W nowoczesnej architekturze, gdzie dominują wielkie przeszklone powierzchnie, wybór odpowiedniego typu szkła jest niezwykle istotny zarówno ze względów bezpieczeństwa, jak i trwałości konstrukcji. Dwa najczęściej stosowane rodzaje szkła poddawanego obróbce cieplnej to szkło wzmocnione termicznie (zwane także półhartowanym) oraz szkło hartowane. Choć oba rodzaje powstają dzięki podobnemu procesowi obróbki cieplnej, różnią się metodą chłodzenia, właściwościami mechanicznymi i zastosowaniem.
Proces produkcji – wspólne początki, odmienne chłodzenie
Zarówno szkło wzmocnione termicznie, jak i hartowane wytwarza się z tafli szkła float (szkła odprężonego), które po odpowiednim docięciu, obróbce krawędzi i ewentualnym wykonaniu otworów, trafia do pieca hartowniczego. Tam jest nagrzewane do temperatury około 600°C – 650°C (ok. 1100–1200°F), a następnie gwałtownie chłodzone strumieniami zimnego powietrza.
To właśnie prędkość i intensywność chłodzenia decydują o tym, czy powstanie szkło hartowane, czy wzmocnione termicznie:
-
Szkło hartowane – szybkie, intensywne chłodzenie powoduje powstanie wysokich naprężeń ściskających na powierzchni (min. 69 MPa / 10 000 psi) i rozciągających w rdzeniu tafli. Efekt to wytrzymałość mechaniczna 3-5 razy większa niż w szkle odprężonym i bardzo wysoka odporność na szok termiczny.
-
Szkło wzmocnione termicznie – chłodzenie jest wolniejsze, dzięki czemu naprężenia ściskające są niższe (24-52 MPa / 3 500-7 500 psi). Takie szkło jest około 2 razy mocniejsze niż zwykłe szkło float, ale słabsze od hartowanego.
Różnice w wytrzymałości i bezpieczeństwie
-
Szkło hartowane jest szkłem bezpiecznym, które w przypadku stłuczenia rozpada się na drobne, nieostre kawałki, znacznie zmniejszając ryzyko poważnych skaleczeń. Z tego powodu jest wymagane przez przepisy budowlane w miejscach publicznych, np. w drzwiach, kabinach prysznicowych czy oknach narażonych na silne uderzenia.
-
Szkło wzmocnione termicznie nie jest uważane za szkło bezpieczne zgodnie z przepisami, gdyż pęka na większe fragmenty z ostrymi krawędziami. Jednak dzięki temu, że fragmenty te pozostają na miejscu w ramie szyb, ryzyko ich wypadnięcia i skaleczeń jest ograniczone. Stosuje się je tam, gdzie wymagana jest wyższa wytrzymałość mechaniczna, ale niekoniecznie pełne właściwości szkła bezpiecznego.
Zastosowanie
-
Szkło hartowane stosowane jest wszędzie tam, gdzie obowiązują wymogi szkła bezpiecznego, np. w drzwiach szklanych, witrynach sklepów, ściankach prysznicowych, balustradach, a także w meblarstwie i sprzęcie AGD.
-
Szkło wzmocnione termicznie wybierane jest tam, gdzie kluczowa jest dodatkowa odporność na wiatr i szok termiczny, ale bez konieczności spełniania norm bezpieczeństwa. Popularne w dużych przeszkleniach elewacyjnych oraz w elementach laminowanych.
Wady i zalety obu typów szkła
-
Szkło hartowane charakteryzuje się najwyższą wytrzymałością i bezpieczeństwem, ale w przypadku rozbicia fragmenty mogą od razu wypaść z ramy, co wymaga przemyślenia konstrukcji mocowania. Ponadto może być bardziej podatne na spontaniczne pęknięcia spowodowane obecnością wtrąceń, np. siarczku niklu.
-
Szkło półhartowane ma mniejszą wytrzymałość, ale w przypadku pęknięcia fragmenty pozostają na miejscu. Jest mniej podatne na spontaniczne pęknięcia, jednak nie spełnia wymogów bezpieczeństwa.
Podsumowanie
Decyzja o wyborze szkła wzmocnionego termicznie lub hartowanego powinna wynikać z analizy potrzeb projektowych: wymaganej wytrzymałości, bezpieczeństwa, estetyki i zachowania szkła po stłuczeniu. Szkło hartowane jest niezastąpione tam, gdzie ochrona użytkowników ma kluczowe znaczenie, natomiast szkło półhartowane sprawdzi się doskonale tam, gdzie wymagana jest wytrzymałość na obciążenia, ale nie ma konieczności stosowania szkła bezpiecznego.
Dzięki rosnącej dostępności obu technologii, architekci i inwestorzy mają możliwość wyboru optymalnego rozwiązania, które łączy funkcjonalność, bezpieczeństwo i estetykę nowoczesnych budynków.
