45 lat stosowania w Polsce szyb zespolonych

W dzisiejszym budownictwie trudno sobie wyobrazić oszklenie budynków bez zastosowania i obecności szyb zespolonych. Ten element techniki budowlanej miał swoje narodziny, początkowy, trudny okres stosowania, czas doskonalenia i dzisiejszy szeroki zakres stosowania.

Od Vilaplexu...
Pierwszy ze znanych elementów, który można nazwać szybą zespoloną, to wprowadzony pod koniec lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku wyrób belgijskiej firmy Glaverbel o nazwie „Thermopane”. Produkt ten wzbudził duże zainteresowanie wśród architektów i technologów budowlanych.

Wprowadzenie nowego oszklenia w postaci dwóch szyb w stałym zespoleniu i w układzie hermetycznym stanowiło przełom w dotychczasowym sposobie oszklenia stolarki i ślusarki budowlanej, w postaci podwójnego oszklenia szybami pojedynczymi.

Odpowiedzią na ten stan rzeczy było podjęcie prac badawczych i wdrożeniowych nad możliwościami produkcyjnymi podobnego zestawu szklanego w Polsce. Promotorem prac był ówczesny kierownik Zakładu Instalacji Sanitarnych Katedry Budownictwa na Wydziale Architektury Politechniki Krakowskiej prof. Eugeniusz Kostewicz. Katedra Budownictwa w porozumieniu i współpracy oraz przy finansowaniu prac przez ówczesne Sosnowieckie Zjednoczenie Przemysłu Szklarskiego przyjęła do realizacji na przełomie lat pięćdziesiątych i sześćdziesiątych ubiegłego wieku plan badań wraz z opracowaniem technologii produkcji szyb zespolonych o krajowej konstrukcji.

Badania cieplne na modelach prowadzone były w oparciu o opracowane wcześniej teoretyczne podstawy dotyczące termodynamiki przepływu ciepła przez takie oszklenia oraz rozważania dotyczące szczelności połączeń szyb na kształtce przegrodowej wraz z wynikającymi stąd przesłankami technologicznymi. Po wykonaniu badań i ocenie wyników podjęto działania mające na celu próbną produkcję niewielkich partii szyb zespolonych w oparciu o uzyskane rezultaty teoretyczne i pomiarowe. Pierwsze partie takich szyb zespolonych zostały wykonane w Hucie Szkła Okiennego „Szczakowa”. Produkcja partii doświadczalnych szyb zespolonych oraz ich montaż w konstrukcjach przeszkleń prowadzone były pod nadzorem pracowników Katedry Budownictwa.

Rys. 1. Budowa pierwszej polskiej szyby zespolonej „Vilaplex” 1. Szyby okienne gr. 4-5-6 mm, 2. Kształtownik przegrodowy z neoprenu, 3. Spoina z kleju Butapren, 4. Szczelina powietrzna wypełniona suchym azotem, 5. Okucie obrzeża szyby blachą aluminiową gr. 0,6 mm

Budowa pierwszej polskiej szyby zespolonej przedstawiała się następująco: dwie szyby okienne, ówczesnej produkcji HSO „Szczakowa”, zespolone zostały na płaskowniku neoprenowym przy połączeniu klejem „Butapren”. Z wnętrza szczeliny międzyszybowej zostało usunięte powietrze i w jego miejsce wprowadzono azot.

Stosowano grubości szyb od 4–6 mm, a grubość szczeliny (rozstaw szyb) wynosiła 12 mm jako optymalna w świetle wykonanych badań cieplnych. Szyba zespolona nosiła nazwę firmową „Vilaplex”, co stanowiło odzwierciedlenie zastosowanych materiałów (lamina, plexus). Szyby zespolone o takiej budowie zostały zastosowane (jako partie próbne) w kilku budynkach z rozwiązaniami przeszkleń o konstrukcji drewnianej, aluminiowej i stalowej, dostosowanych do tego wyrobu.

Na rys. 1 przedstawiono budowę pierwszej polskiej szyby zespolonej, a na rys. 2 niektóre z pionierskich zastosowań tych szyb zespolonych.

Rys. 2. Przykładowe realizacje z doświadczalnym zastosowaniem szyb zespolonych „Vilaplex”: 1. Hala sportowa w Zakopanem. Zastosowana czteroszybowa szyba zespolona „Vilaplex” w ramiaku aluminiowym. 2. Hotel „Orbis” w Krakowie. Zastosowana dwuszybowa szyba zespolona „Vilaplex” w ramiaku aluminiowym, obecnie wymieniona na nowe przeszklenie. 3. Budynek Urzędu Rady Ministrów w Zakopanem-Antałówce. Zastosowana szyba zespolona „Vilaplex” w ramiaku aluminiowym, ze szczeliną międzyszybową gr. 6 mm. 4. Przeszklenie pawilonu handlowego w Krakowie. Zastosowana trójszybowa szyba zespolona „Vilaplex” w ramiaku stalowym.

Po pierwszym okresie obserwacji montażowych i eksploatacyjnych, uzyskane wyniki badań teoretycznych, produkcyjnych i montażowych zostały przedstawione w zbiorze referatów, wygłoszonych na Sympozjum Naukowym „Izolacyjne przegrody szklane jako przegrody zewnętrzne w nowoczesnej architekturze i budowie” w 1962 r.

Były to referaty traktujące o zagadnieniach dotyczących szczelności złącz obrzeżnych szyb zespolonych, wyniki badań cieplnych, rozważania dotyczące sposobów wymiany powietrza w szczelinie międzyszybowej na suchy gaz, sposoby mocowania i podparcia szyb zespolonych w ramiakach okiennych oraz cały szereg zagadnień towarzyszących produkcji i montażu tych elementów. W realizacjach prototypowych, przedstawionych na rys. 2, zostały zastosowane zestawy dwuszybowe, trójszybowe a nawet czteroszybowe, dla uzyskania najszerszego zakresu obserwacji eksploatacyjnych.

Podstawiony zestaw badań cieplnych, technologii wytwarzania i dotyczących eksploatacji, a także próbne, doświadczalne realizacje, zostały wykonane w 1961 r., stąd za początek okresu stosowania szyb zespolonych w Polsce należy uznać tę datę.

...do Termizolu
Po pierwszym okresie stosowania w budynkach szyb zespolonych typu „Vilaplex” pojawiają się następne jego modyfikacje, powstające w oparciu o doświadczenia płynące z obserwacji eksploatacyjnych i produkcyjnych. Jednym z efektów wprowadzenia zmian, podjętych przez krajowych producentów szyb zespolonych było wprowadzenie nowego typu złącza szyb z zastosowaniem listwy przegrodowej z blachy aluminiowej (antikorodal) i wypełnionej sorbentem wilgoci.

Wprowadzono również nowe szczeliwa i kleje bazujące na bitumach. Jest to następny typ krajowej szyby zespolonej o nazwie „Termizol”, wykorzystujący nowe opracowania teoretyczne, a także wyniki badań nad eksploatacją pierwszych, próbnych partii szyb zespolonych. Partie tych szyb, zastosowane jako doświadczalne, przetrwały w niektórych budynkach do dzisiaj, inne zostały wymienione na bardziej doskonałe techniczne w następnych wersjach produkcyjnych. Na rys. 3 pokazano budowę tej szyby.

Rys. 3. Budowa szyby zespolonej „Termizol” 1. Szyby okienne gr. 4-5-6 mm 2. Kształtka przegrodowa z blachy aluminiowej gr. 0,55 mm, 3. Przetłoczenia w półce górnej kształtki przegrodowej  dla umożliwienia wymiany powietrza, 4. Granulowany sorbent wilgoci, 5. Szczelina miedzyszybowa wypełniona osuszonym powietrzem, 6. Szczeliwo bitizol, 7. Ochronna folia aluminiowa

Przedstawiając pierwsze typy krajowych szyb zespolonych należy wspomnieć o ich modyfikacjach już wtedy istniejących. Były to rozwiązania stosujące szyby antyinsolacyjne, bazujące na stosowaniu szyb absorpcyjnych oraz takie, które wprowadzały w szczelinę międzyszybową wypełnienie z włókna szklanego, mające na celu uzyskanie lepszych własności termoizolacyjnych (wersja szyby zespolonej nieprzejrzystej).

Należy wspomnieć również o towarzyszącym wprowadzaniu szyb zespolonych do budownictwa krytycznym i nieprzychylnym działaniu części ówczesnych środowisk inżynierskich a nawet szklarskich, bazujących na opiniach i działaniach negujących stosowanie szyb zespolonych w budownictwie.

Z dzisiejszego punktu widzenia działania te wydają się całkowicie nieuzasadnione, jednak na początku lat sześćdziesiątych wyrządziły one wiele szkód i przyczyniły się do opóźnień w propagowaniu tego nowego rodzaju oszklenia.

Dzisiejszy rozwój oszklenia termoizolacyjnego, nowej techniki w tym oszkleniu, rozwój techniki szklarskiej w dziedzinie szyb budowlanych z powłokami nie przywodzi niestety na myśl, że u podstaw tej techniki leży również nasza polska myśl techniczna. Współczesna technika budowlana zawdzięcza krajowym działaniom badawczym i eksploatacyjnym znaczący wpływ na rozwój i doskonalenie tego rodzaju nowoczesnych przekształceń w budownictwie.

Andrzej Bojęś
Politechnika Krakowska

patrz też:

- Architektura budynków przeszklonych szybami giętymi , Andrzej Bojęś, Świat Szkła 5/2009

- Oszklenia bezpieczne w budynkach sportowych , Andrzej Bojęś, Świat Szkła 12/2008

- Przeszklone ściany osłonowe - prognozy rozwoju , Andrzej Bojęś, Świat Szkła 9/2008

- Nowe technologie oszkleń w budynkach zabytkowych , Andrzej Bojęś, Anna Bojęś-Białasik Świat Szkła 5/2008

- Lekkie ściany osłonowe z oszkleniem strukturalnym - architektura, konstrukcja, estetyka , Andrzej Bojęś, Świat Szkła 11/2007

- Między klockiem a rzeźbą , Andrzej Bojęś, Świat Szkła 9/2007

- Oszklenia bezpieczne w przegrodach budowlanych a obowiązujące wymagania , Andrzej Bojęś, Świat Szkła 6/2007 

- 45 lat stosowania w Polsce szyb zespolonych , Andrzej Bojęś, Świat Szkła 12/2006

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacji: Świat Szkła 12/2006