يدخُل الزجاج في كل مناحي الحياة البشرية , فلا يكاد يخلو أي مكان على وجه الارض من استخدام الزجاج فيه , إن الزجاج الذي تم اكتشافه منذُ عديد السِنين, والذي يُصنَّع بشكل أساسي من الرمل والصودا والجير لطالما كان شيء بالغ الأهمية في حياة الناس مهما اختلفت اهتماماتهم وطبيعة حياتهم , قد يعتقد الكثير من الناس أن الزجاج هو فقط تلك المادة الشفافة التي تملأ حياتهم وبيوتهم وشوارعهم, على العكس تماماً فإن الزجاج عالم مستقل بذاته يحتوي الكثير والكثير من الأنواع والخصائص والمُعالَجات التي لا يُمكن حصرها وعدُّها والوقوف عليها في مقالٍ واحد, إن تصنيع الزُجاج في تطورٍ دائم فالزُجاج مادة ذات إمكانيات كبيرة جداً واستخدامات عديدة ومتنوعة في حياة الانسان, مادة قد فرضت نفسها ومُنتجاتِها في جميع تفاصيل حياتنا .
ومن باب الاهتمام في الحديث عن البناء والمواد المتعلقة بهذا المجال كان لا بدَّ من التطرق الى الحديث عن الزجاج الذي يعد من أهم المواد المستخدمة في عالم البناء والانشاءات , حيثُ يُستخدم الزُجاج في الواجهات بجميع مُكوناتها والتقسيمات الداخلية والعناصر الانشائية الحاملة والعناصر الديكورية والكثير من المناحي الأخرى, واذا ما نَظرنا الى مُدن العالم الحديث نَجِد أنَّ الواجهات الزجاجية العالية ذات الأشكال والزخارِف المُختلفة المُتكوِنة من ألواح وَوِحدات زجاجية صيغَت بأشكال عديدة ومتنوعة نَجدُها قد اجتاحت أغلب مُدن العالم , إن للزُجاج المُستخدم في البناء أنواع كثيرة لا يُمكن تفصيلها وذكرها جميعاً والادعاء بكمالية حصرها في موضوعٍ واحد, لذا سَوفَ أتطرق للحديث عن الأنواع المهمة منها والمُستخدمة بشكل واسع في عالم البناء والواجهات الزُجاجية وذلكَ بعد المُرور على عملية تصنيع الزُجاج والمكونات الداخلة فيه .
تصنيع الزُجاج :
في بِداية الأمر يجب التطرُق الى توضيح مُصطلح ال (Float Glass) فهو يُشير الى واحدة من طُرق صناعة الزُجاج الأشهر في العالم , حيثُ تشمل ادخال خليط الزُجاج المُكَوَن من الرمل والصودا والحجر الجيري وغيرها من المكونات الأُخرى الى داخل أفران خاصة حيثُ يُصَب هذا الخليط ويُقسى ببُطئ ثُمَ يُبَرَد ويُعالج لكي يتم اخراجه بالشكل النهائي الصلب.
أي أن عملية تصنيع الزجاج تَتِم بوضع كميات كبيرة من الرمل مع نسب معينة من الصودا والجير وبعض المكونات الأخرى التي لا يمكن حصرها حيثُ تعتمد هذه المكونات على النوع المراد تصنيعه من الزجاج والخصائص المطلوب الحصول عليها في نهاية المطاف, فعلي سبيل المثال يُستخدم الألمنيوم وأكسيد الزرنيخ الأبيض وأكسيد الصوديوم والسيليكا والعديد من المواد الأخرى التي يعتمد اختيارها على طبيعة المُخرج النهائي الذي نريد الحصول عليه , يتم خلط هذه المواد داخل أفران خاصة بدرجات حرارة عالية لتعطيك سائل لزج تماماً يتم صبه في قوالب وتركه يبرُد مكوناً ألواحاً زجاجية بخصائص مُعينة مُعتمدة على المواد التي شُكِل منها الخليط بالأساس , وعلى الرغم من أن الرمل هو المادة الأساسية في صناعة الزجاج قد قامت بعض الشركات بتصنيع أنواع معينة من الزجاج دون استخدام الرمل مُطلقا الأمر الذي يُرسخ فكرة أن الزجاج مادة يصعب حصرها والوقوف على كامل أنواعها وخصائها , هذا وتصنف أنواع الزجاج الى أنواع عادية وأنواع خاصة تعتمد في تسميتها على مكوناتها الأساسية والمواد الداخلة في خليطها وطرق معالجتها.
فيما يلي تفصيل لأهم وأكثر المُصطلحات شيوعاً في عالم زُجاج البناء وأنواعه المُتعلقة بالواجهات الزُجاجية, والتي لا يكاد يخلو أي مشروع في طيات مواصفاته من أحدها .
الزجاج العادي ( Annealed Glass ) :
هو الزُجاج في حالته العادية Untreated glass المُتكونة من خلال عملية ال Float Glass الاعتيادية بدون أي عملية معالجة خاصة سواء معالجة حرارية كالتقسية الحرارية heat strengthened أوالتشديد والتقوية الحرارية Tempered or toughened أو معالجة كيميائية, هو خليط الزُجاج بمكوناته الأساسية يتم اداخله الى الأفران الخاصة ليمر بمراحل التصنيع الاعتيادية من الخلط للصهر للتبريد انتهاءاً بالحصول على لوح زُجاج بسيط دون أي معالجات خاصة, الزُجاج ال Annealed يُمكنك التقطيع فيه والتشكيل والحفر والحف والصقل دون التأثير على خصائص اللوح الزُجاجي .
الزُجاج المُقوى حراريا ( Heat Strengthened Glass HS ) :
هُو أحد نوعي الزُجاج الخاضع للمعالجة حرارياً ,حيثُ يتم معالجة الزُجاج حرارياً لأسباب تتعلق بالمتانة والأمان, يتعرض هذا النوع من الزُجاج لدورة حرارة وتبريد داخل ماكنات خاصة , بحيث يتم تسخينه لدرجات حرارة عالية جداً تصل الى 650 درجة مئوية ثُم يتم تبريده ببُطئ للحصول على زُجاج قوي مُتماسك السُطوح مضغوط الأطراف, إن هذا الزُجاج أكثر قوة وأمانا من الزُجاج الغير مُعالج Annealed Glass بمقدرا مرتين تقريباً , يتم توصيف هذا النوع من الزُجاج عادةً عندما يُراد الحُصول على قوة مُضافة لألواح الزُجاج لمقاومة ضغط الرياح أو الاجهاد الحراري او كلاهُما , عندما يتعرض هذا الزُجاج الى كسر نتيجة قوة مُعينة فانه يتشقق الى قطع زُجاجية مُقاربة في حجمها لحجم قطع الزُجاج الغير مُعالج عند تعرضه لقوة كسر, أي قطع متوسطة الى كبيرة الحجم تقريباً , الا أن قطع أو فُتات الزُجاج Breakage pattern هُنا تميل لأن تبقى ثابتة مكانها في الواجهة الزُجاجية بشكل اطول , وعلى الرُغم من أن هذا النوع من الزُجاج غير مُصنف كزُجاج امن حسب معايير كودات البناء , فإن خريطة التشقق الحاصلة له عند تعرضه لقوة كسر تحول دون سقوطه من مكانه وتعريض المارة لضرر كبير.
إن المواصفات الأمريكية لصناعة المواد والاختبارات الخاصة بها American society for testing and materials ASTM تتطلب لهذا النوع من الزُجاج المُعالج حراريا مقدارانضغاط يتراوح بين 3500-7500 PSI لسطحه, دون أي مُتطلبات أو قيم ثابتة لضغط الحواف (ضغط السطح يُساوي مقدار القوة على وحدة المساحة وتقاس بوحدة PSI التي تعني pounds per square inch).
إن الزجاج ال HS لا يُمكن قصه أو التشكيل فيه وأي تعديلات تُحاول اجراءها عليه بعد تكوينه كالتلاعب بشكل الحواف أو شفها Edge-grinding , أو عمليات الرش الرملي Sandblasting أو النقش والرسم بالاحماض Acid-etching ستعمل على إضعاف اللوح الزُجاجي وقد تُفشل خصائصه المُميزة في مقاومة ضغط الرياح والاجهاد الحراري .
الزُجاج الامن المُقوى حراريا ( Thermally Tempered/Toughened Glass ) :
هُو النوع الثاني من الزُجاج الخاضع للمُعالجة الحرارية بعد ال Heat Strengthened , وهو الأقوى والأفضل والأكثر أماناً من نظيره السابق حيثُ يُسمى شيوعاً بالزجاج الامن, عملية تصنيعه تتم بشكل مُقارب للزجاج المُقسى حرارياً HS مع وجود اختلافات بسيطة في حيثيات التصنيع فهو أيضاً يتعرض لدورة حرارة وتبريد داخل ماكنات خاصة ويُسخن لدرجة حرارة تُقارب ال 650 درجة مئوية الا أن عملية تبريده تتم بسُرعة أعلى من تبريد ال HS الأمر الذي يمنحه قوة ونسبة انضغاط أكبر بكثير من نظيره السابق, حيثُ أن عملية تبريد الزُجاج تتناسب بشكل طردي مع قوته ونسبة انضغاط سطحه وحوافه , إن زُجاج ال Tempered أقوى وأكثر أماناً مرتين من زجاج ال HS وبمقدار أربع الى خمس مرات من الزُجاج الغير مُعالج Annealed Glass , إن درجة حرارة هواء التبريد وحجم لوح الزُجاج والعديد من المُتغيرات الأُخرى تُساهم بمنح زُجاج ال Tempered نسبة انضغاط كبيرة لسطحه , بناءاً على ذلك فإن هذا الزُجاج هو أقل عُرضة للكسر الحراري من نظيره السابق, يتم توصيف هذا النوع من الزُجاج عند طلب زُجاج امن لتوفير حماية أكثر للناس في المناطق التي قد تتعرض الحرائق أو الانفجارات أو الرياح القوية والأعاصير.
إن المواصفات الأمريكية لصناعة المواد والاختبارات الخاصة بها American society for testing and materials ASTM, تَتَطلب مقدار انضغاط يُساوي على الأقل 10000 PSI لسطح الزُجاج ال Tempered و 9700 PSI لحوافه .
إن الزُجاج ال Tempered عند تعرضه لقوة مُعينة تؤدي الى كسره يتشقق بشكل أجزاء صغيرة الحجم كما أنه يميل الى سقوطه من مكانه في المنظومة الزُجاجية , لهذا عندما تتطلب المواصفات زُجاج امن لا يسقط من مكانه يجب أن نتوجه لنوع اخر من الزُجاج الامن ألا وهو الزجاج المُتعدد الطبقات Laminated Glass والذي ساتي لذكره والوقوف عليه فيما يلي .
إن الزجاج ال Tempered لا يُمكن قصه أو التشكيل فيه وأي تعديلات تُحاول اجراءها عليه بعد تكوينه كالتلاعب بشكل الحواف أو شفها Edge-grinding , أو عمليات الرش الرملي Sandblasting أو النقش والرسم بالاحماض Acid-etching ستعمل على إضعاف اللوح الزُجاجي وقد تُفشل خصائصه المُميزة في مقاومة ضغط الرياح والاجهاد الحراري .
الزجاج الامن مُتعدد الطبقات ( Laminated Glass ) :
هو نوع اخر من الزُجاج الامن, يتكون هذا النوع من الزجاج من طبقتين أو أكثر من الألواح الزجاجية تلتصق مع بعضها البعض بواسطة مواد بلاستيكية مُعالجة بشكل خاص مثل ال PVB (بولي فينيل بوتيرال) المتوفر بالسماكات التالية (0.38, 0.76, 1.14, 1.52) ملم أو ال PMMA (بولي ميثيل ميثا كريلات), حيثُ تلتصق الألواح الزجاجية وطبقة المواد البلاستيكية بفعل عوامل الحرارة والضغط, ان المواد البلاستيكية الرابطة لألواح الزجاج هُنا تعطي الوحدة الزُجاجية كَكُل درجة عالية من خصائص السلامة وعزل الصوت ومقاومة الحرارة والأشعة الفوق بنفسجية , فعلى سبيل المثال تقوم طبقة المواد البلاستيكية في حال تعرض الوحدة الزجاجية لأي قُوى تتسبب في كسرها أو تحطيمها بمنع انتشار شظايا الزجاج في الهواء أو تساقطها أرضاً, حيث يتشقق الزجاج بشكل مُتقارب ويبقى مُلتصقاً بطبقة المواد البلاستيكية دون أن يسقط من مكانه, الأمر الذي يُكسب هذا النوع من الوحدات الزُجاجية أهمية كبيرة لاستخدامها في أماكن عديدة في عالم البناء .
إن الزُجاج المتعدد الطبقات يُتيح لك الوصول الى خصائص كثيرة جدا اعتماداً على نوعية وسُمك طبقات الزُجاج والطبقات التي تتوسطها في الوحدة الزجاجية كَكُل فمن خلال التنويع بنوعية طبقات الزجاج وسماكاتها واضافة طبقات تتوسطها يُمكنك الوصول الى زجاج امن بشكل كبير جدا ويمكنك الوصول الى زُجاج ذو قدرة تحمل عالية وزُجاج عازل للصوت واخر مقاوم للرصاص واخر عازل للأشعة البنفسجية الضارة جدا لصحة الانسان وأثاث بيته, إن تطبيقات الزُجاج المُتعدد الطبقات مُتشعبة بشكل كبير, مُنتجة لخصائص جَمَّة ولا غِنى عنها في عالم البناء والانشاءات.
الزجاج المعزول ( Insulated Glass Units IUG's ) :
هُناك نوع اخر من ال Air Spacer يُمكن استخدامه في هذا النوع من الوحدات الزُجاجية بديلا عن ال Anodized Air Spacer التقليدي الاعتيادي والأكثر استخداماً, يُسمى Warm-Edge Spacer وهو يتواجد بتصاميم عديدة بُغية تحسين خصائص النقل الحراري لهذا النوع من الوحدات الزُجاجية في مناطق تماس الزُجاج بالمعدن المكون للفاصل , حيث أن ال Air Spacer المعدني التقليدي يقوم بزيادة التدفق الحراري من خلاله من خلال نقاط تماسه مع الألواح الزُجاجية المُكونة للوحدة كَكُل, لذلك استخدام ال Warm-Edge Spacer سوفَ يُقلل من عملية التدفق الحراري في مناطق التماس كما سيُقلل من ال U-values الأمر الذي يُعطي كفاءة أكبر لوحدات الزُجاج المعزول.
زُجاج مناطق العناصر الانشائية (Spandrel Glass ) :
مناطق ال Spandrel هي المناطق التي يتواجد فيها ظهور للعناصر الانشائية للمبنى كالأرضيات والعقدات والأعمدة الخرسانية أو نظام التكييف والتبريد HVAC System ونظام ال Plumbing ويتم تغطية هذه المناطق في الواجهات الزُجاجية بعدة طُرق أحدها هي استخدام زجاج ال Spandrel لاخفاء هذه المناطق ومنع ظهورها في واجهات المبنى من الخارج الأمر الذي قد يُقلل من جمالية المبنى ويُظهر وحشيته, إن ال Spandrel Panels غالباً ما تقع بين ال Vision Panels في مناطق وجود عقدات طوابق المبنى , إن الهدف من وجود هذا النوع من الزُجاج في المناطق المذكورة أعلاه لضمان عدم حدوث كسر للاجهاد الحراري فيها Thermal stress breakage وقد تكون ال Spandrel Panels مُتكاملة لونا مع ألواح الزجاج ال Vision أو متناقضة معها وذلك حسب رؤية المُصمم للمبنى وطبيعة الشكل النهائي الذي يرنو اليه في الواجهة الزُجاجية .
إن من بعض المشاكل التي يصعب على ال Spandrel Glass التعامل معها بشكل مثالي عدم امكانيته عمل تكامل لوني مثالي وظهور متناسق مع ال Vision Panels في حال تم توصيف ال Vision بزُجاج بخاصية Low-E (زُجاج يسمح بمرور الضوء ويُقلل من مرور الحرارة) ففي الأيام المُشمسة قد لا يظهر أي فرق واضح جلي بين ألواح الزُجاج المُختلفة في الواجهة ويكون التناسق بين ال Spandrel وال Vision مثالي ويظهر بشكل مُتناسق للغاية, في حين أن بعض الأجواء الغائمة قد تُسبب تناقض وظهور غير متكامل لألواح الواجهة الزُجاجية الأمر الذي قد يُزعج مالكي المبنى أو يتناقض مع رؤية المُصمم, ولذلك يُنصح دائماً في مثل هذه الحالة تقديم عينات Mock-ups كاملة في الموقع في الهواء الطلق لضمان عدم حدوث أي مشاكل أو تعارضات في وجهات النظر بعد التركيب .
إن مناطق ال Spandrel من المُمكن تغطيتها بلوح زُجاج منفرد Monolithic بنفس نوع زُجاج مناطق ال Vision مع عمل معالجات أخرى باضافة Rock Wool و GI Sheet للعزل الحراري واخفاء رؤية العنصر الانشائي للمبنى , وقد يكون الحل باستخدام زُجاج مُزدوج معزول, أي أنه ليس حكرا على ال Spandrel Glass استخدامه في هذه المناطق, الأمر يرجع لمواصفات المشروع ولحلول تُقدمها الشركة المُنفذة للمُهندس المُصمم .
وَصلنا الى نهاية المَقال وقد تطرقنا الى أشهر أنواع الزُجاج المستخدم في عالم البناء والواجهات الزجاجية, بالتأكيد يوجد الكثير والكثير من الأنواع الأخرى المُهمَّة التي قد تُواجهها في مواصفات مشاريع البناء, لكن الأنواع المذكورة أعلاه تكاد لا تجد أي مشروع أو واجهات زُجاجية في مُحيط بناءنا العربي لا تَتَضمن إحداها, جميع أنواع الزُجاج المذكور أعلاه وغيرها قد تتواجد بالأسواق بخصائص مُختلفة وألوان عديدة مُتغيرة , ومن المُمكن التطرق لمعالجات الطلاء والمعالجات الكيميائية وألوان الزُجاج في مقالات أخرى مُنفصلة ان شاء الله .
** يُمنع استخدام المقالة دون ذِكر المَصدَر .
كُتبَت هذه المقالة بواسطة المُهندس جهاد الخندق .
ومن باب الاهتمام في الحديث عن البناء والمواد المتعلقة بهذا المجال كان لا بدَّ من التطرق الى الحديث عن الزجاج الذي يعد من أهم المواد المستخدمة في عالم البناء والانشاءات , حيثُ يُستخدم الزُجاج في الواجهات بجميع مُكوناتها والتقسيمات الداخلية والعناصر الانشائية الحاملة والعناصر الديكورية والكثير من المناحي الأخرى, واذا ما نَظرنا الى مُدن العالم الحديث نَجِد أنَّ الواجهات الزجاجية العالية ذات الأشكال والزخارِف المُختلفة المُتكوِنة من ألواح وَوِحدات زجاجية صيغَت بأشكال عديدة ومتنوعة نَجدُها قد اجتاحت أغلب مُدن العالم , إن للزُجاج المُستخدم في البناء أنواع كثيرة لا يُمكن تفصيلها وذكرها جميعاً والادعاء بكمالية حصرها في موضوعٍ واحد, لذا سَوفَ أتطرق للحديث عن الأنواع المهمة منها والمُستخدمة بشكل واسع في عالم البناء والواجهات الزُجاجية وذلكَ بعد المُرور على عملية تصنيع الزُجاج والمكونات الداخلة فيه .
تصنيع الزُجاج :
في بِداية الأمر يجب التطرُق الى توضيح مُصطلح ال (Float Glass) فهو يُشير الى واحدة من طُرق صناعة الزُجاج الأشهر في العالم , حيثُ تشمل ادخال خليط الزُجاج المُكَوَن من الرمل والصودا والحجر الجيري وغيرها من المكونات الأُخرى الى داخل أفران خاصة حيثُ يُصَب هذا الخليط ويُقسى ببُطئ ثُمَ يُبَرَد ويُعالج لكي يتم اخراجه بالشكل النهائي الصلب.
أي أن عملية تصنيع الزجاج تَتِم بوضع كميات كبيرة من الرمل مع نسب معينة من الصودا والجير وبعض المكونات الأخرى التي لا يمكن حصرها حيثُ تعتمد هذه المكونات على النوع المراد تصنيعه من الزجاج والخصائص المطلوب الحصول عليها في نهاية المطاف, فعلي سبيل المثال يُستخدم الألمنيوم وأكسيد الزرنيخ الأبيض وأكسيد الصوديوم والسيليكا والعديد من المواد الأخرى التي يعتمد اختيارها على طبيعة المُخرج النهائي الذي نريد الحصول عليه , يتم خلط هذه المواد داخل أفران خاصة بدرجات حرارة عالية لتعطيك سائل لزج تماماً يتم صبه في قوالب وتركه يبرُد مكوناً ألواحاً زجاجية بخصائص مُعينة مُعتمدة على المواد التي شُكِل منها الخليط بالأساس , وعلى الرغم من أن الرمل هو المادة الأساسية في صناعة الزجاج قد قامت بعض الشركات بتصنيع أنواع معينة من الزجاج دون استخدام الرمل مُطلقا الأمر الذي يُرسخ فكرة أن الزجاج مادة يصعب حصرها والوقوف على كامل أنواعها وخصائها , هذا وتصنف أنواع الزجاج الى أنواع عادية وأنواع خاصة تعتمد في تسميتها على مكوناتها الأساسية والمواد الداخلة في خليطها وطرق معالجتها.
فيما يلي تفصيل لأهم وأكثر المُصطلحات شيوعاً في عالم زُجاج البناء وأنواعه المُتعلقة بالواجهات الزُجاجية, والتي لا يكاد يخلو أي مشروع في طيات مواصفاته من أحدها .
الزجاج العادي ( Annealed Glass ) :
هو الزُجاج في حالته العادية Untreated glass المُتكونة من خلال عملية ال Float Glass الاعتيادية بدون أي عملية معالجة خاصة سواء معالجة حرارية كالتقسية الحرارية heat strengthened أوالتشديد والتقوية الحرارية Tempered or toughened أو معالجة كيميائية, هو خليط الزُجاج بمكوناته الأساسية يتم اداخله الى الأفران الخاصة ليمر بمراحل التصنيع الاعتيادية من الخلط للصهر للتبريد انتهاءاً بالحصول على لوح زُجاج بسيط دون أي معالجات خاصة, الزُجاج ال Annealed يُمكنك التقطيع فيه والتشكيل والحفر والحف والصقل دون التأثير على خصائص اللوح الزُجاجي .
الزُجاج المُقوى حراريا ( Heat Strengthened Glass HS ) :
هُو أحد نوعي الزُجاج الخاضع للمعالجة حرارياً ,حيثُ يتم معالجة الزُجاج حرارياً لأسباب تتعلق بالمتانة والأمان, يتعرض هذا النوع من الزُجاج لدورة حرارة وتبريد داخل ماكنات خاصة , بحيث يتم تسخينه لدرجات حرارة عالية جداً تصل الى 650 درجة مئوية ثُم يتم تبريده ببُطئ للحصول على زُجاج قوي مُتماسك السُطوح مضغوط الأطراف, إن هذا الزُجاج أكثر قوة وأمانا من الزُجاج الغير مُعالج Annealed Glass بمقدرا مرتين تقريباً , يتم توصيف هذا النوع من الزُجاج عادةً عندما يُراد الحُصول على قوة مُضافة لألواح الزُجاج لمقاومة ضغط الرياح أو الاجهاد الحراري او كلاهُما , عندما يتعرض هذا الزُجاج الى كسر نتيجة قوة مُعينة فانه يتشقق الى قطع زُجاجية مُقاربة في حجمها لحجم قطع الزُجاج الغير مُعالج عند تعرضه لقوة كسر, أي قطع متوسطة الى كبيرة الحجم تقريباً , الا أن قطع أو فُتات الزُجاج Breakage pattern هُنا تميل لأن تبقى ثابتة مكانها في الواجهة الزُجاجية بشكل اطول , وعلى الرُغم من أن هذا النوع من الزُجاج غير مُصنف كزُجاج امن حسب معايير كودات البناء , فإن خريطة التشقق الحاصلة له عند تعرضه لقوة كسر تحول دون سقوطه من مكانه وتعريض المارة لضرر كبير.
إن المواصفات الأمريكية لصناعة المواد والاختبارات الخاصة بها American society for testing and materials ASTM تتطلب لهذا النوع من الزُجاج المُعالج حراريا مقدارانضغاط يتراوح بين 3500-7500 PSI لسطحه, دون أي مُتطلبات أو قيم ثابتة لضغط الحواف (ضغط السطح يُساوي مقدار القوة على وحدة المساحة وتقاس بوحدة PSI التي تعني pounds per square inch).
إن الزجاج ال HS لا يُمكن قصه أو التشكيل فيه وأي تعديلات تُحاول اجراءها عليه بعد تكوينه كالتلاعب بشكل الحواف أو شفها Edge-grinding , أو عمليات الرش الرملي Sandblasting أو النقش والرسم بالاحماض Acid-etching ستعمل على إضعاف اللوح الزُجاجي وقد تُفشل خصائصه المُميزة في مقاومة ضغط الرياح والاجهاد الحراري .
الزُجاج الامن المُقوى حراريا ( Thermally Tempered/Toughened Glass ) :
هُو النوع الثاني من الزُجاج الخاضع للمُعالجة الحرارية بعد ال Heat Strengthened , وهو الأقوى والأفضل والأكثر أماناً من نظيره السابق حيثُ يُسمى شيوعاً بالزجاج الامن, عملية تصنيعه تتم بشكل مُقارب للزجاج المُقسى حرارياً HS مع وجود اختلافات بسيطة في حيثيات التصنيع فهو أيضاً يتعرض لدورة حرارة وتبريد داخل ماكنات خاصة ويُسخن لدرجة حرارة تُقارب ال 650 درجة مئوية الا أن عملية تبريده تتم بسُرعة أعلى من تبريد ال HS الأمر الذي يمنحه قوة ونسبة انضغاط أكبر بكثير من نظيره السابق, حيثُ أن عملية تبريد الزُجاج تتناسب بشكل طردي مع قوته ونسبة انضغاط سطحه وحوافه , إن زُجاج ال Tempered أقوى وأكثر أماناً مرتين من زجاج ال HS وبمقدار أربع الى خمس مرات من الزُجاج الغير مُعالج Annealed Glass , إن درجة حرارة هواء التبريد وحجم لوح الزُجاج والعديد من المُتغيرات الأُخرى تُساهم بمنح زُجاج ال Tempered نسبة انضغاط كبيرة لسطحه , بناءاً على ذلك فإن هذا الزُجاج هو أقل عُرضة للكسر الحراري من نظيره السابق, يتم توصيف هذا النوع من الزُجاج عند طلب زُجاج امن لتوفير حماية أكثر للناس في المناطق التي قد تتعرض الحرائق أو الانفجارات أو الرياح القوية والأعاصير.
إن المواصفات الأمريكية لصناعة المواد والاختبارات الخاصة بها American society for testing and materials ASTM, تَتَطلب مقدار انضغاط يُساوي على الأقل 10000 PSI لسطح الزُجاج ال Tempered و 9700 PSI لحوافه .
إن الزُجاج ال Tempered عند تعرضه لقوة مُعينة تؤدي الى كسره يتشقق بشكل أجزاء صغيرة الحجم كما أنه يميل الى سقوطه من مكانه في المنظومة الزُجاجية , لهذا عندما تتطلب المواصفات زُجاج امن لا يسقط من مكانه يجب أن نتوجه لنوع اخر من الزُجاج الامن ألا وهو الزجاج المُتعدد الطبقات Laminated Glass والذي ساتي لذكره والوقوف عليه فيما يلي .
إن الزجاج ال Tempered لا يُمكن قصه أو التشكيل فيه وأي تعديلات تُحاول اجراءها عليه بعد تكوينه كالتلاعب بشكل الحواف أو شفها Edge-grinding , أو عمليات الرش الرملي Sandblasting أو النقش والرسم بالاحماض Acid-etching ستعمل على إضعاف اللوح الزُجاجي وقد تُفشل خصائصه المُميزة في مقاومة ضغط الرياح والاجهاد الحراري .
الزجاج الامن مُتعدد الطبقات ( Laminated Glass ) :
هو نوع اخر من الزُجاج الامن, يتكون هذا النوع من الزجاج من طبقتين أو أكثر من الألواح الزجاجية تلتصق مع بعضها البعض بواسطة مواد بلاستيكية مُعالجة بشكل خاص مثل ال PVB (بولي فينيل بوتيرال) المتوفر بالسماكات التالية (0.38, 0.76, 1.14, 1.52) ملم أو ال PMMA (بولي ميثيل ميثا كريلات), حيثُ تلتصق الألواح الزجاجية وطبقة المواد البلاستيكية بفعل عوامل الحرارة والضغط, ان المواد البلاستيكية الرابطة لألواح الزجاج هُنا تعطي الوحدة الزُجاجية كَكُل درجة عالية من خصائص السلامة وعزل الصوت ومقاومة الحرارة والأشعة الفوق بنفسجية , فعلى سبيل المثال تقوم طبقة المواد البلاستيكية في حال تعرض الوحدة الزجاجية لأي قُوى تتسبب في كسرها أو تحطيمها بمنع انتشار شظايا الزجاج في الهواء أو تساقطها أرضاً, حيث يتشقق الزجاج بشكل مُتقارب ويبقى مُلتصقاً بطبقة المواد البلاستيكية دون أن يسقط من مكانه, الأمر الذي يُكسب هذا النوع من الوحدات الزُجاجية أهمية كبيرة لاستخدامها في أماكن عديدة في عالم البناء .
إن الزُجاج المتعدد الطبقات يُتيح لك الوصول الى خصائص كثيرة جدا اعتماداً على نوعية وسُمك طبقات الزُجاج والطبقات التي تتوسطها في الوحدة الزجاجية كَكُل فمن خلال التنويع بنوعية طبقات الزجاج وسماكاتها واضافة طبقات تتوسطها يُمكنك الوصول الى زجاج امن بشكل كبير جدا ويمكنك الوصول الى زُجاج ذو قدرة تحمل عالية وزُجاج عازل للصوت واخر مقاوم للرصاص واخر عازل للأشعة البنفسجية الضارة جدا لصحة الانسان وأثاث بيته, إن تطبيقات الزُجاج المُتعدد الطبقات مُتشعبة بشكل كبير, مُنتجة لخصائص جَمَّة ولا غِنى عنها في عالم البناء والانشاءات.
الزجاج المعزول ( Insulated Glass Units IUG's ) :
يندرج هذا الزُجاج تحت أنواع الزُجاج المُتعدد الطبقات حيثُ يتكون من طبقتين أو أكثر من الألواح الزجاجية يتوسطهُما تجويف مغلق باحكام ليقوم بدوره في عملية العزل, إن الفصل بين لوحي الزُجاج يكون غالباً عن طريق Anodized Air Spacer ومادة ال Silica Gel أو ال Desiccant المكونة من ثاني أكسيد السيليكون لتقوم بامتصاص الرطوبة وبخار الماء لتمنع تكون البُخار داخل الوحدة الزُجاجية, يكون هذا التجويف مملوء بالهواء عادةً أو بغاز الارجون الذي يتمتع بدرجة نقل حراري أقل من الهواء, يتم اغلاق حواف الوحدة الزجاجية بشكل متكامل لضمان حدوث عملية العزل من خلال التجويف الموجود بين ألواح الزُجاج وللحفاظ على القوة الميكانيكية للوحدة الزجاجية وحماية التجويف من أي مُؤثرات خارجية, هذا النوع من الوحدات الزجاجية يعمل على تَقليل نسبة الحرارة الداخلة للمبنى في فصل الصيف أي تقليل ال U-Value , وبطريقة عَمَل مُماثلة فهو يُقلل من انتقال الحرارة في فصل الشتاء من داخل المبنى الى خارجه, كما يعمل أيضاً على تقليل اختراق الضوضاء, ويُمكنك الحصول على خصائص أُخرى لوِحدات الزُجاج المعزول كتقليل نسبة اللَمَعان والتحكُم بنسبة الاضاءة الخارجية ومُعامل تظليل الزُجاج وتقليل مُعامِل انتقال الحرارة وذلكَ من خلال التلاعُب في اختيارات خصائص ألواح الزُجاج المُكونة للوِحدة الزُجاجية (Tinted, Reflective or Low-E ).
هُناك نوع اخر من ال Air Spacer يُمكن استخدامه في هذا النوع من الوحدات الزُجاجية بديلا عن ال Anodized Air Spacer التقليدي الاعتيادي والأكثر استخداماً, يُسمى Warm-Edge Spacer وهو يتواجد بتصاميم عديدة بُغية تحسين خصائص النقل الحراري لهذا النوع من الوحدات الزُجاجية في مناطق تماس الزُجاج بالمعدن المكون للفاصل , حيث أن ال Air Spacer المعدني التقليدي يقوم بزيادة التدفق الحراري من خلاله من خلال نقاط تماسه مع الألواح الزُجاجية المُكونة للوحدة كَكُل, لذلك استخدام ال Warm-Edge Spacer سوفَ يُقلل من عملية التدفق الحراري في مناطق التماس كما سيُقلل من ال U-values الأمر الذي يُعطي كفاءة أكبر لوحدات الزُجاج المعزول.
زُجاج مناطق العناصر الانشائية (Spandrel Glass ) :
مناطق ال Spandrel هي المناطق التي يتواجد فيها ظهور للعناصر الانشائية للمبنى كالأرضيات والعقدات والأعمدة الخرسانية أو نظام التكييف والتبريد HVAC System ونظام ال Plumbing ويتم تغطية هذه المناطق في الواجهات الزُجاجية بعدة طُرق أحدها هي استخدام زجاج ال Spandrel لاخفاء هذه المناطق ومنع ظهورها في واجهات المبنى من الخارج الأمر الذي قد يُقلل من جمالية المبنى ويُظهر وحشيته, إن ال Spandrel Panels غالباً ما تقع بين ال Vision Panels في مناطق وجود عقدات طوابق المبنى , إن الهدف من وجود هذا النوع من الزُجاج في المناطق المذكورة أعلاه لضمان عدم حدوث كسر للاجهاد الحراري فيها Thermal stress breakage وقد تكون ال Spandrel Panels مُتكاملة لونا مع ألواح الزجاج ال Vision أو متناقضة معها وذلك حسب رؤية المُصمم للمبنى وطبيعة الشكل النهائي الذي يرنو اليه في الواجهة الزُجاجية .
إن من بعض المشاكل التي يصعب على ال Spandrel Glass التعامل معها بشكل مثالي عدم امكانيته عمل تكامل لوني مثالي وظهور متناسق مع ال Vision Panels في حال تم توصيف ال Vision بزُجاج بخاصية Low-E (زُجاج يسمح بمرور الضوء ويُقلل من مرور الحرارة) ففي الأيام المُشمسة قد لا يظهر أي فرق واضح جلي بين ألواح الزُجاج المُختلفة في الواجهة ويكون التناسق بين ال Spandrel وال Vision مثالي ويظهر بشكل مُتناسق للغاية, في حين أن بعض الأجواء الغائمة قد تُسبب تناقض وظهور غير متكامل لألواح الواجهة الزُجاجية الأمر الذي قد يُزعج مالكي المبنى أو يتناقض مع رؤية المُصمم, ولذلك يُنصح دائماً في مثل هذه الحالة تقديم عينات Mock-ups كاملة في الموقع في الهواء الطلق لضمان عدم حدوث أي مشاكل أو تعارضات في وجهات النظر بعد التركيب .
إن مناطق ال Spandrel من المُمكن تغطيتها بلوح زُجاج منفرد Monolithic بنفس نوع زُجاج مناطق ال Vision مع عمل معالجات أخرى باضافة Rock Wool و GI Sheet للعزل الحراري واخفاء رؤية العنصر الانشائي للمبنى , وقد يكون الحل باستخدام زُجاج مُزدوج معزول, أي أنه ليس حكرا على ال Spandrel Glass استخدامه في هذه المناطق, الأمر يرجع لمواصفات المشروع ولحلول تُقدمها الشركة المُنفذة للمُهندس المُصمم .
وَصلنا الى نهاية المَقال وقد تطرقنا الى أشهر أنواع الزُجاج المستخدم في عالم البناء والواجهات الزجاجية, بالتأكيد يوجد الكثير والكثير من الأنواع الأخرى المُهمَّة التي قد تُواجهها في مواصفات مشاريع البناء, لكن الأنواع المذكورة أعلاه تكاد لا تجد أي مشروع أو واجهات زُجاجية في مُحيط بناءنا العربي لا تَتَضمن إحداها, جميع أنواع الزُجاج المذكور أعلاه وغيرها قد تتواجد بالأسواق بخصائص مُختلفة وألوان عديدة مُتغيرة , ومن المُمكن التطرق لمعالجات الطلاء والمعالجات الكيميائية وألوان الزُجاج في مقالات أخرى مُنفصلة ان شاء الله .
** يُمنع استخدام المقالة دون ذِكر المَصدَر .
كُتبَت هذه المقالة بواسطة المُهندس جهاد الخندق .
مقال مفيد
ReplyDeleteشكراً لك مالك .
Deleteانا من العراق
Deleteوين المصادر احتاجهن الدكتور مايقبل
Deleteرائع ما شاء الله عليك مقال جدا مفيد
ReplyDeleteاريد انشاء محل لصناعة الزجاج بالمغرب
ReplyDeleteرائع ... شكراً
ReplyDeleteبارك الله فيك م.جهاد
ReplyDelete