Newsletter

Login Form



Czytaj także -

Aktualne wydanie

OkladkaSS-10-2017

20170725-edgetech-banner-160x600-polonaisEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

baner konferencja 12 2017

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

 

  

FF18 750x150px PL NEUGIERIG

 

 baner mochnik colorimo 750X100

 

lisec SS FastLAne

 

baner-2-krzywe

 

 

 

Parametry techniczne nowoczesnych przegród szklanych. Część 5
Data dodania: 05.03.08

Postęp, jaki dokonał się w zakresie technologii szkła, zaowocował rozwiązaniami technicznymi, które jeszcze dwadzieścia lat temu mało kto brał pod uwagę. Mądre rozwiązania materiałowo-konstrukcyjne pozwoliły na skonstruowanie przeszkleń o ściśle określonych parametrach użytkowych. Nie są to rozwiązania w chwili obecnej stosowane masowo w budynkach mieszkalnych, ale stopniowo zyskują coraz większą popularność.

W artykule przedstawiono wybrane rozwiązania techniczne z tej grupy wyrobów: szyby o własnościach dźwiękochłonnych, przeciwpożarowych, grzewczych i samoczyszczących. Oczywiście istnieje wiele innych modyfikacji opisywanych w informatorach technicznych firm (szyby ornamentowe, emaliowane, antyrefleksyjne, ekstra białe itd.), co daje szerokie możliwości w kształtowaniu i poprawie funkcjonalności pomieszczeń.
 

Poprawa izolacyjności akustycznej przeszkleń
     Podstawowym parametrem charakteryzującym elementy budowlane pod kątem ochrony akustycznej pomieszczeń jest izolacyjność akustyczna przegrody (dźwiękochłonność) R, zdefiniowana jako zdolność przegrody do ograniczenia przenikania przez nią energii akustycznej. Wielkość tę określa się mierząc zmianę poziomu ciśnienia akustycznego L1 środowiska zewnętrznego w stosunku do średniego ciśnienia akustycznego L2 po przejściu przez przegrodę



Wzór (1) można również zapisać w postaci



gdzie:
I1, I2 – natężenie dźwięku przed i za przegrodą w W/m2,
γ – współczynnik przenikalności akustycznej przegrody.

     W przypadku przegrody jednorodnej dźwiękochłonność jest wprost proporcjonalna do logarytmu masy przegrody, natomiast odwrotnie proporcjonalna do porowatości materiału, z którego przegroda została wykonana.

     Ucho ludzkie jest wrażliwe na dźwięki, których częstotliwość zawiera się w przedziale 16÷20000 Hz, jednak akustyka budowlana bierze pod uwagę tylko cześć tego przedziału.

     Dźwiękochłonność materiału, z którego zbudowana jest przegroda, jest funkcją częstotliwości przenikającej fali dźwiękowej. Dlatego cechy akustyczne przegrody powinny być określone za pomocą krzywych izolacyjności akustycznej w funkcji częstotliwości, zwanych charakterystykami izolacyjności akustycznej. Charakterystyka izolacyjności akustycznej określa 16 wartości dźwiękochłonności w pasmach obejmujących 1/3 oktawy w przedziale 100÷3150 Hz. [1].

     Biorąc pod uwagę te 16 wartości określany jest dla określonej przegrody jeden ważony wskaźnik izolacyjności akustycznej właściwej przegrody Rw. Wartość Rw nie informuje dokładnie o tłumieniu hałasu o określonej częstotliwości, lecz określa średnie wartości tłumienia w całym badanym zakresie. Wskaźnik ten informuje o tym, o ile decybeli zmniejsza się poziom hałasu (o znormalizowanym rozkładzie) po przejściu przez przegrodę. Oczywiście należy pamiętać, że poziom hałasu jest definiowany zależnościami logarytmicznymi. Dlatego np. jeżeli hałas w pomieszczeniu zmniejszy się o 10 dB odnosi się wrażenie, że jest o połowę mniejszy.

     Określanie tylko jednego wskaźnika Rw ma tę wadę, że nie uwzględnia właściwości źródła hałasu, co może skutkować tym, że szyba posiadająca dobre parametry Rw może wykazywać niedostateczną dźwiękochłonność w częstotliwościach, dla których źródło emituje maksymalny hałas.

Aby częściowo wyeliminować tę wadę określa się wskaźniki adaptacyjne, tzn. poprawki (najczęściej o wartości ujemnej) do wartości wskaźnika ważonego, uwzględniające charakter dwóch typów dźwięków:
● wskaźnik C, odniesiony do tzw. szumu różowego*, zawierającego tę samą energię akustyczną w każdym przedziale długości fali; poprawka C dodana do wartości Rw daje skorygowaną wartość RA,
● wskaźnik Ctr, odniesiony do rozkładu charakterystycznego dla ruchu ulicznego; poprawka Ctr dodana do wartości Rw daje skorygowaną wartość RA,tr.rozkładu charakterystycznego dla hałasu bytowego.

     Przy rozpatrywaniu właściwości akustycznych przeszkleń należy brać pod uwagę całe okno. Ponieważ szyba i rama stanowią integralną część fasady nie jest zasadne określanie właściwości akustycznych szyb bez uwzględnienia sposobu ich połączenia między sobą i z ramą okienną.

      Wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej przegród budowlanych dla różnych typów budynków (mieszkalne, hotelowe, szkoły, budynki administracyjne, ochrony zdrowia itp.) przedstawiono w normie [2].

W tabeli 1 przedstawiono wymagania dla ścian zewnętrznych, z oknami w budynkach mieszkalnych.

W tabeli 2 przedstawiono wymagane ważone wskaźniki izolacyjności akustycznej Rw dla części pełnej ściany i dla okien, konieczne dla osiągnięcia wymagań określonych w tabeli 1.

Wartości w tabeli 2 dotyczą przypadku, gdy powierzchnia okien nie przekracza 50% powierzchni elewacji. W przeciwnym wypadku ważone wskaźniki izolacyjności akustycznej okien nie mogą być mniejsze niż wartości z tabeli 1.

     Jeżeli chodzi o sposoby podwyższenia izolacyjności akustycznej przeszkleń wyróżnić można:
● zwiększenie i zróżnicowanie grubości szyb,
● stosownie szyb laminowanych folią PVB (spełniającej również funkcję ochronną),
● stosownie szyb laminowanych żywicą dźwiękochłonną grubości ok. 1 mm,
● wypełnienie pustki międzyszybowej sześciofluorkiem siarki (SF6).

     Należy dodać, że zastosowanie w oknach szyb zespolonych samo w sobie przyczyniło się do zwiększenia ich izolacyjności akustycznej. Użytkownicy, którzy wymienili okna skrzynkowe lub ościeżnicowe na okna z szybami zespolonymi dostrzegają natychmiastową poprawę komfortu akustycznego pomieszczenia.

     Stosowanie grubszej szyby powoduje zwiększenie izolacyjności okna od dźwięków (prawo masy), jednak w przypadku dźwiękochłonnych szyb zespolonych szyby składowe muszą być różnej grubości, bowiem w przeciwnym przypadku wprowadzenie drugiej szyby nie wpłynie na poprawę własności akustycznych (zjawisko koincydencji). Stosunek grubości szyb powinien być większy niż 1,75 [1].

     W przypadku zwiększania grubości szyby, obniżenie izolacyjności od dźwięków przesuwa się w stronę niższych częstotliwości. Tak więc ważny jest dobór okien pod kątem konkretnej przeważającej częstotliwości. Cienkie szyby stosuje się w przypadku wytłumiania dźwięków o niskich częstotliwościach natomiast tam, gdzie przeważa hałas wysokoczęstotliwościowy, warto stosować grube szyby.

     Obniżenie niekorzystnego zjawiska koincydencji zachodzi również w miarę zmniejszania odległości między szybami oraz na skutek zmniejszania powierzchni przeszklenia. Grubość szyb w oknach dwu- lub więcej szybowych powinna być rozpatrywana łącznie z odległością między szybami. Dwie szyby o grubości 3 mm oddalone od siebie 5÷6 mm, wykazują gorszą dźwiękochłonność w paśmie małych i średnich częstotliwości niż takiej samej grubości szyba pojedyncza, natomiast w paśmie wysokich częstotliwości szyby zespolone wykazują zdecydowanie lepsze własności akustyczne.

     Szyby potrójne mają korzystne właściwości w przypadku dużych częstotliwości. W przeciwieństwie jednak do układów dwuszybowych, znaczenie ma tu nie tylko grubość i odległość między szybami, ale także stosunek tych odległości. W zakresach częstotliwości średnich i małych, wprowadzenie trzeciej szyby może wpłynąć różnie na własności akustyczne okna. Najlepsze własności można uzyskać różnicując zarówno grubości szyb jak i odległości między nimi [1, 3].

     Duże znaczenie przy wyborze okna, które izolowałoby od niepożądanych dźwięków, ma dobór odpowiedniego wypełnienia przestrzeni międzyszybowej szyby zespolonej gazem. Jeżeli hałas pochodzi ze średniego zakresu częstotliwościowego, czyli np. od rozmów, można zastosować okna z sześciofluorkiem siarki (SF6), należy jednak wiedzieć, iż w zakresie niskich częstotliwości 200÷250 Hz, gaz ten przyczynia się do powstania rezonansu akustycznego. Okna takiego typu nie powinny zatem znajdować się w ścianach wystawionych na hałas niskoczęstotliwościowy (ruch uliczny, przepompownie, hałas z wentylacji). Zestawów wypełnionych tylko SF6 w zasadzie się jednak nie stosuje, gdyż gaz ten powoduje obniżenie termoizolacyjności okna i dlatego stosowany jest głównie jako domieszka do argonu (15% SF6 + 85% Ar).

      Na jakość klimatu akustycznego w pomieszczeniach wpływ ma również odpowiedni montaż okien. Szczelina 1 mm może pogorszyć poziom izolacyjności akustycznej o 8 dB, a zastosowanie dodatkowej uszczelki środkowej w oknie podwyższyć dźwiękoizolacyjność o 3÷4 dB [3].

     Ponieważ aktualnie produkowane okna są szczelne i posiadają dobre własności zarówno dźwiękochłonne jak i termoizolacyjne, mogą się przyczyniać do zwiększenia zawilgocenia pomieszczeń oraz powstawania grzybów i pleśni, szczególnie w pomieszczeniach o słabej wentylacji i nieprzewiewnych.

Wymaganą wymianę powietrza można uzyskać poprzez uchylenie lub otwarcie okna, co jednak drastycznie zmniejsza izolacyjność cieplną i dźwiękową zestawu okiennego. Z tej przyczyny aktualnie wytwarzane okna posiadają funkcję rozszczelnienia (mikrowentylacji), która likwiduje potrzebę stosowania dodatkowych kosztownych listew wentylacyjnych (nawiewników). Mając na względzie parametry akustyczne okna należy brać pod uwagę rozwiązania techniczne mikrowentylacji okien.

Po rozszczelnieniu dźwiękochłonność natychmiast zauważalnie spada - dlatego najlepiej jest, gdy powietrze wentylujące pomieszczenie zanim do niego trafi, przejdzie przez tłumik akustyczny. Takim tłumikiem może być hydrofobizowana wełna mineralna lub odpowiednio zaprojektowany kanał dolotowy.

      W tabeli 3 przedstawiono przykładowe parametry izolacyjności akustycznej okien z różnymi typami przeszkleń podane przez firmę PreSS-GlAS [4]. W tabeli 4 przedstawiono parametry izolacyjności akustycznej okien z szybami dźwiękochłonnymi produkowanymi przez firmę SAiNT GOBAiN i PilkNGTON [5, 6].

Poprawa odporności przeciwpożarowej przeszkleń

     Podczas pożaru mamy do czynienia z trzema niebezpiecznymi zjawiskami:
● utrata wytrzymałości elementów konstrukcji budynku, spowodowana wysoką temperaturą pożaru, a w konsekwencji jej zniszczenie (szyby float i laminowane rozsypują się w temperaturze ok. 250oC);
● rozchodzenie się dymu i gazów toksycznych, mogące spowodować utratę orientacji, pieczenie oczu, zaczadzenie lub panikę;
● silne promieniowanie cieplne, mogące spowodować poparzenia.

     Biorąc powyższe pod uwagę przegrody ogniochronne opisuje się następujące parametry [5, 6, 7]:
R – nośność ogniowa – zdolność utrzymywania wytrzymałości mechanicznej – dotyczy głównie elementów konstrukcyjnych;
E – szczelność ogniowa – szczelność na płomienie i gorące gazy, czasowe ograniczenie przeniesienia się pożaru w wyniku przedostawania się płomieni lub znacznych ilości gazów; po stronie nienagrzewanej płomienie nie mogą się pojawić na dłużej niż 10 sekund;
I – izolacyjność ogniowa – zdolność przegrody do ograniczenia wzrostu temperatury po stronie chronionej, co czasowo uniemożliwia przeniesienie się pożaru po stronie chronionej i stwarza możliwość korzystania z dróg ewakuacyjnych; temperatura na nieogrzewanej powierzchni nie powinna przekroczyć średnio 140oC, miejscowo 180oC,
W – tłumienie promieniowania cieplnego – zdolność przegrody do tłumienia promieniowania cieplnego w taki sposób, że promieniowanie to, mierzone po stronie chronionej, nie może przekroczyć maksymalnej wartości strumienia ciepła wyrażonej w W/m2.

     Parametry te określa się podając w minutach minimalny czas utrzymywania stosownych wartości, w sposób określony przez odpowiednie normy przedmiotowe. Przy klasyfikacji szyb minimalny czas utrzymywania parametrów określa się wartościami: 15, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 i 300 minut. Na przykład element sklasyfikowany EI45 E60, utrzymuje parametry szczelności i izolacyjności dłużej niż 45 minut, a dodatkowo spełnia kryterium szczelności ponad 60 minut. Oczywiście przy określaniu parametrów ognioochronności przeszkleń należy brać pod uwagę zachowanie się całego przeszklonego elementu, a więc szyby z oramowaniem, drzwi, ścianek działowych itp. Przegrody przeszklone mają przede wszystkim zadanie spełnić wymagania E, EI, lub EW, rzadziej R.

     Przeszklenia, będące elementem oddzieleń przeciwpożarowych stref pożarowych, powinny spełniać wymogi określone w obowiązujących przepisach prawnych [8], w zależności od rodzaju budynku i funkcji przegrody.

      Jako budowlane szkła ognioodporne mogą służyć:
● szyby zbrojone siatką stalową – z tego szkła budowane mogą być elementy klasy e 30÷120;
● szyby laminowane (spełniające również funkcję ochronną), spełniające wymagania klasy E lub EI;
● szkła z wkładką ognioochronną – laminowane, z bezbarwną spieniającą się wkładką grubości ok. 1 cm, spełniające wymagania klasy EI lub EW;
● szkło składające się z tafli szkła float, połączonych przez warstwy pośrednie, wykonane z masy żelowej na bazie wodnego roztworu soli mineralnych (rys. 1); żel ten w temperaturze ok. 120oC posiada własność zwiększania objętości na skutek krystalizacji; podczas pożaru, warstwy żelu ekspandują, tworząc twardą, nieprzezroczystą powłokę stanowiącą czasowe zabezpieczenie przed pożarem (rys. 2); szyby z żelem spełniają wymagania klasy EI lub EW [4 ,5, 6].

      Szyby ognioochronne mogą być elementem zespolenia, w którym druga szyba jest wykonana z innego rodzaju szkła. W tabeli 5, jako przykład, przedstawiono parametry szkieł ogniochronnych produkowanych przez koncern GLAVERBEL (obecnie AGC Flat Glass europe).

Wspomaganie ogrzewania pomieszczeń

     Szyby z aktywnym systemem ogrzewania (szyby grzewcze) opracowano w krajach skandynawskich. W Polsce pierwszy raz zaprezentowane były w połowie lat 90. XX wieku. Zastosowanie takich szyb poprawia komfort cieplny pomieszczenia oraz, poprzez podniesienie temperatury oszklenia, eliminuje niekorzystne zjawisko kondensacji pary wodnej na powierzchni okna. Przy zastosowaniu odpowiednio dużej mocy (ok. 300 W/m2) oszklenie może być nawet zasadniczym źródłem ogrzewania pomieszczenia (temperatura szkła może wzrosnąć powyżej 40oC).

     Szyby grzewcze – oprócz okien pomieszczeń mieszkalnych – stosowane mogą być do odmrażania i stapiania śniegu na oknach dachowych, wspomagania ogrzewania  ogrodów zimowych, zapewnienia dobrej widoczności zimą w punktach obserwacyjnych, pojazdach itp. Szybę grzewczą można zintegrować z systemem alarmowym, włączającym się przy rozbiciu szkła. Jeżeli chodzi o konstrukcję wyróżnić tutaj możemy:
● szyby laminowane sklejone kilkoma foliami PVB; w jedną z warstw folii wkomponowane są cienkie przewody elektryczne (rys. 3a); w zespoleniu ochronę cieplną pomieszczenia polepszyć można przez zastosowanie szyby niskoemisyjnej po zewnętrznej stronie zestawu, (rys. 3b),
● szyby zespolone, z szybą grzewczą (ze szkła hartowanego lub laminowanego) w której elementem grzewczym jest pyrolityczna powłoka, posiadająca jednocześnie własności niskoemisyjne; elektrody, podłączone do źródła napięcia, umieszczone są tutaj po przeciwnych stronach tafli szklanej (rys. 3c); przy braku napięcia zestaw zachowuje się jak klasyczna szyba niskoemisyjna.

     Szyby grzewcze zostały wprowadzone na rynek polski przez firmę SAiNT-GOBAiN.
     Szyba grzewcza laminowana Thermovit [5] posiada moc grzewczą w granicach:
● 100÷300 W/m2 dla zastosowania w budynkach mieszkalnych,
● 300÷500 W/m2 dla zastosowania w obiektach przemysłowych,
● do 3600 W/m2 w zastosowaniach specjalnych, np. w statkach pływających po regionach polarnych.

     Zespolona szyba grzewcza laminowana Climaplus eglas [5] posiada moc grzewczą:
● 50÷100 W/m2 dla polepszenia komfortu cieplnego pomieszczenia,
● 100÷300 W/m2 dla zastosowania jako zasadnicze źródło ogrzewania,

Wspomaganie czyszczenia powierzchni szyb
     Wspomaganie czyszczenia szyb polega na zastosowaniu pyrolitycznego napylenia warstwy substancji mineralnej o właściwościach fotokatalitycznych i hydrofilowych. efekt fotokatalityczny ujawnia się w okresie nasłonecznienia, kiedy pod działaniem promieniowania UV następuje rozkład cząstek brudu pochodzenia organicznego na powierzchni szyby. efekt hydrofilowy polega na łatwym spłukiwaniu rozłożonych resztek brudu podczas opadów [5, 6].

      Szyby samoczyszczące oznacza się zazwyczaj przez dodanie do nazwy handlowej szyby nazwy napylenia (np. Bioclean w szybach firmy SAINT-GOBAIN, Activ w szybach firmy PilkiNGTON). Napylenie samoczyszczące sytuuje się od strony zewnętrznej (pozycja 1), chociaż możliwe jest również zastosowanie obustronnego napylenia, np. w przypadku szklenia pojedynczego laminowanym szkłem ochronnym. Powłokę samoczyszczącą można stosować na większości rodzajów szkła: standardowym, niskoemisyjnym, laminowanym itp. Możliwe jest też stosowanie po obu stronach tafli szkła dwóch rodzajów napyleń. Na rys. 4 przedstawiono możliwe warianty zestawienia powłok w szybie zespolonej.

     Stosowanie szyb samoczyszczących jest szczególnie zasadne przy dużej powierzchni przeszkleń i w miejscach szczególnie narażonych na zanieczyszczenia. Oczywiście nazwa „szyby samoczyszczące” nie oznacza, że mycie powierzchni jest zbędne – oznacza ona łatwiejsze usuwanie zanieczyszczeń, w stopniu zależnym od  lokalnych warunków usytuowania. Najlepsze efekty uzyskuje się przy usytuowaniu pionowym, można jednak szkło samoczyszczące stosować w przeszkleniach ukośnych, przy kącie pochylenia do poziomu większym od 15°. również intensywność nasłonecznienia i opadów w miejscu przeszklenia wpływa na efekty eksploatacyjne, lecz nawet przy osłonięciu od opadów mycie szkła jest łatwiejsze (może wystarczyć spłukanie wodą).

      Warstwa samoczyszcząca powoduje niewielkie pogorszenie świetlnych i energetycznych parametrów przeszklenia. Odpowiednie porównanie, przedstawione w materiałach firmy SAiNT-GOBAiN, przedstawiono w tab. 6.

dr inż. Zbigniew Respondek
Politechnika Częstochowska


Literatura
1. Zakrzewski T.: Akustyka budowlana. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1997.
2. PN-B-02151-3:1999 Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem pomieszczeń w budynkach. Izolacyjność akustyczna przegród w budynkach oraz izolacyjność akustyczna elementów budowlanych. Wymagania.
3. „Informator Budowlany”. Tom I. Wydawnictwo Murator, Warszawa 2004.
4. Materiały informacyjne firmy PreSS-GlAS.
5. Materiały informacyjne firmy SAiNT-GOBAiN.
6. Materiały informacyjne firmy PilkiNGTON.
7. PN-EN 357:2005 Szkło w budownictwie. Ognioodporne elementy oszkleniowe z przezroczystych lub przejrzystych wyrobów szklanych. Klasyfikacja ognioodporności.
8. rozporządzenie Ministra infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dz. U. nr 75, poz. 690. 

wszystkie części artykułu:

. Parametry techniczne nowoczesnych przegród szklanych. Część 1, Zbigniew Respondek, Świat Szkła 10/2007
. Parametry techniczne nowoczesnych przegród szklanych. Część 2, Zbigniew Respondek, Świat Szkła 11/2007
. Parametry techniczne nowoczesnych przegród szklanych. Część 3, Zbigniew Respondek, Świat Szkła 12/2007
. Parametry techniczne nowoczesnych przegród szklanych. Część 4, Zbigniew Respondek, Świat Szkła 1/2008
. Parametry techniczne nowoczesnych przegród szklanych. Część 5, Zbigniew Respondek, Świat Szkła 2/2008
. Parametry techniczne nowoczesnych przegród szklanych. Część 6, Zbigniew Respondek, Świat Szkła 3/2008


więcej informacji: Świat Szkła 2/2008

 

Czytaj także --

 

 

01 chik