| Stosowanie szczeliw silikonowych w szkleniu zabezpieczającym, Część 1 |
| Data dodania: 02.09.11 | |||||||||||
|
Rynek szklenia budynków komercyjnych i szklanych fasad przez ostatnie kilka lat podlegał bardzo dynamicznym zmianom. Nowe wymagania, stawiane przez obowiązujące standardy i oczekiwania klientów, zwiększają popyt na wysokiej jakości produkty stosowane w szkleniu fasad.
Zmiany klimatyczne powodują powstawanie nietypowych zjawisk pogodowych, które mogą uszkadzać mniej wytrzymałe konstrukcje. Zarówno w Europie, jak i na Bliskim Wschodzie coraz częściej stosuje się w nowych i rekonstruowanych budynkach, przynajmniej na dolnych piętrach, wybuchoodporne konstrukcje, które mają na celu zabezpieczenie ludzi, przebywających wewnątrz lub na zewnątrz budynku przed odłamkami szkła, konstrukcji metalowej i innych materiałów. W Ameryce i Azji z kolei, konieczność stosowania konstrukcji zabezpieczających wynika z warunków klimatycznych i takich zjawisk pogodowych jak silne burze, huragany czy tornada lub trzęsienia ziemi, podczas których mogłoby dojść do zranienia osób i uszkodzenia mienia wewnątrz budynku, przedmiotami unoszonymi przez wiatr.
Ze względu na swoje właściwości fizyczne, przyczepność i odporność na warunki pogodowe, szczeliwa silikonowe są powszechnie używanymi produktami w budownictwie, jako wysokiej jakości materiały służące do uszczelniania budynków [1] [2]. Ze względu na specyficzną budowę chemiczną polimeru, szczeliwa silikonowe zapewniają unikalne właściwości uszczelniające i są wybierane przez projektantów, w przypadku wysoko postawionych wymagań co do trwałości i wytrzymałości złącza. Wprowadzenie na rynek pod koniec lat 70. strukturalnych szczeliw silikonowych, zrewolucjonizowało rynek fasadowy poprzez połączenie w jednym materiale właściwości uszczelniających, izolacyjnych i przyczepnościowych (konstrukcyjnych) [3] [4].
Szklenie strukturalne – metoda klejenia szkła, ceramiki, metalu, kamienia lub paneli kompozytowych do konstrukcji nośnej fasady budynku, wykorzystująca właściwości silnej i długotrwałej adhezji silikonu do powierzchni, szybko stało się bardzo popularne wśród architektów, jako metoda dająca niemal nieograniczone możliwości projektowe. Koncepcja w całości przeziernej i w pełni funkcjonalnej fasady mogła zostać zrealizowana, ponieważ szczeliwa silikonowe nie tylko zapewniają wodo- i wiatroszczelność fasady, ale również umożliwiają zamocowanie elementów i poprawiają sztywność konstrukcji. Ostatnio, technologia szklenia strukturalnego i szczeliwa strukturalne zostały objęte wymaganiami Europejskiego Standardu ETAG 002, na podstawie którego są wydawane Europejskie Aprobaty Techniczne. Produkty takie podlegają certyfikacji zgodności i oznakowaniu CE, co oznacza, że muszą spełnić podstawowe wymagania użytkowe i jakościowe stawiane produktom stosowanym w nowoczesnych budynkach [5] [6].
Pozytywne doświadczenia i wiedza dotycząca strukturalnych szczeliw silikonowych doprowadziły obecnie do rozpowszechnienia się technologii klejenia silikonami, także w innych wymagających zastosowaniach, w szczególności w technologii wklejania szyb do ram okiennych oraz w szkleniu zabezpieczającym, wszędzie tam, gdzie ściana osłonowa lub konstrukcje okienno-drzwiowe muszą zapewnić dodatkową ochronę, na przykład w sytuacji wybuchu.
Szklenie strukturalne w produkcji fasad odpornych na eksplozje Przykłady i badania
Dobrym przykładem zastosowania technologii klejenia były dwa obiekty w Madrycie, które ucierpiały w lipcu 2000 r. od eksplozji ok. 20 kg ładunku wybuchowego w historycznym centrum miasta. W jednym z budynków zastosowano czterostronny system szklenia strukturalnego. Niestety zarówno szkło jak i konstrukcja wsporcza fasady nie były zaprojektowane tak, aby wytrzymać wybuch bomby i fasada została całkowicie zniszczona. Do obrażeń ludzi wewnątrz budynku nie doszło dlatego, że ściana osłonowa zasłaniała istniejącą ścianę budynku wykonaną w tradycyjnej technologii z cegły. Jednakże ekspertyza całego budynku, i fasady strukturalnej jednoznacznie potwierdziła znakomitą przyczepność i trwałość spoiny strukturalnej na całym obwodzie klejonych strukturalnie elementów.
Właściwie, w żadnym miejscu nie odnotowano uszkodzeń adhezyjnych lub kohezyjnych pomiędzy silikonem strukturalnym i ramami metalowymi lub pomiędzy szczeliwem i pozostałościami szkła. Pomimo tak dużych sił związanych z gwałtownymi zmianami ciśnienia podczas wybuchu, szkło było w dalszym ciągu przyklejone do ram na całym obwodzie elementów. Stało się oczywiste, że gdyby system został w poprawny sposób zaprojektowany, z zastosowaniem odpowiedniej klasy szkła laminowanego i odpowiednio wytrzymałych profili metalowych, tego typu konstrukcja z oknami klejonymi strukturalnie byłaby idealnym zabezpieczeniem przed skutkami wybuchu.
Należy jednak stosować odpowiedniej klasy szkło laminowane i metalowe profile właściwej konstrukcji. W wyniku eksplozji zewnętrzne szkło laminowane zostało zniszczone, rama metalowa została w kilku miejscach poważnie odkształcona, jednak wewnętrzna tafla szkła nie została naruszona i nie doszło do rozrzucenia odłamków szkła w najbliższym otoczeniu konstrukcji.
Wewnętrzne szkło i wewnętrzna strona fasady została w zasadzie nienaruszona, pozostając w pełni integralną, co oznacza, że konstrukcja spełniła swoją funkcję zabezpieczającą ludzi wewnątrz przed skutkami wybuchu bomby. Silikonowe szczeliwo konstrukcyjne zachowało swoje właściwości elastomeryczne i znakomitą przyczepność, dzięki czemu nie doszło do odklejenia się elementów. W rzeczywistości rozklejenie elementu spowodowałoby całkowitą destrukcję elementu okiennego.
Dlaczego silikony?
Szczeliwa silikonowe charakteryzują się bardzo małymi zmianami parametrów fizycznych pod wpływem wahań temperatury, dużą odpornością na warunki pogodowe i promieniowanie UV [1]. Właściwości te wynikają z budowy polimeru silikonowego PDMS, który stanowi podstawę każdego szczeliwa silikonowego.
Teoretyczne rozważania, dotyczące zachowania się silikonu w takich specyficznych warunkach znalazły potwierdzenie w rzeczywistości. W momencie poddania silikonu działaniu gwałtownego obciążenia, typowego dla eksplozji bomby, huraganu lub trzęsienia ziemi, najistotniejszą rzeczą jest to, aby szczeliwo strukturalne pozostało elastyczne i mogło kompensować zmiany ciśnienia oraz wzajemne przemieszczenia pomiędzy materiałami, jednocześnie pozostając w pełni integralne.
Bibliografia:
obie części artykułu: - Stosowanie szczeliw silikonowych w szkleniu zabezpieczającym cz. 2 , Szymon Nadzieja, Świat Szkła 12/2006 - Stosowanie szczeliw silikonowych w szkleniu zabezpieczającym cz. 1 , Szymon Nadzieja, Świat Szkła 11/2006 patrz też: - Wkład technologii silikonowych w zrównoważoną architekturę , A.T. Wolf, Świat Szkła 5/2010 - SSG – zasady projektowania w świetle PN-EN 13022 część I i II oraz ETAG 002 , Tomasz Wierzchowski, Świat Szkła 10/2008 - Stosowanie mas uszczelniających do fasad , Szymon Nadzieja, Świat Szkła 9/2008 - Systemy oszklenia ze spoiwem konstrukcyjnym wg ETAGu nr 002. Część 2 , Krzysztof Mateja, Świat Szkła 6/2008
- Systemy oszklenia ze spoiwem konstrukcyjnym wg ETAGu nr 002. Część 1 , Krzysztof Mateja, Świat Szkła 5/2008
- Technologia wklejania szyb do konstrukcji okiennych , Szymon Nadzieja, Świat Szkła 4/2007 - Silikony w mocowaniach punktowych i liniowych , Tomasz Wierzchowski, Świat Szkła 1/2007 - Stosowanie szczeliw silikonowych w szkleniu zabezpieczającym cz. 2 , Szymon Nadzieja, Świat Szkła 12/2006 - Stosowanie szczeliw silikonowych w szkleniu zabezpieczającym cz. 1 , Szymon Nadzieja, Świat Szkła 11/2006 - Uszczelnianie szklanych konstrukcji z zastosowaniem szkieł samoczyszczących , Tomasz Wierzchowski, Świat Szkła 1/2006 |
