Wydanie 9/2010
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Drzwi są wyrobem budowlanym, służącym do zamykania otworu w ścianie, który umożliwia dostęp lub przejście osób pieszych i który w stanie zamkniętym może także umożliwiać przepuszczenie światła. Wyrób składa się z ościeżnicy i skrzydła lub skrzydeł łącznie z podstawowymi okuciami.
Zagadnienia ogólne
Ościeżnica stanowi element będący obramowaniem drzwi, umożliwiającym przymocowanie ich do ściany budynku oraz zawieszenie skrzydła lub skrzydeł.
Ościeżnica składa się z:
- ramiaka górnego, nazywanego również nadprożem;
- ramiaków bocznych (stojaków), stanowiących pionowe elementy ościeżnicy, dzielące się na ramiak zawiasowy i zaczepowy;
- ramiaka dolnego, nazywanego również progiem.
Przykład ościeżnicy przedstawiono na rysunku 1.
Rys. 1. Stalowa ościeżnica drzwi wewnętrznych
Ościeżnice wchodzą w skład drzwi zewnętrznych i wewnętrznych będących wyrobami budowlanymi, podlegającymi wymaganiom ustawy z dnia 16 kwietnia 2004 r. o wyrobach budowlanych (Dz. U. Nr 92, poz. 881).
Drzwi zewnętrzne objęte są zharmonizowaną normą europejską PN-EN 14351-1:2006+A1:2010 Okna i drzwi. Norma wyrobu, właściwości eksploatacyjne. Część 1: Okna i drzwi zewnętrzne bez właściwości dotyczących odporności ogniowej i/lub dymoszczelności.
Drzwi wewnętrzne, dzielące się na drzwi wejściowe do mieszkań i pomieszczeń z klatki schodowej lub korytarzy oraz drzwi wewnątrzlokalowe, nie mają dotychczas takiej normy jak drzwi zewnętrzne, chociaż projekt normy europejskiej jest obecnie w opracowywaniu.
Wspomniana norma PN-EN 14351-1:2006 +A1:2010 dotycząca drzwi zewnętrznych zawiera tzw. odsyłacze krajowe stwierdzające, że:
- zespół drzwiowy stanowi kompletną jednostkę, składającą się z ościeżnicy i skrzydła (skrzydeł), dostarczaną ze wszystkimi podstawowymi częściami z jednego źródła;
- zestaw drzwiowy do zainstalowania składa z ościeżnicy drzwiowej i skrzydła drzwiowego (skrzydeł drzwiowych) wraz z podstawowymi okuciami, dostarczanymi z odrębnych źródeł.
Określa więc, że w skład drzwi wchodzą skrzydła i ościeżnice, które mogą być dostarczane z różnych źródeł (tzn. wykonane przez różnych producentów), nie zawiera natomiast żadnych odrębnych wymagań odnoszących się do ościeżnic drzwi zewnętrznych.
Inna sytuacja (w chwili obecnej) odnosi się do drzwi wewnętrznych, dla których, zgodnie z podaną ustawą o wyrobach budowlanych, niezbędny jest dokument odniesienia w formie krajowej Aprobaty Technicznej, udzielanej producentowi przez Instytut Techniki Budowlanej w Warszawie.
Aprobaty Techniczne udzielane są na podstawie rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 8 listopada 2004 r. w sprawie aprobat technicznych oraz jednostek organizacyjnych upoważnionych do ich wydawania (Dz. U. Nr 249, poz. 2497). Rozporządzenie zawiera zapis, że aprobaty opracowywane są m.in. w oparciu o „zalecania udzielania aprobat technicznych” (tzw. ZUAT), obejmujące wymagania, metody badań oraz zagadnienia dotyczące oceny zgodności wyrobu.
W odniesieniu do drzwi wewnętrznych, Instytut Techniki Budowlanej opracował ZUAT-15/III.16/2007 Rozwierane drzwi wewnętrzne: wejściowe i wewnątrzlokalowe z drewna, materiałów drewnopochodnych, tworzyw sztucznych i metali, ogólnego stosowania oraz deklarowanej klasie odporności ogniowej i/lub dymoszczelności. ZUAT zawiera również wyodrębnione tylko do ościeżnic wymagania, metody badań oraz ocenę zgodności.
Umożliwia to udzielanie krajowych Aprobat Technicznych na ościeżnice dla drzwi wewnętrznych.
Dodać jeszcze należy, że w roku 1980 ustanowiono normę branżową BN-79/9031-18/02 Elementy budowlane metalowe. Ościeżnice stalowe drzwiowe. Ogólne wymagania i badania.
Norma zawierała wymagania dotyczące:
- wymiarów,
- dopuszczalnych odchyłek wymiarów funkcjonalnych,
- wykonania,
- wykończenia,
- własności wytrzymałościowych, w odniesieniu do:
-- wytrzymałości połączeń skrzydełek zawiasów z ościeżnicą na obciążenia dopuszczalne i niszczące,
-- wytrzymałości połączeń kotwi z ościeżnicą,
-- wytrzymałości ościeżnicy na wstrząsy.
Ponadto norma zawierała metodykę badań związanych z powyższymi wymaganiami. Większość wymagań i badań objętych normą BN-79/9031-18/02 znalazła swoje miejsca w ZUAT-15/III.16/2007.
Zgodnie z powyższym ZUATem oraz Ustaleniami Aprobacyjnymi GW III. 18/2010 dotyczącymi zakresu badań wykonywanych przy ocenie zgodności rozwieranych drzwi wewnętrznych (dokument ITB ustalający redakcję konkretnych zapisów w aprobacie), Aprobata Techniczna na metalowe ościeżnice rozwieranych drzwi wewnętrznych może być udzielona po przeprowadzeniu wymienionych w tych dokumentach badań aprobacyjnych (przedstawione w dalszej części publikacji) i dokonaniu oceny przydatności wyrobu.
Materiały stosowane do produkcji metalowych ościeżnic
Ościeżnice stalowe
Do wykonywania ościeżnic (w tym także progów, jeżeli występują) stosowane są głównie kształtowniki profilowane ze stali niskowęglowych lub ze stali specjalnej, odpornej na korozję, o parametrach wytrzymałościowych wynikających z obliczeń statycznych.
Jest to przeważnie blacha stalowa gatunku DC 01 spełniająca wymagania normy PN-EN 10130:2009 Wyroby płaskie walcowane na zimno ze stali niskowęglowych do obróbki plastycznej na zimno. Warunki techniczne dostawy lub gatunku DX51D według normy PN-EN 10327:2006 Taśmy i blachy ze stali niskowęglowych powlekane ogniowo w sposób ciągły do obróbki plastycznej na zimno. Warunki techniczne dostawy.
W uzasadnionych przypadkach w konstrukcji ościeżnic stosowane są kształtowniki dzielone tzw. „ciepłe”, zespolone termiczną przekładką tworzywową (np. poliamidową zbrojoną włóknem szklanym) – kategorii użytkowej „W”, według normy PN EN 14024:2009 Kształtowniki metalowe z przekładką termiczną. Właściwości mechaniczne. Wymagania, sprawdzenia i badania dla oceny.
Wszystkie elementy ościeżnicy wykonane ze stali węglowej, powinny być, zgodnie z dokumentacją systemową, trwale zabezpieczone przed korozją ochronnymi powłokami metalicznymi, malarskimi lub innymi, podanymi w niniejszej publikacji w części dotyczącej wymagań.
Ościeżnice aluminiowe
Ramy ościeżnic wykonywane są również z kształtowników ze stopów aluminium, najczęściej gatunków EN AW-6060 lub EN AW-6063 według normy PN-EN 573-3:2009 Aluminium i stopy aluminium. Skład chemiczny i rodzaje wyrobów przerobionych plastycznie. Część 3: Skład chemiczny i rodzaje wyrobów, które powinny spełniać wymagania określone w normach PN-EN 12020-1 i -2:2008 Aluminium i stopy aluminium. Kształtowniki precyzyjnie wyciskane ze stopów EN AW-606 i EN AW-6063. Część 1: Warunki techniczne kontroli i dostawy oraz Część 2: Dopuszczalne odchyłki wymiarów i kształtu.
Podobnie, jak w przypadku ościeżnic stalowych, również aluminiowe mogą być wykonane z kształtowników dzielonych, zespolonych przekładką termiczną np. z poliamidu 6.6 zbrojonego włóknem szklanym kategorii użytkowej „W” według normy PN-EN 14024:2005.
Powierzchnie kształtowników powinny być zabezpieczone przed korozją powłokami ochronnymi lub dekoracyjno-ochronnymi, określonymi w wymaganiach.
Wymagania
Jakość wykonania
Połączenia spawane i zgrzewane elementów stalowych i aluminiowych ościeżnic powinny być odpowiednio zgodne z normami:
- PN-B-06200:2002/Ap1:2005 Konstrukcje stalowe budowlane. Warunki wykonania i odbioru Wymagania podstawowe,
- PN-B-92210:1990 Elementy i segmenty ścienne aluminiowe. Drzwi i segmenty z drzwiami – szklane, klasy 0 i 0T. Ogólne wymagania i badania. W szczególności połączenia kształtowników:
- spawane – powinny być dobrze wtopione, wolne od żużla oraz pęcherzy i nie powinny wykazywać przegrzania i pęknięć w samej spoinie lub strefie przejściowej,
- zgrzewane – nie powinny mieć odprysków, pęknięć, przepaleń i miejsc niezgrzanych,
- rozłączne – powinny być dobrze dopasowane i łatwe w montażu i demontażu.
Miejsca łączenia kształtowników powinny być gładkie, bez szczelin i uskoków. Ramy ościeżnic powinny być proste, bez skręceń, wichrowatości i trwałych odkształceń. Ramiaki boczne powinny być równoległe do siebie i prostopadłe do nadproża.
Również próg konstrukcyjny lub montażowy powinien być połączony z ramiakami bocznymi w sposób zapewniający sztywność ościeżnicy podczas transportu i przechowywania.
Otwory zaczepowe w ramiakach bocznych i nadprożach powinny być zabezpieczone szczelnymi osłonami. Osłony powinny być tak skonstruowane, aby nie zasłaniały otworów zaczepowych i zapewniały pełen wysuw zapadki i zasuwki (rygla) zamka.
Odchyłki wymiarów
Odchyłki wymiarów ościeżnic stalowych od wymiarów deklarowanych, powinny mieścić się w granicach odchyłek dopuszczalnych przewidzianych wg dokumentacji systemowej, lecz nie mogą przkraczać następujących wartości:
- odchyłka szerokości we wrębie Δs F:
+3 mm, -1,0 mm (dla wymiaru 600÷ 1400 mm),
+4,5 mm, -1,5 mm (dla wymiaru powyżej 1400 mm),
- odchyłka szerokości w świetle Δs = Δs F + Δs wr
gdzie: Δs wr – odchyłka dopuszczalna wymiaru szerokości wrębu kształtownika ościeżnicowego według dokumentacji systemowej; w przypadku gdy Producent nie określa wartości Δs wr, należy ją przyjąć jako równą ±0,5 mm,
- odchyłka wysokości we wrębie ΔH F ±2,0 mm,
- odchyłka położenia zawiasów Δe ±1,0 mm.
Odchyłki wymiarów ościeżnic aluminiowych od wymiarów deklarowanych powinny mieścić się w granicach odchyłek dopuszczalnych przewidzianych wg dokumentacji systemowej, lecz nie mogą przekraczać wartości odchyłek granicznych dla klasy tolerancji „m” według normy PN-EN 22768-1:1999 Tolerancje ogólne. Tolerancje wymiarów liniowych i kątowych bez indywidualnych oznaczeń tolerancji.
Schemat pomiaru wymiarów ościeżnic metalowych (stalowych i aluminiowych) przedstawiono na rysunku 2.
szerokości we wrębie: S1F, S2F, w świetle S1, S2;
wysokości we wrębie: H1F i H2F;
odległości zawiasów od górnego wrębu nadproża ościeżnicy: e1, e2, e3
Rys. 2. Schemat pomiaru wymiarów ościeżnicy metalowej
Wytrzymałość połączeń skrzydełek zawiasów z ościeżnicą na obciążenia dopuszczalne i niszczące
Połączenie skrzydełek zawiasów z ościeżnicą oraz same skrzydełka i ramiak boczny, po badaniu drzwi złożonych z przedmiotowej ościeżnicy zamocowanej w ramie i skrzydła uzupełniającego, przed wpływem obciążenia siłami skupionymi P1=1500 N i P2=1000 N, przyłożonymi do skrzydła w sposób opisany w badaniach, nie powinny wykazywać uszkodzeń oraz odkształceń obniżających sprawność działania drzwi.
Połączenie skrzydełek zawiasów z ościeżnicą powinno wytrzymać bez zniszczenia obciążenie statyczne siłą skupioną P3=2000 N, przyłożoną do skrzydła w sposób opisany w badaniach. Możliwe jest powstanie – pod wpływem obciążenia – odkształceń skrzydełek zawiasów, ramiaków bocznych ościeżnicy oraz połączeń skrzydełek z ościeżnicą, natomiast nie mogą wystąpić naderwania lub całkowite oderwanie zawiasu.
Wytrzymałość połączeń kotwi z ościeżnicą
Połączenie kotwi z ościeżnicą (dotyczy wyłącznie ościeżnic mocowanych do ścian za pomocą kotwi) oraz ramiaki boczne ościeżnicy nie powinny doznać zniszczenia, uszkodzeń lub odkształceń trwałych pod wpływem obciążenia statycznego siłą P4=1500 N, przyłożonego do skrzydła uzupełniającego w sposób opisany w badaniach.
Odporność na uderzenia ciałem miękkim i ciężkim
Ościeżnica (łącznie ze skrzydłem uzupełniającym odpowiednio dobranym), badana zgodnie z normą PN-EN 949:2000 Okna i ściany osłonowe, drzwi, zasłony i żaluzje. Oznaczanie odporności drzwi na uderzenia ciałem miękkim i ciężkim, nie powinna ulec żadnym uszkodzeniom mechanicznym, w tym pęknięciom w miejscach mocowania skrzydełek zawiasów, w wyniku trzykrotnego uderzenia ciałem miękkim i ciężkim o masie 30 kg z określoną energią E, w wyznaczone miejsce skrzydła. Po badaniu drzwi powinny zachować prawidłowość działania.
Energia uderzenia E określona w normie PN-EN 1192:2001 Drzwi. Klasyfikacja wymagań wytrzymałościowych, ujęta jest w klasach 1 do 4 i wynosi 30 do 180 J.
Odporność na wstrząsy
Ościeżnica, badana łącznie z odpowiednio dobranym skrzydłem uzupełniającym, nie powinna wykazywać żadnych uszkodzeń mechanicznych konstrukcji i przymocowanych do niej okuć (np. pęknięcie ramy), w wyniku „n” powtarzających się cykli uderzenia skrzydła o ościeżnicę. Uderzenia są wywołane obciążeniem przyłożonym do klamki skrzydła, o wartości określonej w normie PN-B-06079:1988 Drzwi drewniane. Metoda badania odporności na wstrząsy, w której podany jest również sposób przeprowadzania badania.
Liczba wstrząsów dla „n” poszczególnych klas, przyjętych wg podanej już normy PN-EN 1192:2001, powinna wynosić:
- klasa 1 – bez wymagań,
- klasa 2÷4 – n = 50÷400.
Powłoki antykorozyjne
Metalowe kształtowniki ościeżnic powinny być zabezpieczone przed korozją powłokami metalicznymi, malarskimi, organicznymi lub tlenkowymi anodowymi, dobranymi w zależności od kategorii korozyjności środowiska, zgodnie z normą PN-EN ISO 12944-2:2001 Farby i lakiery. Ochrona przed korozją konstrukcji stalowych za pomocą ochronnych systemów malarskich. Część 2: Klasyfikacja środowisk. Powierzchnie zewnętrzne powłok antykorozyjnych mogą być pokryte dodatkowo cienkimi materiałami dekoracyjnymi np. folią o fakturze drewnopodobnej.
Powłoki metaliczne na kształtownikach ościeżnic stalowych powinny posiadać następujące właściwości:
- wygląd powłoki – według normy PN-EN 10326:2006 Taśmy i blachy ze stali konstrukcyjnych powlekane ogniowo w sposób ciągły. Warunki techniczne dostawy,
- masa – nie mniej niż 275 g/m2
lub
- grubość – nie mniej niż 19 μm z każdej strony,
- przyczepność przy zginaniu – brak złuszczeń, wg normy PN-EN ISO 7438:2002 Metale. Próba zginania.
Powłoki malarskie na kształtownikach ościeżnic stalowych i aluminiowych powinny posiadać następujące właściwości:
- wygląd – brak uszkodzeń w miejscach przegięć, brak pęcherzy, śladów podłużnych, zadrapań, poprzecznych załamań oraz niepokrytych krawędzi,
- grubość – według deklaracji producenta i normy PN-EN 10169-1:2006 Wyroby płaskie stalowe z powłoką organiczną naniesioną w sposób ciągły. Część 1: Postanowienia ogólne (definicje, materiały, tolerancje, metody badań),
- odporność na odrywanie od podłoża – metodą siatki nacięć stopień 0.
Tlenkowe powłoki anodowe na kształtownikach ościeżnic aluminiowych powinny posiadać następujące własności:
- wygląd – według normy PN-EN 12373-1:2003 Aluminium i stopy aluminium. Utlenianie anodowe. Część 1: Metody charakteryzowania dekoracyjnych i ochronnych anodowych powłok tlenkowych na aluminium,
- grubość powłoki – nie mniejsza niż 10 μm,
- stopień uszczelnienia – według powyżej już przedstawionej normy PN-EN 12373-1:2003 (p.7.2.2.1) wartość admitancji mniejsza niż 20 μs w odniesieniu do powłoki o umownej grubości 20 μm.
Badania
Sprawdzanie jakości wykonania
Jakość wykonania ościeżnicy drzwi wewnętrznych należy sprawdzać przez oględziny okiem niezbrojonym, z odległości około 25 cm, przy świetle dziennym lub sztucznym rozproszonym. Następnie należy odnotować wszelkie widoczne wady i uszkodzenia oraz odstępstwa od dokumentacji systemowej, szczególnie dotyczące połączeń konstrukcyjnych i zastosowanych materiałów, w tym także powłok wykończeniowych.
Wyniki odnotowanych rezultatów badań należy porównać z określonymi w tym zakresie wymaganiami.
Sprawdzanie odchyłek wymiarów
Sprawdzanie odchyłek wymiarów metalowych ościeżnic drzwiowych należy wykonywać poprzez pomierzenie szerokości i wysokości we wrębach oraz szerokości w świetle według schematu przedstawionego na rys. 2, obliczenie różnic pomiędzy wymiarami pomierzonymi i deklarowanymi, określonymi w wymaganiach.
W przypadku ościeżnic stalowych, należy dodatkowo przeprowadzić sprawdzenie położenia zawiasów poprzez dokonanie pomiarów odległości „e” między górną płaszczyzną wrębu nadproża ościeżnicy a spodem czopa skrzydełka czopowego zawiasu lub, gdy stosowane są inne zawiasy niż czopowe – osią poziomą lub płaszczyzną górną zawiasu.
Sprawdzanie wytrzymałości połączeń skrzydełek zawiasów z ościeżnicą na obciążenia dopuszczalne i niszczące
Sprawdzeniu poddaje się kompletne drzwi: ościeżnica + skrzydło uzupełniające, dostosowane konstrukcją i wymiarami do typu ościeżnicy.
Przed przystąpieniem do badania wytrzymałości połączeń na obciążenia dopuszczalne należy ościeżnicę zamocować w specjalnym stojaku-ramie, a następnie:
- stojak-ramę z zamocowaną ościeżnicą wraz ze skrzydłem uzupełniającym ustawić w położeniu pionowym; skrzydła ustawić pod kątem 5° w stosunku do ościeżnicy; górny brzeg skrzydła obciążyć siłą P1=1500 N, w odległości 75 mm od zewnętrznej krawędzi pionowej skrzydła po stronie zamka; utrzymać obciążenie przez 1 min.; powtórzyć ww. czynności dla skrzydła ustawionego kolejno pod kątami 45°, 90° i 135° w stosunku do ościeżnicy; sprawdzić stan techniczny i położenie zawiasów;
- stojak–ramę z zamocowaną ościeżnicą wraz ze skrzydłem uzupełniającym ustawić w położeniu poziomym, stroną zamykania do góry; skrzydło zabezpieczyć przed rozwarciem, a następnie obciążyć siłami skupionymi P2=1000 N, działającymi prostopadle do płaszczyzny skrzydła od strony zamykania i przyłożonymi w odległości 150 mm od wrębu ościeżnicy w osi każdego zawiasu;
utrzymywać jednocześnie obciążenie siłami P2 przez 1 min,; sprawdzić stan techniczny ościeżnicy i położenie zawiasów.
Przy badaniu wytrzymałości połączeń na obciążenia niszczące, wszystkie czynności przygotowawcze należy wykonać jak przy badaniach na obciążenia dopuszczalne, a następnie obciążyć skrzydło uzupełniające siłami P3=2000 N, działającymi jednocześnie na zawiasy przez 1 min. Po badaniu należy sprawdzić stan techniczny ościeżnicy i położenie zawiasów. Wyniki badania należy porównać z określonymi wcześniej wymaganiami.
Sprawdzanie wytrzymałości połączeń kotwi z ościeżnicą
Sprawdzeniu również poddaje się kompletne drzwi (ościeżnica + odpowiednie skrzydło uzupełniające), a wszystkie czynności przygotowawcze wykonuje się identycznie jak przy badaniu połączeń skrzydełek zawiasów, z tym, że ościeżnicę należy zamocować do stojaka-ramy za pomocą kotwi. Następnie należy obciążyć skrzydło uzupełniające znajdujące się w położeniu poziomym – siłami P4=1500 N, działającymi jednocześnie na wszystkie kotwie przez 1 min. Punkty przyłożenia sił P4 powinny leżeć na przecięciu osi zawiasów z prostymi oddalonymi o 150 mm od wrębów pionowych ościeżnicy. Po badaniu należy sprawdzić stan techniczny połączeń kotwi z ościeżnicą oraz stan techniczny zawiasów, ramiaków bocznych i nadproża ościeżnicy.
Sprawdzanie odporności na uderzenia ciałem miękkim i ciężkim
Odporność ościeżnicy na uderzenia należy sprawdzić według zasad określonych w cytowanej już normie PN-EN 949:2000, z tym, że badaniu podlegają kompletne drzwi (ościeżnica + skrzydło). Przedmiotem oceny jest jednak tylko ościeżnica.
Ocena zgodności
Zgodnie z ustawą o wyrobach budowlanych, będąca przedmiotem niniejszej publikacji ościeżnica metalowa, może być wprowadzona do obrotu po dokonaniu przez producenta oceny zgodności z dokumentem odniesienia, jakim jest krajowa Aprobata Techniczna i oznakowaniu znakiem budowlanym B.
Wspomniane już Zalecenia Udzielania Aprobat Technicznych – ZUAT-15/III.16/2007 określają wymagane właściwości techniczno-użytkowe ościeżnic oraz zawierają wykaz niezbędnych badań aprobacyjnych, wstępnego badania typu i gotowych wyrobów.
W celu uzyskania Aprobaty Technicznej, konieczne jest przeprowadzenie badań aprobacyjnych, obejmujących następujące właściwości technicznoużytkowe ościeżnic metalowych:
- jakość wykonania,
- odchyłki wymiarów,
- wytrzymałość połączeń skrzydełek zawiasów z ościeżnicą na obciążenia dopuszczalne,
- wytrzymałość połączeń skrzydełek zawiasów z ościeżnicą na obciążenia niszczące,
- wytrzymałość połączeń kotwi z ościeżnicą (dotyczy tylko ościeżnic mocowanych w ościeżach za pomocą kotew),
- odporność na uderzenia ciałem miękkim i ciężkim,
- odporność na wstrząsy,
- masa lub grubość powłok metalicznych na kształtownikach stalowych albo wygląd, grubość i odporność na odrywanie powłok malarskich na kształtownikach stalowych i aluminiowych oraz wygląd, grubość i stopień uszczelnienia tlenkowych powłok anodowych na kształtownikach aluminiowych.
W procedurze oceny zgodności należy przeprowadzić następujące badania:
- wstępne badanie typu – obejmujące właściwości podane w punktach 3, 4, 5, 6 i 7 badań aprobacyjnych, przy czym badania, które w procedurze aprobacyjnej były podstawą do ustalenia właściwości techniczno-użytkowych ościeżnicy, mogą stanowić wstępne badanie typu w ocenie zgodności w przypadku producentów, których ościeżnice były przedmiotem badań aprobacyjnych,
- badania gotowych wyrobów, w skład których wchodzą:
-- badania bieżące, obejmujące jakość wykonania i odchyłki wymiarów,
-- badania okresowe, obejmujące wytrzymałość połączeń skrzydełek zawiasów z ościeżnicą na obciążenia dopuszczalne oraz masy lub grubości powłok antykorozyjnych wymienionych w punkcie 8 badań aprobacyjnych (dotyczy to przypadków, gdy powłoki te wykonywane są przez producentów ościeżnic).
W oparciu o decyzję Komisji 99/93/WE z dnia 25 stycznia 1999 r. w sprawie procedury atestowania zgodności wyrobów budowlanych, zgodnie z art. 20 ust. 2 Dyrektywy Rady 89/106/EWG, dotyczącej drzwi, okien, żaluzji, rolet, bram i okuć budowlanych, do metalowych ościeżnic drzwi wewnętrznych wejściowych do mieszkań i pomieszczeń z klatki schodowej lub korytarzy stosować należy w procedurze oceny zgodności system 3.
Według tego systemu, producent może wystawić krajową deklarację zgodności z Aprobatą Techniczną, jeżeli:
- akredytowane laboratorium przeprowadziło wstępne badanie typu (uznaje się również badania aprobacyjne),
- posiada wdrożony system zakładowej kontroli produkcji.
Dla metalowych ościeżnic drugiego rodzaju drzwi wewnętrznych, tj. drzwi wewnątrzlokalowych, zgodnie z podanym powyżej zapisem, stosować należy w procedurze oceny zgodności system 4.
Według tego systemu producent może wystawić deklarację zgodności z Aprobatą Techniczną na podstawie:
- wstępnego badania typu przeprowadzonego przez producenta lub na jego zlecenie,
- zakładowej kontroli produkcji.
System zakładowej kontroli produkcji powinien obejmować:
- specyfikację i sprawdzenie surowców oraz składników ościeżnic,
- kontrolę i badania w procesie wytwarzania i badania gotowych ościeżnic, prowadzone przez producenta zgodnie z ustalonym planem badań oraz według zasad i procedur określonych w dokumentacji zakładowej kontroli produkcji, dostosowanych do technologii produkcji i zamierzających do uzyskania wyrobów o wymaganych właściwościach, a wyniki kontroli produkcji powinny być systematycznie rejestrowane, przy czym zapisy powinny potwierdzać spełnienie kryteriów oceny zgodności przez ościeżnicę.
Właściwości techniczne wyrobów składowych stosowanych w ościeżnicach powinny być zgodne z dotyczącymi ich dokumentami odniesienia i wydanymi przez producentów deklaracjami zgodności lub świadectwami technicznymi.
Dostarczone łącznie z ościeżnicami zawiasy, powinny odpowiadać wymaganiom normy PN-EN 1935:2003 Okucia budowlane. Zawiasy jednoosiowe.
Wymagania i metody badań, natomiast zainstalowane uszczelki, powinny być zgodnie z normą PN-EN 12365-1:2006 Okucia budowlane. Uszczelki i taśmy uszczelniające do drzwi, okien, żaluzji i ścian osłonowych. Cześć 1: Wymagania eksploatacyjne i klasyfikacja.
inż. Zbigniew Czajka
Instytut Techniki Budowlanej
Zakład Aprobat Technicznych
Literatura:
Zalecenia Udzielania Aprobat Technicznych Aprobaty Techniczne ITB i COBR „Metalplast” Polskie i Europejskie Normy
inne artykuły tego autora:
- Zawiasy jednoosiowe. Klasyfikacja i wymagania, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 2/2011
- Rodzaje i klasyfikacja zamków , Zbigniew Czajka, Świat Szkla 11/2010
- Metalowe ościeżnice rozwieranych drzwi wewnętrznych. Badania i ocena , Zbigniew Czajka, Świat Szkla 9/2010
- Przeszklone balustrady - wymagania, mocowanie, stosowanie , Zbigniew Czajka, Świat Szkla 5/2010
- Elementy mocujące ościeżnice okien, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 2/2010
- Drzwi wewnętrzne. Badania i zakładowa kontrola produkcji, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 11/2009
- Drzwi wewnętrzne. Wymagania i ocena zgodności cz. 2, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 10/2009
- Drzwi wewnętrzne. Wymagania i ocena zgodności cz. 1, Zbigniew Czajka, Świat Szkła nr 7-8/2009
- Właściwości techniczno-użytkowe przeszklonych ścian działowych , Zbigniew Czajka, Świat Szkła 9/2009
- Wymagania i badania automatycznych napędów , Zbigniew Czajka , Świat Szkła 4/2009
- Łączniki do punktowego mocowania szkła Cz. 3, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 3/2009
- Łączniki do mechanicznego mocowania szklanych elewacji Cz. 2, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 2/2009
- Łączniki do mechanicznego mocowania szklanych elewacji Cz. 1, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 6/2008
- Wymagania związane z bezpieczeństwem drzwi z automatycznym napędem. Część 2 , Zbigniew Czajka, Świat Szkła 1/2009
- Wymagania związane z bezpieczeństwem drzwi z automatycznym napędem. Część 1 , Zbigniew Czajka, Świat Szkła 12/2008
- Bezpieczeństwo automatycznych drzwi obrotowych , Zbigniew Czajka, Świat Szkła 10/2008
- Specjalistyczne wymagania i ocena zgodności okuć do drzwi przeciwpożarowych i dymoszczelnych , Zbigniew Czajka, Świat Szkła 7-8/2008
- Okucia do drzwi i ścianek działowych całoszklanych. Część 2 , Zbigniew Czajka, Świat Szkła 5/2008
- Okucia do drzwi i ścianek działowych całoszklanych. Część 1 , Zbigniew Czajka, Świat Szkła 4/2008
- Wymagania i klasyfikacja zamknięć przeciwpanicznych i awaryjnych Część 2 , Zbigniew Czajka, Świat Szkła 1/2008
- Wymagania i klasyfikacja zamknięć przeciwpanicznych i awaryjnych Część 1 , Zbigniew Czajka, Świat Szkła 12/2007
- Zamykacze drzwiowe – wymogi związane z wprowadzeniem do obrotu , Zbigniew Czajka, Świat Szkła 9/2007
- Wymagania i badania niezbędne do oznakowania CE okien według zharmonizowanej normy europejskiej EN 14351-1. Część 2, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 6/2007
- Wymagania i badania niezbędne do oznakowania CE okien według zharmonizowanej normy europejskiej EN 14351-1. Część 1, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 5/2007
- Ocena zgodności okien i drzwi zewnętrznych bez właściwości dotyczących ognioodporności i/lub dymoszczelności Część 2, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 3/2007
- Ocena zgodności okien i drzwi zewnętrznych bez właściwości dotyczących ognioodporności i/lub dymoszczelności. Część 1, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 2/2007
- Właściwości eksploatacyjne i klasyfikacja drzwi zewnętrznych, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 1/2007
- Właściwości eksploatacyjne i klasyfikacja okien, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 10/2006
- Okna i drzwi bez właściwości związanych z odpornością ogniową, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 9/2006
- Napędy do drzwi automatycznych - wymagania zawarte w przepisach i normach, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 4/2006
- Markizy pionowe i fasadowe oraz osłony przeciwsłoneczne, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 2/2006
- Przepisy dotyczące okien, drzwi i bram a "Warunki technicznie..." , Zbigniew Czajka, Świat Szkła 1/2006
- Zasady wprowadzania do obrotu automatycznych napędów i drzwi z napędem , Zbigniew Czajka, Świat Szkła 12/2005
- Zagadnienia dotyczące normalizacji żaluzji i zasłon, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 11/2005
- Daszki nad drzwiami wejściowymi , Zbigniew Czajka, Świat Szkła 10/2005
- Odporność na włamanie okien a tymczasowe normy europejskie ENV (prenormy) , Zbigniew Czajka, Świat Szkła 9/2005
- Drzwi z napędem automatycznym - wymagania w świetle norm, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 7-8/2005
- Żaluzje i zasłony przeciwsłoneczne, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 6/2005
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
więcej informacji: Świat Szkła 9/2010
inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
Zagadnienia ogólne
Ościeżnica stanowi element będący obramowaniem drzwi, umożliwiającym przymocowanie ich do ściany budynku oraz zawieszenie skrzydła lub skrzydeł.
Ościeżnica składa się z:
- ramiaka górnego, nazywanego również nadprożem;
- ramiaków bocznych (stojaków), stanowiących pionowe elementy ościeżnicy, dzielące się na ramiak zawiasowy i zaczepowy;
- ramiaka dolnego, nazywanego również progiem.
Przykład ościeżnicy przedstawiono na rysunku 1.
Rys. 1. Stalowa ościeżnica drzwi wewnętrznych
Ościeżnice wchodzą w skład drzwi zewnętrznych i wewnętrznych będących wyrobami budowlanymi, podlegającymi wymaganiom ustawy z dnia 16 kwietnia 2004 r. o wyrobach budowlanych (Dz. U. Nr 92, poz. 881).
Drzwi zewnętrzne objęte są zharmonizowaną normą europejską PN-EN 14351-1:2006+A1:2010 Okna i drzwi. Norma wyrobu, właściwości eksploatacyjne. Część 1: Okna i drzwi zewnętrzne bez właściwości dotyczących odporności ogniowej i/lub dymoszczelności.
Drzwi wewnętrzne, dzielące się na drzwi wejściowe do mieszkań i pomieszczeń z klatki schodowej lub korytarzy oraz drzwi wewnątrzlokalowe, nie mają dotychczas takiej normy jak drzwi zewnętrzne, chociaż projekt normy europejskiej jest obecnie w opracowywaniu.
Wspomniana norma PN-EN 14351-1:2006 +A1:2010 dotycząca drzwi zewnętrznych zawiera tzw. odsyłacze krajowe stwierdzające, że:
- zespół drzwiowy stanowi kompletną jednostkę, składającą się z ościeżnicy i skrzydła (skrzydeł), dostarczaną ze wszystkimi podstawowymi częściami z jednego źródła;
- zestaw drzwiowy do zainstalowania składa z ościeżnicy drzwiowej i skrzydła drzwiowego (skrzydeł drzwiowych) wraz z podstawowymi okuciami, dostarczanymi z odrębnych źródeł.
Określa więc, że w skład drzwi wchodzą skrzydła i ościeżnice, które mogą być dostarczane z różnych źródeł (tzn. wykonane przez różnych producentów), nie zawiera natomiast żadnych odrębnych wymagań odnoszących się do ościeżnic drzwi zewnętrznych.
Inna sytuacja (w chwili obecnej) odnosi się do drzwi wewnętrznych, dla których, zgodnie z podaną ustawą o wyrobach budowlanych, niezbędny jest dokument odniesienia w formie krajowej Aprobaty Technicznej, udzielanej producentowi przez Instytut Techniki Budowlanej w Warszawie.
Aprobaty Techniczne udzielane są na podstawie rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 8 listopada 2004 r. w sprawie aprobat technicznych oraz jednostek organizacyjnych upoważnionych do ich wydawania (Dz. U. Nr 249, poz. 2497). Rozporządzenie zawiera zapis, że aprobaty opracowywane są m.in. w oparciu o „zalecania udzielania aprobat technicznych” (tzw. ZUAT), obejmujące wymagania, metody badań oraz zagadnienia dotyczące oceny zgodności wyrobu.
W odniesieniu do drzwi wewnętrznych, Instytut Techniki Budowlanej opracował ZUAT-15/III.16/2007 Rozwierane drzwi wewnętrzne: wejściowe i wewnątrzlokalowe z drewna, materiałów drewnopochodnych, tworzyw sztucznych i metali, ogólnego stosowania oraz deklarowanej klasie odporności ogniowej i/lub dymoszczelności. ZUAT zawiera również wyodrębnione tylko do ościeżnic wymagania, metody badań oraz ocenę zgodności.
Umożliwia to udzielanie krajowych Aprobat Technicznych na ościeżnice dla drzwi wewnętrznych.
Dodać jeszcze należy, że w roku 1980 ustanowiono normę branżową BN-79/9031-18/02 Elementy budowlane metalowe. Ościeżnice stalowe drzwiowe. Ogólne wymagania i badania.
Norma zawierała wymagania dotyczące:
- wymiarów,
- dopuszczalnych odchyłek wymiarów funkcjonalnych,
- wykonania,
- wykończenia,
- własności wytrzymałościowych, w odniesieniu do:
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Bardzo często spotykamy się z niewłaściwym doborem szkła budowlanego do funkcji użytkowych, jakie ma ono pełnić. Dowolność interpretacji potocznych określeń, nieznajomość normatywnych definicji i brak fachowej wiedzy prowadzi często do konfliktów i nieporozumień w relacjach pomiędzy inwestorem, wykonawcą prac i odbiorcą.
W Polsce często problem ten dotyczy stosowanego w budownictwie szkła bezpiecznego i szkła ochronnego. O ile w praktyce do szkła bezpiecznego zaliczamy pojedyncze szkło hartowane, szkło zwykłe klejone, lub szkło klejone będące laminatem ze zwykłego szkła odprężonego i szkła hartowanego, to w przypadku szkła ochronnego spotykamy się najczęściej tylko ze zwykłym szkłem klejonym.
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Norma PN-EN 14351-1 pt: Okna i drzwi. Norma wyrobu, właściwości eksploatacyjne. Część 1: Okna i drzwi zewnętrzne bez właściwości dotyczących odporności ogniowej i/lub dymoszczelności podaje 22 właściwości charakteryzujące wyroby stolarki okiennej.
Artykuł omawia dwie właściwości szczególne, którymi charakteryzują się przegrody i zamknięcia, tj: „Kuloodporność“ i „Odporność na wybuch”.
Ta pierwsza została omówiona w I części artykułu, w nr 6/2010 „Świata Szkła”.
Wyroby odporne na wybuch
Wyroby odporne na wybuch, tj. bezpieczne oszklenia i przegrody budowlane (ściany, drzwi, okna, żaluzje i inne) klasyfikuje się wg poniższych tabel:
Tabela 9. Bezpieczne oszklenia – klasyfikacja odporności na siłę eksplozji PN-EN 13541
Tabela 10. Odporność na wybuch – klasyfikacja: rura uderzeniowa PN-EN 13123-1
Klasyfikację przeprowadza się na podstawie badań wyrobu, podczas których detonuje się materiał wybuchowy w takiej ilości i z takiej odległości od badanej próbki, żeby uzyskać ciśnienie fali detonacyjnej zgodnej z wartością podaną w powyższych tabelach.
W przypadku badania bezpiecznego oszklenia próbki przedstawione do badania typu powinny być reprezentatywne dla normalnej jako ści produkcyjnej.
Wymiary próbki powinny wynosić:
- długość 1100 (±5) mm;
- szerokość 900 (±5) mm;
Pobrana próbka i przedstawiona do badania typu powinna składać się z trzech sztuk dla każdej powierzchni uderzeniowej i każdej klasy, na której będzie się wykonywać badanie.
Każda z trzech próbek, poddana badaniu powinna spełnić następujące wymaga nia podczas badania:
- próbka nie powinna mieć otworów „na wylot”, od powierzchni przedniej do tylnej;
- nie powinno być żadnych prześwitów między zaciskami ramy i obrzeżami próbki.
Uchwyt próbki do badań powinien być sztywny i sztywno zamocowany na masywnym fundamencie i/lub w masywnym murze.
Uchwyt próbki powinien umożliwiać:
- płaskie, równoległe zamocowanie próbki w pozycji pionowej;
- utrzymanie próbki tylko przez ramę;
- zamocowanie obrzeży dookoła boków na szerokości 50 (±10) mm;
- zamocowanie paskami gumowymi o szerokości 50 (±2) mm i grubości 4 (±1) mm oraz twardości 50 (±10) IRHD według ISO 48;
- zamocowanie z siłą 14 (±3) N/cm2;
- osłonięcie obrzeży o szerokości przynajmniej 1000 mm i/lub dotykania ścianki rury podmuchowej;
- żeby powierzchnia uderzeniowa była na tym samym poziomie, co powierzchnia próbki w uchwycie;
- żeby powierzchnia uderzeniowa próbki nie cofnęła się więcej niż o 20 mm poza powierzchnię próbki w uchwycie.
Do wytworzenia podmuchu wybuchowego stosuje się rurę o odpowiednich wymiarach i sztywności, wytwarzającą falę uderzeniową lub podobne urządzenie wytwarzające żądany podmuch wybuchowy.
Powinno ono zapewnić wierne odtworzenie płaskiej fali uderzeniowej, prostopadłej do powierzchni uderzeniowej próbki. Fala uderzeniowa powinna symulować kulisty, bezodłamkowy wybuch ładunku. Zaleca się, by faza nadciśnienia miała postać porównywalną z odpowiednią fazą wybuchu ładunku kulistego o znanej wadze trójnitrotoluenu (TNT), detonującym w znanej odległości.
Zastosowane urządzenie pozwla wytworzyć falę detonującą odpowiadającą wybuchowi od 100 do 2500 kg TNT z odległości od 35 do 50 m. Przy zastosowaniu urządzenia wielkość ładunku i odległość detonacji jest nieporównywalnie mniejsza.
Urządzenie pomiarowe powinno umożliwić pomiar wielkości i czas wytwarzania się nadciśnienia wywoływanego falą uderzeniową, odbitą od powierzchni uderzeniowej próbki z dokładnością ±5%.
Badanie powinno być przeprowadzane w temperaturze 18 (±5) °C. Próbka przed badaniem powinna być przechowywana w temperaturze badania przez co najmniej 12 godzin.
Przy każdym badaniu należy określić poziom ciśnienia i czas trwania obciążenia zgodnie z wymaganą klasą oraz odpowiednim ładunkiem wybuchowym, zapoczątkować wybuch i zmierzyć parametry przebiegu ciśnienia - czas odbitej fali podmuchowej – i określić dodatnie maksymalne nadciśnienie i czas trwania dodatniej fazy nadciśnienia, a następnie sprawdzić, czy wystąpiły w próbce otwory „na wylot”, prześwity między ramą i obrzeżami lub odpryski na tylnej stronie.
Każda próbka może być poddana działaniu tylko jednego wybuchu, ponieważ każdy wybuch powoduje osłabienie próbki.
W przypadku badania przegród postępuje się identycznie, tylko próbką badawczą jest określona przegroda (okno, drzwi) o ustalonych wymiarach, wnioskowanych przez producenta.
W przypadku klasyfikacji w oparciu o próbę poligonową, ustala się warunki rzeczywiste dla badań poligonowych, ale ten element stanowi podstawę oddzielnego opracowania.
Rys.13. Wyidealizowany przebieg zmian ciśnienia w funkcji czasu dla fali uderzeniowej
Czas pojawienia się
Ciśnienie otoczenia
Ciśnienie
Dodatni impuls właściwy, i+
Faza dodatnia
Czas trwania
Ujemny impuls właściwy, i-
Faza ujemna
Czas po wybuchu
Uwaga: Przy fali uderzeniowej wytworzonej przez rurę uderzeniową może nie być fazy ujemnej
Symbole
P(t) – Ciśnienie, ponad ciśnienie otoczenia, w czasie t
Pc – Klasyfikacyjne ciśnienie szczytowe
Pmax – Ciśnienie szczytowe wyprowadzone z wartości zmierzonych
i+c – Klasyfikacyjny impuls właściwy fazy dodatniej
i+ – Impuls właściwy fazy dodatniej, wyliczony ze zmierzonych wartości testowych
t+c – Czas trwania klasyfikacyjnej fazy dodatniej
U – Czas trwania fazy dodatniej, wyliczony ze zmierzonych wartości testowych
tAc – Trójkątny czas trwania wyliczony z klasyfikacyjnych wartości Pc i i+c
tA – Trójkątny czas trwania wyliczony z Pmax i i+
Po zmierzeniu ciśnienia i czasu trwania impulsu wyznacza się impuls wybuch, na podstawie poniższej zależności:
P(t) = Pmax(1-t/t+) x exp(-Axt/t+)
Zakończenie
Przegrody, w tym przegrody szklane, mają szerokie zastosowanie w obiektach bankowych, zarówno w oknach, witrynach, jak i w drzwiach wejściowych, a także na stanowiskach kasowych, szczególnie w miejscach, w których istnieje duże zagrożenie napadu z bronią palną w ręku, czy też narażone są na ewentualny podmuch wybuchowy.
Przegrody kuloodporne czy odporne na wybuch, oprócz tego, że posiadają odpowiednią cechę kuloodporności czy odporności na wybuch, mogą z powodzeniem pretendować do klasyfikacji wyrobów o zwiększonej odporności na włamanie. W praktyce np. szyby kuloodporne charakteryzują się znacznie większą wytrzymałością niż szyby odporne na przebicie i rozbicie.
Podobnie sprawa wygląda z przegrodami odpornymi na ciśnienie fali detonacyjnej.
Szyby specjalne mogą występować samodzielnie bądź mogą być kojarzone w zestawy w postaci szyb zespolonych. W przypadku szyb zespolonych zasada jest taka, że szybę kuloodporną czy odporną na wybuch umieszcza się od strony ataku.
Są jednak przypadki stosowania tzw. „szkła refleksyjnego” i wówczas szyba specjalna musi być umieszczona nie od strony ataku. W takich przypadkach należy opracować specjalny sposób mocowania szyb a może to być ustalone wyłącznie na podstawie badań.
Szyby specjalne mogą również być zespalane w zestawy szyb przeciwpożarowych. Przegroda szklana o specjalnym przeznaczeniu może w pierwszej kolejności chronić życie ludzkie lub wartości, które za nią się znajdują. Stąd dokładność i jakość wykonywanych produktów jest tak ważna.
Każdy dostawca deklarując klasę danego wyrobu powinien mieć świadomość, że spoczywa na nim duża odpowiedzialność. Dlatego odpowiedzialny dostawca winien w każdym przypadku korzystać z usług wyspecjalizowanych jednostek dla oceny swoich wyrobów.
Istnieje również możliwość budowy takich zestawów zespolonych, w których klasa kuloodporności może być większa, przy zastosowaniu w zestawie szyby kuloodpornej o niższej klasie. Układ taki jest możliwy, ale musi być potwierdzony badaniem.
W praktyce taki zestaw jest zestawem jednostronnym, gdyż tę wyższą klasę można uzyskać od strony, w której zastosowana jest szyba kuloodporna.
Szyby stosowane w przegrodach powinny być trwale oznakowane w widocznym miejscu od wewnątrz.
Oznaczenie powinno zawierać co najmniej: znak producenta, nr certyfikatu oraz znak lub nazwę zakładu montującego, a także informację na temat rodzaju szkła i jego klasy. Te ostatnie informacje powinny być wprowadzane w sposób ustalony pomiędzy użytkownikiem a producentem (dostawcą) tak, aby nie były do odczytania przez osobę nie upoważnioną. Jednocześnie właściwa informacja na temat rodzaju szkła jest bardzo istotona w przypadkach awaryjnych.
Wojciech Dąbrowski
Instytut Mechaniki Precyzyjnej
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
więcej informacji: Świat Szkła 9/2010
inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
W licznych poradnikach wydawanych, między innymi, przez producentów szkła znajdują się tabelaryczne rozwiązania, pozwalające w łatwy sposób dokonać wstępnego sprawdzenia, czy dany element wykonany ze szkła jest w stanie w sposób bezpieczny przenieść zadane obciążenia.
Są one jednak miarodajne jedynie dla prostych przypadków wytrzymałościowych oraz zazwyczaj dotyczą obciążeń równomiernie rozłożonych i prostych warunków podparcia.
Są bardzo użytecznym narzędziem dla projektanta, lecz tylko dla wykonywania obliczeń wstępnych czy szacowania kosztów. Odpowiedzialne konstrukcje wymagają szczegółowej analizy oraz odwołania się do obowiązujących przepisów. Artykuł przedstawia metody projektowania oraz normy obecnie funkcjonujące w Europie.
Metoda DELR
Metoda DELR (ang. Damage Equivalent Load and Resistance) była pierwszą europejską metodą wymiarowania elementów szklanych. W sposób jasny i czytelny pozwalała zwymiarować proste, szklane elementy konstrukcyjne. Warto podkreślić, że jest ona kompatybilna z obecnie obowiązującymi normami bazującymi na częściowych współczynnikach bezpieczeństwa.
Metoda przedstawiona była szerokiej publiczności w pracy prof. Sedlacka w 1999 roku i opierała się na badaniach naukowych prowadzonych przez Richtera, Kerhofa, Exnera, Blanka i innych. Początkowo, metoda DELR stosowana była do wymiarowania szklanych płyt, jednak później zaadaptowana została także dla belek.
Metoda DELR polega na porównaniu maksymalnych naprężeń głównych od obciążeń obliczeniowych σmax,d z ekwiwalentną wytrzymałością szkła:
gdzie:
ασ (q,σv) – współczynnik naprężeń w skrajnych włóknach przekroju (q – obciążenie użytkowe, σv – naprężenia ściskające wynikające z procesu hartowania);
α (Ared) – współczynnik efektu skali;
ασ (t) – współczynnik czasu trwania obciążenia;
ασ (Sv) – współczynnik kombinacji obciążeń oraz warunków użytkowania;
αv,k – charakterystyczna wartość naprężeń wewnętrznych wynikających z procesu wzmacniania szkła;
αbB,Atest ,k – charakterystyczna wartość wytrzymałości na zginanie szkła wyznaczona zgodnie z EN 1288-2:2000;
αM,E – częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla wytrzymałości szkła float;
αM,V – częściowy współczynnika bezpieczeństwa dla wytrzymałości szkła hartowanego (naprężenia ściskające wynikające z procesu hartowania).
Przedstawiona wcześniej formuła zwiera liczne współczynniki, które pozwalają odnieść wyniki uzyskane w laboratorium do rzeczywistej pracy konstrukcji.
Stąd, współczynnik naprężeń ασ (q,σv) przedstawia się następująco:
gdzie:
σ1 (x,y) – główne naprężenia w skrajnych włóknach przekroju, wyznaczone w punkcie (x, y), zależą od σv;
β – parametr rozkładu Weibulla, wyznaczony na podstawie badań próbek szklanych płyt ze sztucznie wytworzonymi (przez piaskowanie) powierzchniowymi uszkodzeniami. Dla wstępnych obliczeń i typowych przypadków przyjmuje się ασ = 1,0.
Współczynnik efektu skali jest obliczany w sposób następujący:
Współczynnik α (t) bierze pod uwagę czas trwania obciążeń i ich udział w kombinacjach, prawdopodobieństwo wystąpienia oddziaływań zmiennych, takich jak obciążenie śniegiem i wiatrem; oraz wymagany czas użytkowania elementu.
Dla standardowych przypadków przyjmuje się α (t) = 3,9.
Parametr α (Sv) zawiera w sobie częstotliwość występowania różnych obciążeń w zakresie kombinacji obciążeń oraz warunków środowiskowych. Określa się go osobno dla warunków użytkowania latem i zimą.
W większości typowych przypadków częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla materiału wynosi γM 1,8. Został wyznaczony przez porównanie charakterystycznej wartości wytrzymałości szkła float na zginanie, określonej zgodnie z DIN 1249-10:1990 oraz obliczeniowej wartości wytrzymałości szkła na zginanie specjalnie przygotowanych piaskowanych próbek.
Metodę DELR można także stosować do wymiarowania szklanych belek.
Warunek wytrzymałościowy przedstawia się wtedy następująco:
a współczynnik naprężeń ασ (q,σv)BZ jak poniżej:
Metoda Shena
X. Shen przedstawił swoją autorską metodę wymiarowania szklanych elementów w pracy opublikowanej w 1990 roku. Jest ona uproszczoną wersją metody DELR z jednym wyjątkiem, otóż wartość szczątkowych naprężeń ściskających w szkle hartowanym wzięta jest z normy kanadyjskiej CAN/CGSB 12.20-M89.
Metodę można stosować do wymiarowania szklanych płyt, wykonanych ze szkła float lub hartowanego, podpartych liniowo wzdłuż czterech krawędzi.
Warunek wytrzymałościowy przedstawia się następująco:
gdzie:
σmax,d – obliczeniowa wartość naprężeń głównych;
σk – charakterystyczna wartość wytrzymałości szkła na zginanie;
ηF – współczynnik rozkładu naprężeń;
ηD – współczynnik czasu trwania obciążenia;
γR – częściowy współczynnik dla materiału.
Obliczeń dokonuje się dla każdego obciążenia charakteryzującego się różnych czasem trwania. W pracy Shena znajduje się propozycja wyznaczenia współczynników η dla kombinacji obciążeń. Współczynnik ηF odczytuje się z tabeli, w zależności od powierzchni elementu oraz poziomu naprężeń szczątkowych.
Podobnie, współczynnik ηD jest funkcją rodzaju szkła oraz czasu trwania obciążeń.
Dobór współczynnika materiałowego γR zależy od wagi konstrukcji i stopnia
pewności wytrzymałościowej charakterystyki szkła. Dla typowych przypadków
Shen proponuje wartość γR = 1,25.
Metoda Sieberta
Metoda, nazwana nazwiskiem autora została opublikowana w 1990 roku na
Uniwersytecie Technicznym w Monachium. Elementami różniącymi tą metodę
od innych jest uwzględnienie dwukierunkowego zginania elementu oraz traktowanie
naprężeń szczątkowych jako obciążenie zewnętrzne.
Warunek wytrzymałościowy przedstawia się następująco:
gdzie:
σges,d,max – maksymalne naprężenie główne (σges,d,max = σd,max + σE);
σd,max – maksymalne naprężenie główne spowodowane obciążeniem zewnętrznym;
σE – naprężenia szczątkowe od hartowania;
ƒA – współczynnik kształtu, uwzględniający różnice między próbkami laboratoryjnymi
i rzeczywistymi elementami;
ƒσ – współczynnik rozkładu naprężeń, uwzględniający różnice między próbkami
laboratoryjnymi i rzeczywistymi elementami;
ƒtS – współczynnik czasu trwania obciążenia uwzględniający częstotliwości
występowania obciążeń;
θ – parametr skali rozkładu Weibulla;
ƒp – współczynnik uwzględniający prawdopodobieństwo zniszczenia elementu.
Naprężenia od obciążeń zewnętrznych oblicza się podobnie, jak w metodzie
DELR, a naprężenia szczątkowe σV traktowane są jako obciążenie zewnętrzne.
W metodzie Sieberta wytrzymałość szkła, podobnie jak w metodzie DELR,
wyznacza się zgodnie z EN 1288-2:2000 na próbkach z piaskowaną powierzchnią
wg DIN 55303-7:1996. Jeśli badania przeprowadzone są na próbkach wykonanych
ze szkła hartowanego, to naprężenia szczątkowe powinny być wyznaczane
na podstawie naprężenia niszczącego. Siebert proponuje, aby testy wykonywano
na próbkach szkła float z z dwóch powodów. Pierwszym z nich jest fakt, że trudno
jest zmierzyć i uśrednić naprężenia w szkle, które powstały w procesie wzmacniania
szkła. Drugim, jest o wiele większy wpływ nieuniknionych uszkodzeń próbek
wykonanych ze szkła float, niż tych, wykonanych ze szkła wzmocnionego.
W celu określenia rozkładu naprężeń w elemencie Siebert wprowadził pojęcie
efektywnej powierzchni AN,ef, obliczaną wg wzoru:
gdzie:
σges,d (x,y) – obliczeniowa wartość naprężenia głównego określonego w punkcie
(x,y) w skrajnych włóknach przekroju;
σges,d,max – maksymalna obliczeniowa wartość naprężenia głównego w skrajnych
włóknach przekroju;
A – powierzchnia szklanego elementu (tafli);
χ – współczynnik korekcyjny naprężeń (w przypadku jednokierunkowego
zginania χ = 0,83, w pozostałych przypadkach χ = 1,0.
Znając efektywną powierzchnię AN,eƒ, można wyznaczyć kolejny współczynnik
gdzie:
AL,eƒ jest efektywną powierzchnią próbki. W celu uproszczenia obliczeń rozbito
współczynnik ƒAσ, na dwie części:
oraz
Efektywne naprężenie główne σges,d,eƒ jest zdefiniowane, jako
A · σβ
ges,d,esymƒ = Aeƒƒ · βges,d,max. Ponieważ naprężenia szczątkowe traktowane są,
jako obciążenie, stąd ƒσ zależy od nich. Współczynnik ƒA w metodzie Sieberta
odpowiada współczynnikowi α(A) występujący w metodzie DELR.
Czas trwania obciążenia, częstotliwość ich występowania także w kombinacjach
obciążeń oraz warunki środowiskowe są zawarte w parametrze ƒtS, który
jest analogiczny do współczynników α(t) i α(SV) z metody DELR.
Współczynnik ƒp jest funkcją prawdopodobieństwa wystąpienia zniszczenia
elementu. Dla konstrukcji o średnim poziomie ważności przyjmuje się
ƒp = 1,3.
Projekt normy prEN 13474
Metoda wymiarowania elementów szklanych przedstawiona w prEN 13474
bazuje na metodzie DELR oraz zawiera liczne wpływy metody Shena oraz Sieberta.
Od kilku lat powyższa norma znajduje się w fazie projektu i coraz częściej
mówi się, że prace należy zacząć od nowa.
Warunek wytrzymałościowy polega na porównaniu efektywnych naprężeń od
obciążeń obliczeniowych σeƒƒ,d z naprężeniami dopuszczalnymi:
Naprężenia efektywne wyznaczane są dla najbardziej niekorzystnej kombinacji
obciążeń wg wzoru:
gdzie:
A – całkowita powierzchnia szklanej płyty;
σ1(x,y) – naprężenia główne od obciążeń zewnętrznych występujące w punkcie
(x,y)na powierzchni płyty, co oznacza, że w przypadku szkła hartowanego
naprężenia obliczane są niezależnie od naprężeń szczątkowych wynikających
z procesu hartowania;
β – parametr rozkładu Weibulla, wyznaczony na podstawie badań próbek
szklanych płyt ze sztucznie wytworzonymi (przez piaskowanie) powierzchniowymi
uszkodzeniami;
Dla typowych kształtów płyt oraz przy prostych warunkach podparcia nie ma
potrzeby wyznaczania naprężeń σeƒƒ,d z powyższego wzoru. W literaturze można
znaleźć tablice i uproszczone wzory, które pozwalają w sposób szybki obliczyć
naprężenia efektywne w zależności od obciążenia zewnętrznego q.
Naprężenia dopuszczalne wyznaczane są w następujący sposób:
gdzie:
ƒb,k – charakterystyczna wytrzymałość szkła (5% kwantyl), dla szkła float
ƒb,k = ƒg,k, dla szkła wzmocnionego termicznie ƒb,k = 70 MPa oraz dla szkła
hartowanego ƒb,k = 120 MPa;
ƒg,k – charakterystyczna wytrzymałość szkła float (5% kwantyl)
ƒg,k = 45 MPa;
ƒb,k - ƒg,k – udział naprężeń powstałych w wyniku wzmacniania szkła (0 dla
szkła float);
γV – częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla naprężeń ƒg,k, γV = 2,3;
γM – częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla naprężeń powstałych
w wyniku hartowania, γM = 1,8;
γn – częściowy współczynnik bezpieczeństwa, którego wartość określa każdy
kraj, zazwyczaj γn = 1,8;
kA – współczynnik efektu skali kA = A0,04 dla powierzchni bazowej
Atest = 1,0 m2;
kmod – współczynnik biorący pod uwagę czas trwania obciążenia oraz warunki
środowiskowe, określa się go dla najbardziej znaczącego obciążenia w kombinacji.
Przykładowo, dla obciążeń krótkotrwałych jak np. wiatr kmod = 0,72, w przypadku
obciążenia śniegiem kmod = 0,36, dla ciężaru własnego kmod = 0,27.
W porównaniu do metody DELR, podejście przedstawione w projekcie normy prEN 13474 zawiera następujące modyfikacje:
- współczynnik uwzględniający wpływ rozkładu naprężeń na powierzchni elementu płytowego jest niezależny od naprężeń wynikających z procesu wzmacniania szkła,
- kmod = 0,72 zastępuje σ(t)oraz σ(Sv),
- kA = 0,72 zastępuje współczynnik α(Ared)lecz wyznacza się go dla powierzchni bazowej 1m2 zamiast 0,24 m2.
mgr inż. Marcin Kozłowski
www.designmore.pl
patrz też:
- Europejskie normy do wymiarowania szkła, Marcin Kozłowski, Świat Szkła 9/2010
- Szklane schody w Toronto, Marcin Kozłowski, Świat Szkła 7-8/2010
- Realizacje, które inspirują, Marcin Kozłowski, Świat Szkła 6/2010
- Właściwości i odmiany szkła konstrukcyjnego, Marcin Kozłowski, Świat Szkła 5/2010
- Szkło jako materiał konstrukcyjny , Marcin Kozłowski, Świat Szkła 4/2010
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
więcej informacji: Świat Szkła 9/2010
inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Firma GIARDINA posiada ponad 35-letnie doświadczenie w produkcji urządzeń lakierniczych do szkła. Produkuje nakładarki walcowe, automaty natryskowe oraz polewarki.
Uzupełnieniem mogą być tunele suszące wykorzystujące gorące powietrze i lampy IR, systemy z wykorzystaniem mikrofal oraz tunele chłodzące.
Najczęściej stosowanym sposobem aplikacji farb i lakierów są nakładarki walcowe. Opisana poniżej nakładarka G05/GL przeznaczona jest do aplikacji produktów rozpuszczalnikowych, wodnych, ceramicznych lub organicznych oraz produktów na bazie silikonu.
Wszechstronność maszyny pozwala na aplikacje lakieru z efektem kwasowym, satynowym lub pełnokryjącym, w zależności od wału dostarczanego z maszyną.
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
W 2004 roku firma LANDGLASS po raz pierwszy zbudowała piec hartowniczy z zastosowaniem unikalnej technologii Jet Heating.
Nowatorskie rozwiązanie wymuszonej konwekcji przyniosło firmie sukces rynkowy. Technologia Jet Heating okazała się szczególnie skuteczna w przypadku hartowania szkła z miękkimi powłokami, pokrytego sitodrukiem, całkowicie białych tafli i innych trudnych do obróbki cieplnej gatunków szkła, gdzie jednocześnie wymagana jest najwyższa jakość.
Piece konwekcyjne produkowane przez LANDGLASS, oprócz macierzystego rynku chińskiego, pracują również na kontynencie amerykańskim oraz w Europie.
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Zlokalizowana w północnych Włoszech, w pobliżu Como, fabryka Neptun została założona przez Stefano Bavelloniego. Jeżeli dodamy do tego fakt, że udało się w niej ponownie zgromadzić prawie cały „stary” zespół projektantów i montażystów tego przedsiębiorcy, klienci mogą być spokojni o efekty ich pracy. Jak dawniej, dobry duch rodziny Bavelloni jest wyczuwalny już w fazie projektowania maszyn.
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Ze statystyk zużycia energii prowadzonych w Niemczech wynika, że ponad 30% energii wytwarzanej w tym kraju jest zużywane na ogrzewanie. W strukturze zużycia energii domu jednorodzinnego, ogrzewanie stanowi już ponad 80% całości kosztów.
Ogrzewanie wody użytkowej pochłania kilkanaście procent, zaś energia elektryczna stanowi zaledwie kilka procent całości zużywanej energii. Zatem paradoksalnie, stosowanie żarówek energooszczędnych, choć słuszne z zasady, wcale nie musi przynosić największych oszczędności.
Jeśli rzeczywiście chcemy zadbać o nasz domowy budżet – zdecydujmy się na ocieplenie domu, dobre okna dachowe z blokiem termoizolacyjnym oraz na systemy solarne wspomagające ogrzewanie i podgrzewanie wody użytkowej.
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Energia promieniowania słonecznego jest podstawowym źródłem energii na Ziemi. Energia paliw kopalnych, stanowiących obecnie główny surowiec energetyczny, zwłaszcza w krajach rozwiniętych, jest także energią pochodzącą od Słońca. Przed milionami lat została uwięziona w biomasie, a następnie uległa przekształceniu w skomplikowanych procesach biochemicznych i fizykochemicznych w węgiel, ropę naftową i gaz ziemny.
Także energia wiatru, fal morskich oraz innych niekonwencjonalnych źródeł energii powstaje dzięki promieniowaniu słonecznemu.
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Problematykę szkła śląskiego należy potraktować odrębnie. Śląsk niby jest „prastarą”, piastowską ziemią, wszakże jego więzy z monarchią Piastów szybko uległy rozerwaniu (po 1138 r.)
Istnienie na Śląsku wczesnośredniowiecznego szklarstwa poświadczają znaleziska archeologiczne w Opolu, Wrocławiu i Nysie. Szczególnie znalezione we Wrocławiu bryły masy szklanej pozwalają się domyśleć istnienia pracowni przerabiającej ten cenny materiał.
W miarę dokładne dane dotyczące lokalizacji hut szklarskich pochodzą z początku XIV w. Huty powstawały w lasach, a ubocznym wynikiem ich produkcji były rozległe poręby, zajmowane potem pod uprawę zbóż. Huta wędrowała za cofającym się lasem, pozostawiając za sobą wsie.
„Szklarskie” nazewnictwo miejscowe wyznacza zasięg osadnictwa szklarskiego, które wyruszyło od północy regionu, aż po Kotlinę Kłodzką. Najwięcej wsi o tej proweniencji wymieniono w rejestrze dochodów biskupa wrocławskiego. Są to Szklarki pod Sporawą oraz dwie wsie biskupie o nazwie Szklary nieopodal Ząbkowic i Grodkowa. W księstwie głogowskim prócz Szklarek istniała też wieś Szklary.
Osadnictwo szklarskie doliną Nysy Kłodzkiej przedostało się w Kotlinę Kłodzką, gdzie nazwy wsi Szklarnia (1356 r.) i Szklarka (1416 r.) poświadczają ten proces w sposób niezbity. Niektóre źródła sugerują, że na początku XIV w. mogła też istnieć huta w Międzylesiu, należącym do cystersów z Kamieńca Ząbkowickiego. Również i księstwo świdnickie posiadało własną hutę, położoną niedaleko Szklarskiej Poręby.
Większość z wymienionych hut zaprzestała działalności już w XIV w. Z dokumentów dowiadujemy się, że w 1366 r. istniała jeszcze huta w Szklarskiej Porębie. W rejonie Szklarskiej pojawiła się także huta koło wsi Kopaniec. Na ziemi kłodzkiej funkcjonowała huta w Idzikowie. Kontynuacją jej była chyba huta w Marcinkowie. Rozwój szklarstwa śląskiego wiązał się z szybką urbanizacją regionu, dzięki czemu huty znajdowały rynek zbytu na swoje wyroby.
Pomyślny rozwój hutnictwa szkła przerwany został przez wojny husyckie i spowodowane nimi rujnacje. Ożywienie nastąpiło dopiero w ostatniej ćwierci XV w. Odbudowa gospodarki trwała jednak aż do początku XVI w. Taki był rozmiar zniszczeń.
Nieopodal Kłodzka pracowały wtedy huty w Bystrzycy Kłodzkiej, Długopolu Górnym, Różance oraz w Międzygórzu. Zapewne w tym czasie powstała huta na terenie późniejszej wsi Szklarnia. Przepływająca przez nią rzeka jeszcze w XVII w. nosiła nazwę Glasewasser.
W dawnym księstwie świdnicko-jaworskim pracowała nadal huta w Szklarskiej Porębie, a oprócz niej wzniesiono nową hutę niedaleko Kamiennej Góry, na terenie dóbr cysterskich.
W I połowie XVI w. funkcjonują szklarskie wytwórnie w Poniatowie (w pobliżu Bystrzycy Kłodzkiej), w Gierałcicach w okolicy Nysy, oraz pod Szklarską Porębą.
Ta ostatnia czynna huta funkcjonowała jeszcze w pierwszym dziesięcioleciu XVII w. Przedsiębiorca Jan Friedrich utworzył hutę w Jugowie (w pobliżu Nowej Rudy), po czym w Górach Orlich założył słynną hutę w Friedrichswalde.
Ród Friedrichów otworzył nową kartę w dziejach szklarstwa. Rozwija się ono od tej pory z inicjatywy saksońskich rodów szklarskich. Wyparci ze swej ojczyzny fachowcy przenosili się do pobliskich Czech, skąd wędrowali na północ. Migrację ułatwiała przynależność Śląska do Korony Czeskiej. W ten sposób przywędrowali na Śląsk Friedrichowie, Schurerowie i Preusslerowie, od 1617 r., właściciele huty w Szklarskiej Porębie, którą dzierżyli do połowy XIX w. Do Preusslerów należały też huty w Radosnej w okolicy Wałbrzycha, w Czarniewie nieopodal Lubania oraz w Woliborzu.
Wojna trzydziestoletnia na parę dziesiątków lat (1618-1648 r.) zahamowała ekspansję szklarstwa śląskiego. Oczywiście upadły też inne gałęzie przemysłu.
Średniowieczne szkło śląskie nie zachwycało swą jakością; było to szkło zielone, tzw., leśne, później nieco bardziej przejrzyste szkło jasne o zielonkawym zabarwieniu. Spotykamy na tych terenach również szkła kolorowe; fioletowe, bursztynowe, pomarańczowe, używane głównie w witrażownictwie. Niektóre gatunki szkła wyrabiane były zapewne w małych ilościach; szkło o kolorze bursztynowym – w większych, o czym świadczą liczne znaleziska fragmentów naczyń i kielichów.
W XVI w. podjęto na Śląsku również produkcję szkła filigranowego (technika ta wywodzi się z Wenecji). Próby te nie były jednak zbyt udane. Śląskie hutnictwo rozkwitało spontanicznie, zgodnie z regułami gospodarki wczesnokapitalistycznej.
Rys.1. Puchar deklowy w formie muszli
W Rzeczpospolitej szlacheckiej było inaczej. Tam szklarstwo wyrażało aspiracje magnaterii. Wytwarzano też na Śląsku już zniemczonym, szkło okienne; jego odbiorcami były parafie i biskupstwa, czyli Kościół.
W XV w. szklić okna zaczęło także bogate mieszczaństwo. Wzrósł i popyt na naczynia szklane, choć nadal były one towarem luksusowym, posługiwano się nimi w wyjątkowych sytuacjach. Normą było jedzenie obiadu czy kolacji na zastawie cynowej.
U schyłku średniowiecza szklanice stały się bardziej popularne w gospodach, podobnie jak witraże i witrażyki w kamienicach patrycjuszowskich. Szklarze śląscy nie byli liczni, najlepszym tego dowodem jest to, że nie stworzyli własnego cechu. Nie rozprowadzali też sami swych wytworów, zajmowali się tym miejscowi kupcy przywożący na Śląsk również wyroby szklane z Zachodu, przede wszystkim z Wenecji.
W XVI w. zmieniło się niezbyt dużo w sensie poziomu technologicznego. Przeważało zielone szkło leśne, pełne zanieczyszczeń.
Do naszych czasów dotrwały jednakże okazałe naczynia cechowe – wilkomy o cylindrycznych kształtach, zdobione nieprzezroczystą emalią. Zwykle zamalowana była cała powierzchnia.
Najstarsze zachowane emaliowane szkła śląskie pochodzą z ostatniej ćwierci XVI w. Do nich należy m.in. szklanica ze sceną Rzezi Niewiniątek z 1596 r., wilkom bractwa kurkowego ze Środy Śląskiej oraz wilkom z godłem foluszników z 1599 r.
Właściwy rozkwit malarstwa emaliowego to wiek XVII , w dużej mierze wiąże się on z działalnością Preusslerów. Farbami emaliowymi pookrywano również szybki okienne. Ozdabiano je najczęściej herbami mieszczańskimi. Nie gardzono i tematyką konfesyjną. Wyrób tych dekoracyjnych szybek rozpowszechnił się w XVII w. szczególnie w rejonie Kłodzka i Kudowy.
Do dziś zdobią one okna wiejskich kościołków: Sierpnice, Grzmiąca. Na przełomie XVI i XVII w. znana była na Śląsku inna technika zdobienia szkieł – rysowanie diamentowym rylcem. Łączono ją z malarstwem wykonanym na zimno (bez powtórnego wypalania) farbami żywicznymi.
W ten sposób zdobiono środkowe partie naczynia, a dekorację rysowaną diamentem ograniczono do fryzów lub do nakreślonej szkicowo sieci roślinno-kwiatowej.
Ze zgoła odmiennego źródła wywodziła się technika „eglomise” polegająca na podlepieniu szkła srebrną bądź złotą folią, na którą grawer nakładał delikatny rysunek. Technikę tę stosowano najczęściej do naczyń o gładkiej powierzchni.
Naczynia o formach bardziej nieregularnych otrzymywały zwykle jakąś plastyczną dekorację, nakładaną na gorąco na powierzchnię ścianek. Do takich naczyń należał np. dość rozpowszechniony we Wrocławiu „igel” – naczynie do picia piwa. Był to rodzaj kielicha-szklanicy, wykonywany z jasnego, czasem żółtawego szkła.
W XVI w. ujawniły się pierwsze próby naśladowania szkieł weneckich. Przykładem tego może być herbowa szklanica Hansa Engelhardta w 1594 r. W XVII w. spotykamy nową odmianą naczyń o dziwacznych niekiedy kształtach, wykonanych z grubego szkła. Miały one służyć jako dekoracja stołów oraz bawić ucztujących.
Wykonane w kształcie beczułek, dzbanków-syfonów, karafek o spiralnie skręconych szyjach, instrumentów muzycznych, pistoletów, butów zdobione były pospolitą, niewyszukaną dekoracją. I tu również można dopatrzeć się weneckich wpływów. Jednak śląskie szkło potasowe nie było tak podatne na formowanie, jak sodowe szkło weneckie, dlatego efekty były nieporównywalne.
Pod koniec XVIII stulecia omawiany region przeszedł we władze zaborczych Prus. Śląsk został wyrwany Austrii przez genialnego wodza Fryderyka Wielkiego, który o ten klejnot w habsburskiej koronie bił się przez wiele lat, walcząc z całą Europą.
Dla rozwoju na Śląsku wytwórczości szklarskiej była to okoliczność pomyślna, albowiem agresywne Prusy bardziej niż leniwa Austria stawiały na rozwój produkcji przemysłowej. Zaczęły kształtować się wówczas silne ośrodki obróbki szkła. Można mówić o takim ośrodku w Jeleniogórskiem, głównie w okolicy Szklarskiej Poręby i Cieplic. Od lat osiemdziesiątych XVIII w. podobny ośrodek rozwinął się w Kłodzkiem (m.in. huta w Batorowie).
Huty różniły się wyglądem i stanem technicznym. W wielu przypadkach zależało to od możliwości zaopatrzenia ich w materiał opałowy. Gdy budowano zakład w okolicy prawie już przetrzebionej, musiano liczyć się z rychłym przeniesieniem go gdzie indziej. W takich przypadkach nie opłacało się inwestować. Dlatego huty owe były licho wyposażone.
Inaczej przedstawiała się sytuacja hut zlokalizowanych w miejscach zasobnych w drewno. Budynki takich hut były solidniejsze, z reguły kryto je gontami. Im bliżej połowy XIX w., tym częściej zaczynano używać do ich budowy materiałów ogniotrwałych, jak na przykład w hucie „Józefina” w Szklarskiej Porębie.
Często w sąsiedztwie hut stawiano domy dla dzierżawców, majstrów i robotników. Przy niektórych hutach mogło znaleźć zatrudnienie oraz wytchnienie po pracy nawet kilkanaście rodzin (Kopanie, Murów, Wesoła). Gdy budynki mieszkalne stały dłużej niż huta, z którą były związane, osada wzrastała do rangi wsi. W ten sposób powstała Czerniawa.
Urządzenia techniczne hut mieściły się w jednym lub dwóch budynkach. W budynku głównym znajdował się piec do wytapiania masy szklanej oraz inne piece związane z tym procesem. Tam, gdzie wytwarzano szkło taflowe, piece do odprężania znajdowały się w osobnym budynku. Większość hut śląskich miała do końca XVIII w, po jednym piecu do wytapiania masy szklanej, jednak już w I połowie XIX w. przeważnie po dwa.
Rys.2. Ch. Gottfried Schneider, puchar deklowy
Na przełomie wieków sprawa ulepszeń technicznych nabrała pierwszorzędnego znaczenia. Łączyło się to głównie ze zmianą materiału opałowego. W hucie w Wesołej, jako pierwszej na Śląsku, zaczęto już w 1787 r. opalać piece węglem kamiennym. Powoli w jej ślady szli inni. W 1818 r. i później dalsze huty stosowały już do opalania węgiel kamienny. W 1840 r. w Lipie Łużyckiej podjęto próby opalania pieców torfem.
Trudności, na jakie wtedy natrafiono, spowodowały, że w 1801 r. do Anglii udała się grupa fachowców, aby zasięgnąć informacji u tych, którzy z tym problemem radzili sobie najlepiej.
Piece murowano z cegły i gliny. Wielkość pieców określano liczbą donic, w których równocześnie wypalano masę szklaną do wydmuchiwania różnych przedmiotów.
Jeszcze w latach trzydziestych XIX w. tylko niektóre piece w hutach dolnośląskich były zaopatrzone w ruszty. Wytrzymałość pieców do wytopu masy szklanej zależała głównie od użytego materiału. Zarówno dane z XVIII, jak i z I połowy XIX w. świadczą dość zgodnie, że górna granica eksploatacji pieca sięgała 30-35 tygodni. Często jednak piece nie nadawały się do dalszego użytku już po kilku tygodniach. Masę szklaną wytapiano w donicach glinianych formowanych na terenie huty. Nie były one zbyt wytrzymałe. W hutach dolnośląskich w latach trzydziestych XIX w. używano donic przeważnie od 2 do 4 tygodni. Były to prawie z reguły donice otwarte. Chyba tylko jedynie w Wesołej posługiwano się donicami zamkniętymi, znanymi z Anglii od przeszło stu lat.
Jednakże i Śląsk wniósł pewien wkład w proces ulepszania donic. Blumenreich z Nowej Wsi (obecnie część Gliwic) uzyskał w 1846 r. patent na donice zaopatrzone w zamykane otwory. Chroniły one masę szklaną przed zanieczyszczeniem w trakcie wytopu, zwłaszcza gdy opalano piec węglem kamiennym, równocześnie jednak odsłonięcie otworów umożliwiało szybszy napływ rozgrzanego powietrza do donicy.
Dzięki czemu zużywano mniej materiału. Stopniowo zwyciężało wśród hutników przekonanie, że oddzielne wytapianie masy różnych gatunków szkła może poprawić jego jakość. W 1821 r. system ten zastosowała huta w Rędzinie. W celu podniesienia jakości produkcji władze rejencji legnickiej starały się dostarczyć hutom odpowiednie książki fachowe. Poczynania te natrafiły jednak na opór ze strony niezbyt ambitnych dzierżawców hut.
W niektórych zakładach poddawano szkło procesowi dalszej obróbki, głównie w szlifierniach. Pierwszą szlifiernie na Śląsku, poruszaną energią wodną, wybudowano w Piechowicach w latach 1690-1691. W XVII stuleciu oraz w pierwszej połowie XIX w. ,korzystano powszechnie z tego typu energii.
U schyłku XVIII stulecia produkcja wzrosła – w ujęciu wartościowym – ponad dwukrotnie. Wzrost ów spowodowany był zakładaniem nowych hut, nie zaś – poprawą wydajności w już istniejących. W latach czterdziestych XIX w. dominującą pozycję w szklarstwie śląskim zajmowała rejencja legnicka, w której przodowały huty jeleniogórskie. W rejencji wrocławskiej najlepsze były okolice Kłodzka, a w rejencji opolskiej – okolice Pszczyny i Opola.
Na podstawie danych z lat 1841-1845 można wytypować przodujące ośrodki produkcji szklarskiej. Były to okręgi: jeleniogórski, północno-zachodni oraz kłodzki. Tak więc ciężar gatunkowy produkcji hut śląskich skupiał się na terenach zasobnych w surowce i opał.
Huty produkowały dla nieznanego odbiorcy bądź na zamówienie. Wprawdzie przez cały czas wytwarzano przede wszystkim szkło taflowe oraz butelkowe (białe i zielone), ale już w II połowie XVIII w. niektóre ośrodki przestawiały się na wyrób szlachetniejszych gatunków szkła. Zrobiła tak np. w połowie XVII w. huta w Szklarskiej Porębie, wytwarzająca znaczną ilość szkła kredowego. Na początku XIX w. produkcja szlachetniejszych gatunków szkła skoncentrowała się w rejonach jeleniogórskim i kłodzkim.
Oprócz szkła taflowego wytwarzano tamże butelki, szklanki, kieliszki, a także znaczną ilość przedmiotów ze szkła kryształowego. Pierwszy żyrandol śląski powstał w latach siedemdziesiątych XVIII w. w hucie w Batorowie.
Najbardziej pospolicie robione szkło zielone rzadko kiedy osiągało zadowalający stopień czystości. Wytapiano je bowiem ze składników już zanieczyszczonych i niezbyt dokładnie potem oczyszczonych, o ile oczyszczonych w ogóle. Jakość wyrobów starano się podnieść przez zatrudnienie fachowców czeskich. Wysiłki te nie przyniosły jednak efektów.
Trudności z eksportem sprawiły, że z ogromna większość śląskiej produkcji przeznaczona była na rynek wewnętrzny. Na szczęście dla producentów, chłonność rynku wówczas zdecydowanie wzrosła – podniósł się standard materialnego bytu społeczeństwa, no i wzrosły jego aspiracje. Huty zbywały swe wyroby przeważnie w najbliższej okolicy. Niekiedy produkowały na konkretne zamówienie. Na przykład huta w Kolsku produkowała butelki dla wytwórni win w Jeleniej Górze.
Niektóre śląskie huty utrzymywały ożywione kontakty z Rzeczpospolitą. Czyniła tak huta w Leszczynie, sprzedająca też na Węgrzech. W 1766 r. wysłano partię towarów z huty w Szklarskiej Porębie do Polski i Rosji.
Nie wydaje się jednak, by wywóz szkła ze Śląska przybrał ogromne rozmiary. Jego wartość w 1799 r. wyniosła 11 819 talarów, co stanowiło 15% ogólnej wartości produkcji hut śląskich tym roku. Zorganizowanie niemieckiego związku celnego w 1834 r. ułatwiło sprzedaż szkła na rynek saski. Wysyłano je również do Ems, Frankfurtu, Królewca, Poznania i Wiesbaden. Huta w Kotowskiem eksportowała większość swych wyrobów do Bydgoszczy i Gdańska.
W latach czterdziestych XIX w. luksusowe produkty huty „Józefina” znalazły zbyt na rynkach zagranicznych, w pierwszym rzędzie w Anglii.
Formy własności huty były najrozmaitsze. Stanowiły one własność szlachty, państwa, miast, klasztorów, majstrów szklarskich, kupców i byłych dzierżawców. W XVII w. posiadaczami ich byli głównie fachowcy. W XVIII w. niemal regułą stało się zakładanie hut szkła przez feudałów. W pierwszej połowie XIX w. część hut szlacheckich przeszła w ręce dzierżawców bądź majstrów. Na Dolnym Śląsku podjęcie produkcji przez szlachtę było poprzedzane zakładaniem hut właśnie przez majstrów, natomiast na Górnym Śląsku szlachta zakładała huty, ale tylko wyjątkowo prowadziła je sama.
Z czasem dzierżawcy przejmowali dane obiekty, a szlachetnie urodzeni zadowalali się czynszem i opłatami za drewno. Majster pragnący „iść na swoje”, musiał zdobyć pozwolenie od pana, na którego ziemi planował rozpocząć produkcję.
Szklarze – prości robotnicy – byli pochodzenia miejscowego. Co tyczy się specjalistów, prócz wielokroć wzmiankowanych przybyszy z Czech, napływali oni także z innych niemieckojęzycznych obszarów, jak Pomorze czy Meklemburgia.
Stan zatrudnienia w śląskich hutach zdradzał tendencje wzrostową. Historycy ustalili, że w ciągu np. ostatnich dwunastu lat XVIII w. niemal się ono podwoiło (do 240 osób). Czterdzieści lat później pracowało już czterystu kilkudziesięciu szklarzy. Na kolejne podwojenie ich czekać trzeba było (od 1841 do 1845 r.) zaledwie cztery lata.
Największe huty zlokalizowane były na terenie rejencji legnickiej. Zasada generalna była taka, że tam, gdzie wytwarzano szkło szlachetniejszych gatunków, załoga była większa, bo i urządzeń technicznych do obsługiwania było więcej.
Artystyczne szkło śląskie długo było zwykłym naśladownictwem szkła czeskiego, najczęściej mało udanym. Pierwsze nowatorskie szkła pojawiły się u schyłku XVII w. Ich dekoracja nawiązywała do wyrobów z kryształu górskiego. Były to sceny figuralne zamknięte w medalionach, przedzielone roślinną kompozycją.
Największą oryginalność wykazują jednakże puchary ozdobione techniką szlifu wypukłego. Polegał on na wydobyciu motywu zdobniczego przez wgłębne wycięcia tła. Były to zazwyczaj masywne puchary o zwięzłym kształcie wyróżniające się dzwonowatą czaszą i niską podstawą.
Jerzy Grundkowski
Rys.3. Misa na praliny, szkło grawerowane i matowane
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
inne artykuły tego autora:
- Szkło czesko-niemieckie , Jerzy Grundkowski, Świat Szkła 12/2010
- Szkło francuskie , Jerzy Grundkowski, Świat Szkła 11/2010
- Szkło śląskie, Jerzy Grundkowski, Świat Szkła 9/2010
- Szkło angielskie, Jerzy Grundkowski, Świat Szkła 7-6/2010
- Europejskie cechy i rody szklarskie, Jerzy Grundkowski, Świat Szkła 6/2010
- Szkło w Europie średniowiecznej, Jerzy Grundkowski, Świat Szkła 3/2010
- Szkło antyczne, Jerzy Grundkowski, Świat Szkła 11/2009
więcej informacji: Świat Szkła 9/2010
inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Mocowanie punktowe wykorzystywane jest do przytwierdzania szkła w ścianach osłonowych, przekryciach, zadaszeniach oraz w architekturze wnętrz do wykonywania balustrad, przeszklonych witryn i ścian działowych a także do wykonywania wyposażenia pomieszczeń.
Tak szeroki zakres stosowania mocowań punktowych powoduje znaczne zróżnicowanie tych wyrobów pod względem konstrukcyjnym i materiałowym.
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Poniższy artykuł jest próbą przedstawienia tendencji i sytuacji panującej w polskim budownictwie po wprowadzeniu Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 6.11.2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej.
W pierwszej części pokazane są główne założenia metodologii, w kolejnej zaś jej niedoskonałości. W końcu pokazane są możliwości wykorzystywania badań termowizyjnych do oceny i certyfikacji obiektów budowlanych w praktyce, a więc podczas ich użytkowania czy eksploatacji.
Wprowadzenie
O energooszczędnym budownictwie mówi się dużo, zwłaszcza w kontekście globalnego ocieplenia.
Użytkowników oraz właścicieli bardziej martwi jednak wzrost cen niż sprawy klimatyczne. Faktem jest bowiem, że paliwa (ropa naftowa, gaz ziemny, węgiel) drożeją, a ponieważ znaczącą cześć budżetu domowego stanowią koszty ogrzewania, rośnie zainteresowanie budownictwem energooszczędnym. Niektórzy inwestorzy rozważają nawet budowę domów pasywnych.
Ze względu na ogólnoświatową politykę ekologiczną, a także na ograniczone zasoby energetyczne Ziemi, wskazane jest dalsze ograniczenie zużycia energii nie tylko w przemyśle lecz również w budownictwie.
Dotychczasowe wymogi prawne wydają się być niewystarczające, koniecznym zatem jest wprowadzenie mechanizmów rynkowych sprzyjających rozwojowi budownictwa energooszczędnego, które uwzględnią zasady zrównoważonego rozwoju. Takim mechanizmem może być sprawdzony system certyfikacji energetycznej. Wprowadzenie go na rynku AGD spowodowało zainteresowanie konsumentów produktami niskoenergetycznymi klasy A lub B, co wymusiło na producentach ograniczenie oferty do produktów o najniższym zużyciu energii.
Rys.1. Przykładowe formy certyfikatu energetycznego z 2007 r. oraz wg PN-EN 15217 z 2008 r.
Podstawy prawne dotyczące ochrony cieplnej, oszczędzania energii, audytingu i świadectw energetycznych
Podstawowe uregulowania ustawowe między innymi to:
Dyrektywa 2002/91/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 16 grudnia 2002r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (Dz. U. UE. L. z 4 stycznia 2003 r.),
Podstawowe akty wykonawcze to między innymi:
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii, obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno–użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej (Dz. U. z 2008 r. Nr 201, poz. 1240)
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. z 2008 r., Nr 201, poz.1238 )
Celem wdrożenia Dyrektywy 2002/91/WE jest promowanie podniesienia standardu energetycznego budynków w krajach członkowskich Unii Europejskiej, z uwzględnieniem warunków klimatycznych zewnętrznych i lokalnych oraz wewnętrznych wymagań klimatycznych oraz opłacalności.
Dlaczego energooszczędność i co to jest budynek energooszczędny?
Znowelizowano przepisy prawa budowlanego, według których od stycznia 2009 r. obowiązkowa jest certyfikacja energetyczna budynków. Świadectwa energetyczne wprowadzają na rynek informacje dotyczące energochłonności budynków, a to pozwala w prosty sposób oszacować koszty ich eksploatacji, a tym samym weryfikuje wartość nieruchomości. Budynki energochłonne będą klasyfikowane jako tańsze, natomiast energooszczędne na pewno będą miały wyższą wartość rynkową.
Charakterystyka energetyczna budynku
Charakterystyka energetyczna budynku powinna być częścią projektu budowlanego, jak również przedstawiona w sporządzanym świadectwie energetycznym.
Należy spełnić wymagania energooszczędności nie tylko dla izolacji termicznej przegród, ale także dla rozwiązań instalacyjnych. Zatem konieczne jest określenie wskaźnika nieodnawialnej energii pierwotnej EP (kWh/m2rok) zgodnie z rozporządzeniem w sprawie metodologii oraz warunkami technicznymi.
Przy sporządzaniu charakterystyki energetycznej budynku należy określić wszystkie straty ciepła przez przegrody budowlane i wentylację. Do poprawnego wyznaczenia EP konieczne jest też określenie zysków ciepła od Słońca oraz wewnętrznych, które zależą od sposobu eksploatacji budynku. Inne są dla budynków mieszkalnych, inne dla budynków użyteczności publicznej, a jeszcze inne dla budynków produkcyjnych. Odrębnym zagadnieniem są budynki z chłodzeniem.
W przypadku sporządzania świadectwa konieczne jest uzyskanie oświadczenia kierownika budowy, że budynek został wykonany zgodnie z projektem lub podanie informacji o zmianach, jakie zostały wprowadzone w trakcie realizacji. Zmiany istotne z punktu widzenia świadectwa charakterystyki to: zmiana wymiarów budynku, zmiana izolacji termicznej przegród budowlanych, zmiana urządzeń w instalacjach: c.o., c.w.u., wentylacji i chłodzenia na rozwiązania o innej sprawności w stosunku do założeń projektowych.
Oświadczenie takie należy przechowywać wraz z wersją archiwalną świadectwa przez 10 lat.
Przy sporządzaniu świadectwa charakterystyki energetycznej powinny być znane :
informacje adresowe,
dane o przeznaczeniu i technologii wznoszenia,
dane klimatyczne (strefa klimatyczna, zacienienie, szerokość geograficzna, stacja meteorologiczna, dla której zostały opracowane średnie miesięczne temperatury zewnętrzne oraz inne dane pogodowe konieczne do sporządzenia świadectwa),
krotność wymiany powietrza n50 (związana jest z podaniem wpływu szczelności na energochłonność budynku przy ciśnieniu 50 Pa),
geometria budynku na gruncie do obliczenia strat do gruntu (powierzchnie podłogi oraz obwód całkowity ścian zamykających powierzchnie, całkowita powierzchnia ogrzewana, czyli o regulowanej temperaturze oraz całkowita kubatura budynku),
opis budynku z wprowadzonymi zmianami (osłona budynku, instalacja c.o. instalacja wentylacji, instalacja c.w.u., ewentualnie instalacja chłodzenia, instalacja oświetlenia wbudowanego),
podział na lokale, podział na strefy termiczne,
zyski ciepła,
ogrzewanie, wentylacja i ewentualnie chłodzenie,
ciepła woda użytkowa,
oświetlenie,
pomieszczenia i przegrody wewnętrzne,
Obliczanie charakterystyki energetycznej budynków odbywa się zazwyczaj przy wykorzystaniu programów komputerowych. Jednak ze względu na dużą ilość danych konieczne jest ich wcześniejsze przygotowanie.
Metodologia sporządzania świadectw charakterystyki energetycznej budynków
Charakterystykę energetyczna budynku lub lokalu określa się na podstawie:
wskaźnika rocznego zapotrzebowania nieodnawialnej energii pierwotnej budynku ocenianego EP, obejmującego sumę rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną, użytkowaną dla celów ogrzewania i wentylacji oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej wraz z energią pomocniczą,
porównania ze wskaźnikiem zapotrzebowania nieodnawialnej energii pierwotnej budynku referencyjnego EPRef.
Główne etapy obliczeń w kolejności ich faktycznego wykonywania:
1. energia użytkowa: Qnd
2. energia końcowa: QK
3. energia pierwotna: QP
4. wskaźniki EK i EP
Wskaźnik EK – należy przez to rozumieć roczne zapotrzebowanie energii końcowej na jednostkę powierzchni pomieszczeń o regulowanej temperaturze powietrza w budynku albo lokalu mieszkalnym, wyrażone w kWh/(m2rok);
Wskaźnik EP – należy przez to rozumieć roczne zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną na jednostkę powierzchni pomieszczeń o regulowanej temperaturze powietrza w budynku, lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową, wyrażone w kWh/(m2rok),
Obliczenia rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną:
Wyznaczenie wskaźników EP i EK
EP = QP/Af [kWh/(m2rok)] (1.1)
EK = (QK,H + QK,W) / Af [kWh/(m2rok)] (1.2)
QP – roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną do ogrzewania i wentylacji, przygotowania ciepłej wody oraz napędu urządzeń pomocniczych [kWh/rok],
Af – powierzchnia ogrzewana (o regulowanej temperaturze) budynku lub lokalu [m2],
QK,H – roczne zapotrzebowanie na energię końcową do ogrzewania i wentylacji [kWh/rok],
QK,W – roczne zapotrzebowanie na energię końcową do podgrzewania wody użytkowej [kWh/rok].
Wyznaczenie rocznego zapotrzebowania energii pierwotnej
QP = Q P,H + Q P,W [ kWh/rok] (1.3)
QP, H = wH · QK,H + wel · Eel, pomH [ kWh/rok] (1.4)
QP, W =ww · QK,W+ wel · Eel, pomW [ kWh/rok] (1.5)
QP, H – roczne zapotrzebowanie energii pierwotnej przez system grzewczy i wentylacyjny do ogrzewania i wentylacji [kWh/rok],
QP, W – roczne zapotrzebowanie energii pierwotnej przez system do podgrzania ciepłej wody [kWh/rok],
QK, H – roczne zapotrzebowanie energii końcowej przez system grzewczy i wentylacyjny do ogrzewania i wentylacji [kWh/rok],
QK, W – roczne zapotrzebowanie energii końcowej przez system do podgrzania ciepłej wody [kWh/rok],
Eel, pom H – roczne zapotrzebowanie energii elektrycznej końcowej do napędu urządzeń pomocniczych systemu ogrzewania i wentylacji [kWh/rok],
Eel, pom W – roczne zapotrzebowanie energii elektrycznej końcowej do napędu urządzeń pomocniczych systemu ciepłej wody [kWh/rok],
wi - współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej na wytworzenie i dostarczenie nośnika energii (lub energii) końcowej do ocenianego budynku (wel, wH, ww), który określa dostawca energii lub nośnika energii; przy braku danych można korzystać z tabelarycznych (w el – dotyczy energii elektrycznej, w H – dotyczy ciepła dla ogrzewania,
ww – dotyczy ciepła do przygotowania ciepłej wody użytkowej).
Wyznaczenie rocznego zapotrzebowania na energię końcową do ogrzewania i wentylacji
Q k, H = Q H, nd /η H, tot [kWh/rok] (1.6)
η H, tot = η H, g · η H, s · η H, d · η H, e (1.7)
Q H, nd – zapotrzebowanie energii użytkowej (ciepła użytkowego) przez budynek [kWh/rok]
η H, tot – średnia sezonowa sprawność całkowita systemu grzewczego budynku od wytwarzania (konwersji) ciepła do przekazania w pomieszczeniu,
η H, g – średnia sezonowa sprawność wytworzenia nośnika ciepła z energii dostarczanej do granicy bilansowej budynku (energii końcowej),
η H, s – średnia sezonowa sprawność akumulacji ciepła w elementach pojemnościowych systemu grzewczego budynku (w obrębie osłony bilansowej lub poza nią),
η H, d – średnia sezonowa sprawność transportu (dystrybucji) nośnika ciepła w obrębie budynku (osłony bilansowej lub poza nią),
η H, e – średnia sezonowa sprawność regulacji i wykorzystania ciepła w budynku (w obrębie osłony bilansowej).
Wyznaczanie rocznego zapotrzebowania energii użytkowej dla ogrzewania i wentylacji – metoda bilansów miesięcznych
Rozpatruje się miesiące od stycznia do maja i od września do grudnia włącznie:
Q H, nd =Σ n ·Q H, nd, n [kWh / rok] (1.8)
Q H, nd, n= Q H, ht - η H, gn Q H, gn [kWh /m-c] (1.9)
Q H, nd – ilość ciepła niezbędna na pokrycie potrzeb ogrzewczych budynku (lokalu) w okresie miesięcznym lub rocznym, kWh/rok
Q H, nd, n – miesięczne zapotrzebowanie na ciepło, kWh/m-c
Q H, ht – straty ciepła w okresie miesięcznym, kWh/m-c
Q H, gn – zyski ciepła w okresie miesięcznym, kWh/m-c
η H, gn – współczynnik efektywności wykorzystania zysków ciepła w trybie ogrzewania
Znać trzeba stałą czasową budynku (w godzinach) biorąc pod uwagę wewnętrzną pojemność cieplną budynku (J/K) uwzględniając ciepło właściwe materiału J/(kg K), gęstość materiału kg/m3,
grubość warstwy (m), powierzchnię danego elementu budynku (m2).
H tr - to współczynnik strat ciepła przez przenikanie, W/K wg PN-EN ISO 13789
H ve - to współczynnik strat ciepła przez wentylacje, W/K
Współczynnik strat ciepła przez przenikanie - metoda obliczania
H tr = Σ i [b tr, i ( A i U i + Σ i l i Ψ i ) ] (1.10)
A i - pole powierzchni i-tej przegrody otaczającej przestrzeń o regulowanej temperaturze, obliczanej wg wymiarów zewnętrznych przegrody (wymiary okien i drzwi przyjmuje się jako wymiary otworów w ścianie) m2
U i - współczynnik przenikania ciepła i-tej przegrody pomiędzy przestrzenią ogrzewaną i stroną zewnętrzną, W/(m2K)
Ψ i - liniowy współczynnik przenikania ciepła mostka cieplnego, W/(mK), wg PN-EN ISO 14683 - Mostki cieplne w budynkach. Liniowy współczynnik przenikania ciepła. Metody uproszczone i wartości orientacyjne lub obliczone
l i - długość i-tego liniowego mostka cieplnego, m
b tr, i - współczynnik redukcyjny obliczeniowej różnicy temperatur i-tej przegrody
Współczynnik strat ciepła przez wentylacje.
H ve = ρ a c a Σ k (b ve, k V ve, k, mn ) (1.11)
H ve – współczynnik strat ciepła przez wentylacje, W/K
ρa ca – pojemność cieplna powietrza = 1200 J/(m3K)
b ve, k – współczynnik korekcyjny dla strumienia k
V ve, k, mn – uśredniony w czasie strumień powietrza k, m3/s
k – identyfikator strumienia powietrza
Rys. 2. Termogramy budynków mieszkalnych (ściany zewnętrzne oraz stropodachy) wykonane
z zewnątrz
Termowizja jako weryfikacja prac budowlanych
Dążenie do ograniczania strat energii w budownictwie powoduje opracowywanie i stosowanie coraz bardziej złożonych technologii. O tym, czy budynek można zaliczyć do energooszczędnych, decydują m.in. czynniki architektoniczne (ze względu na zyski ciepła od promieniowania słonecznego usytuowanie względem stron świata, rozmieszczenie pomieszczeń oraz wielkość przegród przeźroczystych), energooszczędna geometria budynku o niskiej wartości A/V.
Mniejszą energochłonność budynku można zapewnić także działaniami mającymi poprawę izolacyjności termicznej przegród budowlanych poprzez większą grubość izolacji. Istotne jest zastosowanie odpowiednich materiałów budowlanych lecz przede wszystkim jakość prac budowlanych. Coraz bardziej złożone metody budowania mogą być przyczyną występowania w budynkach wielu wad wykonawstwa, tym bardziej, że nie ma obowiązkowej kontroli wznoszonych budynków pod kątem ich izolacyjności cieplnej. Opracowywanie obowiązujących obecnie świadectw energetycznych opiera się głównie na danych projektowych a nie na stanie rzeczywistym.
Uzyskanie rzetelnej informacji o jakości i prawidłowości wykonanej w budynku izolacji termicznej może nie być proste. Istniejące budynki często nie mają dokumentacji lub jest ona niekompletna, a dodatkowy problem mogą stanowić dokonane w trakcie realizacji zmiany technologii czy materiałów w stosunku do zaplanowanych w projekcie. Aby zatem dokonać poprawnej oceny, należy wykonać dodatkowe badania, najlepiej metodą bezinwazyjną. Taka metoda weryfikacji prac budowlanych jest możliwa z wykorzystaniem nowoczesnych urządzeń pomiarowych jakimi są kamery termowizyjne.
(c.d.n.)
mgr inż. Józef Osiadły
DIAGNOTERM
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
patrz też:
- Termografia w podczerwieni w hutniczym przemyśle szklarskim, Tomasz Zduniewicz, Świat Szkła 6/2008
- Nowoczesne narzędzie diagnostyki cieplnej. Cz. 1, Jan Górski, Świat Szkła 9/2008
- Nowoczesne narzędzie diagnostyki cieplnej. Cz. 2, Jan Górski, Świat Szkła 10/2008
- Zastosowanie termografii w podczerwieni w budownictwie, Tomasz Wiśniewski, Świat Szkła 9/2006
- Dobrze wybrać, S. Żmuda, Świat Szkła - numer specjalny Termowizja w przemyśle szklarskim i budownictwie
inne artykuły tego autora:
- Zastosowania termowizji w budownictwie Część 1 , Józef Osiadły, Świat Szkła 11/2010
- Ocena energetyczna budynków i jej termowizyjna weryfikacja Część 2, Józef Osiadły, Świat Szkła 10/2010
- Ocena energetyczna budynków i jej termowizyjna weryfikacja. Część 1 , Józef Osiadły, Świat Szkła 9/2010
- Nowe możliwości wykorzystania badań termowizyjnych w przemyśle szklarskim , Józef Osiadły, Świat Szkła 7-8/2010
- Zastosowania termowizji w przemyśle szklarskim - Część 6 , Józef Osiadły, Świat Szkła 5/2010
- Zastosowania termowizji w przemyśle szklarskim - Część 5 , Józef Osiadły, Świat Szkła 12/2009
- Zastosowania termowizji w przemyśle szklarskim - Część 4 , Józef Osiadły, Świat Szkła 10/2009
- Zastosowania termowizji w przemyśle szklarskim - Część 3 , Józef Osiadły, Świat Szkła 9/2009
- Zastosowania termowizji w przemyśle szklarskim - Część 2 , Józef Osiadły, Świat Szkła 6/2009
- Zastosowania termowizji w przemyśle szklarskim - Część 1 , Józef Osiadły, Świat Szkła 5/2009
więcej informacji: Świat Szkła 9/2010inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Szkło w postaci wielkoformatowych elementów konstrukcji ścian działowych znalazło w nowoczesnych obiektach handlowych swoje najpełniejsze, powszechne zastosowanie.
Współczesne centra handlowe, skupiające pod jednym dachem setki sklepów, lokali gastronomicznych, punktów usługowych, itp. z założenia stanowią odpowiednik dawnych pasaży handlowych, tyle że spiętrzonych na wielu poziomach.
Przestronne hole, otwarte aż po dach, z których windami i schodami ruchomymi docieramy na poszczególne piętra stanowią przestrzeń, wokół której rozmieszczone są piesze ciągi komunikacyjne z usytuowanymi szeregowo sklepami, butikami i lokalami usługowymi. Przykrycie szklanymi dachami sprawia, że do wnętrza dociera światło dzienne, a dzięki szklanym fasadom poszczególnych sklepów wrażenie otwarcia przestrzeni jest pogłębione.
Szklane fasady zapewniają klientom najlepszą orientację w asortymencie towarów, a także najlepszą ich ekspozycję i reklamę. Tradycyjne, szklane ściany działowe montowane były na stałe, poprzez łączenie poszczególnych tafli szklanych profilami konstrukcyjnymi ze stali nierdzewnej, aluminium czy drewna. Do wnętrz prowadziły przeszklone drzwi rozwierane a następnie rozsuwane (w miarę doskonalenia produkcji okuć).
Prowadnice montowane w nadprożach lub do sufitu dzięki zaczepom rolkowym (jezdnym) umożliwiały podwieszanie skrzydeł drzwiowych ze szkła hartowanego lub laminowanego o coraz większych formatach. Następnym rozwiązaniem były drzwi składające się z kilku segmentów rozsuwanych teleskopowo jeden za drugi. Otwory wejściowe dzięki takim rozwiązaniom stawały się coraz szersze, ułatwiając bezkolizyjną komunikację klientom tłumnie odwiedzającym centra.
Stałe doskonalenie parametrów wytrzymałościowych i użytkowych szkła pozwoliło na tworzenie przegród całoszklonych, łączących szklane segmenty (panele) bezprofilowe, umieszczane w listwach zaciskowych nad podłogą i pod sufitem, gdzie podwieszane są na wózkach jezdnych w prowadnicach sufitowych. W ten sposób uzyskano możliwość przeszkleń do wysokości 4 m bez podziałów.
Dzięki takim parametrom powstała możliwość uzyskania całoszklanych ścian działowych o praktycznie nieograniczonej długości. Najważniejszym jednak osiągnięciem jest rozwiązanie systemów całoszklanych ścian przesuwanych. Dostępne rozwiązania to ściany rozsuwane, składane harmonijkowo, bądź na wzór żaluzji wertykalnych ustawionych prostopadle do światła otworu i zsuwanych na boczne parkingi.
Możliwość otwarcia całej fasady sklepu nie jest jedynym rozwiązaniem. Panele szklane mogą być rozsuwane niecałkowicie lecz w różnych odległościach tworząc wiele przejść, mogą być łączone z elementami rozwieralno-przesuwnymi tworzącymi typowe otwory drzwiowe. Ściany całoszklone przesuwne mogą być tworzone z paneli ze szkła giętego, umożliwiającego tworzenie fasad łukowych, na planie koła lub z zaokrąglonymi narożami.
Przeszklenie szeregowo usytuowanych pomieszczeń handlowych może być dowolnie wyginane, jako ściany na przemian wklęsłe lub wypukłe, dzięki czemu uzyskując „falujące” ciągi fasad znacząco urozmaicono kompozycję przestrzeni centrów handlowych.
Trzeba podkreślić, że dynamiczny rozwój przemysłu szklarskiego a wraz z nim produkcji systemów montażowych i okuć ma zasadniczy wpływ na wzbogacenie form architektury monumentalnych obiektów handlowych, biurowych i innych użyteczności publicznej.
Bogactwo form architektonicznych ma ogromny, choć nie zawsze uświadomiony wpływ na odczuwany komfort wnętrz nowoczesnych galerii handlowych tak chętnie odwiedzanych przez potencjalnych klientów.
Częstym powodem wybrania się na zakupy jest chęć przebywania, niejako zwiedzania, atrakcyjnych, urozmaiconych przestrzennie i zawsze pięknie dekorowanych wnętrz.
Fronty poszczególnych sklepów są niezależnie od nowych możliwości montowania dużych , ruchomych przeszkleń bardzo urozmaicone.
Ściany rozsuwane łukowe, liniowe czy segmentowe stosowane są najczęściej w salonach ekspozycyjnych wyrobów o większych gabarytach. Typowym przykładem są tu salony samochodowe, gdzie pożądany jest jak największy przepływ publiczności odwiedzającej centra handlowe. Podobnie dzieje się z prezentacją mebli, sprzętów AGD, zwłaszcza stacjonarnych jak pralki, lodówki, kuchenki itp., czy salonami firm handlujących elektroniką typu RTV czy komputerami.
Cechą tych salonów jest stała ekspozycja towarów o dużych przeważnie gabarytach lub takich, o których informacji szczegółowych udziela sprzedawca w bezpośrednim kontakcie z klientem. Z kolei sklepy oferujące odzież, obuwie czy galanterię, szkło, porcelanę lub biżuterię, a więc wyroby dotykane, mierzone i wybierane przez klientów, ograniczają penetrowanie przestrzeni sklepowej poprzez sytuowanie w fasadach gablot ekspozycyjnych skojarzonych z drzwiami wejściowymi – rozsuwanymi, rozwieralno-rozsuwanymi czy obrotowymi.
Szklone witryny, ograniczone szklanymi ścianami od podłogi do sufitu, są współczesnym wariantem dawnych witryn sklepowych, gdzie prezentowane są wspaniale zaaranżowane ekspozycje wyrobów. Aby zachęcać do ich kupna projektanci-dekoratorzy tworzą aranżacje prezentujące towary w atrakcyjnych zestawach z innymi elementami ubiorów czy wystroju wnętrz w kontekście których reklamowane towary zyskują na atrakcyjności i zachęcają do ich zakupów. Ekspozycje sklepowe, dzięki zastosowaniu szkła jako materiału konstrukcji obudowy witryn i wszelkich przestronnych form etalażu, stanowią podstawę reklamy i promocji towarów.
Najnowszym rozwiązaniem urozmaicającym elewacje sklepów i salonów wystawowych są całoszklone drzwi żaluzjowe o poziomo ułożonych szklanych segmentach. Podobnie jak drzwi do garaży opuszczane i podnoszone są automatycznie, skrywając się za podsufitką i otwierając szerokie wejście do wnętrza.
Wielkie centra handlowe skupiają w swych wnętrzach, poza sklepami i lokalami gastronomicznymi, również usługi. Pomieszczenia, w których ulokowały się oddziały banków, firm kredytowych, agencji podróży itp. wabią klientów pięknymi kompozycjami dekorującymi ich witryny. Najczęściej są to kompozycje barwne. Kolorowe szkło barwione w masie, lakierowane bądź stapiane warstwowo metodą fusingu staje się coraz modniejsze, bo urozmaica i wyróżnia się spośród przeważającej masy stosowanego powszechnie szkła przeziernego, bezbarwnego. Kompozycje barwne na dużych powierzchniach szklanych ścian frontowych mogą łączyć kolor z fakturami, dekoracjami nanoszonych metodą sitodruku, trawienia wzorów i ornamentów, matowienia powierzchni, czy wreszcie naklejania folii dekoracyjnych.
Szklane ściany działowe to nie tylko fasady i ściany zewnętrzne lokali sklepowych. Mają zastosowanie również we wnętrzach. Służą zarówno jako ścianki dzielące fragmenty ekspozycji, do eksponowania wyrobów a także wydzielania stanowisk obsługi klientów. Szczególnie w dużych salonach wystawowych spełniają swą rolę nie tylko dzieląc, ale również zdobiąc wnętrze.
Salon wystawowy w siedzibie firmy KINNARPS produkującej wyposażenie biurowe został pięknie zaaranżowany poprzez umieszczenie w centrum powierzchni wystawowej całkowicie przeszklonej salki recepcyjnej. Jej ścianki zewnętrzne zbudowane na planie elipsy uzyskano poprzez zmontowanie stosunkowo wąskich odcinków szkła umieszczonego w listwach zaciskowych mocowanych do podłogi i sufitu. Podział na wąskie odcinki ułożone wzajemnie pod kątem pozwolił na uzyskanie płynnego, owalnego kształtu zabudowy bez użycia szkła giętego. Co więcej, gęsto pojawiające się szlifowane krawędzie szkła dodatkowo urozmaicają i wzbogacają urodę tej zabudowy dzięki załamywaniu światła.
Kolejny przykład to zastosowane podziały wnętrza salonu wystawowego firmy MIELE oferującej sprzęt stacjonarny AGD. Ekspozycja wyrobów została wykonana wyłącznie ze szkła, dzięki czemu poszczególne sprzęty wchodzące w skład zabudowy kuchni, umieszczone zamiast mebli kuchennych w szklanych obudowach, są widoczne z każdej strony i z różnych miejsc salonu.
Z kolei recepcja wydzielona jest efektywną ścianką separacyjną z tzw. szklanych cegiełek – układanych jak mur ceglany z pasków bardzo grubego szkła, efektownie błyszczącego polerowanymi krawędziami. Pionowe ścianki działowe w przestrzeni wystawowej, jak również podwieszane wraz z oświetleniem pod sufitem, wykonano z tzw. crash glass – szkła pokruszonego w drobne kawałki i sklejonego między zewnętrznymi płaszczyznami, dzięki czemu uzyskano efekt szklanej mozaiki mieniącej się światłem odbitym od szklanych krawędzi.
W salonie MIELE zastosowano także rozsuwaną ścianę szklaną złożoną z wąskich segmentów szklanych ułożonych na sposób żaluzji i wertykalnych, wydzielającą pomieszczenie do konferencji i prezentacji audio i video.
Przykładem wykorzystania pionowych ścianek działowych do ekspozycji wyrobów jest salon handlowy oferujący wyposażenie łazienek. Na podświetlanych, mlecznych i satynowanych taflach szklanych umieszczono armatury łazienkowe, dzięki czemu uzyskano znakomitą ekspozycję wyrobów przy jednoczesnym stworzeniu wrażenia czystości i sterylności wnętrz łazienek.
Ewa Mickiewicz
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
więcej informacji: Świat Szkła 9/2010
inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
We współczesnym budownictwie, przy projektowaniu i wykonawstwie obiektów budowlanych jednym z materiałów zajmującym poczesne miejsce jest szkło, stosowane przede wszystkim w nowoczesnych rozwiązaniach obiektów uśyteczności publicznej, takich jak budynki biurowe, obiekty sportowe i handlowe, dworce itp.
W elemencie złożonym z dwóch płyt szkła połączonych szczelną warstwą gazu (np. w szybie zespolonej) zachodzi sprzężenie gazowe obciążeń (rys. 1).
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Drzwi pełnią ważną rolę w systemie przeciwpożarowym. Sprawują nie tylko kluczową rolę w czasie ewakuacji zagrożonego budynku, ale również zapewniają dopływ powietrza, konieczny do prawidłowego oddymiania pomieszczeń. System napędów drzwiowych DDS 54/500, nowość w ofercie firmy D+H, pozwoli zintegrować drzwi z ogólnym systemem oddymiania w budynku.
W przypadku alarmu pożarowego, system oddymiający ma zapewnić w pierwszej kolejności jak najszybsze usunięcie dymu oraz trujących gazów z budynku. Nie tylko ułatwia to proces ewakuacji, ale przede wszystkim wpływa na skuteczność oraz sprawność akcji ratunkowej. Nie bez znaczenia pozostaje tutaj również prawidłowe napowietrzenie ogarniętej pożarem strefy.
W tym wypadku doprowadzone w dolnych partiach budynków powietrze, poprawia naturalny ciąg tak, że dym uchodzi z budynku przez klapy i okna oddymiające zamontowane na wyższych poziomach. Aby oddymianie przyniosło oczekiwane efekty, w dolnych kondygnacjach budynku powinna być zamontowana odpowiednia ilość okien. Jeżeli w budynku brakuje wystarczającej ilości okien w dolnej kondygnacji, ich rolę powinny przejąć drzwi, które automatycznie otworzą się w momencie pożaru.
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Produkt adresowany jest nie tylko do dotychczasowych klientów firmy YAWAL, czyli producentów stolarki aluminiowej, ale także do firm z szeroko rozumianej branży osłonowej (producentów rolet, bram itp.), stanowi bowiem naturalne połączenie ofert obu tych grup producentów.
W sierpniu bieżącego roku zastosowano systemy YAWAL w fabryce ABB w Aleksandrowie Łódzkim. Stolarka aluminiowa i jej montaż został przeprowadzony przez firmę ARTON z Częstochowy.
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Od tysięcy lat głównym celem budowanych przez człowieka schronień była ochrona przed intruzami oraz warunkami atmosferycznymi. Pierwsze obiekty budowlane, jakimi były szałasy, lepianki czy choćby obecne do dnia dzisiejszego igloo, składały się tylko ze „ścian elewacyjnych” oraz, w późniejszym okresie, z dachu.
Ochrona środowiska naturalnego poprzez redukcję emisji CO2 oraz oszczędność nieodnawialnych zasobów energetycznych to wyzwanie naszych czasów, także w przypadku budownictwa. Firma Schüco odpowiada na to dostarczając innowacyjnych technologii i systemów okien, drzwi i fasad składających się na zewnętrzną powłokę budynku. Realizację wysoko energooszczędnych i energetycznie zrównoważonych obiektów umożliwiają pierwsze na rynku pasywne systemy fasadowe Schüco FW 50+.SI oraz FW 60+. SI (SI – Super Insulation).
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Od tysięcy lat głównym celem budowanych przez człowieka schronień była ochrona przed intruzami oraz warunkami atmosferycznymi. Pierwsze obiekty budowlane, jakimi były szałasy, lepianki czy choćby obecne do dnia dzisiejszego igloo, składały się tylko ze „ścian elewacyjnych” oraz, w późniejszym okresie, z dachu.
Aktualna definicja budynku zaprezentowana w Ustawie Prawo Budowlane [1] stanowi, że przez budynek należy rozumieć taki obiekt budowlany, który jest trwale związany z gruntem, wydzielony z przestrzeni za pomocą przegród budowlanych oraz posiada fundamenty i dach.
Dopiero w kolejnych latach pojawił się podział na kondygnacje, budynki wyposażone zostały w instalacje wewnętrzne i zewnętrzne, ale ściany elewacyjne (zewnętrzne), jako najbardziej archetypowy element budynku, rozwijają się od samego początku.
Obecnie ściany zewnętrzne stanowią nie tylko strukturę konstrukcyjną budynku, ale także barierę ochronną przed niepowołanymi gośćmi, zimą chronią nas przed chłodem, latem przed ciepłem, a przez cały rok również przed ogniem.
Ogień, jak budynki, pnie się do góry
Kiedy w 1853 r. na Wystawie Światowej Elisha Graves Otis zaprezentował swój wynalazek nie wiedział, że zrewolucjonizuje on budownictwo. Była to winda, pierwsza posiadająca zabezpieczenia przed zerwaniem się liny.
Do tego momentu budynki użytkowe rzadko przekraczały 7 kondygnacji nadziemnych nie dlatego, że nie potrafiono zbudować wyższych tylko dlatego, że nikt nie chciał wyżej ich wynajmować. Był to punkt zwrotny w budownictwie.
Niemniej czas na fasady szklane nadszedł kilkadziesiąt lat później, kiedy w USA ruszył wyścig o najwyższy budynek, który opierał się już przede wszystkim na konstrukcjach stalowych jako lżejszych od żelbetowych oraz ówcześnie także bezpieczniejszych. A szkło przyszło razem z nimi.
Niestety, coraz wyższe budynki spowodowały nowe problemy związane z bezpieczeństwem pożarowym. Tak jak woda płynie ku dołowi, tak pożar najchętniej rozprzestrzenia się ku górze. Bardzo efektownie zostało to zaprezentowane w filmie „Płonący wieżowiec”, w którym dowodzący akcją gaśniczą Steve McQueen mówi do architekta feralnego wysokościowca Paula Newmana, że prowadzenie akcji gaśniczej powyżej 7 piętra jest prawie niemożliwe. Był to rok 1974. Po wielu tragicznych w skutkach pożarach wieżowców ustawodawcy w wielu krajach przedsięwzięli kroki prawne, aby temu zapobiegać. Są one związane przede wszystkim z zapewnieniem właściwej ewakuacji oraz z przeciwdziałaniem rozprzestrzenianiu się pożaru na inne kondygnacje (do innych stref pożarowych), zwłaszcza przenoszeniu się ich po elewacji.
W Polsce Rozporządzenie Ministra Infrastruktury [2] stanowi:
§223. 1. W ścianach zewnętrznych budynku wielokondygnacyjnego, z zastrzeżeniem §224, powinny być pasy międzykondygnacyjne o wysokości co najmniej 0,8 m.
2. Za równorzędne rozwiązania uznaje się oddzielenia poziome w formie daszków, gzymsów i balkonów o wysięgu co najmniej 0,5 m lub też inne oddzielenia poziome i pionowe o sumie wysięgu i wymiaru pionowego co najmniej 0,8 m.
3. Elementy poziome, wymienione w ust. 2, powinny mieć klasę odporności ogniowej wymaganą w stosunku do ścian zewnętrznych budynku i być wykonane z materiałów niepalnych.
4. Warunki określone w ust. 1 i 2 nie dotyczą ścian holu i dróg komunikacji ogólnej.
§224. 1. W ścianach zewnętrznych budynku wielokondygnacyjnego nad strefą pożarową PM, o gęstości obciążenia ogniowego powyżej 1000 MJ/m2, wysokość pasa międzykondygnacyjnego powinna wynosić co najmniej 1,2 m.
2. Za równorzędne rozwiązanie uznaje się oddzielenie poziome w formie daszków, gzymsów i balkonów o wysięgu co najmniej 0,8 m lub też inne oddzielenie poziome i pionowe o sumie wymiaru pionowego i wysięgu co najmniej 1,2 m, z zachowaniem warunków określonych w §223 ust. 3.
§235. 2. Ścianę oddzielenia przeciwpożarowego należy wysunąć na co najmniej 0,3 m poza lico ściany zewnętrznej budynku lub na całej wysokości ściany zewnętrznej zastosować pionowy pas z materiału niepalnego o szerokości co najmniej 2 m i klasie odporności ogniowej E l 60.
§216. 8. W budynku, na wysokości powyżej 25 m od poziomu terenu, okładzina elewacyjna i jej zamocowanie mechaniczne, a także izolacja cieplna ściany zewnętrznej, powinny być wykonane z materiałów niepalnych.
9. Dopuszcza się ocieplenie ściany zewnętrznej budynku mieszkalnego, wzniesionego przed dniem 1 kwietnia 1995 r., o wysokości do 11 kondygnacji włącznie, z użyciem samogasnącego polistyrenu spienionego, w sposób zapewniający nierozprzestrzenianie ognia.
Szkło jako materiał niepalny oraz potrafiący sprostać kryteriom odporności ogniowej nawet do 120 minut jest doskonałym materiałem budowlanym spełniającym ww. kryteria.
Niemniej, w pierwszej kolejności należy zwrócić uwagę na pewne ograniczenia i rozszyfrować literki określające poszczególne parametry odporności ogniowej, tj. „E” i „I” oraz coraz częściej pojawiającą się „W”:
E – szczelność ogniowa ogranicza w ciągu określonego czasu przepływ gorących gazów i obszar płomieni do pomieszczenia.
I – izolacyjność ogniowa zapewnia nie przekroczenie wzrostu temperatury nienagrzewanej powierzchni (po stronie wolnej od pożaru) przeciętnie o więcej niż 140oC.
W – ochrona przed promieniowaniem ogranicza strumień ciepła, po stronie nienagrzewanej, tak, że poziom promieniowania cieplnego mierzony w odległości 1,0 m od przegrody nie powinien przekraczać 15 kW/m2 (poziom promieniowania cieplnego, który nie powoduje w ciągu kilku minut działania obrażeń ciała ludzkiego wynosi ok. 2,5 kW/m2) [3].
Liczby, które pojawiają się przy ww. oznaczeniach np. EI 60 oznaczają ilość minut podczas pożaru, tj. czas, w którym gwarantowany jest poziom odporności ogniowej w tym wypadku przegroda zapewnia szczelność i izolacyjność ogniową podczas 60 minut od wystąpienia oddziaływania termicznego.
E, I, W znaczy dach, przegrody pionowe, metody inżynierskie
Powyższe parametry, jakie spełniają poszczególne wyroby szklane, determinuje ich przeznaczenie:
E – wyroby posiadające jedynie szczelność ogniową mają zastosowanie przede wszystkim jako przekrycie dachu, okna dachowe, przekrycie atrium, dachowe pasma szklane. W przypadku dachu najważniejszym jest, aby w warunkach pożaru się nie zawalił w określonym czasie oraz aby przez ten okres chronił budynki wyższe znajdujące się w bezpośredniej bliskości. Przebywający wewnątrz ludzie znajdują się w pewnej odległości od dachu i bezpośrednie
oddziaływanie termiczne (poprzez promieniowanie i przewodzenie cieplne) nie stanowi dla nich zagrożenia.
EI – wyroby zapewniające szczelność i izolacyjność ogniową doskonale nadają się jako przegrody pionowe, tj. fasady, ściany wewnętrzne, obudowy dróg ewakuacyjnych, przeszklenia w drzwiach. Mogą mieć też bardziej ekscentryczne zastosowanie, jako obudowa ognioochronna stalowej konstrukcji, choć raczej jest to wyzwanie dla ambitnych architektów pracujących dla bogatych klientów. Materiał najdroższy, ale również o najszerszym zastosowaniu, gdyż skutecznie ochroni ludzi znajdujących się wewnątrz danego pomieszczenia lub może być stosowane na drogach ewakuacyjnych. Pełne ich zastosowanie zależy jedynie od inwencji projektanta.
EW – wyroby gwarantujące szczelność ogniową oraz ograniczające promieniowanie cieplne są dziś pomostem pomiędzy wcześniej omówionymi i dziś mają zastosowanie w obiektach, gdzie stosowane są metody inżynierskie jako podstawa dla potrzeb projektowania zabezpieczeń ppoż., gdyż nie mają szerszego umocowania prawnego. Niemniej, zwracając uwagę na parametry techniczne, ich przeznaczeniem będzie przede wszystkim zabezpieczenie przejść i pomieszczeń, gdzie mogą przebywać ludzie. Należy przy tym pamiętać, aby ograniczyć dostęp do takich przegród (np. barierkami) celem minimalizacji potencjalnych oparzeń, gdyż temperatura powierzchni przegrody po „bezpiecznej stronie” może sięgać nawet kilkaset stopni Celsjusza.
Dokładniejsze techniczne uwarunkowania zaprezentowanego podziału znajdziecie Państwo w artykule dr. inż. Grzegorza Dzienia Zagrożenie promieniowaniem cieplnym w pożarze [4] opublikowanym również przez „Świat Szkła”, który jest stale dostępny na witrynie internetowej wydawnictwa.
Kiedy dany wyrób posiada wybraną odporność ogniową?
Odpowiedź na pytanie jak są zbudowane „drzwi ppoż.” student Szkoły Głównej Służby Pożarniczej odpowiada: z blachy, wełny mineralnej i certyfikatu. To oczywiście dowcip, który w ogromnym uproszczeniu odpowiada na pytanie będące tematem tego punktu. Coś ma tylko wtedy odporność ogniową, kiedy jest to poparte certyfikatem i aprobatą techniczną wydaną przez notyfikowane biuro badawcze, jak np. Instytut Techniki Budowlanej. Dokument ten potwierdza, że dany wyrób został przebadany zgodnie z daną normą wydaną dla oceny danego parametru technicznego. Wszyscy niby o tym wiedzą, a rzeczywistość skrzeczy. Dla przykładu z branży szklarskiej zwrócę uwagę na pustaki szklane i luksfery. Na rynku krążą produkty, których dostawcy posługują się certyfikatami i aprobatami technicznymi wydanymi dla innych produktów. Tzn. też dla pustaków szklanych czy luksferów, ale innych modeli lub wręcz produkowanych przez innych producentów.
Certyfikat i aprobata techniczna ważna jest tylko dla jednego wybranego (czyli przebadanego) produktu lub systemu, gdyż każdy z nich z powodu nie tylko składu i budowy, ale także procesów technologicznych i stosowanych w fabryce systemów jakości, jest unikatowy. Wspominam o tym, gdyż kiedyś odbyłem przedziwną rozmowę z reprezentantem dostawcy, który nie chciał mi udostępnić drogą elektroniczną aprobaty technicznej w obawie o wykorzystanie jej przez kogoś innego (może przez moją skromną osobę) dla potrzeb sprzedaży swoich produktów. W pierwszej chwili wydało mi się to absurdalne, ale później zdałem sobie sprawę z nieświadomości naszego rynku (czyli konsumentów).
Dodatkowo, aprobata techniczna jest bardzo użyteczna dla projektantów
i realizatorów, ponieważ precyzuje zastosowanie, zasady transportu, magazynowania i montażu.
Podczas zapoznawania się z certyfikatem i aprobatą techniczną należy również zwrócić uwagę na datę ważności badań, celem uniknięcia zastosowania wyrobu, którego potwierdzenie odporności ogniowej utraci ważność przed oddaniem budynku do eksploatacji. W takiej sytuacji najlepiej skontaktować się z producentem, aby sprawdzić czy zamierza on powtórzyć badania danego wyrobu.
Fasada szklana, czyli estetyka, trwałość, bezpieczeństwo, koszty
Szkło większości kojarzy się głównie z czymś ładnym, ale nietrwałym. A dziś, szkło stanowi piękne i efektowne opakowanie budynków opartych o konstrukcję stalową czy żelbetową. Jest opakowaniem, które chroni użytkowników zarówno przed warunkami atmosferycznymi, jak również przed intruzami, a także… przed pożarem.
Szkło jest oczywiście powszechnie stosowane w budownictwie od setek lat jako zabezpieczenie otworów okiennych. Niestety zawsze był to najsłabszy punkt każdego obiektu.
Do niedawna, jeśli architekt projektował np. budynek wysoki lub wysokościowy, musiał kompozycję bryły podzielić na pasma międzykondygnacyjne dające bezpieczeństwo nie rozprzestrzeniania się pożaru pomiędzy piętrami budynku oraz na pasma okienne zapewniające komfort użytkownikom. Obecnie może stworzyć jednolitą bryłę nie tylko z zewnątrz, ale również we wnętrzu budynku, dając w ten sposób uczucie olbrzymiej przestrzeni oraz napływ dużej ilości światła zewnętrznego. Podobnie sprawa ma się z dachem, który nie musi być już dziś brzydką powierzchnią bez dodatkowych korzyści dla inwestora i przebywających wewnątrz ludzi. Tworząc duże przeszklenia lub wręcz zabudowując całe przekrycie dachu szkłem, wpuszczamy do środka światło dzienne dając niepowtarzalny efekt estetyczny oraz obniżamy koszty np. energii elektrycznej.
Oczywiście, od razu nasuwają się znacznie większe koszty materiałowe. Niemniej obiekt budowlany to najczęściej inwestycja na 20-30 lat, która często pełni rolę wizytówki inwestora. W przypadku biurowców i hoteli ta „wizytówka” może stanowić o powodzeniu przedsięwzięcia.
Koszty materiałowe to jedyny widoczny przyrost w kosztorysie związany z zastosowaniem szkła. Pozostałe punkty tylko obniżają bilans finansowy inwestycji:
czas prac budowlanych się skraca, gdyż szkło jest prefabrykowane poza budową, a jego montaż można prowadzić w każdych warunkach pogodowych, także przy temperaturze poniżej 0oC;
podczas eksploatacji powierzchnie szklane wymagają jedynie mycia, bez kosztów remontów elewacji czy dachu;
szkło przepuszcza światło dzienne, co może obniżyć koszt energii elektrycznej związanej z oświetleniem wnętrz.
Ktoś powinien zadać pytanie, dlaczego strażak tyle mówi o wpływie stosowania szkła na finanse inwestycji. Odpowiedź jest prosta: jest to niezbędne, aby przekonać architektów i inwestorów do stosowania wyrobów drogich w zakupie.
Dzięki temu tworzy się na rynku większy wybór ułatwiający także moją pracę.
inż. Robert Kopciński
Literatura
1. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane Dz.U. 1994 Nr 89 poz. 414 z późniejszymi zmianami.
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie Dz.U. z 2002 r. Nr 75 poz. 690 (z późniejszymi zmianami).
3. Laskowska Z., Kosiorek M.: Bezpieczeństwo pożarowe ścian działowych przeszklonych - badania i rozwiązania. „Świat Szkła”.
4. Dzień G.: Zagrożenie promieniowaniem cieplnym w pożarze. „Świat Szkła”.
inne artykuły tego autora:
- Bezpieczna droga w stanach kryzysowych, Robert Kopciński, Świat Szkła 10/2010
- Fasady szklane - elewacje wolne od ognia, Robert Kopciński, Świat Szkła 9/2010
- Konstrukcje aluminiowe w warunkach pożaru , Robert Kopciński, Świat Szkła 6/2009
- Zabezpieczenia ognioochronne konstrukcji stalowych w budynkach użyteczności publicznej , Robert Kopciński, Świat Szkła - Przegrody przeszklone w ochronie przeciwpożarowej
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
więcej informacji: Świat Szkła 9/2010
inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Fasadowe ściany osłonowe to szereg rozwiązań technicznych i sposobów mechanicznego mocowania za pomocą specjalnych łączników. Jednym z najbardziej rozpowszechnionych systemów przelotowego mocowania punktowego jest system Spider (pająk), zbudowany z korpusu jedno-, dwu-, trój- lub czteroramiennego oraz złączy śrubowych, tzw. rotul.
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
We współczesnym budownictwie, przy projektowaniu i wykonawstwie obiektów budowlanych jednym z materiałów zajmującym poczesne miejsce jest szkło, stosowane przede wszystkim w nowoczesnych rozwiązaniach obiektów użyteczności publicznej, takich jak budynki biurowe, obiekty sportowe i handlowe, dworce itp.
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Na architektonicznej mapie Gdańska odnotować należy niezwykle udany kompleks pięciu szklanych budynków klasy A o powierzchni najmu ok. 30 000 m2. Otwarte przestrzenie na kondygnacjach typu open space dają nowe możliwości adaptacji. Przeciętna powierzchnia piętra budynku to 1000 m2.
Całość tworzy niepowtarzalne centrum biznesowe: Arkonska Business Park. Wysmakowana architektura, znakomite wykonanie i trafiona lokalizacja pokazują, że takie architektoniczne perełki mogą powstawać także poza ścisłym centrum miasta.
- Szczegóły
- Kategoria: Wydanie 9/2010
Crisis on world’s and European markets haven’t passed polish economy by, but crisis effects were much weaker in Poland than in other European countries.
Despite of many problems harassed economy, Poland as the only one in UE obtained increase of gross domestic product in year 2009, as well as in first half of the year 2010 Poland belongs to few countries, that have noted economic growth.
Majority of domestic and foreign experts and prognosis institutions forecasts that in Poland in year 2010 gross domestic product increase will be 3,5-4%, which is confirmed by results of first semester.