Jak předcházet nejčastějším poruchám stavebního skla - I. díl

Deset základních požadavků na stavební sklo

• estetické požadavky;
• stavebně fyzikální vlastnosti;
• bezpečnostní sklo a jeho požadavky;
• statické požadavky;
• vyhodnocení skrytých rizik;
• na údržbu (výměnu) zasklení, demolice;
• hygienické požadavky ve sklářství;
• environmentální požadavky;
• požadavky právních předpisů;
• vyhodnocení chyb a jejich předpoklad - stavební sklo v praxi.

Estetické požadavky na stavební sklo
Estetický požadavek na sklo je jedním z prvních, který vede k tomu, že si místo betonu, kovu, plastu nebo igelitu vybereme pro konstrukční řešení právě sklo. Co všechno je v tomto případě třeba řešit a na co dát pozor:

• lesk, světelná reflexe;
• barva, index podání barev;
• optická deformace, zkreslení;
• šarže výrobku a jeho výrobce.

Podcenění těchto parametrů dokáže celý návrh znehodnotit. Pokud se přidají i chyby při manipulaci, montáži a údržbě nebo rizika, jako je oslepnutí, kondenzace či oxidace, tak se estetického efektu krásné prosklené stěny, fasády nebo zábradlí nedočkáme.

Stavebně fyzikální požadavky
Stavebně fyzikální požadavky na současná izolační dvojskla nebo trojskla jsou těmi nejdůležitějšími, které ovlivňují pohodu vnitřního prostředí interiérů:

• tepelně technické požadavky, tepelné ztráty a zisky;
• denní osvětlení a oslunění;
• protihlukové vlastnosti zasklení;
• pohoda prostředí, sálání, přesvětlení, barevnost.

Bezpečnostní požadavky
Na stavbách se v praxi zabýváme těmito bezpečnostními požadavky:

• protipožární bezpečnost;
• bezpečnost proti poranění;
• bezpečnost proti propadnutí;
• bezpečnost proti vandalizmu;
• bezpečnost proti vloupání;
• bezpečnost proti střelným zbraním;
• bezpečnost proti výbuchovému tlaku;
• bezpečnost proti hurikánům;
• bezpečnost proti povodním;
• bezpečnost proti elektromagnetickému nebo rentgenovému záření;
• bezpečnost tělesně postižených a osob se sníženou schopností orientace.

Jelikož je sklo součástí konstrukčního řešení celé stavby, je třeba na něj pohlížet v širším pohledu, aby se nemohlo například stát to, že při zatížení tabule skla nedojde k jejímu prasknutí, ale celá se uvolní ze svého uložení a vypadne do prostoru.

Statické požadavky
Statické požadavky na stavební sklo se dají shrnout do Desatera statického návrhu:

• kvalita a úprava povrchu;
• kvalita a úprava hran;
• vady ve skle a jeho kvalita;
• trhliny, mikrotrhliny;
• délka trvání zatížení;
• způsob podepření;
• rozložení napětí v ploše;
• způsob uložení;
• vlhkost prostředí;
• teplota skla a prostředí.

Opomenutí několika z těchto bodů v praxi vždy vede ke ztrátě celistvosti či stability skla účinky zatížení nebo jen od působení vlastní váhy.

Vyhodnocení skrytých rizik stavebního skla
Vyhodnocení skrytých rizik stavebního skla je speciální částí základních požadavků, která si vyžaduje velké praktické a teoretické dovednosti. Mezi nejčastější rizika stavebního skla patří:

• prasknutí tepelným šokem;
• samovolné prasknutí tepelně tvrzeného skla vlivem sulfidu nikelnatého nebo krystalické nečistoty;
• delaminace;
• efekt izolačního skla;
• rozdílná smáčivost povrchu skla;
• kondenzace;
• oslepnutí skla;
• poškrábání skla;
• oxidace povlaků skla;
• anizotropie;
• stárnutí skla (výměna).

Z praxe se čím dál více potvrzuje, že podcenění těchto skrytých rizik, která stavebnímu sklu hrozí, má významný vliv na celkovou dobu realizace a následné životnosti, a tím na cenu a kvalitu celého projektu. Existuje mnoho projektů, kde odstraňování následků skrytých rizik stálo několikanásobně více než původní cena skla.

Údržba stavebního skla
Údržba stavebního skla neznamená jen umývání a leštění, ale i výměnu a demolici. Zapomene-li se při projektování na skutečnost, že na světě existují jen dva druhy plochých skel: ta, která praskla, a ta, která prasknou, může například výměna jedné poničené tabule skla mít za následek rozebrání třetiny obvodového pláště celé budovy a způsobení dalších poruch okolních navazujících konstrukcí.

Hygienické požadavky
Sklo by mělo svou hmotou, povlakem a složením vykazovat vlastnosti, které splňují hygienické požadavky. To znamená, že by nemělo docházet k uvolňování životu nebezpečných látek do ovzduší, nemělo by umožňovat růst plísní a podporovat šíření bakterií. V současnosti je na trhu sklo, které dokáže ničit 99 % všech bakterií, které se mohou vyskytovat na jeho povrchu.

Environmentální požadavky
Vzhledem k recyklovatelnosti plochého skla se tento stavební prvek stává velmi ekologickým. Multifunkční dvojskla nebo trojskla snižují tepelné ztráty a zabraňují přehřívání interiéru.

Požadavek na vyhodnocení chyb
Umění předvídat možné chyby, kterých se můžeme během návrhu, výroby či samotné realizace dopustit je ?královskou? disciplínou specialistů na sklo. Aby bylo možné návrh vyhodnotit a předcházet chybám, je třeba mít zkušenosti přímo z výroby a ze stavby.
Mezi nejčastější chyby patří:

• chyby v návrhu;
• výrobní chyby;
• manipulační přepravní chyby;
• skladovací chyby;
• montážní chyby;
• chyby při užívání a údržbě,
• chyby nezjištěné při kolaudaci.

Z výpisu všech deseti základních požadavků je patrné, že navrhování stavebního skla a práce s ním je souborem mnoha činností, které vyžadují nejen teoretické, ale především praktické zkušenosti. Ve své praxi se často setkávám s několika stále se opakujícími poruchami, které mají vždy příčinu v opomenutí některých z těchto požadavků.

¤ Obr. 2. Chybně skladované tabule izolačního dvojskla

¤ Obr. 3. Neodborná montáž velkého izolačního dvojskla

Nejčastější poruchy stavebního skla

• Prasknutí skla vlivem tepelného šoku.
• Prasknutí skla chybou montáže.
• Prasknutí skla způsobené nekvalitním opracováním.
• Kondenzace v meziprostoru izolačního dvojskla nebo trojskla.
• Prasknutí skla způsobené dlouhodobým zatížením.
• Samovolná exploze tepelně tvrzeného skla.

Prasknutí skla vlivem tepelného šoku
Známou skutečností je, že pokud sklo v ploše zatížíme různou teplotou, praskne. Často si však neuvědomujeme, že riziko prasknutí skla vlivem tepelného šoku je závislé na jeho pevnosti, která se s velikostí dlouhodobého zatížení, jeho intenzitou a rozložením v ploše snižuje. Z následujících jednoduchých výpočtů jsou patrné kritické hodnoty rozdílu teplot v závislosti na pevnosti skla.

Velikost rozdílu teplot v ploše tabule skla FLOAT
• V ideálním případě, kdy tabule skla není ničím zatížena a její stav je bez vad.

kde je:
σ - maximální dovolené napětí v tahu;
E - Youngův modul pružnosti;
α - koeficient délkové roztažnosti.

• V běžném případě, kdy tabule skla je mírně zatížena (krátkodobě) a sklo pak může vykazovat drobné vady.

• V kritickém případě, kdy tabule skla je dlouhodobě zatížena (např. od rámu) a sklo vykazuje vážná poškození hrany nebo v ploše.

Uvedené hodnoty m

ohou být v praxi ještě zmenšeny sníženou kvalitou samotného skla. Výrobci často uvádějí standardní hodnoty na straně bezpečnosti pro sklo FLOAT přibližně kolem 30 až 40 °C.
Ze zkušeností přímo z terénu je známo, že nejčastěji se objeví prasklina v oblasti nosné podložky, kde je sklo dlouhodobě zatíženo od účinků vlastní váhy, což vede k lokálnímu snižování jeho pevnosti. Podložkám a kvalitě opracování hrany skla je proto třeba věnovat zvýšenou pozornost. Sníží se tím riziko jeho praskání vlivem tepelného šoku a získá se pevnější a odolnější materiál s delší životností.

Prasknutí skla chybou montáže
Osobně nepovažuji vznik mušlí na hraně skla nebo její poničení od šroubu přítlačné lišty jako chybu montáže, většinou se jedná o nedbalost a nepozornost při manipulaci a zasklívání. Jako chybu montáže lze považovat nesledování maximálních průhybů hran skla při manipulaci a montáži. Často se hrany skla nebrousí a jejich povrchy zůstávají jen hrubě řezané. Při větším průhybu neopracované hrany pak dochází k mnohem většímu vzniku mikrotrhlinek než u hran opracovaných. Tyto poruchy pak vedou ke snížení pevnosti skla, a následně například ke zvýšení rizika prasknutí vlivem tepelného šoku. Opracovanou hranu lze zatížit větším průhybem a není tak náchylná na vznik mikrotrhlinekt.

¤ Obr. 4. a - řezaná hrana zatížená velkým průhybem, b - mírně popraskaná hrana, c - odlomená hrana skla, d - mušle na hraně skla

Poruchy zasklení vlivem chyb ve výrobě a jak jim předcházet
Ať už jde o samovolnou explozi tepelně tvrzeného skla, kondenzaci v meziprostoru izolačního skla nebo nekvalitně opracovanou hranu, vždy se jedná o vadu či skrytou vadu výsledného produktu. Jak těmto nedostatkům předcházet? Když kupujeme nový elektrospotřebič nebo auto, sháníme potřebné informace, hledáme reference a ptáme se jejich majitelů na zkušenosti. Při nákupu například izolačního dvojskla nebo trojskla pro otvorové výplně je třeba postupovat obdobně. Výrobce musí garantovat, že dodržuje zákonem stanovené požadavky na výrobu a že výrobek splňuje dané technické parametry. Výrobce ale nenese odpovědnost za vhodnost aplikace pro dané použití v rámci navrhovaného řešení.

Praktická ukázka poruchy stavebního skla a její vyhodnocení

Na následujících obrázcích jsou uvedeny dva příklady poruch stavebního skla. Obě vypadají velmi podobně a u obou případů bylo velmi obtížné na první pohled určit epicentrum vzniku praskliny. Po prozkoumání charakteru prasklin (jejich úhlů k ploše a hranám, velikosti, tvaru a povrchu) a po odstranění krycích přítlačných lišt a vyjmutí poničené tabule skla začaly být příčiny zřejmé. V obou případech došlo ke kombinaci tepelného a mechanického namáhání tabule skla.

¤ Obr. 5. Průběh prasklin vnitřní tabule skla izolačního dvojskla

Příklad 1
V prvním případě byla podnětem k prasknutí skla nedbalost při montáži, kdy šroub přítlačné lišty poničil hranu skla a snížil tak jeho pevnost. Tím způsobil snížení maximální hodnoty rozdílu teplot v ploše tabule skla a při dodatečné instalaci protislunečních žaluzií sklo popraskalo (obr. 5).

¤ Obr. 6. Průběh prasklin vnější tabule skla izolačního dvojskla

Příklad 2
Ve druhém případě bylo opomenuto riziko prasknutí skla tepelným šokem vlivem zvýšené energetické absorbce vnějšího protislunečního skla (probarvené sklo ve hmotě) viz obr. 6. Nejen projektové opomenutí stínění zasklení od lodžie jižní fasády, ale i malá chyba při zasklívání (nalepení tabule skla na rám okna) způsobila popraskání. Z charakteru epicentra praskliny (obr. 7) je vidět, že prasklina je kolmá na hranu a plochu skla a probíhá přesně v místě největšího vnitřního napětí - pod tenkým silikonovým těsněním, které se nechovalo jako pružné uložení, ale jako tuhý spoj při zatížení skla ?efektem izolačního dvojskla? (konvexní nebo konkávní prohnutí vlivem klimatických podmínek).

¤ Obr. 7. Tvar a charakter praskliny, kombinace tepelného a mechanického namáhání

Ačkoliv v obou případech šlo o kombinaci různých druhů zatížení (tepelné, mechanické), tak zde bylo opomenuto několik základních požadavků.

Jak předcházet nejčastějším poruchám stavebního skla - II. díl