Fereastra - Portal de afaceri - revista de specialitate pentru furnizorii de sisteme si producatorii de tamplarie din PVC, Aluminiu si lemn stratificat cu geam termoizolant. Aici gasiti informatii utile despre: ferestre, usi, pereti cortina, termopane, geam termopan, etc.

Montajul structural al sistemelor de geamuri termoizolante prin intermediul adezivilor pe baza de silicon (SSG) pentru realizarea fatadelor cortina comerciale reprezinta o practica des utilizata, fiind preferata de proiectanti in special datorita aspiratiei arhitecturale de a avea o suprafata continua si neteda de sticla in elevatia cladirilor. Performantele termice si de securitate imbunatatite (de exemplu, rezistenta sporita in caz explozie) sunt de obicei mentionate ca un avantaj pentru acest tip special de sisteme. Elementele de fatada de tip SSG sunt foarte complexe din punct de vedere structural, datorita existentei mai multor surse intrinseci de incarcare a sistemului. De aceea, expertii recomanda proiectarea astfel incat sarcina data de panoul vitrat sticlei sa nu fie transferata in cordonul de silicon structural. Intrebarea care se pune la momentul actual este daca acest deziderat poate fi transpus in practica. 

 

In acest context, este importanta identificarea si discutarea tuturor provocarilor, pentru a asigura o mai buna intelegere a complexitatii sistemelor SSG. Influenta tensiunilor induse din cauza greutatii proprii a pachetului vitrat reprezinta o problema ce necesita o analiza atenta, pentru a determina cu precizie comportamentul pe termen lung al structurii. Solutia vitrarii structurale folosind sistemele de instalare pe baza de silicon este utilizata in industria constructiilor de mai bine de 50 de ani. In intervalul 1970 - 1990, standardele internationale ETAG 002 si ASTM C1401 au reglementat modelarea realizarii imbinarilor structurale ale panourilor de sticla prin ecuatii simplificate, descrise la capitolul cadrelor metalice. Normele mentionate anterior ofera o metoda eficienta de calcul pentru unitatile verticale realizate din sticla float, avand o forma dreptunghiulara si fiind lipite printr-un cordon perimetral de silicon de profilele portante. Aceste tipuri de panouri prezinta deviatii limitate, fiind supuse sarcinii din vant, greutatii proprii si tensiunilor induse de variatiile de temperatura. Utilizarea siliconului structural a crescut semnificativ de-a lungul ultimelor decenii, metoda respectiva fiind preferata conexiunilor mecanice datorita multiplelor avantaje pe care le ofera aceasta tehnologie. Sistemele asamblate structural ofera, in principal, beneficii estetice, asigurand totodata avantaje legate de termo - fonoizolare si rezistenta la explozie. De asemenea, garanteaza diminuarea varfurilor de sarcina datorita distributiei uniforme a incarcarilor. De-a lungul timpului, tehnologiile disponibile s-au dezvoltat semnificativ in industria fatadelor, concomitent sporind complexitatea proiectelor si, in mod automat, provocarea data de proiectarea imbinarilor SSG pentru noi configuratii de sisteme si conditii de sarcina. Utilizarea analizei FEM (a elementelor finite) a oferit proiectantilor o metoda fiabila si precisa pentru a estima comportamentul mecanic al conexiunilor de sticla-metal, realizate prin intermediul materialelor adezive.

 

Geamurile structurale utilizate in aplicatiile de inginerie a fatadelor utilizeaza un adeziv pe baza silicon pentru a atasa pachetele la reteaua de montanti - traverse (realizate in mod tipic din aluminiu). Imbinarile de tip siliconic pot fi proiectate pentru a asigura distributia optima atat a sarcinilor dinamice, cat si a celor permanente sau statice, pentru a le transfera in conditii de siguranta dinspre sticla spre elementul portant prin intermediul etansantului structural. Desi, siliconul poate fi utilizat pentru a rezista la sarcini permanente, in cadrul ansamblurilor de tip SSG acesta nu este un scop in sine, intrucat capacitatea de a se opune unor incarcari statice este de 10 ori mai mica decat cea de a rezista la sarcini dinamice. Controlul calitatii este cel mai critic element in vederea asigurarii performantei etansantului. Prin urmare, sigilarea structurala este, de obicei, aplicata intr-un mediul controlat al unei instalatii de productie, unde factori externi, cum ar fi praful, temperatura si umiditatea relativa a aerului reprezinta conditii ce pot fi controlate si monitorizate. Producatorii unor astfel de sisteme aplica proceduri speciale si transmit recomandari specifice utilizatorilor, care trebuie respectate pentru a asigura aderenta, intarirea si umplerea corespunzatoare a articulatiilor. In general, este de dorit limitarea utilizarii SSG pe santier, in special din cauza dificultatilor intampinate in ceea ce priveste controlul conditiilor de mediul si monitorizarea. Prin urmare, utilizarea siliconului structural este cel mai des intalnita in cazul elementelor modulare de fatada, unde sticla este lipita in mediul controlat al unei fabrici. Mai trebuie mentionat faptul ca, de regula, la proiectarea sistemelor modulare cu geamuri structurale, efectul sarcinilor permanente (date de masa proprie a sticlei) este ignorat, pornindu-se de la presupunerea ca acestea au un comportament similar celor asamblate prin intermediul unor sisteme mecanice de prindere, in care elementul vitrat este plasat in contact direct cu profilul, iar ulterior sarcinile se transfera prin montanti si traverse catre structura de suport, prin intermediul consolelor. Intrebarea legitima care se pune este daca acest fenomen are loc inclusiv in cazul SSG, adica daca aceste sisteme sunt acoperite in ceea ce priveste sarcinile din greutatea proprie.

 

Pentru a intelege comportamentul sistemelor SSG, este necesara investigarea cu atentie a secventelor de instalare structurala a vitrajelor in cadrul elementelor modulare de fatade, care are loc in unitatile de productie. Practic, procesul include: asezarea cadrului din aluminiu pe bancul de lucru, plasarea pachetului vitrat in rama respectiva, curatarea si amorsarea suprafetelor de contact, aplicarea siliconului structural, uscarea acestuia si transportul in zona de depozitare. Pentru a investiga comportamentul real al panoului modular sub forte de incarcare gravitationala, in momentul in care elementul in cauza este ridicat de pe bancul de lucru se realizeaza o analiza neliniara pe baza unui model FEM, pornind de la urmatoarele premise: riglele si montantii se considera elemente unidimensionale; panoul din sticla si elementele din jurul sau sunt proiectate ca fiind componente bidimensionale; siliconul structural si piesele de montare se considera unidimensionale, cu forte individuale de forfecare si rigiditate axiala; din punct de vedere dimensional, inaltimea este de 4.400 mm (cu o zona de spandrel de 1.000), iar latimea de 1.500 mm; unitatea este suspendata in colturile superioare si sprijinita in cele inferioare; sarcina gravitationala este singura luata in considerare; analiza este exclusiv static neliniara. Rezultatele procedurii arata ca incarcarea studiata este divizata intre cordonul de silicon si elementele ramei, distributia exacta variind in functie de rigiditatea siliconului, a cadrului, de rezistenta la indoire a traversei si de etanseitatea legaturii dintre sticla si suport. Devierea verticala absoluta a traversei va induce o inclinare a acesteia, pe directia axei minore, ceea ce va genera incarcari suplimentare in cordonul de silicon si va influenta tensiunea verticala atat in partea superioara, cat si in cea inferioara a planului sticlei. Urmatorul pas pentru a intelege comportamentul real al sistemelor modulare cu geam structural este constituit de analiza comportamentului dupa instalare. 

 

Dupa cum se preciza anterior, incarcarile permanente sunt "blocate" la nivelul siliconului structural atat datorita procesului special de asamblare, cat si a comportamentului real al sistemelor modulare. Prin urmare, efectul tensiunilor permanente asupra siliconului nu poate fi neglijat si trebuie luat in considerare in timpul fazei de proiectare. Intrucat elementele componente sunt lipite si intarite in pozitie orizontala, atunci cand panoul de fatada este ridicat, greutatea sticlei este distribuita intre rama si siliconul structural (raportul de incarcare fiind o functie de rigiditatea componentelor respective). Este foarte dificil sa se evite existenta unor solicitari permanente pe siliconul structural si de aceea proiectantii trebuie sa fie familiarizati cu complexitatea sistemelor vitrate structural si particularitatile acestora. De aceea, se recomanda ca designul tuturor componentelor sa ia in considerare toate aspectele mentionate anterior. Rezultatele analizei comportamentului real al sistemelor de fatade cu geamuri structurale trebuie utilizate pentru a estima cu acuratete actiunile asupra acestor componente si pentru a evalua corect adecvarea lor structurala. Exista mai multe modele de lucru disponibile in literatura de specialitate, folosite in prezent in practica inginereasca, iar in cadrul fiecareia dintre ele apare corelatia dintre tensiuni si rigiditate pentru niveluri reduse de deformare (sub 12,5%). In cazul in care acest valori cresc, se recomanda folosirea unor modele hiperelastice, care sa reprezinte mai fidel reactiile materialului.