Czy na fasadach szklanych powinno być montowane szkło, na którym mogą się pojawić się nieoczekiwane efekty kolorowych plam podobne do cętek lamparta?

Kwestię tę często podnoszą inwestorzy i architekci budynków z fasadami z hartowanego szkła. Do tej pory, odpowiedź była twierdząca. W poniższym artykule opisano nową technologię umożliwiającą zabezpieczenie się przed takimi niechcianymi efektami i psującymi niekiedy estetyczny charakter fasady.

Niepokojące efekty, wywołane dwójłomnością optyczną pojawiającą się w hartowanym szkle – tzw. anizotropia – są powodem częstych narzekań, a czasem też nieuzasadnionych reklamacji, kierowanych w stronę firm montujących fasady z tafli szklanych, poddanych obróbce cieplnej (ESG i TVG).

Szkło hartowane nowej generacji zabezpiecza przez uwidocznieniem anizotropii na przeszklonej elewacji

Dwójłomność w takim szkle, widziana w świetle spolaryzowanym (występuje również w świetle dziennym), może wytworzyć widoczne szare lub kolorowe plamy pojawiające się niekiedy na szklanej fasadzie.

Obecnie anizotropia, zgodnie z obowiązującymi wytycznymi technicznymi i normą europejską EN 12150-1:2000, jest traktowana jako cecha fizyczna – więc nie ma powodów do reklamacji. Jednak pozostaje niezadowolony klient, w wielu przypadkach nieświadomy, że takie efekty na fasadzie jego budynku mogą wystąpić.

Fasada wykonana z hartowanego szkła widziana w świetle spolaryzowanym, strefy naprężeń widoczne jako szare lub kolorowe fragmenty (w środku obszaru szyby). Fasada z anizotropią – zdjęcie górne, dla porównania – fasada bez anizotropii – zdjęcie dolne

Jak rozpoznać anizotropię?
W wyniku procesu hartowania w przekroju szkła pojawiają się pola (strefy) różnych naprężeń spowodowanych procesem technologicznym: szkło hartowane lub szkło wzmacniane termicznie jest podgrzewane w piecu do ok. 650°C, a następnie szybko schładzane zimnym powietrzem.

Te pola różnych naprężeń powodują podwójne załamania promieni świetlnych w szkle. Jeśli poddane obróbce cieplnej szkło sodowo-wapniowe (ESG lub TVG) jest obserwowane w świetle spolaryzowanym, pola naprężeń są widoczne jako kolorowe strefy.

Są one również nazywane „polami polaryzacji”. Strefy naprężeń i efekty anizotropii wynikają więc z procesu produkcyjnego. W spolaryzowanym świetle strefy naprężeń widoczne są jako szare lub kolorowe obszary, które są również znane pod nazwą „cętek lamparta”. Są one szczególnie widoczne pod określonym kątem widzenia i w pewnych, określonych sytuacjach instalacyjnych.

Symulacja pokazuje nowe szkło ARCON Topview bez widocznej anizotropii (z lewej), szkło hartowane ESG konwencjonalne (z prawej)

Światło spolaryzowane występuje w normalnym świetle dziennym. Wielkość polaryzacji zależy od pogody i kąta padania światła słonecznego czyli od położenia słońca na nieboskłonie. Wzór plam wynikający z anizotropii jest bardziej widoczny, gdy patrzymy na szybę pod ostrym kątem, z wykorzystaniem okularów z powłoką polaryzacyjną. Wraz ze wzrostem grubości szkła, niezależnie od warunków fizycznych, efekt anizotropii staje się bardziej zauważalny.

Podane powyżej, ogólnie przyjęte stwierdzenia próbuje zweryfikować firma ARCON i chociaż nie jest możliwe całkowite wyeliminowanie zjawiska anizotropii, to stosując odpowiednią technologię obróbki szkła i specjalne techniki pomiarowe (określające w jakim zakresie dane szkło wykazuje własności izotropowe, a w jakim anizotropowe) – te denerwujące efekty związane z anizotropią można w znacznym stopniu ograniczyć. W oferowanym szkle ARCON Topview anizotropia jest tak mała, że gołym okiem nie można jej już zauważyć.

Nowa technologia pomiarów określająca wielkość izotropii
Technologia pomiarowa opracowana przez ARCON, dzięki której można ilościowo czyli deterministycznie określić wartość izotropii, zapewniła firmie możliwość produkcji lepszego szkła hartowanego, udokumentować jego jakość i zagwarantować ilościowe jej weryfikowanie. Badania empiryczne wykazały,  e szkła dostępne na rynku mają wielkość wartości izotropii od 55 do 80%.

Określono również, że produkt charakteryzujący się wartością izotropii większą lub równą 95% gwarantuje, że typowy obserwator nie będzie w stanie zauważyć żadnych widocznych efektów anizotropii.

Obserwacje prowadzone w rzeczywistych warunkach atmosferycznych i w różnych sytuacjach oświetleniowych, przy długim czasie prowadzenia pomiarów oraz gromadzeniu dokumentacji fotograficznej, potwierdziły skuteczność nowej koncepcji.

Szkła ARCON Topview ESG (bezpieczne szkło hartowane) i TVG (wzmacniane termicznie), produkowane wg specjalnego procesu, opatentowanego przez ARCON, charakteryzuje wartość izotropii większa od 95%. Również oferowane przez ARCON powłoki przeciwsłoneczne Sunbelt zostały zoptymalizowane dla ARCON Topview. Szkło to jest prawdopodobnie pierwszym i jedynym szkłem, które nie ma widocznych efektów anizotropii.

Ze względu na obowiązujące wytyczne techniczne i europejskie normy dotyczące szkła, obecnie nie można składać reklamacji z powodu anizotropii (chyba, że stwierdzenia dotyczące szczególnych wymagań inwestora przewyższających standardy normowe były zawarte w specjalnej dwustronnej umowie spisanej z dostawcą szkła).

I właśnie aby ustrzec się gniewu klienta i niezadowolenia ze współpracy, dostawca szkła hartowanego ESG powinien informować swoich odbiorców o zjawisku dwójłomności i anizotropii. Wtedy poinformowany klient może zadecydować czy za dodatkową opłatą chce zamówić szkło ze znacząco ograniczoną anizotropią.

Albert Schweitzer
ARCON

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 6/2012