Co je teplotní šok skla
K teplotnímu šoku skla může dojít tehdy, když rozdíl teplot ΔT v ploše a na hraně skla dosáhne hodnot, při kterých vzniká tahové napětí na hraně skla, které je větší než maximální přípustná hodnota pevnosti skla v tahu na hraně skla.
Úvod
Nejčastější příčinou nečekaných poruch zasklení je praskání skla vlivem rozdílu teplot v jeho ploše a na hraně skla. Přestože se jedná o nejčastější poruchu, tak se v praxi setkávám, že stále dokola se opakují stejné chyby při navrhování skla nebo jeho hodnocení.
V porovnání s jinými stavebními materiály, jako je sádrokarton, zdivo, železobeton, dřevo, ocel a plasty má sklo velmi malou odolnost proti náhlé změně teplot v jeho ploše a na hraně. Odolnost proti náhlé změně teplot je schopnost materiálu snášet vlivy náhlého zahřátí nebo ochlazení. Pro křehká skla je to jedna ze základních vlastností, která limituje jejich použití v extrémních podmínkách, jako jsou například izolační skla, obklady stěn za sporáky, krby, kamna, nebo v místech, kde může docházet k absorpci tepla do hmoty skla a ke vzniku rozdílu teplot v ploše zasklení, který může vés k teplotnímu šok - lomu skla.
Podmínky vzniku teplotního šoku skla
Ke vzniku lomu skla způsobeného teplotním šokem může dojít jen za podmínky, kdy bude překročena maximální pevnost skla v tahu na jeho povrchu. Velká většina všech lomů má vždy své epicentrum vzniku na povrchu skla, proto na vznik tohoto typu lomu má významný vliv kvalita povrchu skla a kvalita opracování hran skla. Obecně se dá tvrdit, že broušená hrana skla, která nemá podlomy, mikrotrhliny a jiné nedostatky v podobě lasturových lomů (mušlí) zvyšuje schopnost skla odolat teplotním šokům o 15 % až 20 %.
Aby mohlo dojít ke vzniku lomu, musí napětí ve skle, které bylo vyvoláno vznikem rozdílu teplot v ploše a na hraně skla, působit určitou dobu. Tato doba je přímo úměrná kvalitě opracování hran skla, kvalitě povrchu skla a způsobu jeho zabudování. Pokud je do skla vneseno jakékoliv napětí vlivem nepřesností rámu, zasklívacích podložek nebo změnou tvaru nosné konstrukce zasklení, tak se mění i riziko vzniku lomu skla. Vnesené napětí do skla může zvýšit jeho odolnost, ale významně ji i snížit. Tato závislost je spojena s vadami skla, které jsou ve hmotě a na jeho povrchu přítomné. Sklo není homogenní materiál, proto se při jeho navrhování neuvažuje s jeho spřažením s nosnou konstrukcí, ale vždy se dostatečně dilatačně odděluje.
Tahové teplotní napětí na hraně nebo v ploše skla může být vyvolané z různých příčin. Jen ve výjimečných případech se jedná o jednu příčinu. Většinou vznik lomu skla teplotním napětí je podmíněn souborem několika vlivů najednou. Při navrhování a posuzování skla na jeho odolnost proti vzniku rizika lomu skla vlivem teplotního šoku se musí vyhodnotit a zohlednit všechny limitující aspekty.
Aspekty ovlivňující riziko prasknutí skla teplotním šokem
Enviromentální
- Rozdíl teplot mezi interiérem a exteriérem.
- Intenzita slunečního záření a úhel dopadu slunečných paprsků.
- Riziko prudkého ochlazení přívalovým deštěm.
Architektonické
Exteriérové:
- Orientace předmětného zasklení na světové strany.
- Stínění markýzou nebo slunolamy.
- Stínění ostěním a žaluziemi.
- Zastínění stromy, plakáty, reklamními bannery, automobily, stavebním materiálem, paravány atd.
Interiérové:
- Změna energetické jímavosti skla vlivem interiérového stínění – žaluzie, závěsy, rolety, paravány, polepy zasklení reklamními nápisy a obrazy.
- Lokální ohřívání nebo ochlazení hran a plochy skla vlivem otopných těles nebo klimatizačních jednotek.
- Vytvoření přesahů přes sklo ostěním a nadpražím.
- Vytvoření dělících pásů za sklem pomocí sloupů, dodatečně montovaných vnitřních dělících stěn.
- Vzdálenost tmavých těles (závěsy, nábytek, exponáty, produkty, oblečení atd.)
Druh skla a jejich
- Energetická absorpce.
- Typ instalace a barva rámu.
- Stav a kvalita opracování hran.
- Pozice a umístění povlaků na skle.
- Stáří skla a jeho teplotní únavový faktor stárnutí.
Ukázky kritických situací zastínění v praxi: a) částečně stažené vnější žaluzie; b) slunolam, markýza; c) vnější stínění od stromů nebo předmětů; d) vnitřní stínění jako např. žaluzie, závěsy; e) neprovětrávané prostory v horní části zasklení, kde je šířka menší jak výška L < h.
Závislost vzniku lomu skla na tepelném namáhání
Pevnost skla se v průběhu jeho životnosti mění (klesá) v závislosti na intenzitě a cykličnosti vznikajícího napětí ve skle. Vznik lomu je vždy spojen s velikostí a určitou dobou působení napětí ve hmotě skla a na kvalitě jeho povrchu. Vznik lomu skla vlivem účinku teplotního napětí je závislý na:
- kvalitě povrchu a opracování tabule skla,
- na pevnosti tabule skla na hraně a v ploše (škráby, mušle),
- homogenitě (čistotě skla),
- charakteru pnutí,
- na přítomnosti jiného napětí vyvolaného vlastní tíhou, podtlakem nebo přetlakem v dutině izolačního skla, působení tlaku větru, tlaku lidí, dynamickém nárazu větru nebo osob, vneseném napětí od kroucení rámu nebo tvarových změn nosné části zasklení.
Skleněná výplň je nejčastěji spojena s nosnou konstrukcí pomocí rámu. Sklo je zapuštěné do rámu a tím dochází k rozdílným podmínkám při insolaci (oslunění) celé nebo části tabule skla. Obnažené plocha skleněné výplně podléhá vlivům slunečních paprsků a zahřívá se, avšak obvodová část je schována v rámu. Díky tomu dochází ke vzniku rozdílu tepot v ploše a na okrajích skleněné tabule.
Vlivem ozáření tabule skla slunečními paprsky dochází k tepelné absorpci tohoto tepelného záření do hmoty skla. Toto zahřátí způsobuje vznik tlakového napětí, které je vyvoláno rozdílnou teplotní délkovou roztažností ve středu tabule skla (v místě ozáření), které se šíří směrem k jeho zakrytým okrajům, jež jsou schovány v rámu. Studené okraje tabule skla mají jinou teplotní délkovou roztažnost než ohřáté sklo uprostřed, proto dochází ke vzniku tahového napětí na hranách skla.
Odolnost tabule skla vůči vlivu teplotního napětí je závislá na kvalitě opracování hran. Hrany skla mohou vykazovat různé vady, otěry, odštípnutí, nerovnosti, mikrotrhliny a podlomy, které snižují jejich odolnost proti účinkům tahového namáhání vyvolaného rozdílem teplot v ploše a na hraně skla.
Kvalita opracování hran skla má významný vliv na odolnost skla proti napětí vzniklého tepelným namáháním.
Dotazník pro posouzení rizika teplotního šoku skla
Dříve, než mě budete kontaktovat, tak si prohlédněte dotazník, ve kterém najdete vše, co potřebuji znát k otmu, abych vám mohl udělat kvalitní posouzení rizika lomu skla způsobeného vznikem rozdílu teplot v ploše a na hraně skla.
Expertní výpočty a diagnostické posudky poruch skla vlivem teplotního šoku.
IČO: 74723821
OSTATNÍ SLUŽBY
©2023 Ing. Miroslav Sázovský, IČO: 74723821 | 🧠 Sklenářův druhý mozek