dr hab. inż. Marcin Kozłowski
dr hab. inż. Marcin Kozłowski

Rozmawiamy z dr hab. inż. Marcinem Kozłowskim, prof. PŚ na temat projektu pt. „Innowacyjne rozwiązania dla szkła laminowanego mocowanego punktowo o zwiększonej nośności pokrytycznej”, finansowanego przez NCBR w ramach projektu LIDER XI.

Działalność naukowa dra hab. inż. Marcina Kozłowskiego, prof. PŚ skoncentrowana jest przede wszystkim na zagadnieniach związanych z konstrukcjami szklanymi, obciążeniami dynamicznymi, zachowaniem szkła w podwyższonej temperaturze i w warunkach pożarowych, kompozytami szklano-drewnianymi, lepko-sprężystymi cechami klejów konstrukcyjnych i folii do laminowania szkła oraz numerycznym modelowaniem kruchego zniszczenia szkła i innych materiałów (np. pianobetonu i konstrukcji murowych).

Szkło, dzięki swoim cechom mechanicznym i walorom architektonicznym wydaje się dziś jednym z najatrakcyjniejszych materiałów budowlanych. Jednym z typowych zastosowań szkła są daszki szklane nad wejściami do budynków. Są one szczególnie odpowiedzialnymi elementami, ponieważ są bezpośrednio związane z bezpieczeństwem użytkowników budynków. Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury i Budownictwa w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie ze stycznia 2018 roku, zadaszenie szklane powinno posiadać konstrukcję pozwalająca na przeniesienie potencjalnych obciążeń, które może spowodować upadek okładzin elewacyjnych, szyb lub okien.

Czy szkło można nazwać najatrakcyjniejszym materiałem budowlanym? 

Kontakt wizualny użytkowników obiektów budowlanych z zewnętrznym środowiskiem i dostęp do naturalnego światła są bardzo ważnymi czynnikami psychologicznymi, które mają pozytywny wpływ na zdrowie i jakość życia osób mieszkających i/lub pracujących w budynkach. Idea ta znajduje odzwierciedlenie w obecnych trendach w architekturze, które koncentrują się na minimalizowaniu granic między otoczeniem zewnętrznym budynku a jego wnętrzem. Wykorzystanie szkła w budownictwie wpisuje się również w ideę zrównoważonego rozwoju dzięki możliwości jego recyklingu i nowoczesnym technologiom, pozwalającym na oszczędność energii konsumowanej przez budynek, jak również możliwość jej produkcji. 

Odpowiadając na pytanie, to oczywiście zależy od gustu, ale osobiście uważam, że szkło jest jednym z najważniejszych materiałów w nowoczesnej architekturze. Zajmuję się nim naukowo i zawodowo od 8 lat i wciąż zaskakuje mnie każdego dnia. 

 Jakie cechy i walory posiada szkło? 

Pod względem architektonicznym szkło jako materiał budowlany charakteryzuje się wieloma cechami, z których najważniejszą jest transparentność. Kolejną cechą szkła jest jego dekoracyjność, która zależy od geometrii kształtowania elementów oraz z wydobywania z nich plastyczności, jak również wykorzystania jej powierzchni w celach znaczeniowych lub medialnych. Jako materiał budowlany, szkło charakteryzuje się kruchością, wysoką wytrzymałością na ściskanie, relatywnie wysoką wytrzymałością na rozciąganie, trwałością i odpornością na czynniki środowiskowe. 

Czy zadaszenie szklane to trudna konstrukcja? (w kwestii mocowana, obciążenia) 

Największym wyzwaniem inżynierskim w przypadku szklanego zadaszenia jest zapewnienie bezpieczeństwa użytkowników budynków – w końcu takie elementy są zamontowane bezpośrednio nad ich głowami. Szkło jest materiałem kruchym, a tym samym bardzo wrażliwym na lokalne koncentracje naprężeń, które naturalnie powstają w okolicach łączników punktowych. W przypadku przeciążenia elementu lub intencyjnego zarysowania szkła, spowodowanego np. aktem wandalizmu, szklany element pęka w ułamku sekundy. Dlatego zapewnienie bezpieczeństwa w stanie pokrytycznym (zarysowanym) jest kluczowym wyzwaniem dla szklanych zadaszeń. 

 Główny cel projektu? 

Głównym celem projektu badawczego jest opracowanie innowacyjnego i bezpieczniejszego, w porównaniu z obecnie stosowanymi systemami, rozwiązania dla szklanych zadaszeń mocowanych punktowo. W ramach projektu przewidziano wykonanie szerokich badań eksperymentalnych i numerycznych skupionych głównie na badaniu szkła zarysowanego. Stan pokrytyczny to stan pracy szklanego elementu wykonanego ze szkła laminowanego, w którym jedna tafla lub dwie są zarysowane (spękane). Powinien on być w dalszym ciągu bezpieczny dla użytkowników w określonym czasie w celu umożliwienia ich ewakuacji, jak również zabezpieczenia miejsca awarii.  

 Czy w projekcie będą wykorzystane metody numeryczne? 


Oczywiście, metody numeryczne są standardową, obok badań eksperymentalnych, metodą badawczą. Dzięki modelom numerycznym można zaplanować eksperyment unikając realizowania zadania badawczego metodą prób i błędów. Taki model pozwala również zrozumieć zjawiska zachodzące podczas eksperymentu, zazwyczaj niewidoczne gołym okiem. Poza tym, zwalidowany model numeryczny może służyć do analizowania zbliżonych zagadnień bez konieczności prowadzenia kosztowych badań niszczących.     

Gdzie  nowatorskie rozwiązanie będzie mogło być jeszcze zastosowane? 

Rozwiązanie będzie miało zastosowanie praktycznie dla wszystkich szklanych elementów mocowanych punktowo, tj. szklanych fasad, stropów, czy balustrad.  

 Na co mogą przełożyć się wyniki? 

Wyniki projektu będą miały szerokie grono odbiorców. Efektem projektu będzie zdobyta nowa wiedza, która podniesie świadomość producentów szkła i firm montażowych w zakresie tego typu rozwiązań. Dodatkowo pozwoli ona na podniesienie jakości oferowanych przez nich produktów i usług. Na projekcie skorzystają również odbiorcy ostateczni, czyli użytkownicy budynków, ponieważ szklane elementy będą bezpieczniejsze, a ich zachowanie bardziej przewidywalne. 

Dziękujemy za rozmowę i życzymy dalszych sukcesów.

Sebastian Wach

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Wpisz komentarz!
Wprowadź swoje imię

*