סמסטר ג׳ · מפגש 2
אלומיניום - קירות מסך
מטרות השיעור
- להכיר את שילוב הזכוכית במערכות אלומיניום (בידודית, Low-E)
- ללמוד את פרטי האיטום בין המשקוף לקיר ופרטי סף החלון (שיש/אלומיניום)
- להבין ארגזי תריס סמויים ופרטי מפגש עם חיפוי החוץ
קיר מסך: מעטפת שלא נושאת עומס
ההגדרה הבסיסית למבחן: קיר מסך הוא מעטפת חיצונית שאינה נושאת את משקל הבניין - היא תלויה על השלד (מרצפה לרצפה) ונושאת רק את משקלה העצמי ואת עומסי הרוח הפועלים עליה. סוגי מערכות עיקריים: Stick (הרכבה באתר), Unitized (יחידות מודולריות מהמפעל), מערכות נתמכות-כבלים (Cable Net), וקירות "עכביש" (Spider).
שלושה עומסים על המעטפת
- עומס מת (Dead Load) - משקל עצמי של הזכוכית והאלומיניום, יורד לרצפת הבטון.
- עומס רוח - לחץ חיובי (דחיפה פנימה) ולחץ שלילי/יניקה (החוצה), קובע את עובי הזכוכית ועומק הפרופילים.
- תנודות מבנה (Story Drift) - סייסמיות ורוח. מחברי האלומיניום לשלד מתוכננים לאפשר תנועה יחסית מבלי שהלחץ יעבור לזכוכית - אחרת היא מתנפצת.
Stick מול Unitized
- Stick-Built - הרכבת זקיפים וקורות באתר, חתיכה אחר חתיכה. זול וגמיש לשינויים, אך איטי ותלוי בתנאי מזג אוויר (חומרי איטום רגישים לגשם באתר) ודורש פיגומים.
- Unitized - יחידות ענק (אלומיניום+זכוכית) מיוצרות ונאטמות במפעל בתנאי מעבדה מבוקרים, ומורמות בשלמותן במנוף. איכות ומהירות גבוהות משמעותית, אך דורש דיוק תכנון מראש.
זיגוג גלוי מול נסתר (Structural Glazing)
גלוי (Capped) - הזכוכית מוחזקת מכנית בסרגל לחץ (Pressure Plate) מכוסה בפרופיל דקורטיבי. נסתר (SSG - Structural Silicone Glazing) - הזכוכית מודבקת ישירות לשלד האלומיניום בסיליקון סטרוקטורלי, ללא מסגרת חיצונית. קריטי: הסיליקון הסטרוקטורלי לא רק אוטם - הוא נושא בפועל את משקל הזכוכית ועומסי היניקה. חובה סיליקון עמיד UV, אחרת הוא מתפורר והזכוכיות עלולות ליפול לרחוב.
שלד קיר המסך: זקיפים וקורות
זקיפים (Mullions) - הפרופילים האנכיים, נושאי עיקר העומס הסטטי והדינמי. קורות (Transoms) - הפרופילים האופקיים, המחברים בין הזקיפים ונושאים את משקל הזכוכית. אלומיניום הוא בעל התפשטות תרמית גבוהה - חובה להשאיר תפרי התפשטות מתוכננים בין הפרופילים למניעת עיוותים וקריסה בטמפרטורות גבוהות.
נתק תרמי: אותו עיקרון, קנה מידה גדול יותר
כמו בחלונות (שיעור קודם), הפרופיל נחתך ומחובר מחדש עם פוליאמיד, שקוטע את ההולכה המתכתית ומונע עיבוי וטפטוף מים בתוך החדר בחורף.
עיגון לשלד: ספיגת טולרנסים
שלד הבטון לעולם לא ישר לחלוטין - יש בו סטיות יציקה. עוגני הפלדה שמחברים את קיר המסך לרצפת הבטון מתוכננים עם חורים אובליים (Slotted Holes) שמאפשרים כוונון וספיגת טולרנסים בשלושה צירים (X,Y,Z) בזמן ההתקנה. אזהרה: מגע ישיר בין פלדה לאלומיניום בסביבה לחה (למשל רסס ים) יוצר קורוזיה גלוונית שאוכלת את האלומיניום - חובה בידוד בין המתכות (רפידות פלסטיק, צבע ביטומני).
השוואת לחצים: איך המים לא נכנסים
הגישה המודרנית אינה איטום הרמטי, אלא עקרון השוואת לחצים (Rain Screen): "חורי ניקוז" (Weep Holes) מאפשרים לאוויר לחדור לחללי הפרופיל ולהשוות את הלחץ הפנימי ללחץ הרוח החיצוני - כשהלחצים שווים, מים לא נשאבים פנימה ומתנקזים החוצה בכוח הכבידה. טעות קריטית: איטום פתחי הניקוז בסיליקון "כדי לאטום" - התוצאה היא כליאת מים שחודרים למשרדים.
מחסום אש ועשן: פרט מציל חיים
קיר המסך תלוי מחוץ לשלד, ונוצר מרווח (Void) בין גב הזכוכית לקצה תקרת הבטון בכל קומה. בשריפה, המרווח הזה מתפקד כארובה ושואב אש ועשן מקומה לקומה במהירות קטלנית. חובה ליישם Fire Stop - צמר סלעים דחוס (Safing Insulation) מכוסה בפח מגולוון ובחומר אוטם עשן, רציף בכל היקף הקומה. פרט זה קריטי לבטיחות ולקבלת טופס 4.
הצללה: פנימית מול חיצונית
וילון פנימי פותר רק סנוור - הקרינה כבר נכנסה פנימה ונכלאה בחדר (10-20% הפחתת חום בלבד). הצללה חיצונית (רפפות/Louvers) חוסמת 80-90% מהקרינה לפני שהיא פוגעת בזכוכית - פער עצום בעומס הקירור.
זכוכית חכמה וחזיתות מייצרות אנרגיה
זכוכית אלקטרוכרומית משנה את שקיפותה בזרם חשמלי מינימלי בהתאם לעוצמת השמש, מפחיתה עד 40% מעומסי המיזוג ונשלטת אקטיבית ע"י מערכת בקרת המבנה. BIPV (Building Integrated Photovoltaics) - תאים פוטו-וולטאיים משולבים ישירות בזכוכית, הופכים את החזית לתחנת כוח ירוקה בלי לפגוע באסתטיקה.
בקרת איכות: בדיקות שטח
AAMA 501.2 (Hose Test) - התזת מים בלחץ 30-35 psi למשך 5 דקות על תפרי המערכת. ASTM E1105 - בדיקת חדירת מים בלחץ סטטי מדומה של סופת גשם. בישראל: ת"י 1435 (קירות מסך) ו-ת"י 1145 (חדירת מים).
מקרי כשל: שבירה ספונטנית
בתהליך חיסום הזכוכית עלולים להישאר חלקיקי ניקל סולפיד זעירים, שמתרחבים עם השנים וגורמים לזכוכית להתנפץ באופן פתאומי וללא סיבה נראית לעין. הפתרון: בדיקת הלם חום (Heat Soak Test) במפעל - הכנסת הזכוכית לתנור מיוחד שגורם לזכוכיות הפגומות להישבר במפעל, לפני שהן מגיעות לאתר.
מצגת השיעור
חומרי עזר
שאלות לחזרה
סיכום
קיר מסך הוא "העור" של הבניין המודרני - מעטפת שאינה נושאת עומס מבני, אלא תלויה על השלד ונושאת רק את משקלה העצמי ועומסי הרוח. השיטה (Stick באתר מול Unitized מהמפעל), הזיגוג (גלוי מול נסתר בסיליקון סטרוקטורלי), הנתק התרמי, ומחסום האש בין קומות - כולם פרטי ביצוע קריטיים שההבדל ביניהם הוא בין חזית שמחזיקה מעמד לכשל בטיחותי חמור.