Окна и двери вашего жилища

полупроводниковые оксиды таких металлов, как олово, индий, титан, нержавеющая сталь и т.п.

Защитные и декоративные пленки представляют собой многослойную систему из клея и полиэстера. Они широко применяются для обработки стекол, придавая им новые свойства. При их использовании учитывают тот факт, что теплоотражающие покрытия можно наносить не только на стекла, но и на прозрачные полимерные пленки. Для этого используют лавсановые, полистирольные, полиуретановые пленки, которые наклеивают на стекло. При этом вес остекления практически не меняется.

В зависимости от вида, толщины и количества слоев пленок эти свойства могут меняться. Для примера можно сказать, что не все потребители могут позволить себе установку дорогих ударопрочных стекол, защищающих помещения от постороннего вторжения. Стекла, поверхность которых покрыта пленкой, стоят намного дешевле стекол со специальным покрытием.

Пленки можно наклеивать двояко:

—прозрачными клеями на стекло;

—вводить в межстекольное пространство так называемое тепловое зеркало. Кроме теплоотражающего эффекта, пленки разделяют межстекольное пространство на две независимые прослойки, уменьшая тем самым конвекцию.

Кроме всего прочего, стекла с пленочным покрытием являются дополнительным барьером от несанкционированных проникновений. Конечно, пленка не обладает свойствами ударопрочного стекла, но для

ееразрушения требуется некоторое время, которого (при наличии современных средств охранной сигнализации) бывает вполне достаточно для прибытия охранных служб. По аналогии с ламинированными, стекла, которые имеют пленочное покрытие, не разлетаются на осколки, а удерживаются в оконной раме, надежно защищая помещение от постороннего проникновения. Кроме того, осколки разрушенных обычных стекол часто становятся источником травм

121

иувечий. Стекла с пленочными покрытиями лишены этого недостатка. Сами по себе пленочные покрытия состоят из негорючих материалов, а при воздействии на них открытого огня — плавятся. Это свойство значительно увеличивает время разрушения стекла и часто становится причиной локализации пожара. Скорость распространения огня снижается, что позволяет сократить убытки от пожара и свести их к минимуму.

Многослойные стекла (триплекс) состоят из двух и более листов оконного или витринного стекла, склеенных по всей поверхности прозрачными органическими пленками из поливинилбутераля, пластифицированного дибутилсебацината и др. Это стекло используется без ограничений в наиболее сложных архитектурных проектах: в вертикальной, наклонной

игоризонтальной позициях. Триплекс из рефлексивных, поглощающих или тонированных в массе стекол, позволяет достигать очень широкого диапазона характерных цветов с высоким эстетическим эффектом, а также гарантировать эффективную защиту от солнечной радиации. Многослойное стекло более эффективно защищает от нежелательного шума, так как обладает хорошей способностью не пропускать высокочастотные и среднечастотные звуки.

При разрушении такого стекла, осколки остаются на пленке, а не разлетаются в разные стороны, травмируя окружающих людей. Изделия из трех, четырех листов упрочненных стекол, склеенных утолщенной пленкой, могут быть пуленепробиваемыми. Другим положительным качеством пленочных покрытий является повышенная огнестойкость стекол.

Перед установкой стекла на поверхность фальцев наносят слой замазки или герметика толщиной 2>3 мм, который обеспечивает полное прилегание стекла, нивелируя бугорки и впадины. Это необходимо также для того, чтобы стекло не вибрировало при сильном ветре, чтобы во время дождя вода не проникала в зазоры между фальцами и стеклом, не вызывала при этом загнивания переплетов или образова-

122

ния трещин на стекле при замерзании в зазорах воды. Стекло вначале устанавливают на фальц нижней кромкой, а затем слегка прижимают руками, чтобы замазка или герметик равномерно разошлись по фальцам и закрывали их на 75>80%. Обычно стекло укрепляют проволочными шпильками или стекольными гвоздями. Однако самым эффективным считается способ закрепления стекол при помощи штапиков. Кромки стекла не должны упираться в шпилки или гвозди, чтобы избежать появления в нем трещин при разбухании оконных переплетов.

Стеклопакеты являются неотъемлемой частью современных окон. Их получают из герметически соединенных двух и более листов стекла. Изобретение стеклопакета совершило революцию в технологии изготовления оконных систем. Выбор вида стекла

5

2

4

3

1

Рис. 42. Ст еклопакет однокамерный:

1 — обвязка; 2 — ст екла; 3 — гермет ик; 4 — влагопоглот ит ель; 5 — дист анционная рамка

123

зависит от требований, которым должна отвечать конкретная оконная система. Конструкция однокамерного стеклопакета показана на рис. 42.

При изготовлении стеклопакета между стеклами оставляют воздушную прослойку толщиной от 9 до 20 мм, тем самым повышая теплосберегающие и звукоизолирующие свойства оконной системы. Выбор оптимальной толщины стеклопакета должен подтверждаться специальными расчетами. Под оптимальной толщиной воздушной прослойки понимают такую ее величину, при которой сопротивление теплопередаче будет максимальным. Суть возрастания сопротивления теплопередаче через воздушную прослойку заключается в том, чтобы выбрать такое расстояние между стеклами, при котором исключается конвекция воздуха. Тогда толщина воздушной прослойки будет определяться размерами двух сходящихся скоростных механических слоев воздуха у стекол. Это значит, что воздушные прослойки как бы "прилипают" к стеклу и имеют скорость конвективного перемещения воздуха, равную нулю. Воздух внутри такой воздушной прослойки остается неподвижным, отсутствует конвекция, и передача тепла осуществляется только теплопроводностью материалов. Таким образом, при оптимальной воздушной прослойке толщина стеклопакета равна сумме двух механических пограничных слоев, в которых молекулы воздуха остаются неподвижными. Естественно, понижение температуры (уменьшение скорости молекулярного движения) никак не скажется на скорости движения молекул. То есть, при оптимальной толщине воздушной прослойки сопротивление теплопередаче не зависит от температуры. Такая оптимальная толщина, как показывают испытания, равна 16 мм.

Эффективность остекления со стеклопакетами в значительной степени превосходит по качественным показателям традиционные методы. Благодаря герметичности стеклопакета исключается проникновение сквозь окно пыли, атмосферной влаги, улучшаются тепло> и звукоизоляционные качества окон. Герме-

124

тичность стеклопакета достигается склеиванием его современными методами и применением эффективных герметиков. Стеклопакеты с высокой степенью герметичности изготовляют с двойным уплотнением. При этом первый слой служит для задержания влаги, а второй — обеспечивает необходимую прочность соединения. Высокой способностью задержания влаги обладает бутил, который чаще всего применяют в качестве первичного герметика. Его наносят при повышенной температуре в виде тонкой ленты на обе стороны дистанционной рамки, которые служат для осушения воздуха, находящегося внутри стеклопакета. Состоит такая рамка из корпуса и специального осушителя. Благодаря пористости структуры осушители впитывают в себя влагу, которая осталась при сборке стеклопакета и конденсируется при низких температурах. В качестве осушителей чаще всего применяются силикагель или молекулярные сита. Принцип действия их основан на диффундировании газов внутрь осушителя через его поры. В результате диффузии молекулы воды абсорбируются, понижая при этом влажность замкнутого внутри стеклопакета пространства. Наружный уплотнитель, скрепляющий стеклопакет, придает ему необходимую прочность и дополняет герметизирующие свойства первого слоя. Для этой цели чаще всего применяют силиконовые и полиуретановые массы.

Несмотря на то, что патент на нечто похожее на стеклопакет был получен еще в начале ХХ века, массовое их производство началось в 70 годах. Но и с тех пор много чего изменилось. Так как теплопотери через центральную зону окна уже в значительной степени решены за счет использования теплоотражающих стекол, поэтому теплопотери через крайнюю зону стеклопакета стали определяющими. Для этого вносятся соответствующие коррективы в конструкцию дистанционных рамок. В частности, дистанционные рамки, которые применяют в настоящее время, существенно отличаются от тех, что были 20 лет назад. Сегодня есть рамки из ПВХ, нержавеющей

125

стали, алюминиевого профиля, но с термовставкой, так называемые "суперспейсеры" из губчатого материала, и т.д.

Стеклопакеты собирают как из обычных стекол, так и из специальных, снижающих тепловые потери, которые называются селективными. Используя в стеклопакетах стекла с различными покрытиями, получают заданный спектр лучей, которые проникают в помещение. Варьируя различными видами стекол и пленок с теплоотражающими покрытиями, можно получить окна с заданными характеристиками. Очень важно правильно распределить в стеклопакете стек-

Таблица 18 Показатели теплопроводности современных типов стеклопакетов

Показатели теплопроводности современных типов стеклопакетов

ла со специальными свойствами. Например, солнцезащитные стекла следует располагать снаружи, а селективные стекла — внутри стеклопакета. Показатели теплопроводности современных типов стеклопакетов приведены в таблице 18 (чем ниже значение К, тем лучше теплоизоляция).

126

Американская компания South wall Texnologies разработала новую конструкцию стеклопакетов "Тепловое зеркало". У этих стеклопакетов устанавливается не сплошная алюминиевая рамка, а разделенная "тепловым мостиком", который создает эффект теплового края и служит каркасом для натяжения теплосберегающих пленок. Натяжение пленки происходит в специальной печи с температурой порядка +100°С с последующей усадкой вне ее, что создает эффект оптической прозрачности. Были проведены испытания таких пакетов с односторонним (НМ 88) и двусторонним (НМТС 88) теплоотражающими покрытиями. Сопротивление теплопередаче первого стеклопакета составило 0,52 (м2°С)/Вт, а второго — 0,84 (м2°С)/Вт. Сопротивление теплопередаче второго стеклопакета эквивалентно теплосопротивлению кирпичной стены в 2,5>3,0 кирпича или керамзито>бетонной панели толщиной 35 см, то есть стенам жилых домов, которые были построены до принятия новых повышенных нормативов.

Для улучшения теплотехнических и акустических характеристик оконной системы в настоящее время используется специальное заполнение межстекольного пространства — инертные газы (аргон, криптон и др.), а также гексафторид серы и другие газы и их комбинации. В последнее время исследуются методы повышения теплопередачи стеклопакета путем заполнения пространства между стеклами различными газами или смесью газов, имеющих меньшую теплопроводность и способность к конвекции, чем воздух. Для заполнения стеклопакетов используют углекислый газ (СО2), фреон, неон и др. Исследования показали, что пространство стеклопакета, заполненное углекислым газом, имеет теплопроводность в 1,5 раза выше, чем при заполнении воздухом, а при заполнении фреоном — в три раза. Правда, использование газонаполненных стеклопакетов целесообразно только в том случае, если, по крайней мере, одно из стекол имеет теплоотражающее покрытие. При двух прозрачных стеклах заполнение межстекольного про-

127

странства какими>либо газами приводит к удорожанию изделия при очень незначительном повышении их теплотехнической эффективности.

Последние дебаты о том, что лучше: окна со стеклами или окна со стеклопакетами, окончились более 15 лет назад. Результат известен: отдельно стоящее стекло сохранилось только в конструкции "стекло + стеклопакет". Другого решения этой проблемы для России нет, хотя по вполне понятным причинам полная замена затянется еще на долгие годы. Наличие четырех стекол, то есть двух стеклопакетов, ухудшает оптические свойства окон и приводит к значительному удорожанию. Поэтому данный вариант приемлем только в экстремальных условиях.

УПЛОТНЕНИЕ ОКОН

Качество уплотнения окон существенно сказывается на их защитных свойствах. Даже при самом качественном изготовлении оконной системы с плохим уплотнением окно не будет в полной мере выполнять функции изоляции квартиры от сквозняков, шума и пыли. Для этого в оконных системах предусматривают специальные уплотнители, которые убирают зазор между сопрягающимися элементами оконной системы. При этом уплотняющие материалы должны отвечать ряду требований, обеспечивающих надежную герметизацию окна на протяжении длительного времени и при значительных перепадах температуры окружающего воздуха. В качестве исходного материала для уплотнителей применяют резину, синтетический каучук, термопластичные эластомеры или силикон.

Уплотнительные профили (рис. 43) занимают лидирующее положение по сравнению с герметиками, так как они проще в изготовлении и в случае необходимости их легче заменить. Кроме того, их легко очищать по мере загрязнения. В любом случае применение уплотнительных профилей более практично по сравнению с другими уплотнителями и герметика-

128

Рис. 43. Конфигурация современных уплот нит ельных профилей

ми. В качестве таких уплотнителей используют полимерный каучук, который благодаря специально заданным параметрам, не растрескивается на солнце и морозе. Обладая высокой эластичностью, каучуковые уплотнители обеспечивают равномерное уплотнение створок любой формы по всему периметру. Ленты каучукового уплотнителя прокладывают целой полосой вдоль всей линии уплотнения, без разрезания ее на отдельные куски.

К недостаткам каучуковых уплотнителей относится отсутствие вариантов выбора их цветового решения, что существенно снижает дизайнерские возможности. Этот недостаток устраняется применением уплотнителей на силиконовой основе, которые позволяют использование любого цвета, вплоть до белого. Благодаря хорошим техническим характери-

129

стикам силиконовых уплотнителей достигается надежное функционирование остекленной системы в суровых климатических условиях многих российских регионов.

В климатических условиях России наиболее предпочтительны уплотнители из термопластичных эластомеров (ТПЭ), которые более технологичны по сравнению со всеми остальными видами уплотнителей и превосходят их по ряду показателей (ломкость, устойчивость к перепаду температур и т.д.). В некоторых случаях герметизацию оконных стекол выполняют герметиками, однако профили занимают лидирующее положение, так как они проще в изготовлении

ив случае необходимости их легче заменить. Существует несколько вариантов крепления уп-

лотнительных прокладок к оконным конструкциям. Наиболее надежным и удобным считается метод запрессовывания их в пазы оконных профилей, которые специально предназначены для этой цели. В этом случае профиль уплотнителя должен соответствовать профилю паза в оконной конструкции.

Воконной системе уплотнители устанавливаются

вобласти штапика, в створке для крепления стеклопакета и между рамой и створкой. При этом уплотнение между рамой и створкой возможно в нескольких вариантах. Различают уплотнение по притвору, среднее уплотнение или их комбинацию.

Уплотнение по притвору может быть наружным (в раме) или внутренним (в створке). Среднее уплотнение может дополняться внутренним уплотнением в створке. Оно может выполняться как в раме, так и в створке. При этом достигаются высокие показатели уплотнения, что положительно сказывается на эксплуатации оконной системы (особенно в зимнее время). Однако такое уплотнение усложняет уход за рамами и влечет за собой удорожание конструкции. Поэтому чаще всего применяют уплотнение по притвору. Некоторые изготовители профилей выпускают продукцию, позволяющую применять любой из указанных видов уплотнения или их комбинацию.

130