Szkło hartowane – definicja i normy hartowanego szkła

Szkło hartowane to szkło poddane specjalnej obróbce termicznej (hartowaniu), której celem jest podniesienie walorów użytkowych szyby (w tym tych związanych z bezpieczeństwem użytkowania), podniesienie jej trwałości i odporności na uszkodzenia mechaniczne. Hartowaniu można poddawać różne rodzaje szkła. Najczęściej jednak obróbce termicznej poddawane jest szkło float – najpopularniejsze w architekturze, powstające poprzez wylewanie go na roztopioną cynę, bezbarwne, z idealnie płaską i równą powierzchnią, bez zniekształceń. Proces hartowania nie zmienia wyglądu zewnętrznego szkła, a o fakcie, że mamy do czynienia ze szkłem hartowanym informuje specjalny znaczek lub naklejka (najczęściej: Safety Glass, ESG, ESG Glass lub Tempered Glass) umiejscowiona na krawędzi szkła lub na jego powierzchni (blisko krawędzi). Takie oznakowanie jest równocześnie informacją potwierdzającą zgodność bezpiecznego szkła z normą PN-EN 12150-1.

Jak powstaje szkło hartowane – czyli jak hartuje się szkło

W procesie hartowania szkło jest ogrzewane do temperatury ponad 600 stopni Celsjusza, a następnie poddawane gwałtownemu, obustronnemu schładzaniu w strumieniu sprężonego powietrza. Podczas hartowania zmienia się struktura szkła, na zewnętrznych powierzchniach szyby powstaje naprężenie ściskające, a wewnątrz – równoważące je naprężenie rozciągające, co pozwala na uzyskanie szyby kilkukrotnie trwalszej i mocniejszej w stosunku do materiału wyjściowego (niehartowanego szkła float).

Szkło hartowane – Norma PN-EN 12150-1

PN-EN 12150-1 Szkło w budownictwie. Termicznie hartowane bezpieczne szkło sodowo-wapniowo-krzemianowe dotyczy hartowanego szkła stosowanego w budownictwie. Zgodnie z przepisami szkło hartowane powinno spełniać określone wymagania jakościowe, które, wraz ze sposobem przeprowadzania stosowanych badań, zostały opisane właśnie w normie PN-EN 12150-1. Szkło / szyby bezpieczne, w przypadku rozbicia, mają ograniczać zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi, co w praktyce oznacza, że w określonych warunkach nie powinny ulegać rozbiciu lub pękać wyłącznie w bezpieczny sposób (szyby hartowane pękają na drobne kawałki o nieostrych krawędziach). Wszyscy producenci szkła są zobligowani do uzyskiwania certyfikatów zgodności jakości produkowanego szkła z wymogami.

Właściwości szkła hartowanego

Szkło hartowane to szkło kilkukrotnie mocniejsze, trwalsze i odporniejsze na uszkodzenia mechaniczne oraz nagłe zmiany temperatur od zwykłego, niehartowanego szkła. Przyjmuje się, że aby stłuc / rozbić szybę hartowaną, trzeba około 5 – 7 razy większej siły w porównaniu do zwykłego szkła. Szkło hartowane jest również dużo odporniejsze na szok termiczny, czyli nagłą zmianę temperatury (wytrzymuje różnice nawet do 200 stopni Celsjusza) oraz nierównomierne nagrzewanie się powierzchni szyby (i wynikające z niego punktowe osłanianie struktury szyby). Ponadto szkło hartowane może być stosowane z powodzeniem na zewnątrz, w skrajnych warunkach temperaturowych – zachowuje swoje właściwości zarówno podczas siarczystych mrozów, jak i temperaturach bardzo wysokich (nawet do 250 stopni Celsjusza).

Szkło hartowane uznawane jest za szkło bezpieczne również ze względu na sposób, w jaki się tłucze. W przeciwieństwie do zwykłej szyby, która po rozbiciu rozpada się na ostro zakończone kawałki różnej wielkości, szyby hartowne po stłuczeniu dzielą się na drobne kawałki bez ostrych krawędzi (ilość i wielkość kawałków jest badana podczas testów jakościowych). Taki sposób rozpadu szkła pozwala na zminimalizowanie zagrożenia dla zdrowia i życia ludzi i zwierząt oraz zmniejszenie ewentualnych strat (przede wszystkim wynikających z uszkodzenia mienia, np. podłogi czy innych elementów konstrukcyjnych).

Szkło hartowane – ESG

Szkło hartowane oznacza się skrótem ESG (z jęz. niem. Einscheiben Sicherheitsglas). To szkło dowolnego rodzaju, w wybranej grubości oraz docelowych rozmiarach i kształcie, które poddaje się opisanej wyżej obróbce termicznej, nazywanej hartowaniem. Szkło hartowane jest uniwersalne i bezpieczne w użytkowaniu, po rozbiciu rozpada się na małe, tępe kawałki.

Szkło hartowane VSG – ESG

Szkło hartowane oznaczane skrótem VSG-ESG (z jęz. niem. Verbund Sicherheitsglas – Einscheiben Sicherheitsglas) to szkło hartowane powstające w wyniku trwałego sklejenia dwóch tafli szkła hartowanego ESG za pomocą specjalnej folii (bezbarwnej lub w kolorze). Dzięki zastosowaniu dwóch szyb hartowanych (jednakowych, najczęściej o grubości od 2 do 6 mm) oraz odpowiedniej folii laminującej (typu PVB, pojedynczej lub wielowarstwowej) – szkło VSG jest maksymalnie trwałe i jeszcze odporniejsze na uszkodzenia mechaniczne. Co najważniejsze, jednak folia umieszczona pomiędzy dwoma szybami, w przypadku rozbicia szyby (jednej lub obydwu) – skutecznie zatrzymuje odłamki szklane, które po prostu trzymają się folii. To cecha niezbędna do tworzenia np. bezpiecznych balustrad schodów. Szyby hartowane VSG-ESG najwyższej klasy posiadają właściwości antywłamaniowe, konstrukcyjne, a nawet kuloodporne.

Szkło półhartowane – TVG

Szkło półhartowane może być alternatywą dla szkła ESG, choć nie jest ono uznawane za tzw. szkło bezpieczne. Najistotniejsza różnica między szkłem TVG a ESG dotyczy siatki spękań, która powstaje w sytuacji zniszczenia tafli. Szkło TVG zamontowane w ramie – pozostaje w niej również po zniszczeniu (szkło ESG rozpada się na bardzo małe elementy, o tępych krawędziach).

Obróbka szkła hartowanego

Wszelkie prace związane z obróbką szklanych tafli, ich docinaniem, szlifowaniem czy wierceniem otworów – należy wykonać przed hartowaniem. Szkła hartowanego nie wolno poddawać żadnym mechanicznym obróbkom. Dozwolone jest natomiast zadrukowanie, dekorowanie, lakierowanie czy oklejanie szkła hartowanego.

Wiercenie otworów w szkle hartowanym

Wszystkie otwory w szkle należy wykonać przed hartowaniem. Zgodnie z wytycznymi, średnica otworów w szkle hartowanym nie może być mniejsza od grubości szkła. Ponadto odległość krawędzi otworów od krawędzi szkła nie może być mniejsza niż dwukrotna grubość szkła, odległość krawędzi otworu od naroża szkła nie może być mniejsza niż sześciokrotna grubość szkła, a odległość między dwoma otworami nie może być mniejsza niż dwukrotna grubość szkła.

Zastosowanie szkła hartowanego

Szkło hartowane sprawdza się wszędzie tam, gdzie konieczne jest zastosowanie materiałów gwarantujących bezpieczeństwo ludziom (np. w galeriach handlowych, nowoczesnych biurowcach, obiektach hotelowych, nowoczesnych budynkach wielorodzinnych) oraz w designerskich i funkcjonalnych aranżacjach rozmaitych wnętrz (np. eleganckich powierzchni handlowych, biur, pomieszczeń socjalnych czy prywatnych kuchni i łazienek). Szyby hartowane znajdują również zastosowanie we współczesnej branży meblarskiej – używa się ich do tworzenia estetycznych i łatwych do utrzymania w czystości blatów w stolikach, frontów meblowych, półek i witryn.

Ze szkła hartownego można tworzyć duże, przeszklone powierzchnie, stanowiące element elewacji budynków, jak i ich wewnętrzne wyposażenie, m.in. nowoczesne ścianki działowe czy przegrody wewnętrzne, kabiny prysznicowe, parawany nawannowe itp. Szyby hartowane służą również do tworzenia przeszkleń w drzwiach wejściowych i wewnętrznych (lub drzwi szklanych – w całości), efektownych witryn bezramowych i przeszkleń w pasażach handlowych,  w miejscach o dużym natężeniu ruchu, np. w budynkach użyteczności publicznej czy galeriach handlowych) oraz efektownych i bezpiecznych schodów ze szklanymi balustradami.

Szkło hartowane na wymiar

Projektując dowolny obiekt, jego fasadę lub wnętrze i planując zastosowanie szkła hartowanego w wykończeniu budynku, bądź jego wnętrz, należy pamiętać, że szkło hartowane jest materiałem sprzedawanym wyłącznie na wymiar. Wszystkie elementy, które mają być wykonane z szyby ESG muszą być docięte i obrobione przed procesem hartowania.

Panele szklane

Panele szklane do tafle szyby ESG, które znajdują zastosowanie przede wszystkim w wykańczaniu wnętrz. Panele ze szkła hartowanego montuje się najczęściej w pomieszczeniach wymagających sięgnięcia po materiały o podniesionej trwałości i odporności na uszkodzenia mechaniczne, zabrudzenia i wilgoć – kuchniach, łazienkach, toaletach publicznych (np. na stacjach benzynowych czy w centrach handlowych), pomieszczeniach socjalnych, nowoczesnych stołówkach itp. Panele szklane gładkie, w dowolnym kolorze, bądź z dowolnym nadrukiem (również z efektem fototapety czy 3D) sprawdzają się również we wnętrzach pełniących funkcje reprezentacyjne – w nowoczesnych salonach, biurach czy salach konferencyjnych.

Porównanie ze Zwykłym Szkłem

W dzisiejszym świecie, w którym technologia i innowacje odgrywają kluczową rolę, materiały, z których są wykonane przedmioty codziennego użytku, są poddawane intensywnym badaniom i doskonaleniu. W tym kontekście szkło hartowane stanowi niezwykle istotny krok naprzód w porównaniu do tradycyjnego szkła. Przejście przez proces termicznej obróbki nadaje mu unikalne właściwości, które sprawiają, że wykracza poza granice zwykłego szkła. W tej sekcji skupimy się na porównaniu szkła hartowanego z jego konwencjonalnym odpowiednikiem, zwracając uwagę na proces produkcji, wytrzymałość, bezpieczeństwo oraz inne kluczowe elementy. Dzięki temu lepsze zrozumienie różnic między tymi dwoma rodzajami szkła pozwoli docenić zalety, jakie szkło hartowane niesie ze sobą:

• Różnice w procesie produkcji:

  • Szkło hartowane przechodzi przez proces termicznej obróbki, w którym jest podgrzewane do wysokiej temperatury, a następnie szybko schładzane. To sprawia, że cząsteczki szkła ulegają intensywnemu napięciu, co z kolei przekłada się na zwiększoną wytrzymałość mechaniczną. W przypadku zwykłego szkła, proces ten nie zachodzi, co sprawia, że struktura cząsteczek jest bardziej przypadkowa.

• Wytrzymałość i bezpieczeństwo:

  • Szkło hartowane charakteryzuje się znacznie większą wytrzymałością na uderzenia i zginanie w porównaniu do zwykłego szkła. W przypadku uszkodzenia, szkło hartowane rozpada się na małe, bezpieczne kawałki o tępych krawędziach, minimalizując ryzyko obrażeń. W przeciwieństwie do tego, zwykłe szkło może pęknąć na ostrych kawałkach, stanowiąc potencjalne zagrożenie dla bezpieczeństwa.

• Trwałość:

  • Szkło hartowane jest bardziej odporne na ścieranie i zarysowania niż tradycyjne szkło. To sprawia, że jest bardziej trwałe i utrzymuje lepszy wygląd przez długi czas. W przypadku zwykłego szkła, delikatność powierzchni sprawia, że jest bardziej podatne na uszkodzenia.

• Odporność na temperatury:

  • Szkło hartowane posiada lepszą odporność na zmiany temperatury w porównaniu do zwykłego szkła. Może być stosowane w miejscach o dużych amplitudach temperatur, gdzie zwykłe szkło mogłoby pęknąć wskutek różnicy temperatur.

Porównanie tych elementów pokazuje, że szkło hartowane wyróżnia się nie tylko zwiększoną wytrzymałością, ale również lepszymi właściwościami bezpieczeństwa, trwałością i odpornością na zmiany temperatury w porównaniu do tradycyjnego szkła.

Podsumowanie

Szkło hartowane (ESG) to szkło bezpieczne, charakteryzujące się wysokimi walorami użytkowymi. Dzięki swoim właściwościom szyba hartowana może być stosowana zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz budynków o rozmaitym przeznaczeniu, prywatnych i komercyjnych, gwarantując zawsze doskonały efekt wizualny i maksymalną funkcjonalność. Szyby hartowane sprawdzają się w miejscach wymagających zastosowania materiałów szczególnie odpornych na uszkodzenia mechaniczne, zabrudzenia, stały kontakt z wodą / wilgocią oraz wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia z dużym natężeniem ruchu (np. w ciągach komunikacyjnych firm, instytucji, galerii handlowych).