Теплозащита конструкций зданий. Теплоизоляционные материалы 4 страница

 

Итак, технические и технологические решения эффективного при­менения новых окон существуют. Важно, чтобы их конструкции, выбранные материалы для самих окон и монтажных швов были дифференцированными в зависимости от конструкции окон, типа стен и неукоснительно соблюдались правила монтажа в заводских или построечных условиях. К сожалению, производство отечественных материалов, отвечающих требованиям нового государственного стандарта, в России в настоящее время ограниченно.

Подводя итоги, можно констатировать, что производители профиля ПВХ дают ему гарантию на 40 лет, стеклопакетов – 15 лет, фурнитура рассчитана на 50–60 тыс. циклов, а монтаж – 1–3 года! И чтобы преодолеть «монтажный барьер» необходимы не только высококачественные материалы, но такая же подготовка монтажников.

Окна и двери должны органично вписываться в интерьер помещения и убранство фасадов (рис. 3.9). Традиционный белый цвет является во многих случаях эталоном современного строительства. Но при реконструкции зданий или реализации некоторых архитектурных проектов требуются конструкции других цветов, а иногда и другой фактуры поверхности оконных переплетов.

 

Рис. 3.9. Решение фасадов с окнами их белого ПВХ

 

Компания «Декеунинк» помимо классического белого выпускает материал, декорированный различными способами, кроме этого, возможно окрашивание в массе и получение профилей бежевого или серого цветов.

Профиль можно закрывать акриловой пленкой. В последние годы в Европе получило признание покрытие Декорок. Это матовое покрытие профилей со стандартными цветами каталога RAL. Поверхность получается слегка шероховатой и придает оконным и дверным конструкциям особенную теплую выразительность.

Конструкции дверей для жилых зданий также претерпели определенные изменения. Если на смену клееным из брусков и покрытым ДВП внутренним дверям пришли деревянные межкомнатные с остеклением и обычные филенчатые, то ассортимент входных дверей на сегодня значительно шире: металлическое, цельногнутое из листового металла (как правило, толщиной 2 мм), утепленное полотно двери из двух металлических листов с полимерным покрытием или покрытием многослойной фанерой и внутренним декоративным покрытием (рис. 3.10).

Коробки дверей – простые с четвертью или сложные с анкерами для крепления в кирпичной кладке.

 

Рис. 3.10. Конструкции металлических дверей

 

Конструкции дверей для производственных зданий сложнее, особенно когда к ним предъявляются противопожарные требования.

Противопожарные двери Т30-1Н-5 проверены и сертифицированы в соответствии с высокими требованиями DIN 4102. Например, дверь и люк типа Н 8-5 обеспечивают оптимальную защиту от распространения огня. Полотна дверей и люков имеют наполнение из минерального волокна, фальцованы по двум сторонам и могут выполняться для левой и правой навески.

Угловая коробка с приваренными дюбельными анкерами для крепления в кирпичной кладке изготовлена из стального листа толщиной 2 мм. На элементы дверного блока в камере с электростатическим полем высокого напряжения наносится порошковое серо-белое грунтовое покрытие на полиэфирной основе (цвет по RAL 9002).

Высококачественное, четырехстороннее, круговое уплотнение из элластичного резинового профиля, проложенное в пазу коробки, обеспечивает прекрасную амортизацию двери при закрытии. В случае пожара вспенивающиеся противопожарные полоски герметизируют зазор между полотном и коробкой: у дверей – наверху и внизу, у люков – с трех сторон полотна.

Полотно люка оцинковано, полотно двери также может быть изготовлено из оцинкованного стального листа.

Применение современных материалов и технологий, использование мирового опыта, контроль за технологическим процессом при изготовлении дверей, коробок, ворот гарантирует их надежность, от которой в экстремальной ситуации зависит очень многое.

СТЕКЛО В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Понятие «современный город» ассоциируется в нашем сознании со сверкающими стеклянными фасадами, отражающими все краски дня и ночи (рис. 4.1).

В настоящее время стекло становится уникальным светопрозрачным строительным и конструкционным материалом, границы и возможности использования которого постоянно расширяются в соответствии с новыми требованиями рынка стекла по цветовой гамме, светотеплозащитным и прочностным характеристикам, габаритам остекления.

Развитие рынка строительного стекла определяется несколькими основными факторами:

– объемами жилищного и промышленного строительства;

– структурой строительства, развитием коттеджного, офисного строительства;

– изменением требований к строительству зданий и сооружений в части создания более комфортных условий по освещенности и коле­баниям температуры в помещениях;

– требованием снижения энергозатрат на отопление;

– внутренней логикой развития технологий в стройиндустрии, возможностью производства конструктивных элементов и изделий на основе стекла;

– требованиями к архитектуре зданий, экстерьеру и интерьеру.

Все возрастающие требования к дизайну заставляют специалистов по стеклу и его производителей постоянно расширять перечень и размеры изделий. Многообразие перечня используемых в архитектуре стекол приведено на схеме (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Классификация архитектурно-строительного стекла

В настоящее время наряду с традиционным, базовым стеклом наблюдается увеличение номенклатуры стекол с разнообразными покрытиями, активированных, многослойных и т. д.

 

Структурное остекление

За последние годы структурное остекление, представляющее почти неограниченные возможности в проектировании фасадов зданий и сооружений, из­ме­нило облик городов и небольших насе­ленных пунктов во всем мире (рис. 4.3). А применение силиконовых герметиков обеспечило широкий простор для фантазии архитекторов, позволило создать конструкции, ранее считавшиеся выходящими за грани возможного.

Под названием «структурное остекление» принято понимать технологию крепления стеклопакетов к фасаду здания с помощью силикона, где силиконовый слой является несущим элементом конструкции, сводящим к минимуму необходимость механического крепления.

Для этого силиконовый слой должен нести собственный вес стеклопакета, воспринимать ветровые нагрузки, а при наклонном расположении стеклопакетов и снеговую нагрузку, а также усилия, возникающие при термических деформациях элементов системы как в суточном, так и годичном циклах.

Правильно спроектированные и рассчитанные структурные фасады (первый из которых появился 35 лет назад в США) являются полностью безопасными, а возможности, которые имеет система структурного остекления, дают ни с чем не сравнимую свободу самовыражения.

Структурное остекление в настоящее время признано европейскими стандартами системой, на которую должны распространяться стандарты Европеан техникал аппровель.

Чтобы получить разрешение на использование силиконового герметика, он должен соответсвовать требованиям по всем аспектам, относящимся к механическому сопротивлению, пожарной безопасности, гигиене, охране здоровья, защите окружающей среды, безопасности использования, уровню шума и энергетической эффективности.

Однако при структурном остеклении фасадов возникли и другие проблемы. Например, неограниченный доступ света не должен сопровождаться перегревом или переохлаждением жилых помещений, т. е. ухудшением других комфортных условий.

В связи с этим все многообразие используемых в строительстве светотеплозащитных стекол можно разделить на три группы: теплопоглощающие, теплоотражающие и комбинированные стекла.

Теплопоглощающее стекло – это стекло, окрашенное в массе оксидами металлов и имеющее широкую цветовую гамму (голубое, зеленое, серое, янтарное, бронзовое). Цвет стекла и его теплозащитные свойства определяются содержанием и соотношением вводимых в состав красителей. Светотехнические характеристики (светопропускание не менее 50%, пропускание полной солнечной энергии не более 60%) позволяют использовать теплопоглощающее стекло в различных климатических зонах. Такое стекло повышает комфорт внутри помещений, уменьшает расход электроэнергии систем кондиционирования. Теплопоступления внутрь помещений через оконные проемы при использовании теплопоглощающего стекла снижаются в 1,3 раза, а температура – на 3–5 °С в сравнении с обычным остеклением.

Теплоотражающее стекло – это стекло с пленочным покрытием, отражающее солнечную и тепловую радиацию. Оно подразделяется на солнцезащитное (рефлектное) и низкоэмиссионное стекло с мягким или твердым покрытиями.

Рефлектное стекло – это стекло с пленочными покрытиями, отражающее солнечную область спектра и защищающее здания от повышенной инсоляции. Они предотвращают перегрев в помещении в летнее время, снижают расход электроэнергии системами кондиционирования и благодаря своим зеркальным покрытиям и различным вариантам остекления значительно изменяют облик зданий и городов.

Рефлектные стекла имеют покрытия из оксидов переходных металлов (твердые покрытия), оксидов, нитридов металлов или металлические пленки, сплавы металлов (мягкие покрытия).

В настоящее время существует большой выбор стекол с солнцезащитными отражающими покрытиями, отличающимися своими оптическими характеристиками (табл. 4.1) Они могут иметь различный цвет в проходящем и отраженном свете, что важно учитывать при установке стекол с покрытиями в системы остекления.

Низкоэмиссионное стекло – это стекло с пленочными покрытиями, отражающее тепловые лучи длинноволнового диапазона и за счет этого значительно повышающее сопротивление теплопередаче стекла и соответственно значительно снижающее теплопотери через оконные проемы в зимнее время.

 

Таблица 4.1

Оптические характеристики стекла

Фирма- производитель	Вид стекла	Цвет	Толщина, мм	Пропускание солнечной энергии, %
Видимая область	Полное пропускание
Пилкингтон Главербель ОАО СИС ОАО СИС	Антизун Планибель ТС-3 ТС-2	Серый То же » »		50,8 51,9 50,8 51,6	54,1 49,8 46,7 47,0
Пилкингтон Саинт Гобаин Главербель ОАО СИС ОАО СИС ОАО СИС	Антизун Парсол Планибель ТБ-1 ТБ-2 ТБ-3	Бронзовый То же » » » »		59,3 62,4 59,3 67,3 55,5 49,3	57, 53,6 57,8 60,1 50,5 44,5
Пилкингтон ОАО СИС	Антизун	Зеленый Зелено-голубой		76,9   76,6	51,3   53,0
ОАО СИС ОАО СИС	Лазурь ТЛ-5	Сине-голуб., темная лазурь			44,5
ОАО СИС	Флюат- стекло	Бесцветное		89,3	82,6

 

Низкоэмиссионное стекло считают одной из крупнейших разработок в промышленности листового стекла в последние десятилетия.

Широкое применение нашли низкоэмиссионные стекла с прозрачными полупроводниковыми оксидными пленками олова, индия (твердые покрытия) и многослойными металлическими и просветляющими покрытиями (мягкие покрытия). Из металлов используется в основном серебро, золото.

Рефлектные с мягкими покрытиями и низкоэмиссионные стекла используются в пакетном и многослойном варианте остекления. Для низкоэмиссионного стекла покрытие должно быть на внутреннем стекле в сторону межстекольного пространства. Рефлектное стекло с твердым покрытием может использоваться и в одинарном остеклении – пленкой наружу.

Подобное стекло выпускают те же крупнейшие мировые фирмы, что перечислены в табл. 4.1, а ОАО «Саратовский институт стекла» выпускает названное стекло по американской технологии высокопро­изводи­тельным вакуумным методом фирмы «Бок гоатинг технологи».

Использование данных стекол позволяет значительно расширить возможности дизайна зданий и обеспечить светопропускание конструкции в соответствии с требованиями норм по теплопередаче.

Новым видом высокоэффективного солнцезащитного остекления являются комбинированные стекла, представляющие собой теплопоглощающие стекла с нанесенными на них солнцезащитными пленками. Такие стекла имеют пониженное светопропускание и повышенные солнцезащитные свойства. Их используют в основном в качестве облицовочных панелей и в ленточном остеклении зданий.

Наиболее эффективным вариантом стеклоконструкций, в которых используются рефлектные, низкоэмиссионные и обычные стекла, являются стеклопакеты.

Стеклопакет – герметичная стеклоконструкция, состоящая из двух и более стекол, отделенных друг от друга специальными профилями-распорками различной ширины, обычно от 6 до 18 мм. По периметру стеклопакет уплотнен непроницаемым водостойким полимером. Стеклопакеты могут быть одно- и духкамерными. За счет своей герметичности пакеты намного эффективнее двойного и тройного остекления по тепло- и звукоизоляции.

За рубежом в связи с энергетическим кризисом еще в конце 70-х и начале 80-х гг. ХХ в. были разработаны и внедрены в массовое производство стеклопакеты с сопротивлением теплопередаче до 0,65 (м² °С)Вт, а к началу 90-х гг. – 0,75–0,95 (м² °С)Вт. Сопротивление теплопередаче стек­ло­па­кетов, производимых сейчас в США и Европе, достигает 1,6–2 (м² °С)Вт.

Огнестойкое стекло

Огнестойкое или противопожарное стекло представляет собой разновидность многослойного стекла, в котором листы обычного стекла чередуются со слоями специального светопрозрачного заполнителя, придающего изделию огнезащитную функцию (рис. 4.4).

При одностороннем нагреве огнестойкого стекла ближайшие к нагреваемой стороне слои внутреннего заполнителя образуют губчатый непрозрачный материал с низкой теплопроводностью, затрудняющей передачу тепла в последующие слои изделий. Благодаря этому более удаленные от теплового источника слои стекла и заполнителя сохраняют целостность, обеспечивая общую герметичность стекла и всей конструкции.

Огнестойкое стекло – относительно новый класс строительных материалов, разработку которых можно отнести к 80-м гг. ХХ в. Технология производства огнестойкого стекла является прерогативой крупных высокотехнологичных фирм («Саинт-Гобаин», «Главербель», «Ветротех», «Бауер», «Ниппон», «Дегусса», «Шотте гласверке», «Флахглас АГ»), что само по себе свидетельствует о ее сложности.

Более ранние решения, связанные со склеиванием обычного стекла жидким стеклом, нельзя признать технологичными.

В основу новых способов заложена способность некоторых водосодержащих полисиликатных или алюмофосфатных связок, представляющих подвижные жидкости в момент приготовления, в определенных условиях быстро образовывать гелеобразные светопрозрачные структуры. Во время пожара, когда температура внутренних слоев огнестойкого стекла становится равной 100–150 °С, гель превращается в твердый ячеистый материал за счет интенсивного выделения водяного пара и обезвоживания (рис. 4.5).

 

Рис. 4.5. Образование гелеобразной структуры в полисиликатных растворах

 

Основные стадии изготовления огнестойкого стекла не отличаются от технологии безопасного стекла (триплекса). Необходимое число листов обычного стекла склеивают по периметру специальной двусторонней липкой лентой, а затем полости шириной 0,8–1,5 мм заполняют светопрозрачной композицией.

От количества внутренних гелевых слоев и общей толщины огнестойкого стекла зависят параметры его огнестойкости – время сохранения целостности (Е) и время сохранения теплоизолирующей способности (I), которые выражаются в минутах (например, Е 60, I 30) и определяются по специально разработанным методикам, в определенной степени имитирующим пожар. Чем больше количество внутренних слоев огнестойкого стекла, тем выше его класс огнестойкости. В стеклах высокого класса огнестойкости (ЕI 60 и выше) количество слоев геля может быть более 5.

При сертифицировании испытаниям на огнестойкость подвергают всю конструкцию или изделие, в составе которого находится огнестойкое стекло (окно, дверь и т. д.), так как остальные фрагменты конструкции должны быть также выполнены из огнестойких материалов и учитывать термическое расширение огнестойкого стекла и увеличение его толщины вследствие вспенивания его внутренних слоев.

Помимо огнестойкости, важнейшим требованием является сохранение первоначальных оптических свойств в течение длительного срока эксплуатации. Это зависит от стабильности заполняющего его геля, чистоты приготовления геля и герметичности внутренних слоев.

Продвижение огнестойкого стекла на российский рынок строительных материалов находится в настоящее время на начальной стадии. Связано это с высокой стоимостью импортной продукции и отсутствием продукции отечественных производителей. Однако, учитывая, что российские предприятия выпускают триплекс, можно надеяться на скорое появление собственного огнестойкого стекла.