építészet : környezet : innováció

Üvegfelületek extra magas épületeken

A nagy szilárdságú üveglapok, amelyek csúcstechnológiával készülnek, napjaink magas épületeit és felhőkarcolóit borítják. Az épület teljesítménye szempontjából ezek ugyanolyan fontos szerepet játszanak, mint a beépített beton és acél. Vajon a megaszerkezetek kivitelezése esetén melyek az igazi kihívások és milyen megoldásokat kínál a Guardian Glass üveggyártó cég?
 

Ha a megaszerkezetek tervezéséről beszélünk, mindenképpen meg kell említenünk a műszaki megoldások tekintetében azokat a fő kihívásokat, mint a szélterhelés, a hőmérséklet- és magasság-különbségek, valamint a páralecsapódás.

Az alacsonyabb emeleteknél, a talajszinthez közel a fák és a környező épületek felfogják a szelet, viszont ahogy az épület megamagasra növekszik, ezek az akadályok eltűnnek és a toronyra a szél teljes, csillapítatlan ereje hat. Emellett a szupermagas épületek külső héja esetén, csaknem a teljesen felületét tekintve, a tervezők a széles és magas üvegtáblákat részesítik előnyben. A hatalmas üvegtábláknak pedig nagyon erősnek és az extrém magasságokban is ellenállónak kell lenniük, miközben az épületben tartózkodók közérzete és komfortja érdekében a tervezésnél kompenzálni kell a méretükből adódóan beáramló hatalmas fénymennyiséget.

A legismertebb és legérdekesebb felhőkarcolok többsége olyan helyen található, ahol eleve komoly hőterhelésnek vannak kitéve: Közel-Kelet, Afrika és Délkelet-Ázsia sivatagos részein. Ezen megamagas épületek esetén semmi sem blokkolja az azokat érő napsütést, hiszen teljes terjedelmükben a környező épületek fölé magasodnak. Tehát nem meglepő, hogy egy felhőkarcolóban még az év leghidegebb hónapjaiban is a légkondicionálás adja az energiaköltségek oroszlánrészét.


A „mega-magas” épületek üvegezésének technikai kihívásai - illusztráció: Adrian Smith + Gordon Gill Architecture/Jeddah Economic Company

 

Páralecsapódás ellen

Amikor az épület kívülről nyáron rendkívül forró és párás, belül pedig megy a légkondicionáló, akkor fennáll a kockázat, hogy az üvegtáblák külsején páralecsapódás jelenik meg. Alacsony emisszivitású üveget belső üvegtáblaként alkalmazva megelőzhető, hogy a hideg az épület belsejéből kijusson a külső üvegtáblára. A hőkezelés (edzés vagy előfeszítés) miatt pedig az üveg akár ötször ellenállóbb lesz a szélsőséges szélterhelésekkel és hőmérséklet-különbségekkel szemben.

 

Az üveg szerepe a hővisszaverésben

A helyi éghajlat valódi kihívást jelent az üvegre nézve mind a feszültség, mind a behajlás szempontjából, a forró, párás, sivatagos régiókban, ahol napközben a hőmérséklet akár az 50°C-t is elérheti. A dombok és a környező építmények az intenzív hőséget napközben javarészt elnyelik, éjszaka viszont ezt a hőt folyamatosan kibocsátják. Ebben a helyzetben megoldást jelent az úgynevezett alacsony emisszivitású (Low-E) üveg, amely segít megakadályozni, hogy a nagy hullámhosszú sugárzás az épületbe jusson. Ezért is kedveltek az ilyen épületek esetén az olyan Low-E üvegek, mint például a Guardian SunGuard Neutral 60. A közhiedelemmel ellentétben a Low-E üvegek nem csupán a hideg éghajlaton nyújtanak megfelelő műszaki megoldást, de a közvetett hősugárzás éjjeli és nappali blokkolásának és visszaverében is jelentős szerepet játszhatnak.


A „mega-magas” épületek üvegezésének technikai kihívásai - fotó: Maria Kraynova, dreamstime.com

 

Magasságkülönbség: az igazi kihívás

A „mega-magas” épület legfelső és legalsó pontja közötti magasság- és hőmérséklet különbség miatt nyomáskülönbség lép fel, amely a hőszigetelő üvegeknél behajlási, alakváltozási problémákat okozhat. A Burj Khalifa projektnél külön kihívást jelentett még a hőszigetelő üvegek gyártási és beszerelési levegő-hőmérséklete közötti különbség: a gyártás januárban 26°C hőmérsékleten történt, a beszerelés pedig a 48°C-os augusztusban. A hőszigetelő üvegek feszültségével és behajlásával kapcsolatos számítások a Guardian Glass műszaki szakértői számára lehetővé tették, hogy meghatározzák a megfelelő üvegvastagságokat az épület különböző magasságaiban beszerelendő üvegekhez.

Bár a magas épületek dinamikai alakját úgy tervezik, hogy csökkentse a szélörvények leválása miatt fellépő szerkezeti terhelést, az üveg vastagsága is fontos tényező. A Burj Khalifa üveghomlokzata akár 250 km/órás szélnek is ellenáll, a Jeddah Tower üvegrendszere pedig törés vagy szivárgás nélkül elviseli a torony 2,5 méteres sugarú kilengését. A felhasznált üveg vastagsága attól függ, hogy az épületen milyen magasságban építik be. Szintén kritikus fontosságú a hőkezelés (edzés vagy előfeszítés), mivel hatására az üveg akár ötször ellenállóbb lesz a szélsőséges szélterhelésekkel és hőmérséklet-különbségekkel szemben.

Guardian Glass

Guardian Glass