(Bez) pytania o rozmiar

Szczegóły: Kategoria: Wydanie 04/2018; Opublikowano: 08 maj 2018

Architektura zaczęła znacząco wpływać na rozwój i możliwości produkcji szkła w momencie, gdy produkcja szkła dobrej jakości stała się przystępna cenowo. Nastąpiło to wraz z pojawieniem się procesu produkcji szkła typu „float”, który umożliwił wytwarzanie płaskich tafli szkła w większych rozmiarach. W ciągu ostatnich kilku lat wśród producentów szkła doszło do olbrzymiego wyścigu na miarę konkursu olimpijskiego. Obecnie możliwa jest produkcja tafli o długości do 18 m, a jedna z firm jest już bliska produkcji 20-metrowych tafli w 2018 roku. Szkło w rozmiarze XXL można już znaleźć nie tylko w wybranych projektach, ale też… oglądać i podziwiać na targach glasstec 2018 w Düsseldorfie. od 23 do 26 października 2018

Przez długi czas, gdy była omawiana kwestia przezroczystości w architekturze, możliwości kompetencyjne i technologiczne porównywano w kategorii najbardziej efektywnej wartości współczynnika przenikania ciepła Ug. I jest godne podziwu, że przez okres 50 lat możliwe było przejście od pojedynczego oszklenia, przez pierwszą generację szkła izolacyjnego, aż do dzisiejszego, potrójnego oszklenia termoizolacyjnego. Pozwoliło to na zmniejszenie wartość Ug z ponad 5.0 W/(m²K) do 0,7 W/(m²K), zmniejszając ją prawie dziesięciokrotnie. Jednak wyścig na najskuteczniejszą izolację cieplną w oszkleniach termicznych już się właściwie skończył. Mimo że dalsze ulepszenia są technicznie możliwe, dzięki zastosowaniu poczwórnego lub próżniowego oszklenia, to wymagają one znacznie więcej wysiłku i kosztów, a także mają wiele innych wad funkcjonalnych, które utrudniają obecnie objęcie zasięgiem całego rynku. Wydaje się więc mało prawdopodobne, że zdobędą one większe znaczenie w przyszłości.

Szyby zwiększyły rozmiary

Jednak izolacja cieplna szkła jest tylko jednym z wielu aspektów, które odgrywają ważną rolę w architekturze. Wystarczy przypomnieć sobie ochronę przeciwpożarową i akustyczną oraz ochronę przed zbyt intensywnym nasłonecznieniem (cechę, którą można teraz zapewnić tylko dzięki oszkleniu, n.p. dzięki zastosowaniu szkła elektrochromatycznego lub typu switchable).

Nie potrzeba wówczas żadnych elementów mechanicznych, takich jak zewnętrzne żaluzje lub rolety czy też okiennice, które często są narażone na uszkodzenia w wyniku działania zmiennych warunków atmosferycznych.

A kierunki dalszego rozwoju? Rozmiary szkła są obecnie szeroko omawianym zagadnieniem w przemyśle szklarskim, maleje bowiem znaczenie szklenia dla architektury jako sprawy czysto praktycznej i wymagania architektów koncentrują się bardziej na aspektach projektowania i estetyki.

Możemy nawet powiedzieć, że przeszklenie znowu generuje duże problemy i wyzwania, również w sensie dosłownym. Architekci oczekują coraz większych tafli szkła, więc producenci szkła są obecnie zaangażowani w zacięty wyścig, kto ostatecznie wyprodukuje, przetworzy lub wykończy największe szyby.

2018 04 21 1

Fot. 1. W maju 2017 r. Dom Historii Europejskiej otworzył swoje bramy w Brukseli. Budynek, który pochodzi z lat 30. XX wieku, jest dawną kliniką dentystyczną i został rozbudowany o „szklany implant” z fasadą składającą się ze szklanych żeber o długości do 13,8 m (źródło: Sedak GmbH & Co. KG, Christian Fabris)

Fot. 2. Hala wejściowa do kompleksu 111 South Main w Salt Lake City zachwyca gości szklanymi fasadami o wysokości prawie 11 m, dla których po raz pierwszy wykonano laminaty z forniru drewnianego (źródło: Steel Encounters Inc, Salt Lake City, US)

Producenci szkła prowadzący w tym wyścigu do szkła formatu XXL to Sedak wraz z Thiele Glas, AGC Interpane, Saint-Gobain Glass. Każda z tych firm jest teraz w stanie wyprodukować taflę szkła o wymiarach 18×3,21 m, choć Sedak już od połowy 2018 r. przewiduje produkcję formatów 3,51×20 m. Będzie wtedy produkować i wykańczać „największe tafle szklane na świecie”. Ponieważ tak duże tafle szkła też muszą być transportowane z miejsca produkcji do miejsca montażu, firma Sedak – zajmująca się przetwarzaniem i wykończeniem szkła – opracowała specjalną naczepę samochodową (inloader) do transportu szkła. Jest ona w stanie przewieźć 16-metrową szybę drogami publicznymi i jest prawdopodobnie najdłuższą naczepą do transportu szkła, o łącznej długości 23 m.

Stabilność strukturalna i logistyka – wyzwania związane ze szkłem XXL

W rzeczywistości produkcja szkła XXL to tylko jedna strona medalu. Wykończenie i logistyka są równie ważne i dlatego muszą zostać rozwiązane i opanowane. W końcu szyby XXL przechodzą przez tyle samo etapów produkcji, przetwarzania i wykańczania – od szklanej wanny float po instalację na placu budowy – co konwencjonalnego rozmiaru szyby. Wymiary takich tafli szklanych różnią się tylko grubością (od 6 do 20 mm), podczas gdy sam proces jest taki sam, jak w przypadku innych rozmiarów.

Jednak sytuacja staje się trudniejsza, jeśli chodzi o zapewnienie stabilności konstrukcji danego budynku. Dzieje się tak dlatego, że elementy mocujące (łączniki), profile nośne i podpory muszą wytrzymać ogromny ciężar tafli szklanych (dochodzący do 3 t, w zależności od rozmiarów), a także wytrzymać oddziaływanie wiatru i ew. obciążenie śniegiem. I oczywiście jest jeszcze jedna kwestia, którą należy rozwiązać: kiedy duża szyba dotrze na miejsce budowy na ciężarówce, musi zostać przesunięta do miejsca zamontowania, bez ryzyka uszkodzenia lub zniszczenia.

2018 04 22 1

Fot. 3. Szkło XXL na drodze do autoklawów w firmie Sedak produkującej szkło laminowane – jeden ze specjalistów w produkcji i wykańczaniu oszklenia ponadwymiarowego czyli szkła XXL (źródło: Sedak GmbH & Co. KG)

Nowe technologie w obróbce i wykańczaniu szkła

W zależności od preferencji klienta, wykończenie szkieł XXL obejmuje te same etapy, co każde inne szkło: obróbka (tj. cięcie, wiercenie i obróbka krawędzi), nadawanie wstępnych naprężeń (termiczne wzmacnianie – tzw. półhart, hartowanie i test heat soak), druk ceramiczny (walcowy i cyfrowy), powlekanie i laminowanie. Tafle szklane o długości do 5 m można zgiąć w piecu. Jeżeli szkła są bardzo duże, stosuje się metody zginania na zimno o ograniczonym minimalnym promieniu gięcia (1500 x gr. szkła, na przykład 12-metrowy promień dla szkła grubości 8-mm). Pokazuje to, że pewne wymagania, a tym samym ograniczenia w stosowaniu szkieł XXL, występują nie tylko w produkcji, ale również w dalszej obróbce i wykańczaniu tak dużych tafli szklanych. Na przykład AGC Interpane i Sedak są obecnie w stanie wykonać wielokomorowe szyby termoizolacyjne o wymiarach do 3,21 x 15 metrów. Większe rozmiary można uzyskać tylko w przypadku tafli laminowanych.

(...)

Wytrzymałe uszczelnienie krawędziowe i przełączalne (switchable) szkło

Oprócz wykończenia, logistyki i montażu, przy szkle XXL nacisk kładziony jest również na uszczelnienia krawędziowe i ochronę przeciwsłoneczną. Przynajmniej jedna krawędź jest ograniczona do długości 3,2 m, tak że ciężar własny dla większych szkieł wzrasta nieproporcjonalnie na wąskim boku, ze względu na proces produkcji.

W zależności od rodzaju zamocowania oszklenia na elewacji, uszczelnienia krawędziowe musi z zapasem spełniać wymagania statyki konstrukcji i szczelności. W przeciwieństwie do wymagań statyki, znaczenie energetyczne uszczelnienia krawędziowego zmniejsza się proporcjonalnie do wzrostu wymiarów szkła. Dzieje się tak dlatego, że wpływ mostka cieplnego od uszczelnienia maleje wraz ze wzrostem powierzchni szyby.

Z drugiej strony, tym ważniejsze jest zapewnienie niezawodnej i wydajnej ochrony przed zbyt intensywnym promieniowaniem słonecznym w lecie. W konwencjonalnej konstrukcji osłon przeciwsłonecznych, np. w przypadku rolet zewnętrznych, jest to praktycznie niemożliwe przy dużych oszkleniach, a szczególnie w budynkach o dużych wysokościach. Innym aspektem jest element estetyczny: zwracanie uwagi na przezroczystość budynku poprzez zastosowanie dużego oszklenia mija się z celem, jeśli okna są następnie ukryte za roletami. Wprawdzie ilość dostarczanego ciepła w zimowym okresie grzewczym może być znacznie zmniejszona dzięki niskoemisyjnej powłoce na szybie, ale efekt oślepienia zbyt intensywnymi promieniami słonecznymi pozostaje nierozwiązany, jeśli nie zapewniono odpowiedniej ochrony przeciwsłonecznej.

W przypadku szkła XXL wydaje się, że szklenie o regulowanej elektrycznie przezierności (tzw. switchable) – oferowane na przykład przez Saint Gobain pod marką SageGlass – jest właściwie predestynowane, jako „inteligentne” rozwiązanie, do rozwiązania wszystkich trzech problemów: oślepiania zbyt intensywnym słońcem, estetyki i obciążenia wiatrem (zewnętrzne rolety i żaluzje w czasie zbyt intensywnego wiatru muszą być zwijane). Koszt energii potrzebnej do sterowania przeźroczystością szkła (2,4 W/m2) jest prawie nieistotny, biorąc pod uwagę pieniądze zaoszczędzone na instalacji i konserwacji zewnętrznych żaluzji lub rolet. W rezultacie, zawsze można podziwiać krajobraz za oknem, ponieważ widok przez szybę nie jest w żaden sposób zasłaniany, nawet gdy szkło jest przyciemnione. Przełączalna technologia szklana umożliwia aktywną przejrzystość lub pasywne zabarwienie. Najbardziej obiecującym rozwiązaniem jest obecnie aktywne szkło w wersji szkła elektrochromowego (o przejrzystości kontrolowanej przez napięcie) z umieszczoną wewnątrz szyby zespolonej powłoką nanostrukturalną. Po wprowadzeniu niskiego napięcia szkło przybiera kolor niebieski, tworząc tzw. „efekt elektrochromowy”.

Imponujące referencje jako świadectwo eksperckich kompetencji

Dla producenta szkła referencje są najlepszą formą reklamy. Referencje pokazują nie tylko wybitną architekturę, którą można osiągnąć dzięki oszkleniu XXL, ale także, ile wiedzy specjalistycznej jest wymagane przy wdrażaniu takich projektów. Jednym z przykładów jest wymiana 45-letnich szklanych elewacji budynku UNCTAD, Konferencji Narodów Zjednoczonych ds. Handlu i Rozwoju, w Genewie. Mają 13 m wysokości i są wykonane ze szkła niehartowanego, co było niezwykłe w 1971 r. Były to prawdopodobnie największe tafle szklane używane dotychczas. Kolejną sensacją były 15-metrowe szklane panele elewacyjne w nowej siedzibie firmy Apple w Cupertino. Takie projekty budzą oczywiście ambicje architektów i firm świadomych znaczenia korzystnego wizerunku – możemy więc spokojnie założyć, że osiągnięcie 20-metrowej tafli szkła przez firmę Sedak nie oznacza końca rozwoju możliwości produkcji szkła XXL.

2018 04 22 2

Fot. 4. Wiedza specjalistyczna w zakresie produkcji i wykończenia szkła to tylko jedna strona medalu. Ważna jest również logistyka czyli przewiezienie szkła XXL w nieuszkodzonym stanie na miejsce montażu. Firma Sedak opracowała w tym celu własną naczepę do pojazdów ciężarowych. „Inliner” może transportować tafle szkła o długości do 16 m (źródło: Sedak GmbH & Co. KG)

Poznaj wielofunkcyjne szkła XXL

Możliwości producentów i przetwórców szkła są analizowane w odniesieniu do wyzwań stawianych nowoczesnemu oszkleniu, wynikających z wymogów estetyki, wzornictwa, efektywności energetycznej, funkcjonalności, komfortu i trwałości konstrukcji.

Specjalnie zaprojektowane, przycięte, zakrzywione i wygięte wg skomplikowanej krzywizny, fantazyjnie zadrukowane, dowolnie przyciemniane i, co nie mniej ważne, bezprecedensowe w swoich rozmiarach – te cechy pokazują różnorodność dzisiejszej obróbki szkła, nadajacej szkłu budowlanemu wybitne miejsce w architekturze. Glasstec 2018 reprezentuje dzisiejsze know-how w przemyśle szklarskim i pokazuje wizje i trendy na przyszłość.

Daniel Krauß

Brigitte Küppers

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
Więcej informacji: Świat Szkła 04/2018