Стекло

Применения стекла в строительстве началось сравнительно недавно, приблизительно с конца XIX столетия. В 1902 году был разработан метод производства стекла, где оно вытягивалось по вертикали из стекловаренной печи через прокатные вальцы в виде непрерывной ленты наружу, поступая в шахту охлаждения, в верхней части которой оно резалось на отдельные листы. Толщина стекла при этом регулировалась путем изменения скорости вытягивания. Стекло, получаемое этим методом, называется тянутым стеклом. В 1959 году был разработан флоат-метод производства листового стекла, разработанного и запатентованного Аластером Пилкингтоном. В отличие от предыдущего метода, в этом, стекло поступает из печи плавления в горизонтальной плоскости в виде ленты. Далее через ванну с расплавленным оловом на охлаждение и отжиг. Флоат-стекло характеризуется исключительной ровностью и отсутствием оптических дефектов. Получаемое стекло может быть прозрачным, окрашенным или иметь специально нанесенное покрытие.

Оконное стекло, представленное на рынке, должно соответствовать требованиям межгосударственного стандарта ГОСТ 111-2001 "Стекло листовое. Технические условия" Этот стандарт устанавливает восемь марок листового стекла (М0-М7), чем меньше порядковый номер марки, тем выше качество стекла по оптическим искажениям и допускаемым порокам внешнего вида. Сначала, следует понять, что стекло различных марок, выходит с одной линии. На выходе осуществляется контроль, и если стекло соответствует по качеству марке М1, его кладут в ящик с надписью М1, если - М2, то в ящик с надписью М2 и т.д. Чем ниже цифра в марке стекла - тем выше его качество, меньше дефектов (пороков) на единице поверхности, тем более качественные и ответственные конструкции им можно остеклять, лучше его физические и оптические свойства. Самое высококачественное остекление светопрозрачных конструкций производится как правило из оконного полированного стекла 2,0 - 6,0мм марки М1.

Качество стекол, выпускаемых нашими заводами, очень различно. Лучшим российским стеклом признано стекло завода г. Бор (Нижегородская область). На заводе стоит единственное в нашей стране оборудование германской фирмы Granzenbah стоимостью около 1 млн. долл., которое имеет мощность до 500 тонн стекла в сутки. Проект профинансирован инвестором Борского стекольного завода - бельгийским концерном Glaverbell, который владеет в общей сложности 25% акций предприятия. Сумма инвестиционной программы, рассчитанной на 5 лет, составляет 110 млн. долл. Вряд ли какой другой стекольный завод СНГ может по качеству составить конкуренцию Борскому. В настоящее время Борский стекольный завод занимает 25% российского стекольного рынка, в производстве «триплекса» - 65%, в выпуске стекла М1, применяемого в стеклопакетах и авто - 94%. Все компании заявляют, что изготавливают стеклопакеты исключительно из полированного стекла марки М1 Борского завода. Как понять какое стекло Вам привезли? Формально, по ГОСТу, для М1 допускается до четырех пороков на кв. м., а расстояние между ними должно быть не меньше 300мм. Стекло марки М1 Борского завода практически не содержит пороков, и если на привезенном окне царапина или какое-то вкрапление мозолит Вам глаза, то, скорее всего, это стекло марки М2. Если же картинка за окном «плывет», когда Вы смотрите на стекло под углом 45*, то это - стекло марки М3. В любом из вышеперечисленных случаев, если обнаружен дефект, уважающая себя фирма заменит стеклопакет, не ссылаясь на нормы ГОСТа, а на производстве у крупных фирм есть собственная служба контроля, которая отбракует лист с дефектом еще на этапе резки.

Все же в целом можно выделить пять основных функций стекла:

Для обеспечения этих функций, разработаны различные типы стекол, рассмотрим их подробнее.

Энергосберегающие стекла.

Сохранения тепла в зимний период является наиболее важной функцией стекол для большинства регионов России. Потери тепла через стекло складываются из теплопроводности , теплового излучения и конвекции. Для уменьшения потерь тепла от теплопроводности и конвекции, применяют двойное остекление (стеклопакеты), но это дает лишь незначительный эффект, т.к. основная доля теплопотерь происходит за счет теплового излучения. Для уменьшения этого вида потерь разработаны так называемые энергосберегающие стекла.

Придание энергосберегающих свойства стеклу достигается за счет нанесением на его поверхность низкоэмиссионных оптических покрытий, а само стекло с таким покрытием получило название низкоэмиссионного. Эти покрытия обеспечивают прохождение в помещение солнечного коротковолнового излучения, но препятствуют выходу из помещения длинноволнового теплового излучения, например от отопительного прибора (Поэтому стекла с низкоэмиссиоными покрытиями называют селективными стеклами, т. е. выборочно излучающие). Характеристикой энергосбережения является излучательная способность стекла. Под излучательной способностью стекла (эмиссией) стекла понимают способность стеклянной поверхности отражать длинноволновое невидимое человеческим глазом тепловое излучение, длина волны которого меньше 16000 Нм. Термин (Эмисситент поверхности (Е)) определяет излучательную способность стекла (у обычного стекла Е составляет >0.83, а излучательная способность селективных стекол меньше 0,04) и, следовательно, и способность как бы “отражать” обратно в помещение тепловое излучение. Причина возникновения излучения кроется в движении свободных электронов атомов, находящихся на поверхности стекла, и плотности движущихся электронов. Далеко не все металлы, хорошо проводящие электрический ток, обладают свойством отражать длинноволновое тепловое излучение. Следовательно, чем ниже эмисситент, тем меньше потери тепла. При этом стекло, с оптическим покрытием, имеющим значение эмисситента Е= 0,04, отражает обратно в помещение свыше 90% тепловой энергии уходящей через окно. В настоящее время для этих целей используется два типа покрытий:

• К - стекло (Low-E) -“твердое” покрытие
• i - стекло (Double Low-E) - “мягкое” покрытие.

Первым шагом в выпуске энергосберегающего стекла явилось производство К - стекла. Для придания Флоат-стеклу теплосберегающих свойств непосредственно при его изготовлении, на его поверхность методом химической реакции при высокой температуре (метод пиролиза) создается тонкий слой из окислов металлов InSnO2, который является прозрачным и в то же время обладает электропроводностью. Известно, что электропроводность напрямую связана с излучательной способностью Е поверхности. Величина излучательной способности простого стекла составляет 0,84, а у К-стекла обычно около 0,2. Следующим значительным шагом в производстве теплосберегающих стекол стал выпуск т.н. i-стекла, которое по своим теплосберегающим свойствам в 1,5 раза превосходит К-стекло. Различие между К- стеклом и i-стеклом заключается в коэффициенте излучательной способности, а также технологии его получения. I-стекло производится вакуумным напылением и представляет собой трехслойную (или более) структуру из чередующихся слоев серебра диэлектрика (BiO, AlN, TiO2 и т.п.). Технология нанесения требует использования высоковакуумного оборудования с системой магнетронного распыления. Основным недостатком i-стекол является их сравнительно пониженная абразивная стойкость по сравнению с К - стеклом, что представляет некоторые неудобства при их транспортировке, но учитывая, что такое покрытие находится внутри стеклопакета, это не сказывается на его эксплуатационных свойствах. Необходимо также обратить внимание, что при работе с К-стеклом и i-стеклом, существует необходимость зачистки (т.е. снятия) покрытия в месте контакта дистанционной рамки к стеклу. Это необходимо для предотвращения коррозии покрытия вдоль поверхности в процессе эксплуатации, а также для увеличения адгезии бутила к стеклу.

Солнцезащитные стекла.

Под «солнцезащитным стеклом» - понимается стекло, которое обладает способностью снижать пропускание световой и/или солнечной тепловой энергии. Солнцезащитными являются, например, стекла окрашенные во всей массе стекла, а также некоторые виды стекол с покрытиями. До недавнего времени значения пропускания полного излучения и естественного света через стекло во внутреннее помещение были почти прямо пропорциональны друг другу. Величина пропускания естественного света солнцезащитными стеклами снижалась при уменьшении величины проникания излучения в целом. Темный цвет солнцезащитных стекол означал, что они эффективно защищают от солнечного излучения. Только стекла зеленого цвета были исключением из правила. По механизму действия солнцезащитные стекла можно разделить на 2 группы:

• преимущественно отражающие излучение
• преимущественно поглощающие излучение.

Для поверхности стекол 1 группы характерен тонкий металлический слой, наносимый в процессе производства, который препятствует проникновению излучения через стекло. Следует отметить, что отражающие слои одновременно частично поглощают излучение. При изготовлении поглощающих стекол на расплавленную стекольную массу наносятся либо кристаллы металлов, либо окислы металлов, которые обладают способностью поглощать часть солнечного излучения. В процессе поглощения излучения стекла нагреваются и отдают большую часть полученного ими тепла в наружное пространство. Часть тепла, однако, передается внутрь помещения, что является, конечно, нежелательным явлением, увеличивая потребность энергии на охлаждение помещения. Конструкции, сочетающие в себе отражающие покрытия и покрытия с низкой излучательной способностью, являются новым изделием, появившимся в продаже. Полностью отражающие поверхности прозрачных стекол получают путем последовательного нанесения покрытия на поверхность стекла. Как правило, количество покрывающих слоев пять, из которых четыре - это слои окислов металлов, и работающий слой - серебряный. Серебро обладает способностью пропускать видимый свет, как и обычное, стекло. В случае, когда длина волны больше 0,76 мкм, серебро почти полностью отражает все излучение. Кроме того, такие стекла обладают и хорошей теплоизолирующей способностью. В микрофильтрующих стеклах на поверхности стекол путем травления или с помощью пескоструйной обработки создаются участки, имеющие форму микропризм. С помощью шелкографии можно получить почти аналогичным образом работающие участки. Общее в них то, что обработке подвергается только часть поверхности стекла. При выполнении операции нанесения рисунка учитывают положение солнца над горизонтом, чтобы углы микропризм работали при самом минимальном угле встречи с солнечным тепловым излучением. Когда угол встречи солнечного излучения становится меньше, растет доля отражающей способности. По внешнему виду микрофильтрующие стекла мало, чем отличаются от обычных стекол.

Ламинированное стекло

Ламинированное стекло (триплекс) - это архитектурное стекло, состоящее из двух или более стекол, ламинированных вместе с помощью ламинирующей пленки или специальной ламинирующей жидкости. Основная задача триплекса - препятствовать насильственному вторжению. Ламинирование не увеличивает механическую прочность стекла, однако, при разрушении ламинированное стекло остается “целым” благодаря ламинированной пленке, т.е. осколки стекла остаются прикрепленными к пленке.

Кроме того, использование триплекса:

• снижает опасность от разлетающихся осколков или падающего стекла, (стекло разбивается, но остается в раме);
• способствует защите помещения от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей (предохраняет от выгорания мебель, обои и др.);
• обеспечивает звукоизоляцию (многослойное стекло способно эффективно снижать воздействие нежелательных шумов).

Разными видами ламинирующих пленок можно обеспечить практически любое тонирование стекла. Ламинированные стекла применяются при остеклении фасадов, балконов, окон.

Армированные стекла

Армированное стекло - листовое стекло с металлической сеткой, безопасное и пожаростойкое, которое при пожаре образует эффективную преграду против дыма и горячих газов. При пожаре оно может треснуть, однако арматура удерживает его на месте, предотвращая тем самым распространение огня. Осколки стекла не выпадают даже при образовании нескольких разломов, а удерживаются на месте арматурой. Армированное стекло может быть применено при остеклении заводских цехов, окон, фонарей, шахт лифтов и фасадов.

Узорчатые стекла

Узорчатое стекло - это листовое стекло, одна поверхность которого имеет декоративную обработку. Оно бывает разных цветов, рисунков, различной толщины (4-6 мм), может иметь различную светопропускаемость. Узорчатое стекло можно закалять и ламинировать. В основном его применяют при внутреннем остеклении и при изготовлении витражей.

Закаленные стекла

Закаленное стекло - это стекло, у которого путем химической или термической обработки повышается прочность к ударам и перепадам температуры, по сравнению с обычным стеклом. При разрушении закаленное стекло распадается на маленькие безопасные осколки. Следует обратить внимание на тот факт, что закаленное стекло не подлежит механической обработке. Поэтому механическая обработка должна выполняться до процесса закаливания. Закаленные стекла могут применяться при производстве стеклопакетов или ламинированных стекол.

Практически все из перечисленных стекол широко применяются в стеклопакетом производстве. Выбор конкретного стекла во многом зависит от потребительских качеств стекла, и в немалой степени от его стоимости.

Версия для печати | Просмотрено раз: 14326