Современный стеклопакет – это конструкция
из герметично соединенных двух или более стекол, между которыми находится
специальная герметичная камера, заполненная воздухом или инертным газом
(в результате этого стеклопакет имеет хорошие тепло- и звукоизоляционные
свойства).
Герметичность стеклопакета обеспечивается двумя уплотнителями
(герметиками): первый наносится в зазор между рамкой и стеклами, гарантируя
их плотное прилегание друг к другу, второй соединительный кант заливается
снаружи.
Следует помнить, что влага и грязь никоим образом не
должны проникать во внутреннюю часть стеклопакета, в противном случае
стеклопакет следует заменить. Это означает, что он разгерметизировался.
Стеклопакеты бывают однокамерные (2 стекла) и двухкамерные
(3 стекла). В зависимости от количества камер внутри стеклопакета находится
одна или несколько дистанционных рамок, которые наполнены осушителем воздуха.
Качество и надежность стеклопакета зависят от стекла,
дистанционной рамки, осушителя и герметиков.
Дистанционные рамки
В качестве материала для дистанционных рамок применяются,
как правило, алюминий и оцинкованная сталь, реже пластмасса. Дистанционная
рамка выполняется полой внутри, со специальными диффузионными отверстиями
(дырочной перфорацией, щелями). Внутри находится осушитель, функция которого
- способствовать быстрой абсорбции (впитыванию) самых незначительных количеств
воды в межстекольном пространстве. Тем самым предотвращается выпадение
росы внутри стеклопакетов в холодное время года.
Диффузионные отверстия не должны быть слишком большими,
в противном случае при механических нагрузках (при перевозке стеклопакетов
или эксплуатации окон) частички осушителя могут попасть в видимую зону
межстекольного пространства. Особое внимание уделяется свойствам тех поверхностей
рамок, которые образуют соединение с герметиками.
Осушители
Принцип действия осушителей заключается в следующем:
частицы осушителя имеют множество пор. Так как диаметр пор больше, чем
диаметр атомов газов или молекул газа, то газы диффундируют в эти поры
и абсорбируются.
В качестве осушителей хорошо зарекомендовали себя молекулярные
сита, силикагель и смеси обоих продуктов. Различные по химическому строению
осушители имеют также различную абсорбционную способность. Эти различия
проявляются в зависимости от температуры, давления и содержания влаги
в осушаемых газах. Используя наиболее употребительные типы молекулярных
сит, можно получить очень низкие температуры точки росы (большей частью
-60 0С).
Использование силикагеля не дает таких низких значений
температуры точки росы, в среднем около -45 0С. Исключая некоторые особые
области применения, эти различия в температуре точки росы не являются
решающими для оценки качества осушителей, т.к. главной задачей осушителей
является поглощение влаги, попавшей в межстекольное пространство в ходе
производства стеклопакетов.
Герметики
Задачами первостепенной важности, которые стоят перед
герметиками, применяемыми для заделки швов в стеклопакете, являются:
- обеспечение прочности стеклопакетов;
- препятствовать проникновению водяного пара в межстекольное пространство,
что прямым образом влияет на долговечность стеклопакетов, которая зависит
в основном, от уплотнения краев.
С точки зрения прочности, важнейшими свойствами герметиков
являются: сила сцепления со стеклом и материалом дистанционной рамки,
эластичность, прочность и время старения, ширина и толщина уплотняющей
массы, скорость диффузии молекул через герметик.
Качественные стеклопакеты изготавливаются по принципу
двойной герметизации. В качестве первичного герметика чаще всего применяется
бутил, который обладает наилучшей относительной способностью сопротивляться
проникновению водяного пара. Бутиловая масса наносится при температуре
чуть больше 100 градусов в виде тонкой ленты на обе стороны дистанционной
рамки. Когда стекла сдавливают, между стеклами и рамкой остается разделяющий
их бутиловый шов толщиной в несколько десятых долей миллиметра. Хорошая
диффузионная плотность достигается благодаря тонкости шва и плохой газопроницаемости
массы.
Первичный герметик не может обеспечить требуемую прочность
кромочного соединения, эту задачу должны решать продукты, применяющиеся
для вторичной герметизации с наружной стороны стеклопакета. Чаще всего
– это полисульфид, но также могут применяться силиконовые и полиуретановые
массы.
Специальные инертные газы
Для заполнения межстекольного пространства в стеклопакетах
вместо воздуха часто используют инертные газы или смеси газов, что существенно
улучшает тепло- и звукоизолирующие свойства стеклопакетов. В том случае,
когда межстекольное пространство стеклопакета заполняется более плотным,
по сравнению с воздухом, газом, потери тепла, происходящие за счет конвекции
и теплоотдачи внутри стеклопакета, снижаются. Теплопроводность, плотность,
динамическая вязкость и собственная теплоемкость газов оказывают влияние
на теплопроводность межстекольного пространства.
Чаще всего для заполнения межстекольного пространства
применяются аргон (Ar) и криптон (Kr). Это газы получают отделением от
сжиженного атмосферного воздуха. Криптон – это реже встречающийся и значительно
более дорогой по сравнению с аргоном инертный газ, но он в большей степени
чем аргон повышает теплоизолирующую способность стеклопакета.
Выбираем стекло для стеклопакета
 Качество
стеклопакета зависит от использования в нем определенного типа стекол.
При изготовлении стеклопакета можно использовать практически
все виды стекол (энергосберегающие, антирезонансные, солнцезащитные, антивандальные
и др.), но здесь важно знать определенное назначение каждого из них. Необходимо
правильно рассчитать расположение того или иного стекла в соответствии
с конкретными требованиями или функциями.
- Теплосберегающее или энергосберегающее стекло
Если Вы задумали оснастить свой загородный дом автономной
отопительной системой, то следует задуматься и о будущем расходе топлива.
Утечка тепла через оконные проемы в среднем составляет 40-50% от суммарного
количества теплопотерь. Но благодаря современным технологиям частично
их можно избежать.
Для этого нужно установить стеклопакеты с энергосберегающим
стеклом. Его главное назначение - сохранить тепло внутри здания. Такое
стекло функционирует в качестве теплового зеркала: в отопительный период
«возвращает» в квартиру большую часть тепловых волн, выделенных нагревательными
приборами, а летом отражает тепловую, инфракрасную, часть солнечного излучения.
В результате зимой в помещении становится теплее, а летом прохладнее.
Энергосберегающее стекло подразделено на
два вида:
- К первому относится стекло с мягким покрытием из материалов на основе
серебра. Это так называемое і-стекло, которое пропускает более 75-83%
видимого света и отражает обратно в помещение более 90-95% тепла.
Стекло имеет голубовато-нейтральный цвет и отличается
максимальными энергосберегающими характеристиками. Однако оно может использоваться
только в составе герметичных стеклопакетов.
- Второй вид теплосберегающего стекла имеет твердое покрытие из материалов
на основе прочных и атмосферостойких оксидов, нитридов титана, индия,
которые являются аналогом так называемого k-стекла. Оно имеет несколько
худшие теплосберегающие характеристики по сравнению с і-стеклом. Отражение
тепла при использовании этого вида стекла составляет 0-90%, а пропускание
видимого света - 0-80%.
Но при всех этих характеристиках покрытия в k -стекле
отличаются высокой прочностью и атмосферостойкостью, что позволяет эти
стекла использовать не только по прямому назначению, но и в качестве декоративного
и солнцезащитного стекла.
Дополнительной мерой защиты от потерь тепла могут служить
инертные газы: аргон, криптон или ксенон. В сочетании с энергосберегающим
стеклом они повышают энергоэффективность конструкции на 30% по сравнению
с базовым двухкамерным стеклопакетом. Если же использовать инертный газ
с обычными (не энергосберегающими) стеклами, то эффект наблюдается на
порядок ниже - всего лишь 3-5%.
Это наиболее распространенный вид стекла, получаемый
флоат-методом, при котором стекло при выходе из печи плавления выливается
на поверхность расплавленного олова и затем поступает через зону охлаждения
на дальнейшую обработку. Флоат-стекло характеризуется исключительной ровностью
и отсутствием оптических дефектов.
Данный вид стекла представляет собой прозрачное бесцветное
или окрашенное в массе (бронзовое, серое, зеленое, синее) флоат-стекло.
Оно характеризуется цветовым эффектом снаружи и внутри здания, слабым
отражением цвета и защитой от солнечного излучения в результате абсорбирования
солнечной энергии. Делает попадающий в комнату через окно свет менее ярким.
Однако от тонированных стекол в Европе уже начали отказываться из-за их
негативного влияния на самочувствие людей.
Размеры стекла: 321 х 200 (225, 459, 510, 600) мм. Толщина:
3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 19 мм.
- Солнцезащитное (рефлекторное) стекло
Оно имеет теплый серый и мягкий зеленоватый оттенки. При отражении данное
стекло имеет два оттенка различной степени насыщенности - золотисто-бронзовый
и серебристо-голубой.
Коэффициент отражения солнечной энергии у этого вида
стекла составляет от 17 до 43%, а коэффициент пропускания видимого света
- 19-20%.
Область применения стекла распространяется на защитно-декоративное
оформление внешнего вида зданий и сооружений различного назначения и отдельных
конструктивных и архитектурных элементов.
- Закаленное стекло (триплекс)
Данное стекло устанавливается при повышенных требованиях
к безопасности. Оно представляет собой два листовых стекла, скрепленных
полимерной композицией. Существует две основных технологии изготовления
триплекса:
- пленочная (между листами стекла располагается поливинилбутиральная
пленка (ПВБ), затем в автоклаве происходит склеивание этой композиции);
- заливная (между листами стекла заливается жидкий полимер,
затем происходит его полимеризация под действием ультрафиолетового облучения).
Триплекс, изготовленный по пленочной технологии, обладает
лучшими оптическими характеристиками, а триплекс, изготовленный по заливной
технологии, обладает лучшими прочностными характеристиками (за счет толщины
полимера).
При изготовлении триплекса свойства листового стекла
не меняются, а полимер исполняет роль только клея, скрепляющего стекла.
Поэтому разрушение каждого из листовых стекол происходит так же, как одинарных
стекол, в зависимости от силы удара или термических напряжений, и смысл
использования триплекса состоит в том, что осколки стекла при его разрушении
не падают, а удерживаются полимером. Поскольку снаружи у триплекса листовые
стекла, то его стойкость к внешним воздействиям (химическая стойкость,
стойкость к истиранию, термостойкость) такая же, как у листовых стекол.
Испытания на удар мягким телом выдерживает триплекс,
изготовленный из двух листов стекла толщиной по 4 мм, скрепленных полимером
толщиной 0,76 мм. При превышении предела прочности триплекса при ударе
стекло может выпадать из рамы в виде единого куска, который падает или
как твердое тело, или как мягкий, гибкий лист в зависимости от того, как
произошло разрушение листов стекла в триплексе.
Кроме специальных стекол, достаточно широко применяются
также пленочные покрытия, наносимые как на одиночные стекла, так и внутрь
стеклопакетов. Пленки придают стеклам определенные свойства - как функциональные,
так и чисто декоративные. В частности, они обеспечивают укрепление стекла,
безосколочность, теплосбережение, солнцезащиту и одностороннюю видимость.
Одним из главных достоинств пленок, которое учитывается
при проектировании и строительстве, является низкая теплопроводность.
По некоторым данным использование пленок уменьшает теплопотери на 35-40%.
В холодное время года пленки, в зависимости от типа напыления, могут уменьшить
потери тепла на 16-35%. Пленки как бы «выравнивают» холодные и теплые
зоны в доме, унифицируя температуру внутри здания.
Солнцезащитная пленка отфильтровывает до 99% ультрафиолетового
излучения, причем ультрафиолетовые лучи успешно поглощаются не только
тонированными, но и прозрачными пленками. Металлизированные защитные пленки
обладают способностью создавать эффект односторонней видимости, они исключают
утечку информации по электромагнитному и виброакустическому каналам. Защитные
пленки с металлическим напылением обладают способностью снижать интенсивность
или вовсе отфильтровывать микроволновое излучение (энергию в радиочастотном
диапазоне).
Толщина стеклопакета
Строительные стеклопакеты имеют толщину от 16 до 46 мм.
Теплофизические параметры стеклопакетов увеличиваются по мере увеличения
их толщины. Однако улучшение свойств идет с затуханием (логарифмическая
функция) - прирост теплоизоляции уменьшается при каждом следующим сантиметре
увеличения толщины стеклопакета, начиная с определенного момента. Для
звукоизоляционных характеристик, толщина стеклопакета имеет не столь существенное
значение.
Формула однокамерного и двухкамерного стеклопакетов
Однокамерный стеклопакет имеет формулу 4-16-4 (два стекла
по 4 мм толщиной и дистанционная рамка 16 мм между ними – общая толщина
стеклопакета 24 мм). Этот стеклопакет обладает коэффициентом сопротивления
теплопередаче 0,32 м2°С/Вт и снижает уровень наружного шума примерно на
34 дБ.
В двухкамерном стеклопакете расстояние между стеклами
различны (например, 4-12-4-8-4), он снижает уровень наружного шума на
38-40 дБ.
Качество стекол
В стеклопакетах высшего качества используется полированное
стекло марки М1. Всего существует 8 марок стекол. Марка стекла определяется
количеством допустимых дефектов на квадратный метр стекла. Чем ниже цифра
в марке стекла, тем выше его качество, физические и оптические свойства.
|
