U radu je prikazano stanje na području konstrukcija od nosivog stakla i proces pripreme osnova za nove europske harmonizirane standarde iz obitelji Eurokoda. Prikaz strategije razvoja novog Eurokoda za konstrukcije iz stakla, prikaz organizacije budućih aktivnosti i prvog okvirnog sadržaja budućeg standarda u kojem će se posebna pozornost posvetiti sigurnosti.
Zadnjih tridesetak godina naglo se povećava upotreba nosivog stakla u građevinarstvu. Usmjerenost suvremene arhitekture i uvođenje novih materijala u konstrukcijske sisteme povećali su zanimanje za staklo kao materijal, koji pored odličnih mehaničkih svojstava, ima i osobine kakve ne srećemo u ostalih materijala. Tradicionalno poimanje stakla kao materijala koji se koristi kao nenosiv, u smislu primjene za konstrucijske elemente, naglo se mijenja, pa postoje primjeri uspješne izvedbe staklenih konstrukcija mostova, stubišta, međuetažnih konstrukcija, nosivih zidova, stupova i greda. Problem krtosti stakla i neotpornosti na udarce rješava se višeslojnim laminiranjem.
Inače, povećanje primjene stakla u građevinarstvu ograničeno je zbog nedostatka odgovarajućih propisa, koji bi projektantima i izvođačima omogućili širu primjenu stakla i osigurali građenje konstrukcija odgovarajuće sigurnosti. Nedostatak propisa ograničava također i sustavnije uvođenje problematike građenja sa staklom u nastavne programe tehničke struke. Problem može riješiti koordinirana suradnja industrije, organizacija zaduženih za standardizaciju, certifikacijskih organa i stručnjaka s instituta i sveučilišta uz potporu organa Europske Unije, koji su zaduženi za daljnji razvoj tehničke regulative. Okvir takvoj suradnji daju zahtjevi važeće Direktive o građevinskim proizvodima (89/106/EC) [1] i posebice »Guidance Paper L« [2] na osnovu kojeg je Europska komisija izdala posebnu preporuku (2003/887/EC) u vezi sa uvođenjem i uporabom Eurokoda. Na osnovu navedene preporuke je EU Joint Research Center – Ispra organizirao suradnju međunarodne grupe od trideset stručnjaka iz četrnaest europskih zemalja, koji su putem rezultata vlastitih istraživanja, izmjene informacija između članova skupine i više zajedničkih sastanaka, pridonijeli izradi dokumenta [3] i [4], koji je omogućio pokretanja aktivnosti za pripremu prijedloga novog Eurokoda za projektiranje i građenje konstrukcija iz stakla.
Na svjetskom tržištu je (podaci za godinu 2008) količina ravnog stakla iznosila približno 50 milijuna tona (oko 6,3 milijardi m2 ravnog stakla), što je proizvođačima donijelo oko 21 milijardi eura. Oko 70% količine potrošilo se na prozore i vanjske ovoje zgrada, 10% za automobilsku industriju, 20% za pokućstvo i ostale dijelove unutrašnjosti zgrada (slika 9). Prije nastanka financijske krize, koncem 2008. godine predviđalo se da će porast proizvodnje i potrošnje ravnog stakla iznositi oko 4% godišnje. Tržišta Sjeverne Amerike, Europe i Kine trošila su oko 70% proizvedene količine stakla. Najzrelije je europsko tržište gdje se proizvede najveća količina proizvoda s visokom dodanom vrijednošću.
U zadnjim je godinama većinu ravnog stakla niže kvalitete zamijenilo ravno visokokvalitetno staklo proizvedeno postupkom flotacije, koji je godine 1952. izumio Sir Alastair Pilkington. To se staklo na tržištu pojavilo 1967. godine. Tvrtka Pilkington je još uvijek u tehnološkom vrhu što dokazuje i nedavno puštanje na tržište prvog samoočiščujećeg stakla ActivTM sa slojem kojim se kontrolira utjecaj sunčanog svijetla na unutrašnjost zgrade. Nove vrste ravnog stakla su također energetsko učinkovita stakla s niskim stupnjem emisije, lamelirana sigurnosna stakla i zvučno izolacijska lamelirana stakla.
Samo četiri svjetske kompanije proizvedu više od 60% ravnog stakla . U godini 2008. oko 93% svjetskih proizvodnih kapaciteta je prodano naročito zahvaljujući velikoj potražnji u Kini. Od toga, dvije kompanije imaju sjedište u Japanu (NSG Group/Pilkington i ASG/Asahi), jedna u Europi (Saint-Gobain) i jedna u SAD (Guardian). Tolika koncentracija proizvodnje u samo četiri kompanije sa sobom nosi i probleme kartelnog udruživanja i zajedničke kontrole cijena što se i dogodilo godine 2008, kad su ta četiri proizvođača morala Europskoj Komisiji platiti kaznu od 486 milijuna Eura.
Prednapinjanjem stakla postižu se povećani zahtjevi u pogledu sigurnosti i nosivosti. Termički prednapeto staklo razlikuje se od potpuno prednapetog stakla (kaljeno prednapeto sigurnosno staklo, ESG) i djelomično prednapetog stakla. Kemijski prednapeto staklo nastaje izmjenama osobina na površini stakla uranjanjem u vruću kupelj solne taljevine. Za razliku od termičkog prednapinjanja mogu se obrađivati i zakrivljene površine. Može biti vrlo tanko i koristi se prije svega u automobilskoj industriji.
dr.sc. Vlatka Rajčić, dipl.ing.građ.
Mislav Stepinac, dipl.ing. građ.
Dean Čizmar, dipl.ing.građ.
Suautorica ovog članka (V. Rajčić) član je te grupe i voditelj je nacionalnog znanstveno-istraživačkog projekta Kompozitni nosivi sustavi drvo-nosivo staklo i drvo-čelik, 082-1491823-1463. Ovim se putem zahvaljujemo Ministarstvu znanosti, obrazovanja i športa Republike Hrvatske za financijsku potporu istraživanjima potrebnim za daljnji razvoj novog Eurokoda za konstrukcije iz stakla, a time i odazivu na preporuku Europske komisije (2003/887/EC), koja je citirana u Uvodu ovog članka.
LITERATURA:
[1] Prijedlog zakona o građevnim proizvodima s konačnim prijedlogom zakona (NPPEU 2008.), Ministarstvo zaštite okoliša, prostornog uređenja i graditeljstva, Zagreb, lipanj 2008, www.vlada.hr/hr/content/download/54156/757296/file/27_05.pdf
[2] Guidance Paper L – Application and use of Eurocodes
http://ec.europa.eu/enterprise/construction (slijediti vezu Guidance Papers / Position Papers)
[3] Žarnić, R., Tsionis G., Gutierrez, E., Pinto, A., Geradin, M., Dimova, S.: Purpose and justification for new design standards regarding the use of glass products in civil engineering works, Support to the implementation, harmonization and further development of the Eurocodes, JRC Scientific and Technical Report, ISSN 1018-5593, EUR 22856 EN – 2007, Luxemburg. http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/showpage.php?id=631
[4] EUROCODES – Building the future, http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/home.php
[5] Pilkington and the flat glass industry 2008, Pilkington NSG Group Ltd., St. Helens, 2008, http://www.nsggroup.net/ir/index.html
[6] Jean-Armand Calgaro, J-A.: The Eurocodes: General overview – Principles, new developments and future challenges, Os novos Eurocodigos estruturais, Lisabon, LNEC, 26. Nov. 2008
http://estruturas2008.lnec.pt/20_document/S1.pdf
[7] NBNS 23-002– Vitrerie, Norme belge, Bureau de Normalisation, Bruxelles, april 2007, http://www.chassisernst.be/documents/NBN_S_23-002;2007(F).pdf
[8] CSTC/WTCB: Une NIT consacrée aux ouvrages particuliers en verre . Laboratoire ‘Eléments de toitures et façades’, Bruxelles, 2008; http://www.cstc.be/homepage/index.cfm?cat=publications&sub=bbri-contact&pag=Contact20&art=285
[9] Schittich, Staib, Balkow, Schuler, Sobek: Glass Construction Manual, Munich 1999.
[10] Structural Engineering International, Volume 14, Number 2
[11] Jan Wurm: Glass structures – Design and construction of self supporting skins, 2007.