Login Form



Czytaj także -

Aktualne wydanie

Okladka SS-04-2018

20180123-BANNER-160X600-V3-PL FENSTERBAUEDG 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

 

 

konferencja 12 kwietnia 2018 1a

baner-2-krzywe

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

 

katalog 2018 a

 

swiat szkla 750x100 2

 

sacroexpo 468x60 

Konstrukcje stal-szkło animatorem zrównoważonego rozwoju
Data dodania: 18.03.12

 

O istocie zrównoważonego rozwoju, zapoczątkowanego publikacją słynnego Brundtland-Report z roku 1987, napisano już wiele.

Autor przywołuje tu jedynie kilka własnych prac [1-5] – bardziej ogólnych, natomiast szczegółowy temat zapowiedziany w tytule niniejszej pracy omówi zgodnie z opracowaniem Recyclinggerechtes Konstruieren im Stahlbau [6], które zajmuje się głównie tzw. recyklingiem konstrukcji ze stali i szkła.

 

Zrównoważony rozwój jest trójwymiarowy – odbywa się w sferze ekonomii, ekologii i społecznokulturalnej. Jego wymiar ekonomiczny wiąże się z ochroną zasobów szeroko rozumianej gospodarki. W odniesieniu do budownictwa wymaga on uwzględniania, ponad kosztami samej budowy obiektu, także kosztów jego użytkowania w całym cyklu życiowym oraz wydatków tyczących się jego przyszłego demontażu.

 

Wymiar ekologiczny odnosi się do wykraczającej ponad współczesność potrzeby zachowania środowiska. W budownictwie oznacza to ochronę zasobów naturalnych poprzez optymalizację zużycia budowlanych materiałów i produktów, jak też minimalizowanie zapotrzebowania na ciepło, energię i wodę, tudzież – na odprowadzanie ścieków i odpadów.

 

Wreszcie, u podstaw społeczno-kulturalnego wymiaru zrównoważonego rozwoju znajduje się ochrona ludzkiego zdrowia, tworzenie wartościowego społeczeństwa oraz – na tym tle – wygoda i komfort psychiczny ludzi. W budownictwie miarodajne są takie parametry, jak: ciepło i wentylacja, oświetlenie, ochrona akustyczna, swoboda dostępu i aspekty estetyczne materiałów i całych obiektów.

 

Wiele ww. wymogów spełniają konstrukcje ze stali i szkła. Dotyczący tych konstrukcji zrównoważony rozwój znajduje swe istotne odbicie w wymienionym na początku recyklingu. Skupia się on na materiałach i metodach wykonawstwa tych konstrukcji, ale też na energii potrzebnej w procesach odnośnego wytwarzania – tzw. „szarej” energii. Minimalizowanie nakładów wszystkich tych procesów, łącznie z możliwością powtórnego użycia materiałów i elementów konstrukcji po upływie ich założonego okresu życia, prowadzi w ostatecznym rachunku do polepszenia tzw. bilansu ekologicznego i uznania społecznego.

 

Stal i szkło jako materiały budowlane nadają się dobrze dla respektowania idei recyklingu, ze względu na łatwość montażu i demontażu konstrukcji, typowość używanych elementów i ich połączeń, wreszcie też – z uwagi na możliwość wykorzystania zdemontowanych konstrukcji w innym miejscu i innej konfiguracji. Z tego względu wszystkie połączenia powinny być możliwie proste i łatwo dostępne, co należy uwzględniać już na etapie projektowania. Nie wchodząc w bliższe szczegóły tych spraw, przywołanych tu będzie tylko kilka praktycznych przykładów takich konstrukcji – w określonym stopniu respektujących kanony recyklingu.

 

Rys. 1. Model Pałacu Szklanego w Monachium

 

Warto chyba na początku ukazać dwa odniesienia historyczne – pokazane tu za czasopismem „Stahlbau” 4/2010. Na rys. 1 widoczny jest model zaprojektowanego w roku 1853 przez Augusta v. Voita Pałacu Szklanego w Monachium. Jest to prosta, żelazna konstrukcja ujednoliconego szkieletu, otulonego ciągłą, zunifikowaną siatką szklanych okien. Rys. 2 pokazuje natomiast model wykonanej w latach 1897/1898 w m. Wyksa (Rosja) konstrukcji walcowni blach, której autorem jest znany rosyjski inżynier Władimir Szuchow. Przekrycie dachu jest pierwszą na świecie dwukrzywiznową powłoką ze stali i szkła, mającą jednakże identyczne, powtarzalne elementy konstrukcyjne – tak stalowe, jak i szklane.

 

Rys. 2. Model walcowni blach w m. Wyksa (Rosja)

 

Ciekawym obiektem spełniającym dużą część postulowanych wymogów recyklingu jest ten zobrazowany na rys. 3 – wg czasopisma „Bauingenieur” 3/2010. Jest to „kostka” ze stali i szkła o wymiarach w rzucie wynoszących 30x30 m i wysokości równej 21,6 m. W konstrukcji fasad, dających pełną przejrzystość budynku, zrezygnowano z jakiegokolwiek obramowania na rzecz prętowo-cięgnowej struktury przestrzennej (rys. 4), połączonej z lekkim, stalowym szkieletem właściwej konstrukcji nośnej. Tak zwane węzły „quattro” łączą tafle przeszklenia, poprzez cztery punktowe zamocowania śrubowe, ze stabilizującą całość smukłą konstrukcją stalową. Projektantem tej konstrukcji jest architekt Alfonso Millanes Mato.

 

Rys. 3. „El Cubo” Banco Santander w Boadilla del Monte (Hiszpania)

 

Rys. 4. Przestrzenna struktura szkła Ipasol i stali w budynku “El Cubo”

 

Szeroki wachlarz atrybutów zrównoważonego rozwoju spełnia też nowoczesna konstrukcja hali produkcyjnej 
firmy JANSEN AG w Oberriet (Szwajcaria), którą pokazują rys. 5, 6 i 7 – wg czasopisma „Stahlbau” 6/2010. Produkcja dotyczy przerobu rur stalowych dla potrzeb przemysłu motoryzacyjnego. Zarówno otulina budynku, jak też wewnętrzne założenia fabryczne, spełniają wymagania Szwajcarskich Standardów Miniergie i odpowiadających im niemieckich przepisów pn. KW40.

 

Prostokątna hala o powierzchni rzutu równej 8000 m² została wykonana ze stali i szkła. Idea założonej kolorystyki odzwierciedla pracę konstrukcji: wszystkie elementy nośne są czarne, części ruchome – czerwone, a pozostałe – w kolorze jasnego aluminium. Obciążenie z dachu przenoszone jest za pośrednictwem ażurowych dźwigarów stalowych na dwa rzędy stalowych słupów o rozstawie wynoszącym ok. 25 m.

 

Obdarzony naturalną zielenią dach hali magazynuje wodę opadową, regulując w ten sposób wpływ pogody na klimat pomieszczeń. Poprzez szyby fasad i świetlików dachowych dostarczane jest potrzebne w pomieszczeniu światło. Szklano-stalowa fasada rozwinięta jest na całkowitej długości równej 350 m.

 

Kombinacja metalowych i szklanych paneli osłonowych hamuje odpowiednio przenikanie ciepła – przynosząc w pomieszczeniach hali zamierzony komfort cieplny. Samo oszklenie obejmuje potrójne tafle ze szkła ochronnego o grubości tafli wynoszącej 50 mm. Daje to wartość izolacyjną na poziomie Ug=0,6 Wm²/K. Fasady zawierają też ruchome urządzenia ochrony przeciwsłonecznej typu Schüco Sun-Control, ustawiające się automatycznie w zależności od położenia słońca. Klapy wykonane w świetlikach mają dbać o odpowiednie wietrzenie pomieszczeń.

 

Rys. 5. Wygląd zewnętrzny hali

 

Rys. 6. Widok wnętrza hali wzdłuż osi słupów

 

Rys. 7. Oszklenie fasady w widoku od wewnątrz 

 

Ciekawym i zachęcającym przykładem konstrukcji przyjaznej potrzebom zrównoważonego rozwoju jest budynek mieszkalny zbudowany w Niemczech w roku 2000 [6].

 

Odpowiada on w pełni recyklingowej wersji zrównoważonego rozwoju. Budynek jest całkowicie oszklony, mając bardzo korzystne trójwarstwowe szyby o wartości k=0,44. Zbudowany został w poszczególnych modułów związanych łącznikami śrubowymi i zaciskowymi – jest więc łatwy w budowie i rozbiórce.

 

Rys. 8. Widok oświetlonego budynku w nocy

 

Rys. 9. Schemat konstrukcji budynku 

 

Kompozycję konstrukcyjną budynku można odczytać z rys. 8. Składa się ona ze stalowego szkieletu nośnego, usztywnionego poziomo i pionowo śrubowo przyłączonymi krzyżulcami cięgnowymi.

Konstrukcja ta spoczywa na żelbetowej płycie fundamentu (rys. 9). Kształt węzłów, wraz ze śrubowymi łącznikami, ukazuje rys. 10.

 

Budynek ma cztery kondygnacje o wysokości wynoszącej 2,80 m każda. Całkowita wysokość budynku ma 11,20 m. 12 słupów szkieletu o przekroju prostokątnej rury ustawionych jest w siatce odstępów 3,85x2,90 m. Są one połączone, na obu kierunkach rzutu, stalowymi ryglami typu belki dwuteowej. Stropy są drewniane. Nie zastosowano żadnego otynkowania i malowania, tak że brak jest jakiegokolwiek pozakonstrukcyjnego łączenia materiałów. Widok wnętrza najwyższej kondygnacji pokazany jest na rys. 11.

 

Całość została zmontowana w czasie czterech dni. Z punktu widzenia idei recyklingu, ten ostatni przykład jest szczególnie istotny, ponieważ unaocznia dobrze współczesne trendy rozwojowe tyczące się sposobu respektowania tej idei w budownictwie. Ponadto, przykład ten odnosi się w specjalnym stopniu do konstrukcji ze stali i szkła. Jak widać, mogą one być montowane, rozbierane i powtórnie montowane bez większego trudu. Przykład ten obrazuje najlepiej przewodnią myśl niniejszego artykułu.

 

Rys. 10. Węzeł stalowej konstrukcji budynku

 

Rys. 11. Widok wnętrza budynku 

  

prof. Zbigniew Cywiński
Politechnika Gdańska

 

Literatura
[1] Cywiński Z.: Zrównoważony rozwój ważnym imperatywem budownictwa. „Wiadomości”, IPB, 1998, 7, 5-6.
[2] Cywiński Z.: Current philosophy of sustainability in civil engineering. “Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice”, ASCE, 127(2001), 12-16.
[3] Cywiński Z.: O projektowaniu konstrukcji budowlanych zorientowanym na cykl życiowy. „Wiadomości”, IPB, 2004, 7, 19-20.
[4] Cywiński Z.: Zrównoważony rozwój i projektowanie ekologiczne. „Wiadomości Projektanta Budownictwa”, IPB, 1, 16-17.
[5] Cywiński Z.: Zrównoważony rozwój budownictwa – wyzwaniem XXI wieku. „Wiadomości Projektanta Budownictwa”, IPB, 2010, 7,m 24-26.
[6] Sobek W., et al.: Recyclinggerechtes Konstruieren im Stahlbau. “Stahlbau” 79((2010), 6, 424-433.

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 2/2012

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik