Материалы остекления

Для наружного остекления жилых помещений применяют, в основном, следующее типы стекол: архитектурное полированное стекло, строительный триплекс, закаленное и армированное стекло. У каждого типа есть свои достоинства и недостатки, особенности и область применения. Лабораторные испытания различных типов стекла проводят в Испытательном Центре «Стекло» по следующим характеристикам:

• устойчивость к удару мягким телом, и, соответственно, класс защиты стекла определяется прочностью стекла при падении с различных, стандартизованных высот мешка со свинцовой дробью массой 45 кг;
• способность выдерживать резкий перепад температур без разрушения - термостойкость;
• химическая стойкость к воде и агрессивным жидкостям;
• стойкость к воздействию абразивных материалов - износостойкость.

Испытания проводят с учетом массы стекла, его толщины, коэффициента пропускания света, термического сопротивления. Результаты испытаний учитываются при проектировании остекления окон в различных видах зданий и помещений.
Наиболее распространенным для остекления окон жилых помещений является архитектурное стекло (полированное). Всем известны на практике эксплуатации его характеристики. Применение рассчитано на защиту помещений от воздействия возможных атмосферных влияний: ветра, снега, дождя, перепада температур и т. д.
Рассмотрим еще один тип стекла - многослойное стекло, чаще это строительный триплекс или просто триплекс. Он представляет собой два листовых стекла, скрепленных между собой при помощи композиции из разных полимерных материалов. Два листа (слоя) стекла плюс один слой полимера - получается три, отсюда и название. Если используют три листа стекла, то есть пять слоев материалов, то стекло называется - пентаплекс.

Технология изготовления многослойного стекла применяется пленочная или заливная. При применении пленочной технологии изготовления между листами стекла располагается пленка из поливинилбутирола, которая при последующей температурной обработке склеивает обе поверхности. В случае использования заливной технологии между листами стекла могут заливаться различные виды полимерных материалов, полимеризующихся под воздействием ультрафиолетового облучения, химических реакций или под воздействием высокой температуры. Наиболее часто применяют акриловые фотополимеры, застывающие под воздействием ультрафиолетового облучения.

Для производства многослойных стекол применяют только высококачественное листовое стекло (так называемое «флоат-стекло»), что обусловливает их высокую стоимость и, следовательно, ограниченное применение для остекления помещений. Многослойное стекло, изготовленное по пленочной технологии, обладает лучшими оптическими характеристиками, а изготовленное по заливной технологии, обладает лучшими характеристиками по прочности. При изготовлении триплекса свойства самого стекла практически не меняются, а полимер действует только как клеевой материал, т. е. стойкость триплекса к внешним воздействиям такая же, как и у одинарных стекол. При увеличении количества листов стекла наиболее значительно увеличивается ударостойкость. Цель изготовления триплекса состоит в том, что при разрушении осколки стекла удерживаются полимером, а не разлетаются в разные стороны, создавая тем самым травмоопасную ситуацию. При превышении предела прочности при ударе лист триплекса может выпадать из несущей рамы в виде единого куска, который будет представлять или твердое тело с наличием изгибов и вмятин, или мягкий, гибкий лист, в зависимости от того, каким образом произошло разрушение листов стекла в триплексе. Многослойное стекло, изготовленное со значительно большим количеством листов, используют для изготовления, например, конструкций защитного остекления кассового окна предприятий, иллюминаторов в авиационной промышленности и т. д. Такого параметра, как превышение прочности при ударе для таких многослойных стекол, практически не существует. При сильном ударе, например, ломом стекло не разбивается и не трескается, возможно только разрушение ближнего слоя - в месте удара может появиться выемка. За счет увеличения толщины листа и неоднородности структуры в поперечном сечении многослойное стекло обладает большим термическим сопротивлением и лучшей звукоизолирующей способностью, однако коэффициент пропускания света, у него ниже, чем у обычного или закаленного стекла. Стоимость триплекса в 3-5 раз превышает стоимость закаленного стекла, в связи с этим даже в автомобилях из триплекса изготовлено только лобовое стекло.

Закаленное стекло представляет собой листовое стекло, дополнительно подвергнутое специальной термической обработке. Использование термической обработки значительно улучшает характеристики стекла по ударопрочности стекла на изгиб, увеличивает устойчивость стекла к воздействию высокой температуры и ее резкому перепаду. При превышении предела прочности закаленного стекла лист распадается на мелкие осколки, безопасные для здоровья. Закаленное стекло более, чем другие типы стекол, подвержено процессу коррозии под воздействием жидкости - так называемое выщелачивание, которое для обычных листовых стекол может привести только к появлению белесых пятен на стекле, а для закаленного стекла, возможно, его разрушение в результате нарушения баланса внутреннего напряжения. К тому же результату может привести длительное абразивное воздействие на стекло. Закаленное стекло обладает наиболее высоким коэффициентом пропускания света, самым низким сопротивлением теплопередаче и самой низкой звукоизолирующей способностью среди рассматриваемых вариантов.

Армированное стекло для наружных окон жилых зданий и помещений практически не используют. Исключением является случай, когда возникает необходимость наличия оконного проема только для поступления света в помещение, но через который бы ничего нельзя было разглядеть, а также с целью противостояния бесшумному взлому стекла, например окно санузла, технического или вспомогательного помещений. В структуру стекла интегрирована стальная сетка, которая не позволяет в полотне стекла при помощи стеклореза сделать отверстие, то есть без шума несанкционированно проникнуть в помещение. Технология изготовления таких стекол не позволяет достигнуть прозрачности, и стекло получается полуматовым. По принципу «если победить нельзя, надо обернуть себе на пользу» в стеклянную массу добавляют краситель, в результате чего получается декоративное стекло с защитными свойствами. При превышении предела прочности при ударе стекло не распадается и не превращается в гибкий лист: по развившейся в результате удара трещине стеклянное полотно можно согнуть под незначительным углом.
Стекло с защитным или декоративным пленочным покрытием представляет собой листовое стекло, на которое наклеена или нанесена по технологии напыления (спаттерное нанесение) специальная полимерная пленка. Основой для наклеиваемого защитного или декоративного покрытия является прозрачная полимерная пленка, на которую наносят по технологии напыления специальный слой металла. С одной из сторон на пленку можно нанести клеящий состав, обеспечивающий сцепление со стеклом на молекулярном уровне. Полимерная основа для изготовления защитной пленки должна обладать высокой механической прочностью.
Спаттерное изготовление пленки или нанесение пленки непосредственно на стекло для придания ему защитных или декоративных параметров является новейшей технологией и позволяет наносить пленку толщиной в атом из практически любого материала на любую поверхность. Пленка, нанесенная на стекло спаттерным методом, может иметь сложную структуру и сочетать значительное количество различных по толщине слоев. Процесс спаттеринга позволяет получать идеально прозрачную, не отличимую от стекла пленку, дающую естественный и неискаженный обзор. В тоже время использование высококачественных материалов и сплавов в составе пленки придает стеклу дополнительную прочность, а сама пленка мало истирается и не настолько подвержена деметаллизации (стиранию напыления), которой в значительной степени подвержены пленки предыдущих поколений.

Стекло с нанесенной на него защитной пленкой характеризуется значительно меньшей хрупкостью по сравнению с обычным листовым стеклом. При превышении предела прочности при ударе стекло может выпадать из рамы в виде гибкого листа. С точки зрения звуко- и шумоизоляционных характеристик, стекло с защитной пленкой находится между триплексом и закаленным стеклом. Использование пленки ухудшает химическую стойкость и стойкость к истиранию листа стекла, поэтому поверхность стекла с пленкой рекомендуется располагать с той стороны, с которой будет наименьшая вероятность химических и абразивных воздействий. В случае установки такого стекла в стеклопакет пленка должна находиться с внутренней части стеклопакета.