Pęknięcia szkła
WPROWADZENIE
Istnieją dwa rodzaje obciążeń oddziałujących na szyby, które mogą prowadzić do powstawania naprężeń w szkle, a w konsekwencji nawet do jego pęknięcia.
Z jednej strony są to naprężenia mechaniczne wywołane przez np. obciążenie wiatrem, śniegiem, obciążenie udarowe, obciążenie uderzeniowe oraz obciążenia klimatyczne. Z drugiej strony, obciążenie termiczne, np. spowodowane promieniowaniem słonecznym, osłonami od strony pomieszczenia względnie naklejkami lub meblami, a także promiennikami i innymi silnymi źródłami ciepła ustawionymi w pobliżu szkła. W praktyce możliwe jest nakładanie się różnych rodzajów obciążeń na siebie.
Istnieje wiele różnych wzorów pękania szkła, które wyglądają inaczej w zależności od rodzaju szkła, rodzaju obciążenia, czasu trwania oraz siły oddziaływania. Nie zawsze łatwo jest je rozróżnić. Istnieją jednak pewne typowe cechy, które można wykorzystać do rozróżnienia między pęknięciami spowodowanymi mechanicznie i tylko z przyczyn termicznych.
Niestety, pęknięcie nie objawia się powoli, ale pojawia się "spontanicznie", gdy granica dopuszczalnego obciążenia zostanie przekroczona.
Pęknięcie wynikające ze zmian ciśnienia (obciążenie klimatyczne)
Pęknięcie to występuje, gdy objętość gazu hermetycznie zamkniętego w przestrzeni międzyszybowej szyby zespolonej szczególnie silnie rozszerza się lub kurczy. Wraz ze wzrostem szerokości przestrzeni międzyszybowej, efekt podwójnej szyby lub efekt szyby zespolonej staje się coraz bardziej wyraźny. Jest on najbardziej zauważalny w przypadku dwukomorowych szyb zespolonych z dwoma bardzo szerokimi przestrzeniami międzyszybowymi. Zmiany ciśnienia i temperatury powietrza oraz różnica wysokości między miejscem produkcji a miejscem montażu szyby mają decydujący wpływ na powstanie takich pęknięć.
Do wybrzuszenia szkła do wewnątrz w szybie zespolonej dochodzi wtedy, gdy temperatura spada (np. zimą) i jednocześnie panuje wysokie ciśnienie atmosferyczne, wyższe niż w dniu produkcji. Z drugiej strony do wybrzuszenia szkła na zewnątrz dochodzi przy bardzo wysokich temperaturach otoczenia, przy niższym ciśnieniu powietrza niż w miejscu produkcji oraz gdy szyby zespolone zamontowane są na znacznie większej wysokości n.p.m. niż w miejscu ich produkcji.
Różne grubości szkła i wielkości szyb dodatkowo negatywnie wpływają na to zjawisko. Ponadto, bardzo wąskie i długie formatki szkła są bardziej podatne na uszkodzenia, ponieważ są narażone na znacznie większe naprężenia niż szyby o dużych wymiarach.
Pęknięcia spowodowane obciążeniami termicznymi
Pęknięcia szkła spowodowane obciążeniami mechanicznym są często bardzo trudne do oceny, ponieważ należy wziąć pod uwagę dużą liczbę cech wyróżniających, takich jak wzór pęknięcia, kąt początku linii pęknięcia, kąt przebiegu linii pęknięcia, środek pęknięcia, miejsce pęknięcia i właściwości specyficzne dla materiału (ESG, TVG, szkło float).
W przeciwieństwie do tego, ocena pęknięć powstających z powodów wyłącznie termicznych, tj. spowodowanych nadmierną powierzchniową różnicą temperatur powierzchni szkła, jest znacznie prostsza. Wystarczy spojrzeć na krawędź szkła. Tylko tam można rozpoznać typowe cechy termicznego pękania szkła: początek pęknięcia biegnący pod kątem prostym do krawędzi szkła i powierzchni szyby. Jeśli obie te cechy są obecne, można z absolutną pewnością stwierdzić, że szkło uległo pęknięciu ze względów termicznych. Takie pęknięcie szkła może wystąpić w przypadku szkła float, laminowanego szkła bezpiecznego VSG wykonanego ze szkła float oraz szkła ornamentowego. Nie występuje jednak w przypadku TVG lub ESG, ponieważ te rodzaje szkła są znacznie bardziej odporne na powierzchniową różnicę temperatur.
Inne cechy charakterystyczne pęknięć szkła ze względów termicznych
- Często występują w zimnej połowie roku.
- Występuje bardzo często na szybie od strony pomieszczenia, szczególnie w przypadku powłok o wysokiej izolacyjności termicznej.
- Zawsze zaczynają od krawędzi szkła, nigdy bezpośrednio od narożnika szyby.
Pęknięcia spowodowane naciskiem na krawędź szkła
Pęknięcia spowodowane naciskiem na krawędź szkła, na przykład, nieprawidłowym podparciem szkła za pomocą podkładek podszybowych lub nadmiernym naciskiem wywieranym na krawędź szkła, w przypadku nieuwzględniania rozszerzalności cieplnej szkła oraz profili ramy, przy bardzo dużych ciężarach szyb lub nieodpowiednio zwymiarowanych (zbyt małych) podkładkach podszybowych.
Identyfikacja takich pęknięć nie jest łatwa, ponieważ nie mają one typowego przebiegu. Aby określić przyczynę pęknięcia, sytuacja musi zostać szczegółowo przeanalizowana na miejscu.
Pęknięcie spowodowane naciskiem na krawędź szkła może wystąpić w przypadku szkła float, TVG, VSG wykonanego ze szkła float/TVG lub szkła ornamentowego. Jest to jednak bardzo rzadkie w przypadku TVG. Szkło hartowane ESG może przenieść znacznie większe naprężenia zginające niż szkło niehartowane, dlatego też pęknięcia spowodowane naciskiem na krawędź szkła nie występują w tym przypadku.
Aby zapobiec pęknięciu szkła, należy przestrzegać następujących zasad:
- Chronić krawędzie szkła nie tylko podczas transportu lub montażu, ale także przez cały okres użytkowania (staranna ochrona krawędzi szkła).
- Statyczne wymiarowanie grubości szkła zgodnie z przewidywanymi obciążeniami wykonanymi przez uprawnionego statyka.
- Unikanie za wysokich powierzchniowych różnic temperatur wewnątrz szyb spowodowanych zastosowanymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi lub zachowaniem użytkownika.
- Montaż wykonywany zgodnie z wytycznymi producenta dotyczącymi szklenia.
- Wybór najbardziej odpowiedniego rodzaju szkła (szkło float, TVG, ESG, VSG).