PROSKLENÉ FASÁDY. Doc.Ing. Václav Kupilík, CSc. ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE. Fakulta stavební K124 Katedra konstrukcí pozemních staveb

Transkript

1 PROSKLENÉ FASÁDY Osnova: a) Destrukce skleněných výplní b) Šíření tepla skleněnými výplněmi c) Šíření zvuku skleněnými výplněmi d) Uložení skleněných tabulí e) Konstrukční detaily f) Praktické příklady Doc.Ing. Václav Kupilík, CSc. ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební K124 Katedra konstrukcí pozemních staveb

2 a) Destrukce skleněných výplní Mechanické vlastnosti skla: Sklo má velkou pevnost v tlaku (v průměru MPa). Ve srovnání s jinými materiály vykazuje: 5 x větší pevnost než pevnost žuly 2 3 x větší pevnost než pevnost oceli 50 x větší než pevnost betonu Pevnost v ohybu skla, rozhodující pro průhyb plochých tabulí, je vlivem jeho malé pevnosti v tahu zanedbatelná oproti pevnosti v tlaku. Nízká pevnost skla je určena množstvím a charakterem trhlinek na jeho povrchu a jen v malé míře vlastní pevností strukturálních vazeb. Skutečná pevnost skla nezávisí na pevnosti vazeb, ale hlavně na pevnosti nejtenčích míst, jimiž jsou mikrotrhlinky, škráby apod.. Koncentrace uvedených vad je největší na povrchu skla.

3 a) Destrukce skleněných výplní Druhy mikrotrhlinek: a) mikrotrhlinky, které se projevují v celé struktuře skla (na povrchu i uvnitř), b) mikrotrhlinky povrchové vznikající chemickým a korozním působením absorbovaných kyselin, par a plynů c) mikrotrhlinky vznikající při namáhání přerušení nejslabších vazeb v místě s velmi zeslabenou strukturou Mikrotrhlinky, které se vytvářejí na povrchu vlivem mechanického poškození během výroby, manipulace a užívání se tak postupně hromadí a značně ovlivní pevnost skla, zejména při větším namáhání.

4 a) Destrukce skleněných výplní Nejčastější závady vzniklé mechanickými a tepelnými vlivy 1) jemné škráby 2) vyštípnutí okraje skla 3) řezové trhlinky na hraně tabule 4) průběh prasklin při nárazu na povrch skla 5) roztříštěný roh 6) lasturový lom na okraji tabule 7) popraskání skla vlivem lokálního prudkého přehřátí 8) zachycení prasklin na skleněných tabulích

5 a) Destrukce skleněných výplní zpracovaný návrh. Nejčastější případy praskání skleněných výplní při nárazu

6 a) Destrukce skleněných výplní Nejčastější případy praskání skleněných výplní při namáhání ohybem

7 a) Destrukce skleněných výplní Různé typy lomu skleněných výplní 1) Bod namáhání na okraji skla 2-3) Bod namáhání poblíž středu (počet střepů je závislý na pevnosti skla) 4) Lom jako následek roztažnosti skla teplem 5) Sklo prasklé následkem detonační vzduchové vlny 6) Lom u tvrzeného skla

8 a) Destrukce skleněných výplní Lomy vrstvených skleněných tabulí při různých teplotách. Síť prasklin se zhušťuje při klesající teplotě

9 a) Destrukce skleněných výplní Lomy pancéřovaných skleněných výplní průstřely a) dva průstřely b) rozdílné lomy na přední a zadní straně vrstvené výplně (vidlicovitý a hvězdicovitý tvar prasklin)

10 a) Destrukce skleněných výplní Druhy a způsoby zatížení skleněných tabulí: 1) Zatížení působící kolmo či šikmo na plochu výplně a) omývání skleněné výplně b) nahodilé opírání chodců o skleněné výplně c) nahodilé nárazy od nejslabších nárazů až po rozbití skla d) zatížení sněhem e) nahodilé zatížení sněhem f) supersonické rány, tj.rány nadzvukových letadel, charakterizující přetlak vzduchu g) vlastní hmotnost skla, která se započítává jako kolmá složka k zasklené ploše h) okrajové bodové zatížení výplně, vyskytující se zejména u u bezrámových skleněných výplní 2) Zatížení působící v rovině skleněné výplně, při kterém je výplň namáhána především tahem, např. u zavěšených konstrukcí (vyskytují se zřídka) 3) Zatížení výplně změnou teploty objemové změny

11 a) Destrukce skleněných výplní Namáhání zasklených ploch při jejich svislých polohách: - větrem - opěrnými zařízeními - při omývání výplní - při čištění výplní

12 a) Destrukce skleněných výplní Při namáhání výplně nepříznivě působí tyto vlivy: a) trvání působícího zatížení b) rychlost působícího zatížení c) stav povrchu skleněné výplně (praskliny, škráby, eroze, odštěpky atd.) d) stav okrajů, ostré nebo odštípnuté hrané, ostré rohy e) nesprávná úprava úložného lůžka skleněné tabule f) nedostatečně dimenzovaný nosný rám g) nesprávné osazení skleněné výplně (zkřížené a nevystředěné tabule) h) nesprávná velikost a tvar výplně a úložného rámu je nutno počítat s dilatací tabule i rámu

13 a) Destrukce skleněných výplní Uložení a podepření skleněné výplně v konstrukci: a) podepření průběžné 1) na 4 stranách 2) na 3 stranách b) podepření bodové 3) na 2 protilehlých stranách c) podepření v rozích 4) v rozích 5) kombinovaný způsob podepření

14 a) Destrukce skleněných výplní d) upevnění v systému celoskleněných plášťů Způsoby uložení skleněné výplně do nosného rámu: a) upevnění na vnitřní lícní plochu rámu b) upevnění mezi lícní plochy rámu c) upevnění před lícní plochu rámu

15 a) Destrukce skleněných výplní Rozměry úložného lůžka pro různé velikosti výplně z dvojskla o různých tloušťkách skleněných tabulí

16 a) Destrukce skleněných výplní Upevnění skleněných výplní uložených v kovových rámech: 1 nosný rám 7 upevňovací úhelník 11 pružné upevnění 2 dvojsklo 8 zasklívací lišta skleněné výplně 3 podložka 9 neoprenový profil 11 pružné upevnění 4 distanční klín 10 rozpírací drát krycí lišty 5 pryžová distanční vložka 12 krycí lišta 6 výplň tmelem 13 excentr

17 a) Destrukce skleněných výplní 1 nosný rám Upevnění skleněných výplní uložených v kovových rámech 2 dvojsklo 3 podložka 4 distanční klín 6 výplň tmelem 7 upevňovací úhelník 8 zasklívací lišta 9 neoprénový profil 10 rozpírací drát 11 pružné upevnění skla 11 - pružné upevněn krycí lišty 12 krycí lišta 13 excentr

18 a) Destrukce skleněných výplní Upevnění skleněných výplní uložených v kovových rámech: 1 nosný rám 7 upevňovací úhelník 11 pružné upevnění 2 dvojsklo 8 zasklívací lišta skleněné výplně 3 podložka 9 neoprenový profil 11 pružné upevnění 4 distanční klín 10 rozpírací drát krycí lišty 5 pryžová distanční vložka 12 krycí lišta 6 výplň tmelem 13 excentr

19 b) Šíření tepla skleněnými výplněmi Konstrukční úprava izolačních dvojskel: a) lepením, b) letováním, c) svařováním 1- ploché tabulové sklo 2 distanční kovový rámeček 3, 4 thiokolové dvousložkové tmely 5 ochranný antikorový rámeček 6 metalizační pruh 7 letovací pájka 8 svar 9 vysoušecí hmota

20 b) Šíření tepla skleněnými výplněmi Druhy fólií: a) bezpečnostní b) matové - průsvitné Struktura izolačního dvojskla 1 skleněná tabule 2 mikrootvory 3 kuličky silikagelu jako absorbent vlhkosti 4 trvale pružný silikon-kaučukový tmel spojující tabule v celek 5 vnitřní výplň vzduchem či inertním plynem 6 distanční vložka z hliníkových slitin 7 těsnící trvale plastický butylkaučukový tmel c) reflexní odrážejí sluneční paprsky d) tepelně izolační zachycují UV záření, chrání proti horku e) speciální vysoce průzračné s max.odrazem UV záření

21 b) Šíření tepla skleněnými výplněmi Snížení přenosu tepla ve skleněné výplni zapuštěním (stíněním) a vhodným umístěním skleněné výplně vzhledem k dopadající sluneční energie: a) svislá výplň b) výplň šikmá odkloněná dovnitř c) výplň šikmá odkloněná ven

22 b) Šíření tepla skleněnými výplněmi Snížení přenosu tepla ve skleněné výplni optimální tloušťkou větrané či nevětrané vzduchové dutiny při použití modrozeleného transparentního skla: A) teplota povrchu skla B) teplota povrchu skla na vnitřní straně dutiny C) výplň šikmá odkloněná ven D) teplota v dutině

23 b) Šíření tepla skleněnými výplněmi Snížení přenosu tepla ve skleněné výplni použitím reflexních clon a jejich vhodným umístěním ve vzduchové mezeře 1) tabule z modrozeleného transparentního skla 2) reflexní fólie 3) pěnový polystyren 4) vzduchová dutina

24 b) Šíření tepla skleněnými výplněmi Napětí ve skleněné výplni při zakrytých okrajích vlivem slunečního záření: b o uložení skleněné výplně v drážce (zastínění)

25 b) Šíření tepla skleněnými výplněmi Se zmenšujícím se zakrytím okrajů skleněných výplní klesají rozdíly teploty ve skle a tím i namáhání skla. Se zvětšujícím se zapuštění skleněné tabule stoupá i doba, při níž sklo praská. Vliv zapuštění okraje skleněné výplně na dilataci skla: A křivka namáhání okraje na tah v závislosti na hloubce zapuštění [%] B křivka času,v němž praskne výplň v závislosti na hloubce zapuštění [%]

26 b) Šíření tepla skleněnými výplněmi Při velmi tuhém kotvení úložného rámu se rám bude deformovat vlivem teploty nestejnoměrně a tím se bude měnit i hloubka skla. Pružným uchycením rámu se dosáhne rovnoměrné dilatace rámu a hloubka uložení skla se bude měnit stejnoměrně. Vliv dilatace rámu na dilataci skleněné výplně při změně teploty: a) stav rámu při zabudování b) vliv pevného uchycení rámu na jeho dilataci c) pružné (poddajné) uchycení rámu)

27 b) Šíření tepla skleněnými výplněmi Teplota zakrytých okrajů skleněné tabule závisí na tepelné vodivosti a pohlcování tepla hmotou skla a hmotou opěrné části, na tepelné vodivosti lůžka okraje skla, na jejich tloušťkách, na hloubce uložení tabule, na povrchové úpravě, na poloze tabule vzhledem k Slunci a na poloze Slunce nad horizontem. Hloubka uložení skleněné výplně v závislosti na změně teploty

28 c) Šíření zvuku skleněnými výplněmi Pro hodnocení konstrukce okna, která má zabezpečit příjemnou pohodu z hlediska sluchového vnímání, jsou rozhodující následující faktory: 1) Vzdálenost skleněných tabulí: Je-li šířka vzduchového polštáře 6,3 mm, není účinnost dvojitého zasklení větší než účinek jednoduchého zasklení o tloušťce skleněné tabule rovnající se součtu tlouštěk obou tabulí. Při šířce vzduchového polštáře 25 mm je možné očekávat zvýšení vzduchové neprůzvučnosti o 2 3 db. Nejvyšší účinnosti lze dosáhnout při vzdálenosti tabulí mm. Při omezené vzduchové mezeře mezi tabulemi zlepšíme zvukovou izolaci zvětšením hmotnosti skleněné tabule, což znamená použití skel o větších tloušťkách.

29 c) Šíření zvuku skleněnými výplněmi 2) Konstrukce oddělených rámů A uložení skleněné výplně v pružném neoprénovém lůžku B povrchová úprava absorbující zvuk (pryž, korek, koženka atd.) C pružný profil izolující proti zvuku D separace rámů zvukoizolační hmotou E zasklívací hliníková lišta

30 c) Šíření zvuku skleněnými výplněmi 3) Povrchová úprava bočních stěn uzavírajících vzduchovou mezeru po obvodě výplně Zvýšení zvukové izolace lze docílit pokrytím bočních stěn absorbčním materiálem (plstí, pryží, minerální nebo skelnou vlnou, hobrou atd. 4) Umístěním otevíratelných větracích klapek nebo křídel tak, aby tvořily překážku způsobující zvukovým vlnám lomenou dráhu 5) Rozdílná tloušťka skleněných tabulí a jejich vzájemná poloha např. odkloněním skleněných výplní se vyloučí vliv stojatých vln 6) Umístěním oken na odvrácené straně hluku tento požadavek však není možno často v praxi splnit

31 c) Šíření zvuku skleněnými výplněmi Konstrukční úpravy obvodového pláště proti přenosu zvuku: A pružné lůžko z neoprénu B tmel C izolační vložka (pryž, PVC) D potahy kovů z plastů E zasklívací lišta F ocelový nosný profil G hliníkový nosný profil

32 d) Uložení skleněných tabulí Uložení a podepření skleněné výplně v konstrukci: a) podepření průběžné 1) na 4 stranách 2) na 3 stranách b) podepření bodové 3) na 2 protilehlých stranách c) podepření v rozích 4) v rozích 5) kombinovaný způsob podepření

33 d) Uložení skleněných tabulí Způsoby uložení skleněné výplně do nosného rámu: a) upevnění před lícní plochu rámu b) upevnění v systému celoskleněných plášťů c) upevnění mezi lícní plochy rámu d) upevnění na vnitřní lícní plochu rámu

34 d) Uložení skleněných tabulí Rozměry úložného lůžka pro různé velikosti výplně z dvojskla o různých tloušťkách skleněných tabulí

35 e) Konstrukční detaily Princip uložení skla umístěného v exteriéru podle doporučení výrobců

36 e) Konstrukční detaily Vlys se sklem Pyrobelite 7 s nízkou tepelnou radiací (EW 30) uložený v profilu z tvrdého dřeva 1 sklo Pyrobelite 7 2 neutrální silikon 3 papírová supervlna 15 x 5 mm 4 osazovací blok z vápenosilikátových desek 70 x 10 x 5 mm 5 tvrdé dřevo 6 ocelové šrouby Ø 4 x 50 mm

37 e) Konstrukční detaily Vlys se sklem Pyrobel 8 (EI 15 / EW 30 uložený v profilu z tvrdého dřeva 1 sklo Pyrobel 8 2 neutrální silikon 3 papírová supervlna 15 x 5 mm 4 osazovací blok z vápenosilikátových desek 70 x 10 x 6 mm 5 tvrdé dřevo 6 ocelové šrouby Ø 4 x 50 mm

38 e) Konstrukční detaily Vlys se sklem Pyrobel 12 (EI 20 / EW 60 uložený v profilu z tvrdého dřeva 1 sklo Pyrobel 12 2 neutrální silikon 3 pěnová páska s uzavřenými póry 12 x 5 mm 4 osazovací blok z vápenosilikátových desek 70 x 17 x 5 mm 5 tvrdé dřevo 6 ocelové šrouby Ø 4 x 50 mm

39 e) Konstrukční detaily Vlys se sklem Pyrobel 16 (EI 30 / EW 60 uložený v profilu z tvrdého dřeva 1 sklo Pyrobel 16 2 neutrální silikon 3 pěnová páska s uzavřenými póry 12 x 5 mm 4 osazovací blok z vápenosilikátových desek 70 x 17 x 5 mm 5 tvrdé dřevo 6 ocelové šrouby Ø 4 x 50 mm

40 e) Konstrukční detaily Vlys se sklem Pyrobel 17 (EI 45) uložený v profilu z tvrdého dřeva 1 sklo Pyrobel 17 2 neutrální silikon 3 papírová super vlna 4 osazovací blok z vápenosilikátových desek 70 x 25 x 5 mm 5 tvrdé dřevo 6 ocelové šrouby Ø 4,5 x 50 mm

41 e) Konstrukční detaily Vlys se sklem Pyrobel 25 (EI 60) uložený v profilu z tvrdého dřeva 1 sklo Pyrobel 25 2 neutrální silikon 3 pěnová páska s uzavřenými póry 15 x 5 mm 4 osazovací blok z vápenosilikátových desek 70 x 25 x 5 mm 5 tvrdé dřevo 6 ocelové šrouby Ø 4,5 x 60 mm

42 e) Konstrukční detaily Vlys se sklem Pyrobel 35 (EI 90) uložený v profilu z oceli 1 sklo Pyrobel 35 2 neutrální silikon 3 pěnová páska s uzavřenými póry 4 osazovací blok 4 mm z tvrdého dřeva 5 mikrovlna 6 vápenosilikátová deska 7 povrchová úprava 8 ocelový profil 60 x 30 x 3 mm

43 e) Konstrukční detaily Vlys se sklem Pyrobel 53 (EI 120) uložený v profilu z oceli 1 sklo Pyrobel 53 2 neutrální silikon 3 pěnová páska s uzavřenými póry 4 osazovací blok 4 mm z tvrdého dřeva 5 mikrovlna 6 vápenosilikátová deska 7 povrchová úprava 8 ocelový profil 60 x 30 x 3 mm

44 e) Konstrukční detaily Vodorovné zasklení se sklem Pyrobel 19 s požární odolností 30 minut s použitím ocelového profilu 1 sklo Pyrobel 19 2 protipožární silikon 3 ALSIFLEX tl. 4 mm 4 vápenosilikátová deska tloušťky 15 mm 5 ocel.profil 70x 40x 4 mm 6 akrylátový těsnící tmel 7 minerální vata 8 ocelový šroub 3,9 x 38 mm, délka 200 mm 9 ocel. šroub 38/10,7/1,2 mm, dl.100 mm

45 e) Konstrukční detaily Vodorovné zasklení se sklem Pyrobel 23 s požární odolností 45 minut s použitím ocelového profilu 1 sklo Pyrobel 23 2 protipožární silikon 3 ALSIFLEX tl. 4 mm 4 vápenosilikátová deska tloušťky 20 mm 5 ocel.profil 70x 30x 4 mm 6 akrylátový těsnící tmel 7 minerální vata 8 ocelový šroub 3,9 x 38 mm, délka 200 mm 9 ocel.šroub 50/11,7/1,5 mm, dl.100 mm

46 e) Konstrukční detaily Vodorovné zasklení se sklem Pyrobel 28 s požární odolností 60 minut s použitím ocelového profilu 1 sklo Pyrobel 28 2 protipožární silikon 3 PROMAGLAS tl. 2 mm 4 vápenosilikátová deska tloušťky 25 mm 5 ocel.profil 80x 40x 5 mm 6 akrylátový těsnící tmel 7 minerální vata 8 ocelový šroub 3,9 x 45 mm, délka 200 mm 9 ocel.šroub 63/11,2/1,8 mm, dl.100 mm

47 e) Konstrukční detaily Vnitřní prosklená stěna s protipožárním sklem Pyropane 100 (E 30 ) a vodorovným řezem

48 Vodorovné zasklení do ocelové rámové konstrukce e) Konstrukční detaily 1 vrstvené sklo s tvrdým gelem (max.rozměr tabulí 1040 x 2040 mm) 2 přířezy z vápenosilikátových desek 3 obložený uzavřený ocelový profil mm 4 obložený uzavřený ocelový profil mm 5 masivní konstrukce REI 6 protipožární silikonový tmel 7 izolační pásek ze skelných vláken 8 speciální pružný akrylátový tmel 9 těsnění z minerální vlny 10 rohož ze skelných vláken

49 e) Konstrukční detaily Oblast záření 380 nm ultrafialové (UV-záření), záření v rozsahu 780 nm infračervené záření (IR-záření). Krátkovlnná záření mohou mléčně zakalit požárně ochranné vrstvy. Svislé spáry se silikonem umožňují transparentnost tohoto zasklení. Výška zasklení max. 2,95 m. S masivním parapetem lze dosáhnout max. výšky zasklení 4,00 m. Délka zasklení není omezena. Uložení skleněné tabule do masivní konstrukce 1 vrstvené sklo s tvrdým gelem (max.rozměr tabulí 1040 x 2040 mm 2 izolační pásek ze skelných vláken 3 protipožární silikonový tmel 4 masivní konstrukce REI 5 těsnění z minerální vlny

50 Prosklená fasáda s detailem uchycení protipožárního skla PYROPANE (EW30/Vnitřní prosklená stěna s protipožárním sklem Pyropane 100 (EW 30/60 ) e) Konstrukční detaily

51 e) Konstrukční detaily Bodové přichycení protipožárního skla k nosné železobetonové konstrukci s použitím ocelových prvků

52 e) Konstrukční detaily Detail spáry mezi skly: 1 požární gelové sklo, 2 silikonová těsnící hmota, 3 případné zakrytí ocelovou či hliníkovou lištou

53 f) Praktické příklady - Plzeň Lochotín

54 f) Praktické příklady Plzeň Lochotín Vliv zastínění rámu skleněných výplní ve střešní části

55 f) Praktické příklady Plzeň Lochotín Vliv zastínění rámu skleněných výplní ve střešní části

56 f) Praktické příklady Plzeň Lochotín Vliv zastínění rámu skleněných výplní ve střešní části

57 f) Praktické příklady Plzeň Lochotín Měření hloubky zapuštění skleněné tabule v hliníkovém rámu

58 f) Praktické příklady Plzeň Lochotín

59 Administrativní budova: Praha 4 - Pankrác

60 Administrativní budova: Praha 4 - Pankrác

61 Administrativní budova: Praha 4 - Pankrác Tloušťka bezpečnostního vrstveného skla Connex 6 mm

62 Administrativní budova: Praha 4 - Pankrác Pohled na uložení skleněných tabulí po obvodě

63 Administrativní budova: Praha 4 - Pankrác Detail uložení skleněných tabulí po obvodě

64 Administrativní budova: Praha 4 - Pankrác Půdorysná odchylka prohnuté tabule od hrany rámu

65 Administrativní budova: Praha 4 - Pankrác Naměřený svislý průhyb skleněné tabule 14 mm

66 Administrativní budova: Praha 4 - Pankrác Popraskaná tabule Connex po jejím opakovaném osazení v konkávním tvaru

67 Dvorní prosklená výtahová šachta: Praha 7 Čechova ul. Praskliny ve skleněné tabuli v místě spoje s bodovým namáháním

68 Děkuji za pozornost