Staklo je otkriveno oko 3.000 godine pre nove ere u Egiptu. U to doba nije bilo moguće proizvesti čisto staklo jer tehnologija to nije omogućavala, pa se samim tim staklo koristilo za izradu ukrasa i ukrasnih predmeta. Staklo se nalazi i u prirodi i stvara se vulkanskim aktivnostima. Još jedan od načina nastanka stakla je udarom groma u silicijumski pesak…
Oblast proizvodnje stakala - LOW-E staklo (staklo koje štedi energiju) Prednosti stakla LOW-E (nisko emisiono staklo) je da je za njegovu proizvodnju primenjena tehnologija kojom se obezbeĎuje da prozor u koji je ugraĎeno ovo staklo značajno štedi energiju i obezbeĎuje komfor stanovanja, kondenzaciju sa unutrašnje strane svodi na minimum. Energetska efikasnost se uobičajeno predstavlja koeficijentom prolaza toplote U(K) [W/m2K]. Efektivno staklo low-e obezbeĎuje ponovno reflektovanje energije u unutrašnji prostor, i na takav način su ostvareni mnogo manji toplotni gubici nego kod standardnog float stakla (pogledati sliku ispod).
Dodatno, različiti tipovi LOW-E stakala obezbeĎuju različite količine pasivniih toplotnih dobitaka, koji pomaţu smanjenju zahteva za grejanjem i troškovima naročito u hladnijim mesecima. Postoje dva osnovna tipa prevlake LOW-E za staklo. Jedan tip je poznat kao online prevlaka a drugi tip je off-line prevlake.
On-line prevlake se stavljaju na staklo za vreme njegove proizvodnje, a off-line posle proizvodnje. Generalno off-line prevlake omogućuju viši nivo toplotne izolacije i svetlosne propustljivosti u poreĎenju sa on-line prevlakama ali one zahtevaju posebnu paţnju kod rukovanja i prerade. Off-line prevlake mogu biti isporučene u kaljenom i laminiranom staklu i isporučuju se pre obrade stakla. One takoĎe mogu biti korišćene za polukaljeno staklo. ProizvoĎači stakla nude širok asortiman, kojim se obezbeĎuje dotok izuzetno vaţne prirodne svetlosti i na taj način se smanjuje potrošnja energije za veštačko osvetljenje. Sem toga obezbeĎuje komfor i prirodni ambijent. Generalno on-line prevlake na staklu nude niţi nivo toplotne izolacije nego offline prevlaka. Treba naglasiti da su one lakše za rukovanje i preradu i mogu biti kaljene ili laminirane bez teškoća. On-line prevlake na staklu su daleko trajnije i ostvaruju viši stepen pasivnih solarnih dobitaka.
Stop sol staklo (staklo za kontrolu sunčevog zračenja) Kontrola solarnog zračenja staklom se ostvaruje: Refleksijom – deo reflektovane energije u atmosferu, Absorpcijom – deo energije koju apsorbuje staklo, Direktan prolaz – deo direktno provedene energije kroz staklo, - Ukupno provedena energija (definiše se sa g ili SF) ili ukupni solarni faktor – ukupna količina sunčeve energije provedena kroz staklo.
Ukupna količina provedene energije se sastoji od direktno provedene energije i energije izraĎene u prostoru, kako je pokazano na slici ispod:
U toplim klimama staklo za kontrolu sunčevog zračenja se koristi za minimiziranje toplotnih gubitaka i pomaţe kontrolu bljeska i potrebno je izvršiti balans priliva solarne energije i prirodne osvetljenosti. Stakla za kontrolu sunčevog zračenja mogu se koristiti za sve slučajeve gde postoje prekomerni toplotni prilivi, kao što su npr. staklene bašte (konzervatoriji), stakla za staze za šetanje i fasade zgrada. ProizvoĎači stop sol stakla nude široki opseg karakteristika, koje su pogodne za gotovo sve potrebe, svaki od ovih proizvoda je omogućen kao kaljeno ili laminirano staklo. Kontrola sučevog zračenja moţe se ostvariti na brojne načine, uključujući obojeno staklo, staklo sa prevlakama, laminirano staklo sa obojenim meĎuslojem, štampanim staklom i izolacione staklene jedinice u koju je ugraĎen zastor ili venecijaner. Osobine kontrole sunčevog zračenja i gustine boje variraju sa debljinom. Za isporuku su omogućene sledeće boje: bronza, siva, zelena, plavo-zelena. Razvijena su i nova termoizolaciona stakla, tzv. Sunshade sa veoma niskim solarnim faktorom (g). To je kaljeno off-line staklo za zaštitu od sunca. To je izuzetno trajno i izuzetno podesno za tople klime, pomoću ovih stakala se
značajno smanjuje blještavost. Kod ovih stakala je značajno izraţena smanjena svetlosna propustiljivost kao i veoma nizak šading koeficijent. Suncool je termoizolaciono staklo sa off-line prevlakom, sa kojim se veoma kvalitetno upravlja potrošnjom energije. Koristeći ovo staklo obezbeĎuje se kombinacija visokog propuštanja vidljive svetlosti sa performansama LOW-E. Ovo staklo se koristi ako se ţeli obezbediti dvostruki efekat, visoki prolaz svetlosti i visoki termički komfor. STOPSOL (FLOT + sloj za refleksiju) Stopsol predstavlja staklo za kontrolu energije. Sva zračenja koja dobijamo od sunca i koja prolaze kroz staklo i dospevaju u prostorije doma ili radnog prostora nazivamo dodacima sunčeve energije. Zimi će nesumnjivo prijati jer će kompenzovati gubitke toplote ali leti dolazi do problema pregrevanja prostorija ukoliko imaju velike staklene povrsine, pa je stoga najbolje koristiti stakla sa reflektujućim slojem, tj. stakla za kontrolu energije. Na jednoj površini stakla nalazi se tanak reflektujući sloj koji selektivno propušta količinu svetlosti i vrstu zračenja prema njihovoj talasnoj duzini ali on ne deluje na izvore toplote bez svetlosti (radijatore, peci i slicno) jer ta zracenja pripadaju spektru IC zraka duge talasne duzine. PARSOL (FLOT bojeno u masi, boje: bronza , siva, zelena, plava). Ovo je staklo kojem se u toku proizvodnje dodaje boja. Ima široku primenu zbog mogućnosti da upija svetlost i toplotnu energiju pa ga moţemo videti u automobilskoj industriji, gradjevinarstvu (uredjenje enterijera), industriji namestaja, itd. ŢIČANA STAKLA Ţičana mreţa unutar stakla omogućuje koheziju stakla u slučaju razbijanja. Ţičano staklo se najčešće koristi za krovne prozore, kućna ulazna vrata, ispune balkonskih ograda, industrijske hale, spoljne obloge fasada. PANPLEKS Ovo je sigurnosno odnosno dvostruko staklo vezano folijom, a najčešća izrada je u varijanti 4+4mm. Sigurnosno staklo moţe biti kaljeno staklo i laminirano staklo, lamistal. Naziva se sigurnosno staklo zato što prilikom loma ne stvara oštre komadiće na koje bi se čovek mogao poseći, već se raspršuju u mnogo sitnih komadića koji nisu opasni ako nije velika visina (kaljeno staklo), ili prilikom loma komadi ostaju vezani uz središnju foliju (lamistal staklo). Kaljeno staklo se proizvodi tako što se staklo zagreva do cca 600°C - 650°C i naglo se hladi ravnomernim udarom vazduha na površinu stakla. Udar vazduha trebao bi biti kontinuiran i ravnomeran na obe strane stakla dok se staklo ne ohladi na 200°C - 320°C, takav proces se zove kaljenje. Kaljeno staklo je otpornije na udarce 4 do 5 puta u odnosu na obično staklo. Minimalno dozvoljen površinski pritisak, koje mora izdrţati kaljeno staklo je 120N/mm², a tipičan pritisak loma je oko 165N/mm². PoreĎenja radi, obično staklo puca na
40N/mm². Uz ove karakteristike kaljeno staklo ima i povećanu otpornost na promene temperatura i to ΔT=150°K . Staklo koje je kaljeno više se ne moţe naknadno obraĎivati, bušiti. Zato je potrebno pre kaljena napraviti svu obradu koja je potrebna i nakon toga kaliti staklo. Kaljeno staklo se moţe spajati u laminirano staklo. Kaljena stakla imaju vrlo široku upotrebu kako za enterijer tako i za eksterijer. Npr. staklene tuš kabine su izraĎene od kaljenog stakla, a za spoljašnju upotrebu se koriste npr. uvek u krovnim prozorima. Isto tako se koristi za izradu unutrašnjih staklenih vrata bez okvira. Laminirano staklo ili lamistal je sigurnosno staklo sastavljeno od dve ili više staklenih ploča i jednog ili više meĎuslojeva folije PVB-a (polyvinylbutyral). Folija i staklo mogu biti u različitih boja i debljina. Sa višestruko laminiranim staklima postiţemo neprobojna stakla, a neprobojnost zavisi od broja slojeva i vrsti folije koji su kategorišu prema sigurnosnim standardima. Gotovo uvek se laminiraju stakla iste debljine. Lamistal staklo ne samo što ima odličnu čvrstoću već se koristi i kod izrade stakala za akustičnu izolaciju prostorija, kao i vatrootpornih stakala. Laminirana stakla ili lamistal imaju izuzetno visok stepen UV zaštite. Laminirati se mogu i odgovarajuća ornamentna stakla, stakla za toplotnu i sunčanu zaštitu, ţičana stakla, sigurnosna kaljena stakla i delomično kaljena stakla.
Prozor u budućnost Na ovogodišnjem Svetskom mobilnom kongresu, koji se u Barseloni odrţava od 25. do 28. februara, Ericsson je omogućio korisnicima da zavire u jedan od istraţivačkih projekata nazvan Window of Opportunity u kojem kompanija testira šta se dešava kada se klasični stakleni prozori koriste kao antene za povezivanje ureĎaja. Ericsson će demonstrirati kako upotrebom providne antene čak i običan prozor može da postane deo mobilne širokopojasne mreže, povećavajući na taj način jačinu signala u zatvorenim prostorima i pruţajući neuporedivo bolje korisničko iskustvo. Sapajajući prozore u gradskom prevozu, čak i autobus moţe biti mobilna kancelarija. TakoĎe, u nekoj drugoj prilici, ti prozori mogu da sluţe kao prezentacione ili table za crtanje kada će prozor samostalno slati sadrţaj sa njega korisniku na mejl. "Umreženi prozori" nude ceo spektar novih mogućnosti kao što su automatizovane roletne, upravljanje svetlom i ventilacijom putem clouda. TakoĎe, ukoliko se u njih ugrade solarne ćelije, prozori mogu da doprinesu smanjenu potrošnje energije. Na ovaj način servisi i aplikacije bi bili u
mogućnosti da se sami odrţavaju, a višak energije bi se dalje distribuirao kroz u pametnu mreţu. Staklo je neorganski materijal, amorfne strukture visokih performansi. Staklo je jednoobrazan, proziran materijal, koji se dobija u sloţenom tehnološkom procesu. Osnova ovog procesa je u prvoj fazi topljenja staklarskog kamena i izlomljenog stakla, a u drugoj fazi hlaĎenje tečnosti sa neprestanim povećanjem viskoziteta pre završnog hlaĎenja. Osobine stakla hemijskog sastava (odnosa postupka načina - postupaka dodatne obrade;
zavise vrste
i
od: komponenata); dobijanja; prerade;
Sve osobine stakla mogu se pojaviti u različitim oblicima i kombinacijama što za posledicu ima veliki broj proizvoda od stakla. U zavisnosti od hemijskog sastava staklo moţe biti krečno i olovno. Krečno (obično) staklo ima primarni značaj za primenu u arhitekturi. Osnovna sirovina od koje se proizvodi krečno staklo je kvarcni pesak (SiO2) – 69 % – 74 %. Borosilikatno staklo je staklo koje u svom sastavu pored kvarcnog peska sadrţi oksid bora (B2O3) Olovno staklo (kristal) se dobija kada se krečnjak zameni olovnim oksidom (PbO) Za
primenu
Fizičke: a) b) -
u
arhitekturi
najznačajnije
su
sledeće
transmisija indeks
optičke i (propuštanje) prelamanja termičke otpornost u akustičke
Mehaničke:
-
Hemijske:
otpornost -
na hemijska
grupe
osobina: energetske svetlosti svetlosti osobine poţaru osobine poroznost čvrstoća tvrdoća habanje
postojanost
Vizuelne: površinski karakter
-
providnost boja
Fizičke osobine stakla Pod fizičkim svojstvima materijala podrazumevaju se ona svojstva koja se ne menjaju (odnosno koja se menjaju samo dok traju uzroci koji promene izazivaju), koje materijal karakterišu bez obzira na količinu i oblik ili proizvod u kome se nalazi.
Optičke i energetske osobine stakla Deo spektra elektromagnetnog solarnog zračenja koji stiţe do površine zemlje je deo optičkog zračenja, koji se kreće u talasnim duţinama 290 – 2100 nm i obuhvata vidljivo, ultraljubičasto i infracrveno zračenje. Vidljivi deo spektra je izmeĎu 400 – 780 nm. IzmeĎu 300 – 400 nm je ultraljubičasto zračenje, dok je 780 – 2110 nm zona infracrvenog (toplotnog) zračenja. Distribucija optičkog zračenja bi se mogla iskazivati sledećim odnosom: ultraljubičasto 3 %, vidljivo 53 %, infracrveno 44 %. Za arhitekturu je propuštanje svetlosti od velikog značaja, ako se uzme u obzir značaj svetlosti kao fenomena za percepciju u prostoru. Optičke osobine podrazumevaju sve karakteristike materijala u odnosu na optičko elektromagnetno zračenje, posebno u odnosu na vidljivi deo spektra i zavise od vrste stakla. Kod stakla i drugih transparentnih materijala fotoni u vidljivom delu spektra nisu apsorbovani. Kada svetlost padne na obično nezaprljano ravno staklo, debljine 6 mm, deo biva reflektovan (oko 4 %), deo apsorbovan (1,6 – 2,5 %), a ostatak propušten (maksimalno 91 – 92 %). U pogledu propuštanja sunčeve svetlosti i energije mogu se definisati osnovne karakteristike stakla: transmisije (propustiljivost) svetlosti, ukupna transmisija energije i solarni fakor. Transmisija svetlosti (eng. light transmission – LT) je mera propuštanja solarnog zračenja u okviru vidljivog dela spektra, odnosno sa talasnim duţinama 400 – 780 nm. Predstavlja odnos propuštene svetlosti i ukupne količine svetlosti koja pada na staklo pod uglom od 90 º. Izraţava se u procentima (%). Direktna transmisija energije (engf. direct transmission energy – DET) predstavlja propuštenu energiju u unutrašnji prostor unutar talasnih duţina 320 – 2500 nm. Izraţava se u procentima (%).
Solarni faktor (g) je odnos količine toplotne energije koja prolazi kroz staklo (direktno kao toplotna i ona koja je prvo apsorbovana) i ukupne energije koja dolazi do stakla. Dodavanjem stakla odreĎenih hemijskih sastojaka i nanošenjem posebnih slojeva (eng. coating-a), dobijaju se različite vrste stakla, specifičnih svetlosnih i termičkih osobina.
Termičke osobine Za arhitektonske objekte od najvećeg značaja su sledeće termičke osobine. Specifični toplotni kapacitet [C] – označava brzinu zagrevanja ili hlaĎenja materijala, odnosno količinu toplote koju je potrebno dovesti jedinici mase da bi se temperatura promenila za 1 K; za obično staklo iznosi 0,85 – 1 kJ/kg ºC.
Koeficijent prolaza toplote [U(k)] – odraţava količinu toplote koja proĎe u jedinici vremena, kroz jediničnu povšinu, pri razlici temperature od 1 K. Za staklo debljine 4mm iznosi 5,81 W/m2k. Koeficijent toplotne provodljivosti [λ] – količina toplote koja proĎe u jedinici vremena, kroz sloj materijala debljine 1m, upravno na njegovu povšinu, ako
razlika u temperaturi njegovih graničnih površina iznosi 1 K. jedinica mere je W/mK. Koeficijent toplotnog širenja – mera za širenje materijala, odreĎuje ponašanje materijala pri temperaturnim promenama, što je od velikog značaja, naročito za kontakt sa drugim materijalima u konstrukcijama. Termički koeficijent toplotnog izduţenja zavisi od hemijskog sastava stakla: za kalcijum silikatno staklo iznosi 9 • 10-6, a za borosilikatno 3 – 6 • 10-6. Za staklene ploče značajniji podatak je podatak o površinskom širenju i ima vrednost dvostrukog koeficijenta linearnog izduţenja. Promena duţine staklenog elementa usled dejstva toplote, moţe se izraziti: ΔL = α • ΔT • L α – koeficijent ΔT – L – početna duţina elementa
linearnog promena
izduţenja temperature
Do pojave termičkog zamora dolazi kada je materijal duţe vreme izloţen promenama temperature. Posledica je smanjenje mehaničke čvrstoće i oštećenja materijala. Termopostojanost stakla pri naglom zagrevanju je veća nego pri hlaĎenju, s obzirom da je otpornost stakla na pritisak oko deset puta veća od otpornosti stakla na zatezanje. Povećanjem debljine stakla opada vrednost temperaturne razlike koju staklo moţe da podnese. Prilikom izbora vrste stakla za elemente konstrukcije mora se naročito voditi računa u njegovoj otpornosti na temperaturne šokove. Temički šok nastaje usled nagle promene temperature (npr. nastajanje ili gašenje poţara). Koeficijenti toplotne provodljivosti [λ] za Staklo – 1 W/mK
Otpornost u požaru Pri dejstvu poţara, kao i za druge materijale za staklo su najvaţnije osobine: zapaljivost i otpornost u poţaru. Obično staklo spada u nezapaljive materijale (klasa A1). Prilikom poţara, obično staklo brzo puca usled termičkog šoka i ne moţe se smatrati protivpoţarnim materijalom. MeĎutim primenom borosilikatnog i višeslojnog stakla sa meĎuslojevima otpornim na visoke temperature, ponašanje stakla u poţaru je značajno izmenjeno, stoga je staklo postalo jedan od materijala koji se čak koristi kao poţarna barijera.
Otpornost u poţaru je vremenski interval u kojem su elementi sposobni da vrše svoju funkciju u uslovima „standardnog poţara“, 30, 60, 90, 120 i 180 minuta su klase otpornosti koje su moguće za staklo.
Akustičke osobine Pod akustičnim osobinama se smatra skup osobina koje se odnose na ponašanje materijala pri dejstvu zvuka, u uţem smislu to je odnos primenjenog materijala i zaštite od buke. Velika gustina stakla povoljno se odraţava na akustičke osobine, ali uzimajući u obzir malu debljinu, vrednosti su nezadovoljavajuće. Višeslojna stakla mogu obezbediti odreĎeni nivo slabljenja zvuka, kao i termoizolaciona stakla, koja pored svoje, osnovne funkcije, povećanjem meĎuprostora izmeĎu stakala daju dobre rezultate u smanjivanju nivoa buke. Zvučna zaštita zavisi od debljine stakla, te za staklo od 3 mm iznosi 24 dB, za staklo debljine 9mm – 30 dB.
Poroznost stakla Poroznost je bitna osobina materijala u arhitekturi i predstavlja stepen kompaktnosti materijala. Kod stakla poroznost je ravna nuli, staklo ne propušta ni tečnosti ni gasove.
Mehaničke osobine stakla Mehaničke osobine karakterišu ponašanje materijala pri dejstvu spoljnih (mehaničkih sila), prilikom kojeg dolazi do odreĎenog naponskog stanja (naprezanja), dok ne doĎe do promene materije, odnosno loma materijala.
Čvrstoća stakla (E) Čvrstoća materijala je sposobnost materijala da se suprostavlja deformacijama i slomu. Ova osobina obuhvata nekoliko aspekata ponašanja stakla i to: sposobnost da podnosi pritisak, zatezanje i savijanje. Ponašanje stakla u stanjima naprezanja, u velikoj meri odreĎuju njegovu upotrebljivost, budući da je materijal od koga se projektuju i izvode ovi konstruktivni elementi.
Prema načinu na koji se deformiše, staklo spada u krte materijale, kod kojih do sloma dolazi naglo, bez prethodnih upozorenja. Krta priroda stakla neće dozvoliti redistribuciju opterećenja ili apsorpciju energije udarca. Staklo je amorfne strukture i njegova mehanička svojstva su ista u svim pravcima. Staklo je jako u stanjima pritiska, ali slabo pri zatezanju. Do loma stakla usled savijanja, dolazi na delu stakla napregnutom za zatezanje, a ne na pritisak. Otpornost stakla prilikom naprezanja zavisi od duţine vremena naprezanja (dugotrajno ili kratkotrajno), debljine stakla, temperature i veoma
mnogo od integriteta staklene površine (ivice, rupe u staklu i sl.). Teoretske vrednosti su više puta veće od praktičnih, uglavnom zbog nesavršenosti staklene povšine, tzv. Grifitovih naprslina. Čvrstoća stakla pod pritiskom za jednu istu vrstu stakla kreće se u širokim granicma i zavisi od oblika koji se ispituje i uslova pri kojima se ispitivanje vrši, za obično graĎevinsko staklo iznosi 20.000 – 45.000 N/cm2. Čvrstoća pri zatezanju i savijanju je i do deset puta manja i za obično graĎevinsko staklo iznosi 4000 N/cm2. Mera kojom se indirektno izraţava čvrstoća materijala na pritisak je Jungov modul koji je jednak količniku izmeĎu naprezanja i deformacije. Na primer, za dijamant iznosi 1.200.000 MN/m2, aluminijum 73.000 MN/m2, a za staklo 70.000 MN/m2. Veoma je vaţna mera otpornosti stakla, kao materijala, pri kojoj će biti usklaĎeni zahtevi maksimalne iskorišćenosti materijala, bez ugroţavanja sigurnosti. Sigurnost se izraţava koeficijentom sigurnosti [Ks], kojim se predstavlja odnos izmeĎu maksimalnih dozvoljenih i stvarnih napona, koje materijal moţe da izdrţi. Poboljšanje karakteristika stakla u stanjima naprezanja moguće je ostvariti procesom kaljenja, termičkom ili hemijskom doradom.
Tvrdoća stakla Tvrdoća materijala je osobina koja se odnosi na otpornost prema lokalnom dejstvu sila i podrazumeva otpornost materijala prema: paranju, zarezivanju i prodiranju drugog materijala. Tvrdoća zavisi od sastava i načina prerade stakla. Staklo je veoma tvrd materijal, uporediv sa čelikom. To je jedna od njegovih najvaţnijih osobina, značajna za obradu i trajnost materijala. Po Mosovoj skali od 1 – 10 staklo ima vrednost 5 – 7.
Otpornost na habanje Habanje je pojava na dodirnim površinama materijala sa drugim materijalima, kada kao posledica trenja dolazi do otiranja ili struganja. Za staklo ovo je veoma vaţna osobina, naročito za one elemente konstrukcija po kojim se gazi, gde prašina i prljavština mogu biti abrazivno sredstvo. Kod stakla proces habanja utiče pre svega, na promenu vizuelnih kvaliteta, a ne na značajniju promenu mase. Za homogene materijale kakvo je staklo, habanje je ravnomerno i ispoljava se gubljenjem sjaja, postaje poluprozračno i matirano. Površinskim procesima moguće je povećati otpornost na habanje.
Hemijska postojanost stakla
Trajnost stakla je odraz hemijske postojanosti i velike tvrdoće. Staklo je otporno na kiseline, soli i njihove rastvore i kratkotrajno dejstvo baza na niţim temperaturama. Vlaga i voda prilikom neprikladnog skladištenja mogu da izazovu koroziju i to od 8 μm godišnje, posle čega površina postaje gruba. Na površinama se formira prvo sivkasta, a potom sloj bele boje, koji se teško uklanja. Borosilikatno staklo ima povećanu otpornost prema kiselinama i alkalnim rastvorima.
Vizuelne osobine stakla Prozirnost U odnosu na sve druge materijale, veoma značajna osobina stakla, vezana za njegovu primenu u arhitekturi u pogledu vizuelnog komfora, jeste prozirnost (transparentnost). Ova osobina u direktnoj je vezi sa transmisijom svetlosti i prema evropskim normama definisana je u standardu EN 572 – 1, gde su za odreĎene debljine stakla date minimalne vrednosti transmisije svetlosti (merene prema EN 410) za transparentno i polutransparento staklo. Najprozirnija stakla, bez boje su stakla sa malom količinom ferooksida (Fe2O3). Ova osobina se, odreĎenim postupcima prerade moţe menjati i kreće se od potpuno prozirnih, preko poluprozirnih (prozračni) do neprozirnih vrsta stakla. Efekat prozirnosti moţe zavisiti i od ugla pod kojim se gleda kroz staklo. Stakla sa hologramskom folijom su prozirna samo kada se gleda upravno na ravan stakla.
Boja stakla Dodavanjem aditiva u rastopljenu masu stakla dobijaju se stakla različitih boja iz dekorativnih razloga ili radi dobijanja specifičnih vrsta stakla u pogledu propuštanja vidljivog ili infracrvenog zračenja. Ova stakla apsorbuju veću količinu toplotnog zračenja, ali imaju bitnu manu, s obzirom da menjaju kvalitet percepcije boja u prostoru, budući da menjaju boje.
Bojeno staklo je moguće kasnije obraĎivati – sečenje, brušenje, bušenje, peskarenje, oblikovanje. Najrasprostranjenija su stakla zelene, plave, sive i braon boje u svim nijansama.
Površinski karakter Kada je reč o izgledu površine stakla, ona je kod običnog stakla sjajna i glatka. Dodatnom obradom stakla moguće je dobiti staklene površine izmenjenog izgleda, bez sjaja ili sa reljefnom fakturom. Promenom površinskog karaktera, menja se i stepen prozirnosti.
Dimenzije stakla Pod dimenzijama stakla se podrazumeva njegova širina, duţina i debljina. Dimenzije su uslovljene proizvodnim procesima proizvoĎača i zavise od vrste i debljine stakla. Ograničenja postoje za sve vrste stakla, a proizvoĎači vrednosti iskazuju kroz minimalne/maksimalne moguće vrednosti u mm i dopuštenu toleranciju istih. U arhitekturi je često poţeljna što veća veličina stakla kako zbog smanjenja broja veza tako i zbog estetskih kriterijuma, iako ona u isto vreme
podrazumeva veliku teţinu za pojedinačni panel, što u odreĎenoj meri usloţnjava celokupnu konstrukciju. Najočiglednija prednost stakla je jednostavna hemijska struktura i transparentnost koja odreĎuje vizuelni aspekt ovog materijala. Staklo poseduje pozitivne osobine, ali treba naglasiti da one nisu bez limita. Osobine stakla veoma variraju u zavisnosti od vrste. Za konstruktivnu primenu stakla u arhitekturi od najvećeg značaja su mehaničke osobine stakla i ponašanje u uslovima poţara. Staklo je krt materijal i problemi čvrstoće običnog stakla i slabe otpornosti pod dejstvom zateţućih sila prouzrokuju lak i brz lom. Ponašanje u poţaru (izuzev skupih sloţenih proizvoda) je slabo. Pored dobre i poţeljne transmisije svetlosti, staklo ima probleme sa provodljivošću toplote. Izolaciono staklo se karakteriše koeficijentom prolaza toplote izmeĎu 2,6 – 3,0 W/m2K i karakteriše ga pojava kondenzacije na površini stakla okrenutoj prema prostoriji. Termoizolaciono staklo se karakteriše izuzetno malom vrednošću koeficijenta prolaza toplote k = 1,2 – 1,7 W/m2K. Korištenjem ove vste stakala retko se pojavljuje kondenzacija na unutrašnjoj strani stakla (prema prostoriji). Govorimo o staklo paketu punjenim suvim vazduhom. U praksi se često postavlja pitanje: je li to vakum staklo? Prava definicija je: to je izolaciono ili termoizolaciono staklo punjeno suvim vazduhom, tako da je onemogućena kondenzacija izmeĎu stakala do spoljne temperature vazduha – 30 ˚ C. Kada bi izmeĎu stakala postojao vakum, onda bi postojala razlika spoljnjeg (barometarskog) i unutrašnjeg pritiska manjeg od barometarskog (pu = pb – pv), što bi uzrokovalo pojavu rezultantne sile pritiska koje bi izazvala lom stakla.
pb [N/m2] pu [N/m2] – pv [N/m2] – vakum
– spoljni unutrašnji pritisak
(barometarski pritisak) izmeĎu staklenih ploča
Na prethodnom dijagramu su na veoma jednostavan način predstavljeni odgovarajući pritisci: pn [N/m2] – nadpritisak, meri se manometrom pv [N/m2] – vakum, meri se vakuumetrom Za slučaj nadpritiska, apsolutni pritisak pa = pb + pn, a za slučaj vakuma apsolutni pritisak je jednak pa = pb – pv Upoznajmo osnovne karakteristike (svetlosne i energetske) staklo paketa koji se prave sa standardnim flot staklom, kao i staklo paketa koji kao jednu od ploča koristi staklo sa niskom emisivnošću sa mekom i tvrdom prevlakom. Ako se koristi staklo sa mekom prevlakom, onda je za preradu potreban poseban sto za sečenje jer je prevlaka veoma osetljiva prilikom sečenja. Izolaciono staklo 4 + 15 + 4 flot punjeno suvim vazduhom Svetlosne karakteristike prema EN 410 Prolaz svetlosti Refleksija svetlosti Unutrašnja refleksija svetlosti Zadrţavanje boje
LT (%) LR (%) LRI (%) RD 65 (%)
81 15 14 98
Energetske karakteristike EN 410
ISO 9050
Direktan prolaz energije Refleksija energije Ukupna apsorpcija energije Apsorpcija sunčeve energije staklene ploče 1 Apsorpcija sunčeve energije staklene ploče 2 Solarni factor Šading koeficijent U – vrednost prema EN 673 Ultravioletna transmisija
DET (%) ER (%) EA (%) EA (1) %
72 13 15 9
72 13 15 9
EA (2) %
6
6
SF (%) SC W/m2K UV (%)
77 0,89 2,8 47
77 0,88 -
Slika
1
Termoizolaciono staklo 4 + 15 + 4 1 – prva staklena ploča flot 2 – druga staklena ploča, staklo sa prevlakom sa donjom emisivnošću, meka prevlaka okrenuta ka unutrašnjošću Svetlosne karakteristike prema EN 410 Prolaz svetlosti Refleksija svetlosti Unutrašnja refleksija svetlosti Zadrţavanje boje
LT (%) LR (%) LRI (%) RD 65 (%)
79 13 14 99
Energetske karakteristike
Direktan prolaz energije Refleksija energije Ukupna apsorpcija energije Apsorpcija sunčeve energije ploče 1 Apsorpcija sunčeve energije ploče 2 Solarni factor Šading koeficijent U – vrednost prema EN 673
staklene
DET (%) ER (%) EA (%) EA (1) %
EN 410 56 25 19 10
ISO 9050 53 27 20 11
staklene
EA (2) %
9
9
SF (%) SC W/m2K
64 0,73 1,4
61 0,7 -
Ultravioletna transmisija
UV (%)
21
-
Slika
2
Termoizolaciono staklo 4 + 15 + 4 1 – prva staklena ploča flot 2 – druga staklena ploča, staklo sa prevlakom sa donjom emisivnošću, tvrda prevlaka okrenuta ka unutrašnjosti Svetlosne karaktersitike prema EN 410 Prolaz svetlosti Refleksija svetlosti Unutrašnja refleksija svetlosti Zadrţavanje boje
LT (%) LR (%) LRI (%) RD 65 (%)
74 17 16 99
Energetske karakteristike
Direktan prolaz energije Refleksija energije Ukupna apsorpcija energije Apsorpcija sunčeve energije ploče 1 Apsorpcija sunčeve energije ploče 2 Solarni factor Šading koeficijent U – vrednost prema EN 673 Ultravioletna transmisija Slika
staklene
DET (%) ER (%) EA (%) EA (1) %
EN 410 60 16 24 9
ISO 9050 58 17 25 10
staklene
EA (2) %
15
25
SF (%) SC W/m2K UV (%)
72 0,83 1,7 35
71 0,81 3
PoreĎenje svetlosnih i energetskih karakteristika pojedinih vrsta stakala punjenih suvim vazduhom, izolaciono staklo flot, termoizolaciono staklo kod koga je jedna od ploča prevučena mekom prevlakom karakteristika donje emisivnosti, termoizolaciono staklo kod koga je jedna od ploča prevučena tvrdom prevlakom karakteristika donje emisivnosti.
Prolaz svetlosti Refleksija svetlosti Unutrašnja refleksija svetlost Zadrţavanje boje
Izolaciono staklo Termoizolaciono Termoizolaciono 4+15+4 flot staklo 4+15+4, staklo 4+15+4, punjeno suvim jedna od ploča jedna od ploča vazduhom sa mekom sa tvrdom prevlakom sa prevlakom sa donjom donjom emisivnošću emisivnošću LT (%) 81 79 74 LR (%) 15 13 17 LRI (%) 14 14 16
RD 65 98 (%) Direktan prolaz DET (%) EN 410 ISO energije 9050 72 72 Refleksija energije ER (%) 13 13 Ukupna apsorpcija EA (%) 15 15 energije Apsorpcija sunčeve EA 1 (%) 9 9 energije staklena ploča 1 Apsorpcija sunčeve EA 2 (%) 6 6 energije staklena ploča 2 Solarni factor SF (%) 77 77 Šading koeficijent SC 0,89 0,88 U – vrednost W/m2K 2,8 prema EN 673 Ultravioletna UV (%) 47 transmisija
EN 410 56 25 19
99
99
ISO 9050 EN 410 53 60 27 16 20 24
ISO 9050 58 17 25
10
11
9
10
9
9
15
15
64 0,73 1,4
61 0,7
72 0,83 1,7
71 0,81
21
35
Analizom svetlosnih i energetskih karakteristika prethodno navedenih stakala, kao favorit se nameće staklo sa mekano prevlakom. Staklo sa mekanom prevlakom ima za 2 % manji prolaz svetlosti od standardnog flot stakla a za 5 % veći od stakla sa tvrdom prevlakom. Solarni faktor stakla sa mekom prevlakom je za 13 % manji od stakla sa tvrdom prevlakom. Koeficijent prolaza toplote sa mekom prevlakom je 1,4 W/m2K, sa tvrdom prevlakom 1,7 W/m2K i kod standardnog flot stakla 2,8 W/m2K. Jednostavnom analizom moţemo zaključiti da se za korištenje ozbiljno nameće staklo sa mekom prevlakom iz razloga smanjenog koeficijenta prolaza toplote
(smanjenje toplotnih gubitaka u zimskom reţimu). Budući da je koeficijent prolaza toplote značajno manji u poreĎenju sa koficijentom prolaza toplote standardnog flot stakla, mogućnost pojave kondenzacije na unutrašnjoj površini stakla (prema prostoriji) je retka. Cena ovog stakla je neznatno veća u odnosu na standardno flot stakla
U narednom delu teksta data je definicija pojedinih termina koji se sreću kod izolacionih i termoizolacionih stakala. LT – Transmisija svetlosti. To je odnos svetlosnog fluksa prenesenog kroz staklo prema "incidentnom" svetlosnom spektru (sa spektralnom distribucijom izmeĎu 380 i 780 nm) LR – Svetlosna refleksija. To je odnos reflektovane svetlosti od strane stakla prema "incidentnom" svetlosnom fluksu UV – Ultravioletna transmisija. Deo (spektralna oblast izmeĎu 280 i 380 nm)
prenesene
ultravioletne
radijacije
DET – Direktna transmisija energije. Procenat solarnog energetskog fluksa prenesen direktno kroz staklo sa spektralnom distribucijom izmeĎu 300 i 2150 nm. ER – Refleksija energije. Procenat energetskog solarnog fluksa reflektovan od strane stakla.
EA – Apsorpcija energije. Procenat solarne energije apsorbovan od strane staklene ili neke druge ploče. SF – Solar faktor ili totalni prolaz energije. Odnos ukupnog solarnog toplotnog fluksa koji ulazi kroz staklo i "incidentne" solarne energije. Ukupna energija je suma ulazeće solarne energije direktnom transmisijom (DET) i energije prenesene zračenjem od strane stakla ka unutrašnjosti posle apsorpcije od strane stakla (EA). Računanja uzimaju u obzir sledeće: – ugao sunca 30 °C iznad horizontale i pravim uglom u odnosu na fasadu – unutrašnja temperatura jednaka spoljašnjoj – koeficijenti prelaza toplote: unutrašnji 8 W/m2K, spoljašnji 23 W/m2K SC – Šading koeficijent. Šading koeficijent se računa deleći solarni faktor sa 0,87 – koji je solarni faktor providnog flot stakla debljine 3 mm K (U) [W/m2K] – vrednost. U standardima (EN) je k zamenjen sa U i radi se o jednoj te istoj veličini. "k" vrednost je računata za koeficijente prelaza toplote: unutrašnji 8 W/m2K i spoljašnji 23 W/m2K Što je niţa "k" vrednost manja je količina toplote prenesena kroz materijal stakla. "k" vrednost (JUS standard). Koeficijent prelaza toplote (baziran na uslovima JUS standarda) izračunat pod sledećim uslovima:
Spoljna temperatura Unutrašnja temperatura Brzina vetra Ambijentalna brzina vetra Solarna radijacija
leto (dan) 32 °C 24 °C 3,3 m/s 0
zima (noć) – 16 °C + 20 °C 6,66 m/s 0
783 W/m2K
0
"k" – vrednost (američki standard). Koeficijent prelaza toplote (baziran na ASHRAE standardu) izračunat pod sledećim uslovima:
Spoljna temperatura Unutrašnja temperatura Brzina vetra Ambijentalna brzina
leto (dan) 32 °C 26 °C 3,3 m/s 0
zima (noć) – 18 °C + 21 °C 6,66 m/s 0
vetra Solarna radijacija
783 W/m2K
0
Staklena opeka počela je da se koristi 60-ih godina prošlog veka kao transparentni graĎevinski materijal, i to samo spoljnog zida. Nakon što je dugo bila gotovo zaboravljena, na velika vrata vraća se elegantnim i inovativnim projektom star – arhitekte Renca Pijana (Renzo Piano), prodajnim prostorom i poslovnom zgradom Maison Hermes u Tokiju. Prefinjeno rešenje upečatljivog objekta izdvaja se smelom upotrebom pomalo zaboravljenog graĎevinskog elementa. Staklena opeka vraća stari sjaj i postaje nezaobilazna stavka kod oblikovanja unutrašnjeg i spoljnog prostora.
Danas staklena opeka ima široku paletu boja i raspon izbora dizajna. Postoje opeke u boji koje se zbog svojih svojstava mogu koristiti samo u enterijeru, kao i one koje unutar sebe imaju srebrnu nit kako bi reflektovale 30 posto više svetlosti tamo gde je to potrebno (metalizirane opeke). Bilo da je u boji ili prozirna, svaka moţe biti jednostrano ili obostrano peskirana i time da daje potpunu privatnost i mogućnost osvetljenja prostora bez neţeljenih pogleda. Imajući u vidu ovaj kvalitet koji je izdvaja od većine građevinskih materijala, njena primena je veoma raznovrsna. Najčešće
se koristi u izradi tuš-kabina, balkonskih ograda, šankova te drugih, često šarenolikih kreacija koje vizuelno obogaćuju prostor, kao i izrada elemenata fasada, pregrada, stvetlarnika, a upotrebljava se i kao podna opeka.
Jako je bitno navesti da, i pored svih prednosti, staklena opeka nije nosivi građevinski element i ne može preuzimati vertikalna opterećenja, osim svoje sopstvene težine. Pri ugradnji treba paziti da izmeĎu nosive konstruk Tipologija i vrste stakla Tipologija stakla podrazumeva način na koji se staklo priprema pre ugradnje.
Jednostruko staklo – sastoji se od jedne staklene površine. Međusobno se razlikuju po debljini, vrsti i obradi. Jednostruko staklo je najjeftinije i najšire primenjivano staklo. Sečenjem na željene dimenzije i oblik uz eventualnu dodatnu obradu, staklo je spremno za ugradnju. Float staklo danas se nepravedno za njega koristi naziv obično staklo koje je slabijeg kvaliteta jer se dobija metodom izvlačenja.Dobilo je ime po Float postupku i u današnje doba najčešće se koristi u građevinarstvu i za dobijanje gotovo svih staklarskih proizvoda. Dostupno je u debljinama od 2,3,4,5,6,8,10,12,15,19 i 25 mm. Extre clear float staklo sa niskim sadržajem gvožđa Parsol (absorpcijsko) staklo (Flot bojen u masi, boje: bronza, siva, zelena, plava) Parsol pretstavlja staklo kojem se u toku proizvodnje dodaje boja. Ima široku primenu zbog mogućnosti da upija svetlost i toplotnu energiju pa se koristi u automobilskoj industriji, građevinarstvu (uređenje enterijera), industriji nameštaja itd. Polureflektivno staklo Ima naneseni metalni oksid tako da se zapravo kombinuje toplotna zaštita i refleksija. Polureflektivno staklo odbija zrake sunca, ali bitno manje nego reflektivno staklo i upija deo svetlosti i energije. Boje polureflektivnog stakla su bezbojno, zeleno I plavo. Koristi se za zastakljivanje fasada, vrtova. Stopsol (reflektirajuće) staklo (Flot + sloj za refleksiju) Stopsol predstavlja staklo za kontrolu energije. Sva zračenja koja dobijamo od sunca i koja prolaze kroz staklo i dospevaju u prostorije našeg doma ili radnog prostora nazivamo dodatcima sunčeve energije. Zimi nam ovi dodatci prijaju jer kompenziraju gubitke toplote ali leti ćemo imati problem pregrevanja prostorija ukoliko imamo velike staklene površine. Reflektivno staklo
To je obično float staklo sa gotovo nevidljivim metalnim premazom koji smanjuje sunčevo zagrevanje prostorije.Taj specijalni metalni premaz takođe proizvodi efekat ogledala pa se time sprečava i vidljivost kroz staklo. Antireflektivno (mat) staklo Predstavlja kombinaciju dve pirolitičke obrađene površine stakla i redukuje vidljivo svetlo refleksije na manje od 2%. ( na primer sprečava kad gledate kroz izlog u proizvode da vidite sebe i pozadinu u staklu kao odraz), a istovremeno omogućuje veću vidljivost kroz staklo, čak i od bezbojnog float stakla.Uz njegove anti refleksne karakteristike ovo staklo sprečava i prolaz 99% UV zračenja, štiti unutrašnjost prostorije i sadržaj. Izrađuje se u serijskoj proizvodnji. Uglavnom se koristi za uokvirivanje slika u debljini od 2mm. Ogledalo je vrsta stakla na čijoj je površini nanesen srebrni nanos.Pomoću svetlosti pruža vrlo bistre refleksije okruženja. Osim stakla ima četiri sloja: srebro nitrat, zaštitni metalni nanos i dva sloja namenski zaštitne boje. Osim u klasičnoj varijanti može imati bronzani ili sivi ton. Satinato staklo je float staklo kome je jedna strana obrađena visokokvalitetnim nagrizanjem kiseline.Transparentnije je od peskiranog stakla. Na tako obrađenim površinama ne ostaju tragovi prstiju i vrlo se lako održava.Ovo staklo se može laminirati, spajati u dupla stakla, očvršćivati i td. Ornament staklo je dekorativno staklo koje se dobija tako da se u toku proizvodnje float stakla mustra ili šara uzorka utiskuje na jednu ili obe strane tokom prolaska float stakla kroz valjke, a boje mogu biti bezbojna, bronza ili žuta. Postoje mnoge vrste ornamenata u običnom ili žičanom staklu. Debljine su od 3 do 19mm najčešće 4mm. Providnost zavisi od gustine i strukture ornamenta. Armirano (žičano) staklo sadrži žičanu mrežu (obično oko 10mm raster) u sredini stakla. U slučaju razbijanja stakla žica zadržava staklo da se ne rasipa.Idealno je za garaže, krovišta, balkonske ograde i područja gde “industrijski” izgled nije neprivlačan.U principu nije sigurnosno staklo jer delovi puknutog stakla imaju oštre ivice. Standardna debljina je 6mm, a najčešće se proizvobi u prozirnoj, mat ili smeđoj varijanti. Peskirano Peskoranje je obrada stakla nanošenjem abrazivnog sredstva na staklo pod visokim pritiskom. Peskiranjem se može obraditi čitava površina stakla ili deo. Ovim načinom obrade mogu se postići i stvarati razni geometrijski oblici, figure, različiti uzorci i dizajn stakla. Time staklo može postati umetničko delo.
cije i zida uvek bude dilatacijska rešetka.
