Nowoczesna architektura opiera się na transparentności – fasady budynków, dzięki dużym przeszkleniom, otwartym przestrzeniom i maksymalnemu dostępowi do światła dziennego, zacierają granice pomiędzy światem zewnętrznym a wewnętrznym. Oprócz walorów estetycznych szkło, dzięki zaawansowanym procesom obróbki i technologiom powlekania, staje się jednym z najbardziej funkcjonalnych elementów współczesnego budownictwa.
Od surowca do szkła typu „float”
Proces produkcji szkła typu „float” sięga lat 50 XX wieku. Dzięki tej metodzie, stosowanej do dzisiaj, jest możliwa produkcja prawie idealnego, płaskiego szkła bez zniekształceń. W procesie wykorzystuje się połączenie surowców pierwotnych, takich jak piasek, soda i wapno, ze stłuczką szklaną, czyli skrawkami szkła pochodzącymi z wewnętrznych procesów czy recyklingu. Włączenie stłuczki do produkcji pozwala ograniczyć zużycie zasobów naturalnych oraz zmniejszyć emisję CO₂, co stanowi istotny element podejścia do zrównoważonego rozwoju.
Taki zestaw zostaje przetopiony w temperaturze sięgającej około 1500°C. Powstała masa płynna (o temp. 1100°C) rozlewa się na powierzchnię roztopionej cyny, a prędkość, z którą jest rozprowadzany strumień szkła, jednocześnie reguluje grubość tafli.
Jako materiał budowlany szkło typu „float” ma jednak istotne ograniczenia, takie jak sztywność, kruchość oraz niską odporność na uszkodzenia mechaniczne i naprężenia, co wpływa na bezpieczeństwo z uwagi na sposób jego pękania. Po rozbiciu rozpada się na ostre fragmenty, które mogą stanowić zagrożenie dla użytkowników. Z tego względu szkło tego rodzaju stanowi raczej punkt wyjścia do kolejnych procesów, dzięki którym otrzymujemy szkło bezpieczne.
Jak szkło staje się bezpieczne?
Aby nadać szkłu typu „float” właściwości odpowiadające wymaganiom współczesnego budownictwa, stosuje się dwa podstawowe procesy: hartowanie oraz laminowanie.
Hartowanie polega na podgrzaniu tafli do temperatury około 630-700°C, a następnie jej gwałtownym schłodzeniu. W wyniku tego zabiegu w strukturze materiału powstają naprężenia, które znacząco zwiększają jego wytrzymałość – nawet kilkukrotnie w porównaniu do szkła typu „float”. Charakterystyczną cechą szkła hartowanego jest również sposób pękania: rozbija się ono na drobne fragmenty o tępych krawędziach, co minimalizuje ryzyko skaleczeń. Dzięki temu znajduje zastosowanie m.in. w fasadach, drzwiach, balustradach czy elementach wyposażenia wnętrz.
Z kolei szkło laminowane powstaje poprzez połączenie dwóch lub więcej tafli szkła za pomocą warstw folii PVB (poliwinylobutyralowej). W przypadku uszkodzenia odłamki pozostają przyklejone do folii, co ogranicza ryzyko zranienia oraz wypadnięcia przez szybę. Takie rozwiązanie stosowane jest wszędzie tam, gdzie wymagane są podwyższone standardy bezpieczeństwa – m.in. w przeszkleniach dachowych, balustradach czy fasadach.
Funkcjonalność w projektach
W zrównoważonych projektach architektonicznych przy projektowaniu przeszkleń łączy się różne technologie, aby jednocześnie zapewnić bezpieczeństwo, komfort użytkowania przestrzeni i efektywność energetyczną. Jest to możliwe poprzez wzbogacenie szkła typu „float” o powłoki funkcyjne nakładane na szkło w procesie napylania magnetronowego. W tej technologii na szkło w silnym polu magnetycznym nanoszone są jony metali szlachetnych i cząstki tlenków metali, które tworzą bardzo cienkie, niewidoczne warstwy na powierzchni tafli – to w uproszczeniu opis procesu. W zależności od liczby warstw szkło zyskuje określone właściwości, co precyzyjnie kształtuje parametry użytkowe. Znaczenie mają tu wartości współczynników: przenikania ciepła Ug, przepuszczalności energii słonecznej g oraz przepuszczalności światła LT.
Im niższa wartość współczynnika przenikania ciepła Ug, tym lepiej szkło chroni przed stratą ciepła w pomieszczeniu. Im niższa wartość współczynnika g, tym więcej energii, czyli ciepła, zostanie zatrzymane, a pomieszczenia nie będą przegrzewane. Im wyższa wartość współczynnika LT, tym więcej naturalnego światła dziennego dociera do pomieszczeń.
W praktyce mamy sposobność łączenia różnych funkcji, dobierając konkretne rozwiązania w zależności od przeznaczenia budynku czy uwzględniając montaż przeszkleń względem stron świata. Przykładem jest szkło przeciwsłoneczne z rodziny COOL-LITE®, ograniczające ilość energii z promieniowania słonecznego przedostającego się do wnętrza i redukujące ryzyko przegrzewania pomieszczeń. Z kolei szkło niskoemisyjne ECLAZ® LUMI wspiera bilans energetyczny budynku, zatrzymując ciepło wewnątrz i poprawiając dostęp do światła dziennego.
Tam, gdzie mamy źródła hałasu i obiekt zlokalizowany na przykład przy ruchliwej ulicy, warto postawić na szkło laminowane o podwyższonej izolacyjności akustycznej, takie jak STADIP® PROTECT SILENCE, które ogranicza przenikanie hałasu do obiektu.
Calumen® – precyzyjny konfigurator przeszkleń
Współczesne projektowanie przeszkleń nie polega już na wyborze pojedynczego produktu, lecz na tworzeniu precyzyjnie dopasowanych konfiguracji. Każdy budynek ma inne wymagania, które przede wszystkim są zdeterminowane zapotrzebowaniem na energię. Szybkość analizy odpowiednich parametrów, które wpływają na bilans energetyczny jest kluczowa. Odpowiedzią na tę złożoność jest podejście oparte na weryfikacji danych i narzędziach cyfrowych.
Jednym z nich jest Calumen® – internetowa platforma do projektowania i analizy pakietów szybowych już na etapie koncepcji. Konfigurator oblicza właściwości fotometryczne i cieplne szkła za pomocą algorytmów obliczeniowych zgodnych m.in. z normami europejskimi EN 410 i EN 673, a przyjęta w nim metodyka została zatwierdzona przez TÜV Rheinland. Dodatkowo umożliwia oszacowanie śladu węglowego oraz zapewnia dostęp do Deklaracji Środowiskowych Produktu (EPD), wspierając projektowanie zgodne z zasadami zrównoważonego budownictwa.
Jak podkreśla Jakub Rydkodym, menedżer wsparcia technicznego sprzedaży Saint-Gobain Glass: – Calumen® ułatwia dobór pakietów szybowych, porównywanie różnych wariantów w czasie rzeczywistym oraz szczegółową analizę ich parametrów – takich jak przepuszczalność światła LT, współczynnik przepuszczalności energii g czy współczynnik przenikania ciepła Ug. Narzędzie zawiera rendery wizualizacji wybranych rozwiązań na elewacji budynku w różnych warunkach oświetleniowych. Każdy użytkownik może też generować karty produktu, które stają się częścią dokumentacji projektowej, zapisywać warianty konfiguracji w teczce projektu i wrócić do konfiguracji w momencie, gdy tylko temat będzie kontynuowany. Dzięki temu proces doboru przeszkleń jest szybki, kompleksowy i dopasowany do wymagań konkretnej inwestycji.
Takie podejście znajduje odzwierciedlenie w konkretnych realizacjach, jak biurowiec Lakeside w Warszawie – projekt pracowni Grupa 5 Architekci, w którym przeszklona fasada odgrywa istotną rolę zarówno pod względem estetycznym, jak i funkcjonalnym, a jednocześnie wpisuje się w otaczającą zieleń Doliny Służewieckiej.
W obiekcie wykorzystano zespolenia dwukomorowe o budowie 8/16/6/16/55.2, łączące szkło przeciwsłoneczne COOL-LITE® SKN 176 II (w wersji do hartowania), szkło termoizolacyjne PLANITHERM® XN oraz bezpieczne szkło laminowane STADIP® PROTECT. Taka konfiguracja została dobrana w oparciu o analizę parametrów, aby zapewnić bezpieczeństwo zamontowania dużych formatek szkła i uwzględnić optymalne warunki pracy.
Uzyskano parametry, które w przypadku tej realizacji miały bezpośredni wpływ na ograniczenie zapotrzebowania na energię przy jednoczesnym dostępie do światła dziennego. Wartość współczynnika przepuszczalność światła na poziomie 61% zapewnia dobre doświetlenie wnętrz światłem dziennym, co ogranicza potrzebę stosowania sztucznego oświetlenia w ciągu dnia. Jednocześnie wartość współczynnika przepuszczalności energii słonecznej g wynoszący 0,34 oznacza, że aż 66% energii słonecznej zostaje zatrzymane na zewnątrz, co przekłada się na ograniczenie przegrzewania pomieszczeń i niższe zapotrzebowanie na ich chłodzenie. Współczynnik przenikania ciepła Ug na poziomie 0,5 W/m²K pozwala z kolei efektywnie zatrzymywać ciepło w okresie zimowym.
Istotnym aspektem jest także bezpieczeństwo i komfort pracowników. Zastosowano wersję do hartowania szkła przeciwsłonecznego i szkło laminowane STADIP® PROTECT. Konfiguracja tego rozwiązania w narzędziu Calumen® pozwoliła nie tylko na szybkie wygenerowanie karty technicznej, ale również na pobranie deklaracji środowiskowych czy oszacowanie śladu węglowego przeszkleń.
Współczesne przeszklenia są efektem świadomych decyzji podejmowanych na etapie projektu. Calumen® pozwala je uporządkować i oprzeć na konkretnych danych, dzięki czemu dobór szkła staje się procesem precyzyjnym, przewidywalnym i dopasowanym do rzeczywistych potrzeb budynku.
