Cortine de sticla securizata monostrat
„Edificiu si educatie ar fi termeni apropiati“, spunea Naredi-Rainer. De aceea, constructiile au un rol din ce in ce mai mare pentru educatie: oameni educati, formati, formeaza la randul lor materiale pentru a fi folosite la constructia de centre educationale.
Astfel de ganduri filosofice au stat probabil si la baza construirii facultatii de stiinte aplicate HAW din Hamburg, Germania. In timp ce transpunerea unui design corporatist ar putea fi clasificata drept reusita, constructia cladirii a stat sub o enorma presiune a reducerii costurilor. Rezultatele se vad printre altele si in ceea ce priveste proiectarea si constructia fatadei.
Dat fiind bugetul strans al constructorului, cladirea a fost construita intre iunie 2000 si septembrie 2002 ca una din primele constructii in parteneriat public-privat si predata la cheie (vezi imaginea 1). Ea include circa 19.000 de metri patrati suprafata utila si are o inaltime de circa 50 de metri. Complexul mai include un hotel, un camin pentru studenti si o judecatorie.
Proiectul
Scopul noii cladiri este de a aduce impreuna intr-un campus entitatile tehnice si netehnice ale facultatii, precum si partea administrativa si caminul studentesc. Acest lucru trebuie sa demonstreze unitate si conlucrare, dar sa si sustina cooperarea. Astfel se creeaza sinergii, necesare in lupta din ce in ce mai acerba dintre facultati si orase.
Constructia fatadei
Invelisul din sticla vrea sa fie o solutie optica deosebita si una putin costisitoare deopotriva. Pentru aceasta, peretii de beton sunt imbracati intr-un izolator termic de un albastru inchis, prins in elemente vizibile din inox (imaginile 2 si 4). In fata lor se afla la o distanta de circa 20 de milimetri un invelis din geam securizat monostrat, ale carui geamuri sunt despartite de spatii goale, nesigilate de circa 5 pana la 10 milimetri (imaginea 2).
Situatia juridica
Pentru incadrarea juridica a acestei vitrificari verticale, care nu ofera asigurare impotriva prabusirii, se aplica normele si reglementarile din tabelul 1. Solutiile speciale care deviaza de la acestea trebuie sa obtina o aprobare in fiecare caz in parte.
DIN 18516-4(1) se aplica atunci cand o fatada din sticla este pusa in opera ca un invelis vertical al peretilor exteriori cu aerisire dorsala. DIN 18516-1(2) prevede deschideri de aerisire si faptul ca geamurile trebuie sa fie asezate la cel putin 20 de milimetri de izolatie. Pentru aceasta structura este prevazuta folosirea geamului securizat prin calire, ESG-H.
Conform „Regulilor tehnice pentru folosirea vitrificarii liniare” – pe scurt TLV (3) – trebuie folosit geam securizat monostrat calit ESG la vitrificari liniare, daca persista pericolul unei sarcini termice crescute sau daca geamul nu este incastrat pe toate partile.
Astfel, pentru fatada trebuie folosit geam calit ESG, indiferent de norma aplicabila sau reglementarea tehnica.
Pagube
Primele fisuri au putut fi descoperite la doua cladiri cu fatade identice, imediat dupa inaugurare. Geamurile crapa, iar cioburile cad pe portiunea de trotuar frecventata de studenti si trecatori. Geamul ESG se sparge mai intai in bucati mari (vezi de exemplu 4) pentru ca apoi, la impactul cu solul, sa se sparga in multe bucati mici si tocite. Ulterior au cedat si alte geamuri aparent fara motiv, ceea ce impune necesitatea unei reverificari.
Posibile cauze
O cauza posibila pentru slaba prestatie a ESG ar putea fi spargerea spontana din cauza impuritatilor de sulfat de nichel (NiS). Pana astazi nu s-au putut elimina in totalitate aceste impuritati la productia de geam float. Sulfatul de nichel se modifica in anumite intervale de la NiS alpha la NiS beta. Supraincalzirea geamurilor datorata radiatiilor solare directe si stocurilor energetice absorbite, amplifica procesul. Astfel, volumul NiS se mareste cu circa 4%.
Coeficientul de dilatare al NiS fiind mult mai mare decat a celorlalte componente ale sticlei, duce la cresterea tensiunilor interne odata cu cresterea temperaturii.
Daca aceste varfuri de tensiune locala se intalnesc cu presiunea existenta in interiorul structurii geamului, produsa ca urmare a pretensionarii, se poate depasi limita de stabilitate a structurii. Astfel apare asa numita casare spontana, care este cu atat mai puternica, cu cat NiS este mai aproape de centrul geamului. Geamul se caseaza astfel intr-un „model” de fluture, in centru aflandu-se NiS, efect cunoscut si sub denumirea de „ochi de pisica”.
Casarile spontane la ESG apar de abia dupa 1-2 ani de la producerea geamului si se pot intinde pe o perioada de pana la 20 de ani. Verificarea geamului calit prin preincalzire (heat-soak-test) nu ofera o siguranta absoluta. Probabilitatea unei casari spontane se reduce de la 10-4 la 10-5 cazuri.
Cauzele unui casari spontane mai pot fi insa si altele. Astfel, o avariere a marginii geamului inainte de montare poate duce la casare, la o presiune mica prin montaj. Montarea unui geam cu prea putin spatiu la sistemul de prindere poate, de asemenea, sa duca la casare, de exemplu in cazul dilatarii geamului si/sau a cadrului la temperaturi inalte. si supraincalzirea marginilor, cauzata de exemplu de sudura, poate duce la avarieri, la fel ca transportul sau manipularea necorespunzatoare sau vibratii ale cladirii.
Definitoriu pentru clarificarea cauzei casarii este gasirea punctului de pornire a casarii. O casare in forma de fluture nu permite automat concluzia ca motivul casarii ar fi existenta NiS, dat fiind ca si alte forte cu influenta punctuala pot conduce la aceeasi concluzie. (vezi imaginea 5)
Ca o concluzie: casarea spontana cauzata de supraincalzirea pe timp de vara nu este plauzibila, data fiind rezistenta ESG-H la variatii mari de temperaturi. Astfel, singurele cauze posibile sunt avarii prealabile si/sau defecte de productie.
Limitarea daunelor
La primele defecte, in zonele cu trafic de persoane se construiesc parapete provizorii din schele de constructii. (imaginea 1 si 5).
Pentru repararea defectelor aparute la geamuri exista pe de o parte posibilitatea schimbarii geamurilor casate, cum ar fi fost necesar in cazul cladirii facultatii, din motive estetice, in cazul in care geamul ar fi fost cauza. Pe de alta parte s-ar fi putut aplica o folie corespunzatoare. Ambele posibilitati au fost insa atat de costisitoare, incat proprietarul unei cladiri invecinate a dezvoltat o solutie proprie. Ea a fost posibila datorita reglementarilor tehnice in ce priveste folosirea vitrificarilor lineare (TRLV), care permite montarea geamurilor de tip ESG monolitic cu o inclinatie mai mare de 10% fata de verticala. Pentru siguranta trebuie montate plase cu ochi de cel mult 40 de milimetri sub geamuri.
In mod analogic se creeaza o structura simpla de sustinere pe care se monteaza rosturi obisnuite din otel cu o distanta intre ele de circa 15 x 15 milimetri (imaginea 3). Aceasta solutie fiabila inconjoara cladirea si garanteaza o siguranta durabila, si poate fi ascunsa sub vegetatie.
Impresii vizuale
Impuritatile aratate in imaginea 4 dau impresia ca se afla pe geam. S-ar putea sa se fi strans sub sipcile de sustinere respectiv solbancuri, dat fiind ca pe acolo se scurge multa apa cu un continut bogat in oxizi si praf.
In realitate, privite din apropiere, impuritatile se dovedesc a fi dare de apa pe izolatia termica din spatele geamului. Ele se formeaza prin deschiderile verticale de pana la 10 milimetri, pe care le puteti vedea in imaginea 2. Vantul preseaza apa de ploaie prin imbinari, aceasta scurgandu-se pe urmatoarea stinghie de prindere a geamului din nou in afara. Geamurile recapata un aspect normal de abia dupa ce au fost demontate in locurile in cauza, iar izolatia este tratata cu o substanta neutra la apa.
Demontarea ar fi necesara si atunci cand ar deranja impuritatile din spatiile dintre fatade. Ele se formeaza prin cadavrele insectelor care se aduna acolo impreuna cu particule de negru de fum si praf, dat fiind mediul cu un trafic intens. Daca durata de viata a geamului depinde de curatenia acestuia, trebuie verificat, daca acest aspect nu trebuia luat in considerare la scara mai larga.
Geamul este un material de constructie usor de intretinut, dar care trebuie totusi intretinut. Curatirea ar trebui facuta in functie de gradul de murdarie, lunar sau macar trimestrial. Acest lucru este valabil mai ales pentru suprafetele aflate sub acoperisuri proeminente, pentru ca aici structura geamului este atacata de multiple procese chimice declansate de impuritati si raze solare. Imaginea 5 arata structura folosita la curatarea vitrificarii in segmentele superioare. si in interior se afla o structura similara pentru acest segment frontal de mai bine de 10 metri!
Rezumat
Geamurile securizate au o rezistenta mare la variatiile de temperatura dar, chiar si asa, nu este eliminat complet riscul spargerii sticlei datorita existentei sulfatului de nichel in componenta sticlei. Beneficiarii ar trebui insa avertizati asupra riscului existent.
Stricaciuni in cazul vitrificarilor ESG verticale au declansat in trecut discutii asupra masurilor de securitate necesare. Bucak arata insa, ca doua comisii de specialitate – „geamul in constructii” si „norme de constructii” – au respins acest aspect, pe motiv ca defectele de productie nu au putut fi excluse ca si cauze.
Masurile de siguranta precum cele puse in practica in cazul vitrificarii in segmentele superioare cu ESG nu trebuie luate in mod general. Ele prezinta o alternativa de renovare in cazul fatadelor cortina deteriorate.
Pentru o fatada durabila din geam trebuie asigurat accesul echipelor de curatire la geamuri. Este insa nevoie de o corelare intre costuri si utilitate.
Inginerul Jens Baumgartner a studiat tehnica maselor lemnoase si de constructii la München si Buxtehude in Germania. Din 2004 este redactor independent in domeniul constructiilor din lemn si sticla.
Dipl.-Ing. (FH) Jens Baumgartner
