Стеклопакет – изделие из двух или более стекол, герметично соединенных друг с другом при помощи дистанционной рамки, а также внутреннего и внешнего герметиков, образующих замкнутую полость, заполненную осушенным воздухом или инертными газами.
Комплектующие стеклопакета:
1. Стекло – идеальный строительный материал, обладающий набором полезных технических характеристик: высокой прозрачностью, долговечностью, твердостью. Оно не горит и не воспламеняется, легко очищается, имеет однородную поверхность.
Для производства стеклопакетов можно использовать почти все типы стекол. Выбор стекол зависит от требований предъявляемых к конкретному окну (об этом мы поговорим в следующей статье, посвященной стеклам).
2. Дистанционная рамка – это рамка, соединяющая стекла в стеклопакете, с внутренней полостью, заполненной влагопоглощающим материалом – молекулярным ситом (осушителем).
В качестве материала для дистанционных рамок применяются, как правило, алюминий и оцинкованная сталь, реже пластмасса. Дистанционная рамка выполняется полой внутри, со специальными диффузионными отверстиями (дырочной перфорацией, щелями). Внутри находится осушитель, функция которого способствовать быстрой абсорбции (впитыванию) самых незначительных количеств воды в межстекольном пространстве. Тем самым предотвращается выпадение росы внутри стеклопакетов в холодное время года. Диффузионные отверстия не должны быть слишком большими, иначе при механических нагрузках (при перевозке стеклопакетов или эксплуатации окон) частички осушителя могут попасть в видимую зону межстекольного пространства. Особое внимание уделяется свойствам тех поверхностей рамок, которые образуют соединение с герметиками.
Необходимо также отметить, что металлическая дистанционная рамка является хорошим проводником тепла, т.е. в конструкции стеклопакета возникает «мостик холода». Решить эту проблему могут дистанционные рамки из пластика, разработка, которых активно ведется последнее время. Уже несколько лет существуют системы, в которых необходимый зазор между стеклами создается термопластом, который наносится на стекло через экструдер. В состав термопласта уже входят необходимые осушители. Однако пока эти системы находят лишь специальное применение.
Согласно Межгосударственному стандарту ГОСТ 24866-99 «Стеклопакеты клеенные строительного назначения. Технические условия» ширина дистанционных рамок или расстояние между стеклами в стеклопакетах может быть от 8 до 36 мм, а толщина стеклопакета от 14 мм до 60 мм.
3. Осушители
Принцип действия осушителей заключается в следующем: частицы осушителя имеют множество пор. Так как диаметр пор больше, чем диаметр атомов газов или молекул газа, то газы диффундируют в эти поры и абсорбируются.
В качестве осушителей хорошо зарекомендовали себя молекулярные сита, силикагель и смеси обоих продуктов. Различные по химическому строению осушители имеют также различную абсорбционную способность. Эти различия проявляются в зависимости от температуры, давления и содержания влаги в осушаемых газах. Используя наиболее употребительные типы молекулярных сит, можно получить очень низкие температуры точки росы (большей частью -60°С).
Использование силикагеля не дает таких низких значений температуры точки росы, в среднем около -45°С. Исключая некоторые особые области применения, эти различия в температуре точке точки росы не являются решающими для оценки качества осушителей, т.к. задачей осушителей является прежде всего, поглощать влагу, попавшую в межстекольное пространство в ходе производства стеклопакетов.
4. Герметики для стеклопакетов
Только герметичное соединение позволяет осуществить основной принцип термоизоляции – постоянно сохранять внутри стеклопакета сухой воздух или другой газ (например, аргон), которые являются лучшими термоизоляционными материалами.
Если стеклопакет не герметичен, то в него попадает влага, постоянно присутствующая в воздухе, и сопротивление теплопередаче такого, уже не герметичного стеклопакета, не будет отличаться от обычного остекления.
Задачами первостепенной важности, которые стоят перед герметиками, применяемыми для заделки швов в стеклопакете, являются во-первых, обеспечение прочности стеклопакетов и во-вторых, препятствовать проникновению водяного пара в межстекольное пространство, что прямым образом влияет на долговечность стеклопакетов, которая зависит в основном, от уплотнения краев. С точки зрения прочности, важнейшими свойствами герметиков являются: сила сцепления со стеклом и материалом дистанционной рамки, эластичность, прочность и время старения, ширина и толщина уплотняющей массы, скорость диффузии молекул через герметик.
Качественные стеклопакеты изготавливаются по принципу двойной герметизации. В качестве первичного герметика чаще всего применяется бутил, который обладает наилучшей относительной способностью сопротивляться проникновению водяного пара. Бутиловая масса наносится при температуре чуть больше ста градусов в виде тонкой ленты на обе стороны дистанционной рамки. Когда стекла сдавливают, между стеклами и рамкой остается разделяющий их бутиловый шов толщиной в несколько десятых долей миллиметра. Хорошая диффузионная плотность достигается благодаря тонкости шва и плохой газопроницаемости массы. Первичный герметик не может обеспечить требуемую прочность кромочного соединения, эту задачу должны решать, продукты, применяющиеся для вторичной герметизации с наружной стороны стеклопакета. Чаще всего — это полисульфид, но также могут применяться силиконовые и полиуретановые массы. Они помимо придания прочности конструкции, придают дополнительную диффузионную плотность и дают возможность подвижки, вызываемой сменой температур и давлений. Толщина эластичной массы равна нескольким миллиметрам. Влияние толщины слоя массы на величину проникновения водяного пара можно определить, например, увеличивая толщину слоя с 2 мм до 5 мм, при этом проникновение водяного пара падает при одних и тех же условиях больше чем наполовину.
5. Специальные инертные газы
Для заполнения межстекольного пространства в стеклопакетах вместо воздуха часто используют инертные газы или смеси газов, что существенно улучшает тепло- и звукоизолирующие свойства стеклопакетов. В том случае, когда межстекольное пространство стеклопакета заполняется более плотным, по сравнению с воздухом, газом, потери тепла, происходящие за счет конвекции и теплоотдачи внутри стеклопакета, снижаются. Теплопроводность, плотность, динамическая вязкость и собственная теплоемкость газов оказывают влияние на теплопроводность межстекольного пространства. Наиболее часто для заполнения межстекольного пространства применяются: аргон (Ar) и криптон (Kr). Это газы, получают отделением от сжиженного атмосферного воздуха. Криптон — это реже встречающейся и значительно более дорогой по сравнению с аргоном инертный газ, но он в большей степени чем аргон повышает теплоизолирующую способность стеклопакета.
Следует отметить, что инертные газы совершенно безопасны для здоровья человека, так как не вступают ни в какие химические реакции. Подробно о газозаполнении читайте в статье «Функции стеклопакетов».
