Techniczne wyzwania związane ze stosowaniem szkła w drapaczach chmur

Zastosowanie szkła w tzw. drapaczach chmur (tj. wieżowcach o wysokości ponad 600 metrów) powoduje poważne wyzwania techniczne związane z obciążeniem wiatrem, różnicą temperatur i wysokości oraz kondensacją pary wodnej.

Zastosowanie szkła w tzw. drapaczach chmur (tj. wieżowcach o wysokości ponad 600 metrów) powoduje poważne wyzwania techniczne związane z obciążeniem wiatrem, różnicą temperatur i wysokości oraz kondensacją pary wodnej.

Blisko ziemi działanie wiatru jest minimalizowane przez drzewa i zabudowania, ale w wyższe budowle uderza on z pełną siłą.

Inne istotne czynniki to światło i ciepło. Wysokie budynki, ze względu na ogromną wewnętrzną masę cieplną, wymagają stałej klimatyzacji. Stanowi to poważne wyzwanie energetyczne, szczególnie w przypadku megawieżowców. Mają one nie tylko wysoką wewnętrzną masę cieplna, ale znaczna część ich konstrukcji góruje nad otoczeniem. Dookoła nie ma więc niczego, co mogłoby osłonić je przed słońcem. Ponadto wiele z najwyższych na świecie drapaczy chmur znajduje się w pustynnych regionach Środkowego Wschodu, Afryki i Azji Południowo-Wschodniej.

Tym, co komplikuje sprawę jeszcze bardziej jest fakt, że pokrycie elewacji takich budynków wykonuje się obecnie prawie w całości ze szkła, ​​a w szczególności z użyciem wysokich i szerokich szyb, zapewniających najlepszą, niczym niezakłóconą widoczność. Wyzwanie polega na tym, że te większe szyby muszą wytrzymać siły oddziaływania wiatru i muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby ogromna ilość wpuszczanego światła nie oddziaływała negatywnie na samopoczucie i komfort osób użytkujących budynek.

Typowe wyzwania dla przeszkleń magawieżowców

Otoczenie

Otoczenie budynku i, w przypadku budynków takich jak Burdż Chalifa i Jeddah Tower, klimat pustynny, to konieczne do rozważenia czynniki. Okolice megawysokich budynków – wzgórza i inne budynki – choć absorbują sporą część intensywnego ciepła w ciągu dnia, wciąż emitują lub oddają ciepło do otoczenia w ciągu nocy. Szkło o niskiej emisyjności (Low-E) pomaga odbijać promieniowanie długofalowe i minimalizować jego transmisję. Dlatego stosowanie szkła Low-E (na przykład Guardian SunGuard Neutral 60) to jeden z najlepszych wyborów.

Lokalny klimat w tych gorących i wilgotnych pustynnych regionach, w których temperatury sięgają nawet 50°C, stanowi prawdziwe wyzwanie dla szkła zarówno pod względem naprężeń i odkształceń, ja również potencjalnych problemów z kondensacją.

Większość ludzi nie zdaje sobie sprawy, jak popularne jest szkło Low-E na Bliskim Wschodzie i dlaczego powinno się go używać. Ogólnie popularne jest przekonanie, że szkło to jest używane tylko w chłodniejszych strefach klimatycznych. Należy przyznać, iż koncepcja blokowania i odbijania pośredniego ciepła w nocy i w ciągu dnia jest czymś, czego większość osób nie wzięłaby pod uwagę.

Kondensacja

W przypadku magabudynków zawsze istnieje ryzyko, że na zewnętrznej szybie pojawi się skondensowana para wodna. Wynika to z różnicy temperatur między zewnętrzną częścią budynku, która w okresie letnim jest bardzo gorąca i wilgotna, a temperaturą wewnątrz budynku (klimatyzacja).

Używanie, jako szyby wewnętrznej, szkła o niskiej emisyjności może zapobiec przenikaniu zimna z wnętrza budynku na szybę zewnętrzną.

Wykorzystanie szyby hartowanej lub wzmocnionej cieplnie sprawi natomiast, że szkło będzie 5 razy mocniejsze i wytrzyma ekstremalne obciążenia wiatrem oraz różnice temperatur.

Różnice wysokości  

Duża odległość między szczytem a niższymi kondygnacjami megabudynku – i związana z tym różnica temperatur i ciśnień -  może powodować uginanie szkła na szybie zespolonej.

W projekcie Burdż Chalifa pojawiło się nawet wyzwanie związane z różnicą temperatur między temperaturą produkcji i montażu szyb zespolonych, które zostały wyprodukowane w styczniu przy temperaturze 26°C, a montażem na miejscu budowy w Dubaju, w sierpniu, kiedy temperatura wynosiła 4°C. Obliczenia naprężeń i odchyleń szyb zespolonych umożliwiły ekspertom technicznym z Guardian Glass dobranie odpowiednich grubości szkła do różnych wysokości montażu na elewacji budynku.

Wiatr

Siły wiatru  działające na drapacze chmur mogą być bardzo duże. W przypadku Burdż Chalifa  dynamiczny kształt budynku został zaprojektowany z myślą o zmniejszeniu strukturalnego obciążenia spowodowanego wiatrem, ale nie mniej ważny okazał się dobór szkła odpowiedniej grubości. Szklana fasada została zaprojektowana tak, aby wytrzymać obciążenia wiatrem sięgające 250 km/h. System szklenia Guardian Jeddah Tower został zaprojektowany tak, aby wytrzymać kołysanie o promieniu 2,5 metra bez pękania lub powodowania nieszczelności.

Źródło: Guradian Glass

Nie przegap okazji!!!

zapisz się do naszego newslettera