Skleněné tvárnice a inovativní využití skla v architektuře

Sklo a architektura se v posledních dekádách těší až symbiotickému vztahu. Sklo se v architektuře obvykle uplatňuje zejména díky své průhlednosti. Odvážnější realizace ale ukazují, že pro svou vysokou pevnost v tlaku může fungovat i jako nosný prvek. Když uvažujeme o využití skla v architektuře, můžeme luxfery a cihličky Re3 Glass považovat za pokrevní sestřenice.

Historie a současnost skleněných tvárnic

Využití skla v architektuře je obvykle limitováno možnostmi floatového (plochého) skla. Do architektury ale sklo proniká i v podobě vitráží nebo luxferů, tedy skleněných tvárnic s vnitřním prostorem naplněným vzduchem.

Historické tvárnice Falconnier

V pozdních letech 1880 architekt a inženýr Gustave Falconnier [1845-1913] ve švýcarském Nyonu vynalezl novou formu skleněného stavebního bloku nebo "skleněné cihly" (německy glasbausteine, francouzština brique de verre). Při výrobě, po ochlazení horkého vzduchu uvnitř tvárnice, vznikalo částečné vakuum, které zajišťovalo na svou dobu vynikající izolační vlastnosti. Dřívější skleněné tvárnice, jako jsou Siemens a Deutsche luxfer Prismen-Gesellschaft, nebyly duté, ale byly vyrobeny jako tradiční zdicí cihly (ale bez spodní plochy).

Duté, vzduchotěsné provedení Falconnier, laureát Světové výstavy v Chicagu 1893 a Pařížské expozice 1900, mělo hned několik výhod. Patent koupila a uvedla jej na trh v Anglii pro realizaci kleneb a okenních výplní. Falconnier design byl velký obchodní úspěch. Cihly jsou vzácné i dnes, a ještě existující realizace jsou ještě vzácnější. Všechny cihly Falconnier jsou označeny reliéfem, obvykle "FALCONNIER / DEP FRANCE BELGIQUE + nnn / FRANCIE", kde nnn je číslo stylu, nejčastěji 8 či 9. Pro dokončení čtvercových otvorů byla každá cihla vyrobena i v ¾, ½ a ¼ velikosti. Většina cihel byla slabě nazelenalá s modrým nádechem "aqua", což je obvyklá barva skla vyrobená z písku s kontaminací železa. Ostatní barvy byly k dispozici za příplatek: čiré pro lepší propustnost světla a dekorativní barvy jantaru, zelená, modrá a (opál) milkglass (všechny barvené ve hmotě).

Vyrábíme a dodáváme repliky historických skleněných tvárnic FALCONNIER, a to na základě realizace projektu TROJHALÍ Ostrava z roku 2014, kde jsme vytvářeli dobové repliky. Replika tvárnice vznikla z původní tvárnice FALCONNIER Nr. 8.

Čtěte také: Praktické řešení pro kuchyňské obklady

Moderní energeticky úsporné skleněné tvárnice

Naše společnost představuje novou ES skleněnou tvárnici s inovativní "energeticky úspornou" technologií, která snižuje tepelnou propustnost skleněných tvárnic (luxfer) na polovinu oproti klasickým skleněným tvárnicím řady Basic. Výhodou této novinky je, že díky snížení tepelné propustnosti skleněné tvárnice lze tento stavební prvek využít i pro stavbu velkých ploch, celých zdí či celých budov. Výsledkem je kompletně prosvětlený prostor interiéru s úspornou spotřebou energie na vytápění. Další výhodou je fakt, že skleněná tvárnice (luxfera) je 100 % recyklovatelný materiál. Klasická skleněná tvárnice je svařena plamenem ze dvou vylisovaných půlek.

Systém je založen na výrobě sklobetonového panelu dle požadavku klienta. Každá stěna je vyráběna jako originál, nejedná se tedy o sériovou výrobu, kdy je zákazník limitován předem vyrobeným dílcem. Díky své variabilitě je tento systém nejoblíbenější variantou. Lze ho použít na rovné i obloukové stěny, rohové stěny i horizontální plochy, do interiéru i exteriéru. Končí-li stěna v prostoru, je možné použít ukončovacích i rohových tvárnic. Dodatečné spárování umožňuje volit z cca 30 barevných odstínů spár. Panel se vyrábí z betonu B20 s příměsí vlákna Harbourite (0,9kg/m3), na výztuž ve spárách (v obou směrech) je použita tř. oceli 10 425 resp. 10 505 (Bst 500/550) o průměru 6mm.

Montáž se provádí pomocí lepení stavebním lepidlem. Pro kotvení je použito kovových kotev, kterými je panel již ve výrobě opatřen a natloukacích hmoždinek k přichycení k souvisejícím konstrukcím. Pro výplň mezer se používá Pu pěna nebo těsnící provazec. Vzhledem k rozdílným vlastnostem rozpínavosti obou materiálů a určité rozměrové toleranci skleněných tvárnic je minimální šíře spáry 0,3-0,5cm nebo 0,8-1cm. U obloukových stěn je šířka spáry dodržena u vnitřního rozměru. Díky výztuži po obvodu panelu je okraj panelu minimálně 1,5cm. Krycí vrstva konstrukční betonářské výztuže je dle ČSN 7001201- změna 2/94, tab.17. Panel musí být osazen, aby měl minimálně na dvou protilehlých či přilehlých stranách podpory k zachycení účinku tlaku a náporu větru, přičemž šířka uložení je min. 50mm. Od okolních konstrukcí musí být oddělen dilatační spárou. Panel musí být usazen tak, aby nebyl namáhán či deformován okolními konstrukcemi.

Inovativní systém cirkulárních skleněných tvárnic Re3 Glass

Nyní se o slovo hlásí i skleněné cihličky Re3 Glass. Unikátní systém cirkulárních skleněných tvárnic Re3 Glass představila na pražské konferenci Sketch the Change! jedna ze dvou autorek projektu Telesilla Bristogianni. Konference pořádaná knihovnou materiálů matériO Prague proběhla 6. června 2019 a byla zaměřena na uplatnění principů cirkulární ekonomiky v kreativním odvětví.

Vlastnosti a výhody Re3 Glass

Re3 Glass se může pochlubit tím, že v případě potřeby lze realizaci z tohoto materiálu rozebrat a komponenty později znovu využít. Ale luxfery je nutné k sobě pojit maltou, takže jsou později pro potenciální druhotné využití znečištěny. Kvůli tenkosti svých stěn zároveň nemohou sloužit jako nosná příčka. Stěna z komponentů Re3 Glass drží pohromadě pouze díky své geometrii a plně využívá vysoké pevnosti v tlaku skla. Nepotřebuje žádné další opěrné systémy z kovu nebo jiných stavebních materiálů. Průsvitnost a viditelná vnitřní struktura zodpovědná za stabilitu celé stěny pak může v exteriéru i interiéru přinést zajímavou přidanou hodnotu.

Čtěte také: betonová nebo skleněná schodiště

Na rozdíl od projektu Crystal Houses z roku 2016, kde jsou skleněné cihly pojené jednosložkovým transparentním akrylátovým UV pojivem, se systém Re3 Glass totiž snaží klasickým pojivům vyhnout. Tato designérská strategie vychází z představy cirkulárního produktu. Na konci životního cyklu má totiž podle autorek jít o snadno rozebíratelný a znovu využitelný materiál: „Abychom předešli maximálnímu namáhání, klademe mezi cihly vrstvu gumy. Děláme těsnění všech vnějších spár pomocí slabého elastického tmelu, který může být na konci životního cyklu snadno odstraněn. Vnější těsnění je velmi důležité, abychom zamezili vniknutí vody, špíny, řas a dalších nečistot do vnitřních prostor stěny.“ Guma pomáhá redukovat i drobné výchylky teplotní roztažnosti různých recyklovaných skel použitých ve stěně.

Další výhodou těchto litých skleněných komponentů je fakt, že mohou na rozdíl od „dvourozměrného floatu“ architektuře nabídnout nová zábavná trojrozměrná řešení. Z jednotlivých komponentů specifických tvarů lze skládat komplexní struktury, kde do sebe jednotlivé části zapadají a vytvářejí zámkové spoje.

Díky různým velikostem a vlastnostem střepů mají autorky projektu k dispozici značnou škálu vizuálních efektů. „Použijeme-li sklo nadrcené na prášek, získáme hutné pěnové sklo. Pokud vezmeme větší střepy, jsou výsledkem jakési vnitřní barevné závany. Paleta možností je velmi široká a čím více experimentů děláme, tím širší škálu variací máme,“ říká Telesilla Bristogianni.

Termoregulace a materiálové složení

Z hlediska termoregulace ve srovnání s komponenty Re3 Glass naopak obstojí spíše luxfery. „Pro vylepšení termoregulačních vlastností našich panelů je stále ještě třeba další výzkum. Jednou z cest je například zkombinovat naše cihly s tenkým fotovoltaickým filmem za účelem shromažďování energie pro topení či ochlazování. Ostatní myšlenky pracují s pórovitostí vlastního materiálu,“ komentuje Faidra Oikonomopoulou.

V rámci naplnění cirkulárního modelu Oikonomopoulou a Bristogianni jako vstupní surovinu využívají typy skla, které se obvykle nerecyklují. Při výrobě prototypů zpracovávají odpadní ploché extra čiré sklo, televizní obrazovky, borosilikátové laboratorní či kuchyňské potřeby nebo třeba i dekorativní olovnaté sklo. „Zmíněné typy skla se systematicky nerecyklují. Jejich receptura totiž není kompatibilní s většinou skla, které se běžně recykluje (jde hlavně o obalové sklo, tedy lahve a sklenice na uchování potravin), nebo jsou znehodnocené povrchovou úpravou z jiného materiálu či lepidly. Je překvapující, kolik kvalitního materiálu je kvůli tomu ve výsledku znehodnoceno,“ komentuje situaci druhotného zpracování skla Bristogianni.

Čtěte také: Luxfery a jejich praktické využití

Výroba a budoucí potenciál

Prototypy cihliček Re3 Glass vznikají tavením v sádrových formách, postupuje se podobně jako u výtvarné disciplíny skleněné tavené plastiky. Ve větším objemu by tento postup byl velmi nákladný. Otestované prototypy tak mají nakonec být vyráběny litím do ocelových či grafitových forem. Nejistotu v budoucí produkci může představovat i samotná vstupní surovina, u níž může být problematická právě stálost složení a pravidelné dodávky potřebného množství. V případě velkoobjemovější či standardizované produkce se zachování cirkulárních cílů, které si Re3 Glass klade, zdá být poněkud obtížné z několika příčin.

Zajímavě by však tento systém mohl fungovat v oblasti limitovaných sérií, zakázkové výroby či lokálního zpracování odpadu. Možná by mohlo jít o jakousi „recepturu“, podle níž lze přetavit v pánvových pecích lokální menšinový skleněný odpad a odlít z něj tvarově specifické komponenty. Ty by mohly sloužit pro nejrůznější architektonická řešení jako fasády, interiérové příčky, okna, klenby či sloupky. Lokální zpracování odpadu by mohlo prospět i jistému architektonickému folkloru. Tak, jako jsou dnes pro lidovou architekturu Železnobrodska typické břidlicové střechy a štíty, mohly by se lokálně začít vyskytovat třeba interiérové příčky z olovnatých recyklovaných strukturálních panelů.

Sklo jako nosný prvek v architektuře

Známým příkladem, kdy v architektuře sklo získalo roli hlavního nosného prvku, je fasáda amsterdamské stavby Crystal Houses, která vznikla díky spolupráci holandských studií MVRDV a Gietermans & Van Dijk a Glass & Transparency Group Technické univerzity v Delftu. Tradiční pálené cihly v tomto případě zčásti nahradily ručně lité skleněné cihly, které se až na úrovni druhého patra živelně vpíjí mezi klasickou pálenou cihlu. Podobný záměr se skleněnou litou cihlou měl v minulosti i architekt Peter Zumthor, který tento materiál zamýšlel pro projekt nové městské věže v německém Isny. Pro jeho projekt byly za asistence firmy Happy Materials a severočeské sklárny vyvinuty skleněné ručně odlévané cihly, které prošly testováním na ETH v Curychu a ve Stuttgartu. Skleněná věž v Isny ale nakonec nevznikla.

Srovnání skleněných tvárnic

Energetická náročnost a recyklace

Při hledání ekologicky šetrných řešení je třeba mít na paměti, že tepelné i mechanické zpracování skla bývá ze své podstaty velmi energeticky náročný proces. Z hlediska spotřeby energie je však méně náročné roztavit do požadovaného tvaru sklo hotové, než těžit a tavit primární suroviny a vyrábět sklo nové. Recyklace je tedy krok správným směrem. Zároveň víme, že sklo nelze přetavovat donekonečna bez určitého podílu primárních surovin, které při každé tavbě částečně mizí a které podporují tavení. Jednorázové přetavení jinak skládkovaného skleněného odpadu, jehož neobvyklou variantu nabízí projekt Re3 Glass, zní jako zajímavý model. Jeho autorky stojí za obdivuhodným kusem práce a nezbývá než Re3 Glass popřát další úspěšný vývoj. Zajímavé bude v tomto případě i posouzení celého životního cyklu produktu (LCA - Life Cycle Assessement) a jeho přijetí ve stavebnictví.

tags: #sklenene #tvarnice #karpem #informace

Oblíbené příspěvky:

• Kompletní průvodce plochými střechami
• Jak na OSB podlahu?
• Návod na výrobu dřevěného srdce
• specialista na zednické práce Přelouč
• izolace fasády EPS 70 F