До недавнего времени для
уменьшения теплопотерь использовались
традиционные системы остекления с применением
двух- и трехстекольных конструкций с большими
воздушными промежутками. В настоящее время
неотъемлемой составной частью окон стал
стеклопакет. Стеклопакеты состоят из двух или
нескольких стекол, разделенных между собой
промежутком, заполненным разреженным воздухом
или инертным газом и герметично соединенных по
контуру.
Благодаря высоким тепло- и звукоизоляционным
свойствам стеклопакеты получили широкое
применение в качестве важного строительного
элемента, их производство стало развиваться еще
в 30-е годы. Решающую роль сыграл тот факт, что
сухой воздух является хорошим теплоизолятором,
его теплопроводность практически в 27 раз ниже,
чем стекла. Потери тепла в стеклопакете из двух
прозрачных стекол распределены следующим
образом: около 2/3 происходит за счет излучения и
1/3 - посредством теплоотдачи и конвекции вместе
взятых.
Стеклопакеты обладают высокими тепло- и
звукоизоляционными свойствами. Благодаря
герметичности в промежуток между стеклами не
попадает влага и пыль, не ухудшается
освещенность помещений..
Для улучшения тепло-звукоизоляционных свойств
стеклопакета межстекольное пространство может
заполняться инертными газами. Но следует
помнить, что воздух, также как и газовые смеси,
которыми заполнены стеклопакеты, могут
сохранять свои функции лишь до тех пор, пока в
межстекольное пространство не попадет такое
количество влаги, которое могло бы существенно
повлиять на теплопроводность.
В настоящее время известны три конструктивных
системы соединения стекол в стеклопакетах:
заплавление, запаивание и заклеивание.
Начиная с 60-х годов стеклопакеты изготавливают
почти исключительно путем склеивания. Поэтому в
данном обзоре речь пойдет лишь о "склеенных"
стеклопакетах.
КОНСТРУКЦИЯ
СТЕКЛОПАКЕТОВ
Стеклопакет состоит из двух или более стекол и
дистанционной рамки с осушителем . Для
обеспечения долголетней надежности
стеклопакетов, решающими условиями являются
выбор и подготовка как выше названных
конструкционных материалов, так и качественная
герметизация стеклопакета.
Стекла
Для производства стеклопакетов можно
использовать почти все типы стекол. Выбор стекол
зависит от требований предъявляемых к
конкретному окну. Очень важно также правильно
определить местоположение и ориентацию стекол
со специальными свойствами в стеклопакете.
Например, в случае использования селективных
стекол поверхность с нанесенным покрытием, как
правило, находится внутри стеклопакета.
Солнцезащитные стекла рекомендуется
устанавливать в качестве внешних стекол.
Из-за возникновения термических напряжений в
каждом отдельном случае важно выяснить
необходимость закалки солнцезащитных стекол. На
толщину солнцезащитных стекол с отражающей
поверхностью важно обращать пристальное
внимание также по причинам эстетического
характера.
В настоящее время возможен аналитический расчет
той или иной конструкции и поэтому вопрос о типе
устанавливаемого стеклопакета желательно
решать совместно с фирмами специализирующимися
на изготовлении стеклопакетов. Дешевый
стеклопакет для нового окна может оказаться
дорогой неприятностью (запотевание внутри и
снаружи стеклопакета, промерзание, эффект
сквозняка даже при плотно закрытых дверях).
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, иначе 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.
Необходимо также отметить, что металлическая
дистанционная рамка является хорошим
проводником тепла, т.е. в конструкции
стеклопакета возникает <мостик холода>.
Решить эту проблему могут дистанционные рамки из
пластика, разработка, которых активно ведется
последнее время. Уже несколько лет существуют
системы, в которых необходимый зазор между
стеклами создается термопластом, который
наносится на стекло через экструдер. В состав
термопласта уже входят необходимые осушители.
Однако пока эти системы находят лишь специальное
применение.
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 оС).
Использование силикагеля не дает таких низких
значений температуры точки росы, в среднем около
-45 оС. Исключая некоторые особые области
применения, эти различия в температуре точке
точки росы не являются решающими для оценки
качества осушителей, т.к. задачей осушителей
является прежде всего, поглощать влагу, попавшую
в межстекольное пространство в ходе
производства стеклопакетов.
Герметики для стеклопакетов
Задачами первостепенной важности, которые стоят
перед герметиками, применяемыми для заделки швов
в стеклопакете, являются во-первых, обеспечение
прочности стеклопакетов и во-вторых,
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 ста 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. Они помимо придания
прочности конструкции, придают дополнительную
диффузионную плотность и дают возможность
подвижки, вызываемой сменой температур и
давлений. Толщина эластичной массы равна
нескольким миллиметрам. Влияние толщины слоя
массы на величину проникновения водяного пара
можно определить, например, увеличивая толщину
слоя с 2 мм до 5 мм, при этом проникновение
водяного пара падает при одних и тех же условиях
больше чем на половину.
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.
Наиболее часто для заполнения межстекольного
пространства применяются: аргон(Ar) и криптон(Kr).
Это газы, получают отделением от сжиженного
атмосферного воздуха. Криптон - это реже
встречающейся и значительно более дорогой по
сравнению с аргоном инертный газ, но он в большей
степени чем аргон повышает теплоизолирующую
способность стеклопакета.
Металлопластиковые окна, производство и продажа
