Wydanie 5/2006
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 5/2006
Dzisiaj trudno sobie wyobrazić centra handlowe, banki, hotele, terminale lotnicze czy budynki biurowe i obiekty służby zdrowia bez drzwi automatycznych, usprawniających komunikację i nie stanowiących bariery dla niepełnosprawnych.
Tradycyjne drzwi mające klamkę i otwierane przez wchodzącego, są stosowane już tylko w małych lokalach.
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 5/2006
Przezroczyste przegrody budowlane, do których zalicza się: szklane ściany, okna, świetliki, drzwi balkonowe, itp., są konstrukcjami spełniającymi wielorakie funkcje.
Najważniejszymi z nich są:
. zapewnienie odpowiedniego oświetlenia światłem dziennym (naturalnym);
. ochrona przed nadmiernymi stratami ciepła pomieszczeń ogrzewanych;
. ochrona przed niekorzystnym wpływem czynników atmosferycznych (opady, wiatr);
. ochrona przed hałasem, zapyleniem z powietrza zewnętrznego itp.;
. zapewnienie dopływu odpowiedniej ilości powietrza do wentylacji pomieszczeń (w przypadku zakładanej ich nieszczelności, przy zastosowaniu w pomieszczeniu/budynku wentylacji naturalnej).
Przegrody te powinny również zapewniać kontakt wzrokowy użytkownika z otoczeniem, chronić przed przegrzewaniem pomieszczeń, wywołanym nadmiernymi zyskami ciepła promieniowania słonecznego, szczególnie w okresie letnim. Ze względu na ilość wymienionych funkcji, przewyższającą pod tym względem inne zewnętrzne przegrody budowlane.
Wprowadzenie
Różnorodność funkcjonalna przegród przezroczystych, przy pojawiających się coraz bardziej rozbudowanych zakresach parametrów technicznych tych konstrukcji może stwarzać niemałe trudności w wyborze rozwiązań najbardziej efektywnych.
Kluczowymi dla konstrukcji przezroczystych wydają się być dwie pierwsze wymienione wyżej funkcje, związane z przepływem ciepła i światła przez analizowane przegrody. Pomimo tego, iż wpływają one na odczucia użytkowników związane z komfortem świetlnym i cieplnym w pomieszczeniu, mogą mieć istotny bezpośredni wpływ na koszty eksploatacji pomieszczeń. Istotne aspekty oddziaływania światła naturalnego i sztucznego na użytkowników pomieszczeń omówione zostały m.in. w pracy [1].
Aktualnie, w obliczu dużej różnorodności rozwiązań konstrukcyjnych tego rodzaju przegród, charakteryzujących się zróżnicowanymi parametrami technicznymi, w tym związanymi z przebiegiem procesów fizycznych, wymiany ciepła i przepływu światła, istotnym staje się dobra znajomość wśród projektantów możliwości jakie stwarzają te konstrukcje. Przyjęcie właściwych rozwiązań projektowych przegród przezroczystych, kształtujących odpowiedni klimat świetlny i cieplny w pomieszczeniu, jest więc możliwe w przypadku prowadzenia badań nad efektami zastosowania tych konstrukcji w obiektach budowlanych i zapoznawania z ich wynikami projektantów, użytkowników, producentów. Ze względu na pewną rolę konstrukcji przezroczystych w skali zużywanej przez obiekt użytkowy energii elektrycznej i ciepła, kwestia ta wydaje się być szczególnie ważna. Ten aspekt eksploatacji konstrukcji przezroczystych wiąże się ze stałym wzrostem kosztów paliw i energii. I w tym kontekście oczywistą jest potrzeba poszukiwania rozwiązań optymalnych, uwzględniających zużycie w budynku dwóch głównych postaci energii, w rezultacie zastosowania konstrukcji przezroczystych.
Niniejszy artykuł ma na celu przybliżenie podstawowych przepisów i wymagań odnoszących się do przegród przezroczystych. Prezentuje również wyniki analizy doświetlenia pomieszczenia i okresu wykorzystywania w nim światła sztucznego przy zastosowaniu szkła o różnej przepuszczalności światła.
Wymagania przepisów budowlanych dotyczące przegród przezroczystych
Wymagania dotyczące dopuszczalnej powierzchni przegrody przezroczystej znaleźć można w dwóch różnych miejscach, w polskich przepisach budowlanych.
1. Pierwszy wymóg, związany jest z koniecznością zapewnienia odpowiedniego doświetlenia światłem naturalnym pomieszczeń, przeznaczonych do stałego pobytu ludzi. Zawiera zapis o minimalnym dopuszczalnym polu powierzchni przezroczystej okna (ewentualnie innego typu przegrody przezroczystej) AO min, liczonym w świetle ościeżnic. Ten wymóg należy traktować jako wymóg nadrzędny.
2. Drugi wymóg, odnosi się do grupy wymagań związanych z ochroną cieplną budynku. Zadaniem jego jest ograniczanie strat ciepła z budynku, przez przegrody zewnętrzne. Podaje on zależność na maksymalne dopuszczalne pole powierzchni Aomax, całej przegrody przezroczystej, a dotyczy przede wszystkim okien i innych przegród przezroczystych, o współczynniku przenikania ciepła, większym od 2,0 W/(m2K).
Według Rozporządzenia [2], w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, w pomieszczeniu przeznaczonym na pobyt ludzi, stosunek powierzchni okien – Ao, liczonej w świetle ościeżnic, do powierzchni podłogi – Ap powinien wynosić co najmniej 1:8, natomiast dla pomieszczeń nie wymagających oświetlenia dziennego co najmniej 1:12.
W tym samym rozporządzeniu [2], w załączniku z wymaganiami odnoszącymi się do izolacyjności cieplnej i związanymi z oszczędnością energii, powierzchnia okien oraz innych przegród przezroczystych Ao, o współczynniku przenikania ciepła Uk większym niż 2,0 W/(m2K), obliczona według wymiarów modularnych, nie powinna być większa od wartości Aomax obliczanej według wzoru
Aomax = 0,15 Az + 0,03 Aw (1)
gdzie:
Az – suma powierzchni rzutu poziomego wszystkich kondygnacji nadziemnych (po zewnętrznym obrysie budynku) w pasie o szerokości 5 m wzdłuż ścian zewnętrznych, m2;
Aw – suma powierzchni pozostałej części rzutu poziomego wszystkich kondygnacji (tj. po odjęciu od całkowitego pola rzutów kondygnacji powierzchni Az), m2.
Wymóg ten odnosi się do budynków jednorodzinnych oraz budynków użyteczności publicznej.
W zestawieniu wymagań dotyczących Aomin oraz Aomax (tab. 1), zawarto również wymagania stawiane polu powierzchni okien budynków przemysłowych, które jest uzależnione od pola powierzchni elewacji.
Dla tego rodzaju obiektów, typowym jest występowanie, tak pomieszczeń przeznaczonych do przebywania ludzi, jak i takich gdzie oświetlenie dzienne nie jest wymagane. A więc, dla tej kategorii obiektów, może obowiązywać dwojakie wymaganie dotyczące Aomin, tak – 0,125 Ap, jak i – 0.083 Ap.
Tabela 1. Zestawienie zbiorcze wymagań dotyczących dopuszczalnego pola powierzchni przegród
przezroczystych
Oznaczenia zastosowane w tabeli:
Ap – pole powierzchni podłogi
Az – pole pasa powierzchni podłogi o szerokości 5 m, biegnącego wzdłuż ściany zewnętrznej,
Aw – pole powierzchni wewnętrznej podłogi, Aw = Ap - Az,
Ae – pole powierzchni elewacji, włączając w nie powierzchnię okien
Charakterystyczne jest, iż w przytoczonych wymaganiach dotyczących powierzchni okien i innych przegród przezroczystych, nie różnicuje się tych wymagań w zależności od rodzaju doświetlenia pomieszczeń, przykładowo bocznego, górnego, czy też mieszanego. Oczywistym jest, iż doświetlenie górne lub mieszane jest znacznie efektywniejsze od bocznego, w związku z tym wymagania dotyczące Aomin należy odnosić przede wszystkim do tego ostatniego typu doświetlenia.
Podobny brak zróżnicowania na położenie i pochylenie konstrukcji okiennych występuje w przypadku przepisów dotyczących Aomax. Pomimo tego, że wymiana ciepła (straty ciepła) przez przegrody przezroczyste usytuowane w połaci dachowej cechuje się odmiennymi charakterystykami, niż przez przegrody pionowe.
Zróżnicowanie przepisów odnoszących się do dopuszczalnego poziomu izolacyjności cieplnej Uk(max) okien i innych przegród przezroczystych, w tym usytuowanych w połaci dachowej, pojawia się natomiast po raz pierwszy w przepisach [2]. Wymagania tego rodzaju pojawiły się również w rozporządzeniu do ustawy termomodernizacyjnej [3]. Zestawienie wymagań z wymienionych wyżej aktów prawnych przestawia tabela 2.
Tabela 2. Wartości maksymalne współczynnika przenikania ciepła Umax dla przegród przezroczystych
według przepisów warunków technicznych budowlanych (przy założeniu two >16oC) i przepisów ustawy termomodernizacyjnej
1) – wymagania wg warunków technicznych budowlanych
2) – wymagania wg rozporządzenia do ustawy termomodernizacyjnej
*) – wymóg ten może dotyczyć tylko budynku użyteczności publicznej, wypełniającego
funkcje publiczne, będącego własnością samorządu terytorialnego, np. szkoła, przedszkole,
przychodnia zdrowia itp.
Z powyższego zestawienia (tab. 2) wynika, iż aktualne przepisy budowlane i wytyczne termomodernizacyjne, dotyczące dopuszczalnej wartości współczynnika przenikania ciepła, stawiają ostrzejsze wymagania dla przegród przezroczystych umieszczanych w połaci dachowej, niż w przegrodzie zewnętrznej pionowej. Ponadto przepisy termomodernizacyjne są w tym zakresie bardziej rygorystyczne niż budowlane.
Interesujące okazuje się być porównanie między sobą obydwu wymagań dotyczących skrajnych dopuszczalnych pól powierzchni przegród przezroczystych tj. Aomin i Aomax. W celu umożliwienia porównania między sobą tych dwóch kryteriów, niezbędne jest przyjęcie następującego założenia
(2)
gdzie:
Aodoś – pole powierzchni przegrody przepuszczającej światło, do której odnosi się wymóg Aomin;
Ao – pole powierzchni przegrody, przez którą następują straty ciepła, z wymaganym Aomax.
Porównanie Aomin z Aomax pozwala określić przedział pola powierzchni podłogi pomieszczenia (gabarytów pomieszczenia), dla którego możliwe jest spełnienie obydwu kryteriów. W tym celu przyjęto jeden wspólny dla obydwu kryteriów czynnik, od którego uzależniona będzie skrajna (maksymalna lub minimalna) wartość pola powierzchni przegrody przezroczystej.
Jest nim Az + Aw = Ap.
Przy takim założeniu wymóg dotyczący Aomin można wyrazić następującym wzorem:
Aomin = 0,125 (Az + Aw) (3)
a Aomax zależnością (1).
Rys. 1. Przebieg linii Aomax i Aomin (odniesionych do 1 m szerokości mieszczenia) od głębokości
pomieszczenia
Na wykresie (rys. 1), przedstawiono zależność powierzchni Aomax i Aomin odniesionej do 1 m szerokości podłogi, od głębokości pomieszczenia, mierzonej od pionowej przegrody przezroczystej.
Zaznaczony na wykresie obszar pomiędzy linią czerwoną na górze a żółtą na dole wskazuje na możliwe wartości powierzchni przegród przezroczystych spełniających równocześnie wymóg zapewnienia odpowiedniego doświetlenia pomieszczeń światłem naturalnym i wymóg zapewnienia odpowiedniej ochrony cieplnej, ze względu na występowanie w przegrodzie zewnętrznej okna.
Linia przerywana wskazuje dopuszczalną graniczną głębokość pomieszczenia, powyżej której nie jest możliwe równoczesne spełnienie wymagania odnoszącego się do powierzchni maksymalnej i powierzchni minimalnej okien i innych przegród przezroczystych.
Z porównania obydwu kryteriów wynika, iż równoczesne ich spełnienie, czyli
Aomax ≥ Ao ≥ Aomin,
może nastąpić, tylko w przypadku pomieszczenia o głębokości (tj. odległości od pionowej przegrody doświetlającej), równej około 6,3 m. W przypadku pomieszczenia o głębokości przekraczającej 6,3 m, wymóg Aomin, może być spełniony, bez potrzeby sprawdzania Aomax tylko przy zastosowaniu okien charakteryzujących się współczynnikiem Uk<2,0 W/(m2K).
Tak więc, w zakresie dopuszczalnej powierzchni przegród przezroczystych, w aktualnych przepisach budowlanych występuje pewna nieścisłość. Nie uwzględniają one również przypadków przegród odchylonych od pionu, w tym umieszczonych w innej przegrodzie zewnętrznej niż ściana zewnętrzna, tj. okna połaciowe, świetliki, oraz znacznego zróżnicowania parametrów przepuszczalności, odbicia i absorpcji promieniowania słonecznego widzialnego i całkowitego, cechującego stosowane obecnie szyby, zestawy szybowe, czy też przegrody wykonane z przezroczystych tworzyw sztucznych itp.
Pewne zróżnicowanie rodzajów przegród zewnętrznych przezroczystych, uwzględniane jest natomiast w przepisach dotyczących wymaganej izolacyjności cieplnej przegród przezroczystych Uk(max) (tab. 2).
Wpływ parametrów technicznych okien na czas użytkowania światła sztucznego Przegrody przezroczyste charakteryzują się zróżnicowanymi parametrami przepuszczalności świata. Dla większości oferowanych zestawów szybowych współczynnik ten kształtuje się od 40% do 80%.
Taki też przedział przyjęto do przeprowadzonych obliczeń natężenia światła w przykładowym pomieszczeniu biurowym, o powierzchni 33,11 m2, dla stosunku powierzchni otworu okiennego do powierzchni podłogi na poziomie 0,2. Podobne obliczenia wykonano również dla kilku przypadków powiększonej powierzchni okien, powyżej wymaganego stosunku powierzchni okien – Ao, do powierzchni podłogi – Ap, równego 0,125.
Obliczenia wykonano przy pomocy programu DIALux 4.1. służącego głównie do projektowania oświetlenia sztucznego, ale uwzględniającego przy tym natężenie światła naturalnego wpadającego do pomieszczenia przez przegrody przezroczyste.
W obliczeniach założono, iż w miejscach pracy podczas pisania ręcznego, pisania na maszynie, czytania, obsługiwania klawiatury, przetwarzania danych a także w odniesieniu do stanowiska projektowania wspomaganego komputerowo, zapewniony będzie zgodnie z normą PN EN 12464-1:2003 (U) [4], minimalny poziom natężenia światła równy Em=500 lx.
Tabela 3. Podstawowe dane przyjęte do obliczeń
W okresach niedostatecznego natężenia światła naturalnego, wpadającego przez przegrody przezroczyste, zakłada się włączanie światła sztucznego. Inne dane przyjęte do obliczeń zamieszczone zostały w tabeli 3.
Obliczenia natężenia światła zostały wykonane dla powierzchni roboczej, tj. wysokości 85 cm. Przyjęto w nich 12-godzinny dzień eksploatowania pomieszczenia (pracy) od godziny 700 do 1900, oraz dzień roku 23 marca, czyli dzień równonocy, w którym czas dopływu promieniowania słonecznego w ciągu doby wyniesie około 12 godzin. W obliczeniach nie uwzględniono zaciemnień od otaczających obiektów. Jednym z rezultatów obliczeń jest zmieniający się czas włączania i wyłączania światła sztucznego.
Tabela 4. Czas włączania i wyłączania światła sztucznego w pomieszczeniu przy różnych wartościach
współczynnik transmisji światła szyb okiennych
Tabela 5. Pora włączania i wyłączania światła sztucznego, przy różnym stosunku powierzchni
otworu okiennego do powierzchni podłogi
Rezultaty obliczeń rozkładu natężenia światła i czasu z dopływem odpowiedniej porcji światła oraz czasu włączania oświetlenia sztucznego zamieszczone zostały na wykresach (rys. 2, 3) oraz tabelach 4 i 5.
Rys. 2. Przebieg linii natężenia światła na płaszczyźnie roboczej w ciągu dnia przy różnych wartościach współczynnika transmisji światła szkła okiennego
Rys. 3. Przebieg linii natężenia światła na płaszczyźnie roboczej w ciągu dnia przy różnych wartościach stosunku powierzchni okna do powierzchni podłogi
Wnioski
1. Aktualne przepisy budowlane stawiają przegrodom przezroczystym wymagania w znacznym stopniu uproszczone, w stosunku do znaczenia tych przegród w zakresie pełnienia ważnych funkcji związanych z eksploatacją i stwarzaniem odczucia komfortu u użytkowników pomieszczeń.
Przykładowo w odniesieniu do minimalnej powierzchni otworu doświetleniowego Aomin, przepisy nie wymagają uwzględniania orientacji, nachylenia, czy też przepuszczalności światła tego rodzaju konstrukcji.
2. Możliwość równoczesnego spełnienia wymogów Aomin i Aomax istnieje tylko dla pomieszczeń o głębokości dochodzącej do ok. 6,3 m. Przy tym odpada potrzeba sprawdzania wymogu Aomax w przypadku zastosowania przegrody o współczynniku przenikania ciepła poniżej 2,0 W/(m2K). Należy przy tym równocześnie pamiętać, iż współczynnik Uw całej przegrody przezroczystej włączając w to ramy, jest z reguły wyższy od współczynnika Ug samego przeszklenia.
3. Przegrody przezroczyste mogą w istotnym stopniu wpływać na łączne koszty energetyczne eksploatacji pomieszczeń. Decydujący wpływ mają w tym przypadku: współczynnik przenikania ciepła, współczynnik transmisji ciepła promieniowania słonecznego, współczynnik transmisji światła naturalnego.
Przy rozpatrywaniu efektywności energetycznej pomieszczeń i całych budynków oraz poszukiwaniu optymalnych rozwiązań pod względem energetycznym, należy brać pod uwagę cały kompleks czynników wpływających na koszty energii (elektrycznej i ciepła).
4. Współczynnik transmisji światła naturalnego w znaczącym stopniu decyduje o czasie włączenia i wyłączenia oświetlenia sztucznego. W rozpatrywanym, w artykule przypadku czas wykorzystania światła sztucznego przy różnej transmisyjności przeszklenia okien waha się od ok. 4 do 6,5 godzin. Przekłada się to bezpośrednio na koszty wykorzystania energii elektrycznej w układach oświetleniowych.
5. Podobnie wielkość otworów przezroczystych wpływa istotnie na porę włączenia i wyłączenia oświetlenia sztucznego. W rozpatrywanym, w artykule przypadku czas wykorzystania światła sztucznego przy różnym stosunku powierzchni otworu przezroczystego do powierzchni podłogi waha się od ok. 3,75 do 6 godzin. Co również przekłada się bezpośrednio na koszty wykorzystania energii elektrycznej w układach oświetleniowych.
dr inż. Adam Ujma
inż. Adam Grund
Politechnika Częstochowska
Literatura
1. Ujma A.: Wybrane aspekty naturalnego oświetlenia pomieszczeń. „Światło” 4(9), s. 20-23, 1999.
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12.04.2002 r., w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dziennik Ustaw nr 75 z 15.06.2002 r.
3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 15.01.2002 r., w sprawie szczegółowego zakresu i formy audytu energetycznego. Dziennik Ustaw nr 12 z 15.02.2002 r.
4. PN-EN 12464-1:2003 (U) Technika światła. Miejsca pracy wewnątrz pomieszczeń
więcej informacji: Świat Szkła 5/2006
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 5/2006
Zainteresowanie tematem budownictwa zrównoważonego wiąże się z projektowaniem bardziej wydajnych technologicznie budynków, powstawania inteligentnej architektury. Wokół nas wzrasta liczba budynków ze szklanymi fasadami, atriów, przeszklonych dachów, które stanowią okno na świat, ale które również są głównym elementem wymiany światła i ciepła pomiędzy otoczeniem, a budynkiem.
Fasada budynku zależy często od estetycznych upodobań projektanta, ale również wyraża stopień zaawansowania technologicznego szkła, jego struktury wewnętrznej i cech fizycznych. Nowoczesne fasady łączą wizje szklanego domu ze złożonymi wymaganiami, związanymi z ekologią oraz energetycznym i ekonomicznym zrównoważeniem budynku. Rozwój będący echem tych wymagań dopiero się zaczął. Każda z fasad powinna być projektowana tak, aby chronić wnętrza latem przed przegrzaniem, a zimą przed przechłodzeniem.[1]
Podstawy teoretyczne
Podczas projektowania szklanej przegrody ważną rolę odgrywają zagadnienia absorpcji oraz transmisji promieniowania słonecznego przez powierzchnie szklane będące wykończeniem powierzchni ściany. Na transmisję oraz absorpcję tafli szklanych wpływa w dużej mierze struktura wewnętrzna, mikrostruktura geometryczna powierzchni [2] oraz barwa. Szklana tafla poddana jest oddziaływaniom czynników atmosferycznych. Efekty te występują w różnych porach roku z różnym nasileniem. Powierzchnie szklane mogą posiadać różne właściwości absorpcyjne oraz transmisyjne, stąd różne możliwości pochłaniania i przepuszczania promieniowania słonecznego. Przy określaniu zysku ciepła w przegrodach wewnętrznych następującego przez powierzchnie szklane, poddane działaniu promieniowania słonecznego, niezbędna jest znajomość współczynnika pochłaniania i przepuszczalności.
Utrata energii może odbywać się poprzez trzy mechanizmy wymiany ciepła:
. straty poprzez promieniowanie z warstwy szklanej do otoczenia
. straty przez konwekcję powietrza
. straty na drodze przewodzenia od warstwy przypowierzchniowej do warstw wewnętrznych.
Promieniowanie padające na jakieś ciało (niosące energię E) może zostać pochłonięte, odbite lub przepuszczone.
Z bilansu energii wynika, że:
(1)
(2)
gdzie poszczególne ułamki oznaczają odpowiednio: absorpcyjność A, refleksyjność R, transmisyjność D. Wielkości te są liczbami bezwymiarowymi, odnoszącymi się do kreślonej długości fali. [3]
Projektując fasadę szklaną należy rozważyć problem absorpcji i transmisji promieniowania słonecznego przez powierzchnie szklane, wykonane z różnych rodzajów szkła, poznać mechanizm wymiany ciepła, określić straty cieplne i sposób ich minimalizacji.
Celem badań jest porównanie absorpcji i transmisji promieniowania w zakresie 300-2500 nm dla szkieł zwykłych, ornamentowych i klejonych.
Eksperyment
Absorpcję promieniowania i transmisyjność badano dla trzech serii próbek szklanych.
Seria pierwsza składała się z sześciu próbek ze szkła białego, zwykłego.
Próbka pierwsza (a i b) tej serii to szkło niskoemisyjne powlekane, o neutralnym zabarwieniu. Szkło to zwiększa izolacyjność okien w połączeniach zespolonych i redukuje skraplanie się pary wodnej. W badanych próbkach przezroczysta warstwa tlenków metali nakładana była pirolitycznie na linii produkcyjnej na jedną z powierzchni bezbarwnego szkła float.
Próbka numer dwa (a i b) tej serii to najbardziej popularny typ bezbarwnego szkła float. Jest to szkło przejrzyste, o wysokiej przepuszczalności, z błyszczącą, polerowaną powierzchnią, pozbawione zniekształceń optycznych.
Ostatnia próbka (a i b) to typ szkła specjalnego, superprzezroczystego szkła float o obniżonej zawartości żelaza.
Seria druga liczyła osiem próbek i były to próbki szkła klejonego, białego z różną ilością folii PVB. Są to szkła laminowane, składające się z dwóch lub więcej tafli szklanych oraz przekładek foliowych między nimi. Warstwy te są zlaminowane ze sobą pod wpływem działania temperatury i ciśnienia. Pomiędzy taflami umieszczono jedną lub kilka warstw elastycznej folii PVB (poliwinylobutyral). Standardowe grubości folii PVB to: 0,38, 0,76, 1,14, 1,52 mm. Próbki w eksperymencie posiadają jedną, dwie, trzy i cztery folie PVB.
W serii trzeciej badano szkła ornamentowe białe różniące się ornamentem. Szkła ornamentowe produkuje się metodą walcowania. Walce formujące powierzchnię, posiadają wytłoczony ornament, który na jednej powierzchni tafli szklanej odciska wzór. Szkło ornamentowe przepuszcza światło w zależności od głębokości i rodzaju wzoru. Wszystkie wzory klasyfikowane są według stopnia przesłaniania od 1 (najmniej przesłaniającego) do 5 (najbardziej przesłaniającego) W serii znajdują się cztery rodzaje szkła (8 próbek, po dwie z każdego rodzaju) różniącego się wytłoczonym ornamentem.
Rys. 1. Wykresy przedstawiające absorpcje promieniowania w zależności od długości fali dla szkła zwykłego: a) próbka nr 1, b) próbka nr 2, c) próbka nr 3
Rys. 2. Wykresy przedstawiające transmisyjność promieniowania w zależności od długości fali dla szkła zwykłego: a) próbka nr 1, b) próbka nr 2, c) próbka nr 3
Rys. 3. Wykresy przedstawiające absorpcje promieniowania w zależności od długości fali dla szkła klejonego: a) próbka nr 1, b) próbka nr 2, c) próbka nr 3, d) próbka nr 4
Rys. 4. Wykresy przedstawiające transmisyjność promieniowania w zależności od długości fali dla szkła klejonego: a) próbka nr 1, b) próbka nr 2, c) próbka nr 3, d) próbka nr 4
Rys. 5. Wykresy przedstawiające absorpcje promieniowania w zależności od długości fali dla szkła z ornametem: a) próbka nr 1, b) próbka nr 2, c) próbka nr 3, d) próbka nr 4
Rys.6. Wykresy transmisyjności promieniowania w zależności od długości fali dla szkła z ornametem: a) próbka nr 1, b) próbka nr 2, c) próbka nr 3, d) próbka nr 4
Badania wykonano przy użyciu spektrofometru typu Cary 5 E. Widok spektrofotometru przedstawiono na rys. 7.
Rys. 7. Spektrofometr Cary 5 E
Spektrofotometr CARY 5 jest dwuwiązkowym aparatem umożliwiającym pomiary w zakresie długości fal od 175 nm do 3300 nm. Przyrząd ten wyposażony jest w podwójny monochromator typu Litrowa. Źródło światła stanowią dwie lampy: deuterowa, pracująca w zakresie długości fal od 175 nm do 300 nm, oraz lampa wolframowa, emitująca promieniowanie w zakresie od 300 nm do 3300 nm [4, 5]. Pomiarów dokonano za pomocą kuli całkującej, będącej w wyposażeniu dodatkowym spektrofotometru. Powierzchnia kuli od wewnętrznej strony jest pokryta polytetrafluoroethylenem o wysokim współczynniku odbicia.
Wyniki
Na podstawie przeprowadzonych badań wykonano wykresy przedstawiające absorpcje i transmisyjnosć w zależności od długości fali.
Wykresy wykonano dla trzech serii próbek:
. szkło pojedyńcze,
. szkło klejone,
. szkło z ornamentem.
Podsumowanie
Na podstawie przeprowadzonych badań absorpcji i transmisyjności dla 22 próbek szkła pogrupowanego w trzech seriach można wywnioskować, że:
. absorpcja szkła klejonego jest wyższa od szkła pojedynczego i wzrasta wraz ze wzrostem długości fali,
. dla szkła pojedynczego o zmniejszonej zawartości żelaza (superprzezroczyste), w całym zakresie długości fal absorpcja jest zbliżona do zera, a transmisyjność wynosi około 90%,
. transmisyjność dla szkła klejonego jest mniejsza niż szkła pojedynczego i spada wraz ze wzrostem długości fali,
. próbki szkła ornamentowego o tej samej strukturze wewnętrznej, lecz różnym ornamencie absorbują promieniowanie słoneczne niemalże w tym samym stopniu.
Absorpcja w paśmie światła widzialnego jest na poziomie około 3%. Transmisyjność w przypadku wszystkich próbek tej serii dla zakresu widzialnego jest podobna i waha się od 80-90 %. W zakresie bliskiej podczerwieni wzrasta absorpcja, a spada transmisyjność.
dr inż. Jacek Szer
Katedra Fizyki Budowli i Materiałów Budowlanych
Politechnika Łódzka
mgr inż. Anna Górecka
Literatura
[1] Behling S., Glass. Structure and technology in Architecture Predtel Verlag, Munchen 1999
[2] Górecka R., Polański Z., Metrologia warstwy wierzchniej, Warszawa WNT 1983
[3] Kostowski E., Przepływ ciepła, Politechnika Śląska, Gliwice 1995
[4] Szer J., Klemm P., Badanie absorpcji promieniowania przez powierzchnie o różnej barwie przy wykorzystaniu metod pomiaru optycznego materiały konferencyjne 7 Konferencji Naukowo-Technicznej „Fizyka budowli w teorii i praktyce”, Łódź 1999.
[5] Szer J., Klemm P., Badanie absorpcji promieniowania słonecznego w zakresie promieniowania widzialnego przez powierzchnie tynków akrylowych materiały konferencyjne 9 Konferencji Naukowo-Technicznej „Fizyka budowli w teorii i praktyce”, Łódź 2003.
więcej informacji: Świat Szkła 5/2006
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 5/2006
Celem niniejszego opracowania jest przedstawienie wpływu wywieranego przez różne rodzaje obróbki krawędzi szkła na wytrzymałość na zginanie szyb wykonanych ze szkła zwykłego i hartowanego oraz poddanych 4-punktowemu obciążeniu symetrycznemu. Tak określona tematyka badań ma istotne znaczenie, albowiem niedbale prowadzona obróbka krawędzi szkła może w konsekwencji spowodować znaczne zmniejszenie wytrzymałości szyb wykonanych ze szkła zarówno zwykłego, jak i hartowanego. Jeśli jednak chodzi o obróbkę szkła zwykłego należy zauważyć, że wszelkie rodzaje obróbki krawędzi, które zostały uznane za bardzo korzystne, bądź obiecujące w warunkach laboratoryjnych okazałyby się albo niemożliwe, albo też zbyt kosztowne w wypadku, gdyby zastosowano je w normalnych warunkach przemysłowej obróbki szkła.
Wprowadzenie
Wytrzymałość kruchych produktów szklanych określa się w oparciu o znany wzór Griffitha, ustalający zależność pomiędzy wytrzymałością wyrobu a wielkością zarysowania materiału [3]:
gdzie:
sf = wytrzymałość
E = moduł Younga
g = energia pochłaniana w czasie powstawania pęknięcia niszczącego materiał, zwana energią pękania
c = wielkość rysy
A = stała, której wartość jest uzależniona od kształtu największej rysy oraz od geometrii obciążenia
Na przykład: podwojenie wielkości rysy spowoduje zmniejszenie wytrzymałości o 29 %.
W normalnych warunkach największe rysy powodujące obniżenie wytrzymałości wykonanych ze szkła szyb występują na ich narożach lub krawędziach. Rysy powierzchniowe natomiast, występujące zazwyczaj na powierzchni szkła bardzo rzadko, klasyfikuje się jako największe rysy determinujące wytrzymałość szklanej szyby.
Szlifowanie, polerowanie, zatępianie krawędzi oraz obróbka powierzchniowa innego rodzaju zawsze wiąże się z pozostawieniem na obrabianej powierzchni szkła rys większych od tych, jakie występują na szkle nieobrobionym. Dzieje się tak dlatego, że usuwanie materiału, jakie ma miejsce podczas szlifowania lub polerowania, związane jest nieodłącznie z wytwarzaniem zarysowań [4] tworzonych w trakcie skrawania materiału. Jeżeli w trakcie szlifowania bądź polerowania występują większe siły albo też stosowane są ściernice o większych rozmiarach diamentowych ziaren ściernych, to w takim wypadku w wyniku obróbki powstaną większe zarysowania boczne oraz usunięta zostanie większa warstwa materiału [5]. Powstałe w toku obróbki rysy w normalnych warunkach nie powodują obniżenia wytrzymałości szkła, albowiem przebiegają one równolegle do jego powierzchni.
Jednakże w toku procesu obróbki równocześnie z rysami bocznymi tworzone są tzw. rysy poprzeczne [6], które przebiegają prostopadle do powierzchni szkła. Owe rysy poprzeczne są najgłębszymi zarysowaniami powstającymi w trakcie procesu obróbki. Jeśli natomiast chodzi o ocenę stopnia zagrożenia stwarzanego przez rysy poprzeczne, należy stwierdzić, iż jest on uzależniony od wzajemnego położenia kierunku przebiegu tych rys względem kierunku obciążenia. Kierunek zaś przebiegu rys poprzecznych jest taki sam, jak kierunek obrotu ściernicy szlifierskiej lub polerskiej.
Rodzaje obróbki krawędzi (obróbka przed badaniami)
Użyte do przeprowadzenia badań próbki szkła miały postać formatek o wymiarach od 150 do 1100 mm i zostały wykonane ze szkła o grubości 5 mm. Boczne powierzchnie formatek obrobiono przy wykorzystaniu następujących czterech rodzajów obróbki wykończeniowej krawędzi:
1. wyłącznie zatępianie krawędzi,
2. zatępianie + szlifowanie krawędzi przy użyciu ściernicy obwodowej
3. zatępianie + szlifowanie krawędzi przy użyciu ściernicy obwodowej + obróbka przy użyciu bakelitowych ściernic garnkowych
4. pełne polerowanie krawędzi.
Badane formatki zostały wykrojone na stole do rozkroju szkła typu MTS42 produkcji firmy Z. Bavelloni. Formatki te wykonano w postaci pasków, zaś liczność każdej z badanych próbek wynosiła 20 pasków poddanych każdemu rodzajowi obróbki wykończeniowej z osobna.
Wszystkie użyte do obróbki krawędzi formatek ściernice zostały wyprodukowane przez wydział oprzyrządowania narzędziowego firmy Z. Bavelloni.
W wypadku próbek o numerach 2, 3 oraz 4 warstwa usuniętego materiału, zdjęta z każdego boku formatek tworzących te próbki, wynosiła 1,5 mm. Natomiast z formatek tworzących próbkę nr 1 materiału nie zdejmowano, ich krawędzie bowiem zostały jedynie zatępione.
Do szlifowania formatek wykorzystano dwustronną krawędziarkę VX10 firmy Z. Bavelloni, wyposażoną we wrzeciona oscylacyjne, usytuowane na pierwszej pozycji. W procesie szlifowania stosowano wrzeciona odpowiednie z punktu widzenia uzyskania wymaganego wykończenia krawędzi.
Poniżej przedstawiono opis i konfigurację wrzecion oraz ściernic, w jakie wyposażona była dwustronna krawędziarka użyta do obróbki próbek:
1. Wrzeciono oscylacyjne do szlifowania krawędzi wyposażone w obwodową ściernicę diamentową (średnica 175 mm) o ziarnistości 120 (125 μm), poruszające się z prędkością 3750 obr./min.
2. Wrzeciono garnkowe do szlifowania krawędzi wyposażone w garnkową ściernicę diamentowo-bakelitową (średnica 175 mm) o ziarnistości 200 (74 μm), poruszające się z prędkością 3700 obr./min.
3. Wrzeciono garnkowe do szlifowania krawędzi wyposażone w garnkową ściernicę diamentowo-bakelitową (średnica 175 mm) o ziarnistości 270 (53 μm), poruszające się z prędkością 3700 obr./min.
4. Wrzeciono garnkowe do szlifowania dolnych rantów wyposażone w garnkową ściernicę diamentową (średnica 150 mm) o ziarnistości 600 (około 20 μm), poruszające się z prędkością 2800 obr./min.
5. Wrzeciono garnkowe do polerowania dolnych rantów wyposażone w garnkową ściernicę polerską (średnica 150 mm) typu B5232, poruszające się z prędkością 2800 obr./min.
6. Wrzeciono garnkowe do szlifowania górnych rantów wyposażone w diamentową ściernicę garnkową (średnica 150 mm) o ziarnistości 600 (74 μm), poruszające się z prędkością 2800 obr./min.
7. Wrzeciono garnkowe do polerowania górnych rantów wyposażone w garnkową ściernicę polerską (średnica 150 mm) typu B5232, poruszające się z prędkością 2800 obr./min.
8. Wrzeciono garnkowe do polerowania krawędzi wyposażone w garnkową ściernicę polerską (średnica 150 mm) typu B9RS40, poruszające się z prędkością 2800 obr./min.
9. Wrzeciono garnkowe do polerowania krawędzi wyposażone w garnkową ściernicę polerską (średnica 150 mm) typu B9RS60, poruszające się z prędkością 2800 obr./min.
10. Wrzeciono garnkowe do polerowania krawędzi wyposażone w garnkową ściernicę polerską pracującą na bazie tlenku ceru (średnica 150 mm) typu RCERIO, poruszające się z prędkością 1400 obr./min.
Biorąc pod uwagę końcowe wymiary formatek szkła, jakie powinny być uzyskane po ich obróbce przy użyciu ściernic diamentowych, przewidziana do usunięcia warstwa szkła była zdejmowana stopniowo przez pierwsze trzy wrzeciona, przy czym grubość warstwy zdejmowanej przez poszczególne z tych wrzecion kształtowała się następująco:
. wrzeciono 1: 0,9 mm
. wrzeciono 2: 0,3 mm
. wrzeciono 3: 0,3 mm
Zatępianie krawędzi wykonano w taki sposób, aby w wyniku tej obróbki uzyskać rant o szerokości wynoszącej około 1 mm. Liniowa prędkość obróbki maszynowej zastosowana w toku obróbki badanych próbek wynosiła około 1,5 m/min.
Każda z partii formatek szkła tworzących poszczególne próbki i sklasyfikowanych w zależności od jakości obróbki została podzielona na dwie podpartie (o liczności 10 formatek każda), przy czym jedną z tych podpartii poddano hartowaniu w piecu konwekcyjnym typu Tamglass Pro Convection.
Rys. 1. Stanowisko badawcze do realizacji próby zginania w warunkach 4-punktowego obciążenia symetrycznego umieszczone w uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej Instron 1185 Universal
Rys. 2. Stanowisko badawcze umieszczone w uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej Instron 1185 Universal. Badana formatka ze szkła hartowanego po przemieszczeniu jarzma obciążającego o 98 mm; ugięcie formatki w tym stanie wynosiło ponad 98 mm
Wykonanie badań
Próby zginania formatek poddanych 4-punktowemu obciążeniu symetrycznemu wykonano przy użyciu stanowiska badawczego składającego się z dwóch podpór zewnętrznych rozmieszczonych w odległości 1000 mm jedna od drugiej, badanej formatki oraz jarzma obciążającego przenoszącego na badaną formatkę dwie jednakowe siły poprzeczne przyłożone w odległości 300 mm jedna od drugiej. Prędkość obciążenia, wyrażona jako przyrost ugięcia, wynosiła 10 mm/min. Czas trwania próby dla formatek wykonanych ze szkła zwykłego wynosił około 2-3 minut, zaś dla formatek wykonanych ze szkła hartowanego – 4-5 minut. Czas trwania próby były przedłużone, albowiem w normalnych warunkach dopuszczalny czas trwania badania szklanych wyrobów przemysłowych wynosi około 30 sekund. W trakcie tego wydłużonego czasu trwania próby zginania nastąpiło zjawisko powolnego przyrostu rys występujących na powierzchniach badanej formatki szkła, na skutek czego wytrzymałość badanej formatki uległa nieznacznemu obniżeniu w stosunku do wytrzymałości, jaką formatka ta uzyskałaby w wypadku większej szybkości narastania obciążenia. Stanowisko badawcze zostało umieszczone w uniwersalnej maszynie do mechanicznych badań wytrzymałościowych typu Instron 1185 Universal (patrz rys. 1).
Wszystkie badane próbki uległy prawie jednorodnemu przełomowi, przy czym przełom następował pomiędzy punktami przyłożenia sił obciążających. Maksymalne przemieszczenie górnego jarzma obciążającego względem dolnych podpór zginanej formatki wynosiło 35 mm w wypadku formatek wykonanych ze szkła zwykłego oraz 98 mm w wypadku formatek wykonanych ze szkła hartowanego.
Na rys. 2 przedstawiono przykład zginanej formatki wykonanej ze szkła hartowanego w momencie, kiedy osiągnęła ona najwyższą wytrzymałość zmierzoną, tzn. tuż przed pęknięciem formatki.
Tablica 1. Zmierzone wartości wytrzymałości na zginanie formatki wykonanej ze szkła zwykłego poddanej 4-punktowemu obciążeniu symetrycznemu
Tablica 2. Zmierzone wartości wytrzymałości na zginanie formatek wykonanych ze szkła hartowanego poddanych 4-punktowemu obciążeniu symetrycznemu
Tablica 3. Wartości skorygowanego modułu Weibulla dla szkła zwykłego, wartości wytrzymałości dla szkła zwykłego + wynoszące około 100 MPa naprężenia ściskające wywołane hartowaniem – dla szkła hartowanego
Wyniki badań
W tabeli 1 przedstawiono wyniki badań zginanych formatek wykonanych ze szkła zwykłego, poddanych 4-punktowemu obciążeniu symetrycznemu. Wyniki te obejmują takie wielkości, jak: wytrzymałość minimalna i maksymalna, wytrzymałość średnia, wytrzymałość środkowa (obliczona jako mediana), odchylenie standardowe, skorygowany moduł Weibulla oraz tzw. wytrzymałość maksymalnego prawdopodobieństwa (podana w postaci: granica dolna – wartość obliczona – granica górna). Godną odnotowania cechą tych wyników jest fakt, że obliczone jako mediany środkowe wartości wytrzymałości odnoszące się do formatek poddanych 4 różnym rodzajom obróbki krawędzi były praktycznie bardzo zbliżone do siebie. Również wartości skorygowanego modułu Weibulla były prawie identyczne – co oznacza, że rozrzut wartości wytrzymałości był niemalże identyczny.
Jedynie wytrzymałość formatek obrobionych według schematu „zatępianie krawędzi + szlifowanie obwodowe” wydaje się być nieco wyższa od wytrzymałości formatek poddanych pozostałym rodzajom obróbki. W szczególności różnica istniejąca pomiędzy obróbką według schematu „normalne zatępianie krawędzi” oraz „zatępianie krawędzi + szlifowanie obwodowe” była dość istotna. Różnica przyjmuje istotny charakter wówczas, kiedy przedziały określone dolną i górną granicą wytrzymałości maksymalnego prawdopodobieństwa nie pokrywają się częściowo ze sobą (40,6-49,1 w porównaniu do 45,4-53,8).
Rys. 3. Wykres charakterystyk Weibulla przedstawiający wyniki pomiarów wytrzymałości na zginanie formatek wykonanych ze szkła zwykłego poddanych 4-punktowemu obciążeniu symetrycznemu
Rys. 4. Wykres charakterystyk Weibulla przedstawiający wyniki pomiarów wytrzymałości na zginanie formatek wykonanych ze szkła hartowanego poddanych 4-punktowemu obciążeniu symetrycznemu
Rys. 5. Obliczona i należąca do 90% przedziału ufności wytrzymałość obliczeniowa dla formatek ze szkła zwykłego po poddaniu ich różnym rodzajom obróbki
Rys. 6. Obliczona i należąca do 90% przedziału ufności wytrzymałość obliczeniowa dla formatek ze szkła hartowanego po poddaniu ich różnym rodzajom obróbki
Uwaga: w odniesieniu do powyższych wykresów używano następujących skrótów:
zat. – zatępianie krawędzi
szlif. – szlifowanie obwodowe krawędzi
bsg – obróbka bakelitową ściernicą garnkową
pp – pełne polerowanie
Na rys. 3 przedstawiono wykresy charakterystyk Weibulla uzyskanych na bazie rozkładu wartości wytrzymałości otrzymanych w drodze pomiarów formatek wykonanych ze szkła zwykłego. Rys. 3 przedstawia również przebieg prostych Weibulla dla każdego zmierzonego zbioru wartości wytrzymałości.
Zbiory wartości wytrzymałości w zauważalny sposób pokrywają się częściowo ze sobą.
Przypuszczalnie jedną z przyczyn przesądzających o tym, że wartości wytrzymałości nie wzrastały wraz z przechodzeniem do schematu obróbki „zatępianie krawędzi + szlifowanie obwodowe + obróbka bakelitową ściernicą garnkową” oraz „pełne polerowanie” był fakt, że w trakcie realizacji wymienionych końcowych rodzajów obróbki powierzchni usytuowanie kierunków obrotu ściernic polerskich względem kierunku oddziaływania obciążenia nie sprzyjało takiemu wzrostowi. Przyczyną problemów był kierunek przebiegu rys poprzecznych względem kierunku oddziaływania obciążenia zewnętrznego.
Drugą przyczyną tego stanu rzeczy może być fakt, że – zgodnie z równaniem 1 (KIC=0,75 MPa(m)0,5, A=0,5) – wytrzymałość rzędu 28,6 N/mm2 (minimalna zmierzona wartość wytrzymałości) odnosi się do rys powierzchniowych o głębokości wynoszącej około 200 μm. Maksymalna natomiast zmierzona wartość wytrzymałości wynosząca 63,6 N/mm2 odnosi się – odpowiednio – do rys o głębokości 35 μm.
Oznacza to, że zatępianie krawędzi spowodowało – z punktu widzenia oceny położenia obliczonej jako mediana środkowej wartości wytrzymałości – sytuację odpowiadającą istnieniu rys poprzecznych o głębokości wynoszącej 73 μm, wywoływanych szlifowaniem przy użyciu ściernicy o ziarnistości 270 i przy grubości warstwy usuwanego materiału wynoszącej 300 μm. Znaczne zmniejszenie wielkości tych rys poprzecznych przy użyciu ściernic polerskich wymienionych w punktach 8-10 powyżej okazało się niemożliwe.
1) Wartość średnia jest wartością niezbyt często stosowaną przy przedstawianiu wartości wytrzymałości materiałów ceramicznych. Normalnie stosowaną w takich wypadkach wartością jest obliczana jako mediana wartość środkowa, która jest wielkością bardziej miarodajną.
2) Moduł Weibulla oznacza tangens kąta nachylenia krzywych przedstawionych na wykresie Weibulla. Im wyższa jest wartość modułu Weibulla, tym mniejszy jest rozrzut danych charakteryzujących wytrzymałość.
3) Wytrzymałość (obliczeniowa) σo: jest to wartość wytrzymałości odpowiadająca prawdopodobieństwu pęknięcia próbki wynoszącemu 63,2%.
Jest to bardzo ważny parametr z punktu widzenia oceny wartości wytrzymałości produktów wykonanych z materiałów szklanych. Na rysunkach 3 oraz 4 wartości wytrzymałości obliczeniowej są tymi wartościami odciętych, które odpowiadają wartościom rzędnych y=0. Ta wartość wytrzymałości z prawdopodobieństwem wynoszącym 90% leży wewnątrz przedziału zawartego pomiędzy podanymi granicami.
W tablicy 2 przedstawiono wyniki wytrzymałościowych prób zginania wykonanych ze szkła hartowanego formatek poddanych 4-punktowemu obciążeniu symetrycznemu, wyniki te obejmują następujące wartości: wytrzymałość minimalna i maksymalna, wytrzymałość średnia, obliczona jako mediana wartość środkowa wytrzymałości, odchylenie standardowe, skorygowany moduł Weibulla oraz wartość wytrzymałości obliczeniowa (granica dolna – wartość obliczona – granica górna). Ponieważ hartowanie szkła przeprowadzono po obróbce powierzchni, uzyskano dostrzegalny wzrost modułu Weibulla.
Proces hartowania powoduje wzrost wytrzymałości o około 100 N/mm2 i przyrost ten odnosi się do wszystkich objętych badaniami rodzajów obróbki. Z nieznanych przyczyn wartości parametrów wytrzymałościowych dla schematu obróbki „zatępianie krawędzi + szlifowanie obwodowe + obróbka bakelitową ściernicą garnkową” były nieco niższe od wartości tychże parametrów uzyskanych dla pozostałych rodzajów obróbki krawędzi.
Dla próbek poddanych temu schematowi obróbki również moduł Weibulla przyjmował wartości najniższe w zbiorze zmierzonych wartości wytrzymałości.
Zgodnie z danymi przedstawionymi w opracowaniu Gardona [7] powierzchniowe naprężenia ściskające występujące w szkle poddanym procesowi pełnego hartowania wynoszą zazwyczaj około 100 MPa. Uzyskany w wyniku pomiarów przyrost wytrzymałości jest zgodny z danymi podanymi w literaturze.
Jednocześnie można zauważyć, że odchylenia standardowe danych dotyczących wytrzymałości pozostają stałe.
Jednakże równocześnie odpowiednie wartości modułu Weibulla wzrastają od wartości 5-6 do 10-20. Jest to konsekwencją zależności istniejącej pomiędzy modułem Weibulla oraz odchyleniem standardowym. Moduł Weibulla (m) można obliczyć korzystając z następującego równania:
m = 1,2 ˙ wartość średnia/odchylenie standardowe
W tablicy 3 przedstawiono wartości modułu Weibulla obliczone na bazie wyników pomiarów uzyskanych dla formatek wykonanych ze szkła zwykłego oraz hartowanego, a także dla wyników pomiarów uzyskanych dla formatek wykonanych ze szkła zwykłego po zwiększeniu każdej z uzyskanej w wyniku tych pomiarów wartości wytrzymałości o około 100 MPa. Jak wskazują przedstawione w tej tabeli wyniki, wartości przewidywane modułu Weibulla oraz wartości obliczone tego modułu były dla szkła hartowanego bardzo zbliżone. Nie można było jednak dokonać ścisłego rozgraniczenia zmian występujących w zbiorze wartości określających wielkości rys.
Na rys. 4 przedstawiono wykresy charakterystyk Weibulla uzyskane dla formatek wykonanych ze szkła hartowanego. Wszystkie proste Weibulla z dużą dokładnością odpowiadają punktom przedstawiającym dane pomiarowe obrazujące obróbkę według schematu „zatępianie krawędzi + szlifowanie obwodowe krawędzi + obróbka bakelitową ściernicą garnkową” (ściernice diamentowe). Obróbka wykonana według schematu „obróbka bakelitową ściernicą garnkową + hartowanie” powodowała wytworzenie się w formatkach szkła rys o różnych rodzajach i zróżnicowanych rozmiarach.
Na rys. 5 i 6 przedstawiono wartości wytrzymałości maksymalnego prawdopodobieństwa wraz z tymi wartościami, które mieszczą się w 90% przedziale ufności – określone dla obydwóch objętych badaniami materiałów. Im węższy jest pasek zawarty pomiędzy charakterystykami oznaczającymi górną i dolną granicę i im wyższa jest wartość wytrzymałości, tym lepsza jest jakość obróbki.
Wnioski
Oceniając wytrzymałość szyb wykonanych ze zwykłego szkła okiennego należy stwierdzić, że jedyną możliwą drogą zwiększenia wytrzymałości szkła po jego rozkroju jest obróbka krawędzi wykrojonych formatek. W wypadku szkła zwykłego takie rodzaje obróbki, jak „zatępianie krawędzi” oraz „pełne polerowanie” dawały najbardziej wiarygodne wyniki pomiarów wytrzymałości. Szlifowanie przy użyciu bakelitowych ściernic garnkowych powodowało z pewnych przyczyn obniżenie wiarygodności wyników.
Również w wypadku szkła hartowanego obróbka przy użyciu bakelitowych ściernic garnkowych powodowała pewne problemy. W wypadku obróbki polegającej na pełnym polerowaniu także tworzyły się bardzo małe rysy poprzeczne, których kierunek – z punktu widzenia oceny wytrzymałości – względem kierunku oddziaływania obciążenia zewnętrznego był niewłaściwy, co wywierało niekorzystny wpływ na wytrzymałość.
Rozpatrując problem w aspekcie warunków przemysłowych należy również wziąć pod uwagę czasochłonność obróbki wykończeniowej krawędzi prowadzonej w skali przemysłowej i porównać ją z czasochłonnością obróbki powierzchniowej realizowanej w warunkach laboratoryjnych.
Źródłem problemów są dwa czynniki:
. pierwszym jest fakt, że zatępianie krawędzi powoduje powstawanie w szkle rys o głębokości wynoszącej około 70 μm,
. drugim zaś czynnikiem jest fakt, że zmniejszenie głębokości tych rys jest zadaniem trudnym do zrealizowania w trakcie krótkotrwałej obróbki polerskiej.
Mając na uwadze wyżej wymienione czynniki oraz uzyskane wyniki uznano, że dane statystyczne Weibulla w połączeniu z badaniami powierzchni przełomu są niezbędnymi narzędziami, które winny być wykorzystane w trakcie ewentualnej dalszej optymalizacji obróbki krawędzi.
Maksymalna wartość wytrzymałości uzyskana dla formatki ze szkła hartowanego, której krawędzie zostały poddane pełnemu polerowaniu przekraczała wartość 200 N/mm2. Dzięki właściwemu doborowi obróbki wykończeniowej krawędzi można wiele osiągnąć, jednakże należy jednocześnie pamiętać również o czasowym i ekonomicznym wymiarze takiej obróbki.
Roberto Corti, Z. Bavelloni Spa
Arto Kaonpää, Tamglass Engineering Ltd. Oy
Antti-Pekka Nikkilä, Instytut Materiałoznawstwa Politechniki w Tampere
Artykuł pochodzi z materiałów konferencji Glass Processing Days 2005
Bibliografia
[1] V. Zuidema, Obróbka jonowymienna, wpływ jakości krawędzi na wytrzymałość, Konferencja Glass Processing Days 2003, biuletyn konferencyjny, str. 82-85.
[2] V. Zuidema, Wytrzymałość szkła, wpływ jakości krawędzi, Konferencja Glass Processing Days 2003, biuletyn konferencyjny, str. 106-109.
[3] A. A. Griffith, Zjawiska pękania i płynięcia plastycznego w ciałach stałych, Philos. Trans. R. Soc. Lond., nr 211, 1920, str. 163-198.
[4] R. W. Rice, J. J. Mecholsky, Zjawisko wytrzymałości, wpływ rys powstających w trakcie obróbki maszynowej wyrobów ceramicznych, Obróbka maszynowa oraz wykończenie powierzchni wyrobów ceramicznych II, Publikacja uzupełniająca 562, Krajowy Komitet Normalizacji, 1976, str. 351-378.
[5] I. Nakajima, Y. Uno, T. Fujiwara, Drobne wyroby ceramiczne; mechanizmy krojenia przy użyciu jednopunktowego narzędzia diamentowego, „Technologia Precyzji”, nr 11, Styczeń 1989, str. 1960-1966.
[6] M. Ohta, K. Miyahara, K. Matsuo, Wpływ parametrów szlifowania na wytrzymałość materiałów ceramicznych, Japońskie Stowarzyszenie Technologii Obróbki, 1987, str. 753-754.
[7] R. Gardon, Termiczne hartowanie szkła, „Szkło – Wiedza i Technika”, nr 5, Sprężystość i wytrzymałość szkła, wydawca D. R. Uhlmann i N. J. Kreidl, Academic Press, Nowy Jork, 1980, str. 145-216.
Następne spotkania . GLASS PROCESSING DAYS 2006, Chiny, Pekin, 23-24 kwiecień 2006 . GLASS PROCESSING DAYS 2007, Finlania, Tampere, 15-18 czerwiec 2007 |
więcej informacji: Świat Szkła 5/2006
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 5/2006
Szkło SGG SWISSFLAM STRUCTURE to system opracowany w celu uzyskania optymalnej przezierności ścianek i przegród, dla których wymaga się spełniania parametrów w zakresie ognioodporności.
Opis
System ten składa się z przynajmniej dwóch zestawionych obok siebie tafli szkła sgg SWISSFLAM, między które wstawiono bardzo cienki dwuteownik lub specjalne silikonowe uszczelnienie. Dzięki swojej budowie pozwala na optymalne doświetlenie pomieszczeń i poczucie lekkości konstrukcji oddzielającej strefy pożarowe i ciągi komunikacyjne. Dodatkowym atutem jest wykluczenie ciężkich narożnych profili łączących. Zastąpiono je zestawieniem szklanej tafli do tafli pod dowolnym kątem.
Szyby stosowane w systemie SGG SWISSFLAM STRUCTURE są zbudowane z dwóch tafli bezpiecznego szkła laminowanego, rozdzielonych jedną lub dwiema warstwami bezbarwnego, odpornego na ogień żelu. W przypadku pożaru system ten całkowicie spełnia wymogi w zakresie ognioodporności.
Zastosowania
System SGG SWISSFLAM STRUCTURE nadaje się do stosowania w charakterze przegrody. Może być używany do szeregu zastosowań wewnętrznych, takich jak ścianki i przegrody w pomieszczeniach biurowych, obiektach hotelowych, handlowych i innych, również w kombinacji z drzwiami. Budowa szyby gwarantuje obustronne spełnienie wymogów w zakresie ochrony przed ogniem. W określonych warunkach system ten można montować w zestawieniu z drewnem, stalą lub aluminium.
Zalety
Przezierność
System SGG SWISSFLAM STRUCTURE jest bezbarwny i przezierny. Zastosowany w nim żel nie żółknie pod wpływem promieniowania UV.
Przekrój przez szkło. Budowa: 44.2 / komora z żelem / 44.2
Sposób łączenia tafli szklanych
Bezpieczeństwo
W przypadku pożaru system SGG SWISSFLAM STRUCTURE działa w następujący sposób: ognioodporny żel staje się nieprzezro czysty i pęcznieje,
tworząc barierę izo lującą, która ogranicza przenikanie ciepła pod wpływem promieniowania i konwekcji (maksymalny średni przy rost temperatur nie przekracza 140oC, mierzony zgodnie z krzywą temperatur po przeciwnej stronie do nagrzewanej) przez okres przynajmniej 30 lub 60 minut w zależności od typu (klasa EI norm europejskich). System SGG SWISSFLAM STRUCTURE tworzy integralną barierę izolującą, która zachowuje szczelność wobec dymu, płomieni i toksycznych gazów przez okres przynajmniej 30 lub 60 minut.
Wytrzymałość
Parametry mechaniczne i parametry w zakresie bezpieczeństwa systemu SGG SWISSFLAM STRUCTURE są identyczne jak w przypadku klasycznego szkła laminowanego o tym samym składzie.
Dostępność
SGG SWISSFLAM STRUCTURE jest dostępny w dużych wymiarach: 1950x3150 mm. Maksymalne dopuszczone do użycia wymiary szkieł różnią się w zależności od składu, typu szklonego elementu lub ramy, a także od obowiązujących przepisów.
Marek Sitek
VETROTECH
więcej informacji: Świat Szkła 5/2006
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 5/2006
Gdy szkło zawodzi...
Nowe szkło jest naturalnie przeźroczyste, błyszczące i łatwe w czyszczeniu - obiecuje czystość i przejrzystość. Niestety z czasem szkło łamie tą obietnicę. Szczególnie gdy jest wystawione na działanie warunków grożących trwałym zanieczyszczeniem a niekiedy zniszczeniem jego powierzchni.
W powiększeniu mikroskopowym gładka powierzchnia szkła jest mocno chropowata. Ten pełen kraterów i szczytów krajobraz jest doskonałym podłożem dla zabrudzeń organicznych i nieorganicznych.
Mikroskopowe powiększenie powierzchni szkła float wskazuje jego porowatość - idealne miejsce na zagnieżdżenie wszelkich zabrudzeń
Szklana powierzchnia pozbawiona ochrony jest nieustannie brudzona przez zanieczyszczenia organiczne i nieorganiczne z powietrza lub wody (sole mineralne, kamień wodny, węglowodory niezwiązane, tlenki metali i silikony), powodujące korozję oraz fizyczne uszkodzenie szkła. Pomimo regularnego mycia szkła obniża się jego skuteczność. Pogarsza się czystość optyczna powierzchni. Czyszczenie wstępne oraz metody i preparaty ścierne powodują kolejne uszkodzenia, a także przyśpieszają proces niszczenia powierzchni szkła.
...pod ręką jest ClearShield
Rozwiązaniem tych problemów jest system ClearShield angielskiej firmy RITEC. To starannie dopasowany system, którego komponenty aplikowane są na powierzchnię szkła w 3 etapach. Każdy etap obejmuje specjalnie przygotowane i zoptymalizowane produkty:
I. Oczyszczanie
W zależności od stopnia i rodzaju zabrudzenia istnieje możliwość wykorzystania odpowiednio skomponowanych środków oczyszczających zapewniających, że powierzchnia szkła nie zostanie uszkodzona przez użycie zbyt agresywnych środków.
- Pre Cleaner. Do skutecznego usuwania zabrudzeń organicznych i olejowych spowodowanych przez nikotynę, ruch drogowy i lotniczy, smary i tłuszcze spożywcze.
- Glass Renovator. Usuwa lekkie, nieorganiczne zabrudzenia (tj. metaliczne naloty) - efekt oksydowania oraz zwapnienia. Glass Renovator jest częścią systemu ClearShield i wolno go stosować wyłącznie na etapie poprzedzającym rozpoczęcie właściwego programu pielęgnacyjnego.
- Glass Renovator Heavy Duty. Usuwa uciążliwe, nieorganiczne zabrudzenia. Zakres i sposób stosowania - jak wyżej.
- Neutraliser. Neutraliser oczyszcza, wysusza i zobojętnia chemicznie szkło i powierzchnie szkłopodobne, jest częścią systemu ClearShield i wolno go stosować wyłącznie na etapie poprzedzającym rozpoczęcie właściwego programu pielęgnacyjnego.
- Limescale Remover. Wysoce efektywny w usuwaniu brudu i osadów wapnia na szkle. Nie rysuje powierzchni. . Usuwa również rdzę, sadzę, mydło i podobne osady.
II. Uszlachetnianie przy użyciu ClearShield
ClearShield uszlachetnia nowe powierzchnie szklane i odnawia stare, już zabudowane, wyraźnie zabrudzone czy też uszkodzone. Niezależnie od tego czy chodzi o szkło izolacyjne, hartowane ESG, bezpieczne VSG, piaskowane, satynowane, przeciwodblaskowe, matowane czy też szkło z sitodrukiem.
- Glass Protect. Glass Protect chroni szkło przed ługowaniem, matowieniem i przebarwieniami. Znacznie ułatwia oczyszczanie szkła i pozwala dłużej utrzymać je w czystości. Glass Protect można stosować do prawie wszystkich rodzajów szkła tj. float, ESG, VSG, TVG i wielu innych.
- Shower Glass Protect. Shower Glass Protect został zaprojektowany jako środek, który potrafi sprostać szczególnie wysokim wymaganiom dotyczącym pielęgnacji kabin prysznicowych.
- Sandblast Glass Protect. Sandblast Glass Protect został zaprojektowany jako środek, który potrafi sprostać wymaganiom dotyczącym pielęgnacji powierzchni piaskowanych i satynowanych.
III. Pielęgnacja i konserwacja
Specjalnie przygotowane środki pielęgnacyjne ClearShield powstały w celu jak najdłuższego utrzymania właściwości ochronnych szkła uszlachetnionego ClearShield.
- Clean-All. Koncentrat pielęgnacyjny na bazie wody do rutynowej pielęgnacji szkła szlachetnego ClearShield oraz szkła nie uszlachetnionego, jak również innych powierzchni. Usuwa zanieczyszczenia komunikacyjne, nikotynę, zabrudzenia nieorganiczne itp.
- Conditioner. Polepsza właściwość odpływu wody z powierzchni szkła szlachetnego ClearShield i gwarantuje na długi czas zachowanie przez nie cech swoistych, tj. łatwości mycia, blasku i transparentności.
- Zestaw pielęgnacyjny do kabin prysznicowych. Zestawiony specjalnie do pielęgnacji całkowicie przeszklonych kabin prysznicowych. W jego skład chodzą Limescale Remover i Conditioner. Stosowany w regularnych odstępach czasu gwarantuje nieskazitelny wygląd kabin prysznicowych.
Różnice w utrzymywaniu się brudu na szkle zwykłym (po lewej) i na szkle uszlachetnionym ClearShield (po prawej) Szkło poddane obróbce programem pielęgnacyjnym ClearShield jest tak skutecznie chronione, że nawet bakterie znacznie słabiej utrzymują się na jego powierzchni. Ta znacząca poprawa warunków higienicznych tak uszlachetnionego szkła została oficjalnie potwierdzona w badaniach przeprowadzonych przez Centre for Applied Microbiology&Research w Anglii.
Zwykłe szkło |
Szkło uszlachetnione ClearShield |
|
przed umyciem |
||
po umyciu |
Właściwości
Produkty ClearShield można aplikować ręcznie lub przy użyciu opryskiwacza na sprężone powietrze. W trakcie dalszej obróbki szkło ClearShield nie musi być specjalnie chronione.
Przy właściwym przechowywaniu zdatność do użycia produktów ClearShield jest czasowo nieograniczona. Dotyczy to również pojemników już napoczętych.
Korzyści
- powierzchnia uszlachetniona – poddana ochronie – pozostaje dłużej czysta w porównaniu ze szkłem niezabezpieczonym preparatem,
- powierzchnia poddana ochronie jest łatwiejsza do czyszczenia,
- preparat ClearShield chroni powierzchnie szklaną przed korozją,
- utrzymuje powierzchnię szklaną przeźroczystą i optycznie czystą o wiele dłużej,
- jest całkowicie nieszkodliwy dla środowiska.
Zastosowanie
Szkło uszlachetnione ClearShield znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach: szklane kabiny prysznicowe, szkło piaskowane, zimowe ogrody mieszkalne, przeszklone dobudowy, fasady i okna. Przy właściwym użytkowaniu i pielęgnacji uszlachetnione szkło utrzymuje swoje typowe właściwości przez min. 5-10 lat.
Kabiny prysznicowe w Hotelu Sanderson
Nieważne czy przy renowacji skorodowanych i zabrudzonych szyb, czy też jako ochrona przed wymaganiami współczesności: zalety działania programu pielęgnacyjnego ClearShield takie jak skuteczność, efektywność czy też oszczędność czasu pracy, potwierdzane są wciąż na nowo, co widać wyraźnie na fasadach budynków, szklanych budowlach czy też elementach wyposażenia wnętrz jak kabiny natryskowe.
Wyłącznym dystrybutorem produktów ClearShield w Polsce jest krakowska firma Polver. www.polver.pl
więcej informacji: Świat Szkła 5/2006
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 5/2006
ADLER S.A. na targach budowlanych BATIMAT 2005 zaprezentował m.in. 2 profile uszczelkowe, które zmieniają jakość uszczelniania kabin prysznicowych.
Usuwają one podstawowe niedogodności związane ze stosowaniem uszczelek:
. niezbyt atrakcyjny kolor profili znajdujących się na krawędzi szkła,
. skomplikowany montaż,
. problemy z odbarwieniami, zmianą charakterystyki materiału,
. cenę.
Ponieważ uszczelki są samoprzylepne mogą być stosowane do wszystkich grubości szkła.
Uszczelka silikonowa o przekroju zamkniętym, samoprzylepna
Jest przeznaczona do przyklejenia na krawędzi szkła o grubości minimum 6 mm, lub wewnątrz wszelkich profili okiennych i drzwiowych.
Aby zapewnić prawidłową twardość i sprężystość uszczelki przez cały okres użytkowania, silikon zawiera składnik mineralny, który sprawia, że uszczelka jest nieco matowa. Nie wpływa to jednak negatywnie na końcowy efekt estetyczny.
Uszczelka produkowana jest w procesie ekstruzji silikonu o odpowiedniej gęstości, przy równoczesnym nakładaniu silikonowej powłoki samoprzylepnej, w trybie ciągłym. Zastosowany surowiec (uszczelki i kleju) posiada wymagane parametry bakterio- i grzybobójcze, utrzymuje sprężystość przez cały okres użytkowania, jest także odporny na promienie UV, nie wykazuje oznak starzenia w warunkach prysznicu, sauny, a nawet działania ozonu czy radioaktywności. Testy wykazały jego pełną odporność na temperatury w zakresie od -40°C do +130°C.
Wymiary profilu
Klej zapewnia wysoką wytrzymałość na ścinanie, a jednak, dzięki swym unikalnym własnościom zapewnia możliwość oderwania uszczelki, nawet po kilku latach, bez zostawiania na szkle śladów.
Chociaż nakładanie tej uszczelki jest bardzo łatwe, trzeba jednak pamiętać o kilku zasadach. Przed przyłożeniem profilu należy dokładnie odtłuścić powierzchnie (szkło, drewno, tworzywo, czy metal). Wówczas, po zdjęciu folii zabezpieczającej, przykładamy uszczelkę i delikatnie ją dociskamy masując i uważając aby jej nie rozciągać.
Dla ułatwienia i przyspieszenia nakładania uszczelki ADLER S.A. proponuje narzędzie, które za jednym pociągnięciem przykleja i dociska profil, zapewniając regularne przyklejenie.
Uszczelka jest dostarczana w rolkach 25-metrowych, a użytkownik sam odcina długość, której potrzebuje. Obniża to koszty transportu i magazynowania.
Wymiary uszczelki silikonowej w pozycji otwartej i zamkniętej
Uszczelka przezroczysta, płaska, samoprzylepna
Profil ten łączy najlepsze właściwości przejrzystego poliwęglanu i kleju o wysokiej wytrzymałości mechanicznej, tworząc sztywną, całkowicie przezroczystą uszczelkę.
Uszczelka ma kształt litery „V”, aby ułatwić przyklejanie w linii prostej. Rozwarcie profilu można dowolnie formować – dociskając lub prostując uszczelkę przed jej nałożeniem lub po związaniu kleju – i to kilkadziesiąt razy z rzędu. Dzięki temu uszczelka ta zarówno zapobiega przenikaniu wody między dwiema równoległymi płaszczyznami (np. w drzwiach przesuwnych), jak i elementami prostopadłymi (np. drzwi kabiny i krawędź brodzika).
Dzięki zastosowaniu kleju odpornego na promienie UV, temperaturę (od -40oC do +90oC, a nawet +150oC), działanie środków chemicznych, profil ten może być zastosowany na różnym podłożu (szkło, pleksiglas, poliwęglan, drewno, metal…), gdyż przystosuje się do jego kształtu i różnych parametrów dylatacji.
Po nałożeniu i dociśnięciu, klej wiąże bardzo szybko – nie tracąc przy tym swej sprężystości – uzyskuje 70% wytrzymałości po 10 min., a 100% po około 24 h, przy czym jego odporność na ścinanie i wyrywanie jest tak wysoka, że podczas testów doszło do zniszczenia materiału wiązanego, a nie warstwy kleju.
W trakcie montażu, podobnie jak w przypadku profilu silikonowego, należy nakładać uszczelkę na powierzchnię dokładnie odtłuszczoną i docisnąć, lekko masując. Trzeba pamiętać o unikaniu załamywania uszczelki w innym miejscu niż linia fabrycznie zaznaczona, ponieważ mogłoby to doprowadzić do powstania białych linii na profilu.
Podobnie jak dla profilu silikonowego ADLER S.A. proponuje specjalnie opracowane narzędzie do równoczesnego układania i dociskania profilu.
Zdzisław Dominik
ADLER SA
więcej informacji: Świat Szkła 5/2006
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 5/2006
Firma Ponzio Polska złożyła wniosek do Instytutu Techniki Budowlanej o wydanie Europejskiej Aprobaty Technicznej na systemy: NT 152SG i NT 152ESG ''Economic''. Obecnie projekty obydwu aprobat są w przygotowaniu przez Zakład Aprobat Technicznych.
Uzyskanie europejskiej aprobaty jest dla PONZIO końcowym etapem współpracy w ramach projektu celowego, prowadzonego pod nazwą „Opracowanie i wdrożenie systemu lekkiej ściany osłonowej – szklenie strukturalne PONZIO NT 152SG”.
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 5/2006
Po zmniejszeniu o prawie połowę w poprzednich pięciu latach niemieckiego rynku okien, w tym roku jest oczekiwany mały wzrost (o 0,2%) i stopniowo coraz większy w następnych kilku latach. Ten wzrost jest wynikiem polepszającej się sytuacji gospodarczej, jak również rosnącym w Niemczech popytem na okna stosowane w renowacjach budynków. Został on też potwierdzony ostatnimi badaniami przeprowadzonymi przez Interconnection Consulting Group.
Udziały sprzedaży poszczególnych rodzajów okien (wartościowo)
na niemieckim rynku okien w latach 2003-2008
Ze spadkiem o 6,6% w ilości i o 2,2% w wartości, rok 2005 wydaje się być najgorszym okresem dla niemieckiego rynku okien. W roku 2006 będzie zauważalny nieznaczny wzrost, o 0,2%, ilości zamontowanych okien.
Z obiektywnego punktu widzenia nie może to być jeszcze przesłanką nadziei na robienie wielkich interesów. Ale wobec odwrócenia trendu, które będzie miało miejsce w bieżącym roku i w połączeniu ze „zdrowym“ tempem wzrostu ilości montowanych okien o 1,2% w 2007 i o 5,5% w 2008, niemiecki rynek okien już nie będzie rynkiem, w którym pozyskiwanie nowych kontraktów jest sprawą życia i śmierci, a w dłuższym okresie możliwe będzie uzyskiwanie większych zysków.
Długi okres „posuchy” w ostatnich kilku latach też miał pozytywny skutek. Tylko spółki, które były dość elastyczne by zareagować i dostosować się do szybko zmieniającej się sytuacji ekonomicznej i politycznej w Niemczech i, oczywiście, które miały też odpowiednie zaplecze finansowe by przetrwać długotrwały kryzys - przeżyły na rynku. Można powiedzieć, że kurczący się rynek podziałał uzdrawiająco na firmy w branży okiennej. Najbardziej poszkodowane były małe i średnie firmy, z których wiele zbankrutowało albo zostały wykupione przez większych producentów okien.
Niektóre firmy mogły się też uratować, gdy pomimo spadku sprzedaży na rynku okien, kilka większych przedsiębiorstw było skłonnych uzupełnić gamę oferowanych przez siebie produktów np. o okna drewniane.
Siłami napędowymi dla pozytywnego rozwoju rynku okien w nadchodzących latach są: „rozpędzanie się” niemieckiej gospodarki, co poprzez wzrost inwestycji szczególnie przyniesie korzyść przemysłowi budowlanemu, jak również wzrost zainteresowania renowacjami istniejących w Niemczech budynków.
Od 2005 do 2008, rynek okien stosowanych na renowacje zwiększy się prawie o 9%, podczas gdy w tym samym okresie liczba okien stosowanych w nowych budynkach wzrośnie o 4%. Złożyło się na to wiele powodów. Nowe przepisy dotyczące efektywności energetycznej budynków, tzw. paszporty energetyczne, spowodowały silny nacisk na odnawianie istniejących okna. Około 3/4 wszystkich mieszkań w Niemczech ma już ponad 25 lat.
Udziały w rynku okien w 2005 r. (ilościowo)
Inny powodem tego rozwoju jest przepis, że od 2006 rodziny są upoważnione by odpisać 20% rachunków zapłaconych rzemieślnikowi za wstawione okna, od płaconych podatków (do wys. 3000 euro).
Chociaż zmniejszenie popytu na okna w nowych obiektach będzie zauważalne, to jednak będzie częściowo rekompensowane przez inne zmiany w ogólnych warunkach funkcjonowania rynku budowlanego. Priorytety te wejdą w życie stopniowo, ponieważ nie wszystkie pozwolenia na budowę są realizowane natychmiast.
InterConnection Consulting Group www.interconnectionconsulting.com
więcej informacji: Świat Szkła 5/2006
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 5/2006
Sztywne pianki poliuretanowe - lub pianki niedbale stosowane, brak zabezpieczenia przed penetracją wilgoci wewnętrznej i wody opadowej z zewnątrz, niedostateczna ilość kotew [dybli, łączników z blachy] łączących mechanicznie okno z murem, lub nawet ich brak, zwykłe paski blachy lub nawet gwoździe zamiast łączników systemowych, zbyt duże [lub za małe] luzy obwodowe, niedrożne odwodnienia bardzo niekorzystnie wpływają na jakość i trwałość okna. Jeśli połączenie okno-ściana jest wykonane nieprawidłowo - a w wykonawstwie zdarza się to często - to degradacja okna rozpoczyna się już w momencie jego wbudowania.
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 5/2006
Nagrodę Przewodniczącego Rady Miasta Gdyni za najlepszą Gdyńską Inwestycję Roku 2005 otrzymała inwestycja Telewizji Kablowej Vectra. Realizacja obejmowała kompleks biurowo-rehabilitacyjny w Gdyni Orłowie, zlokalizowany na tzw. Orłowskiej Górce, obejmujący dwa biurowce nowej siedziby TV Vectra oraz Hotel Kuracyjny wraz z Centrum rehabilitacji i odnowy biologicznej.
Zespół obiektów oraz ich bezpośrednie otoczenie zostało zaprojektowane przez architektów Jacka Droszcza oraz Adama Kościechę ze Studia Architektonicznego Kwadrat, natomiast wnętrza - przez pracownię Kolor Plus. Kompleks usytuowany jest na powierzchni 9612 m2 w prestiżowej części Gdyni, u zbiegu ulicy Popiela i Alei Zwycięstwa.
Zabudowa pensjonatowa w Orłowie ma duże tradycje, zaś funkcja rehabilitacyjna hotelu wiąże się ze specyfiką firmy, która zatrudnia osoby niepełnosprawne. Otwarcie tych usług na zewnątrz spowodowało, że miejsce stało się aktywne, a miasto i mieszkańcy zyskali nową wspólną przestrzeń. Znaleźli tu również dogodny ciąg pieszy, który łączy ich osiedle z centrum dzielnicy i węzłem komunikacyjnym.
Kameralny budynek biurowy zajmuje powierzchnię 5305 m2 . Ma 4 poziomy (łącznie z podziemiem) o łącznej kubaturze 17 032 m3. Na parterze znajdują się m.in. call center i centrum bilingowe oraz stołówka dla pracowników, pomieszczenia biurowe i sale konferencyjne. Pierwsze piętro zajmują: pokoje biurowe, sale spotkań oraz sala seminaryjna z nowoczesnym systemem audiowizualnym. Na ostatnim piętrze znajdują się m.in. pomieszczenia zarządu wraz z pokojami spotkań oraz reprezentacyjna sala konferencyjna. Z pokoi rozpościera się widok na morze i panoramę Klifu Orłowskiego.
W skład drugiego obiektu, zajmującego 2500 m2 wchodzi Hotel Kuracyjny oraz Centrum rehabilitacji i odnowy biologicznej. Centrum jest wyposażone we wszystkie niezbędne urządzenia oraz przyrządy, służące między innymi terapii ortopedycznej, kardiologicznej, neurologicznej oraz pozabiegowej.
Pracownicy Grupy Vectra i mieszkańcy Trójmiasta mogą dzięki temu, pod okiem profesjonalnych rehabilitantów i lekarzy, korzystać z niezbędnych dla ich zdrowia zabiegów.
Na przeszklenia wszystkich elewacji wykorzystano nowy rodzaj szkła Pilkington Suncool™ Brilliant Blue 50/27 należący do grupy produktów o najwyższych parametrach użytkowych. Pilkington Suncool™ Brilliant Blue 50/27 to przeciwsłoneczne szkło o własnościach niskoemisyjnych. Charakteryzuje się ono wysoką przepuszczalnością światła na poziomie 50% oraz niską przepuszczalnością energii słonecznej na poziomie 27%. Znakomite parametry przeciwsłoneczne oraz współczynnik przenikania ciepła U=1,1 pozwalają na zapewnienie odpowiedniego komfortu pomieszczeń, zarówno latem jak i zimą, przyczyniając się do sporych oszczędności w zużyciu energii.
Dodatkowe wymagania dla elewacji dotyczyły ochrony przez hałasem oraz zapewnienia ochrony przed włamaniem dla pomieszczeń na niskich kondygnacjach. Po dokładnej analizie zdecydowano się zastosować szkło laminowane Pilkington Optilam™ 9,5, które w połączeniu ze szkłem przeciwsłonecznym Pilkington Suncool™ Brilliant Blue o grubości 6 mm pozwoliło uzyskać tłumienie hałasu na poziomie 40 dB oraz zabezpieczenie przed włamaniem w klasie P4A.
Niebieski odcień przeszkleń bardzo ładnie wkomponował się w kolorystykę ślusarki aluminiowej oraz pozostałych materiałów elewacyjnych. Architektura kompleksu oraz dobór materiałów elewacyjnych sprawiły, że obiekty znakomicie integrują się z zielenią malowniczego zbocza Orłowskiej Górki.
Jolanta Lessig
PILKINGTON
więcej informacji: Świat Szkła 5/2006
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 5/2006
Przed kilkoma miesiącami został ukończony jeden z najnowocześniejszych biurowców stolicy, ''Rondo-1''. Tworzą go: 10-kondygnacyjny budynek ''A'' i 40-piętrowy budynek ''B''. Wyższy z nich jest jednym z najbardziej przeszklonych obiektów wysokościowych w Warszawie. Olbrzymi obiekt tworzy niemal całkowicie przejrzystą kubaturę, w której wykorzystanie szkła osiągnęło niecodzienną skalę w naszym kraju. To cecha, która wyróżnia kompleks spośród innych realizacji stolicy.
Kompleks ''Rondo-1'' zabudowuje południowo-wschodni kwartał ronda ONZ. Powstał w prężnie rozwijającej się, centralnej części miasta, u zbiegu alei Jana Pawła II i ulicy Świętokrzyskiej. W przeciągu kilku ostatnich lat wyrosło w jego pobliżu kilka nowoczesnych budynków, w tym m.in. dwa obiekty wysokościowe: hotel ''InterContinental'' (164,5 m) i biurowiec ''Warsaw Financial Centre'' (144 m). Kompleks ''Rondo-1'', ze swą wieżą-budynkiem ''B'' stanowi kontynuację wysokościowej zabudowy w tym rejonie, wznosząc się na wyskokość 164 m (z iglicą - 194 m), co stawia go w czołówce najwyższych budynków naszego kraju1 (fot. 1).
Fot. 1. Budynek ''Rondo1B'' - widok z północnego zachodu. Fot.: PILKINGTON
Projekt kompleksu powstał w wyniku współpracy polskiej pracowni architektonicznej AZO i światowej sławy architektów z amerykańskiej firmy Skidmore, Owings&Merill, specjalizującej się w projektowaniu budynków wysokościowych i mającej na swoim koncie takie projekty jak m.in. ''Sears Tower'' i ''John Hancock Centre'' w Chicago.
Dwa budynki tworzące kompleks: wieża ''B'' oraz 10-kondygnacyjny budynek ''A'' scalone zostały przeszklonym łącznikiem, stanowiącym ogród zimowy. Wnętrze ogrodu ma charakter przestrzeni publicznej i łączy nie tylko budynki, ale także obszar ronda ONZ z wewnętrzną częścią kwartału. Budynek ''A'' mieszczący głównie wielopoziomowe parkingi tworzy dopełnienie szklanej wieży. Z racji odmienności zarówno funkcjonalnej jak i formalno-estetycznej (m.in. wysokościowej) może być odbierany jako oddzielny, niezależny obiekt. Omawiając zatem dalej architekturę kompleksu zasadnym jest, aby przyjrzeć się obydwu budynkom oddzielnie.
Szklana wieża - budynek B
Budynek ''Rondo-1B'' zajmuje cześć narożnikową działki i dalej jej strefę od strony alei Jana Pawła II. Został wkomponowany w linię zabudowy tej prężnie rozwijającej się arterii stolicy. Formę przestrzenną budynku można z pewnym uproszczeniem określić jako zespół dwóch brył. Część główna, w której dominują powierzchnie biurowe, ma plan zbliżony do prostokąta wydłużonego na osi pn-pd, przy czym czwarte ramię obrysu budynku, w części narożnikowej działki (od strony ronda ONZ) zostało zaokrąglone. Charakterystyczne zaokrąglenie bryły znakomicie wkomponowuje się w narożnik działki i nieformalnie określa front budynku.
Drugą bryłę tworzy zespół szybów windowych, które dobijają do głównej bryły obiektu od strony zachodniej, tj. alei Jana Pawła II. Trzy różnej wysokości szyby windowe obniżają się kaskadowo w kierunku południowym. Każdy z nich mieści po 6 wind osobowych, w tym windy panoramiczne i w zależności od swej wysokości może łączyć parter z kondygnacjami najwyższymi (26-36 p.), średnimi (14-26 p.) i najniższymi (do 14 p.). W obrębie omawianej bryły znajdują się również 4-kondygnacyjne atria, które stanowią przestrzeń łączącą szyby windowe z główną bryłą budynku. Łączenie z żelbetową konstrukcją obiektu wykonano przy zastosowaniu wielkoprzestrzennych, stalowych ram, tzw. konstrukcji mega bracing, znanej m.in. ze słynnej realizacji biurowca ''Hongkong Bank'' Normana Fostera (rys. 1).
Rys. 1. Budynek „B”: rzut kondygnacji powtarzalnej i przekrój w-z
(1 – atria, 2 – szyby windowe, 3 – biura)
Obok dwóch wspomnianych brył, wyróżnić można kilka niższych, w tym kilkukondygnacyjną szklaną ''kostkę'', która stanowi główne wejście zlokalizowane w północno zachodnim narożniku, od strony alei Jana Pawła II.
Bryła budynku, mimo pewnego rozczłonkowania, tworzy spójną kompozycję. Wielką rolę odrywają tu przeszklone, jednolite estetycznie elewacje.
Szklaną ścianę kurtynową, która pokrywa budynek niemal w całości, tworzą głównie moduły ze szkła zespolonego złożone z zewnętrznej, 6-milimetrowej tafli szklenia niskoemisyjnego, pustki wypełnionej argonem oraz wewnętrznej tafli szklenia laminowanego o grubości warstw 4-4-2. Poszczególne tafle wspomnianego szkła bazowego, które dostarczyła firma Glaverbel składane były fabrycznie przez firmę Schollglas i w postaci gotowych, dopasowanych na zamówienie elementów, montowane na budowie (fot. 2).
Fot. 2. Montaż gotowych modułów elewacyjnych ze szkła zespolonego. Fot.: Maciej Lewandowski/ „Architektura-murator”
Poszczególne moduły szklane ściany kurtynowej stanowią konstrukcję ramową z projektowanych indywidualnie, ekstrudowanych profili aluminiowych, skręcanych w narożnikach ramy, z obwodowym systemem odwodnienia. Konstrukcję przeszklono „na sucho” za pomocą uszczelek EPDM, listew dociskowych i osłonowych ze stali nierdzewnej.
Poza ryglami pośrednimi wszystkie profile zaprojektowano jako otwarte półczasze, umożliwiające zatrzaskowe łączenie z sąsiednimi elementami wzdłuż krawędzi po obwodzie2. Aluminiowe ramy szklanych modułów łączone są ze strukturą budynku za pośrednictwem konsol aluminiowych, które przytwierdzane są do stalowych elementów konstrukcyjnych (fot. 3, rys. 2).
Fot. 3. Detal zamocowania szklanego modułu elewacyjnego w atrium
Rys. 2. Detal typowego modułu elewacyjnego ze szkła zespolonego (A) oraz detal przytwierdzenia systemu elewacyjnego do czoła stropu (B) (1 – szklenie zespolone, 2 – profil aluminiowy, 3 – konsola aluminiowa, 4 – stalowy element mocujący, 5 – strop żelbetowy, 6 – izolacja termiczna)
Dążenie architektów do estetycznego ujednolicenia elewacji zostało zrealizowane głównie przez wprowadzenie identycznego wizualnie szklenia jako zewnętrznej warstwy modułów systemu elewacyjnego. Szkło z powłoką niskoemisyjną otrzymało zimną, niebieskawą barwę, definiując cechy kolorystyczne całego obiektu.
Mimo jednolitości estetycznej elewacji, wyróżnić można kilkanaście rodzajów szklenia tworzącego przegrody zewnętrzne. Podział wynika z różnej konfiguracji szklenia zespolonego, m.in. ze zróżnicowanych właściwości i parametrów dotyczących wytrzymałości na obciążenia mechaniczne i ogniowe szkła bazowego.
Przykładowo, w części parteru budynku, wielkie tafle szklenia jako płaszczyzny szczególnie narażone na zniszczenie, wymagały wprowadzenia szkła hartowanego.
Przeszklony dach ogrodu zimowego, łączącego budynki „A” i „B” wykonano ze szklenia zespolonego „Suncool Brillant” z zastosowaniem w wewnętrznej warstwie szkła ognioochronnego „Pyrodur”. Poza szkleniem zespolonym, wykorzystano również panele ze szkła laminowanego: np. w zadaszeniu nad wejściem głównym wprowadzono panele firmy PILKINGTON, o klasie odporności ogniowej E-30.
Zróżnicowana jest też konstrukcja szklenia. Konstrukcję zadaszenia wejścia głównego oraz dachu ogrodu zimowego tworzą ramy stalowe „Jansen Viss”. Zastąpienie nimi ram aluminiowych wymusił zbyt mały wg przepisów kąt nachylenia połaci.
Interesująca jest też konstrukcja szklanych elewacji ogrodu zimowego, która zamiast systemu ramowego opiera się na tzw. technologii patch fixing, polegającej na bezramowym łączeniu tafli szklenia za pomocą zewnętrznych elementów dociskowych w formie łat (fot. 4, 5).
Fot. 4. Bezramowa szklana elewacja ogrodu zimowego w technologii patch-fixing – widok od środka
Fot. 5. Elewacja frontowa ogrodu zimowego
Budynek „Rondo-1B” cechuje szereg nowoczesnych idei kształtowania obiektów biurowych. Strefa biurowa została zaprojektowana jako przestrzeń bez ścian działowych, tzw. open space. Otwartą, niczym „nie zakłóconą” przestrzeń uzyskano m.in. dzięki wysunięciu trzonu windowego poza obrys strefy pracy. Daje to znaczną elastyczność aranżowania wnętrza biurowego i adaptacyjność do zmiennych potrzeb najemców. Zgodnie z tą ideą, trzony komunikacji pionowej oraz toalety z pomieszczeniami pomocniczymi zlokalizowano w części centralnej. Przestrzeń wokół, to całkowicie przeszklona strefa biurowa. Jej głębokość odpowiada mniej więcej modułowi konstrukcyjnemu i wynosi ok. 6 metrów. Należy tu podkreślić, że głębokość ta jest optymalna w aspekcie możliwości eksploatacyjnych oświetlenia dziennego. Całkowicie przeszklone ściany zewnętrzne sprzyjają efektywnemu wykorzystywaniu światła dziennego nawet w najgłębszej partii budynku.
Ma to znaczenie z punktu widzenia humanizacyjnych idei kształtowania miejsca pracy, przyczyniając się do wykreowania bardziej pożądanych przez pracowników naturalnych warunków pracy, jak i ze względu na energooszczędność budynku, redukując potrzebę wykorzystania elektrycznego światła sztucznego. Sprzyjają temu parametry szklenia zespolonego, które cechuje się znaczną przejrzystością.
Jego współczynnik przenikania światła wynosi 60%, zaś refleksyjności zaledwie 15%. Zrezygnowano tym samym ze szklenia zacieniającego (np. barwionego lub refleksyjnego), którego zasadność stosowania w budynkach biurowych ze względu na zbytnie ograniczenie światła jest kwestionowana przez współczesne nurty architektury ekologicznej i energooszczędnej.
Dla optymalizacji oświetlenia naturalnego biur wprowadzono w obrębie przeszklonych elewacji system ruchomych lameli wewnętrznych. Są to aluminiowe lamele poziome sterowane manualnie lub automatycznie. System podzielony został na pasmo górne i dolne w proporcji ok. 1/3–2/3. Część górna filtruje dopływ światła i wprowadza do wnętrza światło rozproszone, skierowując przykładowo jego strumień na płaszczyzny sufitu. Część dolna reguluje dodatkowo kontakt wzrokowy z otoczeniem.
Użytkownik może indywidualnie dostosowywać ich nachylenie jak i stopień opuszczenia do własnych potrzeb. Nad ogólną regulacją czuwa komputerowy system zarządzania budynkiem (ang. building management system – BMS). BMS integruje system lameli z systemem oświetlenia wnętrz. Dzięki stałej kontroli poziomu natężenia światła dziennego i światła sztucznego w biurach można skorelować położenie lameli z natężeniem oświetlenia elektrycznego, co pozwala uzyskać możliwie niskie zużycie energii elektrycznej potrzebnej do oświetlenia biur. Lamele po zmroku automatycznie podnoszą się i zostają złożone. Sterowanie automatyczne odbywa się obecnie dwa razy na dobę, lecz częstotliwość ta może być dowolna, w zależności od zaprogramowania komputerowego systemu sterującego.
Znaczne przeszklenie budynku stwarza zagrożenie przegrzewania jak się wnętrza latem i przemarzania zimą. Lamele zlokalizowane od wnętrza nie mogą stanowić tu skutecznej ochrony. Problem pogłębia fakt, że budynek zorientowany jest niekorzystnie względem stron świata, posiadając wydłużone elewacje wschodnią i zachodnią. Ta druga jest szczególnie podatna na przegrzewanie latem, zaś zimą, z racji przeważających wiatrów zachodnich- na przemarzanie.
Redukcji tych negatywnych efektów termicznych sprzyjają parametry elewacyjnego szklenia zespolonego. Stosunkowo niski współczynniki przenikania energii słonecznej (ang. solar factor) wynoszący 34% zmniejsza zyski cieplne z nasłonecznienia, co ma szczególne znaczenie w okresie letnim. Współczynnik przenikania ciepła U=1,1W/m2K świadczy o stosunkowo wysokich właściwościach termoizolacyjnych szklanej ściany, istotnych zwłaszcza zimą w kontekście ochrony wnętrza budynku przed przemarzaniem. W tym aspekcie znaczenie może mieć również zaokrąglenie głównej bryły budynku, redukujące łączną powierzchnię zacienionej elewacji północnej. Z kolei trzon windowy z atriami zlokalizowany od zachodu stanowi naturalną ochronę biur przed przeważającymi w Warszawie chłodnymi wiatrami zachodnimi w okresie zimowym, a także silnym słońcem w sezonie letnim. Główną rolę w utrzymaniu odpowiednich parametrów termicznych budynku przejmuje klimatyzacja mechaniczna. Budynek jest w całości – z wyłączeniem garaży i pomieszczeń zaplecza – klimatyzowany.
Szklana ciekawostka wnętrza. Mostek znajduje się w holu głównym budynku „B”. Jego podłoga to kombinacja szyb: górnej – szkło laminowane wykonane z dwóch szyb hartowanych o grubości 19 mm; oraz dolnej – szkło ognioochronne Pilkington PyrostopTM 60-50 o grubości 33 mm. Jest to pierwsza taka realizacja w Europie. Każda z szyb (górna i dolna) jest podparta niezależnie. Fot. PILKINGTON
Zastosowano system „fan-coil” to jest system nawiewu powietrza zdecentralizowanego – w miejscach gdzie jest on najbardziej użyteczny. Pozwala to na efektywniejsze i mniej energochłonne wykorzystanie klimatyzacji. System BMS, pozwala użytkownikom z komputera osobistego sterować temperaturą w pomieszczeniu. Nawiewy chłodnego powietrza zlokalizowano na obwodzie powierzchni biurowej w płaszczyźnie sufitu tuż przy oknach. Podobnie grzejniki, które zajęły miejsce na dole, w uniesionej podłodze.
Obszary publiczne, takie jak hol wejściowy i recepcyjny oraz ogród zimowy są wyposażone w ogrzewaną i chłodzoną podłogę kamienną oraz szereg central klimatyzacyjnych strefowych. Specjalnym, pod względem instalacyjnym, obszarem budynku są czterokondygnacyjne atria, które związku z dużą wysokością szklanych ścian zewnętrznych tych pomieszczeń mają przewidziany nawiew powietrza klimatyzacyjnego na szyby, dyszami dalekiego zasięgu. Szyby wind pasażerskich są ogrzewane i chłodzone powietrzem usuwanym z biur3.
Wprowadzenie klimatyzacji i niewielki udział wentylacji naturalnej jest m.in. wynikiem braku możliwości otwierania okien zewnętrznych, co jest w pełni zrozumiałe w przypadku budynków wysokościowych. Brak tej możliwości wiąże się jednak z problemami w zakresie czyszczenia i konserwacji systemu elewacyjnego. W tym celu, na obwodzie dachu budynku wprowadzono system szyn, po którym porusza się system gondolowy. Gondola spuszczana na specjalnym wysięgniku i zawieszona na linach „wędruje” wzdłuż całego obwodu elewacji, dając łatwy i wygodny dostęp do każdego modułu elewacyjnego budynku.
Przeszklona kubatura budynku „Rondo-1B” prezentuje się niezwykle okazale w nocy. Założeniem projektantów było stworzenie silnie podświetlonego biurowca, który po godzinach pracy i zapadnięciu zmroku nie zamieni się, wzorem większości budynków biurowych, w ciemny, „martwy” gmach. W rezultacie obiekt jest jednym z najsilniej oświetlonych w stolicy. Budynek podświetlony jest zarówno z zewnątrz jak i od środka. Wewnętrzne oświetlenie znajdujące się na obwodzie powierzchni kondygnacyjnych pozwala stworzyć wrażenie gruntownego podświetlenia budynku, podczas gdy w rzeczywistości oświetlenie zlokalizowane w głębi jest wyłączone, oszczędzając zużycie energii elektrycznej. Każda żarówka może być sterowana oddzielnie dzięki centrali komputerowej systemu BMS. Możliwa jest regulacja natężenia światła oraz dowolna konfiguracja w zakresie miejsca oświetlenia.
W ciągu dnia, walory formalno-estetyczne obiektu nie maleją. Znaczna przejrzystość szklanej bryły sprawia, że wydaje się ona lżejsza w stosunku do wieżowców o podobnej kubaturze. Szklane elewacje odsłaniają układ strukturalny budynku i aranżację wnętrza, zwiększając czytelność jego skali i tym samym zapobiegając tzw. efektowi monumentalności znanemu z licznych realizacji socrealizmu.
Uzyskano silne zintegrowanie funkcji i formy obiektu. Forma przestrzenna odzwierciedla układ funkcjonalny wieżowca z podziałem na część biurową i komunikacyjną z atriami. Wcięcie w północnej zaokrąglonej strefie może sugerować podział przestrzeni biurowej na dwie strefy zewnętrzne i centralnie umieszczony trzon. Zróżnicowane wysokościowo szyby windowe informują o zasięgu wind w nich umieszczonych, a ich przejrzyste elewacje dobitnie dowodzą przeznaczenia funkcjonalnego tej części budynku.
Podziały elewacyjne, zwłaszcza w części biurowej, oddają układ stropów i kondygnacji użytkowych. Typowy moduł szklany ma tu szer. 1,5 m i wys. 3,7 m. Na wysokości czoła stropu wprowadzono zaślepki o zbliżonej barwie do paneli szklanych. Wewnętrzną warstwę szklenia zastąpiono blachą o przekroju płaskim lub grzebieniowym. Przebieg kondygnacji lub stref technicznych sugerują z kolei ciemnoszare elewacyjne panele żaluzjowe. Rozmieszczono je również co pewien moduł w ścianie zamykającej atria, gdzie służą jako elementy wentylacyjne (fot. 6).
Fot. 6. Fragment szklanej elewacji zachodniej z widocznym podziałem na moduły szklane i „zaślepki” oraz moduły żaluzjowe
Elewacja cechuje się zróżnicowaniem podziałów. Ramy konstrukcyjne modułów w głównej bryle biurowej wprowadzają podziały wertykalne. Z kolei szyby windowe cechują się podziałami rzadszymi, z przewagą horyzontalnych. W dolnych partiach budynku wprowadzono odmienne, wielkopowierzchniowe tafle szklenia.
Architekturę obiektu cechuje silna ekspresja. Widoczne od zewnątrz systemy lameli, które znajdują się w różnych układach ożywiają jednolitą szklaną elewację, wpływając na zmienność jej obrazu (fot. 7).
Fot. 7. System lameli wewnętrznych w ścianie wschodniej
Silne ożywienie powodują też poruszające się z dużą prędkością windy panoramiczne, znakomicie widoczne przez przejrzyste szklenie szybu windowego. Mocne zakrzywienie elewacji północnej powoduje zdynamizowanie bryły. Bryłę widzianą od tej strony cechuje też niezwykła smukłość.
Zbliżoną smukłość obserwuje się od strony południowej – charakter przestrzenny budynku jest jednak odmienny – tworzy go kilka prostopadłościennych brył. Kompozycja nakładających się „kostek” może lekko przypominać chicagowski „Sears Tower”. Ekspresja architektury jest od tej strony i strony pd-zach. szczególnie silnie spotęgowana efektami iluzyjnymi. Całkowicie przeszklone bryły wzajemnie odbijają swój obraz i obraz otoczenia kreując obrazy nierzeczywiste – wrażenie przenikania się brył, pewną dematerializację formy.
Zarówno od strony północnej jak i południowej szklane elewacje zestawione są z pasmami srebrzystej blachy aluminiowej, które pokrywają boczne ściany szybów windowych. Połyskliwe panele, tworzące rytmy dzięki powtarzalnemu co pewien moduł ułożeniu zakładkowemu, uatrakcyjniają cechy plastyczno–malarskie elewacji. W słoneczną pogodę, obiekt staje się błyszczącą kubaturą, do czego przyczyniają się również płaszczyzny szklenia z ich profilami aluminiowymi. Dłuższe elewacje budynku, zwłaszcza wschodnia, wydają się nieco bardziej monotonne a bryła, mimo niemal całkowitego przeszklenia, cięższa. Elewację wschodnią odbiera się jako olbrzymią szklaną płaszczyznę. Niewielki uskok w bryle pozostaje niemal niezauważalny. Niefortunnie od tej strony odbiera się również formę budynku z większej odległości. Bryła zlewa się wysokościowo z budynkami hotelu „InterContinental” i biurowca „Warsaw Financial Centre”, zakłócając walory kompozycyjne panoramy miasta. Efekt ten pogłębia zbliżona kolorystyka obiektów, niemniej dotyczy on jedynie pewnych miejsc obserwacyjnych i w miarę przemieszczania się obserwatora zanika.
Atrakcyjność podnosi zaś interesujący zabieg formalno-kompozycyjny, który polega na „przecięciu” szklanej bryły ścianą obłożoną panelami aluminiowymi. Ściana „przecina” zakrzywioną elewację i wystaje ponad wysokość obiektu. Efekt ten jest najlepiej widoczny od strony zachodniej. Stanowi jeden z bardziej charakterystycznych akcentów artystycznych, nadając architekturze szklanej wieży indywidualny charakter. Od tej strony też, jak i od wschodu, pewne ożywienie gładkiej szklanej bryły wprowadzają panele żaluzjowe, które tworzą kontrastujące kolorystycznie i fakturowo zestawienie z modułami szklanymi. Panele najwyższych kondygnacji technicznych oraz stref technicznych w szybach windowych tworzą interesujące zwieńczenie elewacyjne bryły budynku (fot. 1).
Budynek A
Budynek „Rondo-1A” zajmuje strefę działki przy ulicy Świętokrzyskiej. Prostopadłościenna horyzontalna bryła „dobija” do wieży „B” od strony wschodniej (fot. 8). W parterze i na pierwszej kondygnacji przewidziano ogólnodostępne powierzchnie usługowe, dwie ostatnie kondygnacje, to biura ze strefą techniczną. Główną funkcję budynku stanowią garaże zajmujące piętra 2-7.
Fot. 8. Budynek „Rondo1A” (z prawej – wieża „B”)
W elewacjach obiektu podobnie jak w budynku „B” przeważa szkło. Rozwiązano je jednak odmiennie. Najciekawsza i charakterystyczna szklana ściana tworzy północną elewację frontową i zakrywa głównie przestrzeń garażową od strony ul. Świętokrzyskiej. Zastosowane w niej panele szklane rozmieszczono zakładkowo. Zamocowane na stalowych wspornikach zachowują pomiędzy sobą odstęp, tworząc ażurową elewację. Na każdą kondygnację przypadają dwa rzędy paneli. Elementy te nie są pionowe, lecz nachylone pod kątem w stronę ulicy.
Odstępy pomiędzy panelami oraz wysunięcie poza czoło stropu zapewnia wentylację przestrzeni garażowej. Ażurowość ściany powoduje jednak problemy związane z negatywnymi skutkami oddziaływania czynników klimatycznych np. zagrożenie wystąpienia korozji. Z tego powodu, stalowe elementy wsporcze zostały ocynkowane i pomalowane (fot. 9).
Fot. 9. Detal konstrukcyjny „rybiej łuski”
Elewacja zyskała interesującą fakturę, która przypomina rybią łuskę. Nachylone szklane panele o zielonkawej barwie odbijają obraz otoczenia. Zastosowano tu szkło laminowane firmy GLAVERBEL, złożone z dwóch tafli szklenia grubości 5 mm każda. Tafle złączono mleczną folią powodując, że panele stały się nieprzejrzyste (fot. 10).
Fot. 10. Fragment elewacji frontowej („rybiej łuski”) budynku „A” – w tle budynek „B”
Ten sam rodzaj szklenie zastosowano na przeciwległej ścianie strefy garażowej. Elewację tworzy tu jednak zamknięta, tradycyjna ściana w konstrukcji słupowo-ryglowej na profilach firmy SCHŰCO. Panele na wewnętrznej konstrukcji stalowej przytwierdzone są od zewnątrz aluminiowymi listwami dociskowymi z wykorzystaniem listew maskujących w formie puszek.
Rezygnacja z bardziej efektownej „rybiej łuski” jest zrozumiała, jako że ściana zorientowana w głąb działki stanowi mniej wyeksponowaną i reprezentacyjną płaszczyznę.
Ostatnia kondygnacja garażowa oraz ogród zimowy zostały od strony frontowej budynku zwieńczone szklanym zadaszeniem. Dach wykonano z podobnego szklenia laminowanego z tą różnicą, że zamiast folii mlecznej wykorzystano folię przezierną. Tafla szklenia zyskała więc odmienną – przejrzystą – powierzchnię. Zadaszenie wsparto na wyeksponowanych wspornikach ze stali nierdzewnej.
Wspomniana „rybia łuska” pokrywa jeszcze dwie ostatnie kondygnacje budynku. Zajmuje frontową (północną) i część zachodniej elewacji w tej partii obiektu, stanowiąc zewnętrzną ścianę części technicznej. Strefę południową tych kondygnacji zajmują powierzchnie biurowe. Ze względów funkcjonalnych elewację południową tworzy szklana ściana kurtynowa, z wykorzystaniem szklenia zespolonego, które wykonała na zamówienie, podobnie jak w budynku „B”, firma SCHOLL.
Powyższy podział wydaje się optymalny w aspekcie użytkowym i estetycznym. Zlokalizowanie biur po stronie południowej uważane jest za optymalne z punktu widzenia kreowania naturalnego mikroklimatu i oświetlenia wnętrza. Północna strefa techniczna będąca strefą czasowego przebywania ludzi może zaś pełnić rolę bufora termicznego chroniącego biura przed przemarzaniem. Jednocześnie pozwala na zastosowanie efektownej „rybiej łuski” jako ażurowej ściany frontowej, co w przypadku biur byłoby niemożliwe.
Budynek stanowi dopełnienie szklanej wieży, uatrakcyjniając kompozycję całości jako zespołu dominującej bryły wertykalnej z mniejszą, bryłą horyzontalną. Elewacje budynków, choć odmienne, harmonizują ze sobą dzięki podobnej tonacji barw szklenia oraz paneli z blachy aluminiowej. Wieczorem elewacja frontowa podświetlona jest od wnętrza, promieniując nieco przytłumionym światłem, które wydostaje się przez nieprzejrzyste panele, głównie w górnej części budynku. Jedynie witryny sklepowe świecą jaśniej, przypominając o handlowym charakterze przyziemia, które ożywia południowo-wschodnią strefę ronda ONZ.
***
Szklana wieża i niższy budynek „A” tworzące kompleks „Rondo-1”, to realizacja o wysokiej jakości architektury. Niewątpliwy udział ma tu odważne wykorzystanie szklenia elewacyjnego. Zwraca uwagę różnorodność technologii przy zachowaniu powściągliwości w jego zróżnicowaniu estetycznym. Osiągnięto elegancję wyrażoną prostotą i klarownością unikając jednocześnie monotonii. Elewacja frontowa budynku „A” – „rybia łuska” czyni obiekt jednym z ciekawszych w stolicy, a niewątpliwie najefektowniejszym garażem wielopoziomowym, wskazując na potencjał artystyczny, jaki drzemie w możliwościach kształtowania szklanych elewacji. Dynamiczną, przejrzystą bryłę budynku „B” cechuje niezwykła ekspresja, co predestynuje ją do postrzegania w kategoriach dzieł sztuki.
Wysokie walory estetyczno-formalne idą w parze z nowoczesnymi rozwiązaniami technicznymi i funkcjonalnymi, które mają związek z odważnym zastosowaniem szklenia. Na podkreślenie zasługuje kształtowanie powierzchni biurowej zgodne ze współczesnymi zasadami humanizacji miejsca pracy, w tym optymalizacja wykorzystania światła dziennego. Nowoczesny system BMS, koordynujący działanie oświetlenia sztucznego i systemu lameli wewnętrznych, jak i szeregu innych instalacji, jest „narzędziem” nie tylko podnoszącym bezpieczeństwo i jakość użytkową przestrzeni wewnętrznej, ale odpowiada na potrzeby poszukiwania rozwiązań energooszczędnych i proekologicznych.
Reasumując, szklany kompleks „Rondo-1” dowodzi, że angażowanie światowej sławy biur projektowych w naszym kraju, do których niewątpliwie należy Skidmore, Owing&Merill, nie wynika jedynie z pobudek czysto marketingowych, lecz może zaowocować architekturą nietuzinkową i inspirującą. W tym świetle niezwykle ciekawie jawi się planowana realizacja kolejnej szklanej wieży w Warszawie, nazwanej już „szklanym żaglem”, której autorem jest inny słynny architekt Daniel Libeskind.
Dr inż. arch. Janusz Marchwiński
Konsultacje:
HOCHTIEF Project Development Polska
--------------------------------------------------------------------------------
1 J. Marchwiński, Budownictwo wysokościowe w Europie i w Polsce, ''Wiadomości Projektanta Budownictwa'' 12/2005
2 K. Ozimek, K. Jarosz, J. Andrzejewski, J. Błażeczek, J. Tuscher, B. Zdzienicki, T. Bugaj, Rondo-1, Architektura-Murator” – internetowy serwis informacyjny
3 K. Ozimek,… op.cit.
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 Szkła 5/2006
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 5/2006
Francuski Witraż Współczesny |
W Centre International du Vitrail w Chartres są obecnie prezentowane dwie interesujące wystawy witraży, które warto by było obejrzeć podczas pobytu we Francji, może w czasie najbliższych wakacji. Jedna z nich, to wystawa zbiorowa, przedstawiająca projekty i realizacje witraży autorstwa 25 współczesnych artystów francuskich. Druga zaś, to wystawa retrospektywna, prezentująca 50-letni dorobek artystycznej działalności Henri Guérin, znanego twórcy witraży z południowej Francji, realizowanych w technice ''dalle de verre'', jeszcze mało znanej w Polsce.
Obie te wystawy obrazują zarówno różnorodne idee artystyczne, techniki wykonania, jak i ogromne możliwosci plastyczne i estetyczne tego niezwykłego materiału, jakim jest szkło.
I. ''Lumi?res contemporaines - vitraux du XXI-e si?cle et architecture sacrée'' (Współczesne swiatło - witraże XXI-go wieku i architektura sakralna).
Na wystawie tej pokazano 27 wybranych ważniejszych projektów witraży, zrealizowanych w ciągu ostatnich dziesięciu lat na terenie Francji. Jest to prezentacja dzieł znanych francuskich artystów malarzy i twórców witraży z początku XXI wieku, którzy za pomocą nowoczesnych technik, inspirując się różnorodnością nowych form, stylów i tendencjami sztuki współczesnej, tworzą dzieła witrażowe nowatorskie pod wzgledem idei i środków wyrazu, zadziwiające bogactwem gamy kolorystycznej i ciekawe graficznie.
Odnowa ideowa i artystyczna w tej dziedzinie została zainicjowana we Francji, w latach 30. XX wieku, przez Piere Couturier i kontynuowana później przez wielu wielkich artystów malarzy jak: Chagall, Braque, Matisse, Manessier, Rouault, Soulages, Dibbets i innych...
Dzięki nim powstaly wybitne dzieła witrażowe, o dużej klasie artystycznej, które wzbogaciły obiekty architektury sakralnej zabytkowej i współczesnej i zdobią do dziś francuskie katedry, kościoły, założenia klasztorne i inne obiekty.
Na wystawie można oglądać rysunki, projekty witraży, plansze fotograficzne, przedstawiajace realizacje projektów ''in situ'', jak i repliki w naturalnej skali fragmentów witraży, autorstwa 25 artystów, m.in.: Sarkisa, Carole Benzaken, Gérarda Garouste, Philippe Favier, Christophe Cuzin, Richarda Texier, Gilles Rousvoal, Udo Zemboka, Kim en Joong.
Prace te obrazują integrację współczesnych dzieł witrażowych w obiektach architektury sakralnej, odpowiadając jej jakością artystyczną, nawiązując do specyfiki danego miejsca. Współcześni artyści i twórcy witraży nie reprezentują żadnej specjalnej szkoły, nie podejmują także już dyskusji na temat przedstawień abstrakcyjnych czy figuratywnych w przeszkleniach witrażowych. Natomiast, dzięki nowoczesnym technikom i materiałom, które pozwoliły im się uwolnić od dotychczasowych tradycyjnych kanonów, uzyskali szerokie pole do działania i ekspresji artystycznej.
II. ''Henri Guérin - éclats de verre et de lumiere'' (Henri Guérin - rozpryski szkła i swiatła)
To wspaniała retrospektywna wystawa twórczości witrażowej Henri Guérin, jednego z ważniejszych artystów francuskich w tej dziedzinie sztuki. ''Peintre-verrier'' (malarz-witrażysta) i ''tailleur de verre et de lumiere'' (rzeźbiarz, szlifierz szkła i swiatła), jak sam siebie określa, ma ogromny dorobek twórczy. Zaprezentowane na obecnej wystawie 30 oryginalnych kreacji witrażowych, 150 projektów, jak także zdjęcia realizacji projektów ''in situ'', ilustrują skrótowo 50 lat działalności twórczej tego ciekawego artysty. Ta retrospektywna prezentacja pokazuje jego ewolucję, zarówno pod względem artystycznym jak i duchowym. Jego dzieła zdobią do dziś budowle architektury świeckiej i sakralnej, budynki użyteczności publicznej i domy prywatne, nie tylko na terenie całej Francji, ale także w innych krajach Europy, Azji, Afryki.
Od wielu lat projektuje i wykonuje sam swoje kompozycje witrażowe we własnym atelier, w miejscowości Plaisance-du-Touch, w okolicach miasta Tuluzy, na południu Francji.
Artysta ten wyspecjalizował się w technice ''dalle de verre'' i wszystkie jego witrażowe i rzeźbiarskie kreacje są wykonywane w ten sposób. Udoskonalenie tej techniki pozwoliło mu na większą swobodę ekspresji malarskiej i możliwość szerszego ukazania własnej wizji swiata.
Technika ''dalle de verre'' (płyty ze szkła), polega na przycinaniu z wielokolorowych płyt o wymiarach 20x30 cm i grubosci 2,5 cm odpowiednich bryłek szkła według zaprojektowanego ''kartonu'' w skali 1:1. Bryłki szkła są układane w specjalnej formie i łączone przy pomocy masy betonowej lub żywicy epoksydowej. Każdy artysta doskonali tę technikę w sposób indywidualny, według swoich upodobań. Henri Guérin opracował także własną, specyficzną metodę jej aplikowania.
Mimo swojego wieku (75 lat) nadal tworzy witrażowe kreacje, snując plany na przyszłość.
Ewa Grzech
Zdjęcia: CIV Chartres
Centre International du Vitrail w Chartres, 5 Rue du Cardinal Pie (50 m od katedry) Godziny otwarcia: · od poniedziałku do piątku - od 9.30 do 12.30 oraz od 13.30 do 18.00; · soboty, niedziele i dni świąteczne - od 10 do 12.30 oraz od 14.30 do 18.
Wystawa I - otwarta do 31 sierpnia 2006 r.
Wystawa II - otwarta do 31 stycznia 2007 r.
Eglise Saint Sulpice - Varennes-Jarcy, Essonnes, region paryski. Witraże we wnętrzu kościoła - prezbiterium. Projekt: Carole Benzaken, wykonanie: Ateliers Duchemin, Paryż 2000/2002 r. Eglise Saint-Martin Lognes (Kościół św. Marcina), dép. Seine-et-Marne, północna Francja. Okulus w kaplicy ''baptisterium''. Projekt: Christphe Cuzin, wykonanie: Ateliers Duchemin, Paryż 1999 r. Eglise Saint-Martin Lognes (Kościół św. Marcina), dép. Seine-et-Marne, północna Francja. Okno ''gotyckie'' w prezbiterium. Projekt: Christphe Cuzin, wykonanie: Ateliers Duchemin, Paryż 1999 r.
Eglise Notre Dame (Kosciól N.M.P.) - Prieuré de Salagon/Mane, dep. Alpes-de-Haute-Provence, południe Francji. Wnętrze koscioła. Z lewej witraż jednokolorowy, czerwony, na ścianie freski po restauracji. Z prawej widoczne efekty świetlne, zabarwione światło przenikające z zewnątrz przez czerwone szkło witraża. Projekt: Aurelie Nemours, wykonanie: Atelier Duchemin, Paryż 1998 r.
Rzeźba ze szkła. Szkło barwione tlenkami metali, fusing, termoformowanie. Projekt i wykonanie: Udo Zembok, atelier Udo Zembok, Niedermorschwihr 2004/2005 r.
Eglise Saint-Etienne (Kościół św. Stefana), Brie-Comte-Robert, dep. Seine-et-Marne, region paryski. 2 witraże współczesne w tryptyku z XVI-go wieku (tylko jeden witraż zachowany z epoki, niewidoczny na zdjęciu). Z prawej ''Pokłon trzech króli'', z lewej ''Zwiastowanie''. Projekt: Gilles Rousvoal, wykonanie: Ateliers Duchemin, Paryż 2004 r.