Glasstec 2014.10.22-24., Frankfurt, Darmstadt 2014.09.24. városnézés fotói nyomán
Üvegipari szakmai konferencia
Üvegipari újdonságok a düsseldorfi Glasstec kiállításon JAKAB András
Dr. NEHME Kinga Ph.D. (szül.: Pankhardt Kinga)
BME
Debreceni Egyetem
Építőanyagok és Magasépítés Tanszék
Műszaki Kar, Építőmérnöki tanszék
PhD hallgató
egyetemi docens
[email protected]
[email protected]
Társaink:
Dr. Salem Georges NEHME 1 egyetemi docens, BME Építőanyagok és Mg. Tanszék MOLNÁR Péter okleveles építőmérnök, Struktúra Kft.
Glasstec 2014
DISCOVER THE WORLD OF GLASS
„Janus-arcú” teherhordó üvegek, kettősség szerepe a mérnöki tervezésben
2015.04.27.
godssecret.wordpress.com
www.photosofchurches.com
Anglesey, Llandyfrydog, St Tyfrydog's Church homesweetnest.blogspot.com
www.empireposter.de
Nagy méretű üvegek Fejlesztések az építészeti igényekhez alkalmazkodva
Nagy méretű homlokzati üvegek
Nagy méretű hőszigetelő üvegek:
Megengedett lehajlások korlátozása (pl. L/100 lehajlás korlátozás 2,5 m-es táblaméretnél 25 mm):
optikailag ne keltsen veszély érzetet,
vízelvezetési, lejtési problémák,
szabad peremek feszültségei, lehajlás korlátozásának szükségessége.
hőszigetelő üveg táblák tömítéseinek folytonosságának biztosítása.
Jumbo méretét is meghaladó különlegesen nagyméretű üvegek 15 m × 3,2 m
SEDAK GmbH & Co. KG (Németország)
2015.04. 27.
7
NorthGlass (Kína) is kiállította a 3.00 m × 11.20 m nagyméretű üvegét, mely 2×12 mm vastag, biztonsági laminált üveg volt ún. low iron HS 70 bevonattal ellátva. A NorthGlass cég által gyártott üvegméret a 3.30 m × 18.00 m.
legnagyobb
elérhető
Tájékoztatásul megjegyezzük, hogy a kiállított üveg tömege 2 tonna!
Glas Marte Gmbh (Ausztria) bemutatta a világon egyedülálló önhordó, hidegen alakított hőszigetelő üvegét.
Vékony üvegek Kémai edzés Alumínium-szilikát üvegek Fejlesztések a mechanikai tulajdonságok javítása érdekében
Szilárdsági – Tartóssági kérdések Egyrétegű
üvegek Laminált üvegek (üveget és lamináló anyagot befolyásoló tényező) Befolyásoló tényezők pl.: o Felületi karcolások (gyártáskor, szállításkor, beépítéskor, használat során…) o Élmegmunkálás hatása o Felületkezelés o Savmaratás, homokfúvás o Bevonatok (pl. keramikus stb.) o Környezeti tényezők (pl. üveg korrózió)
Az üveg időbeni teherbírás csökkenése
Szilárdsági – Tartóssági kérdések
Egy rétegű üveg: rideg anyag Tartóssági kérdések (tartóssági kérdések pl. víz kedvezőtlen hatása, hőkezelés kedvező hatásai) Üvegek sérülései (repedés statisztika, Weibull-féle statisztikus mérethatás, kritikus repedések LEFM) Méretezésnél (alakváltozási, szilárdsági, tartóssági kérdések) Megtámasztások problémája
Lehajlás: y
h nem lineáris (nagy méretű hőszigetelő üvegek, membrán hatás, feszültségek -> sarkok irányába rendeződő -> repedéskép -> nő Crack Size Design (törésmechanikai jellemzők) jelentősége
Kitekintés: üveg anyagi ridegségének csökkentése,
anyagi összetételi lehetőségek:
struktúrájának módosítása pl.Al2O3
Feszültség intenzitási tényező módosult: Griffith (1920) óta 0,54 MPa∙m1/2-ről 0,75 MPa∙m1/2-re nőtt a gyártási eljárások fejlődésével
Tartószerkezeti lehetőségek (pl. feszített szerkezetek előnyei - hátrányai)
Vékony üvegek Kémailag erősített alumínium szilikát üvegek
SCHOTT kémiailag edzett alumínium-szilikát üvege
Xensation® Cover néven
• AGC vékonyüveg termékei (vegyi eljárás): AGC DragontrailTM X és LeoflexTM
Vékony laminált üvegek alkalmazása: mozgatható, összecsukható tető, Gorilla Glass, Corning Incorporated, USA (egy réteg vastagsága 0.7 mm; a laminált üveg: 5 kg/m2)
Teherbíró üvegek Fejlesztések a teherbíró üvegek maradó teherbírása érdekében
Maradó teherbírás
Lamináló anyagok fejlesztése a maradó teherbírás érdekében faraone cég (Olaszország) SentryGlass® Plus (SGP fólia) és az XLAB fóliával gyártott termékei
Előtető üvegezésének tönkremenetelt követő viselkedése a különféle lamináló fóliák hatására (legfelül SGP+40 kg/m, középen XLAB+80 kg/m, alul szokványos fóliák)
Befolyásoló tényezők 9
gyanta
Erő F (kN)
6
7,94
7,81
üveg: 2×6 mm
7
6,30 5,35
20 mm/min
5 4
2,87
2,75
3
2,09
2,05 1,66
2
0,87 0,80 0,51 0,91 0,43 0,500,61
1 0
0 0
5
10
15
20
25
1,18
0,92
30 35 40 45 50 Lehajlás, y (mm)
1,37 1,58
55
60
9 -20°C ;+23 °C;+60 °C
8
Erő, F (kN)
6,64
EVA fólia
6
1,78
65
70
6,58
20 mm/min
5
Lamináló anyag thermo-mechanikai jellemzői
Hőmérséklet hatása
Alakváltozási jellemzők
Tapadási jellemzők
1,90
75
80
„3.4 Tézis: Laminált üvegek környezeti osztályai „
E_12mm_23°C E_2_F_-20°C E_2_F_23°C E_2_F_+60°C F_2_F_-20°C F_2_F_23°C F_2_F_+60°C E_2_D_23°C
7,94 7,16
üveg: 2×6 mm
7
E_12mm_23°C E_2_R_-20°C E_2_R_23°C E_2_R_+60°C F_2_R_-20°C F_2_R_23°C F_2_R_+60°C E_2_D_23°C
-20°C ;+23 °C;+60 °C
8
4 3
2,87
2,30 2,30 2,25
2
0,680,80 0,81 0,86 0,85 0,51
1 0
0 0
0,43 0,41 5
10
15
20
2,38 1,88
25
0,99
30 35 40 45 50 Lehajlás, y (mm)
1,37 1,58 1,88
55
60
65
70
75
80
Pankhardt Kinga (PhD kísérletek, 2007 BME)
Apple Store, Frankfurt
Darmstadtium, 2014
Városfal (új elővárosi rész) alapjait 1697-től Ernst Ludwig von Gießen fektette le. (Ernst Ludwig von Gießen: 1892-1918 Főherceg Hessen-Darmstadt, Rhein.)
Alakos üvegek
MyZeil Bevásárló központ Frankfurt am Main, Németo. 2002-2009
Hajlított üvegek
22
Hajlított üvegek Interaktív üvegezések – LED - WIFINAPELEM
Mellvéd üvegezések, megtámasztó szerkezetek
Két jellemző üveg mellvéd rögzítési kialakítás a) Pontmegfogásos szerelvények, b) folyamatosan alul furatlyukakon át
Mellvéd üvegezések
25
Apple Store, Frankfurt
Modern tartószerkezetek
Üvegfödémek tipizálása Üvegfödémek Szokványos tartószerkezet (hajlított szerkezeti elemekkel) nem üveg anyagú (acél, vasbeton, fa stb.)
üveg (pl. gerenda, pillér, lépcső)
Modern tartószerkezet (húzott, nyomott szerkezeti elemekkel) nem üveg anyagú (acél, vasbeton, fa stb.)
Üveg (pl. rudak)
Integrált száloptikai szenzorokkal ellátott hidegen hajlított üveg
2.4 m hosszú 0.8 m széles és 5 m-es rádiuszra hajlított üveg
BGT Bischoff Glastechnik AG, Bretten FBGS Technologies GmbH, Jena GuS – Präzision in Kunststoff, Glas und Optik GmbH & Co. KG, Lübbecke INGLAS Produktions GmbH, Friedrichshafen Technische Universität Dresden
Drezdai Műszaki Egyetem Épületszerkezeti Intézetének valamint a Thiele Glas Werk és KL-megla GmbH
Járható feszített üvegszerkezet 9 m-es fesztávú, melyet a két oldalán, 2×2×12 mm-es VSG üveglapok között futó 24 mm-es átmérőjű sodronykötél feszít alá.
Repedések a nyomott zónában
Tartóssági kérdések
Kapcsolatok nyomott zónája
Feszített szerkezetek kérdései (saját feszültségi állapot, ill. belsõ erõk átrendezése)
31
TVT GmbH és a Pizai Egyetem közösen mutatták be szabadalmaztatott üvegtartójukat, mely elnevezése „Trave Vitrea Tensegrity” .
TVT S.R.L. VITARELLI VITO SPA COLLESALVETTI (LI), ITALY
Üvegoszlopok Tipizálhatók a keresztmetszeti típusok szerint: Egyszerű keresztmetszet:
sík lapokból felépülő keresztmetszet,
kör keresztmetszet
Összetett keresztmetszet, sík lapok által határolt
négyzetes alaprajzú,
kereszt alaprajzú
33
2015.04. 27.
ÉPÍTÉSI ÜVEGEK ÚJRAHASZNOSÍTÁSA Fejlesztések a környezetvédelem érdekében
www.dreamstime.com
A3, Autobahn, Németország
Síküvegek újrahasznosítása
Síküvegek összetétele
benne újrahasznosított üveg
Laminált üvegek újrahasznosítása Mikroemulziós rétegszétválasztás
Alkalmazási területek
Lamináló anyagok szétválasztása
Tenzidek (felületi feszültséget csökkentő anyagok)
Laminált üvegek (üveg/műanyag)
Napelemek
Karton dobozok (pl. alumínium/műanyag/ papír szétválasztása)
csomagolóanyagok
http://www.saperatec.de
38
Szakmai konferenciák és bemutatók Bemutatók (special shows):
- Glass technology live - Crafts center - Handwerk LIVE
- Facade Center - Autoglass Arena - Glass art - efnMobil Konferenciák: - Solar meets Glass (2 napos) - International Architecture Congress (1 napos)
- engineered transparency (2 napos)
39
Forrás: http://glasstec.de/ (2015.04.15)
engineered transparency Konferencia nyitó előadások Jan Knippers (német) John Kooymans (kanadai) Cristoph Timm (amerikai)
Winfried Heusler (német)
Forrás: http://toochee.postr.hu/uvegkalitkaban-a-semmi-felett/ (2015.03.09)
Szekciók Üveg és szerkezeti fa
Homlokzat és építészeti tervezés Szerkezeti üveg
Forrás: http://www.uniglas.net/uniglas-facade-facade-glass.html (2015.04.15)
Forrás: http://www.glassonweb.com/articles/article/871/ (2015.04.15)
Szerkezeti üveg Delamináció húzási teszteknél Robbanás által keltett légnyomás hatása Szerkezeti üvegek tesztelése Hidegen hajlított üvegek
42
Szerkezeti üveg Üvegoszlopok
Üvegoszlopok kihajlási vizsgálata Kísérleti elrendezés
44
Kísérleti terv Kísérleti állandók: - NaSiO2 anyagú - Keresztmetszet: „I” - Próbatestek névleges szélessége: 80 mm - EVA fólia; v=0,38 mm - 80-as Shore A keménységű gumilemez - Befogás hossza: 95 mm - Hőmérséklet: normál szobahőmérséklet
Próbatestek jelölései: Példa: H_2(4.4)_2_920_1 - H: Hőkezelt üveg - 2(4.4): 2×4 mm-es laminált üveg - 2: A próbatest sorszáma - 920: Névleges próbatest magasság [mm] - 1: Terhelési sebesség [mm/min]
Kísérleti változók: - Üveg: Float, TVG (hőkezelt) - Próbatestek névleges magasságai (hossza): 1000 mm 920 mm 840 mm - Üveg rétegek száma és vastagsága: Egyrétegű: 8 mm 12 mm Kétrétegű: 4.4 mm+0,38 mm 6.6 mm+0,38 mm 8.4 mm+0,38 mm Háromrétegű: 4.4.4 mm+2×0,38 mm - Terhelési sebesség: 1,0 mm/min 0,5 mm/min
Terhelési állapotok
Terhelési állapotok: 1.
Első stabil szakasz
2.
Instabil szakasz
3.
Második stabil szakasz
Számítási eredmények - Allen (1969), Sattler et al. (1974), Zenkert (1997) - J. Blaauwendraad (2007) - Figyelembe vett befogási tényező (Relatív kapcsolati viszony) (n=?)
4
DL DO
- A terhelés során a befogási tényező értéke változik Ncr
Df Lcr
4
2
DO Lcr
2
1
DO Df Lcr
2
2
f1 f2
f1 ff f2 Ncr ( 1 ) Ncr.L Ncr.U
47
Építészeti, funkcionális üvegek Fejlesztések a privát szféra védelmében
Öntisztulást segítő bevonatok (nanotechnológia) Korrózió védelem Szélvédő üvegek
Crystal liquid réteg
Üveg művészet
51
Referenciák Jakab András, Nehme Kinga, Molnár Péter, Salem Georges Nehme, „Beszámoló a 2014. évi düsseldorfi Glasstec kiállításról”, ÉPÍTŐANYAG 66:(2014/4) pp. 131-135. (2015) JAKAB András , NEHME Kinga , NEHME Salem Georges , „Fracture behaviour of glass columns”, In: Schneider Jens , Weller Bernhard (szerk.), Engineered transparency: Glass facade energy . Konferencia helye, ideje: Düsseldorf , Németország , 2014.10.21 -2014.10.22. Düsseldorf: 2014. pp. 103-113. (ISBN:978-3-86780-402-8) Nehme Kinga , Nehme Salem Georges , Jakab András, „Üveg oszlopok kihajlása”, In: Pokorádi László (szerk.), Műszaki Tudomány az Észak-kelet Magyarországi Régióban 2013: konferencia előadásai . 518 p. ( Elektronikus Műszaki Füzetek )
Műszaki Tudomány az Észak-Kelet Magyarországi Régióban (ISBN:978-963-7064-30-2) Pankhardt Kinga „Load bearing glasses: Testing of construction glasses”, Saarbrücken: LAP Lambert Academic Publishing, 2012. (ISBN:978 52 3 8473 2191 0)
Köszönjük a figyelmet!
JAKAB András BME Építőanyagok és Magasépítés Tanszék PhD hallgató [email protected]
Dr. NEHME Kinga Ph.D. (szül.: Pankhardt Kinga) Debreceni Egyetem Műszaki Kar, Építőmérnöki tanszék egyetemi docens [email protected] STRUKTÚRA KFT. Mob.:06 30 444 88 75
http://www.cmog.org/event/studio-faculty-presentations-27
