4. Стекло в строительстве

П

Рис. 4.1. Использование стекла в отделке фасада

онятие «современный город» ассоциируется в нашем сознании со сверкающими стеклянными фасадами, отражающими все краски дня и ночи (рис. 4.1).

В настоящее время стекло становится уникальным светопрозрачным строительным и конструкционным материалом, границы и возможности использования которого постоянно расширяются в соответствии с новыми требованиями рынка стекла по цветовой гамме, светотеплозащитным и прочностным характеристикам, габаритам остекления.

Развитие рынка строительного стекла определяется несколькими основными факторами:

– объемами жилищного и промышленного строительства;

– структурой строительства, развитием коттеджного, офисного строительства;

– изменением требований к строительству зданий и сооружений в части создания более комфортных условий по освещенности и коле­баниям температуры в помещениях;

– требованием снижения энергозатрат на отопление;

– внутренней логикой развития технологий в стройиндустрии, возможностью производства конструктивных элементов и изделий на основе стекла;

– требованиями к архитектуре зданий, экстерьеру и интерьеру.

Все возрастающие требования к дизайну заставляют специалистов по стеклу и его производителей постоянно расширять перечень и размеры изделий. Многообразие перечня используемых в архитектуре стекол приведено на схеме (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Классификация архитектурно-строительного стекла

В настоящее время наряду с традиционным, базовым стеклом наблюдается увеличение номенклатуры стекол с разнообразными покрытиями, активированных, многослойных и т. д.

4.1. Структурное остекление

З

Рис. 4.3. Структурное остекление

а последние годы структурное остекление, представляющее почти неограниченные возможности в проектировании фасадов зданий и сооружений, из­ме­нило облик городов и небольших насе­ленных пунктов во всем мире (рис. 4.3). А применение силиконовых герметиков обеспечило широкий простор для фантазии архитекторов, позволило создать конструкции, ранее считавшиеся выходящими за грани возможного.

Под названием «структурное остекление» принято понимать технологию крепления стеклопакетов к фасаду здания с помощью силикона, где силиконовый слой является несущим элементом конструкции, сводящим к минимуму необходимость механического крепления.

Для этого силиконовый слой должен нести собственный вес стеклопакета, воспринимать ветровые нагрузки, а при наклонном расположении стеклопакетов и снеговую нагрузку, а также усилия, возникающие при термических деформациях элементов системы как в суточном, так и годичном циклах.

Правильно спроектированные и рассчитанные структурные фасады (первый из которых появился 35 лет назад в США) являются полностью безопасными, а возможности, которые имеет система структурного остекления, дают ни с чем не сравнимую свободу самовыражения.

Структурное остекление в настоящее время признано европейскими стандартами системой, на которую должны распространяться стандарты Европеан техникал аппровель.

Чтобы получить разрешение на использование силиконового герметика, он должен соответсвовать требованиям по всем аспектам, относящимся к механическому сопротивлению, пожарной безопасности, гигиене, охране здоровья, защите окружающей среды, безопасности использования, уровню шума и энергетической эффективности.

Однако при структурном остеклении фасадов возникли и другие проблемы. Например, неограниченный доступ света не должен сопровождаться перегревом или переохлаждением жилых помещений, т. е. ухудшением других комфортных условий.

В связи с этим все многообразие используемых в строительстве светотеплозащитных стекол можно разделить на три группы: теплопоглощающие, теплоотражающие и комбинированные стекла.

Теплопоглощающее стекло – это стекло, окрашенное в массе оксидами металлов и имеющее широкую цветовую гамму (голубое, зеленое, серое, янтарное, бронзовое). Цвет стекла и его теплозащитные свойства определяются содержанием и соотношением вводимых в состав красителей. Светотехнические характеристики (светопропускание не менее 50%, пропускание полной солнечной энергии не более 60%) позволяют использовать теплопоглощающее стекло в различных климатических зонах. Такое стекло повышает комфорт внутри помещений, уменьшает расход электроэнергии систем кондиционирования. Теплопоступления внутрь помещений через оконные проемы при использовании теплопоглощающего стекла снижаются в 1,3 раза, а температура – на 3–5 С в сравнении с обычным остеклением.

Теплоотражающее стекло – это стекло с пленочным покрытием, отражающее солнечную и тепловую радиацию. Оно подразделяется на солнцезащитное (рефлектное) и низкоэмиссионное стекло с мягким или твердым покрытиями.

Рефлектное стекло – это стекло с пленочными покрытиями, отражающее солнечную область спектра и защищающее здания от повышенной инсоляции. Они предотвращают перегрев в помещении в летнее время, снижают расход электроэнергии системами кондиционирования и благодаря своим зеркальным покрытиям и различным вариантам остекления значительно изменяют облик зданий и городов.

Рефлектные стекла имеют покрытия из оксидов переходных металлов (твердые покрытия), оксидов, нитридов металлов или металлические пленки, сплавы металлов (мягкие покрытия).

В настоящее время существует большой выбор стекол с солнцезащитными отражающими покрытиями, отличающимися своими оптическими характеристиками (табл. 4.1) Они могут иметь различный цвет в проходящем и отраженном свете, что важно учитывать при установке стекол с покрытиями в системы остекления.

Низкоэмиссионное стекло – это стекло с пленочными покрытиями, отражающее тепловые лучи длинноволнового диапазона и за счет этого значительно повышающее сопротивление теплопередаче стекла и соответственно значительно снижающее теплопотери через оконные проемы в зимнее время.

Таблица 4.1

Оптические характеристики стекла

Фирма- производитель	Вид стекла	Цвет	Толщина, мм	Пропускание солнечной энергии, %
				Видимая область	Полное пропускание
Пилкингтон Главербель ОАО СИС ОАО СИС	Антизун Планибель ТС-3 ТС-2	Серый То же » »	5 5 5 5	50,8 51,9 50,8 51,6	54,1 49,8 46,7 47,0
Пилкингтон Саинт Гобаин Главербель ОАО СИС ОАО СИС ОАО СИС	Антизун Парсол Планибель ТБ-1 ТБ-2 ТБ-3	Бронзовый То же » » » »	5 5 5 5 5 5	59,3 62,4 59,3 67,3 55,5 49,3	57, 53,6 57,8 60,1 50,5 44,5
Пилкингтон ОАО СИС	Антизун	Зеленый Зелено-голубой	5 5	76,9 76,6	51,3 53,0
ОАО СИС ОАО СИС	Лазурь ТЛ-5	Сине-голуб., темная лазурь	5 5	67 48	55 44,5
ОАО СИС	Флюат- стекло	Бесцветное	5	89,3	82,6

Низкоэмиссионное стекло считают одной из крупнейших разработок в промышленности листового стекла в последние десятилетия.

Широкое применение нашли низкоэмиссионные стекла с прозрачными полупроводниковыми оксидными пленками олова, индия (твердые покрытия) и многослойными металлическими и просветляющими покрытиями (мягкие покрытия). Из металлов используется в основном серебро, золото.

Рефлектные с мягкими покрытиями и низкоэмиссионные стекла используются в пакетном и многослойном варианте остекления. Для низкоэмиссионного стекла покрытие должно быть на внутреннем стекле в сторону межстекольного пространства. Рефлектное стекло с твердым покрытием может использоваться и в одинарном остеклении – пленкой наружу.

Подобное стекло выпускают те же крупнейшие мировые фирмы, что перечислены в табл. 4.1, а ОАО «Саратовский институт стекла» выпускает названное стекло по американской технологии высокопро­изводи­тельным вакуумным методом фирмы «Бок гоатинг технологи».

Использование данных стекол позволяет значительно расширить возможности дизайна зданий и обеспечить светопропускание конструкции в соответствии с требованиями норм по теплопередаче.

Новым видом высокоэффективного солнцезащитного остекления являются комбинированные стекла, представляющие собой теплопоглощающие стекла с нанесенными на них солнцезащитными пленками. Такие стекла имеют пониженное светопропускание и повышенные солнцезащитные свойства. Их используют в основном в качестве облицовочных панелей и в ленточном остеклении зданий.

Наиболее эффективным вариантом стеклоконструкций, в которых используются рефлектные, низкоэмиссионные и обычные стекла, являются стеклопакеты.

Стеклопакет – герметичная стеклоконструкция, состоящая из двух и более стекол, отделенных друг от друга специальными профилями-распорками различной ширины, обычно от 6 до 18 мм. По периметру стеклопакет уплотнен непроницаемым водостойким полимером. Стеклопакеты могут быть одно- и духкамерными. За счет своей герметичности пакеты намного эффективнее двойного и тройного остекления по тепло- и звукоизоляции.

За рубежом в связи с энергетическим кризисом еще в конце 70-х и начале 80-х гг. ХХ в. были разработаны и внедрены в массовое производство стеклопакеты с сопротивлением теплопередаче до 0,65 (м² С)Вт, а к началу 90-х гг. – 0,75–0,95 (м² С)Вт. Сопротивление теплопередаче стек­ло­па­кетов, производимых сейчас в США и Европе, достигает 1,6–2 (м² С)Вт.