie i zmieszanie stylów budownictwa świeckiego, nie zostawiają wiele miejsca na sztukę dekoracyjną. Jakkolwiek epoka drapaczy chmur i mody na bywanie w miejscach użyteczności publicznej stwarza nowe perspektywy dla rozwoju sztuki opartej na witrażach klasycznych ściśle, lub zaledwie odwołując się do ich ducha. W latach osiemdziesiątych rozwinęły się stopniowo techniki piecowe, wszechobecny stał się fusing, czyli zgrzewanie i kształtowanie szkła płaskiego w piecach elektrycznych. Powstają nowe realizacje szkła w architekturze, zmieniają się kryteria oceny sztuki i zacierają jej granice. Zmienia się mecenat sztuki. Katedry, które były ośrodkami rozwoju, centrami postępu technologicznego, wartości kulturalnych i sił kierunkujących sztukę tracą swoje znaczenie na rzecz korporacji i biznesu. Witraże dekorują miejsca spotkań ludzi kreując atmosferę niepowtarzalności każdego z nich, nadając indywidualny rys niektórym budynkom czy wnętrzom w obecnym, zunifikowanym i zindustrializowanym świecie.
Zasięg witraży w tej chwili jest niewiele większy prawdopodobnie niż skala romantyzmu w dziewiętnastym wieku. Pracownie witrażowe, poza kilkoma znaczącymi, są raczej niewielkie.
Walczą o przetrwanie konserwując i restaurując sztukę ubiegłych stuleci, nie przestając jednak eksperymentować z nowymi technikami i coraz śmielszymi rozwiązaniami formalnymi. Ostatnie 30 lat przyniosło co prawda nowe zainteresowanie sztuką dekoracyjną, również wi-trażownictwem oraz pochodnymi jego formami, ale w galopującej cywilizacji miejsce sztuki kurczy się i rozprasza. Współcześnie poszczególni artyści rozwijają techniki witrażowe w niezliczonych kierunkach, z dużym naciskiem na szkło architektoniczne kształtowane na gorąco.
Rozwój witrażownictwa na przestrzeni dziejów splatał się z rozwojem i ewolucją architektury raz po raz próbując się od niej oderwać i uniezależnić, niezmiennie jednak do niej wracając. Witraż powstał przy architekturze i na jej potrzeby, i mimo, że może istnieć w oderwaniu od niej jako samodzielne dzieło sztuki, to tak naprawdę jego egzystencja jest pełna wtedy, kiedy architekturę uzupełnia, zdobi i określa.
Marta Sienkiewicz
Bibliografia:
Art Glass Associacion-Stained Glass/A Brief History SGAA stained glass quarterly - History Of Stained Glass.url
Perette Elizabeth Michelli's History of Stained Glass
Thomas Flanagan Stained Glass - History
The Stained Glass Museum - A Brief History Of Stained Glass
więcej informacji: Świat Szkla 3/2005
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 3/2005
W ostatnim okresie pustaki szklane przechodzą renesans i cieszą się coraz większą popularnością, zarówno wśród inwestorów, jak i architektów oraz dekoratorów wnętrz. Dostrzegają oni ich piękno i różnorodność zastosowań, więc coraz chętniej umieszczają je w swoich projektach i aranżacjach wnętrz. Na popularność składa się nie tylko cena tego materiału, ale przede wszystkim bogate wzornictwo i kolorystyka.
W Polsce najczęściej stosowane są pustaki szklane o standardowym wymiarze 19x19x8 cm, rzadziej natomiast 19x9x8 cm, 19x19x10 cm, 24x11,5x8 cm, czy 11,5x 11,5x8 cm. Takie pustaki o nietypowych rozmiarach używa się w przypadku dopasowania gotowego modułu z pustaków szklanych do istniejącego otworu okiennego czyli tzw. światła okna.
Gotowe moduły z pustaków szklanych to najnowsza technologia łączenia pustaków szklanych, pochodząca z USA. Właśnie USA to największy rynek na świecie, na którym pustaki szklane mają tak rozległe zastosowanie w budownictwie. W dobie wzrostu gospodarczego czas spełnia szczególną rolę i wciąż poszukuje się nowych innowacyjnych rozwiązań, które udoskonalą oraz przyspieszą montaż. Opisywany system, zwany systemem CRYSTAL GLASS, pozwala na perfekcyjne dopasowanie gotowego modułu z pustaków szklanych do otworu okiennego jeszcze w fazie projektu. Jego niewątpliwym atutem jest wykonanie gotowego modułu na konkretny wymiar na miejscu u producenta, a następnie jedynie jego zamontowanie u klienta. W ten sposób klient ma możliwość obejrzenia gotowego produktu przed jego zamontowaniem, co odróżnia opisywany system od tradycyjnego sposobu układania pustaków szklanych na zaprawę lub klej, który często nie sprawdza się przy dużych powierzchniach (nierówne fugi, trudne do usunięcia zabrudzenia szkła itp.). Natomiast dzięki zastosowaniu technologii łączenia pustaków szklanych w gotowe moduły zamawiający otrzymuje estetycznie wykonany produkt, w którym zachowana jest równa, identyczna fuga, a cały moduł jest zbrojony i spięty taśmą nierdzewną. Unika się więc nie tylko bałaganu na budowie, lecz również można ocenić efekt przed dokonaniem montażu. Realizacja o większych rozmiarach wykonywana jest w kilku modułach, a następnie łączona na budowie.
Dzięki istnieniu okienek wentylacyjnych do pustaków szklanych gotowy moduł może pełnić nie tylko funkcję dekoracyjną, ale również funkcję typowego okna. Takie okna z pustaków szklanych są doskonałe przede wszystkim jako okna piwniczne, wystawowe, parterowe, łazienkowe, w halach produkcyjnych, czy też w budynkach gospodarczych. Ich niewątpliwym atutem jest duża izolacja akustyczna (ochrona dźwiękowa Rw= =40-45 dB), termiczna (U=2,8-3W/m2K przy pojedynczym module) oraz względy bezpieczeństwa - duża odporność na uderzenia (WK-H60). Przepuszczalność światła uzależniona jest od doboru pustaków i wynosi od 75% (bezbarwny pustak szklany) do 65% (pustak barwiony).
W przypadku konieczności zastosowania okna z pustaków szklanych w pomieszczeniu, w którym chcielibyśmy zachować prywatność (np. łazienka, toaleta) okna takie można wykonać z pustaków satynowanych. Pustaki satynowane są trudne w utrzymaniu w czystości w pomieszczeniach o dużej wilgotności, jak właśnie łazienka, dlatego warto skorzystać z dostępnych już na naszym rynku pustaków szklanych satynowanych jednostronnie. Wykonane z nich gotowe okno zostanie zamontowane stroną satynowaną na zewnątrz, natomiast od strony łazienki pustak szklany będzie gładki i łatwy w utrzymaniu w czystości, przy czym efekt prywatności będzie taki sam jak przy oknie z pustaków szklanych satynowanych dwustronnie.
System łączenia pustaków szklanych w gotowe moduły umożliwia również wykonanie pięknych elementów dekoracyjnych. W ten sposób można łączyć pustaki szklane różnych rozmiarów, co nie jest możliwe w tradycyjnym systemie murowanym. Takie elementy dekoracyjne coraz częściej stosowane są we wnętrzach domów - pasy wzdłuż drzwi, naświetla ciemnych pomieszczeń (klatek schodowych, korytarzy, spiżarni), czy świetliki nad drzwiami. Ostatnio bardzo dużą popularnością cieszą się kabiny prysznicowe z pustaków szklanych, różnego rodzaju ścianki działowe (najczęściej oddzielające korytarz od pokoju dziennego lub salon od jadalni, czy kuchni) oraz zabudowy klatek schodowych.
Zaletą gotowych modułów z pustaków szklanych jest to, iż poza specjalną zaprawą i prętami zbrojeniowymi nie ma wolnych przestrzeni ani żadnego tworzywa PCV pomiędzy pustakami, przez co wzrasta dźwiękoszczelność i izolacja termiczna (oczywiście jeżeli użyje się do tego pustaków o odpowiednich parametrach). Równe fugi i wzór kształtek są weryfikowane i ustawiane w fazie produkcji, na formach przystosowanych specjalnie do tego typu produkcji.
W gotowym module z pustaków szklanych przede wszystkim eksponuje się szkło, a nie fugi, które mają 6-10 mm szerokości. Od strony zewnętrznej fugi są szersze i lekko wklęsłe, a od strony wewnętrznej (tam gdzie potrzeba więcej światła) fuga jest węższa i wklęsła. Takie rozwiązanie powoduje większą przepuszczalność światła do danego pomieszczenia, które następnie rozprasza się na wszystkie strony.
Należy pamiętać, że pustaki szklane są towarem ekskluzywnym i bardzo modnym, a ich efekt zależy przede wszystkim od sposobu ich zamontowania i wykończenia. System Crystal Glass - system łączenia pustaków szklanych w gotowe moduły - gwarantuje najwyższą estetykę wykonania (równa fuga, wyczyszczone szkło, niestandardowe wzory) oraz upiększa każde wnętrze. Warto również pamiętać o dodatkowym podświetleniu pustaków, co dodatkowo zwiększa ich estetykę i podkreśla piękno wnętrza.
Maciej Załuski
GLASSPOL
więcej informacji: Świat Szkla 3/2005
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 3/2005
Obserwując obszerne oferty producentów transparentnych płyt tworzywowych (poliwęglanowych, akrylowych), a także oferty producentów świetlików prefabrykowanych, łatwo zauważyć, że w okresie ostatnich lat nastąpił niezwykły rozwój zastosowań w/w wyrobów. Przez wiele lat chociaż zalety naświetli były dobrze znane, to ogólnie skromne możliwości materiałowe i technologiczne sprawiały, iż były one konstrukcjami niejako drugorzędnymi, niekiedy zawodnymi w eksploatacji. W świetlikach szklanych, o konstrukcjach potrzymujących płyty wykonanych z profili stalowych często występowały spękania oszkleń, przecieki, korozja profili itp. Świetliki z płyt tworzywowych miały jednostajne wzornictwo i monotonną, nieatrakcyjną kolorystykę.
Wzrastająca popularność
Spośród wielu przyczyn coraz powszechniejszego stosowania naświetli dachowych, należy wymienić:
• wymagania związane z ochroną energii: utrzymanie znacznych powierzchniowo i/lub gabarytowo obiektów wiąże się nie tylko z potrzebą dostarczenia energii na cele ogrzewania, ale także energii na cele oświetlenia, co jest szczególnie ważne w dużych pomieszczeniach - biurach, halach fabrycznych, magazynach, wewnętrznych ciągach komunikacyjnych, pracowniach projektowych i innych. Energochłonne może być także odprowadzanie zużytego, nagrzanego i wilgotnego powietrza z wymienionych pomieszczeń o ile nie zastosuje się innych rozwiązań niż klimatyzacja.
• wymagania związane z bezpieczeństwem pożarowym obiektów biurowych, handlowych, usługowych - pomocne w tym zakresie jest instalowanie klap dymowych,
• znaczące są również aktualne możliwości materiałowe: istnieje łatwy dostęp do różnorodnych materiałów stanowiących wypełnienia naświetli (kopuł, przekryć) spełniających w szerokim zakresie wymagania wytrzymałościowe, izolacyjne. Przykładowo: współczynniki przenikania ciepła U tworzywowych przegród transparentnych wahają się w zakresie od 5,8 W/m2K do 1,4 W/m2K, a wypełnienia szklane na bazie szyb izolacyjnych mogą być jeszcze korzystniejsze.
Rozpowszechnienie prefabrykowanych, tworzywowych konstrukcji świetlików i opracowanie koncepcji tzw. zestawów samonośnych (metalowych - głównie aluminiowych konstrukcji wsporczych i wypełnień z płyt tworzywowych) stworzyło podstawy dla rozpowszechnienia estetycznych, lekkich i niezawodnych w użytkowaniu konstrukcji naświetli.
Tak więc przyczynami gwałtownego rozwoju i rozszerzonych zastosowań naświetli są:
• zalety wynikające z zastosowania oświetlenia górnego,
• liczne (dostępne) technologie wykonywania naświetli,
• połączenie funkcji doświetlenia pomieszczeń z funkcją wentylacji i oddymiania.
Stosowane w praktyce liczne wyroby z omawianej grupy naświetli ujęte są w przedstawionej poniżej klasyfikacji, przyjętej/opracowanej dla potrzeb ilustracji niniejszego artykułu.
I Świetliki prefabrykowane
- świetliki stałe (nieotwierane)
- świetliki otwierane - wentylacyjne
- świetliki otwierane - klapy wentylacyjno-dymowe,
- świetliki otwierane - klapy dymowe.
II Świetliki projektowane indywidualnie
Świetliki wznoszone na budowie wg indywidualnych projektów.
III Pasma świetlne (łukowe lub dwuspadowe)
- na podstawach blaszanych,
- na podstawach zastanych (betonowych, ceglanych),
- pasma z segmentami stałymi,
- pasma z segmentami wentylacyjnymi, wentylacyjno-dymowymi.
IV Transparentne zestawy samonośne
Systemowe zestawy profili, łączników, uszczelek umożliwiających montaż różnych przekryć transparentnych.
Przepisy związane
Dowodem powszechności i znaczenia stosowania naświetli jest istnienie związanych tematycznie dokumentów regulujących ich stosowanie. Dla celów niniejszej pracy zasadnicze znaczenie mają projekty norm, których kolejne edycje wydano w III kwartale 2004 roku. Są to:
• pr EN 1873 - Prefabricated accessories for roofing - indyvidual roof-lights of plastics with upstands - Product specification and test methods. („Prefabrykowane akcesoria dla zadaszeń - indywidualne świetliki tworzywowe z podstawami - Specyfikacja wyrobu i metody badań"),
• pr EN 14963 Roof coverings - continous rooflights of plastics with upstands - Classification, requirements and test methods („Przekrycia dachowe - świetliki pasmowe tworzywowe z podstawami - Klasyfikacja, wymagania i metody badań").
Ukazanie się projektów w/w norm poprzedzone zostało wydaniem przez UAtc w marcu 2002 r. dokumentu o nazwie ETAG 10 Guideline for European Technical Approval for self supporting translucent roof kits (W wolnym tłumaczeniu tytuł brzmi: „Transparentne samonośne zestawy dachowe"). ETAG 10 jest dokumentem dotyczącym zasad udzielania aprobat technicznych na obiekty o lekkich, tworzywowych przekry-ciach transparentnych - z wyłączeniem pasm swietlnych i świetlików będących przedmiotem w/w projektów norm europejskich.
W okresie przed opracowaniem projektów norm europejskich na świetliki i pasma świetlne, podstawowym dokumentem formułującym wymagania i pozwalającym na ocene wyrobów była norma francuska NF P 37 418/93 Laternoux d'eclairage zenithal fixes et ouvrants, en polymethacrylate de methyle ou polyester de arme de fibres de verre.
Dokumentem odnośnym dla klap dymowych jest przygotowywana norma PN-EN 12101 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła. Cz.2 Wymagania techniczne dotyczące klap dymowych.
Wymagania techniczno-użytkowe
Wobec transparentnych zestawów samonośnych stosowane są liczne wymagania techniczno-użytkowe. Najważniejsze z nich przedstawione są poniżej:
Wymagania funkcjonalno-użytkowe
1. podczas eksploatacji nie powinny wystąpić:
- załamanie się całości lub części wyrobu,
- znaczne odkształcenia (w tym odkształcenia poziome),
- uszkodzenia poszczególnych części lub elementów zamocowań, jak również zainstalowanego wyposażenia (np.: na skutek nadmiernych odkształceń konstrukcji);
2. zapewnione powinno być bezpieczeństwo p.pożarowe;
3. spełnione powinny być wymagania, higieniczne, zdrowotne i ochrony środowiska - świetlik nie może powodować emisji niebezpiecznych gazów do wnętrza budynku, nie powinno istnieć niebezpieczeństwo wpadnięcia elementów świetlika, emisja radioaktywności, elementy świetlika nie mogą przyczyniać się do zanieczyszczenia ww. czynnikami środowiska zewnętrznego;
4. wykonane powinny być zabezpieczenia antykorozyjne;
5. spełnione powinny być wymagania izolacyjności termicznej stawiane przegrodom zewnętrznym (w przypadku budynków ogrzewanych);
6. zapewniona powinna być szczelność na wodę opadową (dotyczy to samej konstrukcji naświetla jaki i sposobu osadzenia);
7. spełnione powinny być wymagania trwałości eksploatacyjnej.
Wymagania bezpieczeństwa
Konstrukcja świetlika powinna być zaprojektowana w sposób zapewniający bezpieczeństwo osób obsługujących, tak aby nie występowało ryzyko upadku, wpadnięcia pracownika, porażenia prądem, zranienia w wyniku eksplozji itp.
Wymagania bezpieczeństwa użytkowania stanowią, iż kopuła transparentna powinna w czasie badań przejść bez uszkodzeń:
- uderzenie ciałem miękkim 50 kg,
- uderzenie ciałem twardym t.j. kulką metalową 250 g.
Coraz częściej powierzchnie dachów płaskich wykonywane sąjako użytkowe, m.in. w celach konserwacji, instalacji reklam, a także jako dachy ogrody itp.
Z powodów już wcześniej omówionych na dachach tych instalowane są świetliki. Istnieje większa niż kiedykolwiek była potrzeba stosowania środków technicznych zabezpieczających osoby znajdujące się w najbliższym otoczeniu przed kolizją ze świetlikiem lub nawet przed wpadnięciem do jego wnętrza. Zabezpieczenia przed wpadnięciem stanowią: kraty, barierki i liny ogranicząjce, instalowane głównie na czas montażu lub konserwacji. Również z tych względów zaleca się wykonywanie specjalnych ciągów pieszych na dachu dla konserwacji.
Wymagania ze względu na oświetlenie pomieszczeń
Wymagany jest określony dostęp światła - ze względu na potrzeby użytkowe pomieszczeń rzędu 250-300 luksów. Pomocne w tym zakresie mogą być :
- dobór kształtu (nachylenia ścianek - niższe od strony południowej, wyższe, do 60o od strony północnej),
- dobór materiału (znaczna transmisyjność, co najmniej 65-70% możliwa jest do osiągnięcia tylko dla płyt bezbarwnych). Dla pomieszczeń gdzie wymagane jest równomierne oświetlenie - rozpraszające - zalecane są płyty o zabarwieniu mlecznym, przydymione.
Dobór płyt ze względów wytrzymałościowych
Dobór płyt ze względu na obciążenie śniegiem i wiatrem następuje wg danych opracowanych przez producentów - najczęściej w formie wykresów.
Dobór płyt ze względu na uderzenia pokazuje zamieszczona poniżej Tabela 2 zawarta w dokumencie E0TA/ETAG10.
Maria Makarewicz
ITB
więcej informacji: Świat Szkla 3/2005
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 3/2005
Produkowane są w USA, wykonane ze szlachetnego, białego PVC i przeznaczone do okien i ścian z pustaków szklanych. W Europie dostosowano je do wymiarów metrycznych, gdyż takie są pustaki szklane dostępne na naszym rynku.
Okienka wentylacyjne występują w różnych rozmiarach
- odpowiednio do rozmiaru pustaków szklanych: 190x190x x80 mm (odpowiednik jednego standardowego pustaka szklanego), 190x385x80 mm (1x2 pustaki szklane - okienko wentylacyjne pionowe), 385x190x80 mm (2x1 pustak szklany
- okienko wentylacyjne poziome), 385x385x80 mm (2x2 pustaki szklane), 580x190x80 mm (3x1 pustak szklany). W skrzydle zastosowane są dwie szybki (jedna jest przeźroczysta a druga szroniona), dodatkowo okienko wyposażone jest w moskitierę.
Okienka te umożliwiają wentylację pomieszczenia, co sprawia, że moduł z pustaków szklanych stanowi nie tylko element dekoracyjny, ale przede wszystkim spełnia funkcję typowego okna. Zastosowanie okien z pustaków szklanych w pomieszczeniach takich jak garaże, piwnice, budynki gospodarcze, łazienki, okna na parterze itp. ma wiele zalet -
przede wszystkim zwiększa bezpieczeństwo, gdyż pustaki szklane mają dużą odporność na uderzenia (WK-H60), natomiast samo okienko wentylacyjne jest na tyle małe, że uniemożliwia dostanie się przez nie do wnętrza pomieszczenia. Nie trzeba więc dodatkowo montować krat, żaluzji, czy innych zabezpieczeń (okno z pustaków szklanych z ventem ma w swoich spoinach pręty, a montażu dokonuje się na takich samych zasadach jak przy oknie antywłamaniowym), co jest również atrakcyjne z punktu widzenia ekonomicznego.
wentylacyjne.
Nie można stosować okien z ventami w ścianach tzw. ogniowych. W tym przypadku stosuje się okna z samych pustaków szklanych, które posiadają atest na ognioodporność i są wykonane i zamontowane zgodnie z polską normą.
Wprowadzenie na nasz rynek okienek wentylacyjnych odpowiada ogromnemu zainteresowaniu pustakami szklanymi, które obecnie przechodzą swoisty renesans. Zastosowanie okienek otwiera wiele możliwości, niedostępnych do tej pory na naszym rynku.
Okienka wentylacyjne mogą również być stosowane samodzielnie, bez pustaków szklanych.
Maciej Załuski
Glasspol
więcej informacji: Świat Szkla 3/2005
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 3/2005
Kierując się dążeniem do minimalizacji kosztów wytwarzania w świetle nieustannej i agresywnej konkurencji cenowej, Brügmann wprowadził do swej oferty produktowej profil trzykomorowy o szerokości zabudowy 73 mm, która do tej pory zarezerwowana była dla profili cztero- i pięciokomorowych, należących do produktów wysoce wystandaryzowanych.
To rozwiązanie dla wielu jest szansą utrzymania i rozwoju produkcji okien, a w konsekwencji stania a) się ponownie znaczącymi partnerami na rynku, z uwagi na możliwość obniżenia w znacznym stopniu kosztów wytwarzania.
Każdy producent okien dążąc do utrzymania wysokiej pozycji markowej na rynku, chcąc sprostać oczekiwaniom szerokiej rzeszy odbiorców, musi zapewnić różnorodną pod względem technologicznym ofertę, elastyczną cenowo, kierowaną do klienta indywidualnego o różnym poziomie zamożności.
Rozróżnieniem oferty najczęściej jest głębokość zabudowy, która w profilach standardowych wynosi 58-60 mm, a dla bardziej wymagających - powyżej 70 mm.
Tradycyjna produkcja okien przy użyciu dwóch, czy trzech systemów niesie za sobą „podwójne" koszty, które można wyeliminować stosując profile o jednakowych wymiarach. Wprowadzenie takiego rozwiązania pozwala zaoszczędzić poprzez:
• produkcję z wykorzystaniem tego samego oprzyrządowania,
• możliwość użycia tych samych wzmocnień stalowych, profili dodatkowych bądź elementów okuć.
Powyższe aspekty mają istotny wpływ na zmniejszenie stanów magazynowych prawie o połowę, co bezpośrednio wpływa na redukcję kosztów logistycznych.
Profile szerokokomorowe Brugmanna mają też inne zalety:
• 15 milimetrów więcej w porównaniu do standardu, co stanowi istotne utrudnienie w wypadku włamania. Ochronę antywłamianiową można zwiększyć poprzez okucia mocowane przez 4 ścianki w skrzydle i bezpośrednio w ramie do wzmocnień stalowych.
• podwyższona izolacja termiczna,
• sztywność i stabilność dzięki dużej komorze stalowej w profilu,
• wyjątkowa szczelność uzyskana poprzez zastosowanie uszczelki o konstrukcji komorowo-listkowej,
• duża komora odwodnieniowa umożliwiająca lepszy odpływ wody.
Dla bardziej wymagających Brugmann proponuje 5-komorowy system profili o podwyższonych parametrach izolacyjności termicznej i akustycznej zgodny z normą RAL:
• cichszy o około 50%. Okna wykonane z profili szeroko-komorowych podwyższają izolacyjność akustyczną o 5 dB (ucho ludzkie odbiera o około 50% mniej hałasu).
• sztywniejszy, bardziej stabilny umożliwiający wykonanie jednoskrzydłowego okna o wymiarach do 1600x1600 mm.
• szczelniejszy dzięki zastosowaniu uszczelki zgrzewalnej, unikatowej na polskim rynku.
Na wiosnę br. firma Brugmann zapowiada wdrożenie do produkcji nowego 5-komorowego systemu profili półzlicowa-nych o podwyższonych parametrach izolacyjności termicznej i akustycznej, zgodny z normą RAL, o szerokości 73 mm.
więcej informacji: Świat Szkla 3/2005
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 3/2005
Wprowadzenie
Kondensacja pary wodnej może występować:
• na powierzchni okien od strony pomieszczenia,
• w przestrzeni międzyszybowej,
• na powierzchni zewnętrznej okien.
Wykroplona para wodna, najczęściej widoczna w postaci „zaparowanych szyb", ogranicza kontakt wzrokowy z otoczeniem, zmniejsza przepuszczalność światła naturalnego, stwarza środowisko sprzyjające powstawaniu zagrzybienia i pleśni, a w przypadku materiałów pochodzenia organicznego (np. ram okiennych z drewna) powoduje ich butwienie.
Wykraplanie pary wodnej występuje wówczas, gdy temperatura na powierzchni okien jest niższa od punktu rosy tg powietrza.
Kondensacja pary wodnej na zewnętrznej powierzchni może występować okresowo, gdyż punkt rosy ts będzie zmieniał się wraz ze zmianami wartości temperatury i wilgotności względnej powietrza zewnętrznego. Początek kondesacji pary wodnej wystąpi więc na centralnej części powierzchni oszklenia o najniższej temperaturze, tj. na oszkleniu charakteryzującym się najniższą wartością współczynnika przenikania ciepła Ug.
Punkt rosy ts powietrza wewnętrznego zależy od temperatury t| oraz wilgotności względnej powietrza j w pomieszczeniu (patrz tablica 1).
Wysoka wilgotność powietrza w pomieszczeniach powodowana jest przede wszystkim niedostateczną wentylacją wskutek stosowania szczelnych okien i braku otworów nawiewnych, sytuację może pogarszać niedogrzewanie lokali. Zła wentylacja występuje też szczególnie w lokalach usytuowanych na najwyższych kondygnacjach - poddaszach z oknami połaciowymi, w których działanie wentylacji grawitacyjnej jest najmniej efektywne ze względu na małą długość kanałów wyciągowych.
Temperatura na powierzchni okien zależy natomiast od rozwiązania konstrukcyjnego ram okiennych, rodzaju oszklenia oraz temperatury powietrza zewnętrznego te.
Temperatura powierzchni danego rozwiązania okna wraz z oszkleniem jest więc dla niego wielkością charakterystyczną, gdyż przy stałej wartości temperatury powietrza wewnętrznego zależy jedynie od temperatury powietrza zewnętrznego te. Dlatego wykonano symulację komputerową przepływu ciepła przez najczęściej stosowane w Polsce okna jednoramowe z PVC i z drewna, okna zespolone z drewna, a także drewniane okna połaciowe.
Program i zakres obliczeń komputerowych określono na podstawie przeglądu dokumentacji różnych systemów okien, na które wydawane są Aprobaty Techniczne oraz na postawie doświadczeń Zakładu Fizyki Cieplnej ITB wynikających z pomiarów laboratoryjnych przepływu ciepła przez okna i obserwacji prowadzonych w budynkach.
Wyniki obliczeń komputerowych pozwoliły na znalezienie najniższej temperatury powierzchni w odniesieniu do różnych rozwiązań okien i określenie na tej podstawie wpływu różnych czynników powodujących kondensację oraz podanie środków eliminujących lub przynajmniej ograniczających jej występowanie na powierzchni okien.
Ze względu na odmienność rozwiązań i wynikające stąd różne przyczyny powstawania i eliminacji, powierzchniową kondensację pary wodnej omówiono oddzielnie dla okien jednoramowych, zespolonych i połaciowych.
Kondensacja na powierzchni okien jednoramowych
Rozpatrzono najczęściej stosowane w Polsce okna jednoramowe PVC oraz z drewna. Przekrój przez przykładową ramę okna z PVC pokazano na rys. 1.
Analizę wpływu różnych czynników związanych z oszkleniem na temperaturę powierzchni okien przeprowadzono metodą symulacji komputerowej przepływu ciepła przy użyciu sprawdzonego programu komputerowego znajdującego się w Zakładzie Fizyki Cieplnej ITB. Programem tym obliczono najniższą temperaturę na powierzchni wewnętrznej tmin. (od strony pomieszczenia) oraz temperaturę t0 bez wpływu mostków cieplnych dla temperatury powietrza zewnętrznego te = = 0, -10, -20oC oraz współczynnika przenikania ciepła centralnego pola powierzchni szyb Ug = 2,7, 1,8, 1,3 i 1,0 W/(m2K).
Wyniki obliczeń przedstawiono na rys. 2÷5.
Ramy okien z kształtowników PVC oraz z drewna oszklone szybą zespoloną jednokomorową 4/16/4 z aluminiową ramką dystansową oznaczono numerem 1 i 2. Okna PVC z szybą dwukomorową o strukturze 4/12/3/12/4 z aluminiowymi ramkami dystansowymi oznaczono nr 3. Ponadto okna z PVC oraz z drewna z szybą zespoloną 4/16/4, w której aluminiową ramkę dystansową zastąpiono ramką ze stali nierdzewnej, oznaczono nr 4 i 5, a okno z PVC z szybą 4/16/4 z ramką z tworzywa sztucznego o współczynniku przewodzenia ciepła 0,3 W/(mK) - nr 6.
Z rys. 2 wynika, iż temperatura powierzchni wewnętrznej szyb t0 z dala od ram wzrasta wraz z poprawą izolacyjności cieplnej szyb, charakteryzowanej współczynnikiem przenikania ciepła Ug. Przykładowo zmiana szyby o Ug = 2,7 na szybę o Ug = 1,0 W/(m2K) powoduje bardzo duży wzrost temperatury t0 z 6,0oC na 14,8oC przy temperaturze powietrza zewnętrznego te = -20oC. Zmiana taka jest bardzo korzystna, gdyż temperatura t0, jak wykazały pomiary i obliczenia, występuje niemal na całej powierzchni szyb, pomniejszonej o pole powierzchni pasa, przylegającego do ramy o szerokości zwykle mniejszej niż 10 cm.
Badania wykazały, iż temperatura t0 może być nieco niższa w tych przypadkach, w których podczas produkcji szyb zespolonych przestrzeń międzyszybowa będzie wypełniona gazem o temperaturze znacznie wyższej od temperatury eksploatacyjnej. Przestrzeń ta może zmniejszać się o kilka milimetrów wskutek podciśnienia wywołanego zmniejszaniem objętości gazu, wypełniającego szczelnie zamkniętą przestrzeń międzyszybową; ma to szczególne znaczenie przy małych grubościach warstw gazowych (< 12 mm) i dużych powierzchniach przeszklenia. Z tego względu w Polsce zaleca się stosowanie szyb z przestrzenią międzyszybową o grubości co najmniej 16 mm.
Temperatura powierzchni szyb w pasie przylegającym do ram zmienia się od t0 do najniższej (na styku szyby z ramą skrzydła - rys. 3÷5), gdzie występuje początek kondensacji powierzchniowej pary wodnej na oknach jednoramowych oszklonych szybami zespolonymi. Dlatego poszukuje się sposobów na podwyższenie tej temperatury.
Z rys. 3÷5 wynika, iż najniższa temperatura jest o około 0,5oC wyższa na oknie nr 2 z ramami drewnianymi w stosunku do okien z ramami z PVC (oszklonych szybą 4/16/4 o Ug = 2,7 W/(m2K)), ale gwałtownie maleje z około 10,5oC na 1,0oC na obydwu rodzajach okien przy spadku temperatury powietrza zewnętrznego z 0 do -20oC.
Zwiększenie izolacyjności cieplnej szyb powoduje znaczący wzrost minimalnej temperatury ich powierzchni, na przykład tmin wzrasta z 1,0oC na 3,6oC przy poprawie Ug z 2,7 na 1,0 W/(m2K) przy te = -20oC (okno nr 1 i 2 i rys. 5).
Jeśli szybę jednokomorową 4/16/4 zastąpimy szybą dwukomorową 4/12/3/12/4, to nastąpi wzrost tmin o 0,8oC do 2,0oC (okno 1 i 3 rys. 3÷5). Podobny wzrost tmin osiągnąć można, zastępując w szybie 4/16/4 ramkę aluminiową - ramką ze stali nierdzewnej o współczynniku przewodzenia ciepła około 14 razy niższym.
Z powyższego omówienia wynika, iż istotny wpływ na tmin ma ramka dystansowa na obwodzie szyb zespolonych. Dlatego w celu określenia tego wpływu wykonano obliczenie zakładając, że ramka wykonana została z tworzywa o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,3 W/(mK). Z porównania wyników obliczeń uzyskanych dla okna nr 1 i 6 (rys. 3÷5) wynika, iż ramka ta spowodowała duży wzrost tmin, zawierający się w granicach od 2,2oC do 6,0oC przy zmieniających się te = 0÷20oC i Ug = 1,0÷2,7 W/(m2K).
Następny sposób na podwyższenie tmin może polegać na osłonięciu ramki aluminiowej materiałem gorzej przewodzącym ciepło. Osłonięcie to może być zrealizowane przez większe zagłębienie szyby w ramie okna.
W tablicy 2 podano wyniki obliczeń temperatury na wewnętrznej powierzchni szyby zespolonej 4/16/4 o Ug = 1,3 W/(m2K), przy trzech różnych głębokościach osadzenia szyby w ramie: 10, 15, 20 mm i przy temperaturze powietrza zewnętrznego te = 0, -10 i -20oC.
Zwiększenie głębokości tego osadzenia w ramie z 10 mm na 20 mm powoduje duży wzrost tmin, bo aż o 2,6-5,2oC dla te = 0÷20oC i U0S = 1,3 W(m2K) (kolumna 4 tablicy 2).
Jeszcze inny sposób podwyższenia tmin polega na podgrzaniu powietrza wewnętrznego opływającego okno, na przykład przez umieszczenie pod nim grzejnika i wykonanie otworów lub osłon regulacyjnych w podokiennym parapecie. W wyniku takiego działania zmaleje wilgotność względna powietrza, a temperatura powietrza przy oknie może wzrosnąć o 3oC, co spowoduje podwyższenie tmin o 1,6-2,0oC.
W przypadku wykorzystania jednocześnie dwóch wyżej wymienionych sposobów można uzyskać tmin = 11,4oC (na oknie z PVC oszklonym szybą 4/16/4 o Ug =1,3 W(m2K)). Świadczy to o tym, że na oknie nie będzie występować powierzchniowa kondensacja pary wodnej, jeśli temperatura powietrza zewnętrznego nie będzie niższa niż -10oC, a wilgotność względna powietrza przy oknie w pomieszczeniu nie będzie wyższa niż 48 %.
Kondensacja na powierzchni okien zespolonych
Odmienne są przyczyny powstawania kondensacji pary wodnej na oknie zespolonym, którego fragment pokazano w przekroju na rys. 6.
oknach tych nie występuje kondensacja na szybie wewnętrznej (temperatura jej powierzchni jest wysoka - kolumna 4 i 5 tablicy 3) tak jak to ma miejsce w przypadku okien jednoramowych, lecz na powierzchni szyby zewnętrznej o bardzo niskiej temperaturze (kolumna 6 tablicy 3).
Kondensacja na szybie zewnętrznej wynika głównie z konstrukcji okien zespolonych i miejsca usytuowania uszczelki przylgowej w przymyku.
Skrzydła okien nie są jednoramowe, składają z dwóch oddzielnych ram, zespolonych mechanicznie w kilku punktach w taki sposób, że między tymi ramami tworzy się niewielkiej grubości szczelina powietrzna. Przez tę szczelinę, w zależności od usytuowania uszczelki przylgowej może przedostawać się do przestrzeni międzyszybowej powietrze zewnętrzne lub wewnętrzne z pomieszczenia albo jedno i drugie w proporcji zależnej od stopnia uszczelnienia przylg za i przed szczeliną. W pierwszym przypadku następuje odprowadzanie wilgoci na zewnątrz wskutek wentylacji przestrzeni międzyszybowej, natomiast w drugim przypadku doprowadzanie powietrza z pomieszczenia, jego schładzanie, wzrost wilgotności względnej i w konsekwencji wykraplanie na powierzchni szyby.
W celu ewentualnego zmniejszenia zakresu występowania kondensacji przeprowadzono badania wielu wariantów rozwiązań okien w komorze klimatycznej, w której zmieniano temperaturę i prędkość powietrza zewnętrznego oraz wilgotność względną powietrza wewnętrznego. Skuteczność wentylacji przestrzeni międzyszybowej jest największa przy niskiej temperaturze powietrza zewnętrznego, dlatego występowanie kondensacji sprawdzano przede wszystkim w zakresie temperatury 5 ÷ -5°C
Badania wykazały, iż nie można całkowicie wyeliminować kondensacji pary wodnej ale można ją ograniczyć przez zastosowanie uszczelnienia zapobiegającego przedostawanie pary wodnej z pomieszczenia do przestrzeni międzyszybowej i odpowiednie zwentylowanie tej przestrzeni.
Kondensacja na powierzchni okien połaciowych
Okna połaciowe różnią się od okien zwykłych między innymi sposobem osadzenia i uszczelnienia szyby w dolnej poziomej ramie. Dlatego rozpatrzono tylko dolną ramę okna po-łaciowego z drewna, którą pokazano na rys. 7.
Ramę okna ze standardową szybą zespoloną jednokomoro-wą 4+4/16 o współczynniku przenikania ciepła Ug = 2,7 W/(m2K) oznaczono nr 7, a z oszkleniem termoizolacyjnym 4+4/16 o Ug = 1,2 W/(m2K)) - nr 8.
Ramę okna z szybą zespoloną jednokomorową 4/16/4 z aluminiową ramką dystansową oznaczono dodatkowo literą ,,a", z ramką ze stali nierdzewnej - literą „b", a z ramką tworzywową o współczynniku przewodzenia ciepła 0,25 W/(mK) - literą „c".
Ponadto wprowadzano następujące modyfikacje oznaczone kolejnymi literami:
• skrócono o 20 mm obróbkę blacharską podszybową - „d",
• zastąpiono obróbkę blacharską podszybową obróbką z tworzywa sztucznego - „e",
• zastąpiono obróbkę blacharską osłaniającą ościeżnicę od góry - obróbką z tworzywa sztucznego - „f",
• zastąpiono obróbkę blacharską osłaniającą szybę od góry - obróbką z tworzywa sztucznego - „g",
• wypełniono miękką pianką poliuretanową przestrzeń między dolną krawędzią szyby i obróbką tworzywową podszybową oraz nadszybową - „h",
• wprowadzone drugie uszczelnienie w przymyku okna od strony pomieszczenia - „i".
Analizę wpływu różnych czynników na temperaturę powierzchni okien przeprowadzono identyczną metodą obliczeniową jak w poprzednim punktach.
Programem komputerowym obliczono temperaturę powierzchniową w czterech następujących miejscach przy temperaturze powietrza zewnętrznego te = 0 i te = -20oC:
• t1 - na szybie od strony pomieszczenia przy uszczelce osadczej tej szyby,
• t2 - w przymyku na uszczelce przylgowej od strony pomieszczenia,
• t3 - na styku obróki blacharskiej podszybowej z szybą
• t4 - na dolnej krawędzi szyby wewnętrznej
Wyniki obliczeń temperatury t1, t2, t3 i t4 przy zmianie współczynnika Ug
szyby i rodzaju ramek międzyszybowych zestawiono w tablicy 4. Natomiast w tablicy 5 przedstawiono wyniki obliczeń temperatury w odniesieniu do okna nr 9 z termoizolacyjną szybą zespoloną przy zmianie obróbek blacharskich, wypełnieniu materiałem termoizolacyjnym przestrzeni powietrznej między obróbkami pod- i nadszybową oraz przy wzroście temperatury powietrza wewnętrznego o 3oC - litera j.
Z tablicy 4 wynika, iż zastąpienie aluminiowej ramki dystansowej w szybie zespolonej standardowej lub termoizolacyjnej 4+4/16 ramką wykonaną ze stali nierdzewnej lub z tworzywa sztucznego podwyższa temperatury t1-t4 w nieznacznym stopniu.
Zastąpienie szyby zespolonej standardowej (Ug = 2,7 W/ /(m2K)) szybą termoizolacyjną o tej samej strukturze 4+4/16 (Ug = 1,2 W/(m2-K)) powoduje istotne podwyższenie temperatury t1 na powierzchni wewnętrznej szyby przy ramie skrzydła okna o około 2oC przy te = 0oC i o około 4oC przy te = -20oC. Taka zamiana szyb nie tylko polepsza izolacyjność cieplną całego okna, ale ma istotny wpływ na ograniczenie występowania powierzchniowej kondensacji pary wodnej.
W związku z tym do dalszej analizy brano pod uwagę okna tylko z oszkleniem termoizolacyjnym (tab. 5).
Z tablicy 5 wynika, iż wprowadzane kolejne modyfikacje ram okiennych powodują różny wzrost temperatury powierzchniowej t1 i t2.
Skrócenie obróbki blacharskiej pod-szybowej o 20 mm powoduje wzrost temperatury t1 ok. 1,1oC w porównaniu do rozwiązania oryginalnego przy te = 0oC i 2,2oC przy te = -20oC.
Zastąpienie podszybowej obróbki blacharskiej obróbką z tworzywa sztucznego powoduje jeszcze większy wzrost temperatury t1: do 13,3oC przy te = 0oC i do 6,6oC przy te = -20oC.
Zastąpienie obróbki blacharskiej nad-szybowej i nadościeżnicowej nie powoduje znaczącego wzrostu temperatury t1 w porównaniu do rozwiązania z obróbką podszybową z tworzywa sztucznego, ale wzrasta temperatura t2 o 1,5oC przy te = 0oC i o 3,1oC przy te = -20oC.
Wypełnienie przestrzeni powietrznej między dolną częścią szyby zespolonej i obróbkami nad i podszybową powoduje niewielki przyrost w temperatury t1 (0,5 i 1,0oC), ale duży przyrost temperatury t2 (o 2,9oC przy te = 0oC i o 5,9oC przy te = -20oC w porównaniu do rozwiązania z obróbką podszybową z tworzywa sztucznego. Mimo tak znaczącego przyrostu temperatura t2 jest niska, gdyż przy te = -20oC wynosi -1,4oC.
W celu podwyższenia temperatury t2 wprowadzono drugie uszczelnienie
usytuowane w przymyku okna od strony pomieszczenia. Ta modyfikacja spowodowała duży wzrost temperatury t2, gdyż wynosi ona 14,8oC przy te = 0oC i 9,6oC przy te = -20oC.
Jeszcze inny sposób podwyższający temperatury t1 i t2 polega na podgrzewaniu powietrza wewnętrznego stykającego się z oknem na przykład przez umieszczenie pod nim grzejnika. W wyniku takiego działania zmaleje wilgotność względna powietrza, a temperatura powietrza przy oknie może wzrosnąć o 3oC, co spowoduje dalsze podwyższenie temperatury t1 do 15,9oC przy te = 0oC i do 9,7oC przy te = -20oC oraz temperatury t2 do 17oC przy te = 0oC i do 11,8oC przy te = -20oC.
W przypadku wykorzystania jednocześnie wszystkich wyżej wymienionych sposobów można uzyskać minimalną temperaturę na powierzchni okna wynoszącą ok. 11,5oC. Świadczy to o tym, że na oknie nie będzie występować powierzchniowa kondensacja pary wodnej nawet przy niskiej temperaturze powietrza zewnętrznego wynoszącej -20oC, jeśli wilgotność względna powietrza przy oknie w pomieszczeniu nie będzie wyższa niż 48%.
Wnioski
Na oknach jednoramowych, podczas znacznych spadków temperatury powietrza zewnętrznego w okresie zimowym, należy liczyć się z kondensacją pary wodnej na powierzchni wewnętrznej szyb, szczególnie w pobliżu ram skrzydeł.
Główną przyczyną kondensacji jest powszechnie stosowana na obwodzie szyb zespolonych ramka aluminiowa bardzo dobrze przewodząca ciepło i stanowiąca mostek termiczny. Z tych względów nie można powierzchniowej kondensacji całkowicie wyeliminować (bez radykalnej zmiany technologii produkcji szyb zespolonych) ale można ją skutecznie ograniczyć wykorzystując między innymi zalecenia przedstawione w niniejszym artykule.
Na oknach połaciowych, szczególnie w dolnej części ramy skrzydła, także należy liczyć się z kondensacją pary wodnej na powierzchni wewnętrznej szyb i na uszczelce przylgowej w przymyku.
Dodatkowymi przyczynami kondensacji na powierzchni okien połaciowych, oprócz wymienionych w odniesieniu do okien jednoramowych, są obróbki blacharskie wnikające w głąb ramy oraz brak drugiego uszczelnienia w przymyku.
Powierzchniową kondensację pary wodnej można skutecznie ograniczyć, wykorzystując między innymi zalecenia przedstawione w niniejszym artykule, a przede wszystkim zasadę stosowania ram i szyb o wysokich i mało zróżnicowanych miejscowych oporach cieplnych.
Odmienne zagadnienie stanowi kondensacja w oknach zespolonych. W oknach tych także należy liczyć się z występowaniem kondensacji pary wodnej głównie w przestrzeni międzyszybowej, szczególnie przy wyższej temperaturze powietrza zewnętrznego i małej prędkości wiatru, to jest w okresach mniej skutecznie działającej wentylacji w przestrzeni międzyszybowej. Ponadto należy sytuować uszczelki przed szczeliną znajdującą się między zespolonymi ramami aby powietrze z pomieszczenia nie przedostawało się do przestrzeni międzyszybowej.
dr inż. Zbigniew Owczarek
więcej informacji: Świat Szkla 3/2005
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 3/2005
Pomysł nie jest nowy - pierwsze konstrukcje tego typu, autorstwa firmy PILKINGTON powstały jeszcze w latach sześćdziesiątych. Dalsza ewolucja przeszklonych fasad zmierzała w kierunku uzyskania możliwie jednolitej szklanej powierzchni, jak najmniej przesłoniętej konstrukcją wsporczą. W ciągu kolejnych dwudziestu lat, dzięki postępowi, jaki dokonał się w technologii szkła, przy wciąż rosnących oczekiwaniach architektów, rozwinęło się wiele systemów fasadowych z punktowym mocowaniem szyb.
Kilka lat temu firma METRA, uzupełniając swoją ofertę ścian osłonowych, dołączyła do grona producentów takich przeszkleń. Na bazie czterdziestoletnich światowych doświadczeń powstały dwa kompletne systemy architektoniczne: Poliedra Sky Glass 130 oraz Poliedra Sky Glass 180, w których skład wchodzi zarówno aluminiowa konstrukcja nośna jak i wszystkie elementy służące do mocowania szyby.
Do obu serii stosuje się jednakową podkonstrukcję (słupy) oraz te same uszczelki do łączenia szyb. Systemy różnią się elementami mocującymi i w związku z tym charakteryzują się różną nośnością i rozmiarami tafli szkła. Słupy aluminiowe mają kształt owalny albo dwuteowy o maksymalnym momencie bezwładności 3167 cm4. Owalny kształt słupa i odpowiednio wyprofilowany przekrój pozwalają na wiele kombinacji połączeń szklanych płaszczyzn przy równocześnie nieskomplikowanym montażu.
Parametry wytrzymałościowe aluminium nie są tak dobre jak stali, dlatego zamiast słupów aluminiowych można wykonać podkonstrukcję w oparciu o kształtowniki stalowe czy żebra szklane. Takie rozwiązania znacznie rozszerzają możliwości projektowe i konstrukcyjne.
Poliedra Sky Glass 130 jest systemem do konstrukcji fasady podpartej punktowo, ze stałym mocowaniem szyby, dla mniejszych przeszkleń. Maksymalny ciężar modułu wynosi 150 kg, czyli tyle, ile w tradycyjnej ścianie słupowo-ryglowej. Uchwyty szkła są pojedyncze albo podwójne, płaszczyzna fasady może być załamana tylko pod kątem 90o.
Fasada Sky Glass 180 mocowana jest uchwytami przegubowymi (od pojedynczego do poczwórnego), przeciwdziałającymi parciu i ssaniu wiatru oraz umożliwiającymi poziome i pionowe ruchy dylatacyjne szyb. Maksymalny ciężar modułu nie powinien przekroczyć 400 kg, co w praktyce oznacza możliwość zamontowania szyby zespolonej o powierzchni w granicach 8 m2. Kąt załamania fasady jest stały i wynosi: 10o-20o-30o-90o.
Projektując obiekt, konstruktor przyjmuje takie same obciążenia od wiatru jak dla fasady i dachu (w tym przypadku także od śniegu i ciężaru własnego) o konstrukcji słupowo-ryglowej, w oparciu o polskie normy. Przyjęte wartości pozwalają ustalić wielkość słupa (systemowego z aluminium, stalowego lub żebra szklanego), grubość szkła oraz ilość punktów mocowania. Podstawowa zasada przy obliczeniach jest taka, że ciężar szyby przenoszą tylko dwa skrajne (najczęściej poziome) punkty mocowania. Pozostałe są dla obciążeń ruchomych.
W fasadzie z punktowym mocowaniem szyby, szkło nie jest jedynie okładziną ścienną. Pełni rolę elementu konstrukcyjnego, ulegającego działaniu parcia i ssania wiatru, różnicy temperatur czy ruchów konstrukcji. Dlatego stosowane tutaj szyby muszą charakteryzować się niezwykle wysoką wytrzymałością.
W zależności od funkcji (np. bariera akustyczna), rozmaitych czynników zewnętrznych i gabarytów mogą być: pojedyncze hartowane, klejone lub zespolone, przy czym szyba pojedyncza dodatkowo poddawana jest testowi heat soak, w celu eliminacji wadliwych tafli.
Krawędzie szyb muszą być szlifowane. Na styku tafli od wewnętrznej strony montowana jest bezbarwna silikonowa uszczelka, o wielkości zależnej od grubości szyby. Od zewnątrz połączenie krawędzi uszczelnia się silikonem neutralnym, odpornym na czynniki pogodowe.
Iwona Soczyńska
METRA
więcej informacji: Świat Szkla 3/2005
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 3/2005
W ostatnich latach w Polsce nastąpił szybki rozwój nowych technologii w budownictwie. Początkowo były to projekty architektoniczne i technologie zagraniczne. Obecnie wielu polskich architektów tworzy bardzo śmiałe, a zarazem trudne pod względem wykonawczym i technologicznym projekty obiektów budowlanych. Są to przede wszystkim siedziby banków, firm i inne budynki użyteczności publiczne, których forma ma za zadanie zaciekawić oraz przyciągnąć potencjalnego klienta.
Coraz szersze i odważniejsze zastosowanie szkła w projektach zmusza firmy wykonawcze do ciągłych poszukiwań nowych rozwiązań systemowych i opracowywania technologii pozwalających urzeczywistniać wizje architektów.
Do takich wykonawców od kilku lat należy firma rodzinna GLASS-MAL z Gorlic, która jako jedna z nielicznych opracowała własny system punktowego mocowania szkła pod nazwą SPINIG, do bezramowego mocowania szkła na powierzchniach pionowych, poziomych i pod dowolnymi kątami oraz wprowadziła go na polski rynek.
Umożliwia on tworzenie większych i bardziej estetycznych powierzchni całoszklanych, bez wystających elementów typowej stolarki. Jest to szczególnie istotne przy realizacji dachów, zadaszeń, świetlików dachowych oraz elewacji i ich utrzymania w czystości przy użyciu robotów myjących. Elementy punktowego mocowania szkła SPINIG produkowane są ze stali nierdzewnej klasy A2 i A4, na obrabiarkach sterowanych numerycznie, co zapewnia ich powtarzalność.
Szczególnie jest to ważne przy produkcji elementów przegubowych do mocowania szyb pojedynczych i zespolonych, o dużych powierzchniach i wadze od 50 do 77 kg/m2. Wówczas każdy element przenosi obciążenia promieniowe dochodzące do 4500 N, a osiowe do 2000 N. (patrz schemat).
Do tego typu mocowań ze względu na duże obciążenia punktowe wymaga stosowania szkła hartowanego (ESG), w wielu przypadkach poddanemu Heat Soak Test (HST) lub szkła hartowanego, laminowanego folią PVB.
Do produkcji szyb zespolonych stosowane są wyłącznie wysokiej jakości masy silikonowe o dużej odporności na UV i bardzo dobrym przyleganiu do szkła, np. jednoskładnikowy DC 3362 i dwuskładnikowy DC 3540 oraz DC 791 i 756 firmy DOW CORNING, jako uszczelniacze szczelin pomiędzy szybami.
Bardzo ważne dla uzyskania wrażenia lekkości elementu architektonicznego wykonanego w systemie punktowego mocowania szkła jest dobór i zastosowanie odpowiedniej konstrukcji nośnej. Mogą to być konstrukcje stalowe kratownicowe, podprężone, konstrukcje linowe oraz coraz częściej stosowane żebra szklane.
więcej informacji: Świat Szkla 3/2005
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 3/2005
W pierwszej części tego artykułu, zamieszczonej w poprzednim numerze "Świata Szkła" (02/05) przybliżone zostały zagadnienia dotyczące przeznaczenia funkcjonalno-użytkowego przestrzeni szklarniowej we współczesnej architekturze budynków biurowych i przemysłowych. Dla pełnego zobrazowania aspektu użytkowego wnętrz szklarniowych, poniżej przyjrzymy się z kolei ich roli jako przestrzeni, która wpływa na kształtowanie środowiska atmosferycznego, świetlnego i akustycznego w budynku - a więc przestrzeni, która determinuje niematerialne warunki środowiska wewnętrznego obiektu i komfort jego użytkowania.
Związek pomiędzy kształtowaniem struktur szklarniowych a komfortem użytkowania jest bardzo silny. Szczególnie trudnym zadaniem jest odpowiednie wykorzystanie efektu szklarniowego oraz światła słonecznego dla wytworzenia komfortowego środowiska atmosferycznego i świetlnego wewnątrz budynku. Przekonano się o tym już w poprzednich stuleciach. Niedogodności odczuwali użytkownicy słynnego Crystal Palace autorstwa Josepha Paxtona - obiektu wystawowego w postaci szklarni o olbrzymiej skali (600 m długości, 96 tys. m2 szklenia) - manifestu możliwości i osiągnięć budownictwa „ery przemysłowej" XIX w.
Niedoskonała technologia szklenia i brak doświadczenia w kształtowaniu „szklanych domów" o tak dużej skali sprawiała, że w rezultacie efekt szklarniowy powodował silne przegrzewanie się wnętrza, mimo zastosowania systemu otworów wentylacyjnych i żaluzji. Oddziaływanie bezpośredniego światła słonecznego o nadmiernym natężeniu powodowało częste oślepianie użytkowników.
Wprowadzenie przez Charlesa Foxa płóciennych osłon w obrębie dachu tego obiektu należy uznać za uzasadnioną, lecz dość nieudolną próbę zażegnania tych niedogodności. Podobnych problemów nie ustrzegł się też wielki Le Corbusier. W budynku dla Armii Zbawienia („Salvation Army") w Paryżu (1936 r.), z uwagi na znaczne przegrzewanie się wnętrza, musiał zrezygnować z zastosowania całkowicie przeszklonej ściany zewnętrznej na rzecz masywnych elementów przeciwsłonecznych „brise-soleil".
Znaczące w dziejach architektury XX w. budynki z przeszklonymi atriami, jak choćby Larkin building Franka Lloyda Wrighta (1903 r.) czy Ford Foundation HQ, spółki Roche-Dinkeloo (1965 r.), tudzież wiele współczesnych obiektów, wymagają klimatyzacji mechanicznej, nie w pełni korzystając z dobrodziejstw słońca.
Ciepło i światło słoneczne bowiem to najistotniejsze czynniki, warunkujące komfort użytkowania budynków ze strukturami szklarniowymi. W budynkach biurowych i biurowo-przemysłowych, jako najdynamiczniej rozwijających się obiektach miejsca pracy, aspekt ten jest nadzwyczaj ważny. Do tego dochodzi równie istotna kwestia akustyki.
Obecnie wspomniane problemy występują nadal, lecz dzięki wiedzy na temat kształtowania architektury słonecznej, nowoczesnej technologii szklenia i nowoczesnych systemów zacieniająco-reflek-syjnych mogą być łatwiej rozwiązywane Współcześni architekci, głównie architekci nurtu eco-tech, chętnie i często wykorzystują przestrzeń szklarniową jako element dający duże możliwości i szanse wykreowania komfortowych warunków w środowisku pracy.
Poniższe przykłady ilustrują zakres wpływu rozwiązań szklarniowych na tworzenie środowiska wewnętrznego w omawianym zakresie (środowiska atmosferycznego, świetlnego i akustycznego), wydobywając ich złożoną rolę użytkową w kształtowaniu współczesnej architektury budynków biurowych i przemysłowych.
Przestrzeń szklarniowa jako „płuca budynku"
Maksymalne wykorzystanie naturalnej wentylacji i wytworzenie naturalnego mikroklimatu wnętrza to jedno z głównych założeń współczesnej architektury proekologicznej. Poza oczywistym wpływem na zmniejszenie energochłonności budynku, mają one istotne znaczenie w kreowaniu przyjaznego miejsca pracy. Badania ankietowe wskazują, że aż 89% pracowników chce przebywać w środowisku „klimatyzowanym" naturalnie. Za jedną z głównych przyczyn tzw. „syndromu niezdrowych budynków" (ang. sick building syndrom) uznaje się nadmierne wykorzystanie systemów klimatyzacji mechanicznej.
Obserwuje się w związku z tym dynamiczny rozwój i zróżnicowanie rozwiązań w zakresie naturalnego wentylowania przestrzeni wewnętrznej. Znaczną rolę odgrywa tu przestrzeń szklarniowa lub konfiguracja dwóch, a nawet kilku tego typu przestrzeni. Wykorzystywany jest tzw. efekt kominowy. Przestrzeń szklarniowa stanowiąca na ogół wnętrze wielkoprze-strzenne umożliwia swobodny przepływ mas powietrza.
W wyniku efektu szklarniowego, powietrze wewnątrz ogrzewa się i unosi, wytwarzając tym samym podciśnienie w dolnej strefie budynku i powodując wprowadzanie świeżego powietrza do środka. Ciepłe, „zużyte" powietrze ze szklarni, jak i z przestrzeni pracowniczej wyprowadzane zostaje na zewnątrz. Następuje w ten sposób wymiana powietrza pomiędzy wnętrzem a otoczeniem oraz naturalny ruch jego mas ku górze, tzw. naturalna wentylacja wyporowa lub grawitacyjna.
Należy podkreślić, że możliwość sprawnego „działania" wentylacji naturalnej zależy od wielu czynników, głównie: wielkości i odpowiednich proporcji przestrzeni szklarniowej, warunków naturalnych, m.in. wiatru i relacji pomiędzy temperaturą powietrza zewnętrznego i wewnętrznego, rozwiązań technologicznych, np. wielkości i rozmieszczenia otworów wentylacyjnych. Dążenie to uzyskiwania maksymalnej efektywności naturalnej wentylacji budynku procentuje interesującymi rozwiązaniami architektonicznymi.
W budynku biurowym BGW w Dreźnie, arch. LOG ID (fot. 1) wprowadzono zespół trzech rozwiązań szklarniowych tak, że naturalna wentylacja ma zasięg globalny tzn. podlega jej cała przestrzeń użytkowa budynku. Przestrzeń szklarniową wprowadzono w strefie zewnętrznej oraz centralnej, powodując, że powierzchnie biurowe zostały w niej „zatopione". Ponadto południowa
ściana szklarni tworzy podwójną elewację szklaną. Układ przestrzeni szklarniowej pozwala na swobodny ruch mas powietrza, które w okresie letnim jest wyprowadzane przez otwory wentylacyjne w dachu. Klapy wentylacyjne w partii dachu są wówczas maksymalnie uchylone. W okresie grzewczym z kolei są zamknięte, by nadmiernie nie wychładzać wnętrza. Konieczna ilość świeżego powietrza wprowadzana jest przez specjalne kominy w partii dachowej, tak ukształtowane, by optymalnie wykorzystywać oddziaływanie wiatru. Dla zachowania wysokiej jakości powietrza w budynku, wprowadzono bujną zieleń, która umiejscowiona w przestrzeni szklarniowej oplata powierzchnie biurowe. Naturalny przepływ powietrza obejmuje całą przestrzeń wewnętrzną, umożliwiając chłodzenie budynku latem i pasywne ogrzewanie słoneczne wnętrza zimą oraz w okresach przejściowych. Podwójna elewacja szklana jest dodatkowym rozwiązaniem, służącym utrzymaniu komfortowego mikroklimatu wnętrza, przede wszystkim zwiększając izolacyjność termiczną budynku oraz możliwość wymiany powietrza pomiędzy wnętrzem a otoczeniem. Do-świetlanie, zarówno boczne w strefie zewnętrznej, jak i górnoboczne w strefie centralnej wpływa na znaczny udział i równomierny rozkład światła naturalnego w oświetleniu biur. Koncepcja polega na wpuszczaniu zimowych promieni słonecznych maksymalnie w głąb budynku, zaś niepożądane, bezpośrednie promienie letnie odbijane są na zewnątrz lub wprowadzane pionowo w dół, nie powodując efektu olśnienia.
Zupełnie inne rozwiązanie architektoniczne, lecz polegające również na wykorzystaniu przestrzeni szklarniowej jako „płuc budynku", charakteryzuje zespół biurowy Inland Revenue HQ w Nottingham (Wielka Brytania), arch. Michael Hopkins and Partners (fot. 2).
W narożnikach budynków usytuowano szklane wieże, tzw. kominy słoneczne. Rozwiązania te znajdują się na obwodzie obiektu. Znaczna smukłość przeszklonych wież, w których zachodzi efekt szklarniowy i wzmożony efekt kominowy powodują, że wieże stają się skutecznymi rozwiązaniami w stymulowaniu naturalnej wentylacji wyporowej - „kominami wyciągowymi", które usuwają zużyte powietrza z przestrzeni biurowej. Usuwają one ciepło ze wszystkich kondygnacji, które zbiera się w przestrzeni podstropowej biur. Okrągłe zadaszenie wież może być podnoszone lub uchylane automatycznie, w zależności od panujących warunków klimatycznych w otoczeniu oraz przestrzeni wewnętrznej. W okresie zimowym zadaszenia są lekko podniesione, by nie wyziębiać wnętrza, podczas upałów zaś mogą być unoszone aż na 1 m.
Naturalny przepływ powietrza ku górze powoduje „zasysanie" świeżego powietrza z otoczenia, które doprowadzane jest przez otwierane okna i kanały wentylacyjne w podłodze. Wieże wyłożono szklanymi bloczkami - ich przestrzeń wewnętrzna przeznaczona na klatkę schodową jest pasywnie ogrzewana słonecznie i oświetlana rozproszonym światłem naturalnym. Nie udało się jednak stworzyć całkowicie pasywnej architektury słonecznej. Głównie z powodu długich traktów użytkowych, jako wspomaganie wentylacji naturalnej konieczne było wprowadzenie wentylatorów, które wymusza poziomy ruch powietrza w kanałach cyrkulacyjnych.
Przestrzeń szklarniowa jako pasywny kolektor ciepła i modyfikator mikroklimatu wnętrza
Rolę kolektora ciepła spełniają struktury szklarniowe, których szklane ściany zewnętrze, ewentualnie dachy zorientowane są w stronę oddziaływania promieni słonecznych. W naszych warunkach klimatycznych ocenia się, że najbardziej wskazana dla zimowych zysków ciepła z nasłonecznienia jest ich południowa lub południowo-zachodnia i południowo-wschodnia orientacja, o odchyleniu nie przekraczającym 15o od kierunku południowego.
Rolę kolektora ciepła najlepiej spełniają szklarnie, które pozostają w konfiguracji przylegającej do budynku, a więc tworzą jego strefę obrzeżną, występując w postaci ogrodów zimowych, przeszklonych arkad zewnętrznych itp. Taka relacja przestrzenna względem budynku sprzyja wyeksponowaniu szklarni na oddziaływanie promieni słonecznych, a zatem wzrasta możliwość wykorzystania energii słonecznej w jej przestrzeni.
Ciepło magazynowane jest na ogół w masywnej posadzce wewnętrznej, a w tzw. szklarniach wydzielonych, dodatkowo w ścianach budynku, oddzielających szklarnię od jego przestrzeni wewnętrznej. Występowanie w obrzeżnej strefie powoduje jednak, że zasięg oddziaływania ciepła zgromadzonego w szklarni, zwłaszcza w złożonych strukturach budowlanych, jakimi są omawiane budynki, ma zasięg lokalny i ogranicza się do stref przyległych. Fakt ten wpływa często na przejęcie strategii strefowania termicznego w rozwiązaniu układu funkcjonalno-przestrzennego budynku.
W przypadku szklarni w układzie przylegającym wydobyta ponadto zostaje ich rola, jako przestrzeni modyfikującej parametry klimatyczne otoczenia, m.in. temperatury i jakości powietrza zewnętrznego.
Dobrą ilustrację do omawianych zagadnień stanowi budynek biurowo-przemysłowy „Okohaus" we Frankfurcie nad Menem, arch. Eble&Sambeth (fot. 3).
Od strony południowej wprowadzono szklarnię w układzie przylegającym. Nasłoneczniona i wypełniona zielenią przestrzeń szklarniowa funkcjonuje jako strefa otwarta przeznaczona na rekreację i wypoczynek. Stanowi strefę modyfikującą mikroklimat i łagodzącą negatywne oddziaływanie czynników zewnętrznych. W lecie, napływające powietrze ulega schłodzeniu w strefie wlotowej, dzięki zaprojektowaniu sztucznego zbiornika wodnego tuż przy przeszklonej ścianie oraz systemu tryskaczowego w jej obrębie. Bogata zieleń umieszczona we wnętrzu filtruje powietrze i zaopatruje je w tlen oraz łagodzi wahania temperatury powietrza wewnętrznego. System refleksyjno-zacienia-jący chroni przed nadmiarem słońca.
Zimą szklarnia funkcjonuje jako pasywny kolektor ciepła, w którym pozyskana energia termiczna ze słońca magazynowana jest w nieizolowanych termicznie, grubych (50 cm) ścianach oraz posadzce. Pochylenie przeszklenia sprzyja wzrostowi efektywności pozyskiwania promieni słonecznych.
W bezpośrednim sąsiedztwie zlokalizowano strefę pracy biurowej. Stanowiska pracy zostały maksymalnie zbliżone do przestrzeni szklarniowej, wykorzystując korzystne południowe oświetlenie i wspomniane zalety w tej przestrzeni (m.in. korzystny mikroklimat). Koncepcję strefowa-nia termicznego zrealizowano konsekwentnie. Północną - zacienioną cześć budynku, bardziej narażoną na oddziaływanie negatywnych czynników klimatycznych (np. zimnych północnych wiatrów), tworzą powierzchnie biurowe, które jednak maksymalnie zredukowano, poprzez wymieszanie ich z powierzchniami technicznymi (ewakuacyjnymi klatkami schodowymi, windami i sanitariatami). Zmniejszono też powierzchnię całkowitą ścian zewnętrznych w północnej strefie budynku, obniżając w tym kierunku dach obiektu.
Najbardziej wysunięta na północ - strefa produkcyjna, została „schowana" za wyższą bryłą budynku. Chroniona jest w ten sposób przed oddziaływaniem promieni słonecznych. Wymagają tego zachodzące w niej procesy, które powodują przegrzewanie się przestrzeni produkcyjnej (wydzielane ciepło wykorzystywane jest do ogrzewania budynku).
Przestrzeń szklarniowa jako bufor termiczny
Wydzielona przestrzeń szklarniowa, zwłaszcza wówczas gdy tworzy obrzeżną strefę budynku może być traktowana także jako bufor termiczny, tj. przestrzeń przejściowa pomiędzy środowiskiem zewnętrznym i jego warunkami klimatycznymi a mikroklimatem wnętrza obiektu. Szacuje się, że w naszych warunkach geograficznych zamknięcie otwartej przestrzeni szkłem powoduje wzrost temperatury o min. 5oC.
Czy przestrzeń szklarniowa jest zarówno kolektorem ciepła i buforem termicznym, czy też jedynie tym drugim, zależy przede wszystkim od zorientowania ścian zewnętrznych szklarni względem kierunków stron świata. Wyłącznie o buforze termicznym można mówić w przypadku szklarni, która znajduje się po zacienionej stronie budynku, czyli tworzy przestrzeń, do której nie dopływa bezpośredni strumień promieniowania słonecznego.
Pozyskiwanie ciepła z nasłonecznienia (co charakteryzuje przestrzeń szklarniową w roli kolektora ciepła) jest więc zredukowane lub nie występuje. Jest to oczywiście podział umowny, gdyż właśnie promienie słoneczne, tylko że w postaci rozproszonej powodują, że przestrzeń „pod szkłem" ulega ogrzaniu. Niemniej, gdy przestrzeń szklarniowa nie ulega bezpośredniemu nasłonecznieniu, wydobyta zostaje jej rola jako bufora termicznego.
Warto przytoczyć tu dwa interesujące, a przy tym formalnie różne rozwiązania architektoniczne budynków, w których
przestrzeń szklarniową umieszczono po stronie północnej, wyznaczając jej tym samym omawianą rolę.
Pierwszy z nich to biurowiec „J.Walter Thompson" we Frankfurcie nad Menem, arch. Schneider&Schumacher (fot. 4).
Północna elewacja, jak pisze E. Ryń-ska1, przypomina ogromną, sześciokon-dygnacyjną witrynę, podwieszoną do dachu za pomocą stalowych lin i belek. Szklarnia ma jedynie 2,8 m, tworząc z wyglądu strukturę pośrednią pomiędzy ogrodem zimowym a podwójną elewacją szklaną. Do jego wnętrza „wpuszczono" poziome ciągi komunikacyjne, które prowadzą do powierzchni biurowych w południowej strefie budynku. Biura zostają w ten sposób chronione przed oddziaływaniem niekorzystnych czynników klimatycznych, zwłaszcza niskiej temperatury zimą, powodowanej oddziaływaniem zimnych północnych wiatrów.
Uwzględnienie oddziaływania wiatrów stało się jednym z głównych czynników wprowadzenia i ukształtowania struktury szklarniowej w drugim budynku, o którym chciałem wspomnieć, a mianowicie biurowcu „Tokio Gas Earth Port" w Yokohamie (Japonia) arch. Nikken Sekkei (fot. 5).
Struktura szklarniowa, podobnie jak w budynku „J.Walter Thompson", usytuowana jest od strony północnej. Jest jednak znacznie większa i wyróżnia się niespotykaną aerodynamiczną formą przestrzenną, o pochyłym i falistym przekroju poprzecznym, co powoduje, że budynek nie może być mylony z żadnym innym. Opływowy kształt szklarni pozwala zneutralizować parcie północnych wiatrów, jako czynnika powodującego przemarzane budynków zimą. Geometria przeszklenia jest wynikiem doświadczeń w tunelu aerodynamicznym oraz symulacji komputerowych dotyczących rozkładu ciśnienia oraz temperatury powietrza wewnątrz szklarni i przy jej powierzchni. Istniejącą bryłę uznano za optymalną. Przy zamkniętych otworach cyrkulacyjnych, wiatr „ślizga się"
po powierzchni przeszklonej ściany, nie napotykając na przeszkody i przepływa ponad budynkiem. Dla zwiększenia efektywności działania szklarni jako bufora termicznego, zastosowano dwuwarstwowe szklenie niskoemisyjne. W lecie z kolei, wiatr sprzyja wentylacji naturalnej budynku. Otwory w dolnej części szklarni zostają otwarte. Następuje napływ świeżego powietrza, które dodatkowo filtrowane przez wewnętrzna zieleń, dostarczane jest do biur. Tam ogrzane ulega wyprowadzeniu w górnej partii szklarni.
Należy dodać, że szklarnia zespolona z tzw. wieżami wiatrowymi, tworzy układ dostosowany do wentylacji poprzeczno-wyporowej, która zachodzi całkowicie naturalne, nawet przy słabym oddziaływaniu wiatru. Głęboka 15-metrowa przestrzeń szklarniowa stanowi też istotny element naturalnego do-świetlenia wnętrza. W rezultacie, budynek zużywa ok. 55% energii mniej w porównaniu z tradycyjnymi biurowcami o podobnej wielkości.
Przestrzeń szklarniowa jako bufor akustyczny
Należy wreszcie zwrócić uwagę na właściwości przestrzeni szklarniowej w aspekcie ochrony wnętrza przed hałasem i jej wpływu na komfort akustyczny użytkowników budynku. Komfort akustyczny określany jest przez dopuszczalny poziom hałasu wyrażony w dB. Hałas rozumiany jest jako dźwięk zakłócający przykry i niepożądany2.
Należy tu rozróżnić dwa rodzaje źródeł hałasu: zewnętrzny, pochodzący z tras komunikacyjnych, lotnisk itp. oraz wewnętrzny - związany z użytkowaniem budynku, np. obsługą urządzeń, przebywaniem ludzi.
Nie ulega wątpliwości, że przestrzeń szklarniowa stanowi korzystna ochronę akustyczną przed hałasem pochodzącym z zewnątrz. Dotyczy do przede wszystkim szklarni wydzielonych, tj. oddzielonych od budynku ścianą wewnętrzną. Szklarnię taką można traktować wówczas jako kurtynę akustyczną, przestrzeń, w której dźwięk ze źródeł zewnętrznych ulega wytłumieniu. Tak jest we wspomnianym już budynku „Okohaus" we Frankfurcie nad Menem, gdzie przestrzeń szklarniowa chroni jego wnętrze przed hałasem dochodzącym z pobliskiej ulicy i arterii kolejowej.
Omawiając zagadnienia akustyki, nie sposób pominąć roli podwójnych elewacji szklanych. Właściwości ochrony przed hałasem zewnętrznym tych elewacji uważane są za główny ich walor użytkowy, przewyższający niekiedy wątpliwe zalety w aspekcie naturalnego wentylowania wnętrz, a zwłaszcza pasywnego ogrzewania słonecznego. Dodatkowa warstwa szklenia odsunięta przed lico budynku umożliwia na ogół otwieranie okien bez znacznego pogorszenia komfortu akustycznego. Stąd ich wielka przydatność i zasadność stosowania w pobliżu źródeł hałasu zewnętrznego, np. w ruchliwych centrach miejskich, jak w przypadku jednego z nielicznych rodzimych budynków z podwójna elewacją szklaną - biurowcu Focus-Filtrowa w Warszawie, arch. APA Kuryłowicz (fot. 6).
Przeszkloną ścianę dwupowłokową wprowadzono od strony ruchliwej wielo-pasmowej ul. Armii Ludowej. Pomieszczenia biurowe od tej strony można wietrzyć, otwierając okna wewnętrzne i nie powodując powstawania dokuczliwego poziomu dźwięku. Trzeba dodać, że takie umieszczenie uzasadnia południowa orientacja, a więc potencjalne możliwości wykorzystania podwójnej elewacji szklanej jako „płuc budynku" i kolektora cieplnego.
Zalety podwójnych elewacji szklanych w aspekcie ochrony przed hałasem z zewnątrz nie zawsze przekładają się na możliwości tłumienia przy ich pomocy
hałasu ze źródeł wewnętrznych. Wręcz przeciwnie. W tzw. elewacjach jednorodnych, a więc w których przestrzeń mię-dzywarstwowa nie jest dzielona podziałami wewnętrznymi, występuje niebezpieczeństwo wystąpienia tzw. przesłuchów akustycznych, tj. przenoszenia dźwięków z wnętrza budynku miedzy pomieszczeniami i kondygnacjami. Zjawisko to wiąże się z powstawaniem odbić fali akustycznej w przestrzeni między dwiema warstwami elewacji. Jest ono minimalizowane lub eliminowane w elewacjach z podziałami wewnątrz tej przestrzeni3.
Jako bufor akustyczny w roli ochrony przed hałasem wewnętrznym sprawdzają się natomiast wielkoprzestrzenne struktury szklarniowe, w formie ogrodów zimowych, atriów świetlikowych, pasaży wewnętrznych itp. W roli tej przestrzeń szklarniowa występuje wówczas, gdy dzieli przestrzeń użytkową budynku, np. rozdzielając poszczególne strefy funkcjonalno-użytkowe od siebie. Dotyczy to więc szklarni w konfiguracji penetracyjnej względem budynku. Jednym z częściej spotykanych zastosowań jest wprowadzanie w budynkach przemysłowych przeszklonych pasaży wewnętrznych lub atriów, jako tzw. przestrzeni interpersonalnej, dzielącej cichą strefę pracy koncepcyjnej, np. biurowej czy laboratoryjnej od głośnej strefy pracy wytwórczej lub wytwórczo-montażowej.
W budynku firmy drukarskiej „Medium GmbH" w Lahr (Niemcy), arch. LOG ID, D. Schempp, F. Mollring (fot. 7) przeszklony pasaż przedziela dwa bloki przeznaczone odpowiednio na pomieszczenia administracyjno-biurowe i zakład drukarski. Zorientowana na południe szklarnia spełnia nie tylko funkcje mikroklimatyczną oraz doświetlającą, ale również ochrony akustycznej przed przenoszeniem hałasu z drukarni do bloku biurowo-administracyjnego. Sprzyjają temu masywne ściany, które oddzielają poszczególne bloki od przestrzeni szklarniowej. W biurach budynku, położonego na obrzeżach miasta, z dala od zgiełku miejskiego, wytworzono w ten sposób komfortowe warunki środowiska akustycznego, które nie jest zagrożone oddziaływaniem hałasu zewnętrznego, ani wewnętrznego.
Podsumowanie
Udział przestrzeni szklarniowej w kształtowaniu środowiska atmosferycznego, świetlnego i akustycznego wnętrza budynku może być znaczący. Należy podkreślić, że udział ten nie musi sprowadzać się do jednej z wyznaczonych ról, które opisano powyżej, lecz możliwe, a nawet wskazane jest łączenie zalet przestrzeni szklarniowej przez nadawanie jej w jednym projekcie wielorakiej roli, np. jednocześnie przestrzeni modyfikującej mikroklimat wnętrza, kolektora słonecznego i bufora akustycznego.
Istotna jest analiza uwarunkowań lokalizacyjnych budynku, zarówno w kontekście warunków klimatycznych, jak i antropogenicznych (źródeł zanieczyszczeń, hałasu, rodzaju pobliskiej zabudowy itp.), a także przewidywanych procesów użytkowych przestrzeni wewnętrznej. Analiza ta powinna wskazywać na priorytetowe potrzeby użytkowe, jakie powinna zaspakajać przestrzeń szklarniowa, a w konsekwencji przyjęcie odpowiedniej koncepcji projektowej i rozwiązań w zakresie m.in.: formy przestrzennej i wielkości szklarni oraz jej proporcji, konfiguracji względem bryły budynku, zorientowania wobec stron świata jej szklanych przegród zewnętrznych, technologii i rodzaju szklenia tych przegród wraz z elementami wspomagającymi (m.in. systemami zacieniającymi i systemami otworów wentylacyjnych).
Na koniec warto podkreśłić, że wykorzystanie przestrzeni szklarniowej w kształtowaniu środowiska atmosferycznego do wytworzenia komfortowych, naturalnych warunków mikroklimatycznych we wnętrzu obiektu, może przynosić efekty odwrotne do spodziewanych (m.in. silne przegrzewanie i wzrost konieczności wykorzystania klimatyzacji mechanicznej). W tym przypadku konieczne jest myślenie o budynku w sposób holistyczny. Jego rozwiązanie przestrzenne winno być logiczną konsekwencją przyjętej strategii projektowej, a poszczególne elementy tworzyć system zorientowany na optymalne wykorzystanie energii słonecznej, jako jednego z najistotniejszych czynników, kształtujących naturalny mikroklimat wnętrza.
O efektywności utylizacji promieniowania słonecznego decyduje bowiem nie sam fakt jego oddziaływania na budynek i zgromadzone w nim strukturalne elementy he-lioaktywne oraz specjalne urządzenia, ale stopień harmonijnego sprzężenia wszystkich procesów helioenergetycznych - te zaś zachodzą między budynkiem a jego otoczeniem oraz w samym budynku.
Świadomość użytkowych walorów przestrzeni szklarniowej i umiejętne ich wydobycie, daje znaczne możliwości stworzenia komfortowych warunków pracy we współczesnych budynkach biurowych i przemysłowych.
Dr inź. arch. Janusz Marchwiński
patrz też:
- Szkło termotropowe i fotochromatyczne w budownictwie , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 12/2007 ,
- Szklenie gazochromatyczne w architekturze , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 6/2007
- Arkada słoneczna budynku „Solar Fabrik” we Freiburgu , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 5/2007
- Interaktywne, adaptacyjne, multimedialne – elewacje przyszłości , Katarzyna Zielonko-Jung, Świat Szkła 4/2007
- Szklenie elektrochromatyczne w budownictwie , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 3/2007
- i-modul Fassade – przełom w regulacji mikroklimatu budynku , Marcin Brzeziński, Świat Szkła 2/2007
- Możliwości technologiczne szkła a poszukiwanie rozwiązań proekologicznych , Katarzyna Zielonko-Jung, Świat Szkła 2/2007
- Wielowarstwowe elewacje przeszklone a koncepcja przegrody interaktywnej , Katarzyna Zielonko-Jung, Świat Szkła 1/2007
- Budynki wielkoskalarne jako struktury szklarniowe Część 2, Janusz Marchwiński, Świat Szkła 1/2007
- Fasady. Rozwój i nowoczesność , Tadeusz Tarczoń, Świat Szkła 1/2007
- Kierunki rozwoju w projektowaniu elewacji przeszklonych , Katarzyna Zielonko-Jung, Świat Szkła 12/2006
- Budynki wielkoskalarne jako struktury szklarniowe cz. 1 , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 12/2006
- Problem kształtowania okien słonecznych cz. 2 , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 11/2006
- Problem kształtowania okien słonecznych cz. 1 , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 10/2006
- Budynek Centrum Olimpijskiego w Warszawie , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 9/2006
- Technologia fotowoltaiczna na dachach budynków - spojrzenie architektoniczne , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 6/2006
- Kompleks biurowy RONDO-1 , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 5/2006
- Energetyczna rola szklenia w zewnętrznych przegrodach budowlanych, Janusz Marchwiński, Świat Szkła 12/2005
- Fasadowość architektury słonecznej - na przykładach budynków biurowych , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 11/2005
- Wielofunkcyjne ściany aktywne słonecznie w architekturze. Część 2 , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 10/2005
- Wielofunkcyjne ściany aktywne słonecznie w architekturze. Część 1 , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 9/2005
- Przestrzeń wewnętrzna atriów przeszklonych , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 8-8/2005
- Funkcja estetyczna struktur szklarniowych w architekturze. Część 2 , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 6/2005
- Funkcja estetyczna struktur szklarniowych w architekturze. Część 1 , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 4/2005
- Aspekt użytkowy przestrzeni szklarniowych w budynkach biurowych i przemysłowych Część 2, Janusz Marchwiński, Świat Szkła 3/2005
- Aspekt użytkowy przestrzeni szklarniowych w budynkach biurowych i przemysłowych Część 1, Janusz Marchwiński, Świat Szkła 2/2005
więcej informacji: Świat Szkla 3/2005