Czytaj także -

Aktualne wydanie

ss 11 2018 okladka

20180813-BANNER-160X600-V1-PL-GLASSTECEDG 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

 

 

 konferencja 2018 banner

konferencja 12 kwietnia 2018 1a

baner-2-krzywe

baner konferencja 12 2017

 

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

 RODO

 

konferencja 2018 banner

  

glass2018 480x120  

 lisec SS FastLAne

 

20180817doe12 baner-480-100

 

 

 

Dziwne szyby
Data dodania: 07.08.13

 

Szyby w oknach powinny zapewniać kontakt ze światem zewnętrznym i doświetlać pomieszczenia. Czasami jednak potrafią sprawić nie lada niespodziankę efektów optycznych, wprowadzającą w irytację użytkownika.

 

Pojawianie się tęczy, barwnych wzorów, tajemnych kręgów, kolorów, plam, zaciemnień na szybach zespolonych zazwyczaj nie jest spowodowane przez wady szkła czy brud na szkle, ale jest to efekt optyczny, wywołany przez fale światła interferujące pomiędzy sobą, przechodzące poprzez szybę lub od niej odbijane. Postęp w produkcji szkła stwarza problemy, których wcześniej nie było.

 

Szyby zespolone

 

Zjawiska optyczne występujące na/w szybach

  • Pierścienie Newtona to zjawisko optyczne na szybach zespolonych, polegające na uwidacznianiu się barwnych kręgów w kształcie pierścieni. Te pierścienie – prążki interferencyjne – powstają przy przejściu światła poprzez cienkie warstwy, w pobliżu styku powierzchni wypukłej i płaskiej, rozdzielonych substancją o innym, niż warstwy stykające się, współczynniku załamania światła. Taki efekt optyczny pojawia się w szybach zespolonych, kiedy dwie szyby zbliżają się do siebie w centrum komory izolacyjnej, wypełnionej gazem. Efekt optyczny jest serią koncentrycznych kolorowych pierścieni w centrum szyby. Pierścienie są w przybliżeniu koliste lub eliptyczne. Interferencja powstaje wewnątrz cienkiej warstewki gazu wypełniającego szybę. Pierścienie Newtona pojawiają się w szybach o niewłaściwej budowie, to jest o zbyt dużych powierzchniach przy ich niewystarczającej grubości (3 mm) oraz przy równoczesnym zastosowaniu ramki o małej szerokości. Z uwagi na niskie temperatury, szyby schodzą się w środku i tworzą wklęsłe powierzchnie.
  • Prążki Brewstera mogą pojawić się w zestawie, w którym dwie szyby mają prawie tę samą grubość. Różnica w grubości między dwiema szybami musi być bardzo mała i w przybliżeniu (0,00035 do 0,0007) taka sama, jak średnia długość fali światła widzialnego tj. 0,0005 mm. Prążki Brewstera są obserwowane częściej w zestawach wykonanych z szyb float, niż ze szkła ciągnionego, gdyż szkło float będące o wiele lepszym jakościowo produktem, jest bardzo płaskie i wykazuje relatywnie małe różnice w grubości. Zatem podstawowy warunek dla powstania tego efektu, czyli równa grubość obu szyb, jest częściej spełniany dla szkła float niż dla szkła ciągnionego. W dodatku szkło ciągnione zawiera wady, powodujące maskowanie Prążków Brewstera.
  • Światło przechodzące przez raster szyby zewnętrznej tworzy koliste półcienie na szybie wewnętrznej. Pierścienie nie są barwne a w odcieniach szarości - tj. odcieniach rastra. Różne załamanie światła przez ugiętą szybę tworzy jasne i ciemne kręgi. Część padającego światła słonecznego napotyka na światło odbite od powierzchni wewnętrznej szyby szkła izolacyjnego w taki sposób, że są one przesunięte w fazie o 180° i wygaszają się wzajemnie, lub wzmacniają, dając w ten sposób wzrost efektu prążkowego na powierzchni szkła, kiedy obserwowane jest pod pewnym kątem. Ugięte do siebie szyby zachowują się jak soczewki, co wywołuje efekt powstawania kręgów.
  • Efekt Moira może wystąpić przy bardzo szczegółowych wzorach, rastrach naniesionych na szyby. Jest to pewien rodzaj układu prążków, zjawisk optycznych, powstałych na skutek interferencji (krzyżowania się) dwóch siatek linii rastru obróconych o pewien kąt lub poddanych deformacji (jak np. wklęśnięcie szyby, czy lustrzane odbicie rastra od drugiej szyby z warstwą niskoemisyjną).
  • Gięte szkło formowane i hartowane przy wykorzystaniu zespołu gnącego matryca/stempel wykazuje skłonność do niepożądanych ugięć poprzecznych, co w konsekwencji prowadzi do lokalnych zmian obwodu. Ich występowanie jest uzależnione od wielkości szyby, grubości szkła i temperatury obróbki. Intensywność ugięć i odkształceń też jest różna.
  • Podczas hartowania szkło w piecu ułożone jest na rolkach i z tej przyczyny powierzchnia może być lekko odkształcona pomiędzy wałkami transportującymi szybę, zwana jako falistość od wałków.
  • Dwójłomność w szkle (anizotropia) to strefy naprężenia powstałe w trakcie procesu produkcyjnego hartowania szkła, widoczne w świetle spolaryzowanym. Światło dzienne zawiera pewny udział światła spolaryzowanego. W szybie hartowanej sąsiadują ze sobą obszary o bardzo zróżnicowanych naprężeniach, co powoduje powstawanie różnic dróg optycznych promieni świetlnych załamujących się wewnątrz szkła. Są to obszary, w których nastąpiło częściowe wygaszenie odbitych promieni słonecznych. Efektem tego są widoczne czasami pod pewnym kątem obserwacji ciemniejsze cętki, pasma na powierzchni szyb, znanych jako plamki lamparta. Zmiana kąta patrzenia na dany obszar szyby powoduje znikanie tego zjawiska.

 

2013-06-07-1

 

  • Wada soczewek optycznych może powstawać w procesie gięcia szkła. Są to punktowe wgniecenia szkła przez rolki urządzenia dociskowego, wyginającego szybę do wymaganego kształtu. Wada widoczna jest w świetle przechodzącym przez szybę i zniekształcającym przechodzenie światła, jak w podłużnych soczewkach. Przy obserwacji szyb od strony zewnętrznej, wewnętrznej, pod różnym kątem, z różnej odległości, widoczne są na szybach podłużne paski zniekształceń szyby w postaci podłużnych regularnych optycznych soczewek długości ok 25 mm i szerokości ok 10 mm w rozstawie co ok 10 cm. Paski „ściegów” powtarzają się w regularnym rozstawie jak „ścieg maszyny do szycia”.
  • Zielone szyby to zjawisko, z którym spotkałem się zaledwie dwa razy. Jego przyczyny nie znalazłem w dostępnej literaturze. Zielonkawą poświatę daje szkło, w którym jest pewna zawartość tlenków żelaza i w takiej sytuacji wytłumaczenie jest oczywiste. Co jednak w sytuacji, kiedy szkło jest pozbawione tlenków, np szkło Ultra Neutral? Prawdopodobnie zachodzi tu pochłanianie części widma światła widzialnego. W omawianym przypadku szyby znajdują się w budynku usytuowanym w zielonej otulinie lasu. Barwy zielonej jest najwięcej i dlatego zielonkawego odcienia nabierają krystalicznie przeźroczyste szyby. Innego wytłumaczenia nie znajduję.

 

2013-06-07-2

 

  • Srebrzysty nalot na szybie jest sporadyczną wadą, wynikającą z nieprawidłowego zespolenia szyb z warstwą niskoemisyjną tlenków metali na zewnątrz szyby zespolonej.
  • Odchylenie odcienia i barwy szyb. Barwa i odcień szkła oraz powłok nanoszonych na jego powierzchnię uzależniona jest od grubości szyb, procesu wytwarzania, składu mieszanki surowców szklarskich, rodzaju i grubości warstw nanoszonych powłok. Barwa, w zależności od kąta patrzenia, może być zauważalnie zmienna. Każdy z tych procesów posiada pewne granice tolerancji powtarzalności, w ramach których mogą mieścić się niewielkie różnice obserwowanego odcienia i barwy. Z tego też względu zalecane jest jednorazowe zamawianie szkieł na całe elewacje budynków.

 

2013-06-08-1

 

 

Różnice w odcieniach szyb pod wpływem powłoki niskoemisyjnej

Powłoki niskoemisyjne „twarde” uzyskiwane metodą pyrolityczną, gdzie napylone substraty tworzą dwie warstwy:

  • zewnętrzną z tlenków cyny wzbogaconą fluorem,
  • wewnętrzną z nawęglonego tlenku krzemu.

Powłoki „twarde” nakłada się na szyby do hartowania (chociaż ostatnio pojawiły się też hartowalne powłoki miękkie).

 

Powłoki „miękkie” powstają w procesie off-line, przez naniesienie kilku bardzo cienkich warstw z metali (np. srebro) i tlenków metali (bizmutu, cyny i cynku).

 

Od rodzaju zastosowanych powłok niskoemisyjnych zależny jest współczynnik izolacyjności termicznej szyb, jak i odcień i kolor szyb. W zależności od rodzaju tlenków metali szyba może mieć odcień brązowy, niebieski, zielony, itp. Powłoki „twarde” przyciemniają szyby. Widocznych różnic w odcieniach szyb nie da się wytłumaczyć inaczej, jak innym rodzajem powłok niskoemisyjnych naniesionych na szyby lub też innym rodzajem szkła pochodzącym z różnych hut szkła.

 

Odbicie i załamanie świata szyb zespolonych płaskich i giętych

Szyby płaskie mają kąt obicia i załamania światła stały i wynosi on 7°. Szyby gięte mają kąt odbicia światła zmienny od 7° do 24°. Różny kąt odbicia i załamania światła może powodować odkształcenia obrazu. Może to też przyczyniać się do widzenia innego odcienia szyb.

 

2013-06-08-2

 

Inne zjawiska na szybach

  • Kondensacja pary wodnej na zewnętrznych powierzchniach szyb następuje, gdy cieplejsze, wilgotne powietrze graniczy z powierzchniami o odpowiednio niższej temperaturze. Powietrze, oziębiając się na zimnej powierzchni szkła, przechodzi w stan nasycenia, czego efektem jest skraplanie się nadmiaru wilgoci na szybie. Gdy szyba zewnętrzna posiada zimną płaszczyznę, to przy odpowiednio wysokiej wilgotności tworzy się na jej powierzchni kondensat. Przyczyną utrzymywania się niskiej temperatury powierzchni szyby zewnętrznej jest coraz lepsza izolacyjności cieplna szyb zespolonych, która powoduje przedostawanie się na zewnątrz tylko niewielkiej ilość ciepła z pomieszczeń. Wyeliminowanie tego zjawiska nie jest możliwe. Efekt kondensacji pary wodnej na zewnętrznych powierzchniach szyb zespolonych w żadnym wypadku nie świadczy o wadliwości szyb zespolonych. Efekt kondensacji pary wodnej na zewnętrznych powierzchniach szyb mogą osłabić wprowadzone ostatnio specjalne powłoki antykondensacyjne (patrz: AGC wprowadza szkło antykondensacyjne PLANIBEL low-e Anti-Fog, „Świat Szkła” 9/2012).

 

2013-06-08-3

 

  • Wklęsłość/wypukłość szyb zespolonych. W szybie zespolonej znajduje się ściśle określona, zamknięta ilość gazu. Ciśnienie i temperatura gazu są takie, jak powietrza atmosferycznego w czasie produkcji szyb. Jeśli po zamontowaniu, szyby zespolone znajdują się w innych warunkach (ze zmienioną temperaturą, ciśnieniem powietrza), różnica ciśnienia między wnętrzem szyby zespolonej a zewnętrzem powoduje nacisk na tafle szkła, którego następstwem jest ugięcie szkła. Przykładowo, w okresie letnim, gdy temperatura szyb zespolonych rośnie do 30°C lub więcej - gaz wewnątrz szyby rozgrzewa się i ciśnienie jego wzrasta. Ciśnienie to powoduje nacisk na tafle szkła szyby zespolonej, które wyginają się nieznacznie na zewnątrz. W okresie zimowym następuje zjawisko odwrotne, polegające na wklęśnięciu szyb pod wpływem obniżenia się ciśnienia wewnątrz szyby zespolonej – spadek temperatury w szybie.
  • Ślady po ssawkach. Zjawisko powstawania na wilgotnej szybie widzialnych dla obserwatora śladów odbitych ssawek, etykiet, palców lub dłoni jest związane z tym, że powierzchnia szyb zespolonych po zakończeniu produkcji jest silnie zaktywizowana i hydrofilowa. Pracownik przy produkcji szyb zespolonych zdejmuje szybę przyczepiając ssawki do szyby zespolonej i separuje ją przekładkami korkowymi przy ustawieniu na stojak. Ślady po ssawkach, odbicia korków dystansowych, ślady po etykietach uwidaczniają się pod wpływem pary wodnej. Zjawisko to nie może być traktowane, jako wada, gdyż jest widoczne jedynie na zaparowanej szybie. W eksploatacji, na szybie suchej nie jest widoczne.
  • Samoistne pękanie szkła. Szkło należy do materiałów kruchych, które nie podlegają plastycznym odkształceniom. Po przekroczeniu swojej wytrzymałości pęka. Pęknięcie powodowane jest oddziaływaniem na szkło naprężeń mechanicznych i termicznych większych niż dopuszczalne. Oznacza to, że jeśli dana szyba została dostarczona do klienta w całości, a pęknięcie szkła nastąpiło w trakcie montażu lub eksploatacji szyby, to powodów pęknięcia należy szukać w czynnikach oddziaływujących na szkło w momencie jego pęknięcia. Obecne metody produkcji szkieł pozwalają na utrzymywanie naprężeń wewnętrznych szkła na niskim, kontrolowanym poziomie. Ewentualne wady wynikające z niewłaściwych naprężeń wewnętrznych ujawniłyby się w trakcie operacji związanych z produkcją szyb zespolonych. W przypadku, gdy sposób zastosowania szkła może powodować zwiększone naprężenia w szkle, zalecane jest dokonywanie niezbędnych obliczeń wytrzymałościowych dla prawidłowego doboru grubości i rodzaju szkła. Możliwe jest też samoistne pękanie szkła hartowanego (o przyczynach tego zjawiska i metodach zapobiegania mu można przeczytać w artykułach publikowanych w „Świecie Szkła”: Inkluzje siarczku niklu w szkle, wyd. 1/2010; Szkło hartowane samo nie pęknie, wyd. 2/2007; Oszklenie bezpieczne w budownictwie, wyd. 10/2010).
  • Elementy dekoracyjne montowane wewnątrz szyb zespolonych. Wewnątrz szyby zespolonej mogą być na trwałe zamontowane elementy dekoracyjne, np. szprosy. Zalecane jest takie dobranie grubości szprosu w stosunku do grubości ramki dystansowej aby różnica ich grubości była minimum 3,5 mm. Taka różnica grubości pozwala zapobiec dotykaniu szprosów do szkła, a tym samym zapewnia ograniczenie przemarzania szyb w miejscu instalacji szprosów. W celu wyeliminowania nieprzyjemnego efektu „dzwonienia” szprosów (uderzanie szprosu w szkło pod wpływem drgań otoczenia) stosowane są przeźroczyste przekładki dystansowe tzw. bumpony. Ilość i rozmieszczenie bumponów zależy od ilości i długości pól szprosów i pozostaje w gestii producenta. Wzrost temperatury może spowodować zwiększanie się długości szprosów a co za tym idzie nieznaczne odchylenia kształtu.

 

2013-06-10-1

 

Szyby ognioodporne

Konstrukcyjnie rozróżnia się szyby ognioodporne do zastosowań w przegrodach wewnętrznych (jako szyby pojedyncze) i do zastosowań w przegrodach zewnętrznych, jako szyby pojedyncze lub szyby zespolone, w których szyba ognioodporna może znajdować się od strony zewnętrznej lub wewnętrznej.

Taką szybą jest np. PYROSTOP EI 30 17/12 argon/44.4, P4, U=1,1: szyba ognioodporna PYROSTOP do zastosowań wewnętrznych w klasie odporności ogniowej EI 30 o grubości 17 mm (złożona z trzech tafli szkła gr. po 4 mm i warstw żelu między szybami), ramka aluminiowa 12 mm, szyba klasy P4 sklejona poczwórną folią PVB z dwu szyb grubości po 4 mm. Wypełnienie argon. Współczynnik izolacyjności cieplnej U=1,1 W/m2K.

 

Wpływ promieniowania UV

Szyby ognioodporne wypełniane są specjalnym żelem, który może być nieodporny na promieniowanie ultrafioletowe UV*) i który pod wpływem tego promieniowania może ulegać matowieniu i bąbelkowaniu. Szkło ognioodporne zwykle zabezpieczane jest od strony działania promieniowania UV specjalnymi foliami PVB.

 

Szkło ognioodporne może być wbudowywane, jako monolityczne, w przegrody zewnętrzne lub wewnętrzne, lub jako element szyby zespolonej i w zależności od zastosowania rozróżnia się ono pod względem konstrukcyjnym:

 

  • W przypadku szyb zespolonych, gdy szyba ognioodporna znajduje się w pozycji od wewnątrz pomieszczenia, zabezpieczeniem przed oddziaływaniem promieniowania ultrafioletowego będzie zastosowanie w szybie od strony zewnętrznej folii o właściwościach ochronnych przed ultrafioletem. Jeżeli w szybie zespolonej ognioodpornej zamiast zewnętrznej szyby laminowanej jest pojedyncza tafla szkła, to powinna mieć ona naklejoną folię PVB chroniącą przed UV.
  • W przypadku szyb zespolonych, gdy szyba ognioodporna znajduje się w pozycji od zewnątrz pomieszczenia, zabezpieczeniem przed oddziaływaniem promieniowania ultrafioletowego będzie zastosowanie w szybie ognioodpornej po jej stronie zewnętrznej folii o właściwościach zabezpieczania przed ultrafioletem. Taka szyba będzie grubsza o jedną taflę szkła i warstwę folii PVB w stosunku do szyby ognioodpornej do zastosowania po stronie wewnętrznej szyby zespolonej.

W przypadku braku warstwy zabezpieczającej przed UV z folii PVB w przeziernej przegrodzie zewnętrznej, to najmniejsza odległość, w jakiej szkło ognioodporne do zastosowań wewnętrznych może zostać użyte wewnątrz pomieszczeń, wynosi 3,5 m od tej przegrody. Oznacza to, że jeżeli szyby zespolone ognioodporne wbudowywane są w przegrody zewnętrzne razem z innymi szybami zespolonymi to zabezpieczenie przed promieniowaniem UV tych szyb musi być – lub zabezpieczone musi być pozostałe oszklenie.

 

Podczas transportu, przenoszenia, wbudowywania szyb zespolonych ognioodpornych należy zachować ostrożność, aby nie doprowadzić do przerwania warstwy zabezpieczającej jej krawędzie. Zniszczenie osłony może doprowadzić do utraty przez szybę jej właściwości ognioodpornych. Szyby muszą być trwale podparte, nie mogą wisieć na podkładkach – szyba musi być podparta na całej grubości.

 

Zabezpieczeniem trwałości szyb ognioodpornych jest ich specjalna konstrukcja:

  • Zabezpieczeniem przed wyciekaniem żelu z pomiędzy zestawionych szyb jest uszczelnienie na obwodzie (w stykach szyb) masą polisulfidową**), a cała szyba ognioodporna oklejona jest na obwodzie aluminiową folią ze specjalnym klejem.
  • Szyby zewnętrzne muszą mieć dobrze zaszlifowane krawędzie, bez karbów.
  • Szyba zespolona razem z szybą ognioodporną i szybą laminowaną oklejona jest kolejną – drugą – specjalną wodoszczelną i paroszczelną taśmą zabezpieczającą.
  • Pojedyncze szyby powinny mieć grubość co najmniej 3 mm.

 

Najbardziej powszechne wady szyb ognioodpornych

  • Aluminiowa folia szyb ognioodpornych odkleja się a miejscami bywa nieprzyklejona (niedostatek kleju lub klej zestarzały), czasami brak jest samej folii (źle pojęta oszczędność).
  • Żel wycieka z pomiędzy szyb ognioodpornych i odkleja aluminiową folię.
  • Szyby mają grubość 2,5 mm (są zbyt cienkie i przełamują się na krawędziach).
  • Szyby zewnętrzne nie są zaszlifowane i mają na krawędziach głębokie, ostre karby.
  • Cała szyba zespolona nie ma oklejenia taśmą zabezpieczającą (źle pojęta oszczędność).

 

2013-06-10-2

 

  • W warstwach żelu następuje zjawisko jego bąbelkowania – bąbelki mają wielkość ok. 1 milimetra, ale mogą być większe i są zazwyczaj gęsto usiane. Szyba z tego powodu matowieje. Zazwyczaj jest to spowodowane niewłaściwym doborem szyby (brak folii PVB z jednej strony) lub jej niewłaściwym zmontowaniem (tafla ognioodporna na zewnątrz). Nawet odwrotne założenie szyby na tej pozycji, np. taflą 44.4 (z folią PVB na zewnątrz) również nie zabezpieczałoby, gdyż promieniowanie UV przechodząc przez pozostałe, „zwykłe” szyby, rozpraszając się i odbijając, naświetlałoby szyby ognioodporne od strony pomieszczeń. Nawet szyby ognioodporne teoretycznie odporne na promieniowanie UV, gdzie specjalny żel wypełnia przestrzeń pomiędzy dwoma szybami, potrafią „bąbelkować” bąblami wielkości do centymetra średnicy, mogą też „bąbelkować” w narożach. Przyczyna nie jest mi znana. Prawdopodobnie tafle szyby wypełnionej gęstym i ciężkim żelem rozchodzą się na boki (szyba puchnie) i przez nieszczelności do środka wpływa powietrze.

 

*) Promieniowanie ultrafioletowe pochodzi z promieniowania słonecznego. Emitowane jest w zakresie długości fal: 315-385 μm [pasmo A], fali 280-315 μm [pasmo C] i fali 100-280 μm [pasmo B]. Promieniowanie w zakresie długości fali 280-315 μm [pasmo C] i 100-280 μm [pasmo B] pochłaniane jest przez atmosferę, a także przez zwykłą szybę okienną. W części odpowiadającej promieniowaniu w zakresie długości fali 315-385 μm [pasmo A] zwykłe szkło nie zatrzymuje tego promieniowania. W szybach jako ich ochronę należy stosować specjalne folie PVB, które zatrzymują 99% padającego na nią promieniowania UV w zakresie fali do 385 μm, czyli praktycznie całą część widma UV.

 

**) Są technologie gdy mas polisulfidowych nie stosuje się, jednakże w takim przypadku niezbędne jest zachowanie reżimu w produkcji by nie dopuścić do zawilgocenia styków [zamoczenia żelu]

 

Jerzy Płoński
ITB

 

(...)

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

Więcej informacj: Świat Szkła 06/2013

 

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik