Застеколье

Застеколье // Капстроительтво. 2003 . №4. C. 56-57

Самые древние образцы стекла обнаружены в Египте. В Индии, Корее, Японии найдены стеклянные изделия, возраст которых достигает 4000 лет.

Несмотря на столь древнюю историю, кассовый характер производства стекло приобрело лишь в конце XIX столетия благодаря изобретению печи Сименса-Мартина и заводскому производству соды. А листовое стекло появилось только в XX веке.

КЛАССИФИКАЦИЯ

Вопрос классификации стекла достаточно сложный, так как различать этот материал можно по различным параметрам. Итак...

Классификация по составу.

Согласно этому параметру стекло можно разделить на две группы:

? натрий-кальций-силикатное стекло ? стекло, основными компонентами которого являются двуокись кремния, оксиды натрия и кальция;

? боросиликатное стекло ? силикатное стекло, содержащее в качестве характеризующего компонента бор. (Боросиликатные стекла отличаются повышенной термостойкостью).

Классификация по прозрачности делит стекло на несколько групп:

? чистое стекло ? прозрачное бесцветное стекло;

? супер-чистое стекло ? бесцветное стекло с пониженным содержанием железа, в результате чего достигается его повышенная прозрачность;

? тонированное стекло ? стекло, окрашенное в массе, с пониженным коэффициентом пропускания световой и солнечной энергии;

? рефлективное стекло ? стекло с металлизированным отражающим покрытием на одной из сторон;

? зеркало ? листовое стекло, имеющее на одной поверхности высокоотражающее покрытие (более 80%);

? стекло для витражей ? стекло, окрашенное путем добавления различных химических элементов (в основном металлы) и веществ еще при приготовлении стекла.

Выделяют также специальные разновидности стекла:

? огнестойкое стекло ? стекло, которое не разрушается легко при нагревании или контакте с пламенем;

? термостойкое стекло ? стекло, способное выдерживать сильный термический удар благодаря низкому коэффициенту термического расширения;

? нейтральное стекло ? стекло с высокой химической стойкостью;

? эмалированное закаленное ? листовое стекло, покрытое эмалевой краской и закаленное (такое стекло обычно используется для отделки фасадов);

? ударопрочное ("пуленепробиваемое") стекло ? стекло повышенной прочности, способное выдержать сильный удар.

Стекло делится на несколько классов защиты. В зависимости от класса это может быть обычное закаленное или ламинированное стекло.

МАРКИ СТЕКЛА

В настоящее время в Украине в отношении строительного стекла и изделий из стекла строительного назначения действуют Межгосударственные стандарты СНГ, государственные стандарты Украины, государственные стандарты СССР и ряд отраслевых, и разработанных заводами-изготовителями технических условий. При этом, несмотря на единую классификацию, введенную еще в СССР, стекло разных украинских, российских и белорусских заводов даже при одинаковой заводской маркировке может сильно отличаться по своим физическим, оптическим свойствам и, в целом, по качеству.

Основным документом в настоящее время является ГОСТ 111-90 (СТ. СЭВ 5447-85) на листовое стекло (стандарт распространяется на листовое стекло, предназначенное для светопрозрачных конструкций и средств транспорта), согласно которому стекло выпускается марок от M1 до М6:

M1 ? применяется для изготовления высококачественных зеркал, ветровых стекол легковых автомобилей, это так называемое зеркальное стекло улучшенное стекло толщиной 2-6 мм;

М2 ? стекло массового применения, безопасное стекло, в том числе и для средств транспорта, производится из зеркального стекла толщиной 2-6 мм;

М3 ? декоративные зеркала, комплектующие для мебели, безопасные стекла и конструкции для транспорта изготавливают из оконного полированного стекла толщиной 2-6 мм;

М4 ? высококачественное остекление светопрозрачных конструкций, изготовление изделий для мебели, безопасных стекол для транспортных средств производится, как правило, из оконного полированного стекла 2-6 мм.

Надо отметить, что, например, различие между стеклом марок М3 и М4 или М5 и М6 весьма условно. Общее правило для марок M1 - М6 одно ? чем ниже цифра в марке стекла, тем выше его качество, меньше дефектов на единицу поверхности, тем в более ответственных конструкциях можно его использовать.

У более высоких марок лучше физические и оптические свойства, меньше отклонений по толщине, разнотолщинность, оно лучше режется и так далее. Прочность стекла зависит от нескольких составляющих: способа выработки и обработки поверхностей и горцов, однородности, степени обжига или закалки, состояния поверхности листа и его размеров.

Оконное стекло, как правило, прозрачно и бесцветно. Правда, допускаются зеленоватый и голубоватый оттенки, но при условии, что они не снижают коэффициента светопропускания (отношение светового потока, прошедшего через лист стекла к световому потоку, падающему на этот же лист). Имеет толщину: 3,4,5,6,8, 10, 12, 15, 19 мм.

Область применения такого стекла достаточно широка: остекление окон, витражей, балконных дверей, световых фонарей, теплиц, оранжерей и других светопрозрачных ограждающих конструкций жилых зданий и промышленных сооружений.

Оконное стекло бывает полированным (М4) и неполированным (М5, Мб). Неполированное стекло изготавливается по технологии вытягивания. Но объемы использования "тянутого" стекла постепенно уменьшаются ? оно все больше уступает место полированному флоат-стеклу.

Метод изготовления этого стекла на сегодняшний день практически вытеснил, особенно за рубежом, все остальные методы стекольного производства. Качество стекла достигается за счет протягивания кварцевого материала через ванну с расплавленным оловом, в результате чего стекло полируется и становится абсолютно ровным. Флоат-стекло имеет одинаковую толщину в любом участке, не нуждается в дальнейшей полировке, на его поверхности отсутствуют какие-либо оптические дефекты. Таким же методом изготавливают и светотеплозащитные стекла. В процессе изготовления в жидкую массу добавляют кобальт, железо, медь, никель или марганец, что придает стеклу различные цветовые оттенки, и оно становится тонированным или окрашенным, что позволяет использовать его при отделке интерьеров и экстерьеров. Полированное стекло применяется также для изготовления зеркал и непрозрачных стекол.

Стекло толщиной от 3 до 6 мм считается архитектурным. Оно Широко используется для изготовления как обычных окон, так и стеклопакетов. Стекло от 8 до 19 мм используется в основном для изготовления стеклянных дверей, перегородок, столешниц и стеклянной мебели. При этом проводится соответствующая обработка краев, делаются вырезы и отверстия для установки фурнитуры.

Для обычного оконного остекления применяют листы толщиной 2,5-4 мм марок М4, М5, Мб. Большие окна и витражи должны выносить серьезную ветровую нагрузку, поэтому они изготавливаются из более толстого ("витринного") стекла 5-10 мм. Чем выше в конструкции расположено большое окно, тем толще оно должно быть и тем меньше площадь цельного листа.

Наибольшей популярностью у строителей и производителей окон пользуются размеры 1600x1300x4 мм, 1600x1300x3 мм, так как они дают меньше всего неиспользуемых остатков. Частные застройщики же предпочитают размеры 1600x800, 1300x800, 1600x700. Объясняется это в основном сложностью транспортировки листового стекла большого размера для частных лиц.

Если стекло толщиной 15-19 мм и в обычном состоянии трудно разбить, то стекло меньших толщин бьется достаточно легко. И для его упрочнения проводится закалка стекла.

Закаленное стекло производят из листов неполированного, полированного или узорчатого стекла на специальных закалочных установках. Для закаливания стекло разогревают выше температуры размягчения, а затем быстро охлаждают в струях воздуха. При охлаждении первыми затвердевают поверхностные слои стекла. При остывании более глубоких внутренних слоев в уже остывших поверхностных слоях возникают остаточные напряжения сжатия, которые и обеспечивают стеклу механическую прочность (оно в 5-7 раз прочнее обычного стекла на изгиб и удар) и термостойкость (появляется возможность использовать стекло даже в таких местах, как сауны и бани). Такое стекло может выдерживать и более высокую температуру ? до 400?С.

Готовые закаленные стекла нельзя резать, сверлить и подвергать любым видам механической обработки, поэтому в размер оно режется еще до термической обработки. Тогда же в стекле делают требуемые вырезы, отверстия, обрабатывают кромку.

Используется такое стекло там, где необходимо безопасное стекло, а также для остекления окон и перегородок, дверей, ограждений балконов, лестничных маршей и так далее, при производстве изолирующих стеклопакетов или ламинированных стекол.

Наиболее уязвимым местом закаленного стекла являются его кромки. При монтаже конструкций специалисты советуют беречь его торцы от ударов, царапин и других повреждений. Светопропускание прозрачного закаленного стекла составляет не менее 84 %.

Закаленное стекло считается безопасным ? при разбивании оно рассыпается на мелкие куски (8-15 мм), как правило, не имеющие острых граней и, следовательно, не наносящие серьезных повреждений. А закаленное стекло большой толщины (например, 19 мм) разбить практически невозможно.

На Западе такое стекло уже довольно давно используется для изготовления витрин, балконных и конструктивных ограждений. Использование такого стекла в подобных конструкциях в западных странах регламентируется законодательством (другое стекло, за исключением триплекса в таких конструкциях использовать запрещено). В нашей стране, согласно действующим нормам, применение закаленного стекла для витрин, балконов и так далее до сих пор не является обязательным, а использование в подобных конструкциях обычного оконного стекла зачастую приводит к высокой степени травматизма при разбивании стекла. Правда, в последнее время закаленное стекло начало пользоваться высоким спросом у отечественных строителей и частных потребителей.

Светогеплозащитное стекло изготавливается по технологии флоат марки M1 и содержит в своем составе специальные добавки, которые придают стеклу свето- и геплопоглощающие свойства. Данное стекло уменьшает пропускание солнечного излучения во всем спектре длины волн или в его части. Обычно это тонированное или рефлективное стекло, которое отражает или поглощает излучение. Светотеплозащитные качества создают комфорт внутри помещений и значительно экономят энергию.

Теплопоглощающее стекло получают введением в стекломассу специальных добавок, окрашивающих ее в зеленовато-голубоватые или серые тона. Такие стекла пропускают 65-75% света и 30-35% инфракрасных лучей, способность пропускать и поглощать лучи увеличивается с ростом толщины листа.

При высоком коэффициенте поглощения света "темные" теплопоглощающие стекла могут сильно нагреваться (на 50-70?С выше окружающей среды), поэтому их не рекомендуется использовать в наружном остеклении.

Областью применения теплозащитных стекол является остекление зданий и сооружений, изготовление окон, а также солнцезащитных устройств ? козырьков, вертикальных экранов, для изготовления стекла "триплекс", стеклопакетов, стеклянных дверей, перегородок, элементов мебели, зеркал и других стеклоизделий.

На современном стекольном рынке существуют также стекла с прозрачными для видимых лучей спектра тонкими окисно-металлическими, керамическими или полимерными покрытиями. Покрытия эти наносят на одну из поверхностей обычного бесцветного стекла. Такие стекла тоже поглощают часть инфракрасного солнечного излучения, но нагреваются значительно меньше, а их светотехнические характеристики мало зависят от толщины листа.

Теплосберегающее стекло ? стекло с покрытием, обеспечивающим повышенную теплоизоляцию. Такое покрытие может быть твердым и мягким, утечка тепла через оконные проемы составляет в среднем 40% от общих теплопотерь здания. Наиболее практичный способ уменьшить излучение во внешнюю среду ? не дать теплу проникнуть внутрь стекла, задержать его на поверхности. Для этого на стекло наносится специальное покрытие, способное "отражать" тепловую энергию обратно в помещение.

К теплосберегающим стеклам с "твердым" покрытием относится К-стекло, к стеклам с "мягким" покрытием ? I-стекло. "Твердые" покрытия имеют слабую поверхностную дымку, особенно заметную при ярком освещении. Применение таких стекол в современных ПВХ-окнах позволяет экономить энергию. Например, при наружной температуре -26?С и температуре в помещении +20?С, те&