Kaljeno staklo

Staklo kao prirodni i tradicionalni građevinski materijal u dugom je razdoblju u prošlosti bilo podcijenjeno jer je na prvi pogled krhko i u sigurnosnom smislu potpuno neupotrebljivo u kreiranju čovjekova stambenog prostora. Iako je staklo zasigurno tvrda stvar koju su prvi staklopuhači dobivali puhanjem kroz staklarsku pipu, prvo razvijajući cilindar, a zatim nakon uzdužnog rezanja na drvenom stolu razvili u ploču, zbog njegove bi ga strukture morali uvrstiti u tekućine.

Jer, staklo je u biti pothlađena tekućina. Ono se dobiva od pažljivo pripravljene sirovine u potpunosti uravnoteženih razmjera, propisane gustoće i granulacije (osnovna sirovina za proizvodnju ravnog vučenog stakla jest kvarcni pijesak). No, danas staklo više ne tretiramo samo kao materijal koji nam omogućava transparentnost i doživljaj vanjskog svijeta iz udobne fotelje dnevnog boravka, staklo je danas mnogo više od toga. Mogućnosti stakla u suvremenoj arhitekturi danas su gotovo neograničene zahvaljujući golemom tehnološkom napretku u proizvodnji i obradi stakla posljednjih 30-ak godina, posebice u pogledu sigurnosti od pojave 'kaljenog' stakla

Karakteristike i tehnički podaci

Pod pojmom kaljenog sigurnosnog stakla podrazumijevamo termički obrađeno 'obično' staklo čiju prenapregnutost postižemo tako da prvo termički ugrijemo staklo do određene temperature i zatim ga naglo ohladimo. Zbog specifične toplinske provodljivosti vanjske se čestice stakla pri naglom hlađenju brzo skvrče i stvrdnu i pri tome onemoguće isto u srednjem dijelu. Posljedica toga jest povećana gustoća molekula na površini, a rjeđa u sredini stakla .

Na taj način dolazi u kaljenom staklu do značajne preraspodjele napetosti; molekule na površini stakla su izložene tlačnoj, a molekule u unutrašnjosti stakla vlačnoj napetosti.

Ta napetost mora biti u ravnoteži, što je ujedno i uvjet za stabilnost koja nam garantira sigurnosne karakteristike kaljenog stakla, što možemo vidjeti pri promatranju sljedećih vrijednosti:

  • povećana otpornost na udarce (udarni pokus po DIN 52337)
  • povećana čvrstoća na savijanje: izmjerena vrijednost > 120 N/mm2 (računska vrijednost 50 N/mm2), dok kod običnog stakla ta vrijednost iznosi 30 N/mm2.
  • povećana otpornost na toplinske promjene: T=150 K, pri običnom staklu 50 K.

    Tablica 1. Mehaničke karakteristike stakla

    U praksi možemo kaljenjem tretirati sva 'float' i ornament stakla koja mogu biti:

  • transparentna (bezbojna) ili bojena u masi
  • prozirna ili neprozirna (npr. ornamentirana stakla)
  • s nanosom na vanjskoj plohi stakla (npr. emajlirano staklo)
  • površinski obrađena (npr. pjeskarena stakla)

    Odstupanja ravnosti stakla ovise o debljini stakla koje kalimo, o njegovim dimenzijama i omjeru stranica i vidljiva su u obliku iskrivljenja koja dijelimo u dvije veličine: ukupna i lokalna iskrivljenost. No, za kvalitetu kaljenog sigurnosnog stakla najvažnije su dvije karakteristike: struktura loma stakla i čvrstoća na savijanje. Struktura loma promatra se u skladu s DIN 52349 i DIN 1249 T12, dok se čvrstoća na savijanje promatra u skladu sa zahtjevima iz DIN 52303 T1 i DIN 1249 T12, što donosimo u tablicama 4 i 5.

    Tablica 4. Strukture loma stakla kod kaljenog stakla

    U optičkom smislu može doći do blage valovitosti kaljenog stakla zato što se u peći pri kaljenju staklo pomiče uz pomoć vrućih keramičkih valjaka. Ovu pojavu ne možemo izbjeći, i u praksi se ona vidi kao blago izobličenje slike. No, sigurnosne karakteristike kaljenog stakla kao i njegove toplinske karakteristike (kaljeno staklo dobro podnosi temperaturne razlike između dvije točke i do 140°C) u velikoj mjeri nadmašuju njegove nedostatke. Pri tome svako kaljeno staklo mora imati na sebi vidljivo otisnutu oznaku proizvođača i oznaku iz koje je vidljivo da se radi o kaljenom staklu.

    Obrada

  • Zbog specifičnosti rasporeda napetosti kaljenog stakla ono se ne može nakon procesa kaljenja dalje obrađivati, rezati, brusiti, bušiti rupe, skraćivati i sl. Svaki takav pokušaj prouzročio bi lom stakla u tisuće malih komadića. Stoga sve predviđene i potrebne obrade treba učiniti prije termičke obrade stakla. Svako staklo mora prije kaljenja imati obrađene rubove. Najniži stupanj obrade koji zadovoljava ovaj uvjet jest gruba obrada rubova stakla. Pod tim podrazumijevamo samo skidanje oštrine ruba stakla, dok pod finim brušenjem podrazumijevamo strojno brušenje stakla u njegovom cijelom presjeku, pri čemu ne smiju ostati nebrušeni segmenti niti ikakva fizička oštećenja. Također, postoje stroga pravila i tablice minimalne udaljenosti od ruba stakla za sve rupe i izreze koji su nam neophodni prilikom montaže kaljenih elemenata.
     
  • Primjena

  • S obzirom da su kaljenjem svojstva stakla u mehaničkom i termičkom smislu vidno poboljšana, u suvremenoj gradnji kaljeno staklo ima svoje sve važnije mjesto. Nabrojimo neke od mogućih primjena :
  •  
  • u opremanju stambenih i poslovnih objekata
  • u izvedbi ulaznih prostora, ulaznih vrata od kaljenog stakla, automatskih posmičnih vrata, pregradnih i pomičnih stijena i sl.
  • u opremanju sportskih objekata
  • u sudjelovanju pri izvedbi aluminijskih staklenih fasada pri čemu staklo u izo izvedbi u kombinaciji s kaljenim elementima daje i bolju toplinsku izolaciju i primjerenu sigurnost pri izvedbi parapeta
  • pri opremanju interijera, izvedbi stubišta od stakla i ograda
  • u izradi staklenog namještaja i dr.

  • Visokosofisticirana tehnologija danas i u Hrvatskoj omogućava proizvodnju sigurnosnih stakala, i to od kaljenog i laminiranog stakla. U dvije domaće tvornice u Rijeci i u Zagrebu (Formator, Staklo Piletić) moguće je proizvesti kaljeno i laminirano staklo u različitim pojavnim oblicima boja i dizajna koji proizlaze iz velikih mogućnosti u odabiru širokog spektra stakala, ogledala, PVB folija i sl. uz upotrebu strojeva za preradu stakla termičkim postupcima, laminiranjem, automatskim rezanjem stakla, CNC obradom, sitotiskom, savijanjem stakla i izo-linijama vrhunske kvalitete.

  • Stoga možemo reći da je bez sigurnosnog kaljenog stakla danas gotovo nemoguće sudjelovati u oblikovanju suvremenog arhitektonskog izričaja.

    Mogućnosti stakla u suvremenoj arhitekturi danas su gotovo neograničene zahvaljujući golemom tehnološkom napretku u proizvodnji i obradi stakla posljednjih 30-ak godina, posebice u pogledu sigurnosti

    Kaljeno se staklo uvelike upotrebljava za ostakljenje pročelja, za staklena vrata, za ostakljenje stubišta, balkona i parapeta (kada kaljena stakla lijepimo u lamistal izvedbu), za vjetrobrane i sl. kao i za izvedbu izolacijskih stakala u varijantama kada je toplinska zaštita podjednako bitna kao i sigurnosna komponenta ostakljenja. U praksi se kale stakla od 4 do 19 mm, a maksimalna veličina plohe iznosi o maksimalnom kapacitetu stroja za kaljenje (uobičajene vrijednosti su 245×500 cm).

  • U praksi možemo kaljenjem tretirati sva 'float' i ornament stakla koja mogu biti:
  •  
  • transparentna (bezbojna) ili bojena u masi
  • prozirna ili neprozirna (npr. ornamentirana stakla)
  • s nanosom na vanjskoj plohi stakla (npr. emajlirano staklo)
  • površinski obrađena (npr. pjeskarena stakla).

  • U optičkom smislu može doći do blage valovitosti kaljenog stakla zato što se u peći pri kaljenju staklo pomiče uz pomoć vrućih keramičkih valjaka. Ovu pojavu ne možemo izbjeći i u praksi se ona vidi kao blago izobličenje slike. No, sigurnosne karakteristike kaljenog stakla kao i njegove toplinske karakteristike (kaljeno staklo dobro podnosi temperaturne razlike između dvije točke i do 140°C) u velikoj mjeri nadmašuju njegove nedostatke. Pri tome svako kaljeno staklo mora imati na sebi vidljivo otisnutu oznaku proizvođača i oznaku iz koje je vidljivo da se radi o kaljenom staklu. Koliko nam je poznato, u Hrvatskoj postoje strojevi za kaljenje stakla u Zagrebu, Rijeci i Lipiku, zatim od bližih zemalja u Sloveniji, Mađarskoj, Austriji, Italiji, tako da postoji izbor za kupca kako po pitanju kvalitete usluge, tako i po pitanju kapaciteta i brzine izrade.
  • Treba uvijek imati na umu da se zbog specifičnosti rasporeda napetosti kaljenog stakla ono ne može nakon procesa kaljenja dalje obrađivati, rezati, brusiti, bušiti rupe, skraćivati i sl. Svaki takav pokušaj prouzročio bi lom stakla u tisuće malih komadića. Stoga sve predviđene i potrebne obrade treba učiniti prije termičke obrade stakla. Svako staklo mora prije kaljenja imati obrađene rubove. Najniži stupanj obrade koji zadovoljava ovaj uvjet jest gruba obrada rubova stakla.

    Pod tim podrazumijevamo samo skidanje oštrine ruba stakla, dok pod finim brušenjem podrazumijevamo strojno brušenje stakla u njegovom cijelom presjeku pri čemu ne smiju ostati nebrušeni segmenti niti ikakva fizička oštećenja. Također, postoje stroga pravila i tablice minimalne udaljenosti od ruba stakla za sve rupe i izreze koji su nam neophodni prilikom montaže kaljenih elemenata. U nekim slučajevima bolje je uporabiti kaljeno, u drugim laminirano. Kaljeno se staklo može izraditi i u zakrivljenoj formi, prije svega za interijere i tamo gdje to propisi zahtijevaju. Zakrivljeno kaljeno staklo upotrebljava se za izradu pregrada za tuširanje u kupaonicama, u industriji namještaja i sl., a može se upotrijebiti i za izvedbu zakrivljenih dijelova izloga i drugih stijena u građevini.

  • Proizvodnja kaljenog i djelomično kaljenog stakla vrlo je slična. Djelomično kaljeno staklo relativno je novi pojam u praksi. Radi se o staklu koje se također zagrijava do granice plastičnosti, nakon čega ga hladimo zrakom, no ponešto dulje nego pri procesu hlađenja kaljenog stakla. Dobiveno staklo je po svojim mehaničkim i termičkim svojstvima na granici između sirovog i kaljenog stakla, što znači da se u trenutku loma tvori mreža većih komada sa zaobljenim rubovima pri čemu je mogućnost fizičkog ozljeđivanja bitno smanjena. Karakteristike takvog stakla su povećana otpornost na savijanje i povećana postojanost na temperaturna opterećenja. Ovo se staklo može upotrijebiti za ostakljenja pročelja, stropna ostakljenja, parapetna ostakljenja, ograde i sl. Možda nije daleko dan kada će djelomično kaljeno staklo postati standard i za ostakljenja u izo-kombinacijama.

    Izolacijsko staklo

    Izolacijsko staklo sastavljeno od dvije ili više staklenih ploča koje su po rubu međusobno povezane (razmak 6, 9, 12 i 16 mm). Veza mora ostvariti besprijekorno i dugotrajno brtvljenje (da ne bi došlo do ulaska vlažnog zraka) u međuprostor. Međuprostor je ispunjen suhim zrakom (točka rošenja oko -30°C) ili plinom. Razmak između staklenih ploča osiguran je aluminijskim držačima koji su ispunjeni sredstvima za sušenje koja imaju zadaću da isuše vlagu u zraku koja se nalazila u trenutku izrade izo-stakla.

  • Izolacijska sposobnost stakla (količina energije koja kroz njega prolazi ili bilo kog drugog materijala) definira se koeficijentom prolaza topline k (W/mkvK). Ukoliko je manji, toplinska izolacija je bolja. Prozirno jednostruko staklo debljine 4 mm ima k vrijednost 5,8 W/mkvK. Izolacijsko staklo koje se sastoji od istog stakla s međuprostorom 12 mm ima k vrijednost 2,8 W/mkvK, a trostruko izolacijsko staklo ima vrijednost 1,63 W/mkvK.

  • Ukoliko se umjesto zraka uvede plin koji ima manju provodljivost (npr. argon), izolacijske se osobine povećavaju. Također, moguće je upotrijebiti niskoemisijska stakla u svrhu postizanja boljih toplinskih karakteristika i smanjenje koeficijenta toplinske vodljivosti. Kroz stakla niske emisije gubi se manje topline iz prostora jer se energija vraća u prostor iz kojega dolazi. Ova stakla na jednoj strani imaju tanki nanos metalnih oksida, tako da se toplinski valovi (dugovalne infracrvene zrake) od stakla odbijaju i vraćaju u smjeru izvora topline. Danas postoje već i niskoemisijska stakla 'druge' generacije proizvedena magnetron postupkom pa npr. takvo staklo u izo-kombinaciji 4+16+4 mm s argonom u međuprostoru postiže K=1,1 W/m2K, što je u odnosu na obično izo-staklo smanjenje gubitka topline skoro tri puta.

  • Takva stakla otvaraju nove mogućnosti u graditeljstvu jer staklene površine više ne predstavljaju problem u pogledu gubitka topline. Osim uštede energije, prednost niskoemisijskih stakala je i u pogledu udobnosti, jer se zbog više temperature na površini unutarnjeg stakla smanjuje kruženje zraka u prostoru i povećava osjećaj udobnosti, a istodobno se smanjuje i mogućnost nastanka i sakupljanja vodene pare na oknima. Ujedno, manji gubici znače i manju upotrebu primarne energije za zagrijavanje prostora, a time i manju emisiju CO2 u okoliš što je prema sporazumu u Kyotu od velike važnosti u pogledu zaštite čovjekove okoline.

  • Izvor: www.masmedia.hr

     

]]>