В большинстве современных светопрозрачных конструкций различные стекла используются в так называемых изолирующих стеклопакетах. Под изолирующим стеклопакетом будем понимать элемент, в котором два или более стекла, герметично соединенных друг с другом при помощи специальной дистанционной рамки, а также внутреннего и внешнего герметиков, образуют замкнутую полость, заполненную осушенным воздухом или другими газами (аргоном – Ar, криптоном – Kr, гексафторидом серы – SF 6)
Аргон и криптон применяются для улучшения теплозащитных качеств стеклопакета, а гексафторид серы – для повышения звукоизоляции. При этом аргон является наиболее распространенным и дешевым газом.
Конструкция. Классификация. Маркировка.
Первый патент на производство стеклопакетов был выдан в 1865 г. Однако, их промышленное производство началось только в 1934 г. в Германии со стеклопакетов марки CUDO, примененных для остекления железнодорожных вагонов. В 1938 г. на рынке под маркой Thermopane появились стеклопакеты, состоявшие из стекол и свинцовой распорной рамки, спаянных между собой по контуру. Производство этих стеклопакетов было впервые освоено в США. Стеклопакеты различной конструкции представлены на рисунке:
1. Заваренный
2. Паяный
3. Клееный с одинарной герметизацией
4. Клееный с двойной герметизацией
В 1950 г. были впервые изготовлены стеклопакеты с эластичным уплотнением, В них была использована алюминиевая пустотелая рейка, заполненная осушительным средством и уплотненная полисульфидным герметиком Thiokol.
А в 1970 г. считается годом рождения современного стеклопакета, имеющего двойную герметизацию. Сегодня по этой технологии производится 90% всех стеклопакетов. Конструкция стеклопакета, наиболее распространенная в настоящее время, показана на рисунке:
Конструкция “склеенного” стеклопакета
1. – внутренний бутиловый герметик (лента или мастика)
2. – дистанционная рамка (алюминиевый или гальванизированный стальной профиль)
3. – осушитель (силикагель)
4. – внешняя герметизирующая мастика
5. – стекло
Производство современных стеклопакетов, применяемых в строительстве осуществляется в два этапа.
На 1 этапе на дистанционную рамку слоем толщиной приблизительно 4 мм, методом экструзии при температуре 120 - 140°С наносится термопластичный однокомпонентный бутиловый герметик (полиизобутилен) или вручную с катушек наклеивается бутиловая лента (шнур). На этом же этапе дистанционная рамка заполняется осушителем (так называемым “молекулярным ситом” – веществом, близким по свойствам к известному в быту силикагелю), поглощающим влагу из воздуха, заполняющего воздушную прослойку. К предварительно обработанной рамке с двух сторон приклеиваются стекла.
На II этапе на автоматическом оборудовании или вручную наносится внешний герметик.
Применяемые внешние герметики можно условно разделить на два основных класса – эластичные двухкомпонентные полисульфидные герметики (бутил + тиокол), твердение которых осуществляется за счет химической реакции между составляющими и однокомпонентные герметики на основе синтетического каучука, расплавление и отверждение которых являются физическими процессами (технология хот-мелт).
За счет использования осушителя воздух, находящийся внутри стеклопакета, практически полностью обезвоживается, и таким образом устраняется возможность выпадения конденсата между стеклами. Появление конденсата в межстекольном пространстве стеклопакета в процессе эксплуатации свидетельствует о грубых нарушениях, допущенных при его производстве – неполной герметизации или отсутствии осушителя.
Заполнение промежутка между стеклами газом осуществляется через специальные отверстия в дистанционной рамке в двух противоположных углах, которые затем герметизируются. Следует отметить, что на протяжении всего расчетного периода эксплуатации стеклопакета происходит постепенная естественная утечка газа из внутренней камеры и, обратно – диффузия водяного пара, через микротрещины в герметике, вызванные напряжениями в краевой зоне (по контуру примыкания стекол к дистанционной рамке) под действием перепада давлений и температур.
Для компенсации напряжений в краевой зоне необходим герметик с высоким модулем упругости, хорошо воспринимающий растягивающие усилия. В связи с этим можно также отметить, что прочностные свойства применяемого герметика определяют стабильность геометрических свойств пакета.
В этом отношении существенным недостатком герметиков системы хот-мелт следует считать размягчение при высоких температурах, которые могут быть вызваны воздействием солнечной радиации. Следовательно, можно говорить о том, что применение стеклопакетов с такими герметиками недопустимо в заполнении светопрозрачных кровель – где стеклопакет, установленный под наклоном, подвергается перегреву от солнца. В этом случае возможно “сползание” верхнего стекла и соответственно его разрушение.
Герметизация силиконом является наиболее старой технологией изготовления стеклопакетов.
В настоящее время в незначительных масштабах применяется мелкими производителями окон.
В зависимости от теплотехнических, звукоизоляционных и др. требований, в конструкции стеклопакета могут быть использованы два стекла, три стекла или два стекла и тонкая полимерная пленка вместо третьего и т.п. Межстекольное пространство может заполняться газами – аргоном, неоном, криптоном, гексафторидом серы. В стеклопакете в самых различных комбинациях могут быть установлены специальные стекла.
Стеклопакеты классифицируются по количеству воздушных камер на однокамерные (два стекла) и двухкамерные (три стекла).
Эстетические качества окна в соответствии с требованиями архитектора могут быть учтены за счет установки внутри стеклопакета декоративных раскладок, как правило, белого или золотистого цвета. Кроме того, снаружи могут быть наклеены декоративные планки.
В маркировке стеклопакетов указываются толщина и тип стекол, ширина дистанционной рамки, количество воздушных прослоек, а также тип газа, используемого для их заполнения.
Для стекол обычно применяется следующая основная маркировка:
M Обычное оконное стекло, полученное методом вытяжки
F Оконное стекло, полученное флоат-способом
K Стекло с твердым низкоэмиссионным покрытием, полученное по технологии On-line
I Стекло с мягким низкоэмиссионным покрытием, полученное по технологии Off-line
S Стекло, окрашенное в массе
Pl Теплоотражающая пленка
Для газов, заполняющих межстекольное пространство, применяется следующая маркировка:
Воздух Пробел по умолчанию
Ar Аргон
Kr Криптон
SF6 Гексафторид серы |
