ΕΝ-19100 – Νέος Ευρωκώδικας για τον σχεδιασμό γυάλινων κατασκευών

Το γυαλί χρησιμοποιείται επί αιώνες στον τομέα των κατασκευών, όμως πλέον αποτελεί ένα  ολοένα και σημαντικότερο δομικό στοιχείο στα σύγχρονα κτίρια και στη σύγχρονη αρχιτεκτονική. Η φωτεινότητα και η διαφάνεια που το χαρακτηρίζουν επιτρέπουν στο φως της  ημέρας να διαχέεται στους εσωτερικούς χώρους και να εξυπηρετούν τον σχεδιασμό εσωτερικών και εξωτερικών κατασκευών με βασικό κριτήριο την αισθητική.

Χάρη στην τεχνολογική ανάπτυξη, το γυαλί έχει πλέον τη δυνατότητα να αποτελεί κομμάτι της κύριας δομής μιας κατασκευής, ξεφεύγοντας από την έως τώρα χρήση του ως στοιχείο πλήρωσης. Η ευρεία χρήση των υαλοπινάκων έχει αναγνωρισθεί από τα ευρωπαϊκά πρότυπα  πριν από περίπου μια δεκαετία. Τα πρότυπα αυτά, με βάση το περιεχόμενό τους δύναται να διαχωρισθούν σε πρότυπα τα οποία αφορούν τα προϊόντα των υαλοπινάκων, ως τυποποιημένα δομικά προϊόντα, και σε πρότυπα τα οποία καλύπτουν τον σχεδιασμό των γυάλινων κατασκευών, που εναρμονίζουν τις μεθόδους σχεδιασμού με το επίπεδο ασφαλείας.

Ιστορικά, υπήρχε ένα πλήθος εθνικών κανονισμών σχετικά με τους υαλοπίνακες στα κτίρια, ορισμένοι από τους οποίους είναι αντιφατικοί, ελλιπείς, ξεπερασμένοι ή δεν αντιστοιχούν στην ευρωπαϊκή βάση σχεδιασμού του EN 1990 (2010). Ως αποτέλεσμα αυτού, κατασκευές όπου το γυαλί αποτελεί βασικό στοιχείο της κύριας δομής της κατασκευής, μπορούν να υλοποιηθούν μόνο με ειδικές εγκρίσεις, καθιστώντας τη διαδικασία σχεδιασμού αναποτελεσματική και την κατασκευή μεγάλων γυάλινων κατασκευών σχετικά επικίνδυνη. Μια  τέτοια κατάσταση αποτελεί εμπόδιο στην τεχνική πρόοδο, στην οικονομική ανάπτυξη, καθώς και στο ελεύθερο εμπόριο υπηρεσιών και αγαθών.

Η ύπαρξη πλήθους διαφορετικών προσεγγίσεων οδήγησε σε μια πιο συγκροτημένη πανευρωπαϊκή προσέγγιση στον σχεδιασμό δομικού γυαλιού, παρόμοια με αυτή που υπάρχει για άλλα δομικά υλικά από τη δεκαετία του 1990. Με αρχικές συζητήσεις και προπαρασκευαστικά μέτρα που ξεκίνησαν το 2006, το 2012 εκδόθηκε ειδική εντολή από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή για μια νέα γενιά Ευρωκωδίκων, συμπεριλαμβανομένης της δημιουργίας ενός νέου Ευρωκώδικα για τον σχεδιασμό γυάλινων κατασκευών.

1. Ευρωκώδικες

Γενικά στοιχεία Ευρωκωδίκων

Οι Ευρωκώδικες απαρτίζονται από μια σειρά δέκα Ευρωπαϊκών Προτύπων (EN) για τον σχεδιασμό των κατασκευών και περιλαμβάνουν όλους τους τρόπους δόμησης (από σκυρόδεμα, χάλυβα, ξύλο, τοιχοποιία, γεωτεχνικά έργα και αλουμίνιο). Αναπτύχθηκαν από  την Ευρωπαϊκή Επιτροπή Τυποποίησης (CEN), ολοκληρώθηκαν το 2007 και αποτελούν μια σειρά Ευρωπαϊκών Προτύπων που παρέχουν ένα κοινό, για όλη την Ε.Ε., σύνολο μεθόδων για τον υπολογισμό της μηχανικής αντοχής των κατασκευαστικών έργων και των στοιχείων τους, τα οποία καλύπτονται από την Οδηγία 89/106/ΕΟΚ. Στόχο τους αποτελεί η δημιουργία ενός κοινού πλαισίου, εντός του ευρωπαϊκού χώρου, για τον σχεδιασμό των έργων.

Τα δέκα Ευρωπαϊκά Πρότυπα (EN) που συνθέτουν τους Ευρωκώδικες δίνονται στον παρακάτω πίνακα.

Τα παραπάνω Ευρωπαϊκά Πρότυπα, εκτός από το ΕΝ 1990- Ευρωκώδικας 0, υποδιαιρούνται με τη σειρά τους σε 58 μέρη, στα οποία γίνεται ανάλυση της συμπεριφοράς των κατασκευών (κτιρίων, γεφυρών, δεξαμενών, φραγμάτων, πύργων, αγωγών, καπνοδόχων) έναντι σεισμού ή/και πυρκαγιάς.

Ο Ευρωκώδικας 0 αποτελεί τη βάση όλων των Ευρωκωδίκων, επεξηγεί τη λογική τους και η γνώση του αποτελεί προϋπόθεση για να είναι δυνατή η μελέτη οποιουδήποτε άλλου Ευρωκώδικα. Πιο συγκεκριμένα, περιγράφει τις αρχές και τις προϋποθέσεις για την ασφάλεια, τη λειτουργικότητα και την ανθεκτικότητα των φορέων και βασίζεται στην αρχή των οριακών καταστάσεων με τη μέθοδο των επιμέρους συντελεστών.

Κάθε χώρα της Ευρωπαϊκής Ένωσης ακολουθεί τους Ευρωκώδικες ως έχουν, συνοδευόμενοι  όμως από το Εθνικό Προσάρτημα της εκάστοτε χώρας, το οποίο περιλαμβάνει πληροφορίες  για τις εθνικά προσδιορίσιμες παραμέτρους.

Συνολικά, οι Ευρωκώδικες αποτελούν μία από τις σημαντικότερες ευρωπαϊκές, άρα και παγκόσμιες, ολοκληρώσεις στον κατασκευαστικό κλάδο. Έχουν αντικαταστήσει τα British standards και τα Γερμανικά DIN που χρησιμοποιούντο σε πολλές χώρες του πλανήτη και έχουν θέσει ένα βιομηχανικό πρότυπο (υλικών και υπηρεσιών), που αποτελεί υπόδειγμα όχι μόνο για την Ευρώπη αλλά και για όλο τον κόσμο. Σήμερα, οι Ευρωκώδικες αποτελούν ένα χρήσιμο εργαλείο στον τομέα της μηχανικής.

«Νέα γενιά» Ευρωκωδίκων

Με τη δημιουργία των Ευρωκωδίκων γεφυρώθηκε το χάσμα επικοινωνίας και συνεννόησης στον κατασκευαστικό και μελετητικό κλάδο, που επικρατούσε έως τότε εξαιτίας της χρήσης διαφορετικών εθνικών προτύπων και μεθοδολογίας. Ωστόσο, οι σύγχρονες ανάγκες και απαιτήσεις δημιουργούν την ανάγκη για ανάπτυξη νέων προτύπων, τα οποία θα συμβαδίζουν µε τις νέες μεθόδους κατασκευής, τα νέα υλικά, τις νέες απαιτήσεις και τις νέες κοινωνικές ανάγκες. Έτσι, μπορούμε πλέον να μιλάμε για τη «νέα» γενιά Ευρωκωδίκων.

Με την πρώτη γενιά των Ευρωκωδίκων τέθηκε σε εφαρμογή ένα ολοκληρωμένο νομοθετικό και ρυθμιστικό πλαίσιο για τον κατασκευαστικό τομέα και τώρα, είναι πλέον η κατάλληλη στιγμή για μια σημαντική επικαιροποίηση της πρώτης γενιάς, καθώς και την ανάπτυξη της νέας γενιάς.

Στόχο της νέας γενιάς των Ευρωκωδίκων αποτελεί, τα νέα και αναθεωρημένα πρότυπα να είναι βελτιωμένα ως προς τη χρήση τους και να ενσωματώνουν τις σύγχρονες απαιτήσεις σχεδιασμού, απόδοσης και στιβαρότητας. Επιπλέον, κρίσιμα σημεία αποτελούν η ανάπτυξη νέων μερών για την παροχή καθοδήγησης στον τομέα της αξιολόγησης και μετασκευής υφιστάμενων κτιρίων, στον τομέα των γυάλινων κατασκευών, στον τομέα των πολυμερών ενισχυμένων με ίνες και στον τομέα της ενσωμάτωσης των προτύπων ISO στους Ευρωκώδικες.

2. Σχεδιασμός γυάλινων κατασκευών πριν το πρότυπο EN- 19100

Το γυαλί αποτελεί δομικό υλικό, το οποίο χαρακτηρίζεται από την ψαθυρότητά του και παρουσιάζει γραμμικά ελαστική συμπεριφορά έως και τη θραύση του, χωρίς καμία παραμόρφωση. Εξαιτίας της ψαθυρής συμπεριφοράς του απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή κατά τον σχεδιασμό έναντι παραμορφώσεων από απρόβλεπτα φορτία.

Οι στατικοί υπολογισμοί των γυάλινων κατασκευών έως και σήμερα πραγματοποιούνται με συνδυασμό ευρωπαϊκών προτύπων, του γερμανικού κανονισμού DIN και των Ευρωκωδίκων 1990 και 1991. Οι στατικές επιλύσεις πραγματοποιούνται για τα συνήθη φορτία, ωστόσο συχνά είναι απαραίτητη και η επίλυση για τα διάφορα πιθανά σενάρια, έτσι ώστε σε περίπτωση αστοχίας ενός μεμονωμένου στοιχείου, η υπόλοιπη κατασκευή να μην επηρεασθεί.

Τα βασικότερα Ευρωπαϊκά πρότυπα, τα οποία χρησιμοποιούνται για τον σχεδιασμό γυάλινων κατασκευών, είναι το EN-16612 και το EN-16613.

Το πρότυπο EN-16612 (Προσδιορισμός της αντίστασης σε πλευρική φόρτιση των  υαλοπινάκων με υπολογισμούς), παρέχει τις αρχές για τον προσδιορισμό της τιμής σχεδιασμού της αντοχής σε κάμψη του γυαλιού, δίνοντας τη γενική μέθοδο υπολογισμού, καθώς και καθοδήγηση για την αντοχή σε πλευρικά φορτία των γραμμικά στηριζόμενων υαλοπινάκων.

Το πρότυπο EN-16613 (Στρωματοποιημένοι υαλοπίνακες και στρωματοποιημένοι υαλοπίνακες ασφαλείας – Προσδιορισμός των μηχανικών ιδιοτήτων των ενδιάμεσων στρώσεων), καθορίζει μια μέθοδο δοκιμής για τον προσδιορισμό των μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών των ενδιάμεσων στρώσεων. Επιπλέον, το πρότυπο περιλαμβάνει τη διαδικασία για την κατηγοριοποίηση των υλικών ενδιάμεσης στρώσης σε οικογένειες.

Ο γερμανικός τεχνικός κανονισμός DIN 18516 – 4, ο οποίος αφορά την εφαρμογή υαλοπινάκων με γραμμική στήριξη, αποτελεί βασικό εργαλείο για τον έως τώρα σχεδιασμό των γυάλινων κατασκευών. Για τις σημειακές στηρίξεις, η ικανότητα έδρασης του γυαλιού και των εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται αποδεικνύεται υπολογιστικά. Ο στατικός υπολογισμός γίνεται σύμφωνα με τα φορτία που ορίζει ο DIN 1055. Επιπλέον υπολογισμός γίνεται και για φορτία τα οποία δεν υπάρχουν στον DIN, όπως οι εντάσεις από θερμοκρασιακές μεταβολές, που όμως επηρεάζουν το γυαλί.

Η ανάγκη της τυποποίησης του σχεδιασμού στις απλές κατασκευές και στα ολοκληρωμένα στοιχεία από γυαλί, οδήγησε τη διαμόρφωση του προτύπου 19100, με τίτλο “Σχεδιασμός γυάλινων κατασκευών”.

Σήμερα, αποτελεί μια τεχνική προδιαγραφή, η οποία πρόκειται να συμβάλλει καθοριστικά στη διαμόρφωση  του πρώτου ολοκληρωμένου κώδικα σχεδιασμού για τη δομική υαλουργία σε ολόκληρη την Ευρώπη. Η τεχνική αυτή προδιαγραφή, ασχολείται με τον σχεδιασμό γυάλινων κατασκευών, περιλαμβάνοντας όλες τις σχετικές πτυχές ενός κώδικα σχεδιασμού και καλύπτοντας μεγάλο εύρος των τεχνικών θεμάτων σχεδιασμού και τυποποίησης. Βασικός στόχος είναι να παραχθεί ένα κανονιστικό πλαίσιο με μια συνολική αντίληψη που να συμπληρώνει τις διάφορες εθνικές ανάγκες τυποποίησης. Με τη δοκιμαστική χρήση της στη βιομηχανία και τις κατασκευές, θα  βελτιωθεί προκειμένου να μετατραπεί σε Ευρωκώδικα. Μετά το πέρας της φάσης των ερευνών το 2024 και την ενσωμάτωση των απαραίτητων παρατηρήσεων και διορθώσεων, ο Ευρωκώδικας αναμένεται να δημοσιευθεί το 2026.