NAGEL Центр

Конструкция стеклопакета

До недавнего времени для уменьшения теплопотерь использовались традиционные системы остекления с применением двух- и трехстекольных конструкций с большими воздушными промежутками. В настоящее время неотъемлемой составной частью окон стал стеклопакет. Стеклопакеты состоят из двух или нескольких стекол, разделенных между собой промежутком и герметично соединенных по контуру.

Благодаря высоким тепло- и звукоизоляционным свойствам стеклопакеты получили широкое применение в качестве важного строительного элемента, их производство стало развиваться еще в 30-е годы. Решающую роль сыграл тот факт, что сухой воздух является хорошим теплоизолятором, его теплопроводность практически в 27 раз ниже, чем стекла. Потери тепла в стеклопакете из двух прозрачных стекол распределены следующим образом: около 2/3 происходит за счет излучения и 1/3 - посредством теплоотдачи и конвекции вместе взятых.

Стеклопакеты обладают высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами. Благодаря герметичности в промежуток между стеклами не попадает влага и пыль, не ухудшается освещенность помещений..

Для улучшения тепло-звукоизоляционных свойств стеклопакета межстекольное пространство может заполняться инертными газами. Но следует помнить, что воздух, также как и газовые смеси, которыми заполнены стеклопакеты, могут сохранять свои функции лишь до тех пор, пока в межстекольное пространство не попадет такое количество влаги, которое могло бы существенно повлиять на теплопроводность.

Конструкция стеклопакетов

Стеклопакет состоит из двух или более стекол и дистанционной рамки с осушителем (cм. рис. 1). Для обеспечения долголетней надежности стеклопакетов, решающими условиями являются выбор и подготовка как выше названных конструкционных материалов, так и качественная герметизация стеклопакета.

Стекла

Для производства стеклопакетов можно использовать почти все типы стекол. Выбор стекол зависит от требований предъявляемых к конкретному окну. Очень важно также правильно определить местоположение и ориентацию стекол со специальными свойствами в стеклопакете. Например, в случае использовани селективных стекол поверхность с нанесенным покрытием, как правило, находитс внутри стеклопакета. Энергосберегающие стекла ставятся внутрь стеклопакета, как внутренне стекло в дом, поверхностью с напылением внутрь стеклопакета.

Солнцезащитные стекла рекомендуется устанавливать в качестве внешних стекол.

Дешевый стеклопакет для нового окна может оказаться дорогой неприятностью (запотевание внутри и снаружи стеклопакета, промерзание, эффект сквозняка даже при плотно закрытых окнах и дверях).

Дистанционные рамки

В качестве материала для дистанционных рамок применяются, как правило, алюминий и оцинкованная сталь, реже пластмасса. Дистанционная рамка выполняется полой внутри, со специальными диффузионными отверстиями (дырочной перфорацией). Внутри находится осушитель, функция которого способствовать быстрой абсорбции (впитыванию) самых незначительных количеств воды в межстекольном пространстве. Тем самым предотвращается выпадение росы внутри стеклопакетов в холодное время года.

Осушители

Принцип действия осушителей заключается в следующем: частицы осушителя имеют множество пор. Так как диаметр пор больше, чем диаметр атомов газов или молекул газа, то газы диффундируют в эти поры и абсорбируются.

В качестве осушителей хорошо зарекомендовали себя молекулярные сита, силикагель и смеси обоих продуктов. Различные по химическому строению осушители имеют также различную абсорбционную способность. Эти различия проявляются в зависимости от температуры, давления и содержани влаги в осушаемых газах.

Используя наиболее употребительные типы молекулярных сит, можно получить очень низкие температуры точки росы (большей частью -60 оС. Исключая некоторые особые области применения, эти различия в температуре точке точки росы не являются решающими для оценки качества осушителей, т.к. задачей осушителей является прежде всего, поглощать влагу, попавшую в межстекольное пространство в ходе производства стеклопакетов.

Герметики для стеклопакетов

Задачами первостепенной важности, которые стоят перед герметиками, применяемыми для заделки швов в стеклопакете, являются во-первых, обеспечение прочности стеклопакетов и во-вторых, препятствовать проникновению водяного пара в межстекольное пространство, что прямым образом влияет на долговечность стеклопакетов, которая зависит в основном, от уплотнения краев. С точки зрения прочности, важнейшими свойствами герметиков являются: сила сцепления со стеклом и материалом дистанционной рамки, эластичность, прочность и время старения, ширина и толщина уплотняющей массы, скорость диффузии молекул через герметик.

Качественные стеклопакеты изготавливаются по принципу двойной герметизации. В качестве первичного герметика чаще всего применяется бутил, который обладает наилучшей относительной способностью сопротивляться проникновению водяного пара. Бутиловая масса наносится при температуре чуть больше ста градусов в виде тонкой ленты на обе стороны дистанционной рамки. Когда стекла сдавливают, между стеклами и рамкой остается разделяющий их бутиловый шов толщиной в несколько десятых долей миллиметра. Хорошая диффузионная плотность достигается благодаря тонкости шва и плохой газопроницаемости массы.

Первичный герметик не может обеспечить требуемую прочность кромочного соединения, эту задачу должны решать, продукты, применяющиеся для вторичной герметизации с наружной стороны стеклопакета. Они помимо придания прочности конструкции, придают дополнительную диффузионную плотность и дают возможность подвижки, вызываемой сменой температур и давлений. Толщина эластичной массы равна нескольким миллиметрам.

Специальные инертные газы

Для заполнения межстекольного пространства в стеклопакетах вместо воздуха можно использовать инертные газы или смеси газов, что существенно улучшает тепло- и звукоизолирующие свойства стеклопакетов. В том случае, когда межстекольное пространство стеклопакета заполняется более плотным, по сравнению с воздухом, газом, потери тепла, происходящие за счет конвекции и теплоотдачи внутри стеклопакета, снижаются. Теплопроводность, плотность, динамическая вязкость и собственная теплоемкость газов оказывают влияние на теплопроводность межстекольного пространства.

Наиболее часто для заполнения межстекольного пространства применяются: аргон(Ar) и криптон(Kr). Это газы, получаемые отделением от сжиженного атмосферного воздуха.

Для сравнения: плотность воздуха составляет ρ=1,232 кг/м³, плотность аргона ρ=1,699 кг/м³, плотность криптона ρ=3,56 кг/м³ (данные взяты "Проектирование современных оконных систем гражданских зданий", И.В. Борискина, А.А.Плотников, А.В.Захаров).