Стекло. Общие сведения
Стекло. Общие сведения
Стекло было и остается крайне привлекательным материалом для архитекторов и строителей. К его достоинствам следует отнести высокую прозрачность, не меняющуюся с течением времени; химическую инертность, позволяющую применять различные чистящие средства; не менее высокую стойкость к абразивным воздействиям, дающую возможность стеклянным поверхностям сохранять безупречный внешний вид практически неограниченное время. Немаловажным качеством стекла, при использовании в крупных общественных зданиях и сооружениях, является также и его стойкость к возгоранию - стекло не горит и не выделяет ядовитых газов при нагревании.
В то же время следует заметить, что ряд особенностей стекла как конструкционного материала вынудил архитекторов заняться поиском его аналогов. Будучи совершенно непластичным, стекло вынуждает проектировщиков идти на разнообразные ухищрения при создании сложных криволинейных поверхностей с его использованием. Существенным недостатком стекла является также и его высокая хрупкость. Данных недостатков лишены светопрозрачные полимерные материалы.
Основными компонентами, образующими стекло, являются кварцевый песок (69-74 %); сода (12-16 %); известняк и доломит (5-12 %) и в небольших процентных соотношениях некоторые другие компоненты. Помимо основных сырьевых составляющих используются также различные добавки, например, для окрашивания стекла в желаемый цвет или для изменения других свойств стекла.
Для получения листового стекла в основном применяется флоат-метод. При этом процессе стекло поступает из печи плавления в виде плоской ленты, а затем через ванну с расплавленным оловом идет на дальнейшее охлаждение и отжиг. Преимуществами этого метода, по сравнению с другими, является стабильная толщина стекла; высокое качество поверхности, не требующее дальнейшей полировки; отсутствие оптических дефектов; высокая производительность.
В последнее время в массе выпускаемого материала значительно возрастает доля функционального (с особыми свойствами) и декоративного стекла. Связано это с тем, что обычное стекло не отвечает современным требованием по теплосбережению, механической прочности, спектральному диапазону пропускаемого излучения и т.д.
Ассортимент производимого сегодня стекла настолько широк, что может привести в замешательство неподготовленного потребителя. Некоторые сорта стекла выпускаются под собственными именами. Для того чтобы сориентироваться в этом многообразии и сделать правильный выбор, необходимо четко представлять, в каких условиях будет эксплуатироваться то или иное стекло. Так, например, не рекомендуется использовать тонированное стекло, с коэффициентом пропускания меньше 50 % в качестве облицовочного фасадного остекления, поскольку в жаркий солнечный день панели из него могут нагреваться до температуры 80-90оС и выше, что создает большие температурные напряжения, которые могут привести к разрушению панели со всеми вытекающими отсюда последствиями. В этом случае необходимо применение специальных закаленных, армированных и ламинированных стекол.
В России наблюдается повсеместное увлечение тонированным (имеющим различную окраску) остеклением. В Европе от данной моды отказались. Это связано со многими причинами. Об одной из них говорилось выше, вторая же заключается в том, что сильно отличающийся от природного спектральный состав освещения пагубно влияет на самочувствие людей. При большой степени остекления, люди, находящиеся внутри помещения, теряют чувство времени, у них ухудшается зрение, и т.д.
Для интегральной оценки энергоэффективности остекления можно использовать коэффициент, предложенный академиком Савиным:
Кэфф = 0,14/Ro x Тo , где
- Ro - приведенный коэффициент сопротивления теплопередаче
- Тo - коэффициент светопропускания
Чем меньше К эфф, тем меньше суммарный расход энергии на отопление и освещение здания, т.е. тем лучше остекление.
Выбор стекла должен определяться не только эстетическими соображениями, но и оптико-энергетическими характеристиками остекления и его биологическим воздействием. Чтобы грамотно использовать современные виды строительного стекла, необходимо знать, что такое солнечное излучение. Рассмотрим основные составляющие солнечного излучения:
- ультрафиолетовые лучи (длина волны 280-380 нм)
- видимый свет (длина волны 380-780 нм)
- короткие волны (длина волны 780-2480 нм)
- длинные волны (длина волны 2480 и более)
Световые лучи частично отражаются стеклом, частично поглощаются и частично попадает внутрь помещения, для чего, собственно и, устраивают остекление. Коэффициент светопропускания стекла от 88 % (для обычного полированного стекла) до 19% (специального).
Прямая солнечная энергия (короткие волны) - это невидимая часть спектра, она также частично отражается стеклом (особенно темным, окрашенным), а часть ее проходит внутрь помещения. Солнечный фактор (СФ) состоит из энергии прямого прохождения I и поглощенной стеклом энергии II, которую она передает внутрь.
Косвенная солнечная энергия (длинные волны) передается тремя путями: теплопроводность, конвекция и тепловое излучение. 2/3 потери тепла через стекло происходит за счет теплового излучения и 1/3 за счет теплопроводности и конвекции.
Придавая стеклу определенные свойства (создавая различные типы стекол), можно влиять на проникновение в помещение того или иного вида световой энергии.
