Старение и долговечность окон со стеклопакетами

Долговечность наполнителя и стабилизатора в оконных рамах рассчитана на 20–40 лет эксплуатации в нормальных условиях. Производитель гарантирует срок службы 5–15 лет. Старение уплотнений происходит под влиянием, в первую очередь, свободных радикалов, образующихся при воздействии УФ-лучей, кислорода и озона.



Старение предотвращается добавлением 0,1–2 % вес. стабилизаторов – окислителей и абсорберов УФ. Долговечность полимеров в оконных рамах и оконных уплотнениях повышается при наличии в них наполнителей. Потенциально разнородное (физически и химически) вредное влияние воды (водяного пара) исключается применением осушающих средств (например силикагеля), что должно сохраняться в течение всего периода эксплуатации окна со стеклопакетами. Старение оконных рам и уплотнений в стеклопакетах происходит также в результате механических деформаций, в частности, в результате температурных изменений в окружении, а также атмосферных загрязнений.

Детали стеклопакета взаимно соответствуют друг другу, если между ними не происходит вредного воздействия. Это может быть миграция пластификаторов, растворение (подтеки) термопластичных компонентов (например PIB). Следует стремиться к тому, чтобы эти взаимодействия происходили настолько медленно, чтобы они не проявились в период эксплуатации и, в частности, в период действия гарантии на изделия. Такие воздействия зависят от поверхности контакта с кромкой уплотнения, вида и концентрации пластификаторов и температуры окружения.

Новые решения

Современные линии непрерывного производства полиуретановых уплотнительных мастик позволяют выпускать около 8 млн литров данного уплотнителя в год. Использование осушителей в форме рамок из пеноматериала, крепящихся с помощью самоклеящихся мастик, позволяет отказаться от металлических рамок и слоя PIB.



Выпускается новое поколение окон и остекления, в которых изоляцией становится вакуум – идеальное тепло-изоляционное средство. Появляются т.н. стеклопакеты VIG (Vacuum Isolating Glasing), основными достоинствами которых являются хорошая теплоизоляционная способность (до 0,4–0,5 Вт/м2·K), малая толщина (10 мм при двух стеклах по 4 мм) и вес, а также отказ от дорогостоящих инертных газов. Коэффициент теплопередачи в межстекольном пространстве (1 мм) тем меньше, чем ниже в нем давление (до 0,01 Вт/м2·K при 10-4 мБар).

Рассматривается способ соединения стекол VIG посредством пайки индием (предпочтительная температура плавления 155 °C) или другими металла- ми (около 400 °C), сплавлением стек- ла (300 °C), склеиванием полимерами. Применение лазера и ультразвука повышает производительность выполнения стеклопакетов.

Соединение стекол при температуре ниже 200 °C позволяет использовать эмиссионные стекла.

Вакуум в VIG-пакетах получается:
- соединением стеклянных полотен в вакуумной камере;
- откачиванием воздуха из межстекольного пространства стеклопакета.

Стеклопакеты VIG запатентованы в США, унифицированной технологии производства стеклопакетов VIG пока нет.



Идею использования стеклопакетов с техническим вакуумом с переменным успехом пытаются реализовать уже почти два десятка лет. Работа над созданием вакуумных стеклопакетов ведется в Японии в рамках международных проектов, но следует отметить, что японские стеклопакеты пока не только ограничены в размерах, но и имеют нерешенные проблемы – штуцер на поверхности стекла для от- качки воздуха при вакуумировании и массивный металлический изоляционный припой по контуру, работающий в пластиковом окне как мостик холода.

Аналогичные изыскания проводятся учеными-исследователями Австралии, США и Европы, где при финансировании Федерального министерства экономики и технологии Германии (BMWi) уже достигнуты впечатляющие результаты в создании вакуумного стеклопакета в рамках проекта ProVIG. Разработанные стеклопакеты менее 10 мм толщиной из двух 4 мм флоат-стекол, одно из которых имеет низкоэмиссионное покрытие, показали коэффициент теплопередачи Ug менее 0,5 Вт/м2·К, причем разделительная решетка в 0,5 мм толщиной практически не ухудшает оптических показателей стеклопакета (светопропускаемость более 80 % в сравнении с 50–65 % в случае 2-камерных стеклопакетов), а негативное влияние тонкой изолирующей рамки на теплозащитные свойства почти полностью нивелировано углубленной посадкой в фальц профильной системы.

Вакуумные стеклопакеты VIG не оборудуются штуцерами на поверхности для откачки воздуха, проходят жесткий контроль герметичности и, по заявлениям исследовательской группы, имеют гарантированную целостность в течение 25 лет эксплуатации. С 2011 г. было налажено производство вакуумных стеклопакетов VIG в размерах до 2,5х1,5 м, что позволит использовать их практически во всех оконных конструкциях жилых и административных зданий.