Szklenie strukturalne (SG – structural glazing)

Silikonowe szklenie strukturalne jest metodą wykorzystującą klej silikonowy do łączenia szkła, metalu lub innych materiałów panelowych z konstrukcyjnymi elementami budynku. Parcie wiatru na elewację jest przenoszone na elementy konstrukcyjne budynku za pomocą szczeliwa. Szczeliwo musi zachować swoją przyczepność i spoistość tak, aby podtrzymywać ciężar paneli połączonych z elewacją.

Szklenie strukturalne (SG – structural glazing) jest aplikacją wysokiej klasy i nie wszystkie silikony nadają się do takiego zastosowania. Można zastosować tylko szczeliwa silikonowe opracowane i przebadane specjalnie do szklenia strukturalnego. Produkty do szklenia strukturalnego DOWSIL™ zostały szczegółowo omówione w następnych rozdziałach tego poradnika. Każdy silikon do szklenia strukturalnego Dow uzyskał „Europejską Aprobatę Techniczną” (ETA) po przeprowadzeniu niezależnych badań zgodnie z aktualnymi europejskimi standardami dotyczącymi szklenia strukturalnego: Wytyczne do udzielania Europejskiej Aprobaty Technicznej (ETAG 002). Silikony te posiadają znak CE, co oznacza zgodność z europejskimi przepisami prawnymi dotyczącymi zdrowia, bezpieczeństwa i ochrony środowiska.

Dow oferuje wysokiej klasy szczeliwa silikonowe. Każde szczeliwo jest opracowane i przebadane do właściwych zastosowań i musi być stosowane jedynie zgodnie z przeznaczeniem, z wyjątkiem przypadków specjalnie zatwierdzonych przez Dow. Informacje dotyczące specyfikacji produktowej są dostępne na stronie internetowej consumer.dow.com/construction.

Szczeliwa Silikonowe do Szklenia Strukturalnego

Dow oferuje następujące produkty klejące do szklenia strukturalnego:

Szczeliwa Silikonowe do Produkcji szyb Zespolonych

Szczeliwa Silikonowe Uszczelniające przed Wpływami Atmosferycznymi z przeznaczeniem do fasad strukturalnych

Rozmiary Złącza Szklenia Strukturalnego

Złącze szklenia strukturalnego musi być właściwie zaprojektowane dla szczeliwa silikonowego zgodnie z przeznaczeniem. W przypadku, gdy złącze zaprojektowane jest niewłaściwie, nacisk na szczeliwo może być zbyt duży powodując potencjalne wady. Dlatego wszystkie rozmiary spoiny w szkleniu strukturalnym muszą zostać zatwierdzone przez Dow.

Wytyczne Dotyczące Rozmiaru Spoiny w Szkleniu Strukturalnym

Poniżej przedstawiono wytyczne dotyczące wszystkich projektów szklenia strukturalnego. Dow musi dokonać przeglądu i zatwierdzenia wszystkich rozmiarów spoiny w szkleniu strukturalnym. Jakiekolwiek odstępstwo od tych wytycznych może być poczynione przez Serwis Techniczny Dow.

• Minimalną głębokość spoiny należy określić na podstawie Kalkulacji Spoiny strukturalnej z uwzględnieniem obciążenia wiatrem i rozmiarów szyby.
• Minimalną grubość spoiny należy określić na podstawie Kalkulacji Grubości Spoiny z uwzględnieniem rozszerzalności termicznej.
• Minimalną głębokość należy określić na podstawie Kalkulacji Spoiny Strukturalnej z uwzględnieniem ciężaru szkła.
• Głębokość spoiny musi wynosić min. 6 mm niezależnie od innych kalkulacji.
• Grubość spoiny musi wynosić min 6 mm niezależnie od innych kalkulacji.
• Głębokość spoiny musi być zawsze równa bądź większa niż grubość spoiny.
• Stosunek głębokości do grubości powinien wynosić od 1:1 do 3:1.
• Spoina strukturalna musi być wypełniona przy użyciu standardowo stosowanych metod.
• Projektując spoinę należy zapewnić dostęp powietrza, aby umożliwić wiązanie się silikonu.
• Powyższe informacje są minimalnymi wymaganiami, bez uwzględnienia tolerancji nakładania.

Terminologia Szklenia Strukturalnego

Głębokość Spoiny Strukturalnej

Spoina strukturalna to minimalna szerokość lub powierzchnia kontaktowa szczeliwa pomiędzy panelem szkła i profilem. W kalkulacji rozmiarów spoiny strukturalnej muszą byću względnione parcie wiatru, rozmiar panela szkła, punkt podparcia i rozszerzalność termiczna.

Grubość Spoiny Strukturalnej

Grubość spoiny to odległość pomiędzy panelem i profilem. Właściwa grubość ułatwia nakładanie szczeliwa i zmniejsza obciążenie szczeliwa spowodowane zróżnicowaną rozszerzalnością termiczną pomiędzy szkłem, panelem i ramą. Grubość w złączu szczeliwa strukturalnego często odnosi siędo grubości klejenia.

Parcie Wiatru i Rozmiar Szkła

Wymagania dotyczące głębokości spoiny są wprost proporcjonalne do parcia wiatru na budynek i do rozmiarówszkła. Im większe parcie wiatru i im większe rozmiary szkła,tym większa głębokość spoiny. Kontrolowane parametry decydujące o wymaganiach dotyczących głębokości spoiny to rozmiar największej szyby i parcie wiatru, co musi zostać odpowiednio zaprojektowane wsystemie szklenia strukturalnego. Kalkulacja Głębokości Spoiny z Uwzględnieniem Parcia Wiatru i Rozmiaru Szyby

Minimalna Głębokość Spoiny (m) = Najkrótszy bok Największej Szyby (m) xNajkrótszy bok Największej Szyby (m) xParcie Wiatru (Pa) x 0,5 / 140 000 Pa

Rozszerzalność Termiczna

Różny współczynnik rozszerzalności termicznej dla szyby i profili wymaga uwzględnienia w projektowanym złączu SG wytrzymałości silikonu na ścinanie. Wielkość dylatacji różnicowej zależy od szkła i metalu (aluminium lub stalnie rdzewna), maksymalnej zmiany temperatury i projektu. Rozszerzalność będzie znaczna, jeśli profil aluminiowy będzie umieszczony na zewnątrz. Kalkulacja Grubości Spoiny z Uwzględnieniem Rozszerzalności Termicznej

Minimalna Grubość Spoiny (m) = Dylatacja Różnicowa (m) x Moduł E Szczeliwa (Pa) / 3 x Zakładana Wytrzymałość Szczeliwa na Ścinanie(Pa)

Ciężar Szkła

W niepodpartych projektach szklenia strukturalnego ciężar panela szyby jest podtrzymywany przez złącze szczeliwa strukturalnego. Zwykle takie sytuacje pojawiają się wprzypadku szklenia strukturalnego na szkle monolitycznym. Szczeliwa silikonowe do szklenia strukturalnego DOWSIL™ mogą podtrzymywać ciężar szkła w sytuacji, gdy obciążenienie przekracza dozwolonych obciążeń projektowych dotyczących ciężaru szkła. O ile sztywność elementów poziomych konstrukcji ramy jest taka sama jak elementów pionowych, to przy obliczaniu wielkości spoiny pod wpływem ciężaru szkła Dow uwzględni zarówno poziome jak i pionowe elementy lub dłuższe krawędzieramy. W przypadku, gdy poziome elementy części ramy –rygle, nie będą podtrzymywać szkła pod wpływem obciążenia wiatrem, ze względu na brak odpowiedniej sztywności, w obliczeniach zostaną uwzględnione tylko elementy pionowe.

Obliczenie Rozmiaru Spoiny z Uwzględnieniem Ciężaru Szkła

Minimalna Głębokość Spoiny (m) = 2 500 kg/m3 x 9,81 m/s2 x Grubość Szkła (m) x2 500 kg/m3 x 9,81 m/s2 x Grubość Szkła (m) xRozmiar Szyby (m2) /  [2 x Wysokość (m) + 2 x Szerokość (m)] x Zakładana[2 x Wysokość (m) + 2 x Szerokość (m)] x ZakładanaWytrzymałość Silikonu na Ścinanie (Pa)

Rodzaje Systemów Szklenia Strukturalnego

Istnieje wiele różnych systemów szklenia strukturalnego. Wspólna cechą tych wszystkich systemów jest zastosowanie silikonu strukturalnego do strukturalnego łączenia szkła lub innego materiału z konstrukcją budynku. Najczęściej spotykane rodzaje systemów opisano poniżej.

Czterostronne Szklenie Strukturalne

Czterostronne szklenie strukturalne jest najczęściej spotykanym i zwykle najbardziej opłacalnym rodzajem szklenia strukturalnego w krajach europejskich. Szkło jest podparte przy użyciu silikonu strukturalnego nawszystkich czterech bokach szyby. Systemy czterostronnego szklenia strukturalnego są zwykle wytwarzane w zakładzie produkcyjnym i montowane na placu budowy.

Dwustronne Szklenie Strukturalne

Dwustronne szklenie strukturalne to system, w którym silikon strukturalny znajduje się na dwóch z czterech boków szyby. Pozostałe dwa boki szyby są mocowane mechanicznie lub też nie są strukturalnie sklejone z ramą. System dwustronnego szklenia strukturalnego wytwarzany jest w zakładzie produkcyjnym lub na placu budowy.

Szklenie Pochyłe

Szklenie pochyłe to system, w którym szklenie strukturalne zastosowano na fasadzie pochyłej. Typowym przykładem tego rodzaju szklenia strukturalnego są świetliki. W takich przypadkach, w kalkulacji wymiarów złącza strukturalnego należy uwzględnić ciężar szkła. Dla szklenia pochyłego europejskie przepisy prawne wymagają zastosowania bezpiecznego szkła laminowanego. Odwrócone szklenie pochyłe stosowano również z powodzeniem w wielu projektach.

Szyba ze „Stepem”

W wielu systemach szklenia strukturalnego złącze strukturalne przebiega po wewnętrznej powierzchni szyby zewnętrznej. W tym systemie zestawy szyb zespolonych wytwarzane są ze stopniem, co umożliwia klejenie dozewnętrznej szyby. W bardziej tradycyjnych systemach szklenia strukturalnego złącze strukturalne przebiega powewnętrznej powierzchni szyby wewnętrznej zestawu. Przykład typowej szyby ze stepem w systemie szklenia strukturalnego przedstawiono na stronie 9 (Elementytypowego szklenia strukturalnego).

Systemy Szklenia z Profilem U

Istnieje wiele systemów, które umożliwiają mechaniczne połączenie szyby zespolonej z konstrukcją przy zastosowaniu profilu w kształcie litery U w zagłębieniu pomiędzy dwoma szybami. W zależności od systemu, szczeliwo silikonowe może w projekcie pełnić rolę szczeliwa konstrukcyjnego, strukturalnego lub izolacyjnego. Każdy tego typu system musi zostać zatwierdzony przez Serwis Techniczny Dow.

Systemy Żeber Przeziernych

Systemy przezierne powszechnie stosowane na przedniej ścianie budynku w celu zwiększenia obszaru przeziernego,wykorzystują żebra szklane do strukturalnego podparcia szkła przeziernego. W takich przypadkach systemów dwustronnego szklenia strukturalnego można zastosować silikon strukturalny pomiędzy krawędzią szkła a żebrem szklanym. Dow dopuszcza pracowanie spoiny na ścinanie, o ile jest ona niezależna od pracy spoiny na rozciąganie.

Przygotowanie Powierzchni i Nakładanie Szczeliwa

Każdy projekt szklenia strukturalnego wymaga rzetelnych i gruntownych procedur, w celu zapewnienia odpowiedniego przygotowania podłoża przed nałożeniem szczeliwa. Procedury przedstawione poniżej powinny być przestrzegane dla każdego zastosowania szklenia strukturalnego. Dokładny opis procedur dotyczących czyszczenia, gruntowania i umieszczenia znajduje się w następnym rozdziale.

1. Ocenić podłoże i materiały przed użyciem. Materiały stosowane w produkcji muszą być takie same jak reprezentatywne próbki testowane i zatwierdzone przez Dow. Podłoża np. profile aluminiowe, muszą być w dobrym stanie i nieuszkodzone przez działanie warunków atmosferycznych.
2. Oczyścić podłoże zgodnie z zaleceniami Dow zawartymi w pisemnym zatwierdzeniu projektu. Powierzchnie spoiny muszą być zawsze czyste, suche, wolne od pyłu, rdzy i szronu. Wilgoć lub zanieczyszczenie mogą negatywnie wpływać na przyczepność szczeliwa do podłoża.
3. Zagruntować podłoże, na które będzie nakładane szczeliwo, jeśli jest to wymagane przez Dow w pisemnym zatwierdzeniu projektu.
4. Umieścić szybę lub panel przewidziany do szklenia. Należy zadbać o to, by nie zanieczyścić umytej szyby podczas produkcji. W przypadku zabrudzenia, powierzchnia musi zostać umyta ponownie.
5. Nałożyć szczeliwo do wgłębienia spoiny. Spoina musi być całkowicie wypełniona szczeliwem. Wyciskając szczeliwo w spoinę ciągłym ruchem można uniknąć uwięzienia powietrza.
6. Obrobić lub docisnąć powierzchnię szczeliwa szpatułą. Szczeliwo musi zostać wciśnięte do spoiny poprzez obrabianie. Wybieranie nadmiaru szczeliwa ze spoiny nie jest dozwoloną metodą obrabiania. Techniki obrabiania służą do prawidłowego ukształtowania szczeliwa i całkowitego wypełnienia spoiny bez pęcherzyków powietrza.
7. Ocenić wykonane złącze strukturalne. Należy sprawdzić, czy cała spoina została właściwie wypełniona i wykończona. Należy sprawdzić, czy panele szklenia strukturalnego są przechowywane w odpowiednich warunkach i czy szczeliwo utwardza się prawidłowo. Należy upewnić się czy zostały przeprowadzone wszystkie zalecane testy kontroli jakości.