דמו - יעוץ והנדסה, יועצי אלומיניום ומעטפת בניין

מאמרים ומידע

- מהירות הרוח ולחץ הרוח על מעטפת וחזיתות בניין

מאת: יונתן יולביץ

בשנים האחרונות הפכה מעטפת הבניין הבנויה מקירות מסך משולבי זכוכית לאחד הפיצ'רים המשמעותיים בבנייני משרדים, ציבוריים ולאחרונה אף בבנייני יוקרה למגורים. כמו כן כתוצאה משיטת הבנייה של ימינו, קודם שלד, אחר כך מעטפת, ובסוף עבודות פנים וגמר, הפכה מעטפת הבניין לאחת ההוצאות המשמעותיות בפרויקט.

מאמר זה ידון בהבדלים, ביתרונות ובחסרונות בין שתי שיטות עיקריות בקירות מסך

שיטת Unitize System בעברית ניתן לכנות שיטה זו בשם "קיר מסך מבני"

שיטת Stick System הרגילה המכונה בעברית "שיטת העמודים" או "שיטת הסולמות"

כמובן שבכל שיטה ישנן מערכות רבות ושונות אך מאמר זה ידון בהבדלים העקרוניים בין שתי השיטות וינסה לתת אינדיקציות לבחירה נכונה בין השיטות הנ"ל.

בארה"ב, באירופה ובחו"ל משתמשים בעיקר ב Unitize System לבניינים איכותיים ויוקרתיים אך בישראל ממעטים להשתמש בשיטה זו בעיקר מסיבות של חוסר ידע, חוסר הבנה והפרשי עלות בלתי סבירים. שיטת Unitize נתפסת כשיטה יקרה יותר משיטת הסולמות אך כפי הנראה לא כך הוא. לעומת זאת אין עוררין כי קיר מסך בשיטה זו הוא מוצר איכותי יותר.

במאמר זה אנסה להסביר את השוני העיקרי בין שתי השיטות.

לאחר בניית שלד הבניין (מבטון או פלדה) מתקינים על השלד את קירות המסך המהווים למעשה את הקיר החיצוני של הבניין על כל המשתמע מכך.

נתחיל בהסבר קצר על הליכי הייצור וההתקנה.

שלבי העבודה בקיר מסך סטנדרטי בשיטת העמודים / הסולמות Stick System הם:

שלבים המבוצעים במפעל הייצור:

חיתוך פרופילי אלומיניום, עמודים וקורות הרוחב למידות.
ביצוע עיבודים, ניקובים וחיבורים
חיבור שני עמודים על ידי מספר קורות הרוחב (נוצר סולם)
הנחת אטמי הזיגוג

המשך העבודה מתבצע בשטח

ההתקנה בשטח מבוצעת מצידו החיצוני של הבניין, תוך שימוש בפיגומים בנויים או תלויים

התקנת עוגנים על הצד החיצוני של רצפת הבטון
חיבור הסולמות המוכנים לעוגנים
חיבור קורות רוחב בין הסולמות (כך נוצר גריד שלם). בשלב זה מבצעים איטום בחיבורים בין קורות הרוחב לעמודים.*
התקנת אזורי הספנדרל (האזורים האטומים) ומחסומי האש. בשלב זה מבצעים איטום בהיקף הספנדרל למסגרת האלומיניום.*
התקנת הזכוכית בעזרת תפסים זמניים
ביצוע איטום בין הזכוכית למסגרת האלומיניום (במידת הצורך על פי סוג קיר המסך)
הרכבת סרגלי הזכוכית החיצוניים
הרכבת כיסוי סרגלי הזכוכית

* כתוצאה מלחץ הרוח, חיבורי הקורות לעמודים וכן חיבור ואיטום אזור הספנדרל מהווים אחת הנקודות הבעייתיות ביותר בחדירת מים ורוח בכל סוגי קירות המסך. הסבר על כך במאמר על שיטות השוואת לחצים בקירות מסך.

שלבי העבודה בשיטת קיר המסך המבני Unitize System הם:

שלבים המבוצעים במפעל הייצור

חיתוך פרופילי האלומיניום , עמודים וקורות הרוחב למידות
ביצוע עיבודים, ניקובים וחיבורים
חיבור מסגרת הפאנל והקורות ואטימת החיבורים בדבקים תעשייתיים
הנחת אטמי זיגוג EPDM או אחרים
הרכבת לוחות הספנדרל, פחים, והגנות אש
הרכבת הזכוכית והדבקתה בעזרת סיליקון סטרקטורלי למסגרת האלומיניום (הדבקה סטרקטורלית בחלק מסוגי הקירות)
הרכבת סרגלי הזכוכית.

בשלב זה הפאנל מוכן על כל חלקיו ונשלח להתקנה בבניין.

פעולות שמבוצעות בשטח.

התקנת קיר המסך מבוצעת מתוך הבניין ללא שימוש בפיגומים.

התקנת עוגנים, בדרך כלל על גבי רצפת הבטון
תליית היחידות המוכנות על העוגנים.

בשלב זה קיר המסך גמור לחלוטין והאזור סגור ומוכן למסירה.

כמו שניתן לראות מהתהליכים שפורטו לעיל, אחד היתרונות הגדולים בשיטת Unitize הוא קבלת מוצר שבוצע כולו במפעל הייצור להבדיל משיטת העמודים בה תהליך הרכבת קיר המסך מבוצע למעשה כולו על הבניין בשטח. יתרון משמעותי נוסף הוא מסירת קומות סגורות מייד עם תלית הפאנלים.

להלן טבלא המפרטת את היתרונות והחסרונות בשתי השיטות.

הליך	שיטת סולמות Stick System	קיר המסך המבני Unitize System
זמן התארגנות	קצר, ניתן להתחיל התקנה תוך כחודשיים מהזמנה	ארוך, תחילת התקנה תוך כארבעה חודשים מהזמנה
פיגומים	יש צורך בפיגומים בנויים או תלויים	אין צורך בפיגומים
משך התקנה בבניין	ארוך, שיטת העבודה בשלבים נמשכת זמן רב עד לסגירת הבניין	קצר מאוד, הקומה סגורה וגמורה מייד עם תליית הפאנלים המוכנים מראש.
כיוון התקנה	בגלל התלות בפיגומים ומספר השלבים בהם צריך לחזור לאותו אזור כיוון ההתקנה הוא לגובה בשדות ברוחב 10 עד 16 מטר	לרוחב הבניין, קומה אחר קומה.
ייצור	למעט חיתוך והכנת הפרופילים, רוב העבודה מתבצעת בשטח על הבניין	כל הייצור מבוצע במפעל הייצור.
התקנה	בשלבים כפי שתואר לעיל	תלית פאנלים בלבד.
בקרת איכות ייצור	בשטח, על הבניין.	בקרת איכות במפעל
מראה ועיצוב	גמיש מאוד ומאפשר כמעט כל סוג חזית. בקירות סטרקטורל יש צורך בגימור בפסי סיליקון בחזית.	גמיש, מתאים במיוחד לחזיתות אחידות. בכל השיטות גימור נקי עם חריצים נקיים ללא סיליקון או אמצעי הדבקה חיצוניים
אפשרויות שילוב אלמנטים	ניתן לשלב אלמנטים ארכיטכטונים מכל הסוגים ופחים. אפשר אך לא נוח לשלב אבן. ניתן לשלב חלונות מכל סוג.	ניתן לשלב אלמנטים ארכיטכטונים מכל הסוגים ופחים. נוח מאוד לשלב אבן וחומרים נוספים. ניתן לשלב חלונות מכל סוג.
חוזק סטטי	ניתן לתכנן לכל חוזק	ניתן לתכנן לכל חוזק
מראה מתוך הבניין	עמודים וקורות ללא חריץ	עמודים וקורות עם חריץ לאורך העמודים.
תנועות בניין והתפשטות תרמית	עמידות טובה בתנועות בניין מושגת על ידי תפרי התפשטות בין העמודים ורווח מתוכנן בין הזכוכית למסגרת האלומיניום מתאים לתנועות בניין סבירות במבנים בעלי שלד בטון	עמידות מצוינת בתנועות בניין ללא כל רעשים נלווים מושגת על ידי חיבורים טלסקופיים בין היחידות ועוגנים גמישים. מתאים גם לתנועות בניין גדולות בבניינים גבוהים בעלי שלד פלדה או שלד בטון דרוך.
רעידות אדמה ותנועות בניין אופקיות	בתנועות בניין אופקיות שלד קיר המסך יעמוד בכבוד אך הסיכוי לשבר הזכוכית גבוה יותר כתוצאה מעיוותים דיאגונאלים של מסגרות הזכוכית.	בתנועות בניין אופקיות הפאנלים בשלמותם מחליקים למעשה על גבי העוגנים הגמישים והחיבור הטלסקופי בין היחידות סופג את מרבית התנועה והאנרגיה. סיכוי טוב יותר שקיר המסך יישאר שלם וללא נזק.
הובלות ושינוע	שינוע מסגרות האלומיניום ופרופילים לבניין והתקנת המסגרת על הבניין. הזכוכית מגיעה ישירות לבניין.	שינוע פאנלים מוכנים במארזים של 6 עד 8 יחידות, הנפת המארזים בשלמותם לקומות לוגיסטיקה, הזכוכית מגיעה קודם למפעל ומורכבת בתוך פאנלים.

חשוב לציין כי בשתי השיטות ניתן להגיע לתוצאות מצוינות כמעט בכל פרויקט, אך בשיטת הסולמות נדרשת תשומת לב רבה הרבה יותר בשטח ולאורך זמן בפיקוח ובקרת איכות קפדנית, דבר שבמפעל ייצור נוח יותר לשליטה ובקרה.

עלות

לסיכום ננתח את הבדלי העלויות בין שתי השיטות

כפי שניתן לראות מהאמור לעיל, תכנון הפאנלים, שיטת החיבור המיוחדת, הליך הייצור המתרחש כולו מראש במפעל, שינוע במארזים, שטח אכסון והתארגנות ועוד, גורמים לקיר המסך בשיטת ה Unitize להיות מעט יקר יותר מקיר הסולמות. אך עלות זו מתקזזת בסופו של דבר לחלוטין על ידי קיצור משמעותי בזמן בניית הפרויקט כולו ומסירת קומות שלמות סגורות במהירות רבה (משהו כמו קומה כל יומיים שלושה) המאפשרת תחילת עבודות פנים ואכלוס בקומות התחתונות בלו"ז קצר ובזמן שבקומות העליונות עדיין עובדים.

בסיכומו של דבר, בניהול פרויקט נכון תוך כדי התייחסות נכונה לזמני התארגנות והתקנת קירות המסך נראה כי קיצור משך הפרויקט כולו בכמה חודשים יוזיל את עלות הפרויקט כולו ושיטת ה Unitize תהיה בסופו של דבר זולה יותר ליזם משיטת הסולמות. והלקוח יקבל כמובן מוצר איכותי יותר.

בכל מקרה, בקבלת החלטה האם כדאי להשתמש בשיטת ה Unitize או שיטת העמודים / סולמות כדאי לקחת בחשבון את מכלול השיקולים כפי שתוארו לעיל ולא רק עלות או מראה.

הכותב הינו מתכנן מערכות, יועץ בכיר ומומחה בעל ניסיון בינלאומי רב שנים בחזיתות ומעטפת בניין וקירות מסך מכל הסוגים, ותכנן כמה מהפרויקטים הגדולים בישראל ובחו"ל כגון: מרכז עזריאלי, שדה התעופה נתב"ג 2000, שדה התעופה בבנגקוק ועוד רבים אחרים.

חזור

זכוכית בחזיתות בניין

מאת: יונתן יולביץ

האדריכלות המודרנית מקנה חשיבות רבה למעטפת הבניין בכלל ולזכוכית בפרט. חזיתות קירות מסך מזכוכית מעטרים את רוב הבניינים המסחריים ולאחרונה גם את מגדלי המגורים היוקרתיים. ולא בכדי.

רואים אותה מבחוץ, רואים דרכה מבפנים, היא מגינה מפני רוח וגשם, מבודדת מחום וקור, מפחיתה רעשים ומשמשת גם כמחסום ומעקה. ועם כל זאת הזכוכית היא בעלת אורך חיים ארוך מאוד, כמעט ללא צורך בתחזוקה ומעניקה שיק יוקרתי לכל הפרויקט.

הטכנולוגיה בייצור זכוכית התקדמה מאוד מאז החלו להשתמש במוצר זה לבניין בשנות ה-20 של המאה הקודמת. הזכוכיות של ימינו יודעות להיות כמעט שקופות ועדיין להגן מפני קרינה וחום. למעשה ניתן להגיע כמעט לכל גוון או אפקט בשילוב עם סינון קרינות כאלה ואחרות. השאלה היא כמה זה עולה ומה הצרכים של הבניין.

האדריכל רוצה שקוף, המיזוג רוצה בידוד, הדייר רוצה שקט, המהנדס רוצה ביטחון, והיזם רוצה בזול.

כיצד מיישבים את כל זאת בזכוכית אחת?

במאמר זה אנסה לתת הסבר קצר על התכונות החשובות בזכוכית וזאת מבלי להיכנס יותר מדי למונחים טכניים מורכבים.

בישראל, מדינה ים תיכונית חמה, המטרות הן למנוע התחממות חלל החדר, סינון קרינות מזיקות ועם זאת לאפשר מספיק מעבר אור ושקיפות, וזאת מבלי להקרין את הקרינה חזרה לסביבה על ידי זכוכית רפלקטיבית מדי. (במדינות קרות המטרה היא הפוכה...) כיצד משיגים זאת?

נתחיל בהסבר קצר על תכונות האור והזכוכית.

האור והחום שעיקרם מהשמש נעים בגלים בעלי אורך שונה, לדוגמא, קרינת UV אולטרה סגול באורך גל 330 עד 380 ננ"מ (ננו מטר = 1x10^-9 מטר) , האור הנראה לעין באורך גל כ 380 עד 800 ננ"מ, IR קרינת אינפרא אדום באורך גל של כ 800 עד 3,000 ננ"מ ועוד. כל אלה ועוד מרכיבים את ספקטרום קרינת השמש.

זכוכית שקופה רגילה מאפשרת מעבר קרינות באורכי גל של עד 2,500 ננ"מ אך לא מאפשרת מעבר קרינות חום בגלים הארוכים יותר. במילים פשוטות, הזכוכית מבודדת מחום וקור אך מאפשרת מעבר קרינות ואור. כיצד אם כך מתחמם חדר המוגן בזכוכית שקופה?

התשובה טמונה בתופעה הידועה כ "אפקט החממה"

הקרינות בגלים הקצרים שכן עוברות את הזכוכית השקופה, ובעיקר קרינת ה IR מחממות את העצמים בתוך החדר, רצפה, קירות, חפצים וכ"ו, אך מכיוון שהזכוכית מבודדת מחום, החום הנפלט חזרה מחפצים אלה איננו יכול להשתחרר חזרה החוצה. וכך חלל החדר מתחמם עוד ועוד. תדרים אחרים בספקטרום החודרים דרך הזכוכית גורמים לנזקים נוספים כגון UV הגורם לשינוי הפיגמנטציה בצבעים (גורם לדהיית הצבע) וכן לנזקים לגוף האדם כתוצאה מקרינות מסרטנות.

אם כך, המטרה הראשונה תהיה להקטין את כמות הקרינה העוברת דרך הזכוכית. על ידי כך נקטין את אפקט החממה וחלל החדר לא יתחמם ונמנע מקרינות לא רצויות לחדור לחלל המגורים. עם זאת לא נרצה להקטין את מעבר האור דרך הזכוכית ולא נרצה להשתמש בזכוכית רפלקטיבית מדי.

ישנן מספר שיטות להקטין את חדירת הקרינות המזיקות

שימוש בזכוכית בעלת החזרת אור. (זכוכית רפלקטיבית), זכוכית צבועה אשר מקטינה את מעבר כל הקרינות או זכוכית מצופה בחומר (בדרך כלל תחמוצות מתכת) המסנן ו/או סופג את הקרינות בצורה סלקטיבית. בשנים האחרונות ישנן תקנות האוסרות שימוש בזכוכית בעלת רפלקטיביות גבוהה מאחר וזה מהווה הפרעה לסביבה.

כמו כן, ישנן שיטות שונות ליצור זכוכיות מסננות קרינה בעלות ציפויים קשים או רכים, זכוכית מצופה (Coated Glass), זכוכית פירוליטית ( C.V.D) , זכוכית High Performance, זכוכית Low-E) Low-Emissivity) ועוד. כל טכנולוגיה בעלת יתרונות וחסרונות משלה, לדוגמא בזכוכית בציפוי רך לא ניתן להשתמש כזכוכית בודדת. חלק מהציפויים הרכים לא מאפשרים טיפול תרמי לאחר הציפוי.

הדרך להשיג את התוצאות הטובות ביותר הינה שילוב של שתי זכוכיות עם מרווח אוויר ביניהן Insulating Glass (בישראל מכונה זכוכית בידודית) בדרך זו ניתן להשתמש בזכוכית כמעט שקופה עם ציפוי רך (בחלק הפנימי של הזכוכית) ומרווח האוויר מהווה בידוד נוסף מפני חום ורעש.

ישנם אינסוף שילובים בין סוגי זכוכית שונים להשגת המטרות שצוינו לעיל. כך גם רמת המחיר. החל מזכוכית זולה שמחירה יכול להיות מעט עשרות דולרים למ"ר ועד זכוכית יקרה שעלותה תהיה מאות דולרים ואף הרבה יותר לזכוכית המשלבת צילון בתוכה.

כדי לדעת לבחור נכון את הזכוכית כדאי לקחת בחשבון מספר נתונים

א. האם החזית פונה לשמש (דרום, מערב).

ב. כמה משטח הזכוכית נראה מתוך הבניין

ג. האם מתוכננים אמצעי הצללה (רפפות חיצוניות)

ד. מה שימוש הבניין, משרדים, מגורים...

ה. מה רמת הפרטיות הנדרשת

ו האם הבניין מיועד להשכרה, למכירה

כמו כן יש להביא בחשבון את הנתונים הטכניים המשפיעים על ביצועי הזכוכית.

לדוגמא:

מעבר האור (Light transmission) - מקובל: 20% - 40% , גדול יותר = טוב יותר

מעבר החום (Total solar transmission) – מקובל: 25% - 50% ,קטן יותר = טוב יותר

רפלקטיביות (Reflectance) – לא רצוי יותר מ 40% ,קטן יותר = טוב יותר

סה"כ מעבר חום (Solar Heat Gain Coefficient) – מקובל: 20% - 40% ,קטן יותר = טוב יותר

מקדם הצללה (Shading Coefficient) - בבנייני משרדים 20 – 40 (מקדם) ,קטן יותר = טוב יותר

ועוד...

ובנוסף כמובן יש לקחת בחשבון את שיקולי האדריכלות והעיצוב, חסימת רעש, וחוזק הזכוכית.

בחירת סוג זכוכית נכון, ציפוי נכון, והרכב נכון ישפיעו בצורה משמעותית מאוד על איכות החיים של הדירים והמשתמשים בבניין, יחסוך אנרגיה במיזוג וחימום וייטב את ההשקעה הכספית במוצר יקר זה.

כאן המקום לציין כי בסופו של דבר, הדרך אפקטיבית ביותר להקטין את רמת הקרינה היא הצללה פיסית של חזית הזכוכית. (על שיטות הצללה במאמר נפרד בנושא)

רעש

האוזן האנושית מסוגלת לשמוע קולות ורעשים בתדרים של בין 20 ועד 20,000 הרץ ובטווח שמיעה של בין 10 עד 150 דציבל. עם זאת רעש ממושך בעוצמה של מעל 110 דציבל יגרום אי נוחות ואף נזק לאוזן. רעשים בתדרים של כ 500 עד 2,000 הרץ מהווים את מרכז השמע ורוב התקשורת הקולית מתרחשת באזור תדרים אלה. עם זאת, רעשים סביבתיים בתדרים הגבוהים יוצרים אי נוחות והפרעה לשמיעה. הזכוכית יכולה לבודד ולהפחית חלק מהרעש הסביבתי וכך ליצור סביבת עבודה / מגורים נוחה ושקטה.

כעיקרון וכלל אצבע: יותר מסה = יותר בידוד מרעש. ככל שהזכוכית עבה יותר כך תבודד יותר מרעש. אך גודל הזכוכית ומיקומה קובע גם הוא. זכוכית גמישה מידי עלולה לתפקד לפעמים כממבראנה ועלולה במקרים מסוימים אף להגביר את הרעש.

שילוב נכון של עובי, מרווח אוויר, זכוכית שכבות ועוד יפחיתו את הרעש בצורה סלקטיבית ועל פי התדרים הרצויים בהתאם לסביבה וליעוד הבניין.

זכוכית בבניין משרדים אמורה להפחית כ 25 - 35 dB ובנייני מגורים כ 30 – 40 dB מהרעש הסביבתי.

בטיחות וחוזק

ברוב המקרים הזכוכית בקיר המסך או אף בחלון תשמש כמחסום מפני נפילה. לכן יש לקחת בחשבון את סוג הטיפול התרמי הנכון, (מחוזקת, מחוסמת) ואת עובי הזכוכית בהתאם לגודלה, מיקומה ולתפקודה. חישוב עובי וחוזק הזכוכית הינו הליך מורכב ומבוצע על פי פקטורים המצוינים בתקנים השונים. ראוי לציין כי פקטורים אלה הינם אמפיריים ומבוססים על ניסויים רבים ומידע רב שהצטבר בתחום זה. רוב הפקטורים מתירים אחוז שבר מינימאלי שבין 4 ל 8 יחידות ל 1000

כעיקרון ניתן לקבל זכוכית ב 3 קונפיגורציות טיפול.

1. ללא טיפול (Annealed) - בשבר, נשארת בחתיכות

2. מחוזקת (Hit Strength) - בשבר, נשארת בחתיכות

3. מחוסמת (Fully Tempered) - בשבר, מתפוררת לרסיסים

זכוכית מטופלת עוברת מספר תהליכים לחיזוק הזכוכית וכן להקטנת אחוז השבר הספונטאני.

כמובן שגם כאן נהוג לשלב בין הקונפיגורציות השונות בהתאם למיקום ותפקוד הזכוכית.

מאמר זה הינו רק תקציר על קצה המזלג בנושא הזכוכית לבניינים גבוהים, נושא הנראה פשוט על פניו אך טומן בחובו ידע רב ואפשריות אינסופיות.

לסיכום ניתן לומר כי ניתן בימינו להגיע להרכב זכוכית אשר תענה על רוב הדרישות כפי שמנינו לעיל אך בחירת הרכב הזכוכית, סוג הציפוי, עובי ומאפיינים נוספים הינם בעלי משמעות רבה מאוד הן תקציבית והן פונקציונאלית ולכן רצוי להיעזר במומחים בתחום זה.

חזור

ננוגלאס - יישומים בענף הבניה

מאת: יונתן יולביץ

ציפוי ננוגלאס על גבי זכוכית הפך בשנים האחרונות למוצר אמין ויעיל במגוון רחב של יישומים, החל משמשות לרכב ועד משטחים סולאריים. תפקידו העיקרי של ציפוי זה הוא למנוע הידבקות של אבק, משקעים ומינרלים על גבי הזכוכית כך שתישאר נקיה ושקופה לאורך זמן ולהקטין את הצורך בניקוי הזכוכית.

לאחרונה התפתחו טכנולוגיות המאפשרות את יישום הננוגלאס על משטחי זכוכית גדולים בעלות סבירה ועם אחריות היצרנים לתקופות שרות ארוכות.

מה זה ננוגלאס?

נתחיל בסקירה קצרה על טכנולוגית הננו.

"ננו" היא למעשה יחידת מידת אורך המבטאת את החלק המיליארד של המטר. כלומר 10-9 מטר. השווה למיליונית המילימטר. טכנולוגיות מקרוסקופיות שונות מאפשרות כיום לפתח חומרים ננומטרים לשימושים שונים ומגוונים. התחום כולו נקרא ננו-טכנולוגיה או בקיצור ננוטק. בתחום זה עוסקים בפיתוח וייצור מוצרים וחומרים בתחומי גודל של ננומטרים בודדים ועד מאות ננומטרים. בחיינו היומיומיים אנו משתמשים מבלי לדעת במגוון רחב של מוצרים אשר שופרו בעזרת טכנולוגית הננוטק. לדוגמא, מחבתות שכלום לא נדבק אליהם ואף בגדים העשויים מסוגי טקסטיל המצופים בציפוי ננומטרי המונע ספיגת מים והופך את הבגד לאטום למים. אך היישומים הקלאסיים אשר הניעו למעשה את הטכנולוגיה ותעשיית הננוטק הם סוגים של חצאי מוליכים ושבבי סיליקון המשמשים בעיקר בענף המעבדים והאלקטרוניקה ונמצאים כיום בכל סמארטפון ומחשב, וכן אמצעים ביומטריים המשמשים בתחום המיקרוביולוגיה ותוצריהם נפוצים כיום ברפואה.

ניתן לייצר חלקיקי ננו כמעט מכל יסוד אך החומרים השכיחים בתעשיה זו הינם סיליקון, פחמן, מתכות (אצילות בעיקר), קוורץ ו גם זכוכית.

קשה להאמין, אך שימוש בחומרים ננומטרים בזכוכית החל כבר לפני יותר מ 2,000 שנה. חרשי הזכוכית הוונציאנים השתמשו בשבבים מקרוסקופיים של מתכות כמו זהב, נחושת וכסף כדי להעניק גוון לזכוכית שייצרו. הם ניצלו את העובדה שחלקיק ננומטרי משנה למעשה את תכונותיו הפיסיקאליות בהתאם לגודלו, ולכן חלקיקי זהב לדוגמה שנוספו לזכוכית בזמן ייצורה הקנו לזכוכית גוון שונה החל מצהוב ועד אדום בהתאם לגודלם.

אין ספק כי טכנולוגית יצור ועיבוד הזכוכית בת ימינו משולבת בטכנולוגיות היי-טק, החל מציפויים מסנני קרינה ועד לציפוי הננוגלאס.

בציפוי זכוכית, מטרת שכבת הציפוי הננומטרית היא למלא את החללים המקרוסקופיים הקיימים על משטח הזכוכית בחומר ננומטרי המבוסס על קוורץ או סיליקון ועל ידי כך למנוע מחלקיקים זעירים להיאחז במשטח הזכוכית. ציפוי הננוגלאס, השקוף לחלוטין, איננו פוגע או מזיק לזכוכית ולציפויים האחרים הקיימים על הזכוכית, ויוצר משטח חלק ואחיד המנצל את התכונות הקפילרית של טיפת המים ולמעשה לא מאפשר את שינוי מתח פני הטיפה ולכן טיפת המים תמשיך להתגלגל במורד הזכוכית מבלי להיאחז בה. חלקיקי האבק והמינרלים המובלים למעשה על ידי טיפת המים ימשיכו ויתגלגלו הלאה עם הטיפה ולא ידבקו לזכוכית. במבט במיקרוסקופ, יראה הציפוי הננומטרי כמו שדה קוצים צפופים הנמצאים במרחקים של כמה ננומטר אחד מהשני. לאחר ציפוי בננוגלאס, ומאחר ומעט חלקיקים נדבקים לזכוכית, הזכוכית תראה מבריקה ונותנת תחושה של "כמו חדש".

ציפוי הננוגלאס מיושם בשתי שיטות עיקריות.

א. בתהליך עיבוד הזכוכית תוך שימוש בתנורים מיוחדים

ב. בהתזה / מריחה על גבי הזכוכית.

שיטה א, מתועשת ומבוצעת בתנאי בקרת איכות טובה ותתאים יותר לציפוי זכוכית לפני התקנתה לבניין. לעומתה שיטה ב, מאפשרת יישום על זכוכית שכבר מותקנת במקומה. כמובן שבשיטה ב יהיה צורך בעובדים מיומנים ובבקרת איכות קפדנית הרבה יותר כדי להגיע לתוצאות אמינות ולאורך חיים נכון.

בשימוש נכון, ניתן כיום לצפות בננוגלאס בצורה די אמינה ובעלות סבירה בניינים שלמים המחופים בקירות מסך, חלונות וקירות זכוכית למיניהם. מאחר והזכוכית מתלכלכת הרבה פחות, היתרונות של טכנולוגיה זו הם בעיקר הקטנת הצורך בניקוי חיצוני של הזכוכית דבר שהוא לפעמים בעיתי ויקר מצד אחד, ואיכות חיים למשתמש מצד שני.

בישראל ישנם מספר יצרנים המספקים ומבצעים את ציפוי הננוגלאס בשתי השיטות האמורות תוך התבססות על חומרים וטכנולוגיות אשר פותחו על ידי יצרנים מגרמניה, יפן ועוד. היצרנים מבטיחים מוצר של לייף-טיים אך רק חלקם נותן אחריות מעשית לתקופות של בין 5 ל 10 שנים. לא כל השיטות מתאימות לכל היישומים ולכן כדאי ורצוי לברר עם אנשי מקצוע מומחים את כדאיות היישום ואת השיטה המומלצת לכל יישום.

כדאי להזכיר כאן כי ציפוי ננוגלאס יכול להתאים גם לשימושים פנימיים כגון מקלחונים, מראות ואף ארונות זכוכית. כמו כן, טכנולוגית ציפוי ננו תתאים לא רק לזכוכית, כי אם גם למגוון רחב של מוצרים בענף הבניה כגון משטחי שיש, קרמיקה וכיו"ב.

חזור

מהירות הרוח ולחץ הרוח על מעטפת וחזיתות בניין

מאת: יונתן יולביץ 6/1/2013

הרוחות העזות שמבטיח לנו החזאי בימים הקרובים יעמידו למבחן את חישובי לחץ הרוח המשמשים לתכנון מבנים ואת שיטות תכנון וביצוע מעטפת הבניין.

תקן ישראלי 414 (עומס רוח לתכנון מבנים), שפורסם במהדורתו החדשה בדצמבר 2008 מציב שיטות חדשות ומחמירות לחישוב לחצי הרוח בתכנון מבנים. חישוב לחץ הרוח הפועל על המבנה מבוסס על מפת מהירות הרוח הבסיסית בישראל המציגה את מהירות הרוח באזורים שונים בארץ (במטר לשנייה).

מהירות הרוח המוצגת במפה מתייחסת למהירות הרוח הממוצעת במשבים באורך של 10 דקות הקורים פעם ב 50 שנה.

על פי מפת הרוח, מהירויות הרוח באזור החוף הם כ 30 מ/ש, בשפלה כ 27 מ/ש ובהרים כ 36 מ/ש. אם נתרגם את זה לקמ"ש נקבל 108 קמ"ש באזור החוף, 97 קמ"ש בשפלה וכ 130 קמ"ש בהרים.

הפעם מבטיח לנו החזאי משבי רוח במהירויות כ 120 קמ"ש (כ 33 מ/ש) שזה בהחלט קרוב לגבול הלחצים הנקובים בתקן.

שיטת חישוב הלחץ די מורכבת ולוקחת בחשבון בנוסף למאפייני המבנה כגון רוחב, גובה, גאומטריה, מפנה לרוח וכיו"ב גם את מאפיינים טופוגרפיים מאפייני הקרקע והסביבה בה עומד המבנה, וכן מקדמים אמפיריים שונים ולחצים שליליים המתפתחים בפינות המבנה ובתוכו.

על פי מהירות הרוח החזויה השבוע, מעטפת הבניין בחזיתות מבנה בן 5 קומות באזור החוף או בשטח פתוח יעמד בלחץ רוח של מעל 300 ק"ג/מ"ר, מבנה בן 20 קומות באזור החוף הלחץ על המעטפת יהיה קרוב ל 400 ק"ג/מ"ר. חזיתות בנייני עזריאלי בני כ 40 קומות יעמדו בלחצים של מעל 400 ק"ג/מ"ר.

במהירות רוח של 120 קמ"ש, ובלחץ של 400 ק"ג/מ"ר, לחץ הרוח האבסולוטי התאורטי שיופעל על חזית אחת במבנה בן 40 קומות (גובה כ 150 מ'), וחזית ברוחב של 50 מ', יהיה משהו כמו 3 מגה טון (3000 טון). שדה של קיר מסך בן קומה אחת בגובה 3.5 מ' וברוחב של 1.5 מ' יספוג לחץ של כ 2.1 טון (2,100 ק"ג). הלחץ כמובן איננו שווה על כל החזית ופועל בכיוונים שונים לעל שטח החזית, מוגבר באזורים שונים ופועל בכיוון שלילי באזורים אחרים, הכל בהתאם לגאומטרית המבנה, גובהו והגאומטריה שלו.

קירות מסך ואלמנטים אחרים במעטפת הבניין מתוכננים לשאת כוחות אלה. שלד קירות המסך, הזכוכית, והעוגנים המחברים את המעטפת לבניין סופגים את כל האנרגיה הזו ומעבירים אותה לשלד הבניין. חלונות הזזה ובעיקר דלתות הזזה ששטחם גדול רגישים יותר לעומסים בסדר גודל כזה. בעיקר שהם במצב פתוח.

השארת פתח במצב פתוח, אפילו ואולי בעיקר בכיוון מורד הרוח, מגדילה באופן משמעותי את הלחץ הפנימי (השלילי) הפועל על המעטפת. ולכן המלצתנו לקראת הסערה הקרבה, הגיפו ונעלו היטב את כל הפתחים והחלונות במבנה, ובשעת משבים עזים מומלץ מאוד שלא לפתוח חלונות ודלתות הזזה.

אין ספק כי סערה זו אם אכן תתרחש תעמיד למבחן את שיטות תכנון וביצוע מעטפת וקירות מסך הנהוגות בישראל.

חזור