Kaynak:

Camın temelleri

Cam Nasıl Yapılır

20. yüzyılın ortalarında erimiş camı çektirme ya da kalıba dökme yöntemleri kullanılarak ve ardından kusurlar parlatma yöntemi ile giderilerek cam panelleri imal edilmeye başlanmıştır. 1959 yılında, yüzdürme cam icat edilmiştir, böylece parlatma işlemine gerek kalmamış ve gerekli işçilik miktarı azaltılmıştır. Yüzdürme cam işlemi, Guardian'ın dünyanın çeşitli bölgelerinde bulunan 25 tesisinde cam üretiminde kullandığı tekniktir.

Yüzdürme cam işlemi yaklaşık %60 kuvars, %20 soda ve sülfat ve %20 kireç taşı ve dolomit bulunan ham maddeleri karıştırmakla başlar. Büyük karıştırma ekipmanları bu malzemeleri ezer ve ardından bir karışım haline getirir. Kabaca bu karışımın %80'i ile %20 oranında geri dönüştürülmüş atıl cam fırına verilir ve yaklaşık 1600°C sıcaklıkta eritilir. Sonuç olarak tebeşir-natron-silikat cam elde edilir. Eriyik haldeki karışım rafine edildikten sonra, erimiş cam koşullandırma havuzuna gönderilir ve sıvı teneke banyosunun içine ısıya dayanıklı bir musluktan akmadan önce yaklaşık 1200°C sıcaklığa soğuması beklenir.

Eriyik haldeki cam bu sıvı teneke banyosuna eşit düzeyde yayılır, sıvı camın yoğunluğundan daha ağır olduğundan, yapısından kaynaklanan yüzey gerilmesi ve yoğunluğu ile bu sıvı halde bulunan tenekenin üzerinde "yüzer". Bunun sonucunda, erimiş cam pürüzsüz ve eşit düzeyde sıvı cam yüzeyi şeklinde kalıp halini alır. Teneke banyosunda sıcaklığın yaklaşık 1000°C'den yaklaşık 600°C sıcaklığa düşürülmesi ile akışkan olmayan eriyik halindeki camın, yüzdürme işleminin sonunda teneke banyosu yüzeyinden katı haldeki cam yaprağının kaldırılabilmesine olanak verir.

Camın Özellikleri

Normal yüzdürme cam açık bir yeşil renge sahiptir. Bu renk camın kenarlarında daha yoğun görünür ve ham maddelerde bulunan doğal demir içeren oksit nedeniyle oluşur. Demir oksit içeriği çok düşük ham maddeler seçilmesi ya da kimyasal ağartma işlemi uygulanması ile bu eriyik tamamen doğal renkli, ekstra beyaz bir cam haline getirilebilir. Guardian bu tip camı Guardian UltraClear ™ adı altında üretmektedir.

Renkli kütleler kullanılarak renkli cam üretimi yapılabilir. Karışımda bulunan kimyasal katkı maddeleri, yüzdürme hattında kullanılan belirli üretim işlemleri ile yeşil, gri, kırmızımsı ve bronz renkli camların üretilebilmesine olanak verir. Üretim halinde camın renginin değiştirilmesi önemli ölçüde yoğun bir işlemdir ve üretimde oluşan kayıplar ve üretkenlik kaybı nedeniyle maliyetlerin artmasına neden olur. Bu nedenle sadece özel kampanyalar için üretim yapılır.

Günümüzde cam üretiminin büyük bir kısmı, kalınlıkları 2 – 25 mm arasında değişen ve ileri düzey işlem için 3,21 x 6 m standart ölçülerde üretilen yüzdürme camdır.

Cam Kaplama İhtiyacı

Işık, enerji ve ısının fiziksel tanımları, elektromanyetik spektrumun dalga boyları tarafından açıklanarak tanımlanmıştır. Dalga boyları bir nesneye çarptıkları zaman, dalga boylarının bir kısmı yansıtılır, emilir ve nesnenin içinden iletilir. Guardian Glass, işlevsel ve estetik gerekliliklere uygunluk açısından hangi dalga boylarının yansıtılacağını, emileceğini ve iletileceğini belirlemek amacıyla yüzdürme cama kaplamalar uygulamaktadır.

Örneğin, tasarlanan cam kaplamalarının güneş enerjisi ısısını azaltması dünyaya çarpan güneş ışınlarının ışımasının kontrol edilmesi ile sağlanır. Guardian Glass kaplamalar kızılötesi dalga boylarını (güneş enerjisi ısısı) yansıtmak ve aynı zamanda görünür ışık dalga boylarını (gün ışığı) camdan iletmek üzere tasarlanmıştır.

Cam Kaplama Uygulama

Yüzdürme cam kaplamaları, yüksek miktarlarda genellikle 2 teknik kullanılarak üretilir. Bunlardan biri, aynı zamanda sert kaplama adı da verilen ve yüzdürme hattında cam üretimi sırasında oluşan kimyasal piroliz yöntemidir. Yüzeye ısıyla tutunan metal oksitler çok serttir (sert kaplama) ve dayanıklıdır, ancak basit yapıları nedeniyle teknik özellikleri çok sınırlıdır.

Guardian Glass, vakumla çözümleme işlemi ya da manyetron püskürtme adı verilen ikincil bir kaplama işlemine odaklanmaktadır. Manyetron püskürtme, mükemmel optik ve termal özellikler elde edilmek üzere tasarlanmış bir düzenle metal oksitleri camın yüzeyine biriktirir. Cam daha sonra, her biri bu malzemeden bir tabakayı cama uygulamak üzere tasarlanmış vakum haznelerine sahip kaplama cihazına gönderilir.

Cam yüzeyinde biriken bu malzeme (metal plaka), son derece yüksek bir elektrik potansiyeline sahip bir elektrot üzerine monte edilir. Elektrot ve malzeme vakum haznesinin duvarından elektriksel olarak izole edilmiştir. Güçlü elektrik dalgaları (hızlı elektronlar) püskürtülen cam argonunu iyonize eder. Hızlandırılan argon iyonları çarparak hedefte bulunan malzemeyi kırabilir, daha sonra cama temas ederek yüzeye eşit bir biçimde birikir.

Isı Yalıtımı

Mimarlar ve tüketiciler, ekonomik, ekolojik gereksinimler ile konfor gereksinimlerini karşılamak amacıyla, yapıları için daha yüksek termal yalıtım talebinde bulunmaktadır. Guardian, insanların istediği doğal ışıktan ödün vermeden yapının performansını arttırmak üzere hiç yorulmadan çalışmaktadır. Daha yüksek termal yalıtımın arkasındaki itici güçler arasında aşağıdakiler bulunur:

Ekonomik
Yapı sahipleri ve yöneticiler, enerji maliyetlerini düşürecek çözümlere yatırım yapmak istemektedir. Son otuz yılda yaşanan teknolojik gelişmeler, düşük maliyetli işlemler kullanarak, çok ince bir tabaka halinde doğal kaplamaları yüksek teknoloji ürünü yalıtım camına kaplayabilecek sistemler ve donanımlar üretmiştir. Bu teknoloji şimdi pencereler ve ön cephelerde milyonlarca metre kare cam duvar alanına uygulanmaktadır.

Ekolojik
Çevresel sürdürülebilirlik açısından tüketici ve sektör bilinci yapı sektöründe hızlı bir şekilde gelişmiştir. Doğal içeriği ve üstün enerji dengeleme özellikleri sayesinde cam, ısıtma ve soğutma maliyetlerini düşürmek ve yapılarda sürdürülebilirlik ve çevreyle dost yapılar için dünya çapında tanınmakta olan sertifika programlarının hedeflerine ulaşabilmek için kilit öneme sahip bir unsurdur.

Konfor
Daha iyi termal yalıtım, cam duvar yapılmış alanlarda insanların daha iyi hissetmelerini ve daha üretken olmalarını sağlayan gün ışığının faydalarından ödün vermeden, istenmeyen esintileri azaltır.

Yalıtım Camı

Termal yalıtım özelliklerini elde etmek amacıyla, iki veya daha fazla yüzdürme cam paneli, bir yalıtım camı ünitesi (IGU) oluşturacak şekilde bir ara parçası ile birleştirilir. Böylece koşullandırılmış hava kaybı azalır—soğuk aylarda ısıtma maliyetleri ve sıcak aylarda klima maliyetleri düşer.

Çok yakın zamana kadar, IGU'ların önemli bir kısmı alüminyum ara parçalar kullanılarak üretilmiştir. Artan gereklilikler, yalıtım camı üretiminde giderek yaygınlaşan, termo teknik açıdan iyileştirilmiş alternatifler yaratmıştır. Son derece ince paslanmaz çelik profiller, en yaygın biçimde kullanılan alüminyum ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha düşük ısı iletkenliğine sahiptir. Ancak yine de mekanik stabilite ve yayma yetenekleri açısından alüminyuma benzerler.

Yalıtım camında üç farklı teknik kullanılarak termal yalıtım performansı yükseltilebilir:

Low-E kaplamalar
Termal yalıtımı arttırmak üzere tasarlanmış püskürtme kaplamalar, birçok Guardian ClimaGuard ® ve Sunguard ® kaplamalarda kullanılmaktadır ve yüzey 2 veya yüzey 3 üzerine (iklime bağlı olarak) uygulanabilir. ClimaGuard IS-20, IGU'ların yalıtımını daha da iyileştirmek amacıyla cam yüzeyin içine uygulanabilecek dayanıklı bir kaplamadır.

Ara boşlukta gaz
Sonuçta elde edilen hermetik olarak sızdırmazlık sağlanmış ara boşluğa, genellikle özel olarak termal yalıtımda kullanılan inert gaz ile dolgu yapılır. Panel ara boşluğunun genişliği, kullanılan inert gaza bağlıdır. En yaygın olarak argon ve nadiren de kripton kullanılır. Optimum termal yalıtım verimine ulaşmak için argon 15 - 18 mm arasında bir ara boşluğa ihtiyaç duyarken kripton sadece 10 - 12 mm ile daha iyi yalıtım sonuçları sağlar. Ara boşluğa genellikle %90 kapasitede dolum yapılır. Kripton çok daha az bulunduğu için argona göre birkaç kat daha pahalıdır.

Üçlü Cam Duvar
Sürdürülebilirlik sertifikasının öncelikli olduğu projeler başta olmak üzere, üçlü cam duvar (3 cam tabakası kullanımı) termal yalıtım performansını daha ileriye götürür.

Güneş Kontrol Camı

Güneş koruma camlarında yaşanan gelişmeler sayesinde, modern mimaride giderek daha fazla cam kullanılmaktadır. Güneş koruma camı, genellikle yaz aylarında oluşan sera etkisini azaltarak oda içinde durulmayacak düzeyde havanın ısınmasını önlerken, yıl boyunca yapının işletme maliyetlerini de önemli ölçüde düşürür. Güneş koruma camı avantajları:

Mali açıdan tasarruf
Güneş koruma camı yapıya giren ısı enerjisi miktarını en aza indirerek, klimaların aşırı maliyetlerini sınırlar çünkü bir yapının içini soğutmak ısıtmaktan çok daha fazlaya mal olur. Geniş pencere ve ön cephe yüzeyleri binanın iç kısmına büyük miktarlarda ışık girmesine olanak verir, böylece yapay aydınlatmanın aşırı kullanımının önüne geçer.

Ekolojik avantajları
Kullanılan soğutma enerjisi miktarının düşürülmesi veya yapay aydınlatma araçlarının azaltılması sonucunda enerji tasarrufu sağlanır – böylece insanın çevreye etkisinin azaltılmasına yardımcı olunur. Bu anlamda, LEED, Breeam ve Passive House gibi sürdürülebilir yapılarda dünya çapında onaylanmış sertifika sistemlerine göre güneş koruma camı ürünlerine sertifika alınması mantıklıdır.

Konfor
Güneş enerjisi, içeride bulunanları rahatsız edecek biçimde aşırı ısınan odanın önde gelen nedeni olabilir. Yaşam ve çalışma alanlarını doğaya yakın ve açık, geniş alanlar olarak yaratmayı amaçlayan günümüz mimarisinde, ışık geçirmeyen inşaatların yerini şeffaflık almaktadır. Bu nedenle, işlevsel ve konforlu bir iç ortam yaratmak için güneşten korunmada cam kullanımının asli parametreleri üzerinde çalışma yapılması şart olmuştur.

Gürültü Kontrol Camı

Ses normalde hem havayla, hem de katı nesnelerin içinden iletilir. Basınç değişkenliğinin yoğunluğu ses basıncı olarak adlandırılır ve bir tıklama sesinden bir silah patlamasına kadar çok değişken olabilir. Çok çeşitli sesleri kontrol altına almak için üç yöntem kullanılır:

Panel kalınlığı
Temel kural, yüzey birimine göre panel ne kadar kalınsa gürültüyü azaltma özelliği o kadar yüksek olur. Bu nedenle, cam kalınlığı arttıkça yalıtım verimi de artar.

Yalıtım yapısı
İkili veya üçlü yalıtım camı levhalar arasında sıkışma sistemidir: dış panellerin (levhaların) her ikisi ara boşluğu dolduran hava ya da gaz ile birbirinden ayrılmıştır. Ara boşluk, dış panelden gelen titreşimleri içerideki ikinci panele ulaşmadan önce sönümler, iç boşluk ne kadar büyük olursa olsun, gürültüyü azaltma özelliği o kadar etkin olur. Ancak bu sadece belirli bir dereceye kadar geçerlidir, çünkü bu işlem aynı zamanda termal yalıtımı da azaltır.

Lamine Tabaka Kaplama
İki tek cam panelini birleştirmek için esnek bir ara tabaka (PVB) kullanımı ile kalın ve ağır camların gürültüyü azaltma etkileri daha optimum düzeye getirilebilir. Bu çözümle, kalınlık ve alan ağırlığı aynı kalır; ancak panel "daha yumuşak" olur ve böylece ses dalgalarını yalıtım kapasitesi artar.

Emniyet Camı

Kullanımının emniyetli olması için bir bileşenin güvenilir olması gereklidir. Cam imalatçıları bu konuyu 100 yıl önce fark etmiştir ve bu ilkeyi günümüzde cam imalatında kullanmaktadır. Yapı inşaatında tek başına ya da başka cam türleri ile birlikte çok çeşitli emniyet camı seçenekleri kullanılmaktadır. Yaygın olarak kullanılan üç cam tipi temperli emniyet camı, lamine emniyet camı ve ısıyla güçlendirilmiş camdır.

Tamamen temperli cam
Aynı kalınlıkta tavlanmış camdan dört veya beş kat daha yüksek gerilme kuvvetine sahiptir ve bu nedenle daha yüksek emme gücüne ve aşırı kuvvete dayanabilir. Ancak aşırı yüklenme nedeniyle bu hata oluştuğunda, cam çatlayan alışılagelmiş camdan oluşan keskin kenarlı parçalara öre yaralanma riski çok daha düşük olan birbirine gevşek bir şekilde bağlanmış parçalar yığını olarak kırılacaktır.

Tamamen temperli cam, insan vücudu gibi yumuşak, şekli değişebilen nesnelerden kaynaklı darbelere dayanıklıdır. 6 mm kalınlıkta, tamamen temperli cam özellikle spor salonları uygulamalarında kullanılan geniş cam yüzeyler için uygundur.

Isıtılmış temperli cam
Her bir temel camda, ham maddeler aracılığıyla camın içine girmesi önlenemeyen, son derece az miktarlarda nikel sülfat (NiS) kristalleri bulunur. Temper işlemi sırasında oluşan son derece hızlı soğutma dönemi NiS parçacıklarını yüksek sıcaklıkta kristal modifikasyonu halinde "dondurur". Daha sonra, örneğin güneş enerjisi emisyonu aracılığıyla ısı uygulandığında, kristal hacmi artacağı için bu kristal yapısı değişebilir ve bu durumda, parçacıklar kritik bir ölçüyü aştığında ani bir patlama ile cam kırılabilir. Yüksek sıcaklık farklarına maruz kalacak emniyetle ilişkili cam duvar ve ön cephe camları gibi panellerde ilave ısı testi yapılması gereklidir.

Lamine emniyet camı
Lamine emniyet camı, modern mimarinin kilit öneme sahip bir bileşenidir. İki veya daha fazla panelin yapışkan, elastik, yırtılmaya son derece dayanıklı poli vinil bütral (PVB) folyolar ile kalıcı olarak sabitlenmesiyle, camdan çok işlevli bir eleman yaratılır, bu eleman şeffaflık sağlamasına ek olarak, yüksek statik kuvvetlere ve yapısal görevlere uygun olur.

Lamine emniyet camının emniyet etkisi, PVB ara tabakanın son derece yüksek gerilme kuvvetini temel alır ve komşu cam yüzeyine mükemmel bir şekilde yapışır. Darbe, vuruntu ve camı kırabilecek diğer kuvvetlerin etkisi ile oluşan mekanik gerilmelerde, kırılan parçalar PVB tabakasına yapışır, böylece lamine emniyet camı yük altında da stabilitesini koruyacaktır. Böylece cam duvar açıklığı kapalı kalır, batan keskin cam parçaları nedeniyle yaralanma riski önemli ölçüde azalır. Lamine emniyet camı kullanımına bağlı olarak, daha katı gereklilikleri karşılamak üzere iki cam arasına daha fazla sayıda PVB tabakası yerleştirilebilir.

Tasarım Seçenekleri

Yüzyıllardır, kalın dış duvarlarda "ışık sağlayan delikler" oluşturmak için cam kullanılmıştır. Son otuz yılda, bu durum önemli ölçüde değişmiştir. Günümüzde cam kendi başına bir alan oluşturmakta ve bu alanı şekillendirmektedir, bu özelliği ile insanların kendilerini doğaya daha yakın hissettikleri şeffaf yapılar oluşturulmaktadır. Bir camın ön cephe kaplaması yansıtma özelliklerini her zaman değiştirir, cam çok yansıtıcı bir şekilde ya da sadece belirli bir rengi yansıtacak şekilde veya çok az yansıtıcı özellikli olarak imal edilebilir.

Boyalı Ekran tekniği
Genellikle bazı alanların parçalı bir şekilde boyanması için kullanılan boyalı ekran tekniği, cam yüzeyi ile yumuşak bir şekilde birleşen ve temper işlemini takip eden özel bir tasarım için kullanılır. Bu teknoloji büyük hacimlerde kullanılır ve parapet cam bileşenleri için idealdir, geniş alanlar ve aynı renkte boyanmış yerler için çok uygun değildir.

Tasarım camları
Şeffaf elemanlar giderek artan oranda görsel ve işlevsel dekorasyon unsurları olmaktadır. Asitle çürütmeden seramik üzerine parçacık püskürtmeye ve içi folyolu lamine cama kadar, tasarım dekoratif bir süsleme ya da sembol olabilir ve ayrıca tüm görünümü veya kaplamayı sağlayabilir.

Cam üzerine doğrudan boyalı ekran
Cam üzerine doğrudan tek renkli boyalı ekran uzun yıllardır devam eden bir gelenektir. İnce öğütülmüş cam ile renk pigmentlerinin karışımı olan enamel veya seramik boyalar, bir raspa ile bir eleğin içinden camın üzerine bastırılır.

Cam üzerine renkli baskı
Baskı, tek renkli bir renkli ekran yerine çok renkli bir baskı elde etmek üzere bir alternatif sunar. Ayrıca enamel ve seramik renkler baskı folyolarına dijital baskı yapılarak uygulanabilir ve böylece çok renkli motifler elde edilebilir. Bu baskılı folyolar daha sonra temperlenecek cam üzerine sabitlenir. Temper işlemi sırasında bu baskı folyoları kalan artıkları yakabilir ve daha önce açıklandığı gibi boyanmış renklerle birleşir.

Lamine camda renkli folyolar
Aynı lamine işlemi, farklı renklerden oluşan geniş bir palet ile kullanılabilir , bu durumda lamine cam üzerinde hayal edilebilecek tüm renkler elde edilebilir.

Bükümlü mimari cam
Mimarlar ve tasarımcılar düzlükleri, köşeleri ve eğimleri yumuşak eğimlerle kesmeyi sever. Yapı zarfı uygulamalarında cam genellikle termal bir çektirme işlemi aracılığıyla bükülür. Bir bükme cihazı üzerine yatırılan cam panel 550 - 620℃ sıcaklığa kadar ısıtılır. Yumuşama noktasına ulaştıktan sonra panel (yerçekimi aracılığıyla) yavaşça bükülür, bükme kalıbının şekline uygun hale gelir. Ardından yapılan soğutma işlemi ile camın şekli belirlenir. Fazladan gerilme uygulanmadan yumuşak soğutma ile cam daha sonra işlenebilirken, hızlı soğutma yapıldığında, sonradan işlem yapılamayacak, kısmen veya tamamen temperli cam elde edilir.

Bu yalnızca bir başlangıç

Cam sanayi hakkında daha fazlasını mı öğrenmek istiyorsunuz? Diğer kaynaklarımızı keşfedin veya bir sonraki projeniz için bize sorularınızı iletin.