Smaller Default Larger

Szklane__przekrycia_W-wa_002Krzysztof Mateja (ITB)

We współczesnym budownictwie jednym z materiałów zajmującym poczesne miejsce jest szkło, stosowane  nie tylko jako tradycyjne jako wypełnienia okien drzwi, ale również jako:
- przegrody zewnętrzne
- wewnętrzne w nowoczesnych obiektach użyteczności publicznej oraz budynkach mieszkalnych,
- przekrycia dachowe, świetliki, daszki nad wejściami do budynków, wiaty,
- balustrady, obudowy loggi i balkonów, przepierzenia międzybalkonowe,
- obudowy szybów dźwigów osobowych,
- schody z biegami schodowymi i spocznikami  oraz podłogi.
Przykłady takich rozwiązań pokazano na fotografiach w artykule.

Ze względu na sposób usytuowania i użytkowania oszklenia stosowane w budownictwie można podzielić na:
- pionowe,
- znajdujące się nad głowami użytkowników,
- zabezpieczające przed wypadnięciem,
- przystosowane do chodzenia.

W wymienionych konstrukcjach w zależności od rodzaju konstrukcji może być  stosowane szkło hartowane, półhartowane, klejone warstwowo (laminowane), float o zróżnicowanych właściwościach technicznych i sposobie mocowania.
Rodzaje szkła  i podstawowe właściwości przedstawia tabela na dole strony.
Stosowane są następujące sposoby mocowania szkła:
- liniowe,
- punktowe za pomocą łączników mechanicznych (przelotowych lub obejmujących taflę szkła),          
- za pośrednictwem klejenia przy użyciu spoiw konstrukcyjnych.

 Szklane przekrycia dachowe

W ścianach osłonowych,  przekryciach dachowych, ścianach wewnętrznych  stosowane jest szkło hartowane o podwyższonej wytrzymałości mechanicznej i termicznej, rozpadające się  –  w przypadku rozbicia – na drobne kawałki oraz szkło float. Stosowane jest również szkło utwardzane tzw. półhartowane o wytrzymałości wyższej od szkła float, lecz niższej od wytrzymałości szkła hartowanego oraz szkło klejone warstwowe (laminowane) ze szkła float  oraz ze szkła hartowanego. Wybór rodzaju szkła uwarukowany jest wymaganiami technicznymi i przepisami budowlanymi.
W  przypadku oszkleń z szyb zespolonych w ścianach i przekryciach dachowych niezbędne jest, szczególnie w przypadku oszkleń o wymiarach ponad standardowych, przeprowadzanie  obliczeń statycznych uwzględniających obciążenie równomiernie rozłożone (wiatr, śnieg) oraz oddziaływania klimatyczne (uwzględniające: różnice temperatury i ciśnienia  miejsca produkcji i eksploatacji/ montażu, różnice  między wysokością miejsca montażu i produkcji) oraz w przypadku przegród pionowych dodatkowo należy uwzględniać obciążenie poziome. Ponadto, w przypadkach uzasadnionych technicznie – należy zweryfikować odporność oszklenia na obciążenia dynamiczne i przeprowadzić odpowiednie badania potwierdzające tą właściwość.

 

Rodzaj szkła

Dopuszczalne naprężenia rozciągające przy zginaniu [N/mm2]

Oszklenie nad głowami użytkowników *)

 

 

Oszklenie pionowe **)

Szkło hartowane  ESG

50,0

50,0

Szkło półhartowane TVG

 

 

Szkło laminowane VSG

- ze szkła float

15,0

22,5

Szkło float

12,0

18,0

*) Odchylenie od pionu > 100 **) Odchylenie od pionu < 100

 

Wymagania techniczne dotyczące oszklenia w zakresie bezpieczeństwa użytkowania wg polskich przepisów budowlanych
Polskie przepisy budowlane zawarte w „Warunkach technicznych jakim powinny odpowiadać budynki ich usytuowanie” [1] ograniczają się do ogólnie sformułowanych wymagań w zakresie bezpieczeństwa użytkowania (Dział VII Rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie 15.06.2002 r. z późniejszymi zmianami ) nie uwzględniają wymienionych wyżej rodzajów oszkleń stosowanych w budownictwie (pionowe, nad głowami użytkowników, zabezpieczających przed wypadnięciem, przeznaczonych do chodzenia po nich) i wynikających stąd bardziej zróżnicowanych wymagań technicznych dotyczących stosowania.
Zapisy w zakresie bezpieczeństwa użytkowania w odniesieniu do szkła są następujące:
§ 292.2. Daszek [nad wejściem do budynku], o którym mowa w ust.1, powinien mieć konstrukcję umożliwiającą przeniesienie ewentualnych obciążeń, jakie w prawdopodobnym zakresie może spowodować upadek okładzin elewacyjnych, skrzydeł okiennych lub szyb.
§ 295. Skrzydła drzwiowe, wykonane z przezroczystych, powinno być oznakowane w sposób widoczny i wykonane  z materiału zapewniającego bezpieczeństwo użytkowników w przypadku stłuczenia.
§ 298.1. Balustrady przy schodach, pochylniach, portfenetrach, balkonach i loggiach nie powinny mieć ostro zakończonych elementów, a ich konstrukcja powinna zapewniać przeniesienie sił poziomych, określonych w Polskiej Normie dotyczącej podstawowych obciążeń technologicznych i montażowych. Wysokość i wypełnienie płaszczyzn pionowych powinny zapewniać skuteczną ochronę przed wypadnięciem osób. Szklane elementy balustrad powinny być wykonane ze szkła o podwyższonej wytrzymałości na uderzenia, tłukącego się na drobne, nieostre odłamki.
§ 299.2. Dopuszcza się stosowanie okien otwieranych  na zewnątrz o poziomej osi obrotu i maksymalnym  wychyleniu skrzydła  do 0,6 m, mierząc  od lica ściany zewnętrznej, pod warunkiem zastosowania w nich szyb zapewniających bezpieczeństwo użytkowania (...)
§ 301.3. Wysokość położenia podokiennika , określona  w ust.1 i 2, może być pomniejszona, pod warunkiem zastosowania  zabezpieczenia  okna balustradą do wymaganej wysokości [wg ust. 1;2 – 0,85m lub 1,1 m] lub  zastosowania w tej części  okna skrzydła nieotwieranego i szkła o podwyższonej wytrzymałości.
§ 304.1. Przeszklenia okien połaciowych, których krawędź jest usytuowana  na wysokości  ponad 3 m nad poziomem podłogi, świetlików oraz dachów w budynkach  użyteczności publicznej i zakładów pracy, powinno być  wykonane ze szkła lub innego materiału o podwyższonej wytrzymałości na uderzenie.
§ 304.2. Okładzina szklana  ścian zewnętrznych budynku wysokiego [25 – 55 m] i wysokościowego [> 55 m] powinna być wykonana ze szkła o podwyższonej wytrzymałości na uderzenia  tłukącego się  na drobne, nieostre odłamki.

Balustrada szklana

Tak sformułowane wymagania, choć słuszne, w praktyce są niewystarczające i budzą szereg wątpliwości  projektantów i wykonawców  w zakresie ich interpretacji, co potwierdzają wykonywane przez Instytut Techniki Budowlanej ekspertyzy techniczne w tym zakresie. Ponadto, samo określenie  szkła zapewniające bezpieczeństwo użytkowania jest dwuznaczne, gdyż wymóg ten spełnia, zarówno  szkło hartowane i półhartowane, jak i szkło warstwowo klejone (laminowane), ale w określonych konstrukcjach szkła te nie mogą być stosowane zamiennie, ze względu np. różną wytrzymałość i odporność na uderzenia. Dotyczy to również określenia szkła o podwyższonej wytrzymałości, bowiem określeniem tym można objąć zarówno szkło hartowane, półhartowane, jak i szkło warstwowo klejone.  Istotnym kryterium, obok przeznaczenia i rodzaju szkła (hartowane, póhartowane, klejone, float) wpływającym na bezpieczeństwo użytkowania, jest sposób jego zamocowania.I tak np. oszklenia pionowe ze szkła hartowanego zamocowanego liniowo na 4-ech krawędziach inaczej zachowuje się niż takie samo szkło w oszkleniach  dachowych, w daszkach nad wejściami, wiatach itp. To samo dotyczy zamocowania oszkleń zabezpieczających przed wypadnięciem (balustrady, wypełnienia balustrad, obudowy balkonów i loggi), gdzie inne wymaganie stawia się  szkłu zamocowanemu liniowo wzdłuż czterech krawędzi niż zamocowanemu wzdłuż dwóch krawędzi. Inne wymagania w zakresie doboru szkła stawia się oszkleniom o zamocowaniu punktowym tak w przegrodach pionowych, jak i w przekryciach dachowych, balustradach.

W istniejącej sytuacji przy projektowaniu różnorodnych przeszkleń stosowanych w budownictwie korzysta się coraz częściej w Polsce z niemieckich zasad technicznych dotyczących oszkleń stosowanych w przegrodach pionowych, oszkleniach nad głowami użytkowników (przekryciach) i różnego rodzaju balustradach.

Zasady techniczne dotyczące stosowania oszkleń według przepisów niemieckich
W Niemczech wydane zostały przepisy określające sposób doboru oszklenia i ich stosowania, ogłoszone przez niemieckie Ministerstwo Gospodarki, zamieszczone niemieckim Dzienniku Urzędowym, dotyczące
niżej podanych rodzajów oszkleń, tj.:
- oszklenia mocowane liniowo [2],
- oszklenia zabezpieczające przed wypadnięciem [3]
- oszklenia mocowane punktowo [4].
Wymienione wyżej zasady techniczne obejmują zagadnienia związane ze sposobem zamocowania, rodzajem szkła i zakresem zastosowania.

Oszklenia pionowe

W przegrodach pionowych mogą być stosowane:
- oszklenia pojedyncze ze szkła float lub szkła warstwowego (laminowanego) zamocowane liniowo na wszystkich krawędziach,
- oszklenia wykonane z szyb zespolonych zamocowane j.w.

Wiercenie otworów  i wycinanie wykrojów może być wykonywane w szkle hartowanym (ESG), szkle hartowanym poddanym obróbce termicznej (ESG-H), szkle półhartowanym (TVG) oraz w szkle warstwowym bezpiecznym (VSG).
Przy wymiarowaniu szkła przyjmuje się dopuszczalne naprężenia i wymagania dotyczące ugięć podane w tabeli 1 i 2.

Tabela 1 Dopuszczalne naprężenia rozciągające przy zginaniu [N/mm2]

 

Rodzaj szkła

Oszklenie nad głowami użytkowników *)

[N/mm2]

Oszklenie nad głowami użytkowników **)

[N/mm2

Szkło hartowane  ESG

50,0

50,0

Szkło półhartowane TVG

 

 

Szkło laminowane VSG

- ze szkła float

22,5

15,0

Szkło float

18,0

12,0

*) Odchylenie od pionu > 100 **) Odchylenie od pionu < 100

 

Tabela 2 Wymagania dotyczące ugięć

Zamocowanie

szkła

 

Oszklenie pionowe

Oszklenie usytuowane nad głowami użytkowników

na 4 bokach

bez wymagań

1/100 rozpiętości

 

 

na 2 i 3 bokach

 

1/100 swobodnej krawędzi

1/100 rozpiętości

dla   szyb pojedynczych

 

1/100 swobodnej krawędzi

1/200 rozpiętości

dla szyb zespolonych

 

Oszklenia nad głową
W oszkleniach usytuowanych ponad głowami użytkowników wg przepisów niemieckich można zastosować:
- w oszkleniach pojedynczych szkło laminowane wykonane ze szkła float lub szkła  hartowanego lub półhartowanego,
- w oszkleniach z szyb zespolonych w jego dolnej tafli szkło laminowane wykonane ze szkła float lub szkła półhartowanego, natomiast górna tafla ze szkła float, hartowanego, półhartowanego lub laminowanego.

Wymagania dot. mocowania, wymiarów, grubości folii w oszkleniach wykonanych  ze szkła laminowanego:
- tafle szkła laminowanego o rozpiętości powyżej 1,20 m powinny być mocowane na wszystkich krawędziach,
- stosunek boków tafli szkła  powinien być nie większy niż 3:1,
- grubość folii PVB powinna wynosić minimum 0,76 mm, jedynie w przypadku mocowania na 4 krawędziach i rozpiętości nie przekraczającej 0,80 m dopuszcza się grubość folii 0,38 mm (1 folia),
- szkło zbrojone można stosować  przy rozpiętości (w kierunku nośności) nie przekraczającej 0,70 m i szerokości osadzenia minimum 15 mm.

SA400095

Oszklenia mocowane punktowo
Przeszklenia mocowane punktowo za pośrednictwem dopuszczonych do stosowania łączników mechanicznych (obejmujących krawędzie szyby i ł przechodzących na wylot przez tafle szklane) stosowane są w przegrodach pionowych i przekryciach dachowych, w formie daszków, jako wypełnienie balustrad.
Do wykonywania przeszkleń mocowanych punktowo stosuje się:
- szkło laminowane bezpieczne wykonane ze szkła hartowanego oraz ze szkła półhartowanego,
- szyby zespolone mocowane łącznikami mechanicznymi ze stali nierdzewnej przechodzącymi na wylot przez obie tafle lub tylko jedną taflę szkła, w których jedną szybę stanowi szkło laminowane a drugą szybę szkło hartowane.

Według przepisów grubość folii PVB zastosowana do wykonywania szkła laminowanego  powinna wynosić co najmniej 0,76 mm (co odpowiada 2 foliom). Wszystkie materiały składowe powinny być odporne na promieniowanie UV, wahania temperatury w granicach 25 ÷1000 C, środki czystości stosowane przy myciu. W przypadku przeszklenia na głową z zastosowaniem pojedynczej szyby powinna być ona wykonana ze szkła laminowanego bezpiecznego ze szkła hartowanego.
W  przypadku szkła  półhartowanego – z dwóch tafli tej samej grubości (co najmniej 2x6mm) i folii grubości 1,52 mm (4 folie).

Oszklenia zabezpieczające przed wypadnięciem
Oszklenia te  dzielą się na 3 kategorie:
- oszklenia pionowe mocowane liniowo bez nośnego rygla podokiennego lub  zewnętrznej poręczy  (przed konstrukcją szklaną) na wysokości wymaganej do  przejęcia obciążenia poziomego (kat. A),
- nośne balustrady szklane, mocowane liniowo wzdłuż dolnej krawędzi w  konstrukcji zaciskowej i połączonych za pośrednictwem zamontowanej poręczy (kat. B),
- oszklenia  zabezpieczające przed wypadnięciem, które nie przenoszą obciążeń  poziomych na wysokości poręczy/rygli (kat. C), podzielone na trzy kategorie obejmujące:

Kategoria C1
– wypełnienia balustrad mocowane liniowo i/lub punktowo na dwóch przeciwległych krawędziach

Kategoria C2
– wypełnienia balustrad mocowane liniowo na dwóch przeciwległych krawędziach, znajdujące się poniżej poręczy przejmującej obciążenia  poziome

Kategoria C3
– obejmująca oszklenia  pionowe kat. A z zewnętrzną poręczą przejmującą obciążenia poziome na wysokości wymaganej przepisami budowlanymi.

Według przepisów niemieckich w poszczególnych kategoriach należy stosować niżej podane rodzaje szkła:
Kategoria A
- oszklenia pojedyncze ze szkła  VSG,
- przeszklenia z szyb zespolonych: po stronie narażonej na bezpośrednie uderzenie powinno być wykonane ze szkła VSG, ESG lub szkło VSG  ze szkła hartowanego,
Kategoria B
- tylko szkło klejone warstwowo (laminowane) VSG
Kategoria C
- wszystkie oszklenia ze szkła pojedynczego kategorii C powinny być wykonane ze szkła laminowanego bezpiecznego VSG,
- oszklenia  kategorii C1 i C2 mocowane liniowo  na wszystkich krawędziach mogą być wykonane ze szkła hartowanego
- oszklenia z  szyb zespolonych bezpośrednio narażonych na uderzenia powinny być wykonane ze szkła hartowanego i szkła laminowanego bezpiecznego ( od strony narażonej na bezpośrednie uderzenia).
Wymagania szczegółowe dotyczące wykonania balustrad kategorii C:
- wolne krawędzie szklanych wypełnień balustrad mocowanych liniowo wzdłuż dwóch krawędzi powinny być zabezpieczone przez konstrukcję balustrady  lub przyległe tafle wypełnień szklanych przed nieprzewidzianymi uderzeniami; warunek ten  jest spełniony, gdy między elementami wypełnienia nie zostanie przekroczony odstęp 30 mm,
- w przypadku wypełnień ze szkła laminowanego bezpiecznego mocowanego punktowo przy użyciu łączników mechanicznych przechodzących na wylot można zrezygnować z zabezpieczenia krawędzi.

Krzysztof Mateja (ITB)

Literatura:

 

 

 

[1]  Rozporządzenie Ministra Infrastruktury  w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, z dnia 12.04.2002 z późniejszymi zmianami

 

 

 

[2]  Zasady techniczne dotyczące zastosowania liniowo osadzanych oszkleń  (Technische Regeln fur die Verwendung von linienforming gelagerten Verglasungen -TRLV ) -  wyd. Wspólny Dziennik Urzędowy nr 10 z 30.09.2003r.

 

 

 

[3] Zasady techniczne dotyczące oszkleń zabezpieczających przed wypadnięciem       (Technische Regeln fur die Verwendung von absturzsichernden Verglassungen-TRAV),  wyd. j.w. styczeń 2003 r.

 

 

 

[4]  Zasady techniczne  dotyczące pomiaru i wykonania oszkleń mocowanych  punktowo

 

(Technische Regeln fur die Bemessung und die Ausfhrung  punktforming   gelagerter      Verglasungen -TRPV) – wydanie sierpień 2006 r.

Artykuł dostępny w Świecie Aluminium (numerz 5/2011)