Rozdział V. Szyby. 5.1 Rodzaje szyb Szyby płaskie ciągnione.

Transkrypt

1 Rozdział V. Szyby. 5.1 Rodzaje szyb Szyby płaskie ciągnione. Szkło ciągnione jest produkowane w hutach krajowych. Huty nie zmodernizowane produkują szkło metodą Fuorcault. Jest to szkło charakteryzujące się falistością podłuŝną deformującą obraz. W kilku hutach produkuje się szkło metodą Pittsburgha. Ta metoda daje wyrób o znacznie mniejszej falistości, występuje tu delikatna falistość o kształtach soczewkowych. Z tego szkła moŝna wykonać lustra średniej jakości Szyby Float. Pochodzą głównie z importu. Szkło to wykazuje bardzo małą deformację obrazu. W rzeczywistości płyty szkła Float mają kształt płaskiego Ŝagla, a zatem w odbitym obrazie linie proste uzyskują niewielkie skrzywienie. Szkło to obecnie znajduje podstawowe zastosowanie w budownictwie. a) b) c) d) Rys. Przykłady deformacji obrazu widzianego przez: a- wzorzec, b- szkło Fuorcaulta, c-szkło Pittsburgha, d- szkło Float Szyby bezpieczne. W celu zminimalizowania obraŝeń i okaleczeń w przypadku rozbicia lub pęknięcia szkła na skutek np. wysokiej temperatury stosowane są szyby bezpieczne. Ze względu na sposób wykonania dzielą się one na bezpieczne hartowane i bezpieczne klejone. -69-

2 Szyby hartowane Niekiedy nazywane drobnorozpryskowymi, wytwarza się je przez ogrzanie płyty szklanej do około 600 C i szybkie schłodzenie jej do temperatury pokojowej. W wyniku tego powstają napręŝenia ściskające warstwy przypowierzchniowe i rozciągające warstwę środkową. Szyba hartowana ma 3-5 razy większą wytrzymałość na zginanie niŝ szyba nie hartowana. W przypadku uszkodzenia warstwy zewnętrznej następuje spękanie szyby na małe kawałki. Szyby takie najczęściej są tylko stosowane na drzwi cało-szklane Rys. Obraz siatki stłuczonej szyby hartowanej. Szyby klejone Uzyskuje się je sklejając dwie lub więcej szyb specjalną folią (poliwinyl butyralu). Od rodzaju folii (gr 0,3-1,6) zaleŝą właściwości szyby klejonej. Folie mają równieŝ róŝne barwy i działają jak filtry. Uzyskujemy je równieŝ poprzez sklejenie Ŝywicą utwardzoną chemicznie lub promieniami UV. Szyby klejone charakteryzują się duŝą odpornością na uderzenia mechaniczne i przebicie ostrym narzędziem, w przypadku zastosowania kilku warstw szyb i folii są one odporne na przebicie pociskiem (tzw. kuloodporne) Szyby absorpcyjne. Produkcja szkła absorpcyjnego polega na wprowadzaniu tlenków metali do wsadu podczas produkcji. Nadają one szkłu zabarwienie niebieskawe lub brunatne. Szkło takie pochłania w masie znaczną ilość energii cieplnej. Przykładowe nazwy to Antisol, Stopsol itp Szyby napylane. Tego rodzaju szyby (m.in. refleksyjne) uzyskuje się wyniku napylania metalicznego powierzchni szkła w celu zwiększenia odbicia promieni słonecznych. -70-

3 RozróŜnia się napylanie: - tlenkiem metalu na gorąco z jednej lub obu powierzchni szyby, - metalem szlachetnym (złoto, srebro) przez naparowanie w próŝni lub rozpylenie katodowe, ze względu na małą odporność na ścieranie napyla się wewnętrzne powierzchnie szyb zespolonych, - próŝniowe jonami niklu, chromu lub tlenkami tytanu, ten rodzaj napylenia stosuje się na szybie zewnętrznej od wnętrza zestawu. 5.2 Szyby niskoemisyjne Szyby te otrzymuje się przez: - napylenie tlenkiem półprzewodnika na bazie cyny (metoda pyrolityczna), - napylenie metalem szlachetnym (metoda naparowania w próŝni), Szyby nisko emisyjne odbijają promieniowanie podczerwone i dzięki temu ograniczają wypromieniowanie ciepła z pomieszczenia przez okno, w którym takie szyby zastosowano. Konsekwentne prace rozwojowe nad inteligentnymi projektami układów powłok rozpoczęły się w latach 80-tych.. Innowacje wprowadzane do produktów, między innymi w technologii powłok nanoszonych na szkło są niemal niezauwaŝalne. Pozwalają jednak na osiągnięcie podobnego współczynnika przenikania ciepła jak w przypadku izolowanego muru. Rozwiązanie polega na łączeniu cieniuteńkich powłok ze srebra i tlenków metali, które nakładane są na szkło. Powierzchnia szkła odbija dzięki temu długofalowe promieniowanie cieplne i zatrzymuje je we wnętrzu pomieszczenia. Ze względu na niewielką ilość wypromieniowanego ciepła (emisję) produkty te nazywane są równieŝ "szkłem typu Low-E". Przy grubości warstwy od 1/100 do 1/10 mikrometra odbicie energii dotyczy jednak tylko długich fal podczerwonych. Natomiast widoczne gołym okiem światło dzienne ulega odbiciu tylko w znikomej części. W ten sposób szyby osiągają w praktyce takie same, bardzo wysokie współczynniki przepuszczalności światła jak szkło bezwarstwowe. Ponadto optymalna wartość całkowitego współczynnika przenikalności energii zapewnia pozyskiwanie biernej energii słonecznej. Szyby takie posiadają odcień niebieski lub brązowy, co moŝe powodować efekt brudnych firanek, znacznie mniejszym takim efektem charakteryzuje się szyba typu neutral -71-

4 KOMPLEKSOWY UKŁAD POWŁOK Rys. Schemat wkładu szybowego typu neutral. Neutralny odcień powłoki refleksyjnej uzyskuje się poprzez nałoŝenie kilku powłok odlustrzających z tlenków metali. Powodują one nakładanie się zwielokrotnionych odbić, dzięki czemu odbicia na poszczególnych powłokach redukują się wzajemnie. Zewnętrzne zamknięcie całej powłoki tworzy nowa powłoka ochronna podobna do powłoki ceramicznej, która skutecznie chroni szkło przed działaniem czynników chemicznych i mechanicznych, takich jak korozja czy zarysowanie powierzchni. Rozwiązanie tego typu podnosi bezpieczeństwo przy obróbce szkła i gwarantuje trwałość produktów. Inteligentne powłoki produkowane są w specjalne opracowanym procesie próŝniowomagnetronowym, który przyjął się na całym świecie jako najbardziej zaawansowana technologia powlekania. -72-

5 Rys. Linia do nakładania powłok na szkle. Materiały uŝywane do powlekania, funkcjonując jako katoda, poddawane są w próŝni intensywnemu procesowi rozpylania katodowego, podczas którego atomy metalu (np. srebra) i tlenku metalu, uwolnione przez bombardowanie ich jonami, osiadają na tafli szkła tworząc powłokę. Zaletą tej technologii jest duŝa jednorodność nakładanych powłok. W zaleŝności od funkcji i odcienia szklanego produktu moŝna tą metodą w przypadku szkła nałoŝyć na szkło float aŝ 17 róŝnych powłok Charakterystyka wkładu szybowego- szyby zespolone To co najmniej dwie szyby rozdzielone ramką dystansową i uszczelnione na obwodzie. Ramka dystansowa zawiera we wnętrzu środek pochłaniający parę wodną, osuszający powietrze w przestrzeni między szybowej. Dodatkowo w przestrzeni między -szybowej moŝe znajdować się gaz. Te szyby zrobiły karierę" w świecie z uwagi na dobrą izolacyjność termiczną. -73-

6 Rys. Rodzaje szyb zespolonych: a- z wkładką wlutowaną, b- ze szkłem zatopionym, c- z złączem klejonym: 1- ramka dystansowa, 2- absorbent wilgoci, 3- kit uszczelniający trwale plastyczny (tiokol) W zestawach szyb zespolonych są często stosowane szyby specjalne (szyby napylane lub niskoemisyjne), zmieniające własności układu termoizolacyjnego lub szyby klejone. Szyby zespolone jedno- lub dwukomorowe są to układy szyb oddzielonych od siebie ramką dystansową wypełnioną sitem molekularnym stanowiącym pochłaniacz pary wodnej, połączonych na obwodzie spoiwem zapewniającym właściwą szczelność układu. Wewnątrz szyby zespolonej moŝe znajdować się suche powietrze lub inne gazy. Szyby zespolone przeznaczone są do oszkleń w budownictwie. Rys. Szyba zespolona. -74-

7 W przypadku szyb stosowanych do oszkleń strukturalnych spoiwem zewnętrznym jest silikon, a szyby mogą być wykonywane z występem (tzw. szyby stepowane), którego wymiary określone są przez odpowiedni system profili aluminiowych. Szyby zespolone mogą być wykonywane ze szkła o grubości 3, 4, i 10mm i mogą być produkowane z ramką dystansową o szerokości 6, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 16, 18, 22 i 24 mm Ramka dystansowa Stosuje się ramki dystansowe gięte w naroŝach (łączone na bokach w maksimum 3 miejscach) lub ramki cięte. Przerwa w łączeniu ramek nie moŝe być większa niŝ 1 mm. Przykładowe oznaczenia Antisol brązowy 4 / 16 / Float mm x 1000mm Szyba jednokomorowa ze szkieł o jednakowej grubości 4mm z ramką dystansową szerokości 16mm szerokość 1000mm, wysokość 1000mm Szyby zespolone naleŝy oznaczać podając następujące dane: - grubość szkieł i ich nazwy, - szerokość ramki (ramek), - wymiary: szerokość i wysokość 5.3 Parametry techniczno uŝytkowe szyb Izolacyjność cieplna Jednym z głównych zadań stosowania szkła w obiektach budowlanych to ograniczenie emisji energii cieplnej z pomieszczeń na zewnątrz. W ostatnich latach nastąpił ogromny postęp w tej dziedzinie. Zmniejszenie kosztów na ogrzanie pomieszczeń zawdzięczamy zastosowaniu szkła ciepłochronnego. Rodzaj zespolenia Top Glas Plus U=0,6 Top Glas K U=0,9 Top - Glas U=1,1 Szyba ciepłochronna U=1,4 Szyba standardowa U=2,9 Szyba pojedyncza U=5,8 Budowa [mm] 4/10/4/10/4 z kryptonem 4/16/4 z kryptonem 4/16/4 z argonem 4/16/4 z powietrzem 4/16/4 z powietrzem Przepuszczalność światła L T [%] Odbicie światła L R [%] Całkowita przepuszczalność energii słonecznej g [%] Przepuszczalność promieniowania UV T UV [%]

8 Zalety. Szkło ciepłochronne zapewnia nam: - oszczędność energii cieplnej, - optymalną temperaturę w pomieszczeniu, - wysoką przepuszczalność światła, - zmniejszenie przepuszczalności promieniowania UV, - ochronę środowiska naturalnego poprzez zmniejszenie emisji dwutlenku węgla do atmosfery Izolacyjność akustyczna Ochrona przed hałasem jest jednym z waŝniejszych problemów naszego Ŝycia. Warunkiem zapewnienia właściwego komfortu, a czasami wręcz zamieszkania w danym pomieszczeniu jest zapewnienie niskiego poziomu hałasu. Odczucie hałasu w pomieszczeniu podlega następującej zasadzie: jeŝeli poziom hałasu w pomieszczeniu zmniejszy się o 10 db w stosunku do tego jaki jest na zewnątrz, to odnosi się wraŝenie, Ŝe jest on o połowę mniejszy. W związku z tym tam, gdzie niemoŝliwe jest wyeliminowanie źródła hałasu stosuje się zespolone szyby dźwiękochłonne. Zestawy dźwiękochłonne są zbudowane w oparciu o asymetrię szyb w zestawie, elastyczne połączenia szyb oraz zastosowanie gazów tłumiących w przestrzeni między szybami. Obecnie szyby takie zapewniają izolacyjność akustyczną w granicach Rw = db. Budowa [mm] Wskaźniki izolacyjności akustycznej Rw [db] Rw , /1/ /1/ , Odporność na działanie mechanicznych czynników zewnętrznych. Szyby bezpieczne powinny być stosowane tam, gdzie ze względu na warunki uŝytkowania zachodzi niebezpieczeństwo stłuczenia szyby, a ludzie znajdujący się w zasięgu zranienia odłamkami szkła (szpitale, szkoły, Ŝłobki, witryny sklepów). Szyby o zwiększonej odporności na włamanie stosujemy w przypadku, gdy chcemy chronić dany obiekt z jednoczesnym zachowaniem niezmienionej estetyki elewacji (eliminujemy wówczas kraty, okiennice, rolety). -76-

9 Zadaniem szyb kuloodpornych jest ochrona przed ostrzałem z broni palnej. Zastosowanie szyb kuloodpornych uzaleŝnione jest od stopnia zagroŝenia, charakteru chronionego obiektu, ludzi znajdujących się w strefie zagroŝenia Klasa szyby Odporność szyby na działanie standardowych czynników niszczących Sposób oddziaływania Rodzaj czynnika Ilość uderzeń Czynnik Wysokość spadku [m] O1 1 1,2 O2 1 2,0 P1 kula stalowa 3 swobodny spadek kuli 1,5 P2 o masie 3 na powierzchnię szyby 3,0 P3 4,11 kg 3 zamontowanej w ramie 6,0 P4 3 9,0 P5 9 9,0 P6 siekiera P7 testowa P8 o masie 2 kg powyŝej 70 wycinanie otworu uderzeniami siekiery testowej (energia pojedynczego uderzenia J) Grupa szyby bezpieczne szyby o zwiększonej odporności na włamanie Rys. Przykładowy aparat do badania odporności ceramiki i szyb na działanie czynników niszczących przy udziale kulki stalowej. -77-

10 PoniŜsza tabela przedstawia klasy oraz miejsce zastosowań szyb bezpiecznych i szyb o zwiększonej odporności na włamanie Miejsce zastosowań Mieszkania, szkoły, biura, zakłady produkcyjne - drzwi wewnętrzne, - okna na piętrach, - okna na parterze. Kioski, domy wolnostojące, okna parterów, bloków mieszkalnych, witryny hoteli i biur, obiekty handlowe o małej wartości chronionej, hale sportowe. Witryny salonów hoteli i biur, obiekty handlowe o znacznej wartości chronionej, wille, apteki. Muzea, sklepy z antykami, galerie sztuki, zakłady psychiatryczne, sale operacyjne banków, kantory, sklepy o duŝej wartości chronionej, ekskluzywne wille. Zakłady i sklepy jubilerskie, banki, obiekty specjalne, wystawy obiektów handlowych o duŝej wartości chronionej. Klasa szyby Uwagi Chronią przed zranieniem przy rozbiciu szyby, O1, O2, utrudniają rozbicie szyby przy gwałtownym P1 zamknięciu okna lub drzwi, mogą być zastosowane w budynkach zagroŝonych wybuchem wewnętrznym. P1, P2 P3, P4 P5, P6 P7, P8 Chronią przed zranieniem jak szyby klasy O1 i O2. Mogą stanowić czasową ochronę przy próbie włamania bez przygotowania. Szyby utrudniając włamanie, mogą zastępować kraty o oczku 150 mm wykonane z drutu stalowego o średnicy 10 mm. Szyby o zwiększonej odporności na włamanie, mogą zastąpić okratowanie wykonane z prętów stalowych o średnicy 12 mm. Szyby o wysokiej odporności na włamanie, mogą zastępować okratowanie wykonane z prętów stalowych o średnicy 16 mm. Stosując odpowiednią kombinację szkła i folii uzyskujemy szkło kuloodporne, które chroni ludzi i obiekty przed pociskami z broni palnej. Grubość zestawu uzaleŝniona jest od wymogów bezpieczeństwa. Klasa Kaliber broni szyby budowa SO1 SO2 Charakterystyka Prędkość pocisku V śr 2,5 masa [m/s] [g] 9 PM 63 6, Glauberyt pełny płaszcz 8, (9 Parabellum) rdzeń miękki 7,62 TT W 33 5, ,357 Magnum 5, pełny płaszcz 7,62 PPs rdzeń miękki 10, Odległość strzelana [m] 0,44 Magnum pełny płaszcz 15, SO3 rdzeń miękki 545 AK pełny płaszcz 3, rdzeń stalowy SO4 7,62 kbk AK pełny płaszcz rdzeń stalowy 7, SO5 7,62 SWD pełny płaszcz rdzeń stalowy 9, Zastosowanie budynki administracji państwowej, wille centrale telefoniczne i komputerowe, szyby samochodów przewoŝących przedmioty wartościowe budynki o podwyŝszonym zagroŝeniu terroryzmem, napadami rabunkowymi itp., boksy kasowe urządzenia militarne, zakłady karne urządzenia militarne i inne o szczególnym zagroŝeniu -78-

11 5.4 Szprosy. W oferowanych zestawach szybowych mogą być zamontowane szprosy w szerokiej palecie kolorów RAL. W przestrzeni między szybami mogą być trwale zamontowane: elementy dekoracyjne (tzw. szprosy międzyszybowe) o szerokościach 8, 18, 26 i 45 mm. Szprosy mogą być stosowane w przestrzeniach międzyszybowych 12, 14, 15, 16 i 18 mm. W celu zapewnienia odstępu pomiędzy szprosem, a szybami ( 2 mm na stronę) stosowane są przezroczyste przekładki dystansowe tzw. bumpony. Ilość i rozmieszczenie bumponów zaleŝy od ilości i długości pól szprosów, elementy dzielące szybę zespoloną na mniejsze pola poprzez zastosowanie tzw. szprosów wiedeńskich (duplex) w szerokościach 18, 20, 24 i 30 mm. Zastosowanie szprosów wiedeńskich w innych szerokościach kaŝdorazowo naleŝy uzgodnić. Szprosy wiedeńskie moŝna stosować w przestrzeni międzyszybowej o szerokości 16 mm, pozostawiając ok. 2 mm odstępu po kaŝdej stronie pomiędzy szprosem, a szybą. W przypadku stosowania szprosów międzyszybowych istnieje moŝliwość: wykonania pól łukowych, przy czym naleŝy uwzględnić minimalny promień gięcia, który wynosi odpowiednio: - dla szprosu o szerokości 8 mm - R 80 mm, - dla szprosu o szerokości 18 mm - R 170 mm, - dla szprosu o szerokości 26 mm - R 200 mm, - szpros o szerokości 45 mm nie moŝe być gięty, wykonania kombinacji łączenia szerokości szprosów wykonania kombinacji łączenia szprosów giętych pod róŝnym kątem, wykonania łączenia szprosów pod róŝnym kątem -79-

12 Tabela. Przykłady kombinacji łączenia szprosów międzyszybowych łącznik 8 mm 18 mm 26 mm 45 mm szpros bazowy 8 mm X mm X X X 26 mm X X X 45 mm maksymalne wymiary pola [mm] x X 1200 x x x 1200 Rys. Przykład oznaczenia szprosów w przypadku łączenia róŝnych szerokości. Wymiarowanie rozmieszczenia szprosów: od krawędzi szyby do osi szprota (w przypadku podania rozmieszczenia w milimetrach), od wewnętrznej krawędzi ramki dystansowej do osi szprosa ( w przypadku podania podziału ułamkowego). -80-

13 Rys. RóŜne moŝliwości wykonania szprosów. 5.5 Wady szyb. Szczelność szyby zespolonej Szyba zespolona powinna być szczelna. Po przeprowadzeniu 10 cykli podgrzewania do temperatury 70 C i chłodzenia do temperatury + 18 C ± 5 C, wyroszenie pary wodnej sprawdzone po 24 h nie powinno wystąpić w temperaturze wyŝszej niŝ minus - 35 C. Dopuszcza się menisk wklęsły nie większy niŝ 1mm. Sposób sprawdzania szkła zgodnie z obowiązującymi normami. Sprawdzanie jakości szkła i wykonania szyb zespolonych polega na oględzinach prowadzonych okiem nieuzbrojonym w warunkach naturalnego oświetlenia na tle matowego, czarnego ekranu z odległości 60 cm. Wady niewidoczne z tej odległości nie są kwalifikowane jako wady. -81-

14 Dopuszczalne wady w szybach zespolonych Oceny szyb zespolonych dokonuje się zgodnie z tabelą L p Nazwa wady Wady punktowe w postaci wtrąceń ciał obcych Wady punktowe i liniowe w postaci: - pęcherzy pękających i otwartych - pęcherzy zamkniętych Wady liniowe w postaci rys Wady w postaci wyszczerbień i odprysków przy krawędziach Występowanie wad w szybie zespolonej o powierzchni: do 1,0 m 2 od 1,0 do 2,0 m 2 powyŝej 2,0 m 2 niedopuszczalne niedopuszczalne niedopuszczalne niedopuszczalne niedopuszczalne niedopuszczalne dopuszczalne 2 szt. o wymiarze 2 mm w pasie brzeŝnym dopuszczalne o wymiarach do 3 mm, nieskupione* dopuszczalne o łącznej długości do 40 mm i maksymalnej długości pojedynczej rysy do 15 mm w pasie brzeŝnym dopuszczalne rysy pojedyncze o długości do 20 mm* dopuszczalne pojedyncze o największym wymiarze do 3,0 mm* dopuszczalne 3 szt. o wymiarze 2 mm w pasie brzeŝnym dopuszczalne o wymiarach do 3 mm, nieskupione* dopuszczalne o łącznej długości do 45 mm i maksymalnej długości pojedynczej rysy do 15 mm w pasie brzeŝnym dopuszczalne rysy pojedyncze o długości do 20 mm* dopuszczalne pojedyncze o największym wymiarze do 3,0 mm* dopuszczalne 5 szt. o wymiarze 2 mm w pasie brzeŝnym dopuszczalne o wymiarach do 3 mm, nieskupione* dopuszczalne o łącznej długości do 50 mm i maksymalnej długości pojedynczej rysy do 15 mm w pasie brzeŝnym dopuszczalne rysy pojedyncze o długości do 20 mm* dopuszczalne pojedyncze o największym wymiarze do 3,0 mm* UWAGA: * nie dotyczy szyb zespolonych przeznaczonych do szklenia strukturalnego. Pas brzeŝny o szerokości 20 mm. -82-

15 Barwa własna Wszystkie zastosowane do produkcji szkła materiały posiadają uwarunkowane surowcem barwy własne, które ze zwiększającą się grubością mogą być wyraźniejsze. Szyby zespolone ze szprosami Wzrost temperatury moŝe powodować zwiększanie długości szprosów, a co za tym idzie nieznaczne odchylenia kształtu. Widoczny materiał surowy i nieznaczne odbarwienia w obrębie cięcia, uwarunkowane są procesem wytwarzania. Wskutek niekorzystnych wpływów otoczenia, przy szprosach mogą okresowo powstawać drgania. Ograniczeniu drgań oraz ograniczeniu tworzenia się mostka termicznego słuŝą łezki dystansowe", przyklejone w miejscach krzyŝowania szprosów lub przy długich odcinkach, gdy zachodzi obawa występowania drgań. Szyby bezpieczne hartowane Wykonanie krawędzi szyb hartowanych moŝe obejmować zatępienie, szlifowanie lub polerowanie. W szkle przeznaczonym do hartowania dopuszczalne są jedynie wady liniowe, w postaci rys o łącznej długości do 40 mm na 1 m 2 i o grubości do 0,1 mm. Dopuszczalne są ślady obróbki termicznej (wgniecenia i wyciągi) nie przekraczające 4 mm, pod warunkiem zachowania odchyłek wymiarowych. Efekt obciąŝeń temperaturowych przy stosowaniu podwójnych szyb. Szkło izolacyjne ma zamkniętą objętość gazu lub powietrza, którego stan ustalany jest przez ciśnienie powietrza atmosferycznego, wysokość miejsca wytwarzania ponad zerowym poziomem odniesienia oraz przez temperaturę powietrza w czasie i miejscu produkcji. Przy budowie szkła izolacyjnego na innych wysokościach, przy zmianie temperatur i odchyleniach barometrycznych powietrza (wysokie i niskie ciśnienie) powstają nieuchronnie wklęsłe i wypukłe wygięcia pojedynczych szyb, obciąŝenia szyb i tym samym optyczne zniekształcenia. ObciąŜenia te powstają w wyniku termicznego rozszerzania się gazu zamkniętego w komorze miedzy szybami na skutek zmian temperatury oraz zmian zewnętrznego ciśnienia powietrza. Oba zjawiska prowadzą do powstawania róŝnicy ciśnień między gazem w komorze międzyszybowej, a atmosferą zewnętrzną i powodują powierzchniowe obciąŝenia szyb. Przy rosnącej temperaturze w komorze miedzy szybami i przy spadku ciśnienia powietrza na zewnątrz, szyby szkła izolacyjnego wybrzuszają się. Rosnące ciśnienie i spadająca temperatura powodują, Ŝe szyby robią się wklęsłe. -83-

16 RównieŜ wielokrotne odbicia zwierciadlane mogą występować na powierzchniach szkła izolacyjnego. Wzmocnione odbicia zwierciadlane mogą być rozpoznane, jeŝeli np. tło oszklenia jest ciemne, jeŝeli szyby są powlekane. Zjawisko to jest fizyczną prawidłowością wszystkich jednostek szkła izolacyjnego. Ciśnienie powietrza rośnie Temperatura spada Temperatura rośnie Ciśnienie powietrza spada Rys. Wpływ ciśnienia i temperatury na odkształcenia wkładu szybowego. -84-

17 Odchylenia barwy Własna barwa szkła (tak zwany odcień szklany) jest zaleŝna od grubości szyb, procesu wytwarzania i składu mieszanki surowców szklarskich. Własną barwę posiadają równieŝ szyby z naniesionymi powłokami. Ta barwa, w zaleŝności od warunków zewnętrznych i kąta patrzenia, moŝe być zauwaŝalnie zmienna. Odchylenia mogą być spowodowane szczególnie zawartością w szkle tlenku Ŝelaza, róŝnicami w procesie nakładania powłok czy kombinacji budowy szyb w zespoleniu. PowyŜsze odchylenia mogą szczególnie występować w zamówieniach dodatkowych. Pękanie szkła Szkło jako przechładzany płyn naleŝy do kruchych ciał, które podlegają pewnemu napręŝeniu własnemu i nie dopuszczają do zauwaŝalnych trwałych, plastycznych zniekształceń (jak np. stal), natomiast przy przekroczeniu granicy elastyczności natychmiast pękają. Z uwagi na wysoką jakość wytwarzania szkła float, napręŝenia własne szkła charakteryzują się duŝą równomiernością i znikomą wartością wstępną. W przypadku wystąpienia duŝych napręŝeń własnych szkła nie moŝna byłoby go ciąć, ani obrabiać. Pęknięcia szkła są, zatem spowodowane wyłącznie zewnętrznymi, mechanicznymi i termicznymi wpływami przekraczającymi wartość dopuszczalnych napręŝeń i nie są ujęte w gwarancji. W celu zwiększenia odporności szkła na pęknięcia wywołane obciąŝeniami termicznymi czy mechanicznymi, szkło moŝna poddać procesowi hartowania. 5.6 Zjawiska fizyczne zachodzące w szybach zespolonych. NiepoŜądane zjawiska, jakie mogą pojawić się w szybie zespolonej: - kondensacja pary wodnej na wewnętrznej powierzchni szyby, - kondensacja pary wodnej na zewnętrznej powierzchni szyby, - deformacje obrazu odbitego w szkle elewacyjnym, - interferencja światła, - obciąŝenia temperaturowe szyb, Kondensacja pary wodnej na wewnętrznej powierzchni szyby. Ogólnie mówiąc, woda kondensacyjna tworzy się, gdy wilgotne powietrze graniczy z powierzchniami o odpowiednio niŝszej temperaturze, oziębia się do stanu nasycenia, po czym następuje skraplanie się nadmiaru wilgoci na tych powierzchniach. -85-

18 W mieszkaniach, gdzie zamontowane są okna z szybami zespolonymi często obserwuje się wzrost wilgotności powietrza wynikający z duŝej szczelności tych okien i słabej wentylacji. Zjawisku temu moŝna przeciwdziałać poprzez krótkotrwałe, ale częste wietrzenie pomieszczeń, zastosowanie szyb ciepłochronnych lub przez zastąpienie wentylacji grawitacyjnej wentylacją mechaniczną.. Zjawisko występowania zaparowania na wewnętrznej szybie w oknie z szybą zespoloną nie jest w Ŝadnym przypadku wadą a jedynie zjawiskiem fizycznym Kondensacja pary wodnej na zewnętrznej powierzchni szyby. Przyczyna tego zjawiska jest następująca. Szyba zewnętrzna stanowi zimną, uwarunkowaną atmosferycznie płaszczyznę, na której przy odpowiednio wysokiej wilgotności, moŝe tworzyć się kondensat. Przyczyna tych zimnych, zewnętrznych powierzchni, tkwi właśnie w dobrej ciepłochronności szyb izolacyjnych (niskie wartości współczynnika przenikania ciepła U). Z pomieszczenia przedostaje się na zewnątrz tylko niewielka ilość ciepła, wobec czego szyba zewnętrzna posiada niską temperaturę. Efekt kondensacyjny na zewnętrznych powierzchniach szyby ze szkła izolacyjnego jest zjawiskiem uwarunkowanym przez właściwości fizyczne samego szkła niskoemisyjnego oraz szybkie zmiany warunków atmosferycznych (niska temperatura i wysoka wilgotność powietrza). Całkowite wyeliminowanie tego zjawiska, nie jest moŝliwe, z uwagi na to, Ŝe szyba zewnętrzna poddawana jest zmiennym warunkom atmosferycznym. Krótko mówiąc, efekt kondensacyjny w Ŝadnym wypadku nie świadczy o wadliwości, ale raczej potwierdza wysoką jakość szkła izolacyjnego Deformacje obrazu odbitego w szkle elewacyjnym Przy duŝych powierzchniach przeszklonych elewacji (np. fasady w aluminium) moŝe występować zjawisko zniekształcenia obrazu odbitego wynikającego z właściwości szkła hartowanego. Proces hartowania polega na ogrzaniu płyty szklanej do temperatury, w której szkło zaczyna mięknąć. W tej fazie procesu hartowania nie moŝna uniknąć powstania lokalnych deformacji w płycie szklanej. Przy schłodzeniu szkła deformacje te zostają utrwalone. Deformacje te są mało zauwaŝalne w świetle przechodzącym, natomiast w świetle odbitym występuje wyraźna deformacja obrazu. -86-

19 PoniewaŜ nie moŝna poprawić płaskości szkła hartowanego, jedyną drogą dla poprawy estetyki elewacji jest jej odpowiednie ukształtowanie polegające na: unikaniu duŝych powierzchni przeszklonych w jednej płaszczyźnie, w przypadku duŝych przeszkleń naleŝy stosować elewacje łukowe bądź łamane, stosowaniu oszkleń bez powłok refleksyjnych; w przypadku okien jest moŝliwość stosowania szkła nie hartowanego, które w mniejszym stopniu deformuje obraz Interferencja światła. W szybach zespolonych zainstalowanych w budynkach zdarzają się przypadki występowania plam, pasów, pierścieni zwanych równieŝ potocznie tęczą". Jest to zjawisko interferencji światła, tj. wzajemnego wzmacniania lub osłabiania się fal świetlnych, padających na dwie płasko - równoległe powierzchnie przezroczystej płytki, lub na tzw. klin. Zjawisko to występuje tylko wówczas, gdy fazy nakładających się na siebie fal są takie same, lub róŝnią się o jednakową w czasie wartość. Interferencję taką moŝna obserwować zarówno w świetle przechodzącym jak i w świetle odbitym, przy czym w przypadku światła białego (dziennego) towarzyszy jej zwykle bardzo wydatny efekt barwny. Szyba zespolona, jak wiadomo, złoŝona jest, z co najmniej dwóch równoległych, przezroczystych tafli szkła, dodatkowo przedzielonych warstwą powietrza lub gazu, jako ośrodka o odmiennej niŝ szkło gęstości optycznej, a zatem róŝnym współczynniku załamania światła, stanowi w rzeczywistości skomplikowany układ optyczny. Wiązka światła padającego na taki układ podlega wielokrotnemu odbiciu i załamaniu, na granicach fazowych ośrodków, co potęguje zjawisko interferencji. W szybach zespolonych zjawisko interferencji światła moŝe występować pod postacią tzw. prąŝków Brewstera, pierścieni Newtona PrąŜki Brewstera. Pojawiają się w szybach zespolonych wówczas, gdy: 1. Są one wykonane ze szkieł o bardzo małej róŝnicy grubości, mieszczącej się w przedziale od 400 do 700 nm, tj. długości składowych fal światła białego, Stosowane powszechnie w szybach zespolonych szkło float charakteryzuje -87-

20 się właśnie minimalnymi róŝnicami grubości, co stanowi jego wielką zaletę, prowadząc jednocześnie w kuriozalny sposób do powstania niepoŝądanego zjawiska interferencji światła, przy zabudowaniu go w szybę zespoloną. Zjawisko to jest nieuniknione. W szkle ciągnionym, produkowanym metodą Pittsburgh, róŝnice grubości są znacznie większe niŝ w szkle float, dlatego przy zastosowaniu go w szybie zespolonej prąŝki Brewstera praktycznie nie występują; 2. Równocześnie obie tafle znajdują się względem siebie pod niewielkim kątem, tj. gdy róŝnica równoległości tafli jest rzędu od 400 do 700 nm. RóŜnica ta w praktyce jest niezauwaŝalna i nie wpływa na właściwości uŝytkowe szyby zespolonej. Przy zaistnieniu opisanych wyŝej dwóch warunków, następuje interferencja światła widoczna w postaci szerokich plam, pasów lub pierścieni rozmieszczonych w róŝnych miejscach na powierzchni szyby zespolonej. Zjawisko to jest bardziej widoczne przy oglądaniu szyby pod kątem. W związku z powyŝszym moŝna stwierdzić, Ŝe występowanie prąŝków Brewstera widoczne w postaci barwnych plam, pasów lub pierścieni rozmieszczonych w róŝnych miejscach szyby zespolonej wykonanej ze szkła float- nie moŝe być traktowane jako wada i nie moŝe podlegać reklamacji Pierścienie Newtona. Pojawiają się one w szybach zespolonych o niewłaściwej budowie, tj. o zbyt duŝych powierzchniach szkieł fasadowych, ich małej grubości (poniŝej 3 mm) oraz przy równoczesnym zastosowaniu ramki o małej szerokości (niezgodnej z wymaganiami PN-B : 1997). Wewnętrzna przestrzeń szyby zespolonej, wypełniona powietrzem lub gazem, jest hermetycznie zamknięta. Określona jest ona przez atmosferyczne ciśnienie powietrza i jego temperaturę w czasie i miejscu wytwarzania szyby zespolonej. Podczas produkcji szyby zespolonej wytwarza się równowaga między ciśnieniem w jej wnętrzu, a ciśnieniem atmosferycznym. Wbudowanie szyb zespolonych na innych wysokościach niŝ wysokość miejsca produkcji, jak- teŝ zmiany temperatury i wahania ciśnienia atmosferycznego, prowadzą nieuchronnie do wklęsłych lub wypukłych wygięć szkieł składowych szyby zespolonej. Zjawisko to jest fizyczną prawidłowością szyb zespolonych, w których przestrzeń wewnętrzna jest hermetycznie zamknięta, jednak w przypadku wykonania szyby zespolonej w wadliwy sposób przedstawiony wyŝej, moŝe dojść do kontaktu, lub prawie kontaktu obu szkieł składowych w środku szyby zespolonej. Powstaje wówczas układ optyczny -88-

21 składający się z płaskorównoległej płytki i połoŝonej na niej sferycznej soczewki płasko - wypukłej duŝym promieniu krzywizny. W wyniku interferencji światła przechodzącego i po jego odbiciu od sferycznej powierzchni soczewki, powstają pierścienie Newtona. Są one widoczne w postaci koncentrycznych barwnych obwódek o kształcie współśrodkowych okręgów umiejscowionych w środku szyby zespolonej. Przy stosowaniu odpowiedniej budowy szyby zespolonej (właściwa wielkość powierzchni i grubości szkieł składowych oraz właściwa szerokość ramki dystansowej), zjawisko interferencji w postaci pierścieni Newtona nie występuje. Pojawienie się pierścieni Newtona naleŝy traktować jako wadę. 5.7 Ciepła ramka dystansowa - nowość w termoizolacji szyb zespolonych. Szyby zespolone stały się juŝ stałym elementem architektoniczno -budowlanym we współczesnym budownictwie. Do tej pory większość zabiegów producentów skierowanych na polepszenie właściwości termicznych szyby zespolonej ograniczała się do uszlachetniania podstawowej części składowej zestawu tzn. szkła lub wypełnienia przestrzeni międzyszybowej gazem o określonych właściwościach tak, aby w rezultacie osiągnąć jak najlepszą wartość współczynnika U. A przecieŝ na właściwości ciepłochronne szyby ma takŝe wpływ efekt przewodzenia liniowego na krawędzi szyby. Co prawda aktualna polska norma na okna pomija ten aspekt, to jednak konieczność przystosowania polskich norm do norm unijnych wymusi zmianę sposobu obliczania współczynnika U uwzględniającą efekt przewodnictwa ciepła na krawędziach szyby. Dotychczas powszechnie stosowane aluminiowe ramki dystansowe, element niezbędny w szybie zespolonej, przy coraz lepszych wartościach współczynników przewodzenia ciepła ram i oszkleń okazały się jej słabym punktem. Aluminium ma znacznie większą zdolność przewodzenia ciepła niŝ pozostałe części składowe okien, więc ramka aluminiowa na obrzeŝu szyby to ostatnie wyjście dla ciepła z pomieszczenia na zewnątrz. Wykraplanie się pary wodnej na wewnętrznej powierzchni szyby jest dziś zjawiskiem rzadkim. Wynika to ze stosowania szyb o zwiększonej izolacyjności cieplnej, dzięki czemu temperatura powierzchni szyby jest niemalŝe taka sama jak temperatura powietrza wewnątrz pomieszczeń. Dlatego do kondensacji pary wodnej na powierzchni szyby okiennej dochodzi tylko wtedy, gdy powietrze zawiera zbyt duŝo pary wodnej, tak jak to ma miejsce na przykład podczas gotowania, w łazience lub źle wentylowanych pomieszczeniach. PowyŜsze zjawisko nasila się zwłaszcza w pobliŝu krawędzi szyby. Krawędzie szyby ulegają szybkiemu oziębieniu i występuje tendencja do pojawienia się na nich wyroszenia, co w konsekwencji moŝe doprowadzić do zniszczenia ramy. Rozwiązaniem tego problemu moŝe być zastosowanie ramki dystansowej, wykonanej ze złoŝonego materiału izolacyjnego, zwanej "ciepłą ramką". Po zastosowaniu tych ramek izolacja termiczna brzegów polepsza się, a podwyŝszenie temperatury na brzegach oszkleń obniŝa ryzyko występowania czasowej kondensacji pary wodnej. -89-

22 Rys. Ciepła ramka z PCV koloru szarego. Dzięki ciepłej ramce (z PCV lub perforowanej stali nierdzewnej) następuje wyeliminowanie niemal całkowicie występującej w niektórych warunkach kondensacji pary wodnej na obrzeŝach szyb dzięki podniesionej i zrównowaŝonej temperaturze na wewnętrznej powierzchni szyb. a) b) Rys. Ramki dystansowe: a) tradycyjna aluminiowa, b) tzw. ciepła ramka z perforowanej stali nierdzewnej Przedstawiona poniŝej tabela pokazuje temperatury na krawędzi szyby wewnętrznej w szybie zespolonej dla następujących warunków: szyba zespolona o współczynniku U = 1,1 W / m 2 K, temperatura zewnętrzna 0 C, temperatura wewnętrzna + 20 C. -90-

23 Rodzaj profilu Ramy okiennej DREWNO PCW Rodzaj uŝytej ramki dystansowej Sztuczne tworzywo Temperatura na krawędzi szyby wewnętrznej w szybie zespolonej [ C] RóŜnica temperatur pomiędzy krawędzią i środkiem szyby wewnętrznej [ K] 13,3 4,5 62,8 Stal nierdzewna 12,4 5,2 64,1 Aluminium 10,8 6,8 55,7 Sztuczne tworzywo 13,2 4,7 64,3 Stal nierdzewna 12,5 5,3 62,3 Aluminium 11,1 6,7 56,2 Maksymalna względna wilgotność powietrza, przy której nie następuje jeszcze wykroplenie pary wodnej na krawędzi szyby wewnętrznej [%] Z tabeli wynika, Ŝe zastosowanie ciepłej ramki z tworzyw sztucznych lub stali nierdzewnej podnosi temperaturę krawędzi szyby wewnętrznej do 20% w stosunku do temperatury na krawędzi szyby wewnętrznej w szybie zespolonej z ramką aluminiową. Efektem tego jest to, Ŝe dopuszczalna względna wilgotność powietrza, przy której w danych warunkach wykrapla się para wodna na powierzchni szyby moŝe być dzięki zastosowaniu "ciepłej ramki" wyŝsza o ok. 15% bez obawy wystąpienia kondensacji pary wodnej. Obecnie na rynku dostępne są następujące rozwiązania spełniające kryterium "ciepłej ramki": - ramki ze stali nierdzewnej o grubości ścianki 0,15-0,20 mm. - ramki w postaci profili z polipropylenu pokrytych cienką folią metalową zapobiegającą dyfuzji - ramki w postaci profili z tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknami szklanymi i pokrytych antydyfuzyjną folią z metalu - ramki w postaci profili z tworzyw poliwęglanowych z folią metalową wtopioną w przekrój ścianki - ramki z mas uszczelniających nakładanych w systemie TPS - ramki w postaci elastycznej taśmy silikonowej nakładanej wzdłuŝ krawędzi. Korzyści z zastosowania ciepłej ramki: - oszczędność energii, - ograniczenie ryzyka kondensacji pary wodnej na obrzeŝach szyby, - szerokie moŝliwości zastosowania, - bezproblemowy montaŝ szprosów, - właściwości mechaniczne analogiczne jak w przypadku ramki aluminiowej, - redukcja mostka termicznego. -91-

24 Aktualnie oferujemy w standardzie ramki gięte, gdyŝ jest to produkt bardziej zaawansowany technologicznie, a co za tym idzie szyba zespolona z ramką gięta posiada wyŝsze parametry jakościowe. Jednym z istotnych kryteriów branych pod uwagę przy ocenie szyb zespolonych jest ich szczelność zarówno przed wnikaniem wilgoci do wnętrza szyby, jak równieŝ strat gazu, którym wypełnione są szyby dla poprawienia parametrów termicznych czy dźwiękoszczelnych. Zastosowanie ramki giętej, a tym samym zlikwidowanie słabych punktów, jakimi są nie uszczelnione butylem (najefektywniejszym uszczelniaczem przed wnikaniem wilgoci do wnętrza szyby zespolonej) naroŝa zestawione z ramek przycinanych, jest jednym z podstawowych rozwiązań w kierunku stworzenia wyrobu o najwyŝszych parametrach jakościowych. Podstawowe rodzaje ciepłej ramki dostępne w firmie Press-Glas : - ramka THERMO do gięcia w kolorze szarym RAL 7035 i czarnym RAL 9004 o szerokościach 12, 14, 16 i 18 mm, - ramka z cienkościennej stali szlachetnej - najnowszy produkt. Podstawową zaletą cienkościennych stalowych ramek giętych, oprócz zalet wypływających z zastosowania samej technologii gięcia jest optymalny współczynnik rozszerzalności liniowej stali zbliŝony do szkła, co w praktyce skutkuje minimalnym napręŝeniem na granicy szkłoramka dystansowa, a tym samym minimalnym wybrzuszeniem ramki, spowodowanym nagrzewaniem się szyb zespolonych. Dla przykładu: szyba zespolona o długości 200 cm wyprodukowana w temperaturze +20 o C i poddana nagrzaniu do temperatury +80 o C wykazuje następującą rozszerzalność liniową: -szkło-1,08mm/m; -ramka dystansowa ze stali szlachetnej-1,44mm/m; -ramka dystansowa aluminiowa - 2,88 mm/m. Podczas gdy pomiędzy szkłem a ramką stalową róŝnica w rozszerzalności liniowej wynosi 0,36 mm, to juŝ pomiędzy szkłem a ramką aluminiową róŝnica wynosi aŝ 1,8 mm. W związku z tym zastosowanie stalowej ramki dystansowej pięciokrotnie zmniejsza wartość napręŝeń na krawędzi uszczelnienia szyby w porównaniu z ramką aluminiową: - zmniejszenie przewodności cieplnej stali do 14,3 W/m K, gdy w przypadku aluminium wartość wynosi 200 W/m K, - redukcja grubości materiału przewodzącego ciepło. Cienkościenna ramka ze stali szlachetnej posiada ściankę o grubości 0,17 +/- 0,02 mm, natomiast aluminiowa 0,38 +/- 0,02 mm. -92-