קיר מסך

פרויקט בניה בווהאן, סין. ניתן להבחין בקונסטרוקצית המשנה (נראית כמו רשת דקה יחסית) המקשרת בין חלונות הזכוכית לחלקי הבטון של הבניין.

קיר המסך של בית מלון אומני שבסן דייגו הוא דוגמה לקיר מסך מודרני בו משולבות הצללות.

קיר מסך (באנגלית: Curtain wall) הוא רכיב בניין המשמש לרוב כחיפוי חוץ ומהווה תחליף לקירות חוץ העשויים מחומרי בנייה קונבנציונליים. נהוג להגדיר קיר מסך כרכיב לא-קונסטרוקטיבי הנושא את משקלו העצמי בלבד, שאינו תומך כל רכיב אחר בבניין בו הוא מותקן, ולמעשה הוא נסמך על המבנה אותו הוא משמש. מכאן שכל תפקידו הוא להפריד ולבודד בין פנים לחוץ הן מבחינה אקוסטית והן מבחינה תרמית.^{[דרוש מקור][מפני ש...]} מאחר שקיר המסך אינו רכיב הנושא ממשקל הבניין, ניתן לייצר אותו מחומרים קלי משקל ובכך להוזיל את עלויות הבנייה. שימוש בזכוכית מקנה לבניין חלונות בגובה קומה מלאה ומאפשר החדרת אור לשטח רב יותר בבניין. חוזק וגודל הפרופילים של קיר המסך מתוכננים ומושפעים בעיקר ממשטר הרוחות, שטח החזית, גובה המבנה והכוחות הסייסמיים הקיימים באזור בו ייבנה. חוזק המחברים של קיר המסך לתקרות הבניין יתוכנן כך שעומסי הרוח ורעידות האדמה (הגורמים לוויברציות המגבירות עוד יותר את העומס) יועברו ממנו אל תקרות ועמודי הבניין. בנוסף, מתוכנן קיר המסך להתנגד לחדירת מים ואוויר דרכו.

מערכת המסגרות של קיר המסך הראשון בעולם תוכננה מברזל אולם, כיום המערכות והמסגרות של קירות מסך עשויות, בדרך כלל, מאלומיניום משוחל (extruded aluminum). בין פרופילי המסגרות משולבים, בדרך כלל, חלונות זכוכית המקנים אפשרות לחדירת אור מרבית לבניין. אולם, תכנון חלונות זכוכית רבים עלולים להוביל לסינוור בני האדם השוהים בו והכנסת קרינת שמש הגורמת לאפקט חממה וחימום יתר בתוך הבניין ועל כן משתמשים באפיון זכוכית חכמה המסננת קרינה ובו בזמן מאפשרת החדרת אור יום. חומרי מילוי נפוצים נוספים הם ציפוי פורצלן (אבן מלאכותית), לוחות acp, פח אלומיניום ורפפות קבועות.

היסטוריה

ניסיונות ראשונים בבניית קירות מסך החלו במאה ה-18, אך כולם במבני עץ בהם אין משמעות קונסטרוקטיבית לקירות, וכל העומסים יורדים אל הקרקע דרך עמודים.

בסוף המאה ה-18 החל השימוש הנרחב בקונסטרוקציות ברזל לתמיכה וייצוב בניינים, כדוגמת טחנת פשתן דיתרינגטון (1797) ומאוחר יותר בברזל מחושל וזכוכית, לפי השיטה בה נבנה ארמון הבדולח (1854). שימוש פורץ דרך בחומרים אלו, הניח את היסודות לפיתוח קירות מסך מודרניים כפי שהם מוכרים לנו היום.

למעשה, עד אמצע המאה ה-19, שיטות הבנייה, החומרים הזמינים והטכנולוגיות הקיימות והנפוצות איפשרו בניית בניינים סטנדרטיים נמוכים יחסית (עד 6 קומות בדרך כלל) שבהם לכל רכיב אנכי (קירות ועמודים) היה תפקיד בהעברת העומסים אל היסודות והקרקע. בפרט, קירות החוץ היו נושאי עומס והתאפשר ליצור בהם, בדרך כלל, רק פתחים קטנים יחסית. ככלל, ככל שהבניין היה גבוה יותר כך נדרש לתכנן ולבנות קירות עבים יותר.

הפיתוח והשימוש הנרחב בפלדת בניין ומאוחר יותר גם בבטון מזוין, איפשרו את הקטנת שטחי החתך של הרכיבים האנכיים הנושאים את עומסי הבניין. מכאן, שהיה ניתן לתמוך את תקרות הבניין בעזרת עמודים בעלי שטח קטן מבעבר ואף לשלב אותם בתוך הקירות החיצוניים והפנימיים בבניין, ואילו חלקי הקירות שאינם נושאים, יכולים להיבנות מחומרים קלים כדוגמת בלוקים. השימוש בחומרים חדשים אלו איפשר גם להקטין את עובי קירות הבניין ובו זמנית להגדיל את השטח הפנימי והכדאיות הכלכלית שלו. בנוסף, מאחר שרוב שטח הקיר אינו נושא עומס כעת, ניתן לפתוח בו פתחים בכל גודל שהוא. טכנולוגיות הבנייה החדשות הללו פתחו צוהר לשימוש מוגבר בזכוכית בחזיתות הבניינים שנבנו מאותה עת ועד ימינו.

ה-Oriel Chambers ‏(1864) והבניין ברחוב קוק 16 (1866), שנבנו בליברפול, אנגליה, תוכננו בידי אדריכל ומהנדס אזרחי מקומי, פטר איליס, ומאופיינים בשימוש נרחב של זכוכית בחזיתותיהם, נחשבים לבניינים הראשונים בעולם בעלי קירות מסך מודרניים. קירות המסך הגדולים הללו היו בעלי מסגרות ברזל ואיפשרו לאור שמש רב לחדור לבניין וצמצמו בכך את עלויות התאורה המלאכותית בבניין.

דוגמה מוקדמת לקיר מסך בעל מסגרות פלדה מלאה נבנתה בחנות הכלבו קאופהאוס טיץ (Kaufhaus Tietz) ‏(1900) שהייתה ברחוב לייפציגר (Leipziger Straße) בברלין.

סוגי קירות מסך

• Unitized
• קיר מסך כפול סגור
• קיר מסך כפול סגור מבמבוק
• קיר מסך כפול מאוורר
• קירות כבלים וסקיילייטים מכבלים, כדוגמת מגדלי לנדמרק
• סיבי פחמן ופרופילי פלדה מסוגסגים
• BIPV – מערכות סולאריות למעטפות מבנים

תכנון קירות מסך

תכנון קיר מסך הוא תהליך מורכב המהווה חלק בלתי נפרד מפיתוח מעטפת בניין מודרנית. הוא דורש הבנה רב-תחומית המשלבת אדריכלות, הנדסה, ייצור וביצוע. תהליך התכנון מלווה את הפרויקט לכל אורכו, החל משלב הרעיון הראשוני ועד ליישום הסופי בשטח.

תהליך התכנון ההנדסי

התהליך מתחיל בייעוץ ובניית קונספט ראשוני, הכולל פיתוח חלופות תכנון והדמיות תלת-ממדיות. בשלב זה ניתן לעשות שימוש בטכנולוגיות מתקדמות כמו מודלים תלת־ממדיים, בניית מודלים פרמטריים, הדפסה תלת-ממדית ואף טכנולוגיות מציאות מדומה (VR) כדי להמחיש את החזון האדריכלי ולאמת את התכנון עוד לפני תחילת הייצור.

התכנון המפורט אמור לכלול אנליזות הנדסיות, תיאום מול אדריכלים ויועצים אחרים, ופיתוח פתרונות אופטימיזציה לשיפור הביצועים.

כיום נהוג בפרויקטים מתקדמים לעבוד בשיטה מתועשות מסוג "Unitized", שבהן קירות המסך מיוצרים כיחידות מודולריות מוכנות, וכן, במקביל עדיין 60% מקירות המסך בישראל מיושמות השיטה המסורתית של מערכות מסוג "Stick System".

קיר מסך מכבלים וסקיילייט כבלים, ב"מגדל לנדמרק A"

אימות ובקרת איכות

שלב מכריע בתהליך הוא פיתוח ובדיקת דגמי מוקאפ (אב טיפוס). דגמים אלה עוברים בדיקות סטטיות ודינמיות, כולל הדמיות תלת-ממדיות ובדיקות מעבדה. מטרת הבדיקות היא לאמת את התכנון, לזהות אתגרים הנדסיים אפשריים, ולהבטיח איכות מרבית ועמידה בלוחות זמנים ובתקנים מחמירים עוד לפני המעבר לייצור המוני.

בסופו של דבר, תכנון קיר המסך מספק מענה מקצועי לאתגרי הנדסה, תוך התמודדות עם מגבלות עלות ולוחות זמנים, ובאמצעות שימוש בכלים הטכנולוגיים המתקדמים ביותר בתחום.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא קיר מסך בוויקישיתוף

• קיר מסך, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)