Szklana ściana, to ściana wykonana przy użyciu kształtek szklanych, jak pustaki czy luksfery. Ich stosowanie daje ciekawe efekty, zarówno w architekturze budynku jak i w wystroju wnętrza. Jest to możliwe dzięki specyficznym cechom kształtek szklanych. Najważniejsza to przepuszczalność światła w granicach 50–70%, daje to możliwość doświetlenia wnętrza, a kształtki przezroczyste umożliwiają obserwację przestrzeni na zewnątrz. Ściany z pustaków szklanych mają dobrą odporność ogniową, w razie pożaru wytrzymują ponad 60 min. Izolacyjność akustyczną można określić w granicach Rw = 40÷45 dB, a izolacyjność termiczną U = 3,20÷2,80 W/(m² K). Rozszerzalność cieplna szkła wynosi at = 8,7 10–7 mm/m K, co należy brać pod uwagę przy jego stosowaniu.
Rys. 1. Pustak szklany.
|
Rys. 2. Luksfer.
|
Z pustaków szklanych i luksferów (rys. 1 i 2) można wykonać fragmenty ścian zewnętrznych, klatek schodowych, wejść itp. Można z nich robić ścianki działowe, balustrady czy inne detale, wszystkie możliwości trudno tu zresztą wymienić; zakres ich zastosowania zależy od inwencji projektanta.
Zasady konstruowania ścian z kształtek szklanych
Fragmenty ścian z pustaków szklanych i luksferów powinny być konstrukcją samonośną, wyłączoną z konstrukcji budynku. Na konstrukcję budynku przekazują jedynie ciężar własny i parcie wiatru. Muszą zatem stanowić sztywny fragment, który zakotwiony w ścianie przekaże jej obciążenia, ale z uwagi na odkształcalność termiczną, będzie miał możliwość niewielkich ruchów.
Zamocowanie i dylatację między ścianką z kształtek szklanych a konstrukcją budynku, można wykonać stosując ramę z kształtownika metalowego lub wykonując w murze specjalną wnękę oporową. Ściankę w kształtowniku lub wnęce uszczelnić należy elastycznym i ściśliwym materiałem pozwalającym na odkształcenia termiczne.
Największe wymiary ścianek z luksferów szklanych nie powinny być większe niż:
1,5×3,5 m dla ścianek zewnętrznych,
2,5×3,0 m dla ścianek wewnętrznych.
Podane wymiary nie powinny być przekroczone o więcej niż 5%, a w przypadku konieczności stosowania większych ścian należy je podzielić dylatacjami pośrednimi na pola o podanych wyżej wymiarach.
Wykonując ścianki z pustaków szklanych, ich maksymalne niezdylatowane wymiary nie powinny być większe niż:
3,0×3,0 m dla ścianek zewnętrznych,
3,0×4,0 m dla ścianek wewnętrznych (gdzie 4,0 m jest wymiarem poziomym).
Przy większych płaszczyznach ścian wykonanych przy użyciu pustaków szklanych należy je dzielić dylatacjami pośrednimi, tak by wielkość pól nie przekraczała podanych uprzednio wymiarów.
Ścianki zarówno z pustaków jak i luksferów należy wzmacniać żebrami żelbetowymi. Żebra wykonuje się na obwodzie ścianki oraz między kształtkami jako żebra poziome i pionowe. Sposoby zbrojenia ścianek z luksferów i z pustaków różnią się.
Zbrojenie żeber betonowych znajdujących się w obwodzie ścianki z luksferów wykonuje się kładąc po jednym pręcie Æ6 mm w kierunku poziomym i pionowym. Zbrojenie pionowe i poziome żeber, które znajdują się pomiędzy luksferami, wykonuje się dając po jednym pręcie Æ6 mm w każde żebro. Widoczna szerokość spoiny między luksferami powinna wynosić 10±2 mm. Wymagania i szczegóły dotyczące stosowania luksferów określa norma PN-76/B-13074.
Ścianki wykonane z pustaków szklanych mają po obwodzie żeberko grubości pustaka i szerokości ok. 50 mm. Zbroi się je dając po dwa pręty Æ6 mm w każdym kierunku (pionowo i poziomo). Żebra pionowe występujące między pustakami szklanymi zbroi się kładąc po jednym pręcie Æ6 mm na przemian przy zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni ścianki. Zbrojenie poziome żeber betonowych między pustakami, to dwa pręty ułożone przy krawędziach pustaków. Pustaki rowkowane na bocznych krawędziach i przeznaczone na ścianki zewnętrzne, powinny posiadać wykonaną tak zwaną mikrodylatację, przez dwukrotne pomalowanie lepikiem asfaltowym na zimno. Widoczna spoina powinna mieć szerokość 10±2 mm. Odchyłka od płaszczyzny ściany wykonanej z pustaków nie powinna być większa niż 3 mm na 1 m. Wymagania, badania i wytyczne stosowania pustaków szklanych określone są w normie PN-75/B-13078.
Materiał
Głównym materiałem, z którego wznosimy ścianki szklane, to pustaki lub luksfery. Luksfer to jednolita szklana kształtka budowlana przepuszczająca światło. Pustak szklany spajany jest z dwóch jednakowych części. Dwie zgrzane wypraski szklane dają pustak o grubości podstawowej 80 mm. Na wewnętrznej powierzchni pustaka lub luksfera wyciskane są różne wzory, zaś samo szkło może być barwione w masie. Daje to bogactwo wzorów i kolorów stwarzając dodatkowe możliwości kombinacji.
Zarówno luksfery jak i pustaki szklane, powinny spełniać wspólne wymagania normy PN-74/B-13070 dotyczące szklanych kształtek stosowanych w budownictwie.
Do murowania ścianek z pustaków szklanych i luksferów należy stosować zaprawę cementową o wytrzymałości na ściskanie co najmniej 5 MPa, najlepiej marki M 7. Do zwykłych zapraw cementowych można stosować piasek naturalny o uziarnieniu do 2,0 mm. Do wykonania żeber stropów, dachów, kopuł i do ram obwodowych można stosować kruszywo grubsze o uziarnieniu do 5 mm. Cement do zaprawy powinien mieć co najmniej klasę 22,5; można stosować różnego rodzaju dodatki i domieszki w celu poprawienia właściwości zaprawy. Zalecić można białą zaprawę, która podkreśli wygląd kształtek szklanych. Przygotowujemy suchą mieszankę o składzie:
1 część białego cementu portlandzkiego,
1 część wapna,
4 części białego piasku łamanego (0÷2,0 mm) np. z wapieni, dolomitów, marmurów itp.
Murowanie z kształtek szklanych wymaga stosunkowo gęstej (suchej) zaprawy. Powinna mieć taką konsystencję, aby trzymała się na ściance kształtki również w pozycji pionowej. Zaprawa musi zawierać mniej wody niż zaprawa do murowania przy użyciu cegieł, gdyż szkło nie wchłania wody i dłużej zostaje ona w spoinie plastyczna.
Do zbrojenia ścianek murowanych z kształtek szklanych używać należy stali okrągłej gładkiej St0. Należy zabezpieczyć ją przed korozją. Średnica prętów od 6 mm do 8 mm przy dłuższych żebrach. (ponad 1,5 m).
Wykonanie dylatacji
Fragmenty szklanych ścian muszą być oddylatowane od reszty konstrukcji, gdyż są nienośne i to jest pierwszy powód, dla którego dylatacje są potrzebne. Drugi powód to rozszerzalność termiczna powierzchni szklanych. Pozbawiona dylatacji ściana szklana rozpręża się i trafiając na opór konstrukcji pęka. Wiele wykonanych w przeszłości konstrukcji bez odpowiednich dylatacji stanowi odstraszający tego przykład. Fragment szklany należy zdylatować obwodowo i wykonać dylatacje pośrednie gdy są one konieczne.
Do przymocowania szklanego fragmentu ściany do otaczającego muru nadają się różnego rodzaju kształtowniki stalowe lub aluminiowe. Wykonane z nich ramy muszą zapewnić możliwość odkształceń pionowych i poziomych fragmentowi szklanemu w płaszczyźnie ściany, ale obciążenia poziome np. od parcia wiatru, muszą być na tą ścianę przekazane bez odkształceń na tym kierunku. Rys. 3 i 4 pokazuje przykładowe rozwiązanie takich połączeń.
Wykonując wzdłuż elewacji tak zwane okna z pustaków szklanych, których wysokość nie przekracza 2,5 m, należy dzielić je przy pomocy szczelin dylatacyjnych wykonanych z kształtowników metalowych o kształcie litery H na części o długości maksymalnie 3,0 m. Sama szczelina dylatacyjna nie powinna być mniejsza niż 15 mm.
Podobnie pionowe okno np. w klatce schodowej, którego szerokość nie przekracza 2,5 m, należy podzielić poziomymi dźwigarami żelbetowymi lub stalowymi na fragmenty nie wyższe niż 2,5÷3,0 m, zapewniając odpowiednie zdylatowanie.
Przy osadzaniu ścianek szklanych w profile dylatacyjne i ramowe należy dodatkowo uszczelnić spoinę między pustakiem a profilem kitem uszczelniającym trwale plastycznym. Podobnie należy zabezpieczyć połączenia profili ramy z murem, parapetem, posadzką itp. Przy stosowaniu profili U; H należy zwrócić uwagę na swobodny odpływ wody z profilu ramy. (Rys. 6)
Murowanie
Ściany szklane z pustaków lub luksferów murowane są w klasyczny sposób na zaprawie cementowej. W spoiny wkładane są pręty stalowe. Nie mogą one dotykać kształtek szklanych i powinny być starannie otulone zaprawą. Dla ochrony przed korozją można stosować pręty ze stali ocynkowanej lub nierdzewnej.
Ścianę z kształtek szklanych należy spoinować jak najszybciej po zbudowaniu, tak, by zaprawa, którą spoinujemy, związała z zaprawą murarską. Związane spoiny powinny być od strony zewnętrznej zaimpregnowane.
Murowanie ścian z pustaków szklanych ułatwiają wkładki dystansowe tzw. krzyżyki. (Opatentowane w Kanadzie i USA.) Krzyżyki przytrzymują pustaki szklane i umożliwiają szybkie postawienie ściany przy stałych i równych spoinach.
Przed rozpoczęciem murowania należy zaplanować rozmieszczenie pustaków w obramowaniu. Należy najpierw postawić w jednym dolnym rogu próbnie dwa pustaki obok siebie, a na nich dwa następne pustaki z wykorzystaniem krzyżyków. Dla pustaków skrajnych i narożnych ramiona krzyżyka należy obciąć do kształtu T lub L. Ustawione na „sucho” pustaki, pozwalają wymierzyć i oznaczyć rozmieszczenie spoin w całej zabudowanej powierzchni.
Murowanie z użyciem pustaków szklanych to kolejne czynności:
1. Na dolnym obramowaniu układamy warstwę zaprawy w takiej ilości by grubość spoiny wynosiła ok. 8 mm.
2. W rogu w wyznaczonym miejscu ustawiamy pierwszy pustak z nałożonymi krzyżykami. (Na pustak nie nakładamy zaprawę.)
3. Sprawdzamy prawidłowość ustawienia pustaka i krzyżyków.
4. Na boczną powierzchnię pustaka układamy warstwę zaprawy w obramowaniu i przyciskamy do poprzedniego.
5. Każdy pustak musi być obłożony krzyżykami dystansującymi.
6. Powtarzając czynności 3, 4 i 5 układamy pierwszy rząd pustaków.
7. Poziomicą kontrolujemy poziom i pion układania kolejnych pustaków.
8. Przy pomocy wilgotnej gąbki lub szczotki wciskamy do spoiny zaprawę która wypłynęła, tak by spoina była starannie wypełniona zaprawą.
Układanie kolejnych rzędów to dalsze czynności:
1. Nakładamy warstwę zaprawy na pustaki ułożonego rzędu, tak by spoina wynosiła ok. 8 mm i nie dostawała się na krzyżyki. W ten sposób następny rząd pustaków będzie się mocno trzymał poprzedniego.
2. Po ułożeniu ostatniego rzędu obrywamy płytki z obu stron z krzyżyków.
3. Po podeschnięciu zaprawy zbieramy nadmiar zaprawy, wygładzamy, spoinujemy styki.
4. Po 2–3 godzinach po spoinowaniu powierzchnię czyścimy.
Podsumowanie
Przedstawione zasady wznoszenia ścian z kształtek szklanych mają ukazać specyfikę ich wznoszenia. Brak profesjonalizmu w tym względzie prowadzi do tego co pokazują fot. 1, 2 i 3. Widoczne tu luksfery popękały, wykruszyły się na wskutek naprężeń od odkształceń termicznych z uwagi na zupełny brak dylatacji. Niedocenianie ich znaczenia jest częstym błędem wykonawców.
Dr inż. Lesław Macieik
Politechnika Koszalińska
WARSTWY – DACHY i ŚCIANY 1’2002
