Spis treści
Typy szkła budowlanego
Szkło float
Znaczny zakres stosowania szkła we współczesnym budownictwie jest głównie możliwy dzięki wdrożeniu wysokowydajnej technologii produkcji szkła płaskiego float, a następnie jego przetwórstwa. Stanowi materiał bazowy do wytwarzania innych typów szkła, jak hartowane, laminowane ornamentowe itp. Głównymi składnikami szkła float są piasek, soda amoniakalna, dolomit i wapień, stopione w piecu o temperaturze około 1600 0C. Następnie płynne szkło jest formowane na powierzchni kąpieli cynkowej, co pozwala na uzyskanie płaskiej i gładkiej powierzchni, oraz stopniowo schładzane.
Szkło float charakteryzuje się wysoką przepuszczalnością światła i przejrzystością optyczną oraz dużą przezroczystością pozbawioną zniekształceń. Można go produkować w wielu rozmiarach i grubościach, a także giąć i obrabiać mechanicznie oraz malować lub powlekać.
Wyróżnia się jeszcze odmianę tego typu szkła o nazwie termofloat z powłoką z tlenków metali szlachetnych, nanoszoną metodą „off line”, po procesie schładzania. Stanowi szkło niskoemisyjne, którego powłoka skutecznie odbija promieniowanie cieplne z powrotem do wnętrza pomieszczenia, jednocześnie przepuszczając promieniowanie słoneczne.
Przeczytaj również:
- Montaż balustrady szklanej na balkonie i schodach. Jakie szkło na balustradę najlepsze?
- Szklana ścianka działowa: sposób na podział przestrzeni z klasą. Jakie szkło na ścianę?
Szkło hartowane
Szkło hartowane powstaje w wyniku poddania obróbce termicznej, której celem jest zwiększenie trwałości i odporności na uszkodzenia mechaniczne. W procesie hartowania szkło jest ogrzewane do temperatury około 600°C, następnie gwałtownie obustronnie schładzane strumieniem sprężonego powietrza. Powoduje to zmianę struktury szkła, polegającej na powstaniu na zewnętrznych powierzchniach szyby naprężenia ściskającego, natomiast wewnątrz równoważącego go naprężenia rozciągającego. W rezultacie uzyskuje się taflę szkła o charakterystyce wielokrotnie trwalszej i mocniejszej od niepoddanej takiej obróbce.
Ponadto szkło hartowane jest odporne na działanie skrajnie niskich lub wysokich temperatur oraz nagłą ich zmianę, a w przypadku uszkodzenia tafla rozpada się na wiele drobnych, nieostrych kawałków. Jednak ten rodzaj szkła budowlanego nie może podlegać żadnym mechanicznym obróbkom, jak wiercenie otworów, docinanie lub szlifowanie, które należy wykonać przed hartowaniem.
Szkło laminowane
Szkło laminowane, zwane także warstwowym lub klejonym, składa się z co najmniej dwóch tafli szkła połączonych ze sobą jedną lub kilkoma warstwami folii. Może to być termoutwardzalna folia typu EVA (kopolimer etylenu z octanem winylu) lub folia poliwinylobutyralowa typu PVB. Proces laminowania szkła polega na jego nierozerwalnym łączeniu z folią pod wpływem temperatury i ciśnienia w specjalistycznych piecach. Usytuowana pomiędzy taflami szkła folia absorbuje energię uderzenia oraz zapewnia stabilność w przypadku rozbicia. Ponadto ten typ szkła budowlanego cechują wysokie właściwości bezpieczeństwa, głównie zwiększona odporność na pękanie i utrzymanie kształtu w razie uszkodzenia, co minimalizuje ryzyko zranienia.
Szkło ornamentowe
Szkło ornamentowe powstaje w procesie walcowania płynnej wstęgi szkła pomiędzy dwoma cylindrami, z których jeden ma wygrawerowany wzór wtłaczany w powierzchnię tafli, zaś drugi jest gładki. Stopień przejrzystości szkła zależy od naniesionego wzoru, a także opcjonalnej obróbki, jaką może być piaskowanie. Tafla szkła ornamentowego przepuszcza światło do wnętrza pomieszczenia jednocześnie subtelnie go rozpraszając, co daje poczucie prywatności.
Szkło budowlane ‒ właściwości techniczno-użytkowe
Właściwości fizyczne szkła budowlanego
Najpopularniejszym szkłem budowlanym jest szkło typu „float”, wyróżniające się gładką powierzchnią, wysoką jakością i przejrzystością oraz łatwością w czyszczeniu, a także dużym zakresem grubości 2‒25 mm. Ponadto cechuje się następującymi parametrami:
- wytrzymałość na ściskanie – ok. 1000 MPa,
- gęstość – ok. 2500 kg/m3,
- twardość – w zakresie od 6 do 7 w skali Mohsa.
Dostępna jest także odmiana o nazwie „termofloat”, mająca na swej powierzchni niewidoczną dla oka powłokę z metali szlachetnych, co czyni je niskoemisyjne i wysoce termoizolacyjne.
Tafle szkła powinny spełniać wymagania wynikające z postanowień normy PN-EN 572-1+A1:2016 „Szkło w budownictwie. Podstawowe wyroby ze szkła sodowo-wapniowo-krzemianowego. Część 1: Definicje oraz ogólne właściwości fizyczne i mechaniczne”. W normie określono i sklasyfikowano podstawowe wyroby szklane, podano ich chemiczny skład, główne właściwości fizyczne i mechaniczne oraz zdefiniowano ogólne kryteria jakościowe.
Przeczytaj również:
- Podwójne fasady szklane – estetyka, technologia i energooszczędność
- Szklane fasady – nowoczesność wpisana w tradycję
Bezpieczeństwo szkła budowlanego
Elementy przeszklone i szklane występujące w budynkach powinny spełniać wymagania rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. z 2019 r., poz. 1065 z późniejszymi zmianami). Wynika z nich konieczność zapewnienia przez szkło bezpieczeństwa, głównie odporności na uderzenia i stosowania zgodnie z przeznaczeniem, zwłaszcza w miejsca narażonych na kontakt z ludźmi. W przypadku uszkodzenia szkło hartowane powinno rozpadać się na drobne, nieostre kawałki, a laminowane zachować swoją przezierność i zatrzymywać odłamki na folii. Ponadto szkło powinno spełniać wymagania dotyczące bezpiecznego szkła budowlanego łącznie z klasyfikacją, wynikające głównie z normy PN-EN 12600:2004 „Szkło w budownictwie. Badanie wahadłem. Udarowa metoda badania i klasyfikacja szkła płaskiego”.
Zakres stosowania szkła budowlanego
Okna i drzwi
Nowoczesne okna są standardowo przeszklone pakietami szybowymi. Typowy pakiet, zwany także izolacyjną szybą zespoloną, składa się z zestawu kilku tafli szklanych oddzielonych ramkami dystansowymi. Tak zbudowane komory są wypełnione gazami szlachetnym, jak argon, krypton lub ksenon, przy czym najczęściej stosuje się mieszankę argonu i powietrza. Konstrukcja pakietu jest jeszcze zabezpieczona na całej długości obrzeża masą klejąco-uszczelniającą. Dla zapobieżenia możliwości powstania wilgoci, ramki dystansowe są wypełnione sitem molekularnym, w postaci środka higroskopijnego w formie granulatu.
Wyróżnia się następujące rodzaje pakietów szybowych:
- jednokomorowe, w skład których wchodzą dwie tafle szkła, zwykle typu float oraz termofloat, ramki dystansowej i gaz szlachetny (zazwyczaj argon), wypełniający komorę pomiędzy szybami,
- dwukomorowe, składające się z trzech tafli szkła, najczęściej typu float (1x) oraz termofloat (2x), ramek dystansowych i gazu szlachetnego (zwykle argon), wypełniającego dwie komory pomiędzy szybami,
- trzykomorowe, które składają się już z czterech tafli szkła, najczęściej typu float (1x) oraz termofloat (3x), ramek dystansowych i gazu szlachetnego (zwykle krypton), wypełniającego trzy komory pomiędzy szybami.
Przeczytaj również:
- Nowoczesne systemy wentylacji przez szklane fasady w wysokich budynkach. Jak poprawić komfort i jakość powietrza wewnątrz pomieszczeń?
- Elewacje budynków - szkło, kamień, metal - opisujemy materiały, ich właściwości
Izolacyjne szyby zespolone są stosowane także w przeszklonych drzwiach zewnętrznych, wtedy jednak zewnętrzna tafla jest wykonana ze szkła hartowanego lub laminowanego.
W nowoczesnych budynkach znajdują zastosowanie drzwi przeszklone i całoszklane, które bardzo dobrze sprawdzają się w pomieszczeniach wymagających doświetlenia. Jednocześnie szyby dodają lekkości skrzydłom i powodują optyczne zwiększenie przestrzeni. Przeszklenia mogą być matowe (przepuszczające niewiele światła) albo przeźroczyste (w dużym stopniu przepuszczające światło) oraz mieć różne kształty i dowolne wymiary. Pozwala to użytkownikowi na dobór zgodny ze stylem architektonicznym pomieszczenia i swymi upodobaniami.
Skrzydła drzwi przeszklonych składają się z ramy wykonanej z drewna albo z metalowych kształtowników, wypełnionej taflą szklaną. Z kolei w drzwiach całoszklanych skrzydło i wszystkie elementy przyległe są wykonane ze szkła pojedynczego lub szyby zespolonej (nie występuje rama nośna). Stosowane w obu rodzajach drzwi szkło powinno zapewnić użytkownikowi pełne bezpieczeństwo w przypadku stłuczenia. Wymaganie to spełniają przedstawione już w publikacji szkło hartowane i laminowane.
Coraz częściej do przeszklenia drzwi wewnętrznych używane są szyby ornamentowe, co podnosi ich walory estetyczne. Ponadto poprzez zdolność do przepuszczania światła, tworzą ciekawy efekt naświetlania wnętrza.
Balustrady i daszki
Balustrady służą do zapewnienia bezpiecznego użytkowania schodów, tarasów, balkonów itp., przy czym mogą także pełnić funkcję ozdobną. Coraz częściej w rozwiązaniach architektonicznych znajdują zastosowanie szklane balustrady, stanowiąc nowoczesne i jednocześnie eleganckie wyposażenie wnętrza lub wykończenie elewacji budynków.
Ze względów konstrukcyjnych, balustrady szklane dzieli się na:
- balustrady całoszklane, mocowane np. wzdłuż dolnej krawędzi tafli szklanej,
- balustrady ze szklanym wypełnieniem, w których tafla jest mocowana do metalowej konstrukcji.
Balustrady całoszklane są konstrukcją samonośną, w której wyeliminowano wszystkie elementy wspornikowe, w tym słupki. Jedynie w górnej części tafle szkła mogą być połączone przy pomocy stałej poręczy. Samonośność konstrukcji wymaga zastosowania bezpiecznych tafli szklanych, głównie szkła hartowanego lub laminowanego, cechujących się odpowiednimi parametrami techniczno-użytkowymi.
W drugim z rozwiązań szkło stanowi elementu konstrukcyjnego. Balustrady składają się głównie ze słupków oraz górnych poręczy. Elementy te tworzą metalową konstrukcję, która jest wypełniona ww. taflami szkła, instalowanymi zazwyczaj za pomocą śrub lub stosownych zacisków.
Z rozporządzenia Ministra Infrastruktury z 12.04.2002 r. wynika, iż wejścia do budynku o wysokości powyżej 2 kondygnacji nadziemnych, mającego pomieszczenia przeznaczone na pobyt ludzi, należy ochraniać daszkiem o stosownej szerokości i głębokości. Obecnie standardowo stosuje się szklane daszki, zapewniające funkcje ochronne wejścia do budynku, stwarzając jednocześnie dekoracyjny efekt wraz z doświetleniem. Ich rozwiązania konstrukcyjne są zazwyczaj oparte na taflach szkła hartowanego laminowanego, stanowiące hybrydę tych dwóch rodzajów szkła. Taki wyrób charakteryzuje się wyższą odpornością na naprężenia związane z wahaniami temperatur, a także jest dużo bardziej odporny na ściskanie punktowe oraz na stłuczenia.
Ściany osłonowe i działowe
Ściany osłonowe, zwane także fasadowymi, znajdują szerokie zastosowanie we współczesnych budynkach, szczególnie wysokich. Ze względu na swoje zalety dają możliwość kształtowania dowolnej elewacji dostosowanej do bryły obiektu. Konstrukcja nośną ścian stanowią kształtowniki metalowe, głównie aluminiowe, o przekroju skrzynkowym. Poniżej przedstawiono podstawowe rodzaje ścian osłonowych.
Ściana słupowo-ryglowa, będąca lekką samonośną przegrodą budowlaną, w której elementami konstrukcji są pionowe słupki i poziome rygle wykonane z kształtowników metalowych, mocowane do konstrukcji budynku. Wypełnienie stanowią m.in. stałe i otwierane okna przeszklone termoizolacyjnymi szybami zespolonymi, przy czym zawsze na powierzchni szkła są widoczne listwy dociskowe i kryjące.
Ściana strukturalna, stanowiąca modyfikację konstrukcji słupowo-ryglowej, w wyniku której otrzymano wielkopowierzchniową taflę szklaną. Jej cechą charakterystyczną jest niewidoczna konstrukcja nośna, którą ukryto za taflami szkła. Tafle, głównie w postaci szyb zespolonych, są zamocowane przy pomocy kleju silikonowego wspornikowo do elementów nośnych.
Ściana mocowana punktowo, jest kolejnym etapem rozwoju wielkopowierzchniowych przeszkleń, nie przerywanych żadnymi szczelinami. Istotnym elementem tego systemu jest sposób mocowania szyb przeszklenia, polegający na wprowadzeniu w otwór wywiercony w szybie metalowego sworznia zamocowanego do konstrukcji wsporczej przegrody.
Funkcją ścian działowych jest wydzielenie pomieszczeń w budynku, a zastosowanie wyrobów przeszklonych umożliwia kształtowanie powierzchni z maksymalnym wykorzystaniem światła dziennego. Przegrody tego rodzaju nie mają żadnych właściwości nośnych i nie przenoszą jakichkolwiek obciążeń związanych z konstrukcją budynku. Ściany działowe, w tym przeszklone, można podzielić się na:
- stałe, instalowane bez zamiaru późniejszej zmiany jej usytuowania i w taki sposób, iż nie występuje możliwość rozmontowania bez zniszczenia,
- przestawne, instalowane z zamiarem ewentualnego późniejszego jej przeniesienia w związku z czym powinna dać się rozmontować i zainstalować na nowo bez utraty właściwości użytkowych oraz konieczności przeprowadzenia istotnej naprawy.
Najczęściej stosuje się przeszklone ściany działowe o konstrukcji ramowej, zwanej też szkieletową. Cechują się tym, iż przestrzeń pomiędzy elementami szkieletu wypełnia się przeszkleniem zazwyczaj przezroczystym, rzadziej matowym. Szkielet tego rodzaju ścian wykonuje się głównie z kształtowników aluminiowych lub stalowych o symetrycznym przekroju. Jako przeszklenia stosuje się szkło hartowane i laminowane oraz szyby zespolone.
Występuje jeszcze system ścian działowych bezszprosowych, którymi określa się przegrody pozbawione pionowych kształtowników oddzielających poszczególne moduły ściany, z zachowaniem jej pełnej stabilności. Kształtowniki występują tylko na zewnętrznym obwodzie ścian, a do wypełnienia stosuje się standardowo szkło bezpieczne o grubości 10‒18 mm.
