Стекла для окон и витражей

На пороге нового тысячелетия нас всегда интересует, что из сегодняшних привычных вещей мы будем использовать и в будущем. В том, что касается оконных технологий, подобные прогнозы интересны в не меньшей степени. Ниже, основываясь на информации о разработках, находящихся в различных стадиях внедрения в массовое производство, попробуем более подробно рассказать о том, что по нашему мнению будет востребовано в самое ближайшее время.

Стекла

Электрохромные

Это регулируемый тип стекла, получаемый с помощью напыления в магнетронных установках. При подаче на стекла напряжения 2−10 В они изменяют светопропускание и пропускание тепловой части солнечной энергии от 100 до 4%. Эти стекла чрезвычайно эффективны в южных регионах и в зданиях, где установлены системы кондиционирования воздуха. По данным фирмы SAGE (США), которая является одним из лидеров в этой области, в настоящее время имеется возможность изготовления электрохромных стекол размером до 1,2х1,8 м, при этом к сегодняшнему дню окна с подобными стеклами нормально работают и после 80 000 циклов включений-выключений электрохромного эффекта. По прогнозам Министерства Энергетики США промышленный выпуск большеформатных электрохромных стекол возможен с 2002 года, при этом их цена не должна превышать при массовом производстве 15−20 долларов за 1 м2.

вверх страницы

Греющиеся

Этот тип стекол используется уже и сейчас в ряде стран, в которых устойчивый снежный покров наблюдается в течение длительного времени (Канада, Финляндия, Норвегия и др.), для очищения от снега стеклянных покрытий атриумов, зимних садов и пр. Принцип действия таких стекол состоит в нагреве наружного стекла за счет подведения напряжения к токопроводящим пленкам, нанесенным на внутреннюю поверхность стекла. При этом в нормальном состоянии такие пленки должны быть прозрачными. К сожалению, к недостаткам подобных стекол и стеклопакетов следует отнести очень большие энергетические затраты на их работу и значительную стоимость. Так, на светопрозрачном покрытии Старого Гостиного Двора в Москве, где будут установлены около 12 000 м2 таких стеклопакетов, рассеиваемая мощность составляет до 300 Вт на 1 м2 покрытия. В настоящее время ведутся работы по резкому снижению стоимости таких стекол и повышению их эффективности.

вверх страницы

Стекла — солнечные коллекторы

Такие стекла — давняя мечта всех, кто занимается использованием нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Действительно, если бы удалось использовать для получения электроэнергии огромные остекленные поверхности зданий, это позволило бы резко изменить ситуацию с нехваткой энергии, загрязнением городов и т. д. И эта задача не такая уж фантастическая. В этом направлении ведутся очень активные работы, и в первую очередь — в США, Японии, Австралии, ряде арабских стран. По данным Министерства Энергетики США можно ожидать, что к 2010 году подобные стекла уже будут применяться. Сегодня есть и работают фрагменты значительных размеров для непрозрачных частей зданий (Флоридский центр солнечной энергии, США). Есть и полупрозрачные покрытия для светопрозрачных частей ограждений. Основным фактором, сдерживающим использование подобных покрытий и стекол, является их очень высокая на сегодня цена. Однако, есть все основания полагать, что эта цена в ближайшее время начнет снижаться.

вверх страницы

Гидрофобные

Так называют стекла, на наружную поверхность которых нанесены специальные покрытия, снижающие возможность загрязнения. Проблема мытья стекол для больших городов, где много зданий со значительными поверхностями остекления, в последнее время стала очень актуальной. Следует сказать, что, например, небоскребы моют постоянно. Расходуются на это значительные средства, что и побудило многие фирмы заняться разработкой покрытий, которые бы отталкивали большую часть грязи. В этом направлении достигнуты значительные успехи (Япония, США, Германия). Промышленное производство таких стекол может начаться уже в следующем году.

вверх страницы

Стекла с наливными теплоотражающими покрытиями

Одним из неудобств использования стекол с обычными или пиролитическими теплоотражающими покрытиями является необходимость использования для их получения громоздкого и дорогостоящего технологического оборудования. Ряд фирм занимается в настоящее время разработкой составов, которые могли бы быть распылены на стекла в нормальной среде (например, на уже установленных в квартирах окнах) с помощью элементарных устройств типа распылителей, а после окончания обработки стекло будет иметь теплозащитные свойства. Для нашей страны эта проблема очень актуальна потому, что огромное количество неэффективных окон можно бы было усовершенствовать без их замены. В настоящее время существуют опытные образцы таких покрытий, однако пока их характеристики значительно отличаются от обычных стекол с теплоотражающими покрытиями.

вверх страницы

Стеклопакеты

Вакуумные

Работы по созданию принципиально новых стеклопакетов — вакуумных — ведутся необычайно активно во всем мире (Япония, США, Австралия), а фирма «Nippon Sheet Glass» уже выпустила более 100 000 м2 таких пакетов. Конструкция вакуумного пакета следующая. Два листа плоского стекла, одно из них (или оба) имеет теплоотражающее покрытие, соединены через узкие — примерно 0,2 мм — рамки. По всему полю стеклопакета между стеклами устанавливаются проставки с низкой теплопроводностью. Пространство между стеклами вакуумировано. Преимущество таких пакетов в том, что они практически исключают конвективную составляющую теплопотерь за счет вакуумирования, а лучистая составляющая снижена за счет использования теплоотражающих стекол. Как показывают расчеты и анализ уже изготовленных стеклопакетов, при использовании хороших теплоотражающих стекол возможно достичь значения сопротивления теплопередаче таких пакетов около 1,5−1,75 м2 град./Вт. А если использовать вакуумный стеклопакет в качестве одного из стекол традиционного пакета с еще одним теплоотражающим стеклом, то значение сопротивления теплопередаче может достичь и 2,3 м2 град./Вт. За счет того что вакуумные стеклопакеты имеют малую толщину, их можно использовать и для реконструкции существующих окон, заменяя на такой стеклопакет внутреннее стекло.

вверх страницы

Стеклопакеты с тепловым зеркалом

Эти стеклопакеты разработаны фирмой «SouthWall Technology» (США) в начале 80−х годов. Конструктивно они представляют собой двухкамерный стеклопакет, в котором среднее стекло заменено на теплоотражающую спектрально-селективную полимерную пленку. Сопротивление теплопередаче стеклопакетов с тепловым зеркалом может достигать значения 1,2 м2 град./Вт. В настоящее время продажа таких стеклопакетов на рынке США составляет около 5% от общего объема продаж. Их преимущества довольно очевидны — они имеют хорошие теплотехнические характеристики, малый вес, не требуют больших объемов транспортировки теплоотражающих стекол, т. к. пленка перевозится на фирму-производитель стеклопакетов в рулонах.

вверх страницы

Стеклопакеты с заполнением специальными гелями

В таких стеклопакетах в межстекольное пространство помещается специальное вещество с низкой теплопроводностью — прозрачный гель. По предварительным оценкам сопротивление теплопередаче в подобных стеклопакетах может достигать значения 1,5 м2 град./Вт. Проблемы при создании стеклопакетов с заполнением гелями следующие: высокая на сегодняшний день стоимость материалов и технологий, нестабильное пока поведение геля при воздействии солнечного облучения, в т. ч. снижение видимости и помутнение. Тем не менее, ряд фирм, которые занимаются разработкой этих стеклопакетов, утверждают, что они предполагают выпустить их на рынок до 2005 г.

вверх страницы

Профили

Композитные

В последнее время началась активная разработка совершенно необычных материалов, которые могут быть использованы для изготовления окон. Как правило, это материалы, которые могут быть экструдированы — за последние годы фирмы-изготовители окон поняли удобство таких профилей. Очень любопытно и то, что в качестве материалов для изготовления профилей очень часто используются отходы различных производств. В частности, крупнейший в мире производитель деревянных окон — американская фирма «Andersen», выпускающая около 4,5 млн. окон в год, заказала разработку материала, который бы использовал отходы их основного производства — опилки, стружки и пр. Такой материал был создан, его название «файбротек». Он содержит около 40% опилок, около 60% ПВХ и ряд специальных добавок. Этот материал может экструдироваться на обычных экструдорах для производства ПВХ-профиля для окон, свариваться на обычных сварочных машинах. Его теплотехнические характеристики приближаются к характеристикам дерева. Он так же, как и обычные ПВХ-профили, ламинируется различными цветными пленками. Преимущества «файбротека» понятны — он дешевле, чем ПВХ, технологичен, помогает решать проблемы утилизации материалов.

Кроме этого, используются для изготовления профилей отходы угольной, бумажной промышленностей, другие переработанные материалы. Получаются странные комбинации — алюминий-сталь, ПВХ-алюминий, смолы-алюминий и т. д. А что будет использоваться реально — будущее покажет.

вверх страницы

СУПЕРОКНО

Уже более 10 лет одна из ведущих лабораторий в области разработки энергоэффективных светопрозрачных ограждающих конструкций — Лаборатория им. Лоуренса Беркли Калифорнийского Университета совместно с Министерством Энергетики США, Национальным советом по оценке светопрозрачных ограждений, Международным Агентством по экономии энергии разрабатывает проект под названием «Суперокно». Это окно должно включать все современные оконные технологии, такие как спектрально-селективные стекла, эффективные дистанционные рамки, современные профили и т. д. Образцы «Суперокна», которые уже изготовлены, имеют сопротивление теплопередаче около 1,5 м2 град./Вт, и это не предел. Конечно, в лабораторных условиях можно сделать все, что угодно, однако, главной задачей данного проекта является подготовка промышленных технологий производства «Суперокон». Проект будет завершен к 2003 г., и, думаю, в это время мы сможем сказать еще об одном «Большом Скачке» в оконных технологиях.

Выше мы практически не упоминали российских специалистов и предпринимателей, а если и упоминали — то не в очень положительном смысле. Так что, в огромной России нет ничего? Да нет же, конечно, есть. Однако, проблема в том, что в отличие от правительств зарубежных наше родное не имеет возможности (а может, и желания) финансировать довольно дорогостоящие разработки, а тем более — их реальное внедрение. И все-таки — и это очень приятно! — у нас такие разработки есть. Ниже будет очень коротко рассказано о некоторых отечественных и совместных достижениях.

В настоящее время в России действуют уже 2 крупных завода по производству теплоотражающего стекла — «Прогресс» в Саратове и «Завод архитектурного стекла» в Санкт-Петербурге. Существует и ряд небольших производителей теплоотражающего стекла. Московская фирма «Инкомстекло» предполагает в недалеком будущем совместно с украинскими коллегами установить большую линию по напылению стекла в Москве или области. Фирма «БАМО-стройматериалы» совместно с правительством Московской области прорабатывает проект создания еще одного аналогичного завода в Солнечногорске.

В Москве фирмой «Квадропак» выпускается теплоотражающая полимерная пленка, которая может быть установлена в стеклопакеты в качестве теплового зеркала. Фирма «Метробор» в Санкт-Петербурге начала выпуск стеклопакетов с тепловым зеркалом по американской технологии. Один из конверсионных институтов разработал и в настоящее время заканчивает отладку технологии для массового производства вакуумных стеклопакетов.

Существует целый ряд современных производств, пожалуй, ничем не отличающихся от западных, окон из ПВХ, дерева, алюминия. Современные ПВХ-профили, профили из алюминия с термовставками уже давно успешно производятся во многих регионах России. В заключение следует отметить, что необходимая информация о всех перечисленных и многих других разработках и оконных технологиях имеется в Ассоциации производителей энергоэфффективных окон (АПРОК).

вверх страницы

Как правильно выбрать окно?

Окно является уникальным конструктивным элементом здания по важности влияния его на внутреннюю среду обитания человека. Во-первых, никакой другой конструктивный элемент не участвует в формировании такого большого количества жизненно важных параметров внутреннего микроклимата. Основным функциональным назначением окон является обеспечение в помещении необходимого уровня естественной освещенности.

Кроме того, окна (в совокупности с другими ограждающими конструкциями) оказывают существенное влияние на тепловлажностный режим в помещении, подвижность воздуха, уровень шума и на другие параметры внутренней среды.

Во-вторых, большинство окон, используемых практически до настоящего времени в российском строительстве, в силу ряда причин характеризуются довольно низким уровнем потребительских свойств. В частности, через такие окна крайне высоки теплопотери из помещения, что приводит к большим дополнительным затратам энергии. Вместе с тем, в последнее время рынок предлагает российскому потребителю окна высокого качества. Впрочем, и сейчас нередко встречаются случаи, когда поставщики предлагают окна или низкого качества, или не адаптированные к российским климатическим условиям.

Некачественные окна, как правило, бывают дешевле. Покупатель, не зная, кому из продавцов и по каким критериям отдать предпочтение, часто выбирает более дешевые окна. Впоследствии такая экономия денег может дорого ему обойтись. Некачественные окна очень скоро могут потребовать ремонта или замены; возможны также дополнительные расходы на отопление помещений ввиду высоких теплопотерь через данные окна.

Таким образом, в условиях большого разнообразия видов окон, представленных в настоящее время на российском рынке, для потребителя становится очень актуальной задача правильного выбора окна. Данная статья преследует цель помочь проектным, строительным, эксплуатационным организациям, собственникам жилого и нежилого фонда в решении этой задачи. Мы расскажем о том, что должен знать потребитель для принятия правильного решения, где он может получить квалифицированную консультацию по всем интересующим вопросам, какова система документального подтверждения и гарантий необходимого качества поставляемых окон, кто может (и имеет право) осуществить независимую и объективную оценку уровня потребительских свойств конкретной поставляемой или закупленной партии окон.

Но прежде чем ответить на эти вопросы, очень кратко остановимся на том, какие же окна в настоящее время рынок предлагает российскому потребителю. Около 90 % от общего числа окон, изготавливаемых отечественными производителями, составляют окна с деревянными конструкциями переплетов.

В последние годы в России быстрыми темпами развивается производство пластиковых окон из ПВХ-профиля (в основном на базе зарубежных комплектующих). Окна из ПВХ производят у нас, главным образом, небольшие частные фирмы, но было запущено и несколько крупных производств, в том числе в Казани, Махачкале, Подмосковье. Учитывая также большие поставки окон в ПВХ-переплетах от зарубежных производителей, частота предложений этих окон на российском рынке приближается в настоящее время к предложениям деревянных окон. По разным оценкам  применительно к различным регионам России число предложений ПВХ окон колеблется от 12 % до 62 % по отношению ко всем предложениям окон на рынке.

Значительно реже встречаются предложения алюминиевых и деревянно-алюминиевых окон.

Потребительские, в том числе теплозащитные, качества окон позволяют повысить использование:

долговечных (особенно это важно для ПВХ-профилей) и теплозащитных (трех- и четырехкамерных) оконных переплетов и рам;

качественных стеклопакетов (однокамерных; двухкамерных с тремя стеклами; двухкамерных с двумя стеклами и полимерной пленкой между ними);

надежных и долговечных полисульфидных герметиков (применяемых в стеклопакетах);

теплоотражающих стекол в стеклопакетах или теплоотражающих покрытий на внутренней поверхности полимерных пленок;

заполнения межстекольного пространства стеклопакетов инертным газом.

Большое значение для эксплуатационных свойств окон имеет также качество их монтажа. По данным /4/ примерно 80 % брака случается в процессе монтажа окна из-за недостаточной квалификации персонала.

Любой потребитель при выборе окна должен учитывать требования к его теплотехническим свойствам, приведенные в СНиП П-3−79* «Строительная теплотехника». Необходимо отметить, что с 1 марта 1998 г. требования эти ужесточились в связи с ростом стоимости энергии в России и высокими теплопотерями через окна в ранее построенных зданиях.

Для удобства поиска потребителем необходимого ему окна можно рекомендовать использование справочных данных по сопротивлению теплопередаче приведенных в СНиП П-3−79* применительно к различным конструктивным решениям окон.

Приведенные значения сопротивлений теплопередаче имеют ориентировочный характер, и практическое применение их при выборе окна ограничивается определеним области возможных для рассмотрения в той или иной ситуации конструктивных видов окон. В реальных условиях теплотехнические и иные характеристики даже одного и того же вида окон могут иметь некоторый разброс значений. Характеристики конкретного окна определяются большим количеством факторов. О некоторых факторах уже было упомянуто выше. Влияние многих из них на качество окна может быть объективно оценено только в результате проведения специальных исследований.

Поэтому окончательное решение при выборе окон потребитель должен принимать на основании результатов их сертификационных испытаний (характеристик окна, приведенных в сертификате). Лучше всего, если сертифицирована именно та партия окон, которую покупает потребитель. Если же этого по какой-либо причине нет, то должна быть сертифицирована данная марка окна плюс сертифицирован процесс его производства или система контроля качества у изготовителя окон.

В соответствии с Постановлением Госстроя РФ № 18−43 от 29.04.98 г. «Об обязательной сертификации продукции и услуг (работ) в строительстве» практически все виды окон (в том числе выпускаемые и отечественными производителями), а также наиболее важные их элементы подлежат обязательной сертификации, начиная с 1 октября 1998 г. В обязательном порядке должны быть сертифицированы:

окна деревянные, деревоалюминиевые и алюминиевые;

окна полимерные и профили для них;

стеклопакеты, применяемые в окнах;

материалы герметизирующие строительные для уплотнения мест примыкания оконных блоков к элементам стен и т.п. в жилых зданиях.

При обязательной сертификации происходит проверка соответствия качества поставляемых окон требованиям нормативных документов, указанным в Постановлении Госстроя РФ № 18−43.

Таким образом, если какое-либо окно не имеет сертификата, то от его применения лучше отказаться. Более того, пригодность новых видов окон, в том числе ввозимых из-за рубежа, для применения в строительстве должна быть подтверждена техническим свидетельством Госстроя России. Это положение относится к окнам, на которые отсутствуют российские ГОСТы или технические условия. Применение в строительстве новых видов окон без наличия технического свидетельства категорически запрещено. Техническое свидетельство выдает Управление стандартизации, технического нормирования и сертификации Госстроя России: 117311, г. Москва, ул. Строителей, д. 8, к. 2, тел. 930−5766, 930−4158. Особо хотелось бы подчеркнуть, что неправомочно использовать показатели качества окна, приведенные в техническом свидетельстве, для оценки качества фактически поставляемых окон. Для этой цели может быть использован только или сертификат соответствия на данную партию окон, или документ о качестве, выданный изготовителем к поставляемой партии окон на основе данных производственного контроля (если сертифицированы процесс производства и система контроля качества).

Работы по обязательной сертификации всех видов окон, а также хотя бы некоторых элементов к ним уполномочены проводить всего лишь несколько органов по сертификации на территории России. Там же можно получить консультацию по вопросам, возникшим в процессе выбора и связанным с применением тех или иных видов окон в строительстве.

Обобщая все вышесказанное, рекомендуется следующая схема выбора окна потребителем.

Выбирается определяющий показатель качества окна. В большинстве случаев таковым является приведенное сопротивление теплопередаче. В дальнейшем конкретные пояснения к общей схеме даны именно для указанных случаев.

На основании требований нормативных документов получаем требуемую величину определяющего показателя.

Определяем виды окон, сопротивление теплопередаче которых близко к ранее принятому значению Rтр. Отобранные конструкции пользуются правом первоочередного рассмотрения при выборе окна.

Выбор окна производится по величине его приведенного сопротивления теплопередаче, указанной в сертификате соответствия на данное окно.

Партия окон может быть применена в данном конкретном строительстве при одновременном выполнении следующих условий:

данная партия окон имеет сертификат соответствия или имеет место совокупность трех событий: 1) данный тип (марка) окна имеет сертификат соответствия; 2) сертифицирован процесс производства и система контроля качества у изготовителя этих окон; 3) на данную партию окон изготовителем на основе данных производственного контроля выдан документ о качестве;

наличие тех же условий, что и в пункте а) на элементы выбираемых окон: стеклопакеты (если они используются в данных окнах) и герметизирующие уплотнительные материалы, используемые в конструкции и при монтаже окна;

значение приведенного сопротивления теплопередаче, указанное в сертификате на выбранные окна, должно быть не менее Rтр, определенного в соответствии с пунктом 2;

в сертификате соответствия или в документе изготовителя о качестве должно быть подтверждено соответствие характеристик данной партии окон, а также стеклопакетов (если они используются в этих окнах) и герметизирующих материалов требованиям соответствующих ГОСТов или требованиям технического свидетельства Госстроя РФ;

геометрические размеры окон должны соответствовать размерам световых проемов в стенах, в которых предполагается эти окна устанавливать;

не подлежащие обязательной сертификации, но вместе с тем важные потребительские свойства окон должны соответствовать требованиям нормативных документов и обеспечивать необходимые условия внутреннего микроклимата.

К числу наиболее важных потребительских свойств окон, о которых идет речь в подпункте 5г, можно отнести:

воздухопроницаемость, нормируемая СНиП П-3−79*;

звукоизоляцию Rа тран., представляющую собой изоляцию внешнего шума, производимого потоком городского транспорта; этот показатель нормируется МГСН 2.04−97 и СНиП П-12−77;

общий коэффициент светопропускания, влияющий на значение коэффициента естественной освещенности (КЕО) в расчетной точке помещения, нормируемый в соответствии со СНиП 23−05−95;

долговечность окон (определяется расчетным путем на базе экспериментально полученных данных о ресурсе материалов, входящих в состав окна).

Получить объективную информацию о значениях указанных выше характеристик при выборе окон можно различными способами. Иногда поставщики производят добровольную сертификацию своих окон по указанным характеристикам. В случае необходимости и особой важности какого-либо из приведенных выше свойств для потребителя он и сам может обратиться с заявкой на добровольную сертификацию окон по этой характеристике в соответствующий испытательный центр или испытательную лабораторию при одном из органов по сертификации. Потребитель может также, не проводя сертификации, обратиться за консультацией в испытательный центр (лабораторию) по применимости тех или иных окон, с точки зрения долговечности, воздухопроницаемости, а также обеспечения звукоизоляции и естественной освещенности.

вверх страницы