Склопакети. Конструкція. Стекла. Герметики

До недавнього часу для зменшення тепловтрат використовувалися традиційні системи скління із застосуванням дво- і трьостекольних конструкцій з великими повітряними проміжками. В даний час невід'ємною складовою частиною вікон став склопакет. Склопакети складаються з двох або декількох стекол, розділених між собою проміжком, заповненим розрідженим повітрям або інертним газом і герметично сполучених по контуру.



Завдяки високим тепло- і звукоізоляційним властивостям, склопакети отримали широке застосування в якості важливого будівельного елемента, їх виробництво стало розвиватися ще в 30-і роки. Вирішальну роль зіграв той факт, що сухе повітря є гарним теплоізолятором, його теплопровідність практично в 27 разів нижче, ніж скла. Втрати тепла в склопакеті з двох прозорих стекол розподілені таким чином: близько 2/3 відбувається за рахунок випромінювання і 1/3 - за допомогою разом узятих тепловіддачі і конвекції.

Склопакети володіють високими тепло- і звукоізоляційні властивостями. Завдяки герметичності в проміжок між стеклами не потрапляє волога і пил, не погіршується освітленість приміщень..

Для поліпшення тепло - звукоізоляційних властивостей склопакета, міжскляний простір може заповнюватися інертними газами. Але слід пам'ятати, що повітря, також як і газові суміші, якими заповнені склопакети, можуть зберігати свої функції лише до тих пір, поки в міжскляний простір не потрапить така кількість вологи, яка могла б істотно вплинути на теплопровідність.

В даний час відомі три конструктивних системи з'єднання стекол в склопакетах: заплавлення, запаювання і заклеювання.

Починаючи з 60 -х років склопакети виготовляють майже виключно шляхом склеювання. Тому в даному огляді мова піде лише про "склеєні" склопакети.

Конструкція склопакета

Склопакет складається з двох або більше стекол і дистанційної рамки з осушувачем. Для забезпечення довголітньої надійності склопакетів, вирішальними умовами є вибір і підготовка як вище названих конструкційних матеріалів, так і якісної герметизації склопакета.

Стекла

Для виробництва склопакетів можна використовувати майже всі типи стекол. Вибір стекол залежить від вимог, що пред'являються до конкретного вікна. Дуже важливо також правильно визначити місцеположення і орієнтацію стекол із спеціальними властивостями в склопакеті. Наприклад, у разі використання селективних стекол поверхня з нанесеним покриттям, як правило, знаходиться усередині склопакета.

Сонцезахисні стекла рекомендується встановлювати зовні.

Через виникнення термічних напружень в кожному окремому випадку важливо з'ясувати необхідність гартування сонцезахисних стекол. На товщину сонцезахисних стекол з відображючою поверхнею важливо звертати пильну увагу також з причин естетичного характеру.

В даний час можливий аналітичний розрахунок тієї або іншої конструкції і тому питання про тип встановлюваного склопакета бажано вирішувати спільно з фірмами, які спеціалізуються на виготовленні склопакетів. Дешевий склопакет для нового вікна може виявитися дорогою неприємністю (волога усередині й зовні склопакета, промерзання, ефект протягу навіть при щільно закритих дверях).

Дистанційні рамки

Матеріал для дистанційних рамок застосовують, як правило, алюміній і оцинковану сталь, рідше пластмасу. Дистанційна рамка виконується порожнистою всередині, із спеціальними дифузійними отворами (доречною перфорацією, щілинами). Всередині знаходиться осушувач, функція якого сприяти швидкій абсорбації (вбирання) самих незначних кількостей води в міжскляному просторі. Тим самим запобігає випадання роси усередині склопакетів в холодну пору року. Дифузійні отвори не повинні бути занадто великими, інакше при механічних навантаженнях (при перевезенні склопакетів або експлуатації вікон) частинки осушувача можуть потрапити у видиму зону міжскляного простору. Особлива увага приділяється властивостям тих поверхонь рамок, які утворюють з'єднання з герметиками.

Необхідно також відзначити, що металева дистанційна рамка є хорошим провідником тепла, тобто в конструкції склопакета виникає < місток холоду>. Вирішити цю проблему можуть дистанційні рамки з пластику, розробка, яких активно ведеться останнім часом. Вже кілька років існують системи, в яких необхідний зазор між стеклами створюється термопластом, який наноситься на скло через екструдер. До складу термопласта вже входять необхідні осушувачі. Однак поки ці системи знаходять лише спеціальне застосування.

Осушувачі

Принцип дії осушувачів полягає в наступному: частинки осушувача мають безліч пор. Оскільки діаметр пор більше, ніж діаметр атомів газів або молекул газу, то гази дифундують в ці пори і абсорбуються.

В якості осушувачів добре зарекомендували себе молекулярні сита, силікагель і суміші обох продуктів. Різні за хімічною будовою осушувачі мають також різну абсорбційну спроможність.

Ці відмінності виявляються в залежності від температури, тиску і вмісту вологи в осушуваних газах.

Використовуючи найбільш уживані типи молекулярних сит, можна отримати дуже низькі температури точки роси (здебільшого -60 оС). Використання силікагелю не дає таких низьких значень температури точки роси, в середньому близько -45 оС. Виключаючи деякі особливі області застосування, ці відмінності в температурі точці точки роси не є вирішальними для оцінки якості осушувачів, т.к. завданням осушувачів є перш за все, поглинання вологи, що потрапила в міжскляний простір в ході виробництва склопакетів.

Герметики для склопакетів

Завданнями першорядної важливості, які стоять перед герметиками, zrs вживаються для закладення швів в склопакеті, є по-перше, забезпечення міцності склопакетів і по-друге, перешкоджання проникненню водяної пари в міжскляний простір, що прямим чином впливає на довговічність склопакетів, яка залежить в основному, від ущільнення країв. З точки зору міцності, найважливішими властивостями герметиків є: сила зчеплення зі склом і матеріалом дистанційної рамки, еластичність, міцність і час старіння, ширина і товщина ущільнюючої маси, швидкість дифузії молекул через герметик.

Якісні склопакети виготовляються за принципом подвійної герметизації. Як первинний герметик найчастіше застосовується бутил, який володіє найкращою відносною здатністю чинити опір проникненню водяної пари. Бутилова маса наноситься при температурі трохи більше ста градусів у вигляді тонкої стрічки на обидві сторони дистанційної рамки. Коли скла здавлюють, між стеклами і рамкою залишається бутиловий шов, що розділяє їх, завтовшки в декілька десятих доль міліметра. Хороша дифузійна щільність досягається завдяки тонкості шва і поганої газопроникності маси.

Первинний герметик не може забезпечити необхідну міцність з'єднання кромки, цю задачу повинні вирішувати, продукти, що застосовуються для вторинної герметизації із зовнішнього боку склопакета. Найчастіше - це полісульфід, але також можуть застосовуватися силіконові і поліуретанові маси. Вони крім додання міцності конструкції, надають додаткову дифузійну щільність і дають можливість переміщення, що викликається зміною температур і тисків. Товщина еластичної маси дорівнює декільком міліметрам. Вплив товщини шара маси на величину проникнення водяної пари можна визначити, наприклад, збільшуючи товщину шару з 2 мм до 5 мм, при цьому проникнення водяної пари падає при одних і тих же умовах більше ніж на половину.

Спеціальні інертні гази

Для заповнення міжскляного простору в склопакетах замість повітря часто використовують інертні гази або суміші газів, що істотно покращує тепло- і звукоізолюючі властивості склопакетів. У тому випадку, коли міжскляний простір склопакета заповнюється щільнішим, в порівнянні з повітрям, газом, втрати тепла, що відбуваються за рахунок конвекції і тепловіддачі усередині склопакета, знижуються. Теплопровідність, щільність, динамічна в'язкість і власна теплоємність газів впливають на теплопровідність міжскляного простору.

Найбільш часто для заповнення міжскляного простору застосовуються: аргон (Ar) і криптон (Kr). Це гази, які отримуються відділенням від зрідженого атмосферного повітря. Криптон — це інертний газ, який рідше зустрічається і значно дорожчий в порівнянні з аргоном, але він більшою мірою ніж аргон підвищує теплоізоляційну здатність склопакета.