Стекла и стеклопакеты

Стеклопакеты

Краеугольная часть практически любого современного окна это стеклопакет. Его предназначение: защита внутреннего объема помещения от жары и холода, пыли и шума поступающих с улицы и кроме того, его основная задача — обеспечение прохождение дневного света с наименьшими потерями и искажениями.

Неискушенному человеку может показаться конструкция стеклопакета достаточно простой. Что там сложного? Взял два стекла, да и скрепил их между собой. В общих чертах это так, но отступление от технологического процесса во время сборки может привести к отрицательному снижению качества и даже браку. Вот почему производство и сборка стеклопакетов идёт на импортном дорогом оборудовании с применением качественных расходных материалов — это позволяет компаниям давать гарантию на произведённую продукцию — окна ПВХ и сохранять своё доброе имя.

Рассмотрим более подробно, что представляет собой стеклопакет в том общеупотребимом понимании этого слова. Стеклопакет представляет собой герметичный блок, как минимум из двух стекол соединенных параллельно между собой полой алюминиевой рамкой. Камерой называется воздушное пространство, которое ограниченно стеклами, а по периметру — дистанционной рамкой. Наращивая количество стекол, мы получаем двухкамерный, трёхкамерный и четырёхкамерный стеклопакет. Наиболее популярными в Москве и Подмосковье, а также по всей России стали двухкамерные и однокамерные стеклопакеты в силу эксплуатационных и ценовых факторов.

Вновь собранный стеклопакет обозначен трехзначными символами. К примеру сочетание чисел 4-16-4 может сказать специалисту о том, что при сборке были использованы два стандартных стекла толщиной 4 мм, а текущее расстояние между ними — толщина воздушной камеры эквивалентна расстоянию 16 мм. Выполнив арифметическое действие по суммированию всех цифр в обозначении, мы узнаем полную толщину стеклопакета, которая в данном примере будет равна 24 миллиметрам.

Если в каталоге, при просмотре разных типов окон вы будете созерцать, значение 4-8-4-12-4, то сможете догадаться, что продаётся двухкамерный стеклопакет с толщиной первой камеры 8 мм, а другой 12 мм, при этом в конструкции использованы типовые стекла толщиной 4 мм. Толщина камер может быть различна для того, чтобы эффективнее решить вопрос теплосбережения загородного дома или коттеджа. Для улучшения шумоизоляции стеклопакета могут устанавливаться более толстые или разные стекла, имеющие отличающуюся резонансную частоту.

Изготовление стеклопакета происходит поэтапно. Вначале стекла разрезаются на заготовки в соответствии с заданными размерам. Следующий этап — мойка с обработкой поверхности стёкол антистатиком. Очищенные и высушенные стёкла склеиваются, располагая по периметру дистанционную алюминиевую или пластиковую рамку. Рамка содержит осушитель, который интенсивно впитывает влагу, попадающую во внутреннюю камеру. Сухой воздух в камере нужен для того, что бы окна в перепады температур не «потели». Рамка стеклопакета имеет перфорацию по всей длине — множество мелких отверстий, для того, что бы был доступ поверхности осушителя к внутреннему объему камеры стеклопакета. Заключительный этап производства представляет собой обжим собранного стеклопакета при помощи пресса и герметизацию боковых сторон на специальном станке. Важно чтобы герметичность сохранялась в течение всего времени эксплуатации окна с учетом изменения температур и давлений — габаритных размеров — подвижек конструкции.

В самом начале появления пластиковых окон со стеклопакетами многие люди считали, что между стекол находится вакуум. Но если поразмыслить, то законы физики говорят: разрежение вызовет деформацию — стёкла вогнуться и как следствие образование щелей, через которые в стеклопакет рано или поздно поступит окружающий атмосферный воздух — наступит разгерметизация. В широко распространенных стеклопакетах на данный момент внутренне пространство заполняется либо осушенным воздухом, либо аргоном. Но вакуумный стеклопакет не сказка, он действительно существует. Для того чтобы окна не «липли», между стеклами равномерно по всей площади распределяются стеклянные шарики. Вакуумные окна — дорогое удовольствие даже в развитых капиталистических странах.

В Российской Федерации наибольшее распространение получили двух и однокамерные стеклопакеты. Но можно сделать на современном производстве стеклопакеты с тремя, четырьмя камерами. И хотя они значительно эффективнее выполняют функции звукозащиты и сбережения тепла, но с увеличением количества стекол снижается поток дневного света, проникающего в помещение. Если окна выходят на запад или на север, то из за уменьшения пропускной способности комната с такими стеклопакетами может стать подобием пещеры с соответствующим уровнем освещённости. Наверное, в этом деле лучше придерживаться «золотой середины» и применять стеклопакет, соответствующий текущим климатическим условиям.

Оптимальное расстояние между стеклами — толщина воздушной камеры стеклопакета должна составлять не более 16 мм. Её увеличение не влияет на теплоизоляционные свойства стеклопакета. Если вы желаете купить стеклопакет, наполненный л инертным газом, например аргоном, то для максимального эффекта и тепла закажите энергосберегающее стекло. Аргон не вредный газом — при разгерметизации стеклопакета урону здоровью не будет. Габариты стеклопакета желательны не свыше 3-ёх метров, это нужно принять во внимание, когда застекляют существенный проем. Разрушение стекла больших габаритов может произойти не по вине хулигана, который бросил камень в окно, а из-за резкого уменьшения или увеличения объема воздуха в камере между стеклами. Это может произойти из-за сильного ветра, из-за резкого изменения погоды, но помимо вероятности трещин, разрушиться может герметизация стеклопакета.

Увеличение количества воздушных камер не ведет прямо пропорционально к снижению уровня шума. Некоторого увеличения шумопонижения можно добиться при использовании стеклопакетов с толстыми 6 мм стёклами или триплексом. Алюминий, используемый при создании дистанционной рамки, является хорошим проводником тепла и создаёт «мостик холода». При заказе для улучшения тепловых качеств окна лучше упомянуть о пластиковых рамках.

Самый серьёзный недостаток стеклопакетов то, что при трещине или повреждении одного стекла приходится сразу менять весь стеклопакет. Герметик, скрепляющий стекла, со временем может терять свои герметизирующие свойства. В межстекольное пространство начинает попадать влага и пыль, что сводит на нет все преимущества стеклопакета, снижает количество солнечного света. Современное производство позволяет производить сборку стеклопакетов как мастерские, так и большие компании. Хозяин собственной мастерской может убеждать, что конвейер не обеспечить должного качества сборки ручной работы, а менеджер большой компании будет утверждать, что собранный «на коленках» стеклопакет не удовлетворит взыскательного покупателя. Единственный способ косвенно судить о качестве сборки стеклопакетов — попасть на производство. Царящая рабочая атмосфера, воздух в помещении и одежда работников может о многом сказать. Большую роль в выборе компании может сыграть мнение соседей и друзей, которые уже воспользовались услугами той или иной фирмы, производящей стеклопакеты.

На данный момент растёт предложение разнообразных видов стёкол на рынке Москвы и Подмосковья, широко представлены: узорчатое и армированное, полированное и неполированное оконное стекло, закаленное и многослойное. Чтобы не запутаться в марках и видах стекла введена специальная маркировка, соответствующая классификации и типологии оконных окон. Наиболее широко распространена маркировка марки М, от единицы до шести, где М1 — самое высококачественное стекло отменных физических и оптических характеристик, а М6 представляет собой стекло с максимальными отклонениями по толщине, с большим количеством дефектов на квадратный метр. Самые тщательно произведённые марки М1, М2 используются в качественных и ответственных конструкциях для остекления зимних садов и теплиц, балконных дверей и окон, витражей и зенитных фонарей. Более низкого качества стекло находит применение при остеклении промышленных конструкций: жилых и промышленных зданий, светопрозрачных ограждений. Но при любом качестве на стекле не допускается появления радужных или матовых пятен, а также несмываемых налётов. Максимум, что допускает ГОСТ — зеленоватые или голубоватые оттенки, не снижающие эксплуатационных качеств стекла, и находящиеся в нормальном значении коэффициента светопропускания.

Об истории стекла

Человечество овладело стеклом, как рукотворным материалом, очень давно, более 9000 лет назад. Цифра эта названа не случайно, об этом говорят археологические находки на землях Египта. При помощи радиоуглеродного анализа найденных артефактов из стекла, ученые установили, что данные вещи появились в конце VIII — начале VII вв. до Р.Х. Из истории мы знаем, что предметами из стекла в основном пользовались древние ассирийцы и римляне, а также стекло было распространено в Древнем Китае.

Оказывается, примерно в 1200 г. до н.э. наши предки уже активно освоили способ получения стекла при помощи прессования. Стоит отметить, что технологии того времени были весьма примитивны, а люди тех времен еще не научились использовать высокие температуры для плавления, поэтому и стекло было мутноватым и выпускалось в малых количествах. Но и этого хватало для изготовления изделий из стекла: сосудов, украшений и амулетов. В дальнейшем технологии стеклоделия были усовершенствованны уже в начале нашей эры, когда мастерами Древнего Рима был освоен метод выдувания стекла. После данного открытия появилось прозрачное стекло в больших количествах, а на рынках наряду с гончарными изделиями появились сосуды из стекла разнообразных форм и размеров. Одновременно с закатом Римской империи, в конце V века центр стекольного ремесленничества перебрался в Византию. Уже в это время византийские ремесленники вместо мозаики из камня начали осваивать производство смальты, цветного искусственного стекла для создания мозаик. В Средневековье из смальты создавали непревзойденные мозаики также в районе Грузии.

На территории древней Руси функционировало несколько стекольных мастерских. При раскопках, проведенных в Киевской области, в слоях X-XII вв. археологами были найдены остатки достаточно крупных помещений, которые предположительно могли служить для производства украшений из стекла. В ходе археологических исследований в Костроме также были обнаружены такого рода мастерские. Традиции изготовления стекла на территории Руси прерываются во времена монголо-татарского ига, а возобновляются только к XVII веку.

В восточных странах стекольное ремесло было не менее популярным занятием. К примеру, в Сирии в XI-XIV вв. особенно славились разнообразные изделия из стекла с применением росписи эмалью. Эпоха Средневековья в европейских странах известна расцветом витражного искусства. В первой половине XVII века в Англии произошло немаловажное для стекольного дела открытие – в качестве горючего для стекловаренных печей стали использовать уголь, который способствовал изготовлению более качественного стекла при высоких температурах, к тому же это стекло имело необычайный блеск в лучах света, поскольку в состав стекла теперь добавлялись окислы свинца. В конце XVII века чешские мастера стекольного дела сделали ещё одно открытие – производство богемского хрусталя. В Германии начали появляться целые фабрики, ориентированные на изготовление стеклянных изделий в масштабах целой промышленной отрасли.

Российское стеклоделие свое второе рождение получило с 1635 года, когда в Можайске открылся первый в истории завод по производству стекла. В 60-х гг. XVII в. на Воробьевых горах начал функционировать ещё один государственный завод. А в 1753 году поблизости Петербурга, в Усть-Рудице, была построена фабрика по изготовлению цветного стекла. Со временем стекольное производство приобрело более обширные масштабы, и стекло перестало играть второстепенную роль и относится к предметам роскоши. В 1902 г. Эмиль Фурко, бельгийский ученый, совершил своеобразную революцию в изготовлении стекла – он изобрел вытяжку стекла с помощью машинных механизмов. Однако этот метод не сразу приобрел популярность и внедрялся очень медленно, достаточно широко в промышленности стал применяться лишь к 1913 году. Это изобретение заключалось в том, что стекло вытягивали из стекловарной печи в форме длинной ленты между двумя валиками, затем его помещали в охлаждающую камеру, а затем уже резали на куски. Отчасти метод Фурко применяется и современном стекольном производстве, но очень редко, поскольку более целесообразным на данный момент является изготовление стекла с помощью «флоат-метода». Последний был впервые использован в 1959 году Аластером Пилкингтоном и его командой из промышленной компании «PILKINGTON», он и пришел на смену способу Эмиля Фурко.

Флоат-технология позволяет добывать стекло, предварительно расплавленное в печи, путем охлаждения и отжига в форме плоской ленты в емкости с расплавленным оловом. Сравнительно со всеми остальными способами этот является наиболее результативным и продуктивным, а также он дает возможность получать более качественные изделия и практически исключить их оптические дефекты. К тому же такое стекло в дальнейшем не требует дополнительной полировки, что также экономит энергетические ресурсы и время.

«Флоат-метод» изготовления стекла проходит в пять этапов. Вначале сырье подготавливается, все компоненты загружаются в печь, разбавляются водой для того, чтобы извлечь нежелательные примеси из качественного сырьевого продукта. На втором этапе сырье расплавляют при температуре приблизительно в 1550°С, удаляют из стекла газовые пузырьки, затем его охлаждают до такой консистенции, которая позволит протянуть его через ванную с расплавленным оловом.
Третий этап заключает в себе формирование поверхности стеклянного изделия. Для этого жидкое стекло, как уже упоминалось, пропускают в виде ленты через ванную с оловом, глубиной около 6-10 мм. Высокая вязкость стекла не позволяет жидкому металлу смешиваться с самим стеклом, за счет чего достигается эффект идеально гладкой поверхности последнего. Толщина стеклянных листов регулируется количеством расплава, который вливают в емкость с оловом. На четвертом этапе проистекает отжиг стекла. В процессе отжига ленту стекла постепенно охлаждают до температуры, которая позволяет резать и обрабатывать готовый материал. На пятом этапе охлажденную стеклянную ленту режут на листы необходимых размеров.

Сегодня термическое формование стекольного проката на расплавленном металле представляет собой наиболее современный, дешевый и известный метод изготовления листового стекла для деревянных и пластиковых окон в Москве и Подмосковье.