Наша адреса:

вул. Теплична буд. 1
с.Піщане,
Кременчуцький р-н,
Полтавська обл,
Україна 39701.

ПРАГНЕННЯ ДО ДОСКОНАЛОСТІ

РОЗВИТОК АРХІТЕКТУРНОГО СКЛА. СУЧАСНІ РОЗРОБКИ. НОВІ ПЕРСПЕКТИВНІ ВИДИ СКЛА
«Аврора Бізнес Парк». Москва. Проект ЗАТ «Попов і архітектори». Скло StopSol SuperSilver Clear, Glaverbel (Бельгія)
Офісна будівля Tooley Street, Plot 6. Лондон. Проект: Foster & Partners.Скло Stopray cancelled Quartz 33/22, Glaverbel (Бельгія)

[історична довідка]

■ Історія замовчує точну дату народження скла. Найдавніші на сьогоднішній день скляні вироби, знайдені під час археологічних розкопок в Єгипті, відносяться до IV тисячоліття до н. е. Винайдення матеріалу приписується щасливому збігу обставин, що призвели до спікання в вогні кварцевого піску. Однак історія скляного виробництва змушує засумніватися в незаперечності ролі випадку. У своєму розвитку галузь із завидною постійністю виконувала громадські та науково-технічні замовлення. За тисячоліття скло пройшло тернистий шлях від атрибута вищого світу (прикрашення, дзеркала, вази, віконні пластини) до надбання широких мас, найважливішого матеріалу в різних сферах людської діяльності.

СКЛЯНИЙ, ОЛОВ'ЯНИЙ

Сировиною для виробництва звичайного скла служить головним чином оксид кремнію (71-73%), або, інакше кажучи, звичайний пісок. В якості флюссірующіх (знижуючих температуру плавлення) матеріалів використовується двуоксид натрію, тобто сода (13-16%), і оксид калію (5-10%). Карбонат кальцію надає речовині твердість (якщо не включити цей компонент, то вийде рідке силікатне скло). Оксиди магнію і алюмінію виконують стабілізуючу функцію, підвищуючи міцність скла. Інші добавки забезпечують матеріалу специфічні технологічні, експлуатаційні, фізико-механічні та декоративні властивості.

У давнину скляні вироби виготовлялися методом відливання (лиття) або пресування. На рубежі нової ери (між 27 р. до н.е. і 14 р. н. е.) була винайдена технологія видування скла, яка протрималася без малого 2000 років. За допомогою особливої трубки майстер-склодув видував болванку, яка потім піддавалася подальшій обробці. Віконне скло вироблялося так званим холявним методом. Спочатку видувалась «холява» - колба циліндричної форми довжиною до 3 м, діаметром до 100 см і вагою до 6 пудів (96 кг). Потім у напівфабриката обрізали кінці, порожній циліндр розрізали і розгортали в лист. Розпочата в XIX столітті науково-технічна революція і наступні за нею загальна індустріалізація, небувалі раніше масштаби будівництва, бурхливий розвиток нових галузей промисловості (автомобільної, авіаційної та ін.) вимагали колосальних обсягів високоякісного скла. Очевидно, що виробництво, засноване на напівкустарному видуванні,не могло впоратися з подібним завданням. У 1902 році в Бельгії був запропонований метод безперервного вертикального витягування листового скла. З ванни з розплавленої масою скло протягують в «щілину» між прокатних вальців. При цьому за рахунок високої в'язкості речовини і сил поверхневого натягу утворюється стрічка, яка, застигаючи, стає листовим склом. Метод вертикального витягування дуже скоро отримав широке поширення і застосовується до наших днів (правда, в досить скромних обсягах). Тим часом пошуки більш досконалої технології почалися вже в двадцятих роках минулого століття. Вертикальне витягування не влаштовувало склярів за трьома основними причинами. По-перше, якість «витягнутого» скла безпосередньо залежить від стану вальців, іншими словами, дефекти обладнання відображаються на кінцевому продукті. По-друге, для отримання заданих оптичних характеристик матеріал потребує дорогої поліровці, що опинилася часто недостатньо ефективною. По-третє, продуктивність обладнання вертикального витягування досить обмежена, що не дозволяє збільшувати виробничі потужності і, як наслідок,знижувати собівартість продукції. Щоб отримати ідеально рівне скляне полотно, потрібно було витягнути стрічку на поверхню рідини. Забавно, що рішення цього завдання виявилося містичним чином зашифровано в російському граматичному правилі, об'єднав в одному виключенні три слова з нестандартними суфіксами: скляний, олов'яний, дерев'яний. З деревом розібралися ще середньовічні майстри, які замінили соду поташем (деревною золою), покінчивши тим самим з імпортом соди з країн сходу і поліпшивши деякі властивості скляних виробів (колір, тугоплавкость).

[коментар фахівця]

■ Один із перспективних напрямів розвитку скляної промисловості - створення багатофункціональних стекол. Наприклад, концерн Glaverbel багато років випускає продукт Sunergy c «твердим» напиленням, що поєднує в собі солярний контроль з підвищеними енергозберігаючими характеристиками. До того ж цей продукт відрізняється низьким відзеркаленням і нейтральністю, що відповідає вимогам сучасної архітектури. Однак для досягнення високих показників з енергозбереження фахівці групи Glaverbel рекомендують застосування скла Sunergy в складі однокамерних склопакетів разом з внутрішнім низькоемісійним склом марки Planibel Top N, володіючим «м'яким» магнетронним напиленням. При такій композиції склопакета плюс дистанційній рамці шириною не менше 15 мм опір теплопередачі (Ro) віконного скління досягає 0,62 кв.мЗ С/Вт, а при заповненні склопакета аргоном - 0,68 кв.м С/Вт.

Разом з тим ми пропонуємо багатофункціональні високоселективні скла марки Stopray з «м'яким» магнетронним покриттям. Пропускають більшу частину видимого сонячного спектра, вони відсікають довгохвильове тепловевипромінювання. Таким чином, виключається перегрів приміщень і, як наслідок, скорочуються витрати на вентиляцію і кондиціонування. У той же час Stopray - повноцінний енергозберігаючий продукт. Склопакети з такими стеклами мають високі теплотехнічні показники, зокрема опір теплопередачі 0,62 кв. м С/Вт. Додам, що лінія Stopray включає цілий ряд стекол різних кольорів. Крім того, такі скла входять всклад багатошарових комплексів (триплекса і інших), які забезпечують високий рівень безпеки світлопрозорих конструкцій.

Подача шихти в піч
Комп'ютерний контроль технологічного процесу
ЕКОНОМІЧНИЙ ЕФЕКТ ПАКЕТНОГО СКЛІННЯ З ВИКОРИСТАННЯМ ЕНЕРГОЗБЕРІГАЮЧИХ СТЕКОЛ
Тип
скління
Орієнтація Втрати енергії,
Вт/ч/кв. м
Втрати за
опалювальний сезон,
кВт/кв. м
Термін
окупності
Мінімальний<
термін служби склопакета
Економічний ефект застосування,
руб. / кв. м (при середній вартості електроенергії 1,9 руб. за 1 кВт / год)
Стандартне південь 3,37 170 20
Стандартне північ 5,79 290 20
Стандартне захід/схід 4,87 245 20
Склопакет
4м-4к
південь 1,11 5,6 4 20 310
Склопакет
4м-4к
північ 3,22 16,2 4,1 20 550
Склопакет
4м-4к
захід/схід 2,26 11,4 4 20 465
Склопакет
4м-4і
південь 0,76 3,8 5,5 20 330
Склопакет
4м-4і
північ 2,76 13,9 4,1 20 560
Склопакет
4м-4і
захід/схід 2,12 10,7 4,6 20 470
Технологічна лінія з виробництва скла флоат-методом. Завод Glaverbel-Klin

Олово заявило про себе в новій прогресивній технології виробництва скла. У 1959 році фахівцям компанії Pilkington Brothers Ltd.(Великобританія) вдалося створити ванну, наповнену розплавом цього металу. Ємність з олов'яної «рідиною» була оточена спеціальною атмосферою, оскільки розплавлене олово швидко окислюється на повітрі. Спорудження вийшло громіздким і вельми небезпечним. Однак мета була досягнута. Стрічка формувалася на поверхні оптимальної рідини, що дозволило виробляти високоякісне скло з светопропусканням більше 90%. У патенті інноваційна продукція отримала назву «флоат» («плаваючого») скла. Справедливості заради відзначимо, що другий незалежний патент на виробництво скла з застосуванням розплаву олова отримали радянські склярі. Причому англійці беззастережно визнали патентну чистоту нашого методу.

Сьогодні основні обсяги листового скла виробляються по «флоат»-технології. Потужні установки здатні видавати 1000-1200 тонн продукції на добу (для порівняння: печі вертикального витягування - не більше 400 тонн). Собівартість «плаваючою» продукції істотно нижче, ніж у матеріалу, отриманого вертикальним витягуванням.

«Флоат»-скло - Optifloat ™ (Pilkington), Planibel Clear (Glaverbel) - використовується не тільки в архітектурних цілях, але і служить в якості основи для виробництва скловиробів зі спеціальними властивостями: сонцезахисних, енергозберігаючих, ударопрочних, самоочисних, пожежобезпечних, з регульованою прозорістю.

Будівля Neven Dumont, Кельн. Проект: HPP (Hentrich Petschnigg und Partner). Скло SGG Securipoint, Saint-Gobain (Франція)
Будівля Landenbank Baden-Wurtemberg, Штутгарт. Проект: Wohr Mieslienger Architekten. Скло SGG Cool - Lite Skn 172, SGG Diamant, Saint-Gobain (Франція)
Зміна коефіцієнта теплопередачі
ПОРІВНЯЛЬНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОДНОКАМЕРНИХ СКЛОПАКЕТІВ
Вид скла Виробник Формула
скло-пакета
Марка
енергозберігаючого
скла
Світлові
характеристики
Енергетичні характеристики
Пропус-кання,% Відобра-ження,
%
Погли-нання,
%
Відображення тепла,% Загальне пропус-кання,% Коефіцієнт
теплопередачі,
U (Вт / кв. м К)
повітря аргон
Тоноване і float-скло Pilkington 6- 16-6 Arctic Blue ™ (внутрішнє
скло Optifloat ™)
48 8 63 6 40 2,7 2,7
Тоноване і низькоемісійне (low-Е) Pilkington 6- 16-6 Arctic Blue ™ (внутрішнє
скло Optifloat ™)
47 7 67 7 67 1,4 1,2
Тоноване і низькоемісійне (K) Pilkington 6- 16-6 Arctic Blue ™ (внутрішнє
скло K-class)
44 7 66 9 36 1,7 1,5
Сонцезахисне і float-скло Glaverbel 6- 15-6 Stopsol Classic Clear 33 35 34 39 27 1,4 1,1
Сонцезахисне і float-скло Guardian 6- 16-4 Sun-Gard Solar Extra Clear 59 19 39 21 40 1,4 1,2
Низькоемісійне float-скло Glaverbel 6- 15-6 Planibel Top N low-E 33 35 34 39 27 1,4 1,1
Низькоемісійне float-скло Guardian Guardian low-E 1,4D 72 12 32 29 40 1,4 1,1
Багатофункціональне (K) і float-скло Glaverbel 6- 15-16 Sunergy Clear 61 16 43 12 45 2 1,8
Багатофункціональне (E-low) і float-скло Guardian 6- 12-6 Stopray 61 18 46 20 34 1,4 1,2
Сонцевідбиваюче і низькоемісійне 6- 16-6 Antelio и Planitherm Futur N 59 33 14 34 39 1,6 1,1
Рефлективне і float-скло Saint-Gobain 6- 15-6 Cool-Lite ST 44 19 46 20 28 1,4 1,1
Рефлективне і низькоемісійне Saint-Gobain 6- 15-6 Reflectasol и Planitherm Futur N 28 46 27 42 23 1,7 1,1
Багатофункціональне і float-скло Saint-Gobain 4- 16-4 Planistar 71 12 27 32 39 1,4 1,1
Низькоемісійне і сонцевідбиваюче Guardian 6- 16-4 Sun-Guard High Performance Clear и Climaguard N 59 14 41 19 40 1,4 1,1
Фрагмент інтер'єру. Будівля Post Tower. Бонн. Проект: Murphy /Jahn, Werner Sobek Ingeneure. Скло Optiwhite, Pilkington Glass (Великобританія)

[інформаційна довідка]

■ Закон Планка говорить, що будь-яка матерія випускає випромінювання. Для температурного діапазону 20-100 ° С область довжини хвилі випромінювання, що випускається еталонним (так званим чорним) тілом, варіюється в межах 5-50 мкм. Сонячний спектр займає ділянку від 0,15 до 2,5 мкм, при цьому його видима частина знаходиться в межах 0,38-0,78 мкм. Іншими словами, щоб одночасно насолоджуватися прохолодою і денним світлом, необхідно відсікти діапазон 0,78-2,5 мкм.

Таким чином, сонячне тепло не «перетинається» з побутовим (ділянка випромінювання від 5 до 50 мкм). Ось чому для відображення теплової енергії зсередини і зовні використовуються різні за своїм хімічним складом металізовані покриття. Правда, створення «чистих» фільтрів (тобто покриттів, відтинають строго певну ділянку спектра) - справа дорога і технологічно досить складне. Як правило, спеціалізовані напилення частково перекривають сусідні ділянки спектра. Таким чином, сонцезахисні скла мають невеликий низькоемісійний ефект, і навпаки, теплозберігаючі вироби здатні злегка відображати сонячне випромінювання.

ExtraClear Plus. Звичайне і просвітлене скло, Guardian (США)
ПРОЗОРА «СТІНА»

Як відомо, вікна представляють собою своєрідні проломи в тепловому контурі будівлі. І справа не тільки в низькому опорі теплопередачі скляного заповнення віконних прорізів. В ході наукових досліджень доведено, що основний обсяг тепловтрат відбувається за рахунок радіаційної (випромінювальної) складової теплової енергії, спрямованої в зовнішнє середовище. Отже, щоб скоротити витік тепла, необхідно забезпечити відображення інфрачервоного випромінювання всередину будівлі.

У 1960-х роках проводилися активні експериментальні роботи в області металізації поверхні скла. енергетична криза 1970-х прискорив цей процес. Внаслідок було налагоджено промислове виробництво низькоемісійного теплозберегаючого скла з «твердим» К-покриттям. Пізніше з'явилися скловироби з «м'яким»І (I)-напиленням.

К-скло виробляється піролітичним методом. Стрічка на виході з печі плавлення атакується молекулами оксидів металів. Внаслідок на склі утворюється металізована плівка. Оскільки процес відбувається безпосередньо на лінії, «тверді» покриття ще називають on-line-напиленням.

К-скла добре протистоять механічному впливу, не схильні до окислення при контакті з навколишнім середовищем (можна використовувати у разі одинарного скління), відмінно переносять високі температури, що дозволяє зміцнювати таку продукцію методом термічного загартовування. Однак енергозберігаючі характеристики стекол з «твердим» напиленням, на жаль, «не дотягують» до сучасних теплотехнічних вимог

В наші дні все більшої популярності набуває інноваційне скло з І-покриттям. Низькоемісійну плівку наносять методом магнетронного напилення в режимі off-line. Готові листи поміщають в спеціальне обладнання - магнетрон, де в умовах глибокого вакууму на скляну поверхню напилюють кілька шарів рідкоземельних металів. «М'яке» покриття дуже чутливе до різних впливів. Скло з таким напиленням можна використовувати тільки в складі склопакета, причому оброблена сторона повинна бути звернена всередину вироба. «Ранимий» характер «м'якого» напилення не перешкоджає участі стекол з таким покриттям в безпечних багатошарових комплексах (триплексах і т.д.). До речі, в останні роки з'явилася загартована продукція з І-покриттям. Загартування стекол здійснюється в високотехнологічних печах, що мають спеціальні опції.

Разом з тим енергозберігаючі властивості І-стекол вище всіх похвал. Досить сказати, що опір теплопередачі однокамерних склопакетів, укомплектованих листами з «м'яким» напиленням, становить 0,62 кв. м С / Вт (при заповненні межстекольного простору інертними газами - 0,68- 0,7 кв. м С / Вт). Для порівняння: згідно з московськими територіальними нормами, даний показник (для вікон і балконних дверей) повинен бути не менше 0,55 кв. м С / Вт.Таким чином, застосування низькоемісійних стекол дозволяє скоротити втрати тепла за рахунок випромінювання в п'ять разів, а загальні тепловтрати - в два-три рази.

Справедливості заради відзначимо, що задача ефективного теплозбереження не вирішується тільки за рахунок термічних достоїнств скляного заповнення. Поліпшити теплотехніку вікна або іншого світлопрозорого елемента дозволяють прогресивні технології та сучасні матеріали, що забезпечують конструкції такі якості, як герметичність і геометрична стабільність, а також тривалий термін безремонтної служби. В наші дні при необхідності створюються віконні системи, опір теплопередачі яких перевищує 2,0 кв. м С / Вт, тобто по теплотехнічних характеристиках близькі до стінової огороджувальної конструкції (для московського регіону приведений опір теплопередачі зовнішньої стіни повинен бути не менше 3,0-3,2 кв. м С / Вт).

Будівля College Saint-Servais. Льєж. Проект: Bureau Arteau. Скло Stratobel-Design-Color, Glaverbel (Бельгія)

[коментар фахівця]

Андрій Стольний, глава російського представництва компанії Guardian Glass S. A

■ Ідея мультифункціональних стекол полягає в тому, щоб в одному продукті об'єднати дві характеристики: теплоізоляційну і сонцезахисну. Магнетронна технологія дає таку можливість. Наша компанія в 1996 році розробила технологію Silacoat®, що дозволяє послідовно наносити різні шари на біле прозоре скло. Таким чином вдається вирішити одночасно кілька задач і створити дійсно багатофункціональні скла. Лінійка продуктів Sun-Guard® Solar і High Performance включає 14 видів Solar і 10 видів HP стекол в сірих, сіро-блакитних, синіх і зелених тонах товщиною 3-15 мм. Суть технології полягає в чергуванні функціональних і захисних шарів. Верхній і нижній шари з оксидів і нітридів впливають на дзеркальність, світлопропускання і колір. Основний функціональний шар з різних металів (срібло, хром) забезпечує відображення короткохвильового і довгохвильового теплового випромінювання. Для захисту функціональних шарів від механічних і хімічних ушкоджень, а також відображення і поглинання короткохвильового теплового випромінювання між цими шарами робиться захисне напилення. Захисний шар з нітриду кремнію дозволяє піддавати багатофункціональні скла Guardian загартовуванню за стандартною технологією: з нагріванням до 600 ° C і швидким охолодженням. До останнього часу ця можливість була прерогативою компанії Guardian. Наше скло з магнетронним напиленням забезпечує більш високу світлопропускання (до 67%) й набагато нижче пропускання тепла від сонця (сонячний фактор менш 41%). За таким склом комфортніше перебувати, тому що воно більш прозоре, більш світле, але при цьому захищає приміщення від перегріву влітку. І найголовніше - покриття нанесені на полупросвітлене скло. Що гарантує природність освітлення.

Обсяги виробництва скла на світовому ринку
ПОГЛИНАТИ АБО ВІДОБРАЖАТИ

Рішення завдання теплозбереження загострило іншу проблему - перегрів внутрішнього простору будівель в сонячну погоду. Зовнішнє тепло, проникнувши в будівлю, не може повернутися назад: шлях йому перегороджує нізкоемісійне покриття. Це призводить до виникнення парникового ефекту і підвищення температури в приміщеннях до 60-80 ° С.

Послабити вплив сонця можна за допомогою поглинання або відбиття. У першому випадку застосовуються спеціальні види пофарбованих у масі стекол: Arctic Blue ™ (Pilkington), Planibel Coloured (Glaverbel), Parsol (Saint-Gobain Glass). Тонування досягається за рахунок додавання в розплав оксидів металів. При цьому кінцевий продукт набуває не тільки колір (насичений блакитний, сірий, зелений, бронзовий, рожевий), але й особливі енергетичні та оптичні якості. Забарвлене в масі скління частково поглинає радіаційне тепло, знижуючи тим самим інтенсивність впливу сонячного випромінювання. Залежно від товщини листа і кольору тоноване скло поглинає від 23 до 51% теплової енергії. На теплопоглинальному склі майже не утворюється відблисків, що благотворно позначається на візуальної екології міської середовища. Тонована продукція (Arctic Blue ™) також характеризується низьким рівнем пропускання ультрафіолетового випромінювання.

Додамо, що ефект поглинання тепла використовується в сонячних колекторах, виготовлених на базі спеціальних стекол. такі вироби є продуктом нанотехнологій. На поверхню скла наноситься найтонша плівка кремнієвих наночасток, яка в поєднанні з кремнієвої основою (тобто зі склом) утворює нанокремніевий фотоелектричний елемент. Завдяки останньому поглинаєме сонячне випромінювання перетворюється в електрику. Тоноване скління далеко не завжди влаштовує архітекторів і дизайнерів. У сучасній архітектурі сильні тенденції, орієнтовані на стирання кордонів між внутрішнім простором і навколишнім середовищем.

Дитячий садок. Манлия (Manlleu). Іспанія. Проект: RCR arquitectes. Скло Stratobel-DesignRainbow, Glaverbel (Бельгія)

Для досягнення візуальної інтеграції інтер'єрів і зовнішнього світу використовуються нейтральні скла зі світловідбиваючим напиленням або абсолютно безбарвні стекла, що володіють підвищеним коефіцієнтом світлопропускання: Pilkington Optiwhite ™, Eurowhite (Euroglas,Німеччина) - зі зниженим вмістом оксиду заліза, який надає нейтральному склу легкий зеленуватий відтінок.

Слід згадати і про рефлективне скло: Reflectasol, Cool-Lite (Saint-Gobain) та інші. На їх поверхню нанесено особливий дзеркальний шар, що не тільки чудово відображає сонячне випромінювання, але і володіє вражаючим візуальним ефектом. При цьому забезпечується одностороннє спостереження, тобто зсередини немає обмеження видимості, а зовні скло практично непроникне для погляду перехожих. Таке скло захищає внутрішнє життя будівлі від стороннього ока в умовах тісної міської забудови.

Все більшої актуальності набувають противідблискуючі скла, тобто продукція, повністю позбавлена відбиваючого ефекту. До недавнього часу такі вироби були затребувані лише в музейній справі, в художніх салонах і галереях. Однак в наші дні гостро постало питання візуальної екології міської середовища, а також забезпечення транспортної безпеки. З'ясувалося, що дзеркальні фасади чинять негативний вплив на фізіологію людини. Крім того, відображення світла фар може засліпити водія, особливо якщо потужний світловий потік виникає раптово, з-за рогу. Щоб виключити виникнення аварій, Державна інспекція щодо забезпечення безпеки дорожнього руху наказує використовувати для скління перших поверхів скла з низьким рівнем відображення (не більше 8%).

БЕЗ ЗАГРОЗИ ДЛЯ ЗДОРОВ'Я

Скло вважається чи не еталоном крихкості. При руйнуванні скляного полотна утворюються великі і дуже небезпечні осколки. Високою крихкістю скло зобов'язане своєму самому твердому компоненту - оксиду кремнію, який не здатний сприймати пластичну деформацію вигину. Спроби підвищити ударну міцність скляних виробів робилися з давніх-давен. Так, методом спроб і помилок було виявлено, що деякого зміцнення скла можна досягти завдяки введенню до складу шихти спеціальних компонентів, зокрема оксиду магнію.

Вежа Torre Gas Naturel. Барселона. Скло StopSol Classic Clear і StopSol SuperSilver Grey, Glaverbel (Бельгія)

[коментар фахівця]

В'ячеслав Коломієць, генеральний директор компанії TGE

■ Філософська ідея зміни характеристик засклення залежно від стану навколишнього середовища стара, як скляний світ. В наші дні випускається безліч спеціальних стекол: тоновані, сонцевідбиваюче, низькоемісійне і так далі. Однак всі вони мають заданими при виробництві абсолютно статичними властивостями. Тим часом умови всередині і зовні будівлі постійно змінюються. Скажімо, природне освітлення залежить від часу доби, сезону, погоди. Мешканцям заскленого простору весь час потрібна приватна і комфортна атмосфера.

Наша компанія пропонує електрохромне скло, прозорість якого можна регулювати одним натисканням кнопки переносного пульта. Під дією електричного струму (напруга 2 В) активний полімерний прошарок триплексу набуває насиченого забарвлення. При відключенні електрики полімерна композиція повертається у вихідний прозорий стан. Наша технологія дозволяє виробляти електрохромне скло різного кольору (синє, бронзове, сіре).

Продукт офіційно визнаний в Росії і в світі (має російський і міжнародний патенти). Технологія повністю підготовлена для впровадження в промислове виробництво. На нашому дослідному підприємстві поки випускається декілька сотень квадратних метрів скла на місяць (різних відтінків синього кольору). Питання подальшого нарощування обсягів знаходиться на стадії опрацювання.

Електрохромне скло TGE в неактивному стані

На початку минулого століття склярі взяли на озброєння металургійний досвід. Був розроблений метод термічного попереднього напруження (аналог загартування металу), який використовується і в наші дні. Для підвищення міцності скло поміщають в піч, нагрівають до температури близько 600 ° С і потім швидко охолоджують. В результаті внутрішні розтягнуті шари скляного полотна виявляються ув'язненими в стислій зовнішньої оболонці. Пізніше з'ясувалося, що такого ж ефекту можна досягти і хімічним способом. Верхні шари скла піддаються стисненню за рахунок іонного обміну. В процесі загартовування (термічного або хімічного) оптичні та інші показники скляних виробів залишаються в нормі.

Термічна і ударна міцність загартованого скла відповідно в три і шість разів вище, ніж у звичайного скла. При руйнуванні зміцнені листи розсипаються на дрібні і цілком нешкідливі шматочки.

Підкреслимо, що тоновані стекла, характеризуються високим коефіцієнтом поглинання сонячного світла (більш 25%), потребують зміцнення за допомогою гарту. В процесі експлуатації забарвлене скління піддається нерівномірному нагріванню, що призводить до виникнення значних внутрішніх напружень і, як наслідок, руйнування скла.

Активний стан. Villa Bakke, м САНДВІК, Норвегія. проект: MMW Arkitekter. Скло SGG Priva-Lite, Saint-Gobain (Франція)
Будівля Post Tower. Бонн. Проект: Murphy / Jahn, Werner Sobek Ingeneure. Скло Optiwhite, Pilkington Glass (Великобританія)
Неактивний стан
Принцип функціонування. Скло TGE
Електрохромне скло TGE в активному стані

Разом з тим загартованому склу притаманний один істотний недолік - табу на механічну обробку. Його не можна різати, свердлити, шліфувати (ці операції слід виробляти до гарту скла). Ще один мінус - спонтанне саморуйнування, яке відбувається з вини залишкових напружень.

Важливо, щоб розбите скло не розліталося на всі боки, а утримувалося якоїсь стабільної основою. З цим завданням добре справляються скло, зміцнене сталевою сіткою. До того ж така продукція має підвищену вогнестійкість. Однак застосування армованих стекол обмежено насамперед через низькі оптичні властивості.

У 1910 році був винайдений спосіб виробництва багатошарового високоміцного скла, яке навіть назвали куленепробивним. Продукт був композитним матеріалом, в якому між стеклами (двома і більше) містилася целулоїдна плівка. Подібне скло отримало широке застосування в авіаційній та автомобільній промисловості, особливо в їх військових галузях

Метод отримав подальший розвиток. У компанії Pilkington була розроблена технологія виробництва безпечного тришарового скла (триплекс). Скло в таких виробах з'єднується за допомогою полівінілбутиральной плівки. Зібраний комплекс піддають автоклавній обробці при температурі 140-160 ° С і тиску 12 атм. Листкова структура не тільки надає триплексу високу ударостійкість, але і забезпечує безосколковий характер руйнування. При сильному ударі дрібні осколки не розлітаються, а утримуються плівкою. Багатошарове скло виробляється також методом заливки, при якому зазор між стеклами заповнюється спеціальною полімерною смолою. Під дією ультрафіолетового випромінювання смола твердіє і міцно скріплює скло. Така технологія не вимагає попередньої підготовки листів. В склад полімерної суміші можна вводити пігменти, що дозволяє отримувати тоновані вироби. Правда, заливний триплекс більш схильний дорозшарування і, отже, менш довговічний, ніж його плівковий «побратим».

Станція метрополітену.Ден Хаг (Den Haag), Нідерланди.Скло Pyrobel-Pyrobelite-EI 30/16, Glaverbel (Бельгія)
Випробування, проведене компанією «Планета Ал».
Профіль Schueco. Скло Pyrobel-Pyrobelite-EI 30, Glaverbel

[коментар фахівця]

Віктор Франк, керівник відділу продажів вогнестійких стекол компанії Pilkington

■ Вогнестійкість - здатність вироба, конструкції або елемента споруди перешкоджати поширенню вогню, забезпечуючи при пожежі безпеку шляхів евакуації. Вогнестійкість розділової конструкції як комплексної системи, що складається зі скла і профільних елементів, забезпечується відповідністю цих елементів, а також способів кріплення скла і конструкції в цілому.

Існує два типи розділових конструкцій: Е і EI (W). Від скляних конструкцій класу E потрібна герметичність по відношенню до полум'я і гарячих газів протягом певного часу. Для класу Е не встановлені обмеження зростання температури поверхні скла на протилежній по відношенню до вогню стороні. Скло пропускає теплове випромінювання (жар). Тому при використанні конструкції класу Е необхідно звертати увагу на те, щоб евакуаційні проходи і легкозаймисті матеріали перебували на достатній відстані від скла. Від розділових скляних конструкцій класу EI потрібна герметичність (E) по відношенню до полум'я і гарячих газів, а також здатність в значній мірі перешкоджати (I) проходженню теплового випромінювання, що утворюється під час пожежі, на протилежну по відношенню до вогню сторону протягом встановленого часу. Максимальний дозволений підйом температури не може перевищувати 3,5 кВт / кв. м. Вогнестійке скло класу ЕI запобігає нагріву і викликаного їм займання матеріалів, що знаходяться в безпосередній близькості до скла, і гарантують людям безпеку поблизу скла при виході з будівлі. Найбільш типовими місцями, де застосовуються скла класу ЕI, служать скління сходів евакуаційних проходів.

ПОРІВНЯЛЬНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ РІЗНИХ ВИДІВ СКЛА
Вид скла Вироб-
ник
Товщина
виробу,
мм
Марка Світлові
характеристики
Енергетичні характеристики Вартість,
руб./кв. м
Пропускання,
%
Відображення,
%
Поглинання,
%
Відображення
тепла,
%
Загальне пропускання
(сумарна теплопередача), %
Коефіцієнт теплопередачі,
К (Вт/кв. м к)
Стандартне Glaverbel 6 Planibel Clear 90 8 11 7 82 5,8 400
Pilkington 6 Optifloat 90 8 14 7 82 5,7 440
Guardian 6 Design Glass 90 8 12 7 82 5,7 немає даних
Saint-Gobain 6 Diamant 90 8 14 7 79 5,7 немає даних
Безбликове Glas Trosch 6 Luxar 97 0,5 12 7 82 5,7 немає даних
Тоноване Glaverbel 6 Planibel Coloured, бронза 50 5 45 7 61 5,7 285
Pilkington 6 Arctic Blue 56 6 58 5 52 5,7 430
Saint-Gobain 6 Parsol 47 32 23 26 51 5,7 360
Сонце-
відбиваюче
Glaverbel 6 Stopsol Classic Clear 38 61 33 21 46 5,7 430
Guardian 6 Sun-Guard 67 Clear 67 16 26 12 69 5,7 360
Saint-Gobain 6 Antelio 47 32 23 26 51 5,7 540
Низько-
емісійне
Glaverbel 6 Planibel Top N 78 12 26 30 65 4,2 425
Pilkington 6 K-Glass 89 8 21 10 69 5,7 645
Pilkington 6 Optiterm 79 11 25 23 63 4,1 немає даних
Guardian 6 Guardian Low-E 1,4D 72 12 32 29 40 5,2 немає даних
Багатофункціональне Glaverbel 6 Sunergy Clear 68 18 37 9 54 4,2 немає даних
Glaverbel 6 Stopray 67 29 34 30 31 4,2 немає даних
Pilkington 6 Suncool HP Brilliant 66 14 38 31 36 4,1 немає даних
Saint-Gobain 6 Cool-Lite KN 50 16 33 24 38 4,4 немає даних
Guardian 6 Sun-Guard High Performance Clear 63 16 60 19 20 4,2 немає даних
Будівля міського суду. Антверпен. Проект: Richard Rogers Partnership. Скло Pyrobel-Pyrobelite-EI 60/21, Glaverbel (Бельгія)

В триплекс об'єднують міцні (загартовані і хімічно зміцнені методом травлення), нізкоемісійні, художні (рельєфні, візерункові) та інші скла. Крім того, на ринку представлені ламіновані вироби, до складу яких входить особлива акустична плівка: Pilkington Optilam ™Phon, Stratophone (Glaverbel), SGG StadipSilence® (Saint-Gobain). Завдяки високій звукоізоляційні здатності такі скла відмінно захищають будівлю від низькочастотного вуличного шуму. До того ж на відміну від монолітного скла великої товщини (або поєднання скла різної товщини), традиційно використовуваного в звукоізоляційних цілях, акустична ламінована продукція не має критичної частоти (тобто частоти, при якій різко знижується рівень звукоізоляції). Крім триплексів виробляють і комплекси з п'яти (Пентаплекс) і більш (полиплекс) шарів. Останні мають виняткову міцністю. Досить сказати, що матеріал товщиною 6 см є куленепробивним і здатний відобразити постріл в упор з бойової гвинтівки. У багатошарову композицію включають навіть високоміцний полікарбонат.

Особлива тема - безпечний склопакет. Довгі роки в таких виробах із зовнішнього боку встановлювалося загартоване скло, а з внутрішньої - триплекс. Поява загартованих продуктів з селективним покриттям змінило ситуацію. Фахівці компанії Glaverbel запропонували «перевернути» склопакет. Очевидно, що триплекс більш доречний зовні. По-перше, багатошарове скло не обсипається при руйнуванні, що особливо важливо для висотних будівель. Осколки загартованого скла при падінні з висоти становлять реальну небезпеку для перехожих. По-друге, високоякісний триплекс не має оптичних спотворень, властивих загартованому склу (кутовий зсув вторинного зображення, виникає в силу напруги поверхневих шарів). Тим часом самі незначні дефекти (до 1%) скловиробів можуть порушити візуальну площинність прозорих або дзеркальних фасадів.

ВОГНЕБОРЧА МІСІЯ

Термічна стійкість - не найсильніша властивість листового скла. При різкому підвищенні температури матеріал покривається тріщинами, каламутніє, оплавляється і, нарешті, повністю руйнується. Словом, при забезпеченн іпожежної безпеки будівель на «допомогу» скління розраховувати не доводиться. Тим часом сучасна архітектура вкрай потребує скла, здатного виконувати вогнезахисну функцію. Вогнестійкі скляні системи життєво необхідні будівлям з великою площею скління, а також будівлям, що експлуатується в умовах щільної забудови.

Пожежостійкі скла останнього покоління Pyrobel (Glaverbel), Pilkington Pyrodur ™, Pilkington Pyrostop ™, Fireswiss (Euroglas) мають багатошарову структуру. Зазори між склом заповнені особливим гелевим складом. При критичному підвищенні температури проміжні шари розширюються і переходять в твердий і пористий стан. В результаті елемент скління перетворюється в жорстку непрозору вогнезахисну конструкцію.

ТЕХНОЛОГІЯ ЧИСТОТИ

Жалюгідний стан міської атмосфери, насиченої вихлопними газами і кіптявою, негативно позначається на стані світлопрозорих фасадів. Скляна поверхня швидко покривається шаром «жирного» бруду, що важко змивається. В результаті будівля набуває неохайного і відштовхуючого вигляду. Між тим відмити хмарочос - справа непроста й недешева ($ 1,5-3 / кв. м і більше в залежності від висоти будівлі). До того ж робота на висоті небезпечна, трудомістка і, по суті, є малоефективною. Через деякий час «вмиті» фасади втрачають знайдену чистоту. Не так давно компанія Pilkington випустила на ринок унікальний матеріал - самоочисне скло Pilkington Activ ™. Ефект самоочищення досягається за рахунок спеціального піролітичного покриття подвійної дії (в основі хімічного складу - діоксид кремнію). По-перше, активна плівка (товщиною всього 15 нанометрів) виступає вролі каталізатора реакції розкладання «органічної» бруду під впливом ультрафіолетового випромінювання. По-друге, покриття надає поверхні скла гідрофільні властивості. Продукти розпаду, а також неорганічні забруднення (дорожній пил і т.д.) легко змиваються дощовою водою. Після висихання на склі не залишається розводів, патьоків і плям.

Pilkington Activ ™ працює в денний час при будь-якій погоді. Гідрофільні якості задіяні цілодобово. У посушливий період самоочисне скло можна мити традиційним способом за допомогою теплої мильної води і м'якої тканини. Матеріал відмінно співіснує з іншими скловиробами, наприклад нізкоемісійним, світловідбиваючим і іншим склом (в складі триплекса, склопакета). Активне піролітичне покриття зберігає свій дивовижний «талант» протягом терміну служби скла, тобто, по суті, необмежений період часу.

Шумозахисний бар'єр на високошвидкісному шосе. Франція. Скло Planibel Linea Azzura, Glaverbel (Бельгія)
Міжнародний Будинок музики. Москва. Проект: «Товариство театральних архітекторів ». Скло Guardian, Saint-Gobain, Glaverbel

[коментар фахівця]

Олександр Чесноков, керівник відділу випробувань і сертифікації НДІ скла

■ Сьогодні замовникам і проектувальникам для реалізації їх творчих задумів надається багатий вибір скла, що розрізняється як за кольором, так і за функціональним призначенням і технічними характеристиками. За останні роки через випробувальний центр «Скло» нашого інституту пройшло більше 700 видів скла. Кількість його поєднань в реальному склінні просто безмежно. Однак впровадження інноваційного скла і його поєднань в будівлях вимагає зваженого і професійного підходу. Необхідно переконатися, що новий продукт здатний працювати в місцевих кліматичних умовах і зможе адаптуватися до специфічних експлуатаційних вимог. Щоб вже сьогодні використовувати в будівельній практиці останні досягнення вітчизняних і зарубіжних виробників, потрібно мати науково обгрунтовані методики випробувань скла. Більш того, потрібна розробка строгих технічних регламентів, що дозволяють комплексно (на підставі діючих законів, законодавчих і нормативних актів) регулювати якість скляної продукції і правила її застосування в будівництві. Такі документи повинні враховувати кліматичні умови та інші особливості нашої країни, традиції споживання, можливості і запити замовників і багато іншого.

Хотілося б особливо підкреслити, що замовники спеціальних видів скління повинні чітко уявляти собі ,які властивості їм реально потрібні. Найчастіше вони вимагають виготовити продукцію з взаємовиключними характеристиками. У кожному конкретному випадку необхідно знаходити розумний баланс між специфічними побажаннями і нормативними вимогами по світлопропусканню, теплотехніки, безпеки, міцності, довговічності (кліматичної стійкості), вогнестійкості і т.д.

Сказане зовсім не означає, що у виробництві виробів зі скла є непереборні обмеження. Виконання унікальних замовлень - найпотужніший імпульс для розвитку галузі. Однак слід пам'ятати про фінансові витрати на подібні розробки. Наведу такий приклад. Замовлення на створення композиції скляних підлог для оглядового майданчика Останкінської вежі, який виконував наш інститут, супроводжувався важким томом технічних вимог (30 сторінок). Всі вони були повністю задоволені. Однак повна вартість кінцевого продуктусклала більше $ 5000 за 1 кв. м.

«ПРИРУЧЕНА» ПРОЗОРІСТЬ

Думка про створення скла з регульованою прозорістю давно займає думки склярів. Дослідження в цій області засновані на двох природні явищах: фотохромізмі (зміна кольору під дією сонячного випромінювання) і електрохромізмі (зміна кольору під дією електричного струму). Втім, фотохромне скло регульованим можна назвати лише умовно, оскільки його поведінкою «керує» небесне світило.

Автоматичне або напівавтоматичне регулювання прозорості забезпечують електрохромні матеріали, які за своєю природою бувають як органічними, так і неорганічними. Більшість зарубіжних дослідників віддають перевагу «неорганіці» (з'єднання на основі вольфраму). Досягнення поки більш ніж скромні (враховуючи масштаби інвестицій). Найкращі результати отримані в США. Однак американське регульоване скло коштує дорого ($ 2500-3000 / кв. м) і випускається в невеликих обсягах тільки для національного ринку

Концерн Saint-Gobain (Франція) випускає композитний продукт, в якому функцію електрохромного включення виконують рідкі кристали. Під дією електричного струму вони починають рухатися, що призводить до тонування скла. У рідкокристалічного регулювання є два великих недоліки. По-перше, таке скло обмежене в застосуванні - його можна використовувати тільки всередин ібудівель (наприклад, для скління перегородок). По-друге, при непрямому куті зору на склі з'являються оптичні спотворення. Відрадно, що вітчизняні фахівці виявилися на передовому рубежі розробки електрохромного скла. У російській компанії TGE розроблена унікальна технологія виробництва скла з регульованою светопропускаючою здатністю. Матеріал являє собою триплекс, що складається з двох стекол з прозорими електропровідними покриттями і активної полімерної композиції, що склеює ці види скла і забезпечує регульоване світлопропускання. Полімерна електрохромна композиція знаходиться в твердотільному стані, що дозволяє виробляти скло великих розмірів.

Офісний центр «Капітал Плаза». Проект: бюро «Остоженка». Cкло Planibel Coloured Grey, Glaverbel (Бельгія)
Офісна будівля «Вежа на набережній». Проект: компанія Enka, бюро «Натал». Скло Sunergy-Azur, Planibel LOW-E-Top N, Glaverbel (Бельгія)
Будівля Ellipse. Брюссель. Проект: Montois & Partners. Скло ThermobelWarm E, Energy N, Sunergy-Clear, Glaverbel (Бельгія)
СКЛЯНИЙ ДІМ: МІФ ЧИ РЕАЛЬНІСТЬ?

Які метаморфози очікують скло в майбутньому? Очевидно, що матеріал поступово набуває конструкційний статус. Давно перестали бути дивиною скляні підлоги, сходи, демонстраційні майданчики. У новій будівлі аеропорту в Ризі світлопрозорий дах спирається на скляні несучі балки. Комбінуючи скло різного типу і різної товщини, можна створювати небувалі будівельні конструкції. В розвитку скла все виразніше виявляють себе нанотехнології, що дозволяють надати йому специфічні експлуатаційні та технічні характеристики, а також екстраординарні естетичні якості. Відомо, що скло - аморфний матеріал, який не має жорсткої кристалічної решітки. Молекули оксиду кремнію розташовані у випадковому порядку, а з'єднання натрію і калію об'єднані в комплекси. Один з способів зміцнення скла - зміна структури за рахунок введення високоміцних синтетичних фібр (нанотрубок), здатних створити стабільні зв'язки між елементами.

Від листового скла також потрібні міцності «подвиги». На системи скління впливають великі статичні і динамічні навантаження. В сучасних умовах гостро стоїть питання про виробництво скла зі стабільними, завідомо відомими характеристиками міцності, які можна включати в нормативні документи, використовувати в розрахунках. Чи постане скло в один ряд зі сталлю і залізобетоном, покаже час.