Oszklenia mocowane mechanicznie (punktowo) cieszą się w ostatnich latach coraz większym zainteresowaniem architektów, czego najlepszym dowodem jest wiele realizacji reprezentacyjnych budynków użyteczności publicznej.

 

Oszklenia te projektowane są nie tylko w formie lekkich ścian osłonowych i przekryć połaciowych nad pasażami i atriami, ale również jako ściany wewnętrzne oraz elementy małej architektury. 

 

Wiodące systemy oszkleń mocowanych mechanicznie (punktowo), to przede wszystkim systemy zagraniczne, oferowane przez znane firmy w branży szklarskiej.

 

Na polskim rynku budowlanym pojawiły sie również systemy opracowane przez firmy krajowe, wzorowane na rozwiązaniach zagranicznych.

 


Podstawowymi elementami ścian z oszkleniem mocowanym mechanicznie sa :
- elementy ze szkła pojedynczego lub z szyb zespolonych,
- stalowe łączniki mocujące punktowo elementy szklane do konstrukcji nośnej ściany,
- konstrukcja nośna ściany (podkonstrukcja), znajdująca sie po stronie wewnętrznej przegrody szklanej.

 

Ściany z oszkleniem mocowanym mechanicznie można podzielić ze względu na sposób zamocowania oszklenia na 2 podstawowe rodzaje:
- ściany z oszkleniem mocowanym przelotowo,
- ściany z oszkleniem mocowanym nieprzelotowo.

 

Zamocowania przelotowe stosowane sa do elementów, wykonanych zarówno ze szkła pojedynczego, jak i z szyb zespolonych.

 

W zależności od wymiarów elementów szklanych stosuje sie przeważnie 4 lub 6 łączników stalowych, rozmieszczonych w pobliżu narkozy i krawędzi elementu. Łączniki te, o trzpieniu stoczkowym, maja łby wpuszczone w warstwę szkła, a dalej kształt walcowy (rys. 1).

 

2003 12 22 1

Rys. 1. Schemat przelotowego zamocowania oszklenia

 

Zamocowania nieprzelotowe usytuowane sa poza elementami szklanymi, wzdłuż krawędzi lub na skrzyżowaniu krawędzi sąsiadujących elementów (rys. 2).

 

 

Poza wymienionymi stosowany jest jeszcze sposób zamocowania oszklenia, w którym wewnętrzna tafla szkła szyby zespolonej zamocowana jest przelotowo, natomiast tafla zewnętrzna połączona jest z wewnętrzną przy użyciu spoiwa silikonowego stosowanego do konstrukcyjnych połączeń strukturalnych i dodatkowo połączona na obwodzie łącznikami mechanicznymi, zabezpieczającymi tafle zewnętrzna na wypadek zniszczenia połączenia silikonowego.

 

2003 12 22 2

Fot. 1. Przykład ściany z oszkleniem mocowanym mechanicznie (widok z zewnątrz)


2003 12 22 3

Fot. 2. Przykład ściany z oszkleniem mocowanym mechanicznie (widok od wewnątrz)


2003 12 22 4

Fot. 3. Przykład przekrycia dachowego z oszkleniem mocowanym mechanicznie

 

 

2003 12 23 1

Rys. 2. Schemat nieprzelotowego zamocowania oszklenia



Kryteria oceny technicznej scian z oszkleniem mocowanym mechanicznie
Zakres podstawowych wymagan sta- wianych przedmiotowym scianom (pionowym i pochylonym), według Wytycznych technicznych UEAtc, jest analogiczny do


W scianach z oszkleniem mocowanym mechanicznie stosowane jest szkło hartowane termicznie o podwyzszonej wytrzymałosci mechanicznej i termicznej, rozpadajace sie – w przypadku rozbicia – na drobne kawałki.


Według wytycznych UEAtc w oszkleniach mocowanych mechanicznie mozna stosowac równiez szkło utwardzane tzw. półhartowane o wytrzymałosci wyzszej od szkła zwykłego, lecz nizszej od wytrzymałosci szkła hartowanego.

 

Wytrzymałosc cieplna tego rodzaju szkła jest porówny- walna z wytrzymałoscia szkła hartowane- go. W przypadku rozbicia, szkło półhartowane rozpada sie jednak, podobnie jak szkło zwykłe, na duze kawałki*).

 

*) Zob. Henryk Lessig Szkło wzmacniane termicznie, Swiat Szkła 9/2003.


W projektowanych obiektach w przedmiotowych scianach stosuje sie:
- szkło pojedyncze hartowane, o grubosci nie mniejszej niz 10 mm,
- szkło pojedyncze laminowane, w którym, w zaleznosci od przewidywanych obciazen zewnetrznych, tafla zewnetrzna ma grubosc 10 lub 12 mm, a tafla szkła po stronie wewnetrznej 6 lub 4 mm,
- szyby zespolone o grubosci zewnetrznej tafli nie mniejszej niz 10 mm, a wewnetrznej nie mniejszej niz 6 mm; z uszczelnieniem krawedziowym z lepiszcza silikonowego odpornego na promieniowanie UV. Do wykonania przeszklonych przekryc dachowych z elementów szklanych mocowanych mechanicznie powinny byc stoso- wane szyby zespolone, w których wewnetrzna tafla wykonana jest ze szkła laminowanego.

 


Mechaniczne zamocowania oszklenia przenoszace obciazenie z przegrody szklanej na konstrukcje nosna sciany moga byc typu:

- przegubowego,
- utwierdzonego,
- półutwierdzonego.

 

Według Wytycznych technicznych UEAtc dotyczacych scian z oszkleniem mocowanym mechanicznie [1] rozróznia sie 4 typy mocowania przelotowego za pomoca specjalnych łaczników metalowych:

 

2003 12 23 2

 

Zamocowania po stronie oszklenia moga umozliwiac lub nie przemieszczenia w płaszczyznie sciany. Przemieszczenia te moga wystepowac miedzy oszkleniem i łacznikiem stalowym, albo miedzy łcznikiem a konstrukcja wsporcza (nosna sciany).


Oferowane systemy oszklen mocowanych mechanicznie przewiduja stosowa- nie dwóch podstawowych rodzajów łaczników mocujacych elementy szklane, tj.: łaczniki przegubowe pozwalajace naobrót w granicach 7-10o i nie wywołujace dodatkowych naprezen w szkle w sasiedztwie zamocowania punktowego oraz łaczniki sztywne, których mozliwosc zastosowania limituja naprezenia w szkle w sasiedztwie zamocowania punktowego.

 

Elementy oszklenia w zaleznosci od wymiarów mocowane sa 4 lub 6 łacznikami, niezaleznie od oferowanego systemu. Łączniki mocowane są do konstrukcji wsporczej za pośrednictwem stalowych wsporników dwu-, trój- i czteroramiennych (rys. 3), o różnym kształcie i wyprofilowaniu.  

 

Konstrukcje wsporcza oszklen mocowanych mechanicznie, przenoszaca obciazenia zewnetrzne, moze stanowic aluminiowa konstrukcja słupowo-ryglowa, prosta konstrukcja stalowa, zebra szklane zaprojektowane kazdorazowo dla kokretnego rozwiazania architektonicznego.

 

Przykładowe rozwiazanie takiej konstruk- cji pokazano na fot. 3.

 

Kryteria oceny technicznej scian z oszkleniem mocowanym mechanicznie
Zakres podstawowych wymagan sta- wianych przedmiotowym scianom (pionowym i pochylonym), według Wytycznych technicznych UEAtc, jest analogiczny do wymagan stawianych lekkim scianom osłonowym o konstrukcji słupowo-ryglowej i obejmuje:

- wymagania bezpieczenstwa i funkcjonalnosci (nosnosc, sztywnosc, trwałosc, odpornosc ogniowa, ochrona ko- rozyjna),

- wymagania uzytkowe (szczelnosc na wode i powietrze, izolacyjnosc cieplna, izolacyjnosc akustyczna, higiena i zdrowotnosc, estetyka).

 

 

 

2003 12 24 1

Rys. 3. Przykłady stalowych wsporników jedno-, dwu-, trój-    i czterooramiennych stosowanych do mocowania oszklenia

 

Nosnosc i sztywnosc
Do oceny rozwiazania sciany niezbedne jest okreslenie:
- wytrzymałosci oszklenia i jego zamocowania,
- wytrzymałosci stalowych łaczników mocujacych oszklenie,
- wytrzymałosci i sztywnosci oszklenia, z uwzglednieniem nastepujacych obcia- zen:
    – ciezar własny oszklenia (z uwzglednieniem wpływu jego długotrwałego działania),
    – obciazenie wiatrem,
    – obciazenie sniegiem (z uwzglednieniem długiego zalegania w przypadku scian pochylonych i przekryc dachowych).

 

Odporność na uderzenia
Sciana powinna miec wytrzymałosc wystarczajaca do przeniesienia obciazen od mozliwych do przewidzenia uderzen.

 

Bezpieczeństwo pożarowe
Sciany powinny odpowiadac wymaganiom wynikajacym z przewidywanego zakresu stosowania i obowiazujacych przepisów.

 

Trwałość oszklenia z szyb zespolonych
Dopuszczalna odkształcalnosc oszklen powinna byc tak ograniczona, aby siły ścinające nie zniszczyły połączenia miedzy szybami zespolonymi.

 

Odporność na korozje
Wybór gatunku stali i ewentualnego zabezpieczenia przed korozja powinien być ustalany w zależności od środowiska zewnętrznego, przeznaczenia pomieszczeń i od sposobu działania zamocowania.

 

Szczelność na wodę i powietrze
Uszczelnienia stosowane miedzy elementami oszklenia wykonywane sa ze spoiw uszczelniających odpornych na działanie promieniowania UV, a także innych czynników atmosferycznych.

 

Należy podkreślić, ze zachowanie szczelności tych ścian na wodę i powietrze w dużym stopniu zależy od odporności na czynniki zewnętrzne zastosowanych spoiw uszczelniających, jakości wykonania uszczelnień miedzy elementami oszklenia oraz od ich konserwacji.

 

Izolacyjność cieplna
Izolacyjność cieplna ściany zaleczy od izolacyjności szyb, w tym mostków cieplnych w miejscu punktowego zamocowania elementów oszklenia.

 

Izolacyjność akustyczna
Izolacyjność akustyczna ściany zależy głównie od izolacyjności przewidzianych w ścianie szyb.

 

Ryzyko samoistnego pęknięcia oszklenia
Oszklenia z szyb hartowanych narażone sa na ryzyko samoistnego pęknięcia bez działania obciążeń zewnętrznych.

 

Przy projektowaniu elementów z oszkleniem mocowanym mechanicznie należy przewidzieć konsekwencje takiego zniszczenia na bezpieczenstwo użytkowników i osób znajdujących sie w pobliżu ściany budynku.

 

Bezpieczeństwo osób obsługujących
Ściana z oszkleniem mocowanym mechanicznie powinna być tak zaprojektowana, aby była możliwość jej mycia bez niebezpieczeństwa dla pracowników wykonujących ta czynność, użytkowników budynku i osób znajdujących sie w poblizu.

 

Bezpieczenstwo uzytkowników
Ze względu na bezpieczeństwo użytkowników oszklenie powinno być oznakowane zgodnie z wymaganiami określonymi w przepisach bhp.

 

Możliwość wykonania
Oceniając możliwość wykonania ściany należy brać pod uwagę:
-odchyłki wymiarowe szkła oraz odchyłki usytuowania otworów do mocowania,
-odchyłki połozenia łaczników mocujacych,
-wymiary łączników mocujących i ich zdolność do kompensowania odchyłek wymiarowych i zmian wymiarów,
-możliwe do przewidzenia odkształcenia i ruchy szkieletu nośnego lub wtórnego,
-możliwość regulowania łączników mechanicznych po połączeniu z elementa- mi oszklenia i ze szkieletem.

 

Uszczelnienia
Nie może występować niezgodność chemiczna miedzy materiałami stosowanymi do:
-mocowania nozzle,
-uszczelnien,
-wykonywania przekładek w oszkleniach warstwowych, przy czym trwałość uszytego materiału składowego musi być zgodna z odpowiednimi normami lub przepisami.


Metody badan i oceny w zakresie nośności i sztywności oraz odporności na uderzenia
Określenie właściwości w zakresie nośności i sztywności może być przeprowadzone na drodze obliczeniowej i doświadczalnej.

 

Metoda obliczeniowa według Wytycznych UEAtc [1] opracowana jest dla elementów oszkleń ze szkła pojedyncze- go mocowanego w 4 i 6 punktach za pośrednictwem łączników przegubowych.

 

Metoda ta sprawdza sie m.in.: strzałkę ugięcia i naprężenia w 1/2 długości boków elementów szklanych i w ich środku oraz promień krzywizny oszklenia.


W obliczeniach tych uwzględnia sie również sprawdzenie momentu zginającego wywołanego ciężarem elementu szklanego w punktach zamocowania łączników stalowych w szkle.

 

W przypadku szyb zespolonych wymienione wytyczne zalecają ich ocenę na podstawie badań.

 

Metoda obliczeniowa według metody elementów skończonych (MES) stosowana jest dla elementów oszkleń ze szkła pojedynczego i zespolonego (przy uwzględnieniu tylko zewnętrznej tafli szkła), mocowanych za pośrednictwem łączników przegubowych i utwierdzonych

 

Metoda doświadczalna stosowana jest przede wszystkim do elementów oszkleń z szyb zespolonych mocowanych mechanicznie w 4 i 6 punktach, dla których nie ma opracowanej metody obliczeniowej, uwzgledniajacej współprace tafli wewnetrznej szyby zespolonej.

 

Badanie elementów szklanych mocowanych mechanicznie wykonuje sie na stanowisku do badan okien, na którym mozna wytworzyc nad- i podcisnienie, odpowiadajace parciu i ssaniu wiatru.

 

Badania prowadzi sie w celu okreslenia momentu niszczacego i kata obrotu miedzy płaszczyzna oszklenia i trzpieniem łacznika mocujacego, przy nastepujacym załozeniu:
- obciazenie elementu o wartosci odpowiadajacej zadeklarowanej wytrzymało- sci oszklenia,
- przyłozenie w/w obciazenia 20-krotnie,
- przyłozenie obciazenia niszczacego, ewentualnie obciazenia o 2-krotnej wartosci obciazenia zadeklarowanego (w przypadku urzadzenia do badania, w którym nie mozna uzyskac takiej war- tosci obciazenia).

 

Metoda badawcza okresla sie równiez dopuszczalny promien krzywizny, który odpowiada sredniemu promieniowi badanych próbek powiekszonemu o 2 odchylenia standardowe i pomnozony przez współczynnik 2,5.

 

Dopuszczalny moment zginajacy okresla sie na podstawie wartosci siły niszczacej, przyłozonej mimosrodowo, podzielonej przez współczynnik 3,0.

 

Projektowanie oszkleń mocowanych mechanicznie
Projektowanie oszklen mocowanych mechanicznie sprowadza sie przede wszystkim do odpowiedniego doboru grubosci szyb, rodzaju łaczników mocujacych (sztywne lub przegubowe po stronie oszklenia), wielkosci elementów szklanych w zaleznosci od przewidywanych obciazen zewnetrznych.

 

Ogólnie mozna stwierdzic, ze przy projektowaniu oszklen mocowanych mechanicznie, wykonanych z szyb zespolonych, uwzglednia sie tylko szybe zewnetrzna (poddana bezposrednie obciazeniu), gdyz nie ma dotad opracowanej metody obliczen statycznych, uwzgledniajacej współprace wewnetrznej tafli szkła w szybie zespolonej.

 

Krzysztof Mateja
ITB

 

Artykuł opracowany został na podstawie
„Raportu Technicznego UEAtc (Europejska Unia Akceptacji Technicznej) w sprawie aprobat technicznych dla scian z oszkleniami mocowanymi mechanicznie – wersjaz lutego 1998 r.” i w zakresie kryteriów technicznych, metod badan uwzglednia podstawowe jego sformułowania.

 

Literatura:
[1] Wytyczne techniczne UEAtc w sprawie aprobat technicznych scian z mocowanymi oszkleniami zewnetrznymi, CSTB-Paryz, 1998r.
[2] Wstepne wymagania i kryteria oceny technicznej oszklen strukturalnych i oszklen mocowanych mechanicznie stosowanych w lekkich scianach osłonowych, opracowanie ITB (niepublikowane) nr 3402/NL-27/98,99.

 

 

 

 Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 12/2003

 

 



 

 

  • Logo - alu
  • Logo aw
  • Logo - fenzi
  • Logo - glass serwis
  • Logo - lisec
  • Logo - mc diam
  • Logo - polflam
  • Logo - saint gobain
  • Logo termo
  • Logo - swiss
  • Logo - guardian
  • Logo - forel
  • vitrintec wall solutions logo

Copyright © Świat Szkła - Wszelkie prawa zastrzeżone.