Glass Wall ระบบโครงสร้างผนังกระจก สร้างงานดีไซน์สถาปัตยกรรมล้ำอนาคต

Glass Wall ระบบโครงสร้างผนังกระจก ความต้องการในการใช้กระจกในงานสถาปัตยกรรมมีความหลากหลายในด้านรูปแบบมากขึ้นเรื่อย ๆ อาคารสมัยใหม่หลาย ๆ แห่งได้รับการออกแบบให้มีการใช้กระจกในรูปแบบที่แปลกใหม่และเป็นเอกลักษณ์ จนเกิดเป็นการแข่งขันในเชิงภาพลักษณ์ ระบบโครงสร้างผนังกระจกเป็นสิ่งหนึ่งที่มักนำมาใช้กัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เป็นหน้าตาของอาคาร เช่น ทางเข้าหลัก โถงรับรอง ผนังด้านหน้าอาคาร จุดที่มีฟังค์ชั่นสำคัญ ฯลฯ งานออกแบบกระจกในงานสถาปัตยกรรมเป็นส่วนหนึ่งของการสะท้อนถึงยุคสมัยได้เป็นอย่างดี และมีให้เห็นกันอย่างหลากหลายตามงานสถาปัตยกรรมในต่างประเทศ เช่น Jewel Changi Airport  สิงคโปร์ชางงีได้รับรางวัลสนามบินที่ดีที่สุดในโลกติดต่อกันเป็นปีที่ 7 โดมกระจกรูปโดนัทมีน้ำตกในร่มที่สูงถึง 40 เมตร ถือเป็นน้ำตกในร่มที่สูงที่สุดในโลก เป็นงานสถาปัตยกรรมที่ใช้โครงสร้างผนังกระจกที่งดงาม ล้ำสมัย เต็มไปด้วยความคิดสร้างสรรค์

ระบบโครงสร้างผนังกระจกงานสถาปัตยกรรมล้ำสมัย

งานสถาปัตยกรรมที่สวยงามไม่ไกลประเทศไทยอย่าง  Jewel Changi Airport สิงคโปร์ชางงีได้รับรางวัลสนามบินที่ดีที่สุดในโลกติดต่อกันเป็นปีที่ 7 โดมกระจกรูปโดนัทที่มีน้ำตกอยู่ในตำแหน่งห่างออกจากจุดศูนย์กลางเล็กน้อย เพราะต้องใช้คานรับน้ำหนักรูปสามเหลี่ยมที่ออกแบบมาเป็นพิเศษประกอบกันเพื่อรับน้ำหนักของกระจกรวมทั้งมวลน้ำมหาศาล ซึ่งเปิดใช้งานวันละกว่า 8 ชั่วโมง ด้วยน้ำหนักกระจกที่มากกว่า 6,000ตัน (ใกล้เคียงกับเครื่องบินแอร์บัส A3800 10 ลำ) งานโครงสร้างจึงต้องใช้เสา 14 ต้น รวมกับคานวงแหวนเพื่อรองรับน้ำหนักกระจกดังกล่าว สไตล์การออกแบบที่โดดเด่นจากฝีมือของ Moshe Safdie สถาปนิกชื่อดังระดับโลก ที่เคยออกแบบตึก Marina Bay Sands ของสิงคโปร์

ภาพประกอบ :  Jewel Changi Airport

ระบบโครงสร้างผนังกระจก คืออะไร

ระบบโครงสร้างผนังกระจก (Structural glass wall) หรือที่มักเรียกกันสั้น ๆ ว่า Glass wall คือระบบที่ประกอบด้วยระบบกระจกและระบบโครงสร้างที่เปิดเผย ซึ่งระบบโครงสร้างนี้ทำหน้าที่ด้านความแข็งแรงให้ทั้งกระจกและโครงสร้างทนต่อแรงต่าง ๆ ให้สมดุลย์อยู่ได้ ต่างจาก Curtain wall ซึ่งเป็นระบบผนังที่ต้องอาศัยแขวนเข้ากับโครงสร้างของอาคาร ซึ่งส่วนใหญ่มักจะแขวนเข้ากับ หน้าคาน หรือ ผิวหน้าของแผ่นพื้นในแต่ละชั้น Curtain wall นั้นมักจะถูกใช้ในอาคารที่มีผนังต่อเนื่องขึ้นไปหลาย ๆชั้น ส่วนระบบโครงสร้างผนังกระจกมักใช้ในส่วนโถงเปิดโล่งของด้านหน้าของอาคารเป็นส่วนใหญ่

จุดเด่น ระบบ Glass wall น่าสนใจอย่างไร

  • ระบบโครงสร้างที่ประกอบอยู่ในระบบ Glass wall เรื่องความสูงต่อเนื่องของแผงกระจก ระบบโครงสร้างสามารถมีความสูงได้เท่าไร ระบบ Glass wall ก็สามารถสูงได้เท่านั้น โดยระบบ Glass wall ในหลาย ๆ ที่ มักมีการแสดงศักยภาพกันที่ความสูงต่อเนื่องโดยไม่ต้องมีคานโครงสร้างตามแนวนอนให้เกะกะสายตา และระบบโครงสร้างนั้นเองก็มักถูกออกแบบให้เป็นเครื่องประดับที่เปิดเผยอย่างหนึ่งของอาคาร
  • ภาพรวมที่ความโปร่งใสของแผงกระจก อันเกิดจากการที่ระบบโครงสร้างของระบบ Glass wall อยู่ถอยออกไปจากแนวระนาบของ Glass wall สามารถออกแบบให้มีรูปแบบที่หลากหลาย บางระบบถูกคิดออกมาเพื่อทำให้แผงกระจกดูโปร่งและมีสิ่งอื่นประกอบอยู่ด้วยน้อยที่สุด (High level of transparency) นี่ก็เป็นการแสดงศักยภาพอีกแบบหนึ่งของการออกแบบ Glass wall
  • คุณสมบัติที่ดีเยี่ยมอีกประการของ Glass wall ก็คือ คุณสมบัติเรื่องการกันน้ำ เนื่องจากรอยต่อกระจกแต่ละแผ่นของระบบโครงสร้างผนังกระจก มักจะเป็นซิลิโคนยิงอุดระหว่างช่องว่างของกระจกแต่ละแผ่น ซึ่งซิลิโคนเป็นวัสดุทึบตัน 100 เปอร์เซ็นต์ การเชื่อมต่อแบบนี้เป็นรูปแบบที่เรียบง่ายและมองเห็นได้ปรุโปร่งโดยตลอดแนว หากมีการยิงซิลิโคนครบถ้วนก็จะไม่มีปัญหาเรื่องการรั่วซึมของน้ำ หรือหากมีการยิงซิลิโคนขาดตก ก็จะเกิดการรั่วที่เห็นจุดกำเนิดได้อย่างชัดเจน สามารถแก้ไขได้ง่าย แตกต่างจากงานกระจกเฟรมอลูมิเนียมหากมีการรั่วซึมของน้ำ เราจะหาจุดเริ่มต้นของการรั่วได้ยาก เพราะมีรอยต่อที่ถูกปิดบังโดยเฟรมอลูมิเนียม การซ่อมแซมเรื่องการรั่วของน้ำจึงทำได้ลำบาก

ภาพประกอบโดย :  อาคารผู้โดยสาร สนามบินนานาชาติ SeaTac International Airport ในซีแอตเติล ประเทศสหรัฐอเมริกา 

ประเภทของระบบโครงสร้างผนังกระจก สามารถแบ่งตามวัสดุโครงสร้างได้ 4 ประเภท

  1. โครงสันกระจก (Glass rib system)

เป็นระบบที่มีการยึดกระจกด้วย Structural Silicone 2 ด้านส่วนอีกสองด้านเป็น Glazing และ Cover ครอบกระจกโดยมียางเป็นตัวอัดกระจก ดังนั้น จากภายนอกเราจะมองเห็น กรอบอลูมิเนียมยึดกระจกเพียงแนวเดียว ซึ่งอาจเป็นแนวนอนหรือแนวตั้งก็ได้

  1. โครงสร้างเหล็ก (Steel structure system)

ระบบนี้จะใช้เหล็กเป็นวัสดุหลักในการเสริมความแข็งแรงให้แก่ผนังกระจก เนื่องจากเหล็กสามารถประยุกต์ใช้ใน การออกแบบได้หลากหลายและมีความแข็งแรงแน่นหนากว่าเฟรมอลูมิเนียม โครงสร้างเหล็กจึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่สถาปนิกเลือกใช้

  1. โครงสานเหล็กรับแรงดึง (Tension rod system)

เป็นระบบที่มีการใช้สเตนเลส Tension Rod มาถักทอเป็นโครงสร้างผนังกระจก เพื่อให้งานออกมาได้คุณภาพทั้งด้านความสวยงาม ความเรียบร้อย และความปลอดภัย ระบบนี้จึงต้องใช้ผู้ติดตั้งที่มีความเชี่ยวชาญด้านระบบโครงสร้างกระจกเท่านั้น ระบบนี้ อาจมีการใช้เหล็กแทนสเตนเลสในอุปกรณ์บางตัวเพื่อเป็นการลดค่าใช้จ่าย อย่างไรก็ตามการเลือกใช้ควรเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยขั้นสูง เนื่องจากสนิมเหล็กที่อาจเกิดขึ้นและเป็นอันตรายได้ หากเกิดในจุดที่สำคัญ

  1. โครงเคเบิลขึง (Cable net system)

เป็นระบบที่มีการใช้เส้นเคเบิลสเตนเลส มาประยุกต์ใช้ ให้มุมมองที่โปร่งใส ระบบเคเบิลเน็ตมีทั้ง ระบบเคเบิลเน็ตทางเดียว (Cable Mullion) คือการขึงเส้นเคเบิลตามแนวตั้ง และ ระบบเคเบิลสองทาง ซึ่งใช้เคเบิลทั้งแนวตั้งและแนวนอนประกอบกัน และ ระบบเคเบิลสองทางแบบ double-curved

อ้างอิง : http://old.2e-building.com/article. , https://www.wazzadu.com/article/3785 ,

http://www.qzana.co.th/, https://readthecloud.co/the-jewel-changi-airport/

ประเภทของกระจก แบ่งเป็น 6 ประเภท

  1. กระจกโฟลต (Float Glass) หรือ Annealed Glass เป็นกระจกที่มีความโปร่งแสงสูง ผิวเรียบสนิท การสะท้อนสามารถทำได้ดี กระจก Float จึงแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ
    • กระจกโฟลตใส (Clear Float Glass) รอยต่อระหว่างกระจกน้อย สามารถนำไปใช้งานได้กับผนังภายนอก ผนังภายในอาคารได้ Clear Float Glass เหมาะกับการใช้งานประเภทแสดงสินค้า แต่อาจไม่เหมาะกับส่วนที่ต้องการความเป็นส่วนตัว
    • กระจกสี (Tinted Float Glass) มีการผสมออกไซด์ในเนื้อกระจกเพื่อให้เกิดสีสันแตกต่างกันไป เกิดความสวยงาม ช่วยลดความจ้าของแสงที่ส่งผ่านกระจกสีทำให้ได้แสงที่นุ่มนวลและเกิดความสบายตา สีของกระจกยังสามารถช่วยตัดแสงที่จะส่องเข้ามาในตัวอาคาร ทำให้ประหยัดพลังงานภายในอาคารจึงเหมาะกับงานภายนอก
  1. กระจกกึ่งนิรภัย (Heat Strengthened Glass) สามารถรับแรงได้มากกว่า 2-3 เท่า และเมื่อกระจกแตกจะมีลักษณะเป็นปากฉลามยึดติดอยู่กับกรอบไม่ร่วงหล่นเหมือนกระจกนิรภัยเทมเปอร์ (Tempered Safety Glass) จึงนิยมใช้ในการทำผนังภายนอก โดยเฉพาะ Glass Curtain Wall
  2. กระจกนิรภัยเทมเปอร์ (Tempered Glass) สามารถรับแรงได้มากกว่าถึง 10 เท่า และยังสามารถดัดได้มากกว่าถึง 3 เท่า สามารถรับแรงอัดของลมได้ดี แต่ไม่สามารถทำการตัดหรือเจาะได้เนื่องจากทนต่อแรง Point Load ได้น้อย เมื่อแตกจะเป็นเม็ดเล็กคล้ายเมล็ดข้าวโพดและร่วงหล่นออกมาจากกรอบทั้งหมด เหมาะกับงาน ประตูกระจก ผนังกั้นอาบน้ำ (Shower Box) ผนังภายนอกอาคารสูงๆ และเหมาะสำหรับใช้งานในสภาพที่เสี่ยงต่อการกระทบกระแทก
  3. กระจกเคลือบผิว หรือกระจกสะท้อนแสง (Surface coated glass) มีความเงามันวาวกระจกในกลุ่มนี้จะประกอบไปด้วยกระจก 2 ชนิดได้แก่
    • กระจกสะท้อนรังสีจากดวงอาทิตย์ (Solar Reflective Glass) เป็นกระจกเคลือบผิวออกไซด์ความโปร่งแสงต่ำคนภายนอกมองเข้ามาภายในลำบาก แต่คนภายในมองออกภายนอกได้ชัด สามารถสะท้อนแสงจากดวงอาทิตย์ที่จะผ่านเข้าสู่อาคารได้ประมาณ 30% เป็นการลดภาระของระบบปรับอากาศ มักนิยมใช้กระจกประเภทนี้กับผนังภายนอกอาคาร
    • กระจกแผ่รังสีต่ำ (Low-E Glass) คล้ายกับ Solar Reflective Glass โลหะที่ใช้เคลือบจะมีโลหะเงินบริสุทธิ์ช่วยให้สามารถถ่ายเทความร้อนได้ดี ลดปัญหาเรื่องกระจกแตกร้าวได้ดีกว่า Solar Reflective Glass แต่ Low-E ตัดแสงได้น้อยกว่า
  1. กระจกฉนวนความร้อน (Insulating Glass Units) มีคุณสมบัติในการเก็บรักษาอุณภูมิภายในได้ดีมาก (สามารถสะท้อนความร้อนได้ประมาณ 95%-98%) และไม่ทำให้เกิดฝ้าหรือหยดน้ำ แม้ว่าอุณหภูมิภายในกับภายนอกแตกต่างกันมาก การนำไปใช้งาน-กระจกประเภทนี้จะมุ่งเน้นการใช้งานไปในแนวทางการประหยัดพลังงานภายในอาคารและการใช้งานสำหรับอาคารเฉพาะทางเนื่องจากมีคุณสมบัติ คือ การยอมให้แสงผ่านเข้ามาภายในอาคารมากแต่ความร้อนที่จะผ่านกระจกเข้ามาน้อยมากจึงมักนิยมใช้สำหรับอาคารที่ต้องการควบคุมอุณภูมิให้คงที่ตลอดเวลาเช่นพิพิธภัณฑ์อาคารเก็บอาหารห้องเก็บไวน์เป็นต้น
  2. กระจกนิรภัยหลายชั้น (Laminated Safety Glass) คือ กระจกที่ประกอบไปด้วยกระจกตั้งแต่ 2 แผ่นขึ้นไปเช่นกัน มาประกบหรือติดด้วย PVB (Poly Vinyl Butyral) กระจกจะติดกับ PVB ไม่ร่วงหล่นจากกรอบ Laminated Safety Glass จึงเหมาะกับ ผนังภายนอกอาคารสูง ราวกันตก เป็นต้น ผู้ออกแบบสามารถเลือกชนิดของกระจกที่จะนำมาประกอบกันเพื่อให้ได้คุณสมบัติในการลดความร้อนจากภายนอกอาคารที่จะเข้าสู่ภายในอาคารได้ตามต้องการอ้างอิง : https://www.terrabkk.com/articles/79115

Glass Wall ระบบโครงสร้างผนังกระจก สร้างงานดีไซน์สถาปัตยกรรมล้ำอนาคต ระบบโครงสร้างเหล็ก ดีไซน์ผสานกับระบบกระจก สร้างงานสถาปัตยกรรมที่งดงาม น่าทึ่งของโลกได้ในหลากหลายที่ ที่สำคัญคือ ความคิดสร้างสรรค์ และการเลือกใช้วัสดุที่สอดรับกับแนวความคิด และวิศวกรที่สร้างให้ออกมาได้จริง เรานำมาแชร์เป็นไอเดียสำหรับหลายท่านที่กำลังมองหาอาคาร สำนักงาน บ้าน แนวที่ชื่นชอบ เป็นระบบโครงสร้างกระจกที่รับรองว่าโดดเด่นเป็นเอกลักษณ์อย่างแน่นอน และที่สำคัญในส่วนของจุดเด่นของกระจกที่เก็บเสียงด้วยนั้นต้องเลือกอย่างไรสามารถติดตามได้จากบทความ  เลือกใช้กระจกกันเสียง ได้ทั้งงานดีไซน์และฟังก์ชั่น และสามารถปรึกษาวิศวกรผู้เชี่ยวชาญเฉพาะด้าน สำหรับการออกแบบพร้อมก่อสร้าง ให้อาคาร สำนักงาน ของคุณสร้างในระยะเวลาที่รวดเร็วและบริหารงบประมาณให้เป็นไปตามที่คุณต้องการ

ภาพประกอบ : https://www.cntraveler.com/story/where-to-eat-shop-and-play-at-singapores-jewel-changi-airport

[:]