Използването на стъкло в съвременното строителство
А.Б. Жималов, д.ф.н. техн. Науки
Топлоотразителното стъкло е стъкло с филмово покритие, което отразява слънчевата и топлинната радиация. То се разделя на слънчево контролно (рефлекторно) стъкло и нискоемисионно стъкло. На пазара за стъкло се прави разлика между рефлекторни и нискоемисионни стъкла с меки и твърди покрития. Търговското производство на голямо отразяващо и нискоемисионно стъкло за строителни цели стана възможно с появата на разработването и въвеждането на рентабилни високопроизводителни технологични процеси за тяхното производство - това са вакуум (меки покрития) и пиролитични методи за покриване на флоатни стъклени ленти (твърди покрития). Отражателното стъкло е стъкло с филмово покритие, което отразява слънчевата област на спектъра и предпазва сградите от прекомерна слънчева светлина. Те предпазват от прегряване през лятото, намаляват енергоемкостта на климатичните системи и със своите огледални покрития и различни опции за остъкляване значително променят облика на сградите и градовете. Отразителните стъкла са покрити с оксиди на преходни метали (твърди покрития), оксиди, метални нитриди или метални филми, метални сплави (меки покрития). В момента има голям избор от стъкла със слънцезащитни отразяващи покрития, които се различават по своите оптични характеристики (Таблица 2). Те могат да имат различни цветове в пропусната и отразена светлина, което е важно да се има предвид при монтиране на стъкла с покритие в системи за остъкляване. Нискоемисийното стъкло е стъкло с филмово покритие, което отразява топлинните лъчи с дълга дължина на вълната и по този начин значително увеличава устойчивостта на топлопреминаване на стъклото и съответно значително намалява загубата на топлина през отворите на прозорцитезимно време.
Стъклото с ниска емисия се счита за едно от най-големите разработки в индустрията за плоско стъкло през последните десетилетия. Широко приложение са намерили нискоемисионни стъкла с прозрачни полупроводникови оксидни филми от калай, индий (твърди покрития) и стъкла с многослойни метални и антирефлексни покрития (меки покрития). От металите се използват предимно сребро, злато. Като защитни и антирефлексни покрития се използват оксиди, нитриди на бисмут, цинк, силиций. Използването на злато и сребро като топлоотразяващо покритие се дължи на физикохимичните свойства на тези метали, които осигуряват високо отражение във видимата и инфрачервената област на слънчевия и дългите вълни, като същевременно поддържат пропускливост на светлина до 40% (без антирефлексни покрития). По този начин нискоемисийното стъкло с метални покрития също е отразяващо стъкло. Основната характеристика на стъклото с нискоемисионно покритие е топлинната излъчваемост. Стойността на този коефициент за стъкло с твърдо покритие обикновено е 0,15-0,18, за стъкло с меко покритие - 0,03-0,15 (за обикновено флоат стъкло
0,84). Отразителното стъкло с меки покрития и нискоемисийното стъкло се използват в подредени и ламинирани стъкла. За нискоемисионно стъкло покритието трябва да е върху вътрешното стъкло към пространството между стъклата. Рефлекторните стъкла с твърдо покритие могат да се използват и при единичен стъклопакет - с фолиото отвън. Пазарният дял на топлоотразителното стъкло с покритие в остъкляването на прозорци е 50% в Европа и 30% в САЩ. Потенциалът на българския пазар на енергийно ефективна дограма и стъклопакети се оценява на поне 35 млн. кв.м. м/година[2]. Високоефективно отразяващо и нискоемисионно стъкло се произвежда от водещи стъкларски компании в света, а компании като Pilkington (Великобритания), PPG (САЩ), Saint Gobain (Франция) разполагат с оборудване и произвеждат енергоспестяващо филмово стъкло с широка гама от твърди и меки покрития (Таблица 2). АО "Саратовски институт по стъкло" усвои производството и навлезе на пазара на стъкло с нови видове продукти - отразяващи и нискоемисионни стъкла с меки покрития, произведени по съвременен високоефективен вакуумен метод по технологията на BOC Coating Technology (САЩ). Използването на тези стъкла ви позволява значително да разширите възможностите за проектиране на сгради и да осигурите светлопропускливост на конструкцията в съответствие със SNiPs и топлообмен. Нов тип високоефективно слънчево контролно остъкляване е комбинирано стъкло, което е топлопоглъщащо стъкло с нанесени върху него филми за контрол на слънцето. Такива стъкла имат намалена пропускливост на светлина и повишени слънцезащитни свойства. Използват се предимно като облицовъчни панели и при лентово остъкляване на сгради. Най-ефективният вариант за стъклени конструкции, които използват отразяващи, нискоемисионни и обикновени стъкла, са прозорците с двоен стъклопакет. Стъклопакетът е уплътнена стъклена конструкция, състояща се от две или повече стъкла, разделени едно от друго със специални дистанционни профили с различна ширина, обикновено от 6 до 18 mm. По периметъра прозорецът с двоен стъклопакет е запечатан с непропусклив водоустойчив полимерен материал. Стъклопакетите могат да бъдат едно- или двукамерни. Поради херметичния си дизайн, прозорците с двоен стъклопакет имат по-висок стъклопакет в сравнение с двойния (еднокамерен стъклопакет) и тройния (двоен стъклопакет) стъклопакеттопло- и звукоизолационни характеристики. Използването на специални стъкла в тях, слънце- и топлоотразителни, както и запълването на междустъкленото пространство с газ (аргон) значително повишават тяхната производителност и разширяват обхвата на използване. В чужбина във връзка с енергийната криза в края на 70-те и началото на 80-те години. прозорци с двоен стъклопакет с устойчивост на топлопреминаване до 0,65 (m2 0C) W бяха разработени и въведени в масово производство и до началото на 90-те години. - 0,75–0,95 (m2 0С) W. Съпротивлението на топлопреминаване на прозорците с двоен стъклопакет, произвеждани в момента в САЩ и Западна Европа, достига 1,6–2 (m2 0С)W [3]. Предвид неотложността на проблема за повишаване на нивото на термична защита на остъкляването на модерни сгради, Саратовският институт по стъкло засили работата в областта на енергоспестяващите стъкла и прозорците с двоен стъклопакет. В момента произвеждаме тези продукти на оборудването на Peter Lisec (Австрия). Институтът произвежда прозорци с единични и двойни стъкла с различни дизайни и различни ширини на междустъклените пространства (от 6 до 18 mm). В Саратовския институт по стъкло на OAO прозорците с двоен стъклопакет се изработват от обикновено флоатно стъкло, както и от нискоемисионно, отразяващо, топлопоглъщащо, закалено стъкло. Стъклопакет с едно нискоемисионно стъкло намалява топлинните загуби от сградата с 1,4 пъти в сравнение със стъклопакет, изработен от конвенционално флоат стъкло. Напоследък в България за строителни цели се използват все по-безопасни видове стъклопакети – закалено и едрогабаритно ламинирано архитектурно стъкло. Ламинираното архитектурно стъкло се произвежда чрез свързване на два или повече листа стъкло с поливинилбутирал (PVB) филм при висока температура и налягане. многопластовстъклото има дълъг експлоатационен живот и висока производителност. Ламинираното стъкло е отличен безопасен, шумо- и звукоизолиращ стъклен материал. Освен това предпазва помещенията от вредното въздействие на ултравиолетовите лъчи. В момента ламинираното стъкло се използва успешно в оранжерии и ботанически градини, както и капандури, стъклени покриви в зимни градини, покрити пешеходни зони и за остъкляване на спортни съоръжения. Един пример е повторното остъкляване на горното осветление на защитните светлини на Ермитажа от Саратовския институт по стъкло, където е използван огънат триплекс със светлоразсейващ филм. PVB филмът се предлага в различни цветове. Тонираното PVB фолио намалява предаването на слънчева енергия и по този начин отоплението на помещението, значително подобрява дизайна на сградата. В същото време ламинираното стъкло не нарушава цветовото възприятие на околната среда. Ламинирано стъкло с класове на защита А1, А2 с дебелина 10–13 mm се монтира върху промишлени, жилищни и обществени сгради, които нямат значителна материална стойност (хранителни магазини, ресторанти, барове, офиси, производствени цехове). Ламинирано стъкло с клас на защита А2, А3 с дебелина 13–18 мм се монтира на сгради с висока потребителска стойност (музеи, художествени галерии, магазини за бижута и оръжия и др.). Един от най-големите производители на това стъкло е OJSC Saratovsteklo, който го произвежда с помощта на вносно оборудване, както и Salavatsteklo, Bor Glass Plant, Саратовски институт по стъкло и др.доминиращи компоненти в архитектурата, тъй като осигурява екологична чистота, модерен дизайн и стил, позволява използването на голямо разнообразие от архитектурни и осветителни решения в прозрачни конструкции на сгради, конструкции, малки архитектурни форми и интериорна декорация. В момента България има достатъчно капацитет да произвежда модерно строително стъкло и да предоставя на градовете в България най-разнообразни продукти от стъкло, които могат да пестят топлина, да повишават комфорта и безопасността на помещенията и да променят облика на нашите градове. В същото време всички продукти отговарят на най-високите международни стандарти по отношение на качеството.