40528207-STICLA

5/17/2018 40528207-STICLA - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/40528207-sticla 1/17

STICLA IN CONSTRUCTII

Compoziţ ie şi caracteristici fizico – tehnice ale produselor din sticlă

Compoziţia sticlei

Sticla este o substanţă solidă rezultată din solidificarea progresivă a mixturii omogeneformată, în principal, din siliciu, carbonat de sodium şi calciu. Pentru a se fabrica sticlatrebuiesc topite împreună trei elemente:

1. un vitrifiant – siliciu introdus sub formă de nisip;2. un fondant – carbonat sau sulfat de sodium (scade temperatura de topire

a siliciului);3. un stabilizator – carbonat de calciu (confer ă sticlei rezistenţă mare la

acţ iunea apei). Aceste trei componente de bază se regăsesc în compoziţ ia sticlei din cele mai vechi

timpuri (tab.1, pag.9).Sticla din zilele noastre are o compozitie ilustrată în tab.2, pag.9.Din 100 păr ţ i de mixtur ă vitrificabilă se obţ in 83 de păr ţ i de sticlă şi 17 păr ţ i se pierd prinvolatilizare.Sticla poate fi colorată prin introducerea în compoziţ ia sa a unor componenţ i metalici:

- oxidul de fier dă o culoare albastr ă verzuie;- oxidul de cupru conduce la culoarea roşie;- oxidul de cobalt dă un albastru intens;- aurul în stare coloidală confer ă o culoare de la roşu la purpuriu, etc.

Sticla în construcţii

Prin proprietî ţ ile sale de transparenţă şi duritate superficială, sticla cea mai bună soluţ iepentru contactul cu exterioarul la construcţ ii.Până în anul 1800, arhitectura a constituit o reluare a stilurilor trecutului. Din anul 1900sticla are un rol important în evoluţ ia arhitecturii. Ia naştere sintagma “sticlă + oţ el” şiprecursorii arhitecturii moderne au realizatopere cu adevărat revoluţ ionare (Mies Vander Rohe, Walter Gropius, Alvar Aalto, Wright, etc.). Un concept se schimbă radical: dinmaterial ornamental, sticla devine componentă importantă a unei construcţ ii. Operetrecute şi recente consfinţ esc valoarea estetică şi funcţ ională a sticlei.Industria sticlei s-a adaptat şi ea necesităţ ilor, punând la dispoziţ ia arhitecţ ilor o gamă variată de produse de specialitate.



CARACTERISTICILE FIZICO-TEHNICE ALE PRODUSELOR DIN STICLĂ

Izolaţie acustică

Lp = 10 lg I/I0 = 10 lg p2

/ p0

2

= 20 lg p / p0

Unde: I0 şi p0 sunt intensitatea şi respective, presiunea de prag.

Scara de măsur ă în dB este utilizată şi la măsurarea caracteristicilor de izolare acustică.Un obstacol reduce energia sonor ă care îl traversează după un raport fix, constantpentru o anumită construcţ ie. De exemplu: dacă un perete reduce intensitatea sonor ă cu factorul 100, valoarea izolării sale acustice este de 20 dB. Astfel, un sunet de 80 dBse reduce la 60 dB. Mecanismul de reducere este următorul: undele sonore lovesc ofaţă a peretelui care intr ă în vibraţ ie ca o diafragmă şi comunică starea de vibraţ iesuprafetei de contact cu cealaltă faţă a peretelui.

Capacitatea de izolare depinde de frecvenţă şi, pentru a putea fi exprimată printr-unsingur număr se face o medie ponderată între diferite frecvenţ e. Valoarea cea mai des

utilizat ă a indicelui de evaluare ISO este de 500 Hz. Aceasta este media ponderată obţ inută pe baza a 16 frecvenţ e de bază.Valoarea sa poate să fie determinată în maimulte moduri:

a) analitic: prin intermediul unui procedeu matematic laborious şi utilizat,de regulă, doar în scop ştiinţ ific;

b) analitic simplificat: prin utilizerea unei formule reduse;c) grafic: prin intermediul curbei specifice de referinţă suprapusă peste

curba de r ăspuns a produsului verificat, până la întrunirea următoarelor condiţ ii:

Orice perete de dimensiuni finite are o frecvenţă de vibraţ ie proprie care depinde decaracteristicile sale fizice şi geometrice. Când frecvenţ a undei sonore şi a peretelui suntidentice, se ajunge la fenomenul de rezonanţă care reduce considerabil capacitatea deizolare a peretelui. Pentru fiecare perete există o frecvenţă critică numită coincidenţă,depinzând de caracteristicile elastice ale peretelui, pentru care capacitatea fonoizolantă a acestuia este puternic redusă.Prin reducerea elasticităţ ii creşte valoarea frecvenţ ei critice ceea ce poate duce laieşirea acesteia din intervalul de frecvenţă important, cuprins între 100 şi 3200 Hz.Pe de altă parte, o elasticitate scăzută tinde să reducă frecvenţ a proprie a pereteluiceea ce este avantajos pentru capacitatea de izolare fonică a peretelui.

Aşadar, două sunt caracteristicile peretelui de care depinde capacitatea sa de izolare

fonică: masa pe unitatea de suprafaţă şi omogenitatea.



T19

Eficacitatea izolaţ iei fonice a unui perete depinde nu numai de greutate ci chiar deomogenitatea şi uniformitatea sa. Dacă există un orificiu în perete presiunea sonor ă trece prin acesta asemenea unui gaz comprimat într-un cilindru.Din acest motiv, fereastra este elementul cel mai important din punct de vedere alizolării fonice.Performanţ ele de izolare fonică ale ferestrelor nu depind doar de sticla propriu-zisă ci şide accesoriile de la fereastr ă. Acestea trebuie să fie astfel realizate încât să formeze unansamblu perfect cu sticla, f ăr ă imperfecţ iuni care ar putea reduce capacitatea deizolare fonică a ferestrei în ansamblu.

În practică, performanţ ele acustice pe care pereţ ii exteriori şi geamurile trebuie să leaibă sunt stabilite pe bază de date experimentale referitoare la nivelul sonor din mediul

exterior şi nivelul sonor admis pentru interior.F23



PROPRIETĂŢI TERMICE

Căldura specifică este cantitatea de căldur ă necesar ă, la o temperatur ă dată, pentru a încălzi cu un grad un anumit corp.Unitatea de măsur ă este kilocaloria, care reprezintă cantitatea de căldur ă

necesar ăpentru a încălzi cu un grad celsius un litru de apă.Pentru sticlă, la temperatura ambientală, căldura specifică este:C = 795 J/kg ºC = 0.22 Wh/kg ºCsau C = 0.19 kcal / kg ºC

Coeficientul de dilatare liniar ă al unui solid este mărimea ce exprimă alungirea unităţ iide lungime la o variaţ ie a temperaturii de un grad (alungire raportată la unitatea delungime).

În relaţ ia : ∆L = α L ∆t , α reprezintă coeficientul de dilatare liniar ă al sticlei, care

valoric este egal cu 9x10-6

Spre exemplu : un geam de 2 m lungime (exprimată în mm) încălzit cu 30º se va alungicu :2000 x (9 x 10-6) x 30 = 0.54 mm

Aproximând, se poate spune că o diferenţă de 100º va face să se dilate cu 1 mm ungeam cu lungimea de un m., sau o zecime de milimetru la o diferen ţă de temperatur ă de 10º.

În cele ce urmează sunt prezentaţ i comparativ coeficienţ ii de dilatare liniar ă a maimultor materiale:

F60

Încălzirea sau r ăcirea par ţ ială a unui geam va determina solicitari ce pot provoca rupturidatorate diferenţ elor de temperatur ă .

Amintindu-ne că din definiţ ia modulului lui Young avem:



F / S = E ( ∆L/L) , unde E = 7300kg/mm2

Ca atare, dilataţ ia împiedicată ce urmează unei creşteri de temperatur ă cu un grad vagenera conform celor spuse anterior o tensiune:

F / S = E α ∆t , (formulă în care nu s-a ţ inut cont de forma plăcii) ca atare,pentru fiecare grad cu care va creşt temperatura, tensiunea va creşte cu:F / S = 7300 x 9 x 10-6 = 66 . 10-3 kg / mm2

Pentru că σ de rupere al sticlei tratată termic este de 4 kg/mm2, se poate spune că ruperea survine la o diferenţă de temperatur ă de 60º.

În practică, pentru sticla tratată termic (într-un singur strat) este oportun a se evita ca înapropierea marginilor să existe diferenţ e locale de temperatur ă mai mari de 30º (funcţ iede tipul de amplasare)Formula precedentă permite şi determinarea tensiunilor ce apar în decursul procesuluide călire (vezi şi rezistenţ a la salturi termice – pagina 29)

Fluxul caloric este cantitatea de căldur ă transferată în unitatea de timp. Se exprimă înwatt pe or ă (W/h) sau kilocalorii pe or ă (Kcal/h)

1Kcal/h = 1.16W 1W = 0.86 Kcal/h

Conductibilitatea termică este fluxul caloric pe metru pătrat care str ăbate 1m degrosime de material omogen, conducând la o diferenţă de temperatur ă de 1ºC între celedouă feţ e ale materialului.Pentru sticlă:

λ = 1.16 W/m ºK

Sticla este o subsatanţă transparentă. Nu are sens să discutăm despre comportamentulsticlei din punctul de vedere al izolării termice f ăr ă a ţ ine cont de acest fapt şi f ăr ă să ţ inem cont de faptul că există două tipuri de schimburi termice : o pierdere de căldur ă din interior spre exterior şi un aport de energie din exterior spre interior (iradiaţ ie solar ă).Doar ţ inând cont de aceste două fenomene se pot defini corect proprietăţ ile termice alesticlei.Când între două medii există o diferenţă de temperatur ă, aceasta se va echilibra printr-otrecere de căldur ă propor ţ ională cu această diferenţă. Prezenţ a unui perete deseparaţ ie între două medii opune acestei treceri o rezistenţă termică a cărei valoaredepinde de natura peretelui.

Mai exact, fluxul termic ce traversează un metru pătrat de perete Ø este directpropor ţ ional cu diferenţ a de temperatur ă ∆t, după formula:

Ø = K. ∆t = (1/R) . ∆t , unde:

K = 1/R este coeficientul de transmisie termică al peretelui, R = 1/K este rezistenţ atermică a peretelui, adică rezistenţ a cu care se opune peretele trecerii căldurii dintr-unmediu în altul.



Făcând precizarea că modalitatea de transmitere a căldurii de la un mediu la celălalteste ca primul mediu să cedeze căldur ă peretelui, căldura va str ăbate apoi peretele, iar

în final, căldura este cedată celui de-al doilea mediu. Astfel, este posibil să definim treitipuri de rezistenţă:

1. Rezistenţ a la suprafaţ a mediu-perete , numită rezistenţă internă r i . Aceasta

nu depinde de natura peretelui ci de faptul că este necesar un schimb termicla suprafaţ a mediu-perete.2. Rezistenţ a Rp a peretelui, legată de conductivitatea termică a materialelor ce

compun structura peretelui. Această rezistenţă poate fi compusă dintr-o seriede rezistenţ e par ţ iale R1 + R2 + ... + Rn , în cazul în care peretele estecompus dintr-o serie de straturi succesive de diverse naturi.

3. Rezistenţ a la trecerea perete-mediu, numită rezistenţ a externă r e. Aceasta deasemenea nu depinde de natura peretelui ci de gradul de ventilare alacestuia.

Rezistenţ ele r e şi r i au fost denumite rezistenţ e de prag şi valorile lor au fost stabilitedefinitiv pentru pereţ i verticali şi orizontali.

Putem considera că rezistenţ a termică a materialelor este Rp. Pentru orice tip dematerial care compune peretele, această rezistenţă este direct propor ţ ională cugrosimea şi invers propor ţ ională cu conductibilitatea termică a materialului:

Rp = s/ λ În cazul în care peretele este realizat din straturi succesive din mai multe materiale,rezistenţ a fiecăruia dintre acestea poate fi exprimată ca mai sus, iar rezistenţ a totală aperetelui va fi egală cu suma acestor rezistenţ e par ţ iale.λ pentru sticlă este aproximativ egal cu 1, astfel că se va putea adopta regula conformcăreia rezistenţ a termică a unui geam este exprimată numeric prin grosimea sa în metri.

Astfel, rezistenţ a unei ferestre ce are grosimea de 4 mm va fi de 0.004.

Confruntând aceste valori cu cele ale r i sau r e se observă că acestea din urmă sunt dezeci de ori mai mari.Putem astfel trage concluzia că gosimea geamului are o prea mică relevanţă în determinarea rezistenţ ei unui geam, rezistenţă care este definită în specialde simpla existenţă a unui geam.Valorile rezistenţ ei termice pentru diverse grosimi ale geamurilor sunt date mai jos:

P65



Astfel se poate trage concluzia că dacă se doreşte creşterea gradului de izolare termică (R, sau scăderea lui K) a unei ferestre nu se va obţ ine nici un rezultat crescândgrosimea stratului de sticlă, de asemenea dacă între două foi de sticlă se închide unstrat de aer este benefic şi pentru preântâmpinarea fenomenelor de întunecare.După cum rezultă din tabel, valoarea lui λ pentru aer este foarte modestă, astfel că

dacă vom insera în interiorul unui perete un strat de aer, valoarea lui R va creşteconsiderabil. Pe acest lucru se bazează faptul că în materialele termoizolatoare segăsesc inserate cantităţ i de aer ( de exemplu vata minerală ). Valoarea rezistenţ eitermice a unui strat de aer depinde foarte mult de grosimea acestuia. Odată cucreşterea grosimii trebuie ţ inut cont de mişcările de convecţ ie care favorizează schimburile termice, valoarea lui λ tinzând de asemenea să crească, ajungându-serapid la o valoare constantă a rezistenţ ei termice, deoarece deşi creşte grosimeastratului de aer, rezistenţ a scade datorită mişcărilor de convecţ ie ai aerului.Tabelul de mai jos furnizează diverse valori ale lui R corespunzătoare unor varii grosimiale stratului de aer.

F66



La o grosime a stratului de aer de 15 mm se atinge maximul rezisten ţ ei termice obţ inutecu acest mediu şi că este inutil a mai creşte ulterior grosimea acestui strat, contrar cumaterialele de izolare termică a căror rezistenţă termică va creşte propor ţ ional cugrosimea .

Cunoscând aceste noţ iuni vom putea calcula rezistenţ a termică a mai multor

tipuri de geamuri izolatoare din punct de vedere termic.

F 67

Raţ ionamentul precedent se va putea conduce şi referitor la alte gaze, o mare parte dinrezistenţă putând fi obţ inută alegând cu atenţ ie grosimea stratului de gaz.Chiar şi pentru geamurile termoizolante, o mare parte din rezistenţ a termică este legată de valorile r e şi r i . Pe de altă parte, valorile determinate pentru aceşti coeficienţ i au fostgăsite în condiţ ii de laborator care arareori pot fi găsite în practică în mod identic : ofereastr ă din sticlă există în construcţ ii doar însoţ ită de alte elemente din alte materialecare o susţ in.Nu există fereastr ă care să nu fie însoţ ită în interior de o fereastr ă care să protejeze intimitatea locatarilor sau care să nu fie protejată la exterior de un rulou.Prezenţ a acestor elemente produce schimbări majore în mecanismele de transfer

termic carestau la baza determinării valorilor lui r e şi r i. În realitate se consider ă că prezenţ a unei perdele contribuie la rezistenţ a termică totală cu 0.1 h ºC m2 / Kcal, în timp ce aportul adus de un rulou este de 0.03 unităţ i. Înpractică se ţ ine seama de faptul că există posibilitatea unei protecţ ii pe timp de noapte,astfel că se poate considera pentru orice tip de sticlă o valoare a lui K diurnă şi unanocturnă, (corespunzătoare perdelelor trase şi rolurilor coborâte) şi o valoare zilnică medie între cele două).



F68

Valoarea lui K în condiţ ii diurne reprezintă valoarea maximă a dispersiei prin sticlă .Uzual, în calculele dispersiei termice a unei clădiri, aceasta este valoarea care va filuată în considerare, tratând sticla ca pe un material opac şi f ăr ă a ţ ine cont deposibilitatea ca stratul de sticlă să aibă caracteristici care variază.Ferestrele care fiind tratate cu un strat superficial – de ordin molecular-de substanţă metalică sau de oxid metalic, care au în general aspect incolor şi care au capacitatea

de a “reflecta” (sau de a nu absorbi, sau să nu emită către exterior) componentaradiantă a căldurii, la rândul ei emisă de către corpuri de încălzire (calorifere), de cătrepersoane, de pereţ i şi de tot ceea ce poate emite căldur ă în interiorul clădirii suntdenumite ferestre cu emisivitate scăzută. Cu alte cuvinte, fluxul caloric ce va traversao fereastr ă cu emisivitate scăzută va întâmpina o rezistenţă în plus, care adăugată lacele spuse în paragrafele anterioare va duce la scăderea sensibilă a coeficientuluiglobal de transmisivitate termică (coeficientul K) în raport cu ferestrele normaletermoizolatoare.Cu mărimile date se va putea calcula cantitatea de căldur ă care într-o situaţ ieambientală dată va str ăbate o fereastr ă. În practică se consider ă în calcule o perioadă dată ( în general în perioada de iarnă ) constituită dintr-un număr dat de N zile de 24 de

ore fiecare. În timpul acestei perioade, temperatura exterioar ă va varia continuu, în timpce temperatura interioar ă se consider ă constantă de 20 ºC. Valoarea medie a diferenţ eide temperatur ă ∆t între exterior şi interior, îmulţ ită cu numărul N de zile de încălzirestabilit prin lege va determina “gradele-zi” ale locului. Tabelul de la pagina 468-471 vada informaţ ii asupra acestei mărimi legate de principalele oraşe ale Italiei. Produsul”grade-zi”pentru 24 de ore este definit ca “produsul de bază” şi va fi notat cu litera P.Dacă se doreşte calcularea calcularea cantităţ ii de căldur ă pierdută printr-o fereastr ă pe

întreaga perioadă de iarnă se va folosi formula:



Q = K. S . P , unde

Q este cantitatea de căldur ă de calculat, S este suprafaţ a ferestrei, K este coeficientulde transmisivitate termică medie zilnică.

Dacă se doreşte calcularea cantitatăţ ii de căldur ă care se poate economisi printr-un m2

de fereastr ă prin înlocuirea unui tip de fereastr ă cu altul, produsul P se va multiplica cudiferenţ a între K medii zilnice ai acestor tipuri de sticlă.

De fapt, soarele este principala sursă de radiaţ ii şi produce radiaţ ii într-un spectrucontinuu cuprins între 0.3 şi 3 microni subdivizat în trei intervale:

- radiaţ ii ultraviolete (UV) : λ < 0.38 μ - radiaţ ii luminoase (vizibile) : 0.38 < λ < 0.78 μ - radiaţ ii termice (infraroşii IR) : 0.78 < λ < 2.5 μ

Radiaţ ii luminoase şi cele termice reprezintă mai mult de 90% din energia transmisă în întreg spectrul de radiaţ ii solare şi sunt cele mai importante pentru studiul căldurii solare

în arhitectur ă.Valoarea totală a energiei solare la limita superioar ă a atmosferei, numită constantă solar ă este de aprox. 1353 W/m2, însă absorbţ ia pe care o are atmosfera aduceaceastă mărime la suprafaţ a pământului la valoarea de aprox. 1100 W/m2 în condiţ ii decer senin.âceastă valoare variază mult în raport cu anotimpul: în funcţ ie de înclinaţ iarazelor solare, variază şi grosimea stratului de aer pe care razele solare trebuie să-ltraverseze şi care absoarbe căldur ă. Soarele descrie pe bolta cerească pe parcursulunui an un ansamblu de cercuri centrate pe axa polilor, care formează cu planulorizontului un unghi variabil funcţ ie de latitudinea locului.Traiectoria soarelui se deplasează pe bolta cerească pe parcursul unui ann între două traiectorii extreme relativ la zilele de 21 iunie şi 21 decembrie. Fiecărei poziţ ii îi

corespund diverse situaţ ii de iradiere ale suprafeţ elor verticale dat fiind că cantitatea deenergie incidentă pe un perete vertical depinde de intensitatea radiaţ iei solare şi deunghiul sub care razele solare lovesc peretele. Cu cât unghiul este mai aproape de 90º,cu atât cantitatea de energie va fi mai ridicată, în timp ce dacă radiaţ ia este scăzută,este mai scăzut şi fluxul energetic.

În consecinţă, un perete expus către sud va primi pe perioada iernii o cantitate deradiaţ ii solare de slabă intensitate din cauza stratului de aer traversat, însă din cauzaunghiului de incidenţă scăzut produs de înălţ imea mică pe care o are soarele deasupraorizontului se va produce o oarecare încălzire: cele două efecte se compensează,producând un flux energetic relativ ridicat. Viceversa, în perioada caldă, intensitateaputernică a radiaţ iei are valori ridicate nu din cauza înclinaţ iei solare, care în acest

anotimp are unghiuri de incidenţă verticali, razele solare trecând aproape razant lasuprafaţ a acestora. De aceea clădirile se pot prevedea cu elemente arhitectoniceorizontale în dreptul ferestrelor, elemente capabile să diminueze cantitatea de radiaţ iisolare incidente pe suprafaţ a peretelui.Pereţ ii expuşi către est sau vest, primesc razele solare doar la r ăsărit şi la apus, cândsoarele este relativ coborât în raport cu linia orizontului.Unghiul de incidenţă al razelor solare este mai tot timpul aprope de a fi perpendicular şi cantitatea de căldur ă primită



va reproduce evoluţ ia intensităţ ii de la un anotimp la altul a radiaţ iei solare şi ca atare vafi puternică vara şi slabă iarna.

În fine, pereţ ii expuşi către nord, primesc soare doar în primele ore ale r ăsăritului şi înultimele ore ale apusului în sezonul cald. Radiaţ ia corespunzătoare este în permanenţă modestă şi în acest caz împortantă este radiaţ ia solar ă difuzată de bolta cerească.

Sticla, datorită caracterului ei transparent, are un rol determinant şi nu poate fi neglijată în nici un bilanţ energetic al unei clădiri care beneficiază de lumină şi energie termică naturală.După cum s-a văzut anterior, razele soarelui sunt compuse dintr-un complex de radiaţ iia cor lungime de undă este cuprinsă între 0.3 şi 3 μ, pentru care sticla prezintă ocvasitransparenţă completă.Corpurile aflate în incinte protejate de suprafeţ e vitrate, lovite de razele soarelui se

încălzesc, mărindu-şi astfel temperatura şi în funcţ ie de asta transmiţ ând la rândul lor energia transformată în căldur ă sub formă de radiaţ ii infraroşii cu lungimi de undă netsuperioare celei de 3 μ, pentru care sticla este practic opacă.Căldura va r ămâne practic în interiorul incintei respective, de unde nu va putea ieşi

decât prin procese normale de transfer termic şi anume prin conducţ ie şi convecţ ie. Acea incintă va avea un adevărat rol de “capcană” pentru energia termică, acest efectmenţ ionat anterior numindu-se “efect de ser ă”. Temperatura atinsă în interior variază mult în funcţ ie de anotimp, tipul de sticlă folosit şi de modul de expunere la radiaţ iasolar ă.Există tabele cu valorile de la diverse latitudini a cantităţ ii totale de energie primită de unperete verical în varii luni ale anului în funcţ ie de tipul de expunere.Pentru diverse oraşe există condiţ ii climaterice diverse care se exprimă în procente deore de însorire relativ la însorirea maximă respectivă (însorire relativă).

Aceste valori au fost obţ inute considerând în perioada de însorire efectivă o sumă afluxului solar: radiaţ ie directă + difuză corespunzătoare latitudinii oraşului, iar pentru

perioada când cerul a fost acoperit s-a luat în considerare doar radia ţ ia difuză. Cavaloare procentuală a însoririi relative s-a luat în calcul valoarea pentru aeroportul celmai apropiat de oraş.Pentru a putea evalua în ce măsur ă energia primită de un geam prin acţ iunea radiaţ iilor solare pătrunde în interiorul apartamentului, trebuie ţ inut cont de factorul solar .Radiaţ iile naturale care ciocnesc o fereastr ă sunt în parte reflectate, parte absorbite iar restul transmise în interior.Se defineşte ca factor de reflexie ρ raportul între fluxulenergetic reflectat şi cel incident. Analog, factorul de absorbţ ie α sau de transmitere τ sunt rapoartele între fluxurile energetice absorbite, respectiv transmise şi fluxul incident.Toţ i aceşti factori reprezintă valori adimensionale a căror sumă este egală cu 1. Avemdeci relaţ ia: α + ρ + τ =1. Energia incidentă I se divde în:

- energie reflectată ρ

.

I- energie absorbită α . I- energie transmisă τ . I

Partea de energie absorbită se transformă în căldur ă, crescând temperatura ferestrei. Îninteriorul camerei nu va ajunge decât energia direct transmisă τ . I şi o parte din energiaabsorbită de geamul care la rândul său cedează căldur ă. Se admite că aprox. 1/3 dincăldura absorbită de geam se transmite în interiorul apartamentului.Energia totală ce va pătrunde în interiorul camerei va fi :



Einter = Etransmis + 1/3 Eabsorbit Einter = τ . I + 0.33 . α . I = σ . I

Pentru a defini factorul solar σ (F.S.) se poate spune că acesta este raportul întreenergia solar ă transmisă prin fereastr ă şi energia incidentă pe aceasta.Adică:

FS = σ = I ( τ + 0.33α)/I = τ + 0.33α

Coeficientul de umbrire, utilizat în ţările anglo-saxone reprezintă raportul între factorulsolar al sticlei analizate şi factorul solar al unei sticle cu grosimea de 3 mm.(0.89).Nu întotdeauna radiaţ iile solare pot fi considerate ca un izvor benefic de energiegratuită, în spcial atunci când există anumite exigenţ e în ceea ce priveşte nivelul deiluminare sau atunci când se doreşte un anumit tip de lumină. În aceste cazuri,transparenţ a totală a suprafeţ elor vitrate poate crea probleme. Pentru a evita aceasta

se face uz de cristale selective, colorate, cum ar fi cristalele absorbante (Parsol), saucristalele reflectante (Antelio,Cool-Lite) cu o suprafaţă tratată în mod particular, caremodifică comportamentul lor în raport cu radiaţ ia solar ă.Tabelul factorilor solari demonstrează cu claritate diverse comportamente ale acestor cristale; în timp ce absorbanţ ii reduc cantitatea de radiaţ ii care le str ăbat, straturile carereflectă radiaţ ia solar ă, datorită stratului superficial de oxizi metalici creşte proprietatealor de reflexie faţă de radiaţ ia solar ă incidentă.Cristalele care absorb sau după caz reflectă radiaţ ia solar ă scad de asemenea şicantitatea de lumină transmisă.Pentru a alege o soluţ ie care să corespundă acestor fenomene trebuie ţ inut cont de diverse caracteritici ale amplasamentului cum ar fi:expunerea la razele solare, amplasarea, destinaţ ie,etc.

Trebuie menţ ionat faptul că aceste cristale reflectorizante (nu în câmpul infrarosu), ca şicele absorbante nu au darul de a contribui la dispersia termică, pentru aceasta eletrebuind a fi montate pe geamuri termoizolatoare, unde vor conduce la o scădere acoeficientului K.



REZISTENŢA LA FOC

Criterii de proiectare pentru apărarea contra incendiilor

Aceste criterii ţ in cont în primul rând de măsuri care să ducă la posibilitatea capersoanele să poată fi evacuate rapid în caz de incendiu. În acest scop, căile de acces,căile de evacuare, scările, coridoarele, ascensoarele se vor realiza din materialerezistente la foc. Pereţ ii se vor realiza astfel încât să întârzie cât mai mult propagareaflăcărilor de la un etaj la altul sau de la o camer ă la alta.Normativele str ăine sunt mai complete decât cele italiene, însă sunt foarte diferite întreele. Aproape toate converg înspre a accepta două criterii de evaluare şi clasificare amaterialelor din punct de vedere a protecţ iei la foc. Acestea sunt:

a) Reacţ ia la focSub acest criteriu se vor clasifica materialele şi se vor pune în discuţ ie rezultatele de

laborator privind comportamentul materialelor la :combustiemateriale inflamabilepropagarea flăcărilor emanarea de fumputere calorică transmisie de radiaţ ii calorice

Produsele vitrate r ăspund pozitiv la la primele 6 puncte din enumerarea de mai sus, însă dau rezultate slabe în ceea ce priveşte al şaptelea. Norma ISO/DIS 3009 indică metode de execuţ ie care să îmbunătăţ ească această ultimă caracteristică, însă lasă lalatitudinea organismelor naţ ionale modalităţ ile de execuţ ie care să respecte aceste

criterii.b) Etanşeitatea la fum, flacăr ă şi rezistenţ a la foc Aceste caracteristici definesc comportarea unui material într-un timp dat, sub acţ iuneafocului şi ţ inând cont de caracterul elementului: structural, despăr ţ itor, etcPrin încercări efectuate în diverse laboratoare şi în care s-a ţ inut cont de faptul că materialele supuse încercărilor să aibă caracteristici similare cu cele ale materialelor reale.

În urma încercărilor s-a trasat o curbă timp-temperatur ă care are următoarea evoluţ ie:* După 5 min : temperatur ă până la 450 ºC* După 10 min : temperatur ă până la 650 ºC* După 15 min : temperatur ă până la 750 ºC

* După 30 min : temperatur ă până la 880 ºC* După 60 min : temperatur ă până la 1000 ºC* După 90 min : temperatur ă până la 1025 ºC* După 120 min : temperatur ă până la 1050 ºC

Suprafeţ ele vitrate au fost testate la dimensiunile efective . Uşile şi în generalelementele care pot fi deschise au fost testate şi la rezistenţ a la permeabilitate afumului.

• Etanşeitatea la flacăr ă şi la fum – metodologia de încercare



Panoul aplicat la gura cuptorului de probă este supus la încăzire care va creşteprogresiv în conformitate cu curba timp-temperatur ă indicată anterior.Preoba va ceda, în timp ce sticla colapsează, punând în legătur ă directă prin cr ăpăturilesale camera cuptorului cu mediul înconjur ător.Timpul scurs între momentul aşezăriiprobei şi momentul colapsului, măsurat cu intervale de 15,30,60,90,120 de minute ) va

determina clasa produsului.Produsele care r ăspund cel mai bine acestor exigenţ e suntsticlele armate şi geamurile greu armate. Indicaţ ii în ceea ce priveşte punerea în oper ă,compoziţ ia şi metodele de utilizare ale acestor produse sunt prezentate la pagina 95

• Rezistenţ a la foc În ceea ce priveşte rezistenţ a la foc se pune problema unui panou care să-şipăstrezediverse caracteristici: stabilitatea R, etanşeitatea E, izolarea termică I, definiteca mai jos:

- stabilitate: caracteristica unui panou de a-şi păstra caracteristicile mecanicesub acţ iunea focului

- etanşeitate: capacitatea unui panou expus pe o faţă acţ iunii focului de a nuproduce sau a nu lăsa să treacă pe cealaltă faţă vapori la temperaturi înalte,

gaze, fum, etc- izolare termică: capacitatea ca între anumite limite, panoul să nu permită trecerea radiaţ iilor termice

Aşadar:-cu simbolul REI se va identifica un element care pentru o perioadă de timp dată

î şi va conserva toate cele trei proprietăţ i-cu simbolul RE se va identifica un element care pentru o perioadă de timp dată

î şi va conserva stabilitatea şi etanşeitatea-cu simbolul R se va identifica un element care pentru o perioadă de timp dată î şiva conserva stabilitatea

•

Rezistenţ a la foc REI

Pentru o fereastr ă din sticlă rezistenţ a la foc se determină conform celor afirmateanterior, însă va fi diferit modul de apreciere al timpului derezisten ţă. Pentru rezistenţ ala foc se va considera timpul în care proba ajunge cu suprafaţ a exterioar ă latemperatura de 150 ºC. Experimentele s-au condus folosind în medie 5 termometre, 4dintre ele fiind dispuse pe zona marginală a panoului, iar ultimul în centrul acestuia.Materialele trebuiesc să reziste minim 15 mni. la foc, f ăr ă ca suprafaţ a lor exterioar ă să depăşească temperatura de 150 ºC. Următoarea poziţ ie se află după 30,60 de min., etc.Produsele vitrate care au obţ inut certificatul de funcţ ionare din partea M.I., Serviciul

Antiincendii sunt următoarele:

Climat cu Blindovis, compus din: sticlă transparentă normală de grosime 6mm, intervalde 12 mm, Blindovis 26-27 . Durata de rezistenţă este de 30 min.Panouri speciale de înaltă rezistenţă la foc, clasele REI 30, REI 60, REI 90 şi REI 120,denumite Contraflam sunt produse de societăţ i ale grupului Saint Globain în Franţ a şiGermania.Pentru aplicaţ ii, metode de utilizare ale acestor produse a se vedea Contraflam, pagina314. Aceste produse au obţ inut numeroase certificări in afara Italiei.



Cu titlu informativ prezentăm un fragment din normele franceze şi clasificări privindrezistenţ ele la foc:

• Reacţ ia la foc:Materialele sunt subâmpăr ţ ite în 6 categorii , notate de la M0 la M5, notaţ ii ce corespundvechilor categorii: combustibil, inflamabil, etc. Sticla este catalogată M0 adică

neinflamabilă.• Rezistenţ a la foc:

Elementele de construcţ ie au fost testate şi clasificate, rezultatul materializându-se îndecretul din 5 ian. 1959 care prevede:

-fereastra de încercat va fi montată pe un perete din ciment, care va fipoziţ ionat în faţ a cuptorului, în care temperatura va creşte conform cu o curbă normalizată, analog unui incendiu real

Există patru criterii de rezistenţă la foc:Rezistenţă mecanică Izolare termică Etanşeitate la flacăr ă

Absenţ a emisiei de gaze inflamabile

În baza acestor criterii, elementele de construcţ ii se vor clasifica în 3 categorii:

SF- elemente stabile la foc (criteriul 1)PF- elemente “paraflacăr ă” (criteriul 1.3.4)TF- elemente antifoc (criteriile 1,2,3,4)

Fiecare categorie este determinată în baza timpului cât aceata rezistă la foc f ăr ă a dasemne de cedare (de ex. o durată de 20’ este clasificată 15’).

•

Montajul

În practică, sticla nu este niciodată un element solitar, care să compună singur ă peretele, ea este necesar să fie susţ inută de alte materiale, care trebuiesc la rândul lor să reziste la foc cel puţ in atâta timp cât va rezista sticla, tocul geamului având oimportanţă deosebită în susţ inerea geamului, cât şi în asigurarea etanşeităţ iiacestuia.Canaturile, pot fi realizate atât din PVC cât şi din fibr ă ceramică, funcţ ie derezultatele dorite.Montajele efectuate pentru efectuarea încercărilor au fost adesea complexe pentru a seobţ ine rezultate cât mai fidele .În aceste condiţ ii se pot clasifica produsele vitrate carerezistă la foc, punând anumite condiţ ii particulare: (TABEL pagina 95)

Toate produsele vitrate pot fi clasificate ca materiale incombustibile, însătrebuie ţ inutcont de următoarele observaţ ii de ordin general:-sticla, datorită şocului termic se rupe rapid-sticla călită rezistă mai bine, însă odată ruptă aceasta se desface în fragmente

de mici dimensiuni-sticla armată cu fibre metalice păstrează o anumită coeziune, suficientă pentrua

asigura etanşeitatea la flăcări şi pentru a întârzia formarea unor breşe când sticla începe să se înmoaie 650-750 ºC



SIGURANŢA ÎN FOLOSIREA PRODUSELOR VITRATE

Pornind de la faptul că în trecut au existat incidente în urma cărora accidental s-au spartferestre şi au fost r ănite persoane în urma acestor incidente, în ţările occidentale s-auelaborat norme care prevăd reguli de natur ă să prevină astfel de incidente.

• Elemente luate în considerare de către normeProduse vitrate:

-sticle stratificate (Saint Globain: Visarm, Blindovis,Visarmsport,Blindovisport,Visarm cu EKO sau VISART)-sticle călite (Saint Globain: Securit, Temperit, Emalit)-sticle armate (Saint Globain: U-Glass Armato, Retinato)-sticle compozite (Saint Globain Visalarm, Climalit şi Biver în compoziţ ii speciale)

Acţ iuni ce au loc asupra ferestrelor:-încărcări dinamice-încărcări statice

-încărcări accidentale-lovituri cu corpuri moi-lovituri cu corpuri dure-lovituri provocate de proiectile

Acţ iuni care au ca efect spargeri de ferestre:-simpla schimbare a ferestrei-lovirea unor persoane sau a unor lucruri-lovirea voită a ferestrei-cauze sociale : înghesuiei, furturi,etc

Pentru utlizarea practică a ferestrelor există trei grupe de cazuri:•

Utilizare normală Reprezintă cazuri comune, în care acţ iunea asupra geamurilor nu este intensă, şor deevaluat şi în care caz ruptura geamului poate surveni chiar şi la schimbarea acestuia.Fac parte din această grupa uşi, ferestre, vitrine, etc. Ca reguli de utilizare semenţ ionează:

-când acestea sunt deschise, a nu se apleca în afar ă -fereastra să fie amplasată la minim 90 de cm. de planşeu

• Situaţ ii cu potenţ ial pericol În toate aceste cazuri şi situaţ ii asimilabile cu aceste cazuri se va ţ ine cont deprescripţ iile din “Prospectul A”

• Situaţ ii speciale care nu se refer ă la cazurile precedente

În acest caz, proiectantul sau utilizatorul va trebui să aleagă tipul de sticlă înconformitate cu probele experimentale sau cu modelele teoretice capabile să simulezecu exactitate o situaţ ie similar ă cu aceea care se doreşte a fi analizată.

Norme pentru utilizarea produselor vitrate în ascensoare, ascensoare de mărfuri şipentru protejarea acestora:

• Definiţ ia geamului securizat:



Sticla călită, sticla stratificată, sticla armată care nu produc în caz de spargerefragmente periculoase pentru persoane.Instalarea plăcilor din sticlă securizată:

- plăcile din sticlă securizată, plăcile din sticlă călită trebuiesc să fie însemnate cusimboluri care nu pot fi şterse.

- la uşile etajelor, în cabină şi la uşa cabinei plăcile de sticlă securizată trebuie să fie prinse pe tot conturul- în cazul protejării golului casei liftului prinderea trebuie f ăcută pe toate laturile

sau în cazul sticlei armate, prinderea trebuie f ăcută pe minim trei laturi în cazul in careeste prinsă în scoabe, nituri sau metode similare

- la uşile etajelor, ale cabinei sau la pereţ ii cabinei trebuiesc luate măsuri capersoanele să nu cadă în interiorul golului casi liftului în cazul în care sticla sesparge accidental. În acest sens trebuie aplicat un strat de material deprotecţ ie rezistent de înălţ ime nu mai mică de 15 cm de la planşeu şi o bar ă de protecţ ie la 90 de cm. de planşeu

În cazul în care sticlăria are ca beneficiar o persoană fizică, aceasta poate cere

producătorului certificatul de calitate care atestă faptul că verificările respective au fostefectuate. Aceste certificate de calitate trebuie să conţ ină numărul de factur ă emisă defabrică, numărul de bon, dimensiunea maximă a plăcilor utilizate, etc.Marcajul se va face pe fiecare placă, cu acid fluorhidric şi va conţ ine marca Saint-Globain.

40528207-STICLA

Documents

Transcript of 40528207-STICLA