ระบบผนัง " Curtain Wall " คืออะไร มีกี่รูปแบบ และมีคุณสมบัติเด่นกับข้อควรระวังอย่างไรบ้าง

Curtain Wall System เปรียบเสมือนกำแพงม่านกระจกขนาดใหญ่ที่คอยห่อหุ้มตัวอาคาร ไม่ต่างจากมนุษย์ที่ต้องห่อหุ้มร่างกายด้วยเสื้อผ้าอาภรณ์แบบต่างๆ ซึ่งนอกจากคุณประโยชน์ในการใช้งานแล้ว ยังสะท้อนรสนิยม หรือ รูปแบบสไตล์ที่เหมาะกับช่วงเวลาในยุคๆนั้นได้ชัดเจน ระบบผนัง Curtain Wall ได้รับความนิยมในงานสถาปัตยกรรมอย่างแพร่หลาย โดยออกแบบมาเพื่อป้องกันการซึมผ่านของอากาศ และน้ำ ช่วยดูดซับแรงกระแทกจากแรงดันลมบนที่สูง และแรงกระทำจากแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นกับตัวอาคาร มีความทนทาน และทนต่อแรงลมความเร็วสูงในภูมิประเทศที่มีสภาพอากาศที่หลากหลาย นอกจากนี้ยังให้ความสวยงามทันสมัย และเมื่อมองจากภายในออกไปสู่ภายนอกอาคารจะสามารถมองเห็นทัศนียภาพภายนอกได้ชัดเจนกว้างขึ้น

Curtain Wall System เป็นระบบผนังอาคารที่รองรับกำลังน้ำหนักบรรทุกที่ตายตัวของตัวเอง โดยยึด หรือ แขวนผืนผนังกระจกเข้ากับโครงสร้างของอาคารบริเวณหน้าคาน สันของแผ่นพื้น หรือสันของแผ่นพื้นไร้คาน โดยจะติดตั้งแผ่นกระจกเข้ากับโครงเหล็ก หรือ อะลูมิเนียม ซึ่งมีทั้งรูปแบบที่เห็นโครงในแนวตั้ง-นอนทั้งภายใน และภายนอกอาคาร รวมถึงรูปแบบที่นิยมมาก คือ การซ่อนโครงไว้ภายในอาคาร ส่วนภายนอกจะเห็นเป็นกระจกประกอบชนกันอย่างเรียบเนียนไม่สะดุด จึงทำให้ตัวอาคารเปรียบเสมือนแท่งแก้วขนาดใหญ่ ที่สะท้อนรสนิยมความทันสมัย ดังเช่นตึกกระจกระฟ้ายุคใหม่ที่มีให้เราเห็นจนคุ้นตาในปัจจุบัน

รูปแบบของระบบผนัง Curtain Wall 

สามารถแยกออกได้เป็น 3 รูปแบบ ดังนี้ 

1. แบบธรรมดา (Conventional System)

จะสามารถเห็นเส้นกรอบอะลูมิเนียมได้ 4 ด้าน ทั้งแนวราบ และแนวนอน ซึ่งเป็นรูปแบบดั้งเดิมในยุคแรกเริ่มของระบบผนัง Curtain Wall

2. แบบ 2-SIDED

จะสามารถเห็นเส้นกรอบอะลูมิเนียมได้เพียง 2 ด้าน ในระนาบใดระนาบหนึ่งเท่านั้น จึงทำให้ผืนกระจกมีความต่อเนื่องกันมากขึ้นโดยปราศจากรอยต่อของเส้นกรอบอะลูมิเนียมในแนวตั้ง โดยราคาจะสูงกว่าแบบแรก 10% - 15% 

3. แบบ 4-SIDED

เป็นแบบที่ได้รับความนิยมมากในปัจจุบัน โดยให้รูปลักษณ์ที่ทันสมัย ปราศจากการรบกวนสายตาของเส้นกรอบอะลูมิเนียมที่มีการลดทอนขนาด และรายละเอียดลงไปมาก จึงทำให้ผืนกระจกมีความต่อเนื่องกันมากขึ้นเสมือนเป็นม่านกระจกขนาดใหญ่ โดยราคาจะสูงกว่าแบบที่สอง 10% - 15% เช่นเดียวกัน นอกจากนี้ระบบผนัง Curtain Wall แบบ 4-SIDED ยังมีความเหมาะสมกับอาคารที่มีผนังกระจกสูงต่อเนื่องหลายชั้น ซึ่งอาจมีบางส่วนเป็นเปลือกอาคาร หรือ เป็นผนังอาคารซ้อนกันสองชั้น โดยมีการติดตั้งระบบผนังโครงเบา และฉนวนกันความร้อนไว้ด้านหลัง ในกรณีที่พื้นที่ส่วนดังกล่าวถูกออกแบบเป็นห้องที่มีผนังทึบ เช่น ห้องน้ำ ปล่องลิฟต์ ห้องงานระบบต่างๆ เป็นต้น

ประเภทกระจกที่ใช้ในงาน  Curtain Wall System

กระจกที่เลือกใช้ควรคำนึงถึงความปลอดภัยสูงสุดในกรณีที่มีการแตกหักเสียหาย เนื่องจากพื้นที่ในการนำไปใช้งานเป็นพื้นที่ ที่มีความสูง ซึ่งมีความเสี่ยงที่จะก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงกว่าพื้นที่ทั่วไป ฉะนั้นกระจกที่นำมาใช้จึงจำเป็นต้องมีความทนทาน และมีคุณสมบัติที่พิเศษกว่ากระจกทั่วไป โดยสามารถแบ่งประเภทกระจกหลัก ที่ใช้ในระบบผนัง Curtain Wall ออกได้เป็น 2 ประเภทดังนี้

1. กระจกลามิเนต (Laminated Glass) 

กระจกลามิเนต จัดเป็นกระจกนิรภัยชนิดหนึ่ง ที่เวลาแตกแล้วเศษกระจกจะยังคงยึดติดกันโดยไม่ร่วงหล่น เพราะมีชั้นฟิล์มที่ยึดเกาะระหว่างแผ่นกระจกเหมือนกับใยแมงมุม โดยเป็นการนำเอากระจกนิรภัยเทมเปอร์ (Tempered Safe Glass) หรือกระจกธรรมดา (Annealed Glass / Floated Glass) จำนวน 2 แผ่น หรือ มากกว่า แล้วนำมาประกบติดกันโดยมีชั้นฟิล์มคั่นกลางระหว่างกระจก เราจึงเรียกกระจกที่ผ่านกระบวนการผลิตในลักษณะนี้ว่า กระจกลามิเนต (Laminated Glass) นั่นเอง

คุณสมบัติเด่นของกระจกลามิเนต

- เมื่อกระจกได้รับความเสียหายจนเกิดการแตก เศษกระจกจะไม่ร่วงหล่นลงมา ซึ่งช่วยลดอันตรายได้มากขึ้น 

- ช่วยป้องกันเสียงรบกวนภายนอก และเก็บเสียงได้ดีกว่ากระจกธรรมดา

- ช่วยป้องกันความร้อนได้ดี และกันรังสียูวีได้มากกว่า 90 %

- ทนต่อแรงดันลมในที่สูง ทนต่อแรงอัดกระแทก และช่วยป้องการบุกรุกจากการโจรกรรมได้

- สามารถเคลือบสีได้ตามความต้องการ

2. กระจกฮีทสเตรงค์เท่น ( Heatstrengthened Glass ) 

กระจกฮีทสเตรงค์เท่น เป็นกระจกที่ผลิตด้วยกระบวนการเดียวกับกระจกนิรภัยเทมเปอร์ คือการนำเอากระจกโฟลต (Annealed Glass) มาอบเพื่อให้ได้คุณสมบัติความแข็งแรงเพิ่มมากขึ้น โดยใช้ความร้อนในการอบที่ 650-700 องศาเซลเซียส แต่กระบวนการทำให้กระจกเย็นลง จะทำแบบช้าๆด้วยการเป่าลมที่ผิวกระจกทั้ง 2 ด้าน จะมีผลทำให้กระจกเย็นตัวช้าลง ความเครียดที่ผิวกระจกก็จะลดหลั่นลงมาตามลำดับ ซึ่งเมื่อค่าความเครียดที่ผิวกระจกอยู่ระหว่าง 3,500-7,500 PSI เราจะเรียกกระจกชนิดนี้ว่า "กระจกฮีทสเตร็งเท่น" (Heat-Strengthened Glass) โดยสมบูรณ์ จึงทำให้เนื้อกระจกมีคุณสมบัติพิเศษที่แข็งแรงกว่ากระจกธรรมดาถึง 2 เท่า

คุณสมบัติเด่นของกระจกฮีทสเตรงค์เท่น

- มีความแข็งแรงกว่ากระจกโฟลท 2 เท่า ทำให้สามารถร้บแรงกระแทก แรงกด แรงบีบ ได้ดี

- ทนต่อแรงดันของกระแสลมในที่สูงได้ดี (ถ้าใช้เป็นผนังอาคารสูง พื้นกระจก หรือ หลังคากระจก ต้องประกบลามิเนต เพื่อเพิ่มความแข็งแรง และความปลอดภัยขึ้นไปอีก ไม่ควรใช้กระจกฮีทสเตร็งเท่นแผ่นเดียวโดดๆ)

- ทนความร้อนแบบปกติได้สูงถึง 290ºC โดยที่เนื้อกระจกไม่ปริแตก

- ทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ตั้งแต่ 70-100ºC

- เมื่อกระจกปริแตก รอยร้าวจะวิ่งเข้าหาขอบเฟรมกระจก ซึ่งรอยร้าวดังกล่าวจะมีจำนวนไม่มาก จึงทำให้กระจกยังเป็นชิ้นใหญ่ๆ ซึ่งมีขนาดใหญ่มากกว่าการแตกร้าวของกระจกทั่วไป

- ไม่ปริแตกแตกด้วยตัวเอง แบบเดียวกับการปริแตกด้วยตัวเองของกระจกนิรภัยเทมเปอร์

ข้อมูลเชิงลึกของ "กระจกลามิเนต และ กระจกฮีทสเตรงค์เท่น"

องค์ประกอบโครงสร้างกรอบ ของระบบผนัง Curtain wall  

โดยทั่วไปแล้วโครงสร้างกรอบของผนัง Curtain wall จะประกอบด้วย 2 ลักษณะ ได้แก่ 

1. โครงตัวตั้ง (mullion) ทำหน้าที่รับน้ำหนักทั้งหมดของผนัง Curtain wall และส่งถ่ายเข้าสู่โครงสร้างผนังอาคาร มักจะยาวต่อเนื่องกัน 1-2 ชั้นของอาคารเป็นต้นไป

2. โครงตัวนอน (transom) ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างรองรับน้ำหนักของแผ่นลูกฟัก บานหน้าต่าง ตลอดจนแรงโหลดตายตัวของตัวมันเอง

คุณสมบัติเด่นของระบบผนัง Curtain Wall

1.การก่อสร้างทำได้อย่างรวดเร็ว ประหยัดค่าใช้จ่าย

2.ผนังมีน้ำหนักเบา ช่วยประหยัดราคาโครงสร้าง

3.ให้ความสวยงามทันสมัย ช่วยสร้างอัตลักษณ์เด่นให้กับตัวอาคาร

4.ดูแลทำความสะอาดได้ง่าย ด้วยการใช้ระบบกระเช้ากอนโดล่าในการเลื่อนขึ้นลงสำหรับทำความสะอาด เช่น ตึกสูงทั่วไป

5.สามารถรับแรงดันลมในที่สูง และดูดซับแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวได้

6.ป้องกันการซึมผ่านของอากาศ และน้ำ

7.เมื่อซิลิโคน ซีล เกิดรอยรั่ว จะสามารถสังเกตเห็น และแก้ไขได้อย่างรวดเร็ว ง่าย และถูกจุด

8.ให้ความปลอดโปร่ง แสงสว่างผ่านได้อย่างเหมาะสม สามารถมองเห็นทัศนียภาพภายนอกได้ชัดเจน

ข้อควรระวังในการใช้ระบบผนัง Curtain Wall

1.การรั่วของน้ำ ต้องระมัดระวังในการติดตั้งโครงและรอยต่อของระบบ

2.ลูกฟักกระจกอาจได้รับความเสียหาย เมื่อมีความแตกต่างของอุณหภูมิที่ผิวกระจกแบบฉับพลัน

3.อาจทำให้แผ่นกระจกหลุดร่วง ถ้าหากใช้ระบบที่ไม่เหมาะสม หรือ ติดตั้งผิดรูปแบบ แม้คลาดเคลื่อนเพียงเล็กน้อย

4.การภ่ายเทความร้อนสูงหากใช้กระจกที่ไม่ช่วยป้องกันความร้อน การออกแบบต้องคำนึงถึงการถ่ายเทความร้อนก่อนเข้าสู่ตัวอาคาร รวมถึงการรักษาสมดุลอุณหภูมิภายในอาคาร เพื่อลดค่าใช้จ่ายของการปรับอากาศ

5.ซิลิโคน ซีล หรือ ยาแนวจะมีอายุจำกัด ต้องมีการเปลี่ยนตามอายุการใช้งาน

แปล และเรียบเรียงโดย Wazzadu Encyclopedia

ข้อมูลอ้างอิงจาก

-  Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures American Society of Civil Engineers

-  Design of Buildings to Resist Progressive Collapse

-  www.2e-building.com

การใช้ผนังกระจกสำหรับอาคารสูง ในการตกแต่งสถาปัตยกรรมระฟ้า