The Glass Performance Days (GPD) to wiodąca na świecie konferencja branży szklarskiej. Istota konferencji GPD jest dobrze zilustrowana cytatem indyjskiego poety Bhartrihari: „Wiedza rośnie, gdy wiedza jest dzielona”. Celem wydarzenia jest globalny rozwój całego łańcucha produkcji, obróbki i zdobienia szkła. 

 

 

2018 04 23 1

fot. via GLASTON

 

 

Podczas 25-lecia imprezy w Tampere eksperci z branży odbyli 180 prezentacji na temat nowych technologii, trendów i innowacji. Przestudiowałem te prezentacje (łącznie ponad 10 000 slajdów PowerPoint) i podsumowałem najciekawsze i najważniejsze tematy w ponizszym artykule oraz w prezentacji, która jest dostępna do pobrania na stronie www.gpd.fi i www.gii.fi. Bardziej szczegółowe prezentacje różnych obszarów zostaną opublikowane później.

 

 

Światowe trendy na rynku szklanym

 

Przemysł szklarski doświadczył znaczących zmian w ciągu ostatnich 25 lat. Nowi gracze weszli na rynek, a produkcja wzrosła. 25 lat temu było 150 linii float, teraz ponad 500. Zaledwie ćwierć wieku temu Europa, Stany Zjednoczone i Japonia wyprodukowały 60% wszystkich szklanych elementów na świecie, teraz ich udział spadł poniżej 20%.

 

Wzrost firm z Dalekiego Wschodu, zwłaszcza Chin, odbija się na rynku na wiele sposobów: w Azji rośnie popyt i produkcja. Ponad połowa linii float i mocy produkcyjnych znajduje się w Chinach, a obecnie istnieje ponad 7000 chińskich patentów dotyczących szkła – to znaczny wzrost z liczby nieco ponad 300 patentów, które były 25 lat temu.

 

Zwiększyła się zdolność produkcyjna linii float i cykl życia pieców. Odnotowano postęp techniczny, na przykład w zakresie wydajnego zużycia energii, technologii topienia i różnych technologii powlekania. Cienkie szkło opracowane dla telefonów komórkowych i tabletów jest coraz częściej wykorzystywane w architekturze, projektowaniu wnętrz i przemyśle motoryzacyjnym.

 

Procesy wytwarzania również uległy znacznej poprawie w ciągu 25 lat. Rozmiary bezpiecznego szkła i szyb zespolonych znacznie się zwiększyły, a nowe powłoki zwiększają efektywność energetyczną do zupełnie nowego poziomu. Dzisiaj na szczególną uwagę zasługuje bilans energetyczny. Szkło może być gięte w bardziej złożone kształty, a różne powłoki nadają mu nowe funkcje i możliwości. Zwiększono automatyzację procesów i zwiększono wydajność produkcji. Z drugiej strony, lepsza kontrola jakości zmniejszyła liczbę błędów na różnych etapach procesu produkcji oraz liczbę reklamacji.

 

Całkowite zapotrzebowanie na szkło płaskie w 2016 r. wyniosło 73 miliony ton, czyli 9,2 miliarda m2 (w przeliczeniu na szkło gr. 3 mm) i zdominowane jest przez Chiny (51%). Bardzo szybki wzrost popytu w tym kraju to efekt obecnego boomu budowlanego.

 

Istnieje również duża liczba budynków z pojedynczymi przeszklonymi oknami, które zostaną zmodernizowane w Chinach, a także w Europie Środkowej. W Europie potrójne szyby stają się nowym standardem. W energooszczędnej, nowoczesnej konstrukcji oznacza to zwiększone zastosowanie powlekanych tafli szklanych w szybach zespolonych.

 

Rozwój nowych technologii i produktów odbywa się głównie w Europie i Stanach Zjednoczonych. Produkty branży motoryzacyjnej i szkło samochodowe w znacznej mierze produkowane jest również na Azji, ale także w tej dziedzinie badania i rozwój oraz projektowanie są często przeprowadzane w Europie.

 

Szkło jest wykorzystywane przede wszystkim do celów architektonicznych (fasady, wnętrza i remonty). Szkło budowlane stanowi około 80% całkowitego zapotrzebowania na szkło płaskie. Przemysł motoryzacyjny zużywa 10% szkła, a pozostałe 10% trafia do różnych specjalnych zastosowań, takich jak szybko rosnące zastosowania szkła solarnego.

 

Warto zauważyć rosnącą liczbę budynków o wys. 200 m lub więcej. Budowa wysokich budynków gwałtownie wzrosła w wyniku gwałtownego wzrostu urbanizacji i cen gruntów. Z drugiej strony, świadomość znaczenia efektywności energetycznej faworyzuje wysokie budynki, ponieważ zwarta zabudowa miast pozwala redukować emisję dwutlenku węgla z ruchu ulicznego. W 2017 roku było już ponad 1300 budynków na świecie, które wznoszą się ponad 200 m.

 

 

2018 04 24 1

fot. Eckersley O’Callaghan 

 

 

(...)

 

Przemysł 4.0 i Internet Rzeczy

 

Przemysł 4.0 to koncepcja czwartej rewolucji przemysłowej, która po raz pierwszy powstała w Niemczech. IoT (Internet of Things – Internet Rzeczy), znacząco zmienia procesy produkcyjne i metody działania. Automatyzacja i digitalizacja podnoszą produktywność na nowy poziom wydajności, elastyczności, jakości i czasu wprowadzenia produktu na rynek.

 

Firma GLASTON i inni czołowi gracze opracowali gromadzenie i przetwarzanie dużych zbiorów danych, ponieważ otwiera to zupełnie nowy potencjał. Na przykład właściwości każdego kawałka elementu szklanego można prześledzić przez dziesięciolecia. W budynkach baza danych wykorzystywanych materiałów budowlanych, ich właściwości i recyklingu znacznie poprawi bezpieczeństwo dostaw.

 

 

Ogólnoświatowe trendy projektowania szkła

 

Niezależnie od tego, czy na desce projektowej jest wieżowiec w centrum miasta, czy mała kamienica, otaczająca przyroda i budynki są uważnie analizowane przez architekta. Należy sprawdzić jak projektowany budynek pasuje do otoczenia: skąd słońce świeci, jak wieją wiatry, jak lokalny klimat wpływa na zużycie energii w budynku ...

 

Jednym z najważniejszych trendów jest całkowita przejrzystość, w której szkło jest najbardziej naturalnym wyborem. Przezroczyste szkło łączy budynek z otoczeniem, przyrodą i ludźmi; z drugiej strony oddziela i chroni przed siłami natury. W zaawansowanej technologii szklanej przezroczystość szkła może być zmieniana i dynamicznie dostosowywana, co daje nowe możliwości szklanej dekoracji wnętrz i zarządzania przepływem energii przez elementy fasady budynku.

 

 

2018 04 24 2

fot. Eckersley O’Callaghan

 

 

Duże, jednolite, szklane powierzchnie są obecnie energooszczędne i są w stanie utrzymać ciepło w pomieszczeniu lub na zewnątrz, w zależności od tego, co jest potrzebne. W wysokich budynkach fasady można przekształcić w różne „medialne atrakcje”. Na przykład w Hong Kongu drapacze chmur są wykorzystywane jako platformy, na których sterowane komputerowo diody LED oświetlają imponujące, animowane obrazy. W przyszłości będzie to wykorzystywane na wiele sposobów w rozrywce i komunikacji. Z drugiej strony, szklany most nad kanionem jest główną atrakcją i obiektem zachwytów, ale jednocześnie zapewnia bezpieczne przejście na drugą stronę kanionu.

 

Budynek Fondation Louis Vuitton w Paryżu, zaprojektowany przez Franka Gehry’ego, jest doskonałym przykładem różnorodności szkła w budownictwie. Trend polega na wykorzystaniu niekonwencjonalnych, bardziej miękkich lub bardziej organicznych form w budynkach. Zwiększyło to zapotrzebowanie na gięte szkło. Wraz z rozwojem technologii gięcia, wielofunkcyjne zastosowanie szkła może nadać kształt, spektakularność i wyróżniający charakter każdemu budynkowi.

 

„To właśnie na tym styku nauki, sztuki, materiałów i konstrukcji –projektowanie, technologia, sztuka i nauka przeobrażają się w architekturę. Piękno jest czymś więcej niż tylko powłoką” (Keith Boswell, SOM Architects).

 

 

2018 04 25 1

fot. Eckersley O’Callaghan

 

 

Światło dzienne

 

Istnieje wiele danych badawczych dotyczących wpływu światła dziennego. Na przykład, poprawia wydajność pracy i osiągnięcia w nauce i sprawia, że pacjenci szybciej dochodzą do zdrowia. Wykorzystanie światła dziennego jest zatem uzasadnione w projektowaniu budynków, bo zapewnia dobre samopoczucie, rentowność i zrównoważony rozwój.

 

Dzięki użyciu szkła światło dzienne może zostać dostarczone do budynku i wykorzystane w jego wnętrzu. Przezroczyste struktury we wnętrzu pozwalają również na przejście światła głębiej do budynku, a także może ono być przekierowywane za pomocą odbijających powierzchni.

 

Aby uzyskać jak najlepszą równowagę światła i energii, możemy dodać ruchome osłony przeciwsłoneczne, przeszklenia o zmiennej przezroczystości, panele słoneczne i – najnowsze rozwiązania – transparentne panele słoneczne zintegrowane z oknami. Istnieje już wiele sposobów wykorzystania światła dziennego dla wygody i dobrego samopoczucia mieszkańców, a także dla produkcji energii dla kreowania na budynku rzeczy, które mogą być miłe dla oka.

 

 

2018 04 25 2

fot. Eckersley O’Callaghan 

 

 

Ogólnoświatowe trendy w projektowaniu samochodów

 

Rozwój technologii obróbki szkła przynosi też nowe trendy w branży motoryzacyjnej, a w szczególności w pojazdach użytkowych. Szkło stanowi ważną część konstrukcji nośnej samochodu. Nietypowe wymiary i skomplikowane kształty szkła stają się coraz większym wyzwaniem dla producentów, ale jednocześnie dostarczają użytkownikom pojazdów nowe doświadczenia i zastosowania. Ekrany wyświetlające informacje w pojazdach użytkowych i pasażerskich zapewniają wyższą świadomość sytuacyjną podróżujących, gdyż dzięki nim informacje mogą być wyświetlane na przedniej szybie lub wyświetlane na wbudowanym w tę szybę przezroczystym wyświetlaczu. Kierowca nie musi już przenosić wzroku z drogi, ponieważ wymagane informacje ma przed sobą, na linii widzenia.

 

Oprócz bezpieczeństwa przemysł motoryzacyjny kładzie nacisk na efektywność energetyczną. Zapotrzebowanie na chłodzenie lub ogrzewanie można zmniejszyć, stosując szkło powlekane lub „inteligentne”, które pomaga regulować temperaturę wnętrza pojazdu (odpowiednio sterując dopływem promieni słonecznych do wnętrza).

 

 

Nowe technologie

 

Cienkie szkło jest już używane, na przykład w telefonach komórkowych i tabletach, pojawia się w branży budowlanej i motoryzacyjnej. Bardzo cienkie szkło (gr. 0,01 do 0,3 mm) jest tak cienkie, że można je zwijać w rolkę. Istnieją już udane przypadki pierwszych szkieł powlekanych, które mogą być zwijane w rolki, chociaż są one nadal zbyt wąskie, aby można je było zastosować w architekturze.

 

 

2018 04 26 1

 fot.via arch. Stig Mikkelsen

 

 

Zastosowania cienkiego szkła będą bardzo zróżnicowane, ponieważ technologie produkcji, powlekania i laminowania ulegają stałej poprawie. Możliwe będzie wytwarzanie większych rozmiarów wymaganych przez architektów, a z drugiej strony nowe technologie powlekania pozwolą na uzyskanie wielu nowych właściwości, gdy takie rodzaje szkła zaczną być produkowane masowo. Pojawią się takie wyroby, jak szklane meble ze szkła laminowanego z zastosowaniem ultra cienkiego szkła lub zrobione z nich tapety ścienne – te będą trwałe i łatwe do czyszczenia w taki sam sposób, jak szklane ekrany telefonów komórkowych i tabletów.

 

W zastosowaniach architektonicznych elementy konstrukcyjne ze szkła można uzyskiwać na wiele sposobów, najczęściej przez laminowanie szkła hartowanego specjalnymi foliami, przez wklejanie struktury naśladującej komórki plastra miodu do wnętrza szyby zespolonej lub przez zalaminowanie stalowego zbrojenia w strukturze szklanej belki. Dobry projekt i gięcie szkła będą oferować dodatkowe funkcje dekoracyjne. Technologia druku 3D również poczyniła pierwsze kroki w przemyśle szklarskim, ale do tej pory miała niewiele zastosowań.

 

 

Transparentne igloo wykonane z elektrycznie podgrzewanego szkła

 

Szkło ogrzewane elektrycznie przyniosło deweloperom nowe możliwości biznesowe, na przykład w branży hotelowej. Klienci hotelu są skłonni dobrze zapłacić za swoje niezwykłe doświadczenia, na przykład pozostając w przezroczystym igloo pod rozgwieżdżonym niebem i oglądając zjawisko zorzy polarnej. W pobliżu podgrzewanego elektrycznie szkła nie ma przeciągu, który mógłby zepsuć wrażenia klientów. Firma FINNGLASS, jeden z pionierów w tej dziedzinie, od dwudziestu lat rozwija technologię produkcji szkła ogrzewanego elektrycznie, która nadaje się do wielu zastosowań w nowoczesnym budownictwie

 

 

2018 04 26 2

fot. via prof. Mick Eekhout

 

 

Ogrzewana, szklana ściana jest droższa od tradycyjnego oszklenia, ale generuje znaczne oszczędności w zużyciu energii i zwiększa dostępną powierzchnię podłogową. Wewnętrzna powierzchnia ogrzewanego elektrycznie szkła ogrzewa się o 1-2 stopnie powyżej temperatury pokojowej, dzięki czemu zapobiega się efektowi zimnej ściany i konwekcji. Zużycie energii wynosi tylko 20-40 W/m2. Grzejniki lub klimatyzatory nie są wymagane, więc przestrzeń wewnętrzna jest dostępna do innych zastosowań. Przyniesie to znaczne korzyści w zakresie wykorzystania przestrzeni i zwiększy powierzchnię użytkową budynku. Szkło ogrzewane elektrycznie można również stosować jako przeszklenie w szklanych sufitach – podwyższona temperatura szyby zapewni topienie śniegu i lodu oraz pozwoli uniknąć kondensacji pary wodnej (co zagwarantuje doskonałą transparentność szyby).

 

 

Ogólnoświatowe trendy w zakresie udziału szkła w poprawie efektywności energetycznej

 

 

 

GPD 2017

Konferencja GPD świętowała 25-lecie. Impreza w Tampere przyciągnęła ponad 650 międzynarodowych uczestników i ponad 160 uczestników warsztatów High Rise w Helsinkach, z wiodącymi firmami w łańcuchu dostaw na całym świecie.

 

Step Change

 

Pierwsze wydarzenie cyklu Step Change zostało zorganizowane w ramach GPD 2017, jako forum spotkań dla start-upów i wiodących firm w branży szklarskiej. Celem było przyspieszenie rozwoju przemysłu szklarskiego poprzez pomoc nowym technologiom i innowacjom w wejściu na rynek, a tym samym poprawę konkurencyjności wyrobów szklanych w stosunku do innych materiałów.

 

 

 

Budynki odpowiadają za 44% całkowitego zużycia energii w krajach UE (budynki przemysłowe 7%, budynki mieszkalne i letniskowe 37%). Przejście na bardziej energooszczędne okna umożliwiłoby znaczne oszczędności, ponieważ szacuje się, że okna odpowiadają za 24% potrzeb grzewczych w UE i 9% potrzeb chłodniczych.

 

Jeśli chodzi o dane ogólnoświatowe, to wpływ budynków na zużycie energii jest jeszcze większy: zużywają one 60% wyprodukowanej energii i odpowiadają za ponad jedną trzecią emisji gazów cieplarnianych.

 

Nie chodzi tylko o to, w jaki sposób okna zatrzymują ciepło w środku (zmniejszając potrzebę ogrzewania) lub na zewnątrz (zmniejsza się potrzeba chłodzenia). „Inteligentna” fasada może przekształcić światło słoneczne w energię. Zintegrowane panele słoneczne są również popularne w Finlandii i krajach skandynawskich. Przezroczyste panele słoneczne są zintegrowane z oknami, a użytkownik nie zauważa różnicy w porównaniu z tradycyjnym oknem. W odniesieniu do kolektorów słonecznych nowe pomysły dotyczące wytwarzania ciepłego powietrza i ciepłej wody lub zastosowania ich do chłodzenia budynku są już w użyciu.

 

W cyfrowym druku na szkle osiąga się rozdzielczość do 1400 dpi i możliwe jest tworzenie dużych powierzchni, takich jak różne widoki (z dokładnością fotograficzną) na zewnętrznych ścianach i wewnątrz budynku. Równocześnie można poprawić bilans energetyczny budynku, ponieważ atrament ceramiczny stosowany do drukowania pochłania nadmiar energii (nadruk cyfrowy może też być elementem ochrony przeciwsłonecznej – chroniącej przed zbyt intensywnym promieniowaniem słonecznym).

 

 

2018 04 27 1

fot. via prof. Mick Eekhout

 

 

Budynek przyszłości będzie produkował przynajmniej część zużywanej energii i automatycznie równoważył strumień energii zużywanej – energią wytwarzaną na fasadzie. Jego okna mogą regulować ilość ciepła i światła przechodzącego przez nie, a także wykorzystywać podczerwone i ultrafioletowe składniki światła do produkcji energii elektrycznej. Opracowywane są „inteligentne” technologie elewacji szklanych, dlatego należy się spodziewać ciekawych informacji w tym zakresie.

 

 

Zastosowania szkła konstrukcyjnego

 

Tim Macfarlane był jednym z pierwszych, którzy zaczęli opracowywać wykorzystanie szkła jako materiału konstrukcyjnego w budynkach w latach 70-tych i 80-tych, co spowodowało ideę całkowitej przejrzystości: obciążenia wiatrem i konstrukcyjne mogą być również przenoszone za pomocą konstrukcji szklanych, a tym samym tworzenie nowych rodzajów budynków. To oczywiście stawia producentom i przetwórcom szkła nowe wymagania odnośnie produktów i urządzeń do przenoszenia i montażu dużych i ciężkich elementów szklanych.

 

 

2018 04 27 2

fot. via arch. Stig Mikkelsen

 

 

Szkło gięte na zimno jest stosowane w budynkach od ponad dziesięciu lat, a ponieważ dotychczasowe doświadczenia są pozytywne, jego zastosowanie zwiększyło się i zdywersyfikowało. W przypadku gięcia na zimno szyby zespolone z hartowanego szkła płaskiego są mechanicznie wyginane i po zainstalowaniu odwzorowują przestrzenny kształt fasady budynku. Jednak nadal najbardziej skomplikowane gięte szkło jest produkowane podczas procesu zgnania termicznego („na gorąco”). Najnowszym i najbardziej wymagającym procesem jest gięcie szkla połączone z procesem laminacji, który jest wykonywany w autoklawach. Ta metoda wymaga dużego doświadczenia i know-how, ale zapewnia nowe możliwości w zakresie konstrukcji szklanych.

 

Najnowszym produktem w tym zakresie jest wprowadzenie na rynek przezroczystych silikonów strukturalnych. Umożliwiają tworzenie jeszcze bardziej przejrzystych struktur i aplikacji.

 

 

2018 04 28 1

fot. via prof. Mick Eekhout

 

 

Światowe trendy dotyczące jakości szkła

 

Wymiary szkła hartowanego znacznie wzrosły w ciągu ostatnich kilku dekad: dziś największe tafle szklane mają 3,3x20 m. Wzrost rozmiarów szkła i opracowanie nowych powłok funkcyjnych nakładanych na szkło stwarza szczególnie surowe wymagania dla procesów hartowania i laminowania, dlatego kontrola jakości i różne metody pomiarowe są coraz ważniejsze.

 

 

2018 04 28 2

fot. via prof. Mick Eekhout

 

 

Prace nad rozwojem nowych technologii produkcji w firmach GLASTON i VIPROTRON skupiły się, między innymi, na opracowaniu metod pomiaru zniekształceń anizotropowych i rolkowych powstających podczas hartowania szkła, a tym samym – rozwijając metody weryfikacji i eliminacji przyczyn powstawania zniekształceń – pozwalają uzyskać lepszą jakość w celu dopasowania do najbardziej wymagających zastosowań. Firma SPARKLIKE ze swojej strony opracowała metodę pomiaru zawartości argonu w szybach zespolonych – badając cały gotowy element. Można to zrobić na linii produkcyjnej, po produkcji w fabryce lub na placu budowy. Metoda gwarantuje, że elementy niespełniające uzgodnionych wartości nie będą używane w budynkach. Pomiar w tych etapach projektu jest zawsze tańszy niż wymiana wadliwych elementów po zakończeniu prac budowlanych.

 

 

 

Jorma Vitkala
Przewodniczący komitetu organizacyjnego
Glass Days Conference (GPD)

 

 

Artykuł opiera się na wykładzie prezentowanym Konferencji GLASS PERFORMANCE DAYS 2017,która odbyła się 28-30.06.2017 w Tampere, Finlandia

 

 

Źródła

– Jorma Vitkala, GPD

– Bernard Savaëte, BJS.Différences

– Sener Oktik, Şişecam

– Dario Trabucco, CTBUH

– Alex Ochoa &Horst Mertes, FeneTech Inc

– Berhard Saftig, Siemens

– Philippe Willareth, Luchinger + Meyer

– Sandro Casaccio & Björn Sanden, Kuraray

– Sammy Hui, Hong Kong Facade Association

– Hui Yu, RFR Shanghai

– Tammy Jow, AC Martin

– Oliver Hans, Schuco

– Keith Boswell, SOM Architects

– Urmilla Sowell, GANA

– Tom Culp, GANA Energy Code Consulting

– Martin Zitto, Merck KGaA

– Stig Mikkelsen, MIKKELSEN Architects

– Juha Artama, NSG Group

– Joe Pimenoff, Beneq

– Graham Dodd, Sophie Pennetier & Peter Lenek, Arup

– Mick Eekhout, Octatube

– Eran Gal–Or, MICRON3DP Ltd.

– Timo Saukko, Finnglass

– Cedric Janssens, Glass for Europe

– Corey Hoven, Next Energy

– Stephen Selkowitz, LBNL

– Erika Saretta, SUPSI

– Amir Bayati, Heliotrope Tech Inc.

– Steffen Bornemann, Folienwerk Wolfen

– James O’Callaghan & Fabio Favoino, Eckersley O’Callaghan

– Valerie Hayez & Sigurd Sitte, Dow Corning Corp

– Daniel Vos, Heintges & Associates

– Marcin Brzezicki, Wroclaw Uni.

– Juha Karisola, Riku Färm & Miika Äppelqvist, Glaston Finland Oy

– Tim Macfarlane, GL&SS

– Tvitec

– Jesús M. Cerezo, ENAR

– Gabriele Pisano, Uni. Of Parma

– Viviana Nardini, Sika Services AG

– Benjamin Beer, Meinhardt Facade

– Lutz Schöne, LEICHT

– Marc Zimmer, Frener & Reifer GmbH

– Dirk Schulte, Tianjin North Glass

– Ingo Stahlkopf, Optris GmbH

– Marcus Klein, SURAGUS GmbH

– Chris Hellwig, Carl Zeiss Spectroscopy

– Kai Vogel, Viprotron

 

 

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

 

2019 04 2ang 6

  • Logo - alu
  • Logo aw
  • Logo - fenzi
  • Logo - glass serwis
  • Logo - lisec
  • Logo - mc diam
  • Logo - polflam
  • Logo - saint gobain
  • Logo termo
  • Logo - swiss
  • Logo - guardian
  • Logo - forel
  • vitrintec wall solutions logo

Copyright © Świat Szkła - Wszelkie prawa zastrzeżone.