Czytaj także -

Aktualne wydanie

2019 12 okladka

       Świat Szkła 12/2019

 

User Menu

20190444Swiat-Szkla-V4B-BANNER-160x600-PLEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

heroal 2018 Banner C50VSZ 750x150 PL mit-Rahmen1 

baner szklo budowlane

 

20190820-BANNIERE-HALIO-750x100-1D-PL

 

wlasna-instrukcja ift--baner do newslet-2019

 LiSEC SS Konfig 480x120

 

budma 2020 - 480x120

 

Bariery ochronne ze szkła Obliczenia zamiast badań?
Data dodania: 10.02.13

Bariery zabezpieczające podlegają obecnie przepisom technicznym Niemieckiego Instytutu Techniki Budowlanej, które ukazały się po raz pierwszy w postaci opublikowanej normy krajowej DIN 18008*). Poniżej opisano zasady, które muszą stosować architekci, projektanci i producenci, w przypadkach obowiązywania normy DIN 18008-4. 

 

Zastosowanie normy DIN 18008-4 dla szklanych barier ochronnych

Norma DIN 18008-4 zawiera, między innymi, treści z dokumentu (obecnie nadal obowiązującego) zatytułowanego: Przepisy techniczne dotyczące stosowania szklanych barier ochronnych (TRAV**), opracowanego przez DIBt (Niemiecki Instytut Techniki Budowlanej w Berlinie). Zawartość zgodna jest także z wymaganiami dotyczącymi badań na uderzenie wahadłem wg normy EN 12600 Szkło w budownictwie. Badanie wahadłem. Udarowa metoda badania i klasyfikacja szkła płaskiego.

 

Norma dotyczy budownictwa i ma zastosowanie do szkła i balustrad szklanych w zakresie wymagań dotyczących bezpieczeństwa barier ochronnych. Oprócz badań samej szyby, konieczne jest także uzyskanie atestu potwierdzającego skuteczność elementów mocujących oraz całego systemu (kompletnej balustrady) w zakresie spełniania wymagań normy. Badanie odporności na uderzenie wahadłem może być stosowane do testowania płyt szklanych.


Nowością, która pojawia się po raz pierwszy w normie DIN 18008-4 jest możliwość udowodnienia spełnienia wymagań poprzez obliczenia za pomocą programu symulacyjnego. Aby to ułatwić norma określa zależność przyspieszenia i czasu na wykresie odzwierciedlającym ruch wahadła oraz wytrzymałości i czasu na wykresie dla tafli szkła, określając też zakres tolerancji (odchylenia w tym zakresie). Instytut IFT Rosenheim i Uniwersytet Techniczny w Rosenheim obecnie wspólnie przeprowadzają badania i opracowują oprogramowanie, które będzie umożliwiało weryfikację systemów szklanych balustrad.


Celem projektu jest określenie wpływu różnych ustawień parametrów i modeli wahadła oraz tafli szklanej na stopień, w jakim wykres weryfikujący może odzwierciedlać rzeczywistość (rzeczywiste zachowanie się wahadła i tafli szklanej podczas testu uderzeniowego). Niezawodność programu symulacyjnego, odtwarzalność i zrozumiałe zasady symulowanych badań opartych na obliczeniach, to podstawa, aby obliczenia symulacyjne stały się realną alternatywą dla badań.

 

*) DIN 18008-4: 2011-10 Szkło w budownictwie – Zasady projektowania i wykonywania – Część 4: Dodatkowe wymagania dla szklanych balustrad chroniących przed upadkiem
**)
- TRAV: Zasady techniczne dotyczące zastosowania przeszkleń zabezpieczających przed wypadnięciem (TRAV – Technische Regeln für die Verwendung von absturzsichernden Verglasungen)
- TRLV: Zasady techniczne dotyczące zastosowania przeszkleń mocowanych liniowo (TRLV – Technische Regeln für Verwendung von linienförmig gelagerten Verglasungen)
- TRPV: Zasady techniczne dotyczące zastosowania przeszkleń mocowanych punktowo (TRPV – Technische Regeln für die Bemessung und Ausführung punktförmig gelagerter Verglasungen)

 

Tabela 1. Status serii norm DIN 18008 Szkło w budownictwie. Zasady projektowania i wykonania

 

55-tab1a

(powiększ tabelę)


Wymiarowanie oszklenia wg DIN 18008
Przepisy techniczne (TRLV, TRAV i TRPV) w niedługim czasie mają zostać zastąpione w serią norm DIN 18008.


W większości nowe normy z serii DIN 18008 Szkło w budownictwie - Zasady projektowania i wykonania są z nimi zgodne. W opisie standardu budynku norma jest zgodna z zasadami i oznaczeniami z Eurokodów, które zostały przyjęte na poziomie nadzoru budowlanego w Niemczech w dniu 1 lipca 2012 r.


W zakresie dokumentacji dla szklanych balustrad ochronnych, norma DIN 18008-4 (projekt z 11-2011 r.) – tak jak przepisy TRAV do tej pory – podaje prostą metodę tabelaryczną i możliwość wykonywania badań uderzeniowych (wahadłem z oponami wg EN 12600).


Zamiast wartości naprężeń w załączniku C przepisów TRAV, norma określa uproszczone metody obliczeń dla zastępczego obciążenia statycznego. Zupełnie nowym elementem jest możliwość udowodnienia zgodności przez zastosowanie dynamicznych symulacji MES (Metoda Elementów Skończonych – Finite Element Metod FEM). Metody oparte na obliczeniach są ograniczone do wybranych typów podparcia i kategorii (rodzaju konstrukcji balustrady) (patrz tab. 2).

Tabela 2. Przegląd opcji zapewnienia dowodów zgodności według DIN 18008-4

55-tab2a

(powiększ tabelę)


Wymagania dotyczące dynamicznej symulacji MES
Załącznik C.3 projektu normy opisuje nową, całkowicie dynamiczną metodę symulacyjną, która bardzo dokładnie powtarza kolejność odkształceń balustrady szklanej pod wpływem uderzenia, w odstępach czasu 1 ms (typowo) lub mniejszym. Wynikiem jest chronologiczna prezentacja procesu oddziaływania, zwykle o zakresie czasowym od 40 do 120 ms. Dlatego też ta zaawansowana aplikacja komputerowa, wymaga nie tylko bardzo potężnego oprogramowania MES, ale także, w równym stopniu, odpowiednio przeszkolonego inżyniera specjalisty.


Jako element systemu zapewnienia bezpieczeństwa, norma DIN 18008-4 wymaga weryfikacji modelu obliczeniowego. Aby to ułatwić, norma zawiera wyniki trzech przykładowych obliczeń (uderzenie w twardą ścianę, uderzenie w szklaną taflę podpartą na 4 krawędziach, uderzenie w szklaną taflę podpartą na 2 krawędziach), do których indywidualnie przygotowany model symulacyjny musi być zgodny w określonym zakresie tolerancji. Przykładowo rys. C. 6 z projektu normy DIN 18008-4 (patrz rys. 1 w niniejszym artykule), przedstawia wyniki naprężeń dla uderzenia w taflę szklaną podpartą na dwóch krawędziach.


Jednakże, w niektórych obszarach, które są faktycznie nieistotne z punktu widzenia projektowania konstrukcji, zakres tolerancji jest tak wąski (czyli dopuszczalne odchyłki tak małe), że będzie trudno, jeśli nie niemożliwie, aby stosować go w praktyce. Należy mieć nadzieję, że wymogi określone w ostatecznej wersji normy będą bardziej realistyczne niż obecnym projekcie.

 

55-rys1

Rys. 1 (Rys. C6 z DIN 18008-4) Wyniki naprężeń w badaniu odporności na uderzenie wahadłem panelu szklanego podpartego na dwóch krawędziach. Wykres głównych naprężeń rozciągających w zależności od czasu w środku panelu podpartego z dwóch stron, o rozmiarach 700x1000 mm, grubość szkła 8 mm, odległość między punktami podparcia 1000 mm (reprodukowane za zgodą Deutsches Institut für Normung eV. Stosowane powinny być tylko wyniki z najnowszej normy DIN. Są one dostępne w Beuth Verlag GmbH, Burggrafenstraße 6, 10787 Berlin).


Zastosowanie
Połączenie testów i symulacji
W celu sprawdzenia oprogramowania symulacyjnego i umożliwienia wydania atestu zatwierdzającego jako zamiennik badania fizycznego, wyniki z obliczeń komputerowych muszą być zweryfikowane z wynikami rzeczywistych badań. Projekt koncepcyjny programu jest obecnie badany w IFT Rosenheim.


Oprócz rzeczywistych badań, notyfikowane instytuty będą mogły także oferować weryfikację programów symulacyjnych, dla zapewnienia wysokiego bezpieczeństwa i odpowiedniego opisu pomiarów – czyli w celu zweryfikowania wiarygodności aplikacji komputerowej.


Producenci oprogramowania mogą skorzystać z tej możliwości, rozbudowując swoje produkty (programy komputerowe) zgodnie z obowiązującymi normami. Możliwość taka pozwoli producentom elementów konstrukcji przeszklonych – zachowując efektywność kosztową – rozszerzyć gamę oferowanych produktów o zaawansowane technologicznie wyroby i szybkie uzyskanie atestów dopuszczających  do stosowania w budownictwie, które mogą mieć formę obliczeń opartych na programach symulacyjnych.

 
Dla dalszego rozwoju symulacji obliczeniowych, jako alternatywy dla badań rzeczywistych, jest potrzebna debata, w której powinny wziąć udział wszystkie strony, których ona dotyczy.


Programy symulacyjne muszą spełniać te same warunki ramowe, jak dotychczas wyniki badań w zakresie uzyskiwania atestów dopuszczających do stosowania w budownictwie, żeby mogły być użyteczne,.


Podobnie notyfikowane instytuty badawcze muszą spełniać te same kryteria dla powtarzalności wyników, jak przypadku urządzenia badawczego, które było używane do tej pory. W tym celu w IFT Rosenheim jest obecnie opracowywana metodyka weryfikacji programów symulacyjnych, z uwzględnieniem różnych rzeczywistych parametrów i kryteriów (rodzajów konstrukcji balustrad szklanych). Weryfikacja obliczeń programu symulacyjnego i ich kontroli z wykorzystaniem prawdziwych testów jest obecnie wykonywana, szczególnie do symulacji badania odporności na uderzenie wahadłem wg DIN 18008-4 oraz na podstawie rzeczywistych badań zgodnie z normą EN 12600.


Podwójna ekspertyza IFT Rosenheim
W przyszłości IFT Rosenheim będzie w stanie nie tylko wykonywać badania rzeczywiste, ale również sprawdzać oprogramowania symulacyjne na podstawie rzeczywistych badań. W wyniku tego firmy będą mogły używać programów symulacyjnych, do opracowywania nowych produktów w sposób bardziej ekonomiczny, szybki i zapewniający wyższą jakość. Wyniki uzyskane przy użyciu zweryfikowanych programów symulacyjnych mogą być, w sposób powtarzalny, potwierdzone za pomocą prawdziwych badań.


Weryfikacja oprogramowania symulacyjnego przez IFT Rosenheim zapewnia korzyści finansowe, ponieważ nie jest konieczne przygotowywanie próbek do badań, a uzyskanie atestu jest znacznie szybsze. Poprzez te czynności weryfikacyjne instytuty badawcze mogą przyczynić się do usprawnienia procesów produkcyjnych w firmach, przy jednoczesnej poprawie jakości, bezpieczeństwa i trwałości – kwestii ważnych dla użytkownika końcowego.


Artykuł jest zapisem wykładu wygłoszonego na International Rosenheim Window & Facade Conference 2012


prof. dr inż. Benno Eierle

inż. Harald Krewinkel

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 1/2013

 

 

 

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik