Szkło, choć powszechnie kojarzone z materiałem dekoracyjnym i opakowaniowym, odgrywa kluczową rolę we współczesnej architekturze. Trudno dziś wyobrazić sobie budynki bez dużych przeszkleń – nie są one już domeną wyłącznie obiektów komercyjnych, lecz coraz częściej pojawiają się w budownictwie mieszkaniowym.
Fot. 1. Spękanie termiczne spowodowane jej nierównomiernym nagrzaniem poprzez jej zasłonięcie od wewnątrz (zdjęcie: M. Kozłowski)
Inwestor oraz użytkownik każdego budynku oczekują, że szyby w jego przestrzeni spełnią nie tylko funkcje estetyczne, lecz także będą trwałe, bezpieczne i skutecznie chroniły przed czynnikami atmosferycznymi, zapewniając jednocześnie odpowiednią izolację termiczną i akustyczną. Jednak pomimo dbałości uczestników procesu budowlanego, zdarzają się przypadki awarii szklanych elementów w budynkach. W takich sytuacjach często dochodzi do sporów dotyczących przyczyn awarii i odpowiedzialności za naprawę szkody.
Na początku warto zdefiniować pojęcie awarii w kontekście treści zawartych w artykule. Zgodnie z obowiązującymi przepisami, awaria techniczna to uszkodzenie lub zniszczenie elementu obiektu budowlanego, powodujące utratę jego pierwotnych właściwości. Dodatkową przesłanką pozwalającą zakwalifikować zdarzenie jako awarię jest powstanie poważnego zagrożenia dla zdrowia ludzkiego. W związku z powyższym, opisane w artykule sytuacje, w większości przypadków niestanowiące poważnego zagrożenia dla użytkowników budynków, należałoby zasadniczo traktować jako usterki. Jednak z uwagi na to, że prawo nie definiuje pojęcia „usterka”, w artykule posłużono się terminologią funkcjonującą w branży szklarskiej, choć nie zawsze w pełni odpowiada ona ustawowej definicji awarii budowlanej.
Przyczyny awarii można podzielić na kilka głównych kategorii: wady wyrobów budowlanych, błędy montażowe, niewłaściwy dobór komponentów szklenia, nieprawidłowe użytkowanie lub brak przeprowadzenia stosownych analiz. Błędne jest założenie, że elementy stolarki otworowej dostępne na rynku są każdorazowo weryfikowane pod kątem lokalnych warunków użytkowania, co miałoby gwarantować ich niezawodność przez wiele lat. Obecnie w Polsce dobór szklenia na potrzeby architektoniczne odbywa się najczęściej przez projektanta, wykonawcę fasad lub producenta stolarki otworowej, zazwyczaj na podstawie doświadczenia i dobrych praktyk, bez szczegółowej analizy konkretnego przypadku. Tymczasem każdy element budowlany – w tym stolarka okienna i drzwiowa, zwłaszcza o nietypowej geometrii lub budowie – powinien być szczegółowo zweryfikowany pod kątem lokalnych warunków eksploatacyjnych, środowiska pracy oraz specyficznych obciążeń środowiskowych i użytkowych.
Często użytkownicy nie są świadomi złożoności tych procesów i wymagań, które mają kluczowe znaczenie dla funkcjonalności i trwałości końcowych rozwiązań. W przypadku fasad budynków komercyjnych, ze względu na wysokie koszty ewentualnych napraw czy wymiany elementów, wykonawca często zleca specjalistyczne analizy, które pozwalają na optymalny dobór rozwiązań. Natomiast w budownictwie prywatnym takie analizy są rzadko przeprowadzane, mimo, że podlegają takim samym wymogom prawnym, co inwestycje komercyjne.
Fot. 2. Charakterystyczny początek zarysowania termicznego szyby przedstawionej na fot. 1 (zdjęcie: M. Kozłowski)
W przypadku inwestycji sektora budownictwa niemieszkaniowego decyzje dotyczące fasad podejmowane są zazwyczaj na wczesnym etapie procesu inwestycyjnego między innymi dlatego, że odgrywają kluczową rolę w kalkulacji zapotrzebowania energetycznego całego obiektu. W budownictwie jednorodzinnym wybór przeszkleń ma miejsce zwykle na późniejszym etapie, często dopiero przed zamknięciem stanu surowego zamkniętego, a kluczowym kryterium są zwykle względy finansowe. Tymczasem to właśnie decyzje podejmowane na tym etapie mogą przesądzić o późniejszej trwałości i niezawodności zastosowanych rozwiązań.
Wśród najczęściej występujących awarii szkła stosowanego w budownictwie w ostatnich latach wyróżnia się jego uszkodzenia, które można podzielić na dwie podstawowe kategorie/przyczyny:
- Uszkodzenia termiczne, najczęściej prowadzące do pęknięcia szyb, spowodowane nierównomiernym ich nagrzaniem w wyniku częściowego zacienienia lub zmianą stopnia absorpcji energii słonecznej (naklejki, emalia) w obrębie szyby, a także stosowaniem przesłon przeciwsłonecznych od wewnątrz lub elementów budynku, jak i brakiem odpowiednich rozwiązań wentylacyjnych (fot. 1 i 2). W wyniku ekspozycji na wysokie temperatury może również pojawić się zjawisko delaminacji szyby laminowanej lub naruszenia struktury chemicznej i fizycznej mas uszczelniających, co powoduje ich płynięcie, wyroszenia lub rozszczelnienie szyby zespolonej (fot. 3).
Fot. 3. Przebarwienia na powłoce niskoemisyjnej szkła od strony wewnętrznej szyby zespolonej spowodowane wyroszeniem związków lotnych (zdjęcie: M. Kozłowski)
Uszkodzenia mechaniczne, powstałe w wyniku przekroczenia nośności szyby wskutek nadmiernego obciążenia lub niedoszacowania jej nośności na etapie doboru szkła do danego zastosowania. Dość częstą przyczyną jest niedocenianie wpływu obciążeń klimatycznych lub nieuwzględnianie specyficznej lokalizacji budynku oraz jego ekspozycji. Zdarza się również, że zbyt grube szyby prowadzą do przesztywnienia konstrukcji, co w konsekwencji może powodować pęknięcia – jest to relatywnie częsty przypadek (fot. 4).
Obie powyższe przyczyny są o tyle kluczowe, że najczęściej prowadzą do serii uszkodzeń podobnych elementów na danej fasadzie czy budynku. Koszty wymiany uszkodzonych elementów generują dodatkowe, niezaplanowane obciążenia finansowe, czas potrzebny na wymianę w tym związany z wyłączeniem części powierzchni z użytkowania, wliczając najbliższe otoczenie budynku.
Wiele z tych awarii można by uniknąć, przeprowadzając podstawowe obliczenia statyczno-wytrzymałościowe oraz analizy termiczne. Niestety, podczas gdy takie analizy są standardem w przypadku fasad budynków komercyjnych, w budownictwie indywidualnym użytkownicy prywatni często zakładają, że zakupione okna zostały już poddane odpowiednim obliczeniom i weryfikacjom. Z jednej strony klienci ufają, że oferowane produkty są najwyższej jakości, a z drugiej strony przyjmują, że producent szklenia lub profili odpowiada za zgodność wyrobów z normami, natomiast wykonawca – za prawidłowy montaż. Tymczasem weryfikacja możliwości zastosowania konkretnego wyrobu budowlanego w kontekście lokalnych warunków środowiskowych i eksploatacyjnych jest zadaniem projektanta. Brak tej weryfikacji może prowadzić do problemów eksploatacyjnych, które z czasem generują wysokie koszty napraw i utrudnienia w użytkowaniu budynku.
Nie można całkowicie wyeliminować ryzyka wystąpienia awarii, jednak warto zainwestować środki na weryfikację zastosowanych rozwiązań. Przeprowadzenie obliczeń statyczno-wytrzymałościowych oraz innych niezbędnych analiz pozwala znacząco zminimalizować prawdopodobieństwo ich wystąpienia, a także ograniczyć potencjalne koszty związane z ewentualnymi naprawami. Takie podejście nie tylko zwiększa niezawodność zastosowanych elementów, lecz także wpływa na ich długoterminową trwałość i funkcjonalność.
Fot. 4. Pęknięcie w niewielkiej, przesztywnionej szybie zespolonej spowodowane obciążeniami klimatycznymi (zdjęcie: Saint-Gobain Glass)
Autorzy:
dr hab. inż. Marcin Kozłowski
mgr inż. Konrad Kuziorowicz
Saint-Gobain Glass