Інститут Архітектури та Мистецтва ПФУ
Реферат
на тему:
«Скло в архітектурі»
Ростов-на-Дону
2008р
Скляний, олов'яний.
Сировиною для виробництва звичайного скла служить головним чином оксид кремнію (71-73%), або, інакше кажучи, звичайний пісок. Як флюссірующіх (знижують температуру плавлення) матеріалів використовується двооксиду натрію, тобто сода (13-16%), і оксид калію (5-10%). Карбонат кальцію надає речовині твердість (якщо не включити цей компонент, то вийде рідке силікатне скло). Оксиди магнію і алюмінію виконують стабілізуючу функцію, підвищуючи міцність скла. Інші добавки забезпечують матеріалу специфічні технологічні, експлуатаційні, фізико-механічні та декоративні властивості.
В давнину скляні вироби виготовлялися методом відливання (лиття) або пресування. На рубежі нової ери (між 27 р. до н.е. і 14 р. н.е.) була винайдена технологія видування скла, яка протрималася без малого 2000 років. за допомогою особливої трубки майстер-склодув видував болванку, яка потім піддавалася подальшій обробці. Віконне скло вироблялося так званим холявним методом. Спочатку видувають «Холява» - колба циліндричної форми довжиною до 3 м, діаметром до 100 см і вагою до 6 пудів (96 кг). Потім у напівфабрикату обрізали кінці, порожній циліндр розрізали і розкатували в лист. Що почалася в XIX столітті науково-технічна революція і наступна за нею загальна індустріалізація, небувалі раніше масштаби будівництва, бурхливий розвиток нових галузей промисловості (автомобільної, авіаційної та ін) вимагали колосальних обсягів високоякісного скла. Очевидно, що виробництво, засноване на напівкустарних видуванні, не могло впоратися з подібним завданням. У 1902 р в Бельгії був запропонований метод безперервного вертикального витягування листового скла. З ванни з розплавленої масою скло простягають в «щілину» між прокатних вальців. При цьому за рахунок прокатної в'язкості речовини і сил поверхневого натягу утворюється стрічка, яка, застигаючи, стає листовим склом. метод вертикального витягування дуже швидко отримав широке розповсюдження і застосовується до наших днів (правда, в досить скромних обсягах). Тим часом пошуки більш досконалої технології почалися вже в двадцятих роках минулого століття. Вертикальне витягування не влаштовувало склярів по трьох основних причин. По-перше, якість «витягнутого» скла безпосередньо залежить від стану вальців, іншими словами, дефекти обладнання відбиваються на кінцевому продукті. По-друге, для одержання заданих оптичних характеристик матеріал потребує дорогої поліровці, виявляється найчастіше недостатньо ефективною. По-третє, продуктивність обладнання вертикального витягування досить обмежена, що не дозволяє збільшувати виробничі потужності і, як наслідок, знижувати собівартість продукції.
Щоб отримати ідеально рівне скляне полотно, треба було витягнути стрічку на поверхню рідини. Забавно, що вирішення цього завдання виявилося містичним чином зашифровано у російській граматичному правилі, що об'єднав в одному виключення три слова: скляний, олов'яний, дерев'яний. З деревом розібралися ще середньовічні майстри, які замінили соду поташем (деревною золою), покінчивши тим самим з імпортом соди з країн Сходу і поліпшивши деякі властивості скляних виробів (колір, тугоплавкість).
Олово заявило про себе в новій прогресивній технології виробництва скла. У 1959 році фахівцям компанії Pilkington Brothers Ltd. (Великобританія) вдалося створити ванну, наповнену розплавом цього металу. Ємність з олов'яної «рідиною» була оточена спеціальної атмосферою, оскільки розплавлене олово швидко окислюється на повітрі. Споруда вийшла громіздким і дуже небезпечним. Проте мета була досягнута. Стрічка формувалася на поверхні оптимальної рідини, що дозволило виробляти високоякісне скло із светопропусканием більше 90%. У патенті інноваційна продукція отримала назву «флоат» («плаваючого») скла. Справедливості заради відзначимо, що другий незалежний патент на виробництво скла з застосуванням розплаву олова отримали радянські склярі. Причому англійці беззастережно визнали патентну чистоту нашого методу.
Сьогодні основні обсяги листового скла здійснюються за «флоат»-технологією. Потужні установки здатні видавати 1000-1200 тонн продукції на добу (для порівняння: печі вертикального витягування - не більше 400 тонн). Собівартість «плаваючою» продукції істотно нижче, ніж у матеріалу, отриманого вертикальним витягуванням.
«Флоат»-скло - OptifloatTM (Pikington), Planibel Clear (Glaverbel) - використовується не тільки в архітектурних цілях, але і служить в якості основи для виробництва скловиробів із спеціальними властивостями: сонцезахисних, енергозберігаючих, удароміцних, що самоочищаються, пожежобезпечних, з регульованою прозорістю .
Коментар фахівця
Олександр Скворцов, спеціаліст групи спецпроектів і ключових клієнтів компанії Glaverbel Russia
Один із перспективних напрямків розвитку скляної індустрії - створення багатофункціональних стекол. Наприклад, концерн Glaverbel багато років випускає продукт Sunergy з «твердим» напиленням, що поєднує в собі солярний контроль з підвищеними енергозберігаючими характеристиками. До того ж цей продукт відрізняється низьким відображенням і нейтральністю, що відповідає вимогам сучасної архітектури. Однак для досягнення високих показників з енергозбереження фахівці групи Glaverbel рекомендують застосування скла Sunergy у складі однокамерних склопакетів разом із внутрішнім низькоемісійним склом марки Planibel Top N, які мають «м'яким» магнетронним напиленням. При такій композиції склопакета плюс дистанційна рамка шириною не менше 15 мм опір теплопередачі (Ro) віконного скління досягає 0,62 кв. м С / Вт, а при заповненні склопакета аргоном - 0,68 кв. м С / Вт.
Разом з тим ми пропонуємо багатофункціональні селективні скла марки Stopray з «м'яким» магнетронним покриттям. Пропускаючи більшу частину видимого сонячного спектру, вони відсікають довгохвильове теплове випромінювання. Таким чином, виключається перегрів приміщень і, як наслідок, скорочуються витрати на вентиляцію та кондиціонування. У той же час Stopray - повноцінний енергозберігаючий продукт. Склопакети з такими стеклами мають високі теплотехнічні показники, зокрема опір теплопередачі 0,62 кв. м С / Вт. Додам, що лінія Stopray включає цілий ряд стекол різних відтінків. Крім того, такі скла входять до складу багатошарових комплексів (триплексу та інших), що забезпечують високий рівень безпеки світлопрозорих конструкцій.
Прозора «стіна».
Як відомо, вікна представляють собою своєрідні проломи в тепловому контурі будівлі. І справа не тільки в низькому опорі теплопередачі скляного заповнення віконних прорізів. У ході наукових досліджень доведено, що основний обсяг тепловтрат відбувається за рахунок радіаційної (випромінювальної) складовою теплової енергії, спрямованої в зовнішнє середовище. Отже, щоб скоротити витік тепла, необхідно забезпечити відображення інфрачервоного випромінювання всередину будівлі.
У 1960-х роках проводились активні експериментальні роботи в області металізації поверхні скла. Енергетична криза 1970-х підстьобнув цей процес. У результаті було налагоджено промислове виробництво низькоемісійного теплозберігаючі скла з «твердим» К-покриттям. Пізніше з'явилися скловироби з «м'яким» І (I)-напиленням.
К-скло виробляється піролітичним методом. Стрічка на виході з печі плавлення атакується молекулами оксидів металів. У результаті на склі утворюється металізована плівка. Оскільки процес відбувається безпосередньо на лінії, «тверді» покриття ще називають on-line-напиленням. До-скла добре протистоять механічній дії, не схильні до окислення при контакті з навколишнім середовищем (можна використовувати при одинарному склінні), відмінно переносять високі температури, що дозволяє зміцнювати таку продукцію методом термічного загартовування. Проте енергозберігаючі характеристики стекол з «твердим» напиленням, на жаль, «не дотягують» до сучасних теплотехнічних вимог.
У наші дні все більшої популярності набуває інноваційне скло з І-покриттям. Нізкоеміссионноє плівку наносять методом магнетронного напилення в режимі off-line. Готові листи поміщають у спеціальне обладнання - магнетрон, де в умовах глибокого вакууму на скляну поверхню напилюють кілька шарів рідкоземельних металів. «М'яке» покриття дуже чутливо до різних впливів. Скло з таким напиленням можна використовувати тільки в складі склопакета, причому оброблена сторона повинна бути звернена всередину виробу. «Ранима» характер «м'якого» напилення не перешкоджає участі стекол з таким покриттям в безпечних багатошарових комплексах (триплекс і дт.). До речі, в останні роки з'явилася загартована продукція з І-покриттям. Загартування стекол здійснюється у високотехнологічних печах, що мають спеціальні опції. Разом з тим енергозберігаючі здібності І-стекол вище всяких похвал. Досить сказати, що опір теплопередачі однокамерних склопакетів, укомплектованих листами з «м'яким» напиленням, становить 0,62 кв. м С / Вт (при заповненні міжскляного простору інертними газами - 0,68 - 0,7 кв. м С / Вт). Для порівняння: згідно з московським територіальним нормам, даний показник (для вікон та балконних дверей) повинен бути не менше 0,55 кв. м С / Вт. Таким чином, застосування низькоемісійних стекол дозволяє скоротити втрати тепла за рахунок випромінювання в п'ять разів, а загальні тепловтрати - у два-три рази.
Справедливості заради відзначимо, що завдання ефективного теплопостачання не вирішується тільки за рахунок термічних достоїнств скляного заповнення. Поліпшити теплотехніку вікна або іншого світлопрозорого елемента дозволяють прогресивні технології і сучасні матеріали, що забезпечують конструкції такі якості, як герметичність і геометрична стабільність, а також тривалий термін безремонтної служби. У наші дні при необхідності створюються віконні системи, сопротіаленіе теплопередачі яких перевищує 2,0 кв. м С / Вт, тобто по теплотехнічних характеристиках близькі до стіновий огороджувальної конструкції (для московського регіону приведений опір теплопередачі зовнішньої стіни повинна бути не менше 3,0-3,2 кв. м С / Вт).
Поглинати або відображати.
Рішення завдання теплозбереження загострило іншу проблему - перегрів внутрішнього простору будівель і сонячну погоду. Зовнішнє тепло, проникнувши в будівлю, не може повернутися назад: шлях йому перепиняє низькоемісійне покриття. Це призводить до виникнення парникового ефекту і підвищення температури в приміщеннях до 60-80 ˚ С.
Послабити вплив сонця можна за допомогою поглинання або відбиття. У першому випадку застосовуються спеціальні види пофарбованих у масі скла: Arctic BlueTM (Pilkington), Planibel Coloured (Glaverbel), Parsol (Saint-Gobian Glass). Тонування досягається за рахунок додавання в розплав оксидів металів. При цьому кінцевий продукт набуває не тільки колір (насичений блакитний, сірий, зелений, бронзовий, рожевий), але й особливі енергетичні та оптичні якості. Забарвлене в масі скління частково поглинає радіаційне тепло, знижуючи тим самим інтенсивність впливу сонячного випромінювання. У залежності від товщини листа і кольору тоноване скло поглинає від 23 до 51% теплової енергії. На теплопоглинальне склі майже не утворюється відблисків, що благотворно позначається на візуальній екології міського середовища. Тонована продукція (Arctic BlueTM) також характеризується низьким рівнем пропускання ультрафіолетового випромінювання.
Додамо, що ефект поглинання тепла використовується в сонячних колекторах, виготовлених на базі спеціальних стекол. Такі вироби є продуктом нанотехнологій. На поверхню скла наноситься найтонша плівка кремнієвих наночасток, яка у поєднанні з кремовою основою (тобто зі склом) утворює нанокремніевий фотоелектричний елемент. Завдяки останньому поглинається сонячне випромінювання перетвориться в електрику. Тоноване скло далеко не завжди влаштовує архітекторів і дизайнерів. У сучасній архітектурі сильні тенденції, орієнтовані на стирання кордонів між внутрішнім простором і навколишнім середовищем. Для досягнення візуальної інтеграції інтер'єрів і зовнішнього світу використовуються нейтральні скла з светоотражающим напиленням або абсолютно безбарвні стекла, що володіють підвищеним коефіцієнтом світлопропускання: Pilkington Optiwhiteтм, Eurowhite (Euroglas, Німеччина) - зі зниженим вмістом оксиду заліза, який надає нейтрального скла легкий зеленуватий відтінок.
Слід згадати і про рефлективних стеклах: Reflectasol, Cool-Lite (Saint-Gobain) та інших. На їх поверхню нанесено особливий дзеркальний шар, не тільки чудово відображає сонячне випромінювання, але і володіє вражаючим візуальним ефектом. При цьому забезпечується одностороннє спостереження, тобто зсередини немає обмеження видимості, а зовні скло практично не проникності для погляду перехожих. Таке скло захищає внутрішнє життя будівлі від стороннього погляду в умовах тісної міської забудови.
Все більшу популярність здобувають антиблискові скла, тобто продукція, повністю позбавлена відбиває ефекту. До недавнього часу такі вироби були затребувані лише в музейній справі, в художніх салонах і галереях. Однак у наші дні гостро постало питання візуальної екології міського середовища, а також забезпечення транспортної безпеки. З'ясувалося, що дзеркальні фасади роблять негативний вплив на фізіологію людини. Крім того, відображення світла фар може засліпити водія, особливо якщо потужний світловий потік виникає раптово, з-за рогу. Щоб виключити виникнення аварій, Державна інспекція по забезпеченню безпеки дорожнього руху пропонує використовувати для скління перших поверхів скла з низьким рівнем відображення (не більше 8%).
Коментар Фахівця
Андрій Стольний, глава російського представництва компанії Guardian Gllass SA
Ідея мультифункціональних стекол полягає в тому, щоб в одному продукті об'єднати дві характеристики: теплоізоляційну і теплозахисну. Магнетрона технологія дає таку можливість. Наша компанія в 1996 році розробила технологію Silacoat ®, що дозволяє послідовно наносити різні шари не біле прозоре скло. Таким чином, вдається вирішити одночасно декілька завдань і створити дійсно багатофункціональні скла. Лінійка продуктів Sun-Guard ® Solar і High Performance включає 14 видів Solar і 10 видів HP стекол в сірих, сіро-блакитних, синіх і зелених тонах товщиною 3-15 мм. Суть технології полягає в чергуванні функціональних та захисних шарів. Верхній і нижній шари з оксидів і нітридів впливають на дзеркальність, світлопропускання і колір. Основний функціональний шар з різних металів (срібло, хром) забезпечує відображення короткохвильового і довгохвильового теплового випромінювання. Для захисту основних функціональних шарів від механічних і хімічних пошкоджень, а також відображення і поглинання короткохвильового теплового випромінювання між цими шарами робиться захисне напилення. Захисний шар з нітриду кремнію дозволяє піддавати багатофункціональні скла Guardian загартовуванню за стандартною технологією: з нагрівом до 600 ˚ С і швидким охолодженням. До останнього часу ця можливість була прерогативою компанії Guardian. Наше скло з магнетронним напиленням забезпечує більш високе світлопропускання (до 67%) й набагато нижче пропускання тепла від сонця (сонячний фактор менше 41%). За таким склом комфортніше перебувати, тому що воно більш прозоре, більш світле, але при цьому захищає приміщення від перегріву літом. І найголовніше - покриття нанесені на полупросветленное скло. Що гарантує природність освітлення.
[
\ S
Обсяги виробництва скла на світовому ринку.
Без загрози для здоров'я.
Скло вважається чи не еталоном крихкості. При руйнуванні скляного полотна утворюються великі й дуже небезпечні осколки. Високої крихкість скло зобов'язане своєму самому твердому компоненту - оксиду кремнію, який не здатний сприймати пластичну деформацію згину. Спроби підвищити ударну міцність скляних виробів робилися з давніх часів. Так, методом проб і помилок було виявлено, що деякого зміцнення скла можна досягти завдяки введенню до складу шихти спеціальних компонентів, зокрема оксиду магнію.
На початку минулого століття склярі взяли на озброєння металургійний досвід. Був розроблений метод термічного попереднього напруження (аналог загартування металу), який використовується і в наші дні. Для підвищення міцності скло поміщають у піч, нагрівають до температури близько 600 ˚ С і потім швидко охолоджують. У результаті внутрішні розтягнуті шари скляного полотна виявляються ув'язненими в стислій зовнішній оболонці. Пізніше з'ясувалося, що такого ж ефекту можна досягти і хімічним способом. Верхні шари скла стискаються за рахунок іонного обміну. У процесі загартовування (термічного або хімічного) оптичні та інші показники скляних виробів залишаються в нормі.
Термічна і ударна міцність загартованого скла відповідно у три і шість разів вище, ніж у звичайного скла. При руйнуванні зміцнені листи розсипаються на дрібні і цілком нешкідливі шматочки.
Підкреслимо, що тоновані стекла, що характеризуються високим коефіцієнтом поглинання сонячного світла (понад 25%), потребують в зміцненні допомогою гарту. У процесі експлуатації забарвлене скління піддається нерівномірному нагріванню, що призводить до виникнення значних внутрішніх напружень і, як наслідок, руйнування скла.
Разом з тим загартованому склу притаманний один суттєвий недолік - табу на механічну обробку. Його не можна різати, свердлити, шліфувати (ці операції слід виробляти до гарту скла). Ще один мінус - спонтанне саморуйнування, яке відбувається з вини залишкових напружень.
Важливо, щоб розбите скло не розліталося на всі боки, а утримувалося якоїсь стабільної основою. З цим завданням добре справляються скла, зміцнені сталевою сіткою. До того ж така продукція має підвищену вогнестійкість. Однак застосування армованих стекол обмежено, перш за все, через низькі оптичних властивостей.
У 1910 році був винайдений спосіб виробництва багатошарового високоміцного скла, яке навіть назвали куленепробивним. Продукт представляв собою композитний матеріал, в якому між стеклами (двома і більше) містилася целулоїдна плівка. Подібне скло отримало широке застосування в авіаційній та автомобільної промисловості, особливо в їх військових галузях.
Метод отримав подальший розвиток. У компанії Pilkington була розроблена технологія виробництва безпечного тришарового скла (триплекс). Скло в таких виробах з'єднуються за допомогою полівінілбутіральной плівки. Зібраний комплекс піддають автоклавної обробки при температурі 140 - 160 ˚ С і тиску 12 атм. Листкова структура не тільки надає триплексу високу ударостійкість, а й забезпечує безосколочним характер руйнування. При сильному ударі дрібні осколки не розлітаються, а утримуються плівкою. Багатошарове скло виробляється також методом заливки, при якому зазор між стеклами заповнюється спеціальною полімерною смолою. Під дією ультрафіолетового випромінювання смола твердіє і міцно скріплює скла. Така технологія не вимагає попередньої підготовки листів. До складу полімерної суміші можна вводити пігменти, що дозволяє отримувати тоновані вироби. Правда, заливний триплекс більш схильний до розшарування і, отже, менш довговічний, ніж його плівковий «побратим».
У триплекс об'єднують міцні (загартовані і хімічно зміцнені методом травлення), низькоемісійне, художні (рельєфні, візерунчасті) та інші скла. Крім того, на ринку представлені ламіновані вироби, до складу яких входить особлива акустична плівка: Pilkington Optilamтм Phon, Stratophone (Glaverbel), SGG Stadip Silence ® (Saint-Gobian). Завдяки високій звукоізоляційною здібності такі скла відмінно захищають будинок від низькочастотного вуличного шуму. До того ж на відміну від монолітного скла великої товщини (або поєднання стекол різної товщини), традиційно використовуваного в звукоізоляційних цілях, акустична ламінована продукція не має критичної частоти (тобто частоти, при якій різко знижується рівень звукоізоляції). Крім триплексів виробляють і комплекси з п'яти (Пентаплекс) і більше (поліплекс) шарів. Останні мають виняткову міцність. Досить сказати, що малеріал товщиною 6 см є куленепробивним і здатний відобразити постріл в упор з бойової гвинтівки. У багатошарову композицію включають навіть високоміцний полікарбонат. Особлива тема - безпечний склопакет. Довгі роки в таких виробах із зовнішнього боку встановлювалися загартовані скла, а з внутрішньої - триплекс. Поява загартованих продуктів з селективним покриттям змінило ситуацію. Фахівці компанії Glaverbel запропонували «перевернути» склопакет. Очевидно, що триплекс більш доречний зовні. По-перше, багатошарове скло не осипається при руйнуванні, що особливо важливо для висотних будівель. Осколки загартованого скла при падінні з висоти становлять реальну небезпеку для перехожих. По-друге, високоякісний триплекс не має оптичних спотворень, властивих загартованому склу (кутове зміщення вторинного зображення, що виникає в силу напруги поверхневих шарів). Тим часом самі незначні дефекти (до 1%) скловиробів можуть порушити візуальну площину прозорих або дзеркальних фасадів.
Коментар фахівця
В'ячеслав Коломієць, генеральний директор компанії TGE
Філософська ідея зміни характеристик засклення залежно від навколишнього середовища стара, як скляний світ. У наші дні випускається безліч спеціальних стекол: тоновані, солнцеотражающіе, нізкоеміссионниє і так далі. Проте всі вони мають заданими при виробництві абсолютно статичними властивостями. Між тим умови всередині і зовні будівлі постійно змінюються. Скажімо, природне освітлення залежить від часу доби, сезону, погоди. Мешканцям застекольного простору часом потрібно приватна і комфортна атмосфера.
Наша компанія пропонує електрохромние скла, прозорість яких можна регулювати одним натисканням кнопки переносного пульта. Під впливом електричного струм (напруга 2 В) активна полімерна прошарок триплексу набуває насичене забарвлення. При відключенні електрики полімерна композиція повертається у вихідне прозоре стан. Наша технологія дозволяє виробляти електрохромноє скло різного кольору (синє, бронзове, сіре).
Продукт офіційно визнаний в Росії і в світі (має російський і міжнародний патенти). Технологія повністю підготовлена для впровадження у промислове виробництво. На нашому дослідному підприємстві поки випускається декілька сотень квадратних метрів скла на місяць (різних відтінків синього кольору). Питання подальшого нарощування обсягів виробництва знаходиться на стадії опрацювання.
Огнеборческая місія.
Термічна стійкість - не найсильніший властивість листового скла. При різкому підвищенні температури матеріал покривається тріщинами, каламутніє, оплавляється і, нарешті, повністю руйнується. Словом, при забезпеченні пожежної безпеки будівель на «допомогу» скління розраховувати не доводиться. Тим часом сучасна архітектура вкрай потребує склі, здатний виконувати вогнезахисну функцію. Вогнестійкі скляні системи життєво необхідні будівель з великою площею скління, а також будівель, що експлуатується в умовах щільної забудови.
Протипожежні скла останнього покоління Pyrobel (Glaverbel), Pilkington Pyrodurтм, Pilkington Pyrostopтм, Fireswiss (Euroglas) мають багатошарову структуру. Зазори між стеклами заповнені особливим гелієвим складом. При критичному підвищенні температури проміжні шари розширюються і переходять в твердий, пористе стан. У результаті елемент скління перетворюється на жорстку не прозору вогнезахисну конструкцію.
Коментар фахівця
Віктор Франк, керівник відділу продажів вогнестійких стекол компанії Pilkington
Вогнестійкість - здатність вироби, конструкції або елемента споруди перешкоджати поширенню вогню, забезпечуючи при пожежі безпека шляхів евакуації. Вогнестійкість роздільної конструкції як комплексної системи, що складається зі скла і профільних елементів, забезпечується відповідністю цих елементів, а також способів кріплення скла і конструкції в цілому.
Існує два типи розділових конструкцій: E і EI (W). Від скляних конструкцій класу E потрібно герметичність стосовно полум'я і гарячим газам протягом певного часу. Для класу E не встановлені обмеження зростання температури поверхні скла на протилежній по відношенню до вогню стороні. Скло пропускає теплове випромінювання (жар). Тому при використанні конструкцій класу E необхідно звертати увагу на те, щоб евакуаційні проходи та легкозаймисті матеріали перебували на достатній відстані від скла.
Від розділових скляних конструкцій класу EI потрібно герметичність (E) по відношенню до полум'я і гарячим газам, а також здатність значною мірою перешкоджати (I) проходженню теплового випромінювання на протилежну по відношенню до вогню сторону протягом встановленого часу. Максимальний дозволений підйом температури не може перевищувати 3,5 кВт / кв.м. Вогнестійкі скло класу EI запобігають нагрів і викликаного їм займання матеріалів, що знаходяться в безпосередній близькості до скла, і гарантують людям безпеку поблизу скла при виході з будівлі. Найбільш типовими місцями, де застосовуються скло класу EI, служать скління сходів евакуаційних проходів.
Технологія чистоти.
Жалюгідний стан міської атмосфери, насиченої вихлопними газами і кіптявою, негативно позначається на стані світлопрозорих фасадів. Скляна поверхня швидко покривається шаром важко сять «жирній» бруду. У результаті будівля набуває не охайний і відштовхуючий вигляд. Між тим відмити хмарочос - справа не проста і не дешева ($ 1,5-3 / кв.м і більше в залежності від висоти будівлі). До того ж ця робота малоефективна. Через деякий час «вмиті» фасади втрачають чистоту. Не так давно компанія Pilkington випустила на ринок унікальний матеріал - самоочищаються скло Pilkington Activтм. Ефект самоочищення досягається за рахунок спеціального пиролитического покриття подвійної дії (в основі хімічного складу - діоксид кремнію). По-перше, активна плівка (товщиною всього 15 нанометрів) виступає в ролі каталізатора реакції розкладання «органічної» бруду під впливом ультрафіолетового випромінювання. По-друге, покриття додає поверхні скла гідрофільні властивості. Продукти розпаду, а також неорганічні забруднення (дорожня пил і т.д.) легко змиваються дощовою водою. Після висихання на склі не залишається патьоків, розлучень і плям.
Скляний будинок: міф чи реальність?
Які метаморфози очікують скло в майбутньому?
Очевидно, що матеріал поступово набуває конструкційний статус. Давно перестали бути дивиною скляні підлоги, сходи, демонстраційні майданчики. У новій будівлі аеропорту в Ризі світлопрозора дах спирається на скляні несучі балки. Комбінуючи скла різного типу і різної товщини, можна створювати небувалі будівельні конструкції. У розвитку скла все виразніше виявляє себе нанотехнології, що дозволяють надати йому специфічні експлуатаційні та технічні характеристики, а також екстраординарні естетичні якості. Відомо, що скло - аморфний матеріал, який не має жорсткої кристалічної решітки. Молекули оксиду кремнію розташовані у випадковому порядку, а сполуки натрію і калію об'єднані в комплекси. Один із способів зміцнення скла - зміна структури за рахунок введення високоміцних синтетичних фібр (нанотрубок), здатних створити стабільні зв'язки між елементами.
Від листового скла також потрібні міцнісні «подвиги». На системи скління впливають великі статичні і динамічні навантаження. У сучасних умовах гостро стоїть питання про виробництво скла зі стабільною, завідомо відомими характеристиками міцності, які можна включати до нормативних документів, використовувати в розрахунках. Встане чи скло в один ряд зі сталлю і залізобетоном, покаже час.
Реферат
на тему:
«Скло в архітектурі»
Ростов-на-Дону
2008р
Скляний, олов'яний.
Сировиною для виробництва звичайного скла служить головним чином оксид кремнію (71-73%), або, інакше кажучи, звичайний пісок. Як флюссірующіх (знижують температуру плавлення) матеріалів використовується двооксиду натрію, тобто сода (13-16%), і оксид калію (5-10%). Карбонат кальцію надає речовині твердість (якщо не включити цей компонент, то вийде рідке силікатне скло). Оксиди магнію і алюмінію виконують стабілізуючу функцію, підвищуючи міцність скла. Інші добавки забезпечують матеріалу специфічні технологічні, експлуатаційні, фізико-механічні та декоративні властивості.
В давнину скляні вироби виготовлялися методом відливання (лиття) або пресування. На рубежі нової ери (між 27 р. до н.е. і 14 р. н.е.) була винайдена технологія видування скла, яка протрималася без малого 2000 років. за допомогою особливої трубки майстер-склодув видував болванку, яка потім піддавалася подальшій обробці. Віконне скло вироблялося так званим холявним методом. Спочатку видувають «Холява» - колба циліндричної форми довжиною до 3 м, діаметром до 100 см і вагою до 6 пудів (96 кг). Потім у напівфабрикату обрізали кінці, порожній циліндр розрізали і розкатували в лист. Що почалася в XIX столітті науково-технічна революція і наступна за нею загальна індустріалізація, небувалі раніше масштаби будівництва, бурхливий розвиток нових галузей промисловості (автомобільної, авіаційної та ін) вимагали колосальних обсягів високоякісного скла. Очевидно, що виробництво, засноване на напівкустарних видуванні, не могло впоратися з подібним завданням. У 1902 р в Бельгії був запропонований метод безперервного вертикального витягування листового скла. З ванни з розплавленої масою скло простягають в «щілину» між прокатних вальців. При цьому за рахунок прокатної в'язкості речовини і сил поверхневого натягу утворюється стрічка, яка, застигаючи, стає листовим склом. метод вертикального витягування дуже швидко отримав широке розповсюдження і застосовується до наших днів (правда, в досить скромних обсягах). Тим часом пошуки більш досконалої технології почалися вже в двадцятих роках минулого століття. Вертикальне витягування не влаштовувало склярів по трьох основних причин. По-перше, якість «витягнутого» скла безпосередньо залежить від стану вальців, іншими словами, дефекти обладнання відбиваються на кінцевому продукті. По-друге, для одержання заданих оптичних характеристик матеріал потребує дорогої поліровці, виявляється найчастіше недостатньо ефективною. По-третє, продуктивність обладнання вертикального витягування досить обмежена, що не дозволяє збільшувати виробничі потужності і, як наслідок, знижувати собівартість продукції.
Щоб отримати ідеально рівне скляне полотно, треба було витягнути стрічку на поверхню рідини. Забавно, що вирішення цього завдання виявилося містичним чином зашифровано у російській граматичному правилі, що об'єднав в одному виключення три слова: скляний, олов'яний, дерев'яний. З деревом розібралися ще середньовічні майстри, які замінили соду поташем (деревною золою), покінчивши тим самим з імпортом соди з країн Сходу і поліпшивши деякі властивості скляних виробів (колір, тугоплавкість).
Олово заявило про себе в новій прогресивній технології виробництва скла. У 1959 році фахівцям компанії Pilkington Brothers Ltd. (Великобританія) вдалося створити ванну, наповнену розплавом цього металу. Ємність з олов'яної «рідиною» була оточена спеціальної атмосферою, оскільки розплавлене олово швидко окислюється на повітрі. Споруда вийшла громіздким і дуже небезпечним. Проте мета була досягнута. Стрічка формувалася на поверхні оптимальної рідини, що дозволило виробляти високоякісне скло із светопропусканием більше 90%. У патенті інноваційна продукція отримала назву «флоат» («плаваючого») скла. Справедливості заради відзначимо, що другий незалежний патент на виробництво скла з застосуванням розплаву олова отримали радянські склярі. Причому англійці беззастережно визнали патентну чистоту нашого методу.
Сьогодні основні обсяги листового скла здійснюються за «флоат»-технологією. Потужні установки здатні видавати 1000-1200 тонн продукції на добу (для порівняння: печі вертикального витягування - не більше 400 тонн). Собівартість «плаваючою» продукції істотно нижче, ніж у матеріалу, отриманого вертикальним витягуванням.
«Флоат»-скло - OptifloatTM (Pikington), Planibel Clear (Glaverbel) - використовується не тільки в архітектурних цілях, але і служить в якості основи для виробництва скловиробів із спеціальними властивостями: сонцезахисних, енергозберігаючих, удароміцних, що самоочищаються, пожежобезпечних, з регульованою прозорістю .
Коментар фахівця
Олександр Скворцов, спеціаліст групи спецпроектів і ключових клієнтів компанії Glaverbel Russia
Один із перспективних напрямків розвитку скляної індустрії - створення багатофункціональних стекол. Наприклад, концерн Glaverbel багато років випускає продукт Sunergy з «твердим» напиленням, що поєднує в собі солярний контроль з підвищеними енергозберігаючими характеристиками. До того ж цей продукт відрізняється низьким відображенням і нейтральністю, що відповідає вимогам сучасної архітектури. Однак для досягнення високих показників з енергозбереження фахівці групи Glaverbel рекомендують застосування скла Sunergy у складі однокамерних склопакетів разом із внутрішнім низькоемісійним склом марки Planibel Top N, які мають «м'яким» магнетронним напиленням. При такій композиції склопакета плюс дистанційна рамка шириною не менше 15 мм опір теплопередачі (Ro) віконного скління досягає 0,62 кв. м С / Вт, а при заповненні склопакета аргоном - 0,68 кв. м С / Вт.
Разом з тим ми пропонуємо багатофункціональні селективні скла марки Stopray з «м'яким» магнетронним покриттям. Пропускаючи більшу частину видимого сонячного спектру, вони відсікають довгохвильове теплове випромінювання. Таким чином, виключається перегрів приміщень і, як наслідок, скорочуються витрати на вентиляцію та кондиціонування. У той же час Stopray - повноцінний енергозберігаючий продукт. Склопакети з такими стеклами мають високі теплотехнічні показники, зокрема опір теплопередачі 0,62 кв. м С / Вт. Додам, що лінія Stopray включає цілий ряд стекол різних відтінків. Крім того, такі скла входять до складу багатошарових комплексів (триплексу та інших), що забезпечують високий рівень безпеки світлопрозорих конструкцій.
Прозора «стіна».
Як відомо, вікна представляють собою своєрідні проломи в тепловому контурі будівлі. І справа не тільки в низькому опорі теплопередачі скляного заповнення віконних прорізів. У ході наукових досліджень доведено, що основний обсяг тепловтрат відбувається за рахунок радіаційної (випромінювальної) складовою теплової енергії, спрямованої в зовнішнє середовище. Отже, щоб скоротити витік тепла, необхідно забезпечити відображення інфрачервоного випромінювання всередину будівлі.
У 1960-х роках проводились активні експериментальні роботи в області металізації поверхні скла. Енергетична криза 1970-х підстьобнув цей процес. У результаті було налагоджено промислове виробництво низькоемісійного теплозберігаючі скла з «твердим» К-покриттям. Пізніше з'явилися скловироби з «м'яким» І (I)-напиленням.
К-скло виробляється піролітичним методом. Стрічка на виході з печі плавлення атакується молекулами оксидів металів. У результаті на склі утворюється металізована плівка. Оскільки процес відбувається безпосередньо на лінії, «тверді» покриття ще називають on-line-напиленням. До-скла добре протистоять механічній дії, не схильні до окислення при контакті з навколишнім середовищем (можна використовувати при одинарному склінні), відмінно переносять високі температури, що дозволяє зміцнювати таку продукцію методом термічного загартовування. Проте енергозберігаючі характеристики стекол з «твердим» напиленням, на жаль, «не дотягують» до сучасних теплотехнічних вимог.
У наші дні все більшої популярності набуває інноваційне скло з І-покриттям. Нізкоеміссионноє плівку наносять методом магнетронного напилення в режимі off-line. Готові листи поміщають у спеціальне обладнання - магнетрон, де в умовах глибокого вакууму на скляну поверхню напилюють кілька шарів рідкоземельних металів. «М'яке» покриття дуже чутливо до різних впливів. Скло з таким напиленням можна використовувати тільки в складі склопакета, причому оброблена сторона повинна бути звернена всередину виробу. «Ранима» характер «м'якого» напилення не перешкоджає участі стекол з таким покриттям в безпечних багатошарових комплексах (триплекс і дт.). До речі, в останні роки з'явилася загартована продукція з І-покриттям. Загартування стекол здійснюється у високотехнологічних печах, що мають спеціальні опції. Разом з тим енергозберігаючі здібності І-стекол вище всяких похвал. Досить сказати, що опір теплопередачі однокамерних склопакетів, укомплектованих листами з «м'яким» напиленням, становить 0,62 кв. м С / Вт (при заповненні міжскляного простору інертними газами - 0,68 - 0,7 кв. м С / Вт). Для порівняння: згідно з московським територіальним нормам, даний показник (для вікон та балконних дверей) повинен бути не менше 0,55 кв. м С / Вт. Таким чином, застосування низькоемісійних стекол дозволяє скоротити втрати тепла за рахунок випромінювання в п'ять разів, а загальні тепловтрати - у два-три рази.
Справедливості заради відзначимо, що завдання ефективного теплопостачання не вирішується тільки за рахунок термічних достоїнств скляного заповнення. Поліпшити теплотехніку вікна або іншого світлопрозорого елемента дозволяють прогресивні технології і сучасні матеріали, що забезпечують конструкції такі якості, як герметичність і геометрична стабільність, а також тривалий термін безремонтної служби. У наші дні при необхідності створюються віконні системи, сопротіаленіе теплопередачі яких перевищує 2,0 кв. м С / Вт, тобто по теплотехнічних характеристиках близькі до стіновий огороджувальної конструкції (для московського регіону приведений опір теплопередачі зовнішньої стіни повинна бути не менше 3,0-3,2 кв. м С / Вт).
Поглинати або відображати.
Рішення завдання теплозбереження загострило іншу проблему - перегрів внутрішнього простору будівель і сонячну погоду. Зовнішнє тепло, проникнувши в будівлю, не може повернутися назад: шлях йому перепиняє низькоемісійне покриття. Це призводить до виникнення парникового ефекту і підвищення температури в приміщеннях до 60-80 ˚ С.
Послабити вплив сонця можна за допомогою поглинання або відбиття. У першому випадку застосовуються спеціальні види пофарбованих у масі скла: Arctic BlueTM (Pilkington), Planibel Coloured (Glaverbel), Parsol (Saint-Gobian Glass). Тонування досягається за рахунок додавання в розплав оксидів металів. При цьому кінцевий продукт набуває не тільки колір (насичений блакитний, сірий, зелений, бронзовий, рожевий), але й особливі енергетичні та оптичні якості. Забарвлене в масі скління частково поглинає радіаційне тепло, знижуючи тим самим інтенсивність впливу сонячного випромінювання. У залежності від товщини листа і кольору тоноване скло поглинає від 23 до 51% теплової енергії. На теплопоглинальне склі майже не утворюється відблисків, що благотворно позначається на візуальній екології міського середовища. Тонована продукція (Arctic BlueTM) також характеризується низьким рівнем пропускання ультрафіолетового випромінювання.
Додамо, що ефект поглинання тепла використовується в сонячних колекторах, виготовлених на базі спеціальних стекол. Такі вироби є продуктом нанотехнологій. На поверхню скла наноситься найтонша плівка кремнієвих наночасток, яка у поєднанні з кремовою основою (тобто зі склом) утворює нанокремніевий фотоелектричний елемент. Завдяки останньому поглинається сонячне випромінювання перетвориться в електрику. Тоноване скло далеко не завжди влаштовує архітекторів і дизайнерів. У сучасній архітектурі сильні тенденції, орієнтовані на стирання кордонів між внутрішнім простором і навколишнім середовищем. Для досягнення візуальної інтеграції інтер'єрів і зовнішнього світу використовуються нейтральні скла з светоотражающим напиленням або абсолютно безбарвні стекла, що володіють підвищеним коефіцієнтом світлопропускання: Pilkington Optiwhiteтм, Eurowhite (Euroglas, Німеччина) - зі зниженим вмістом оксиду заліза, який надає нейтрального скла легкий зеленуватий відтінок.
Слід згадати і про рефлективних стеклах: Reflectasol, Cool-Lite (Saint-Gobain) та інших. На їх поверхню нанесено особливий дзеркальний шар, не тільки чудово відображає сонячне випромінювання, але і володіє вражаючим візуальним ефектом. При цьому забезпечується одностороннє спостереження, тобто зсередини немає обмеження видимості, а зовні скло практично не проникності для погляду перехожих. Таке скло захищає внутрішнє життя будівлі від стороннього погляду в умовах тісної міської забудови.
Все більшу популярність здобувають антиблискові скла, тобто продукція, повністю позбавлена відбиває ефекту. До недавнього часу такі вироби були затребувані лише в музейній справі, в художніх салонах і галереях. Однак у наші дні гостро постало питання візуальної екології міського середовища, а також забезпечення транспортної безпеки. З'ясувалося, що дзеркальні фасади роблять негативний вплив на фізіологію людини. Крім того, відображення світла фар може засліпити водія, особливо якщо потужний світловий потік виникає раптово, з-за рогу. Щоб виключити виникнення аварій, Державна інспекція по забезпеченню безпеки дорожнього руху пропонує використовувати для скління перших поверхів скла з низьким рівнем відображення (не більше 8%).
Коментар Фахівця
Андрій Стольний, глава російського представництва компанії Guardian Gllass SA
Ідея мультифункціональних стекол полягає в тому, щоб в одному продукті об'єднати дві характеристики: теплоізоляційну і теплозахисну. Магнетрона технологія дає таку можливість. Наша компанія в 1996 році розробила технологію Silacoat ®, що дозволяє послідовно наносити різні шари не біле прозоре скло. Таким чином, вдається вирішити одночасно декілька завдань і створити дійсно багатофункціональні скла. Лінійка продуктів Sun-Guard ® Solar і High Performance включає 14 видів Solar і 10 видів HP стекол в сірих, сіро-блакитних, синіх і зелених тонах товщиною 3-15 мм. Суть технології полягає в чергуванні функціональних та захисних шарів. Верхній і нижній шари з оксидів і нітридів впливають на дзеркальність, світлопропускання і колір. Основний функціональний шар з різних металів (срібло, хром) забезпечує відображення короткохвильового і довгохвильового теплового випромінювання. Для захисту основних функціональних шарів від механічних і хімічних пошкоджень, а також відображення і поглинання короткохвильового теплового випромінювання між цими шарами робиться захисне напилення. Захисний шар з нітриду кремнію дозволяє піддавати багатофункціональні скла Guardian загартовуванню за стандартною технологією: з нагрівом до 600 ˚ С і швидким охолодженням. До останнього часу ця можливість була прерогативою компанії Guardian. Наше скло з магнетронним напиленням забезпечує більш високе світлопропускання (до 67%) й набагато нижче пропускання тепла від сонця (сонячний фактор менше 41%). За таким склом комфортніше перебувати, тому що воно більш прозоре, більш світле, але при цьому захищає приміщення від перегріву літом. І найголовніше - покриття нанесені на полупросветленное скло. Що гарантує природність освітлення.
[
Обсяги виробництва скла на світовому ринку.
Без загрози для здоров'я.
Скло вважається чи не еталоном крихкості. При руйнуванні скляного полотна утворюються великі й дуже небезпечні осколки. Високої крихкість скло зобов'язане своєму самому твердому компоненту - оксиду кремнію, який не здатний сприймати пластичну деформацію згину. Спроби підвищити ударну міцність скляних виробів робилися з давніх часів. Так, методом проб і помилок було виявлено, що деякого зміцнення скла можна досягти завдяки введенню до складу шихти спеціальних компонентів, зокрема оксиду магнію.
На початку минулого століття склярі взяли на озброєння металургійний досвід. Був розроблений метод термічного попереднього напруження (аналог загартування металу), який використовується і в наші дні. Для підвищення міцності скло поміщають у піч, нагрівають до температури близько 600 ˚ С і потім швидко охолоджують. У результаті внутрішні розтягнуті шари скляного полотна виявляються ув'язненими в стислій зовнішній оболонці. Пізніше з'ясувалося, що такого ж ефекту можна досягти і хімічним способом. Верхні шари скла стискаються за рахунок іонного обміну. У процесі загартовування (термічного або хімічного) оптичні та інші показники скляних виробів залишаються в нормі.
Термічна і ударна міцність загартованого скла відповідно у три і шість разів вище, ніж у звичайного скла. При руйнуванні зміцнені листи розсипаються на дрібні і цілком нешкідливі шматочки.
Підкреслимо, що тоновані стекла, що характеризуються високим коефіцієнтом поглинання сонячного світла (понад 25%), потребують в зміцненні допомогою гарту. У процесі експлуатації забарвлене скління піддається нерівномірному нагріванню, що призводить до виникнення значних внутрішніх напружень і, як наслідок, руйнування скла.
Разом з тим загартованому склу притаманний один суттєвий недолік - табу на механічну обробку. Його не можна різати, свердлити, шліфувати (ці операції слід виробляти до гарту скла). Ще один мінус - спонтанне саморуйнування, яке відбувається з вини залишкових напружень.
Важливо, щоб розбите скло не розліталося на всі боки, а утримувалося якоїсь стабільної основою. З цим завданням добре справляються скла, зміцнені сталевою сіткою. До того ж така продукція має підвищену вогнестійкість. Однак застосування армованих стекол обмежено, перш за все, через низькі оптичних властивостей.
У 1910 році був винайдений спосіб виробництва багатошарового високоміцного скла, яке навіть назвали куленепробивним. Продукт представляв собою композитний матеріал, в якому між стеклами (двома і більше) містилася целулоїдна плівка. Подібне скло отримало широке застосування в авіаційній та автомобільної промисловості, особливо в їх військових галузях.
Метод отримав подальший розвиток. У компанії Pilkington була розроблена технологія виробництва безпечного тришарового скла (триплекс). Скло в таких виробах з'єднуються за допомогою полівінілбутіральной плівки. Зібраний комплекс піддають автоклавної обробки при температурі 140 - 160 ˚ С і тиску 12 атм. Листкова структура не тільки надає триплексу високу ударостійкість, а й забезпечує безосколочним характер руйнування. При сильному ударі дрібні осколки не розлітаються, а утримуються плівкою. Багатошарове скло виробляється також методом заливки, при якому зазор між стеклами заповнюється спеціальною полімерною смолою. Під дією ультрафіолетового випромінювання смола твердіє і міцно скріплює скла. Така технологія не вимагає попередньої підготовки листів. До складу полімерної суміші можна вводити пігменти, що дозволяє отримувати тоновані вироби. Правда, заливний триплекс більш схильний до розшарування і, отже, менш довговічний, ніж його плівковий «побратим».
У триплекс об'єднують міцні (загартовані і хімічно зміцнені методом травлення), низькоемісійне, художні (рельєфні, візерунчасті) та інші скла. Крім того, на ринку представлені ламіновані вироби, до складу яких входить особлива акустична плівка: Pilkington Optilamтм Phon, Stratophone (Glaverbel), SGG Stadip Silence ® (Saint-Gobian). Завдяки високій звукоізоляційною здібності такі скла відмінно захищають будинок від низькочастотного вуличного шуму. До того ж на відміну від монолітного скла великої товщини (або поєднання стекол різної товщини), традиційно використовуваного в звукоізоляційних цілях, акустична ламінована продукція не має критичної частоти (тобто частоти, при якій різко знижується рівень звукоізоляції). Крім триплексів виробляють і комплекси з п'яти (Пентаплекс) і більше (поліплекс) шарів. Останні мають виняткову міцність. Досить сказати, що малеріал товщиною 6 см є куленепробивним і здатний відобразити постріл в упор з бойової гвинтівки. У багатошарову композицію включають навіть високоміцний полікарбонат. Особлива тема - безпечний склопакет. Довгі роки в таких виробах із зовнішнього боку встановлювалися загартовані скла, а з внутрішньої - триплекс. Поява загартованих продуктів з селективним покриттям змінило ситуацію. Фахівці компанії Glaverbel запропонували «перевернути» склопакет. Очевидно, що триплекс більш доречний зовні. По-перше, багатошарове скло не осипається при руйнуванні, що особливо важливо для висотних будівель. Осколки загартованого скла при падінні з висоти становлять реальну небезпеку для перехожих. По-друге, високоякісний триплекс не має оптичних спотворень, властивих загартованому склу (кутове зміщення вторинного зображення, що виникає в силу напруги поверхневих шарів). Тим часом самі незначні дефекти (до 1%) скловиробів можуть порушити візуальну площину прозорих або дзеркальних фасадів.
Коментар фахівця
В'ячеслав Коломієць, генеральний директор компанії TGE
Філософська ідея зміни характеристик засклення залежно від навколишнього середовища стара, як скляний світ. У наші дні випускається безліч спеціальних стекол: тоновані, солнцеотражающіе, нізкоеміссионниє і так далі. Проте всі вони мають заданими при виробництві абсолютно статичними властивостями. Між тим умови всередині і зовні будівлі постійно змінюються. Скажімо, природне освітлення залежить від часу доби, сезону, погоди. Мешканцям застекольного простору часом потрібно приватна і комфортна атмосфера.
Наша компанія пропонує електрохромние скла, прозорість яких можна регулювати одним натисканням кнопки переносного пульта. Під впливом електричного струм (напруга 2 В) активна полімерна прошарок триплексу набуває насичене забарвлення. При відключенні електрики полімерна композиція повертається у вихідне прозоре стан. Наша технологія дозволяє виробляти електрохромноє скло різного кольору (синє, бронзове, сіре).
Продукт офіційно визнаний в Росії і в світі (має російський і міжнародний патенти). Технологія повністю підготовлена для впровадження у промислове виробництво. На нашому дослідному підприємстві поки випускається декілька сотень квадратних метрів скла на місяць (різних відтінків синього кольору). Питання подальшого нарощування обсягів виробництва знаходиться на стадії опрацювання.
Огнеборческая місія.
Термічна стійкість - не найсильніший властивість листового скла. При різкому підвищенні температури матеріал покривається тріщинами, каламутніє, оплавляється і, нарешті, повністю руйнується. Словом, при забезпеченні пожежної безпеки будівель на «допомогу» скління розраховувати не доводиться. Тим часом сучасна архітектура вкрай потребує склі, здатний виконувати вогнезахисну функцію. Вогнестійкі скляні системи життєво необхідні будівель з великою площею скління, а також будівель, що експлуатується в умовах щільної забудови.
Протипожежні скла останнього покоління Pyrobel (Glaverbel), Pilkington Pyrodurтм, Pilkington Pyrostopтм, Fireswiss (Euroglas) мають багатошарову структуру. Зазори між стеклами заповнені особливим гелієвим складом. При критичному підвищенні температури проміжні шари розширюються і переходять в твердий, пористе стан. У результаті елемент скління перетворюється на жорстку не прозору вогнезахисну конструкцію.
Коментар фахівця
Віктор Франк, керівник відділу продажів вогнестійких стекол компанії Pilkington
Вогнестійкість - здатність вироби, конструкції або елемента споруди перешкоджати поширенню вогню, забезпечуючи при пожежі безпека шляхів евакуації. Вогнестійкість роздільної конструкції як комплексної системи, що складається зі скла і профільних елементів, забезпечується відповідністю цих елементів, а також способів кріплення скла і конструкції в цілому.
Існує два типи розділових конструкцій: E і EI (W). Від скляних конструкцій класу E потрібно герметичність стосовно полум'я і гарячим газам протягом певного часу. Для класу E не встановлені обмеження зростання температури поверхні скла на протилежній по відношенню до вогню стороні. Скло пропускає теплове випромінювання (жар). Тому при використанні конструкцій класу E необхідно звертати увагу на те, щоб евакуаційні проходи та легкозаймисті матеріали перебували на достатній відстані від скла.
Від розділових скляних конструкцій класу EI потрібно герметичність (E) по відношенню до полум'я і гарячим газам, а також здатність значною мірою перешкоджати (I) проходженню теплового випромінювання на протилежну по відношенню до вогню сторону протягом встановленого часу. Максимальний дозволений підйом температури не може перевищувати 3,5 кВт / кв.м. Вогнестійкі скло класу EI запобігають нагрів і викликаного їм займання матеріалів, що знаходяться в безпосередній близькості до скла, і гарантують людям безпеку поблизу скла при виході з будівлі. Найбільш типовими місцями, де застосовуються скло класу EI, служать скління сходів евакуаційних проходів.
Технологія чистоти.
Жалюгідний стан міської атмосфери, насиченої вихлопними газами і кіптявою, негативно позначається на стані світлопрозорих фасадів. Скляна поверхня швидко покривається шаром важко сять «жирній» бруду. У результаті будівля набуває не охайний і відштовхуючий вигляд. Між тим відмити хмарочос - справа не проста і не дешева ($ 1,5-3 / кв.м і більше в залежності від висоти будівлі). До того ж ця робота малоефективна. Через деякий час «вмиті» фасади втрачають чистоту. Не так давно компанія Pilkington випустила на ринок унікальний матеріал - самоочищаються скло Pilkington Activтм. Ефект самоочищення досягається за рахунок спеціального пиролитического покриття подвійної дії (в основі хімічного складу - діоксид кремнію). По-перше, активна плівка (товщиною всього 15 нанометрів) виступає в ролі каталізатора реакції розкладання «органічної» бруду під впливом ультрафіолетового випромінювання. По-друге, покриття додає поверхні скла гідрофільні властивості. Продукти розпаду, а також неорганічні забруднення (дорожня пил і т.д.) легко змиваються дощовою водою. Після висихання на склі не залишається патьоків, розлучень і плям.
Скляний будинок: міф чи реальність?
Які метаморфози очікують скло в майбутньому?
Очевидно, що матеріал поступово набуває конструкційний статус. Давно перестали бути дивиною скляні підлоги, сходи, демонстраційні майданчики. У новій будівлі аеропорту в Ризі світлопрозора дах спирається на скляні несучі балки. Комбінуючи скла різного типу і різної товщини, можна створювати небувалі будівельні конструкції. У розвитку скла все виразніше виявляє себе нанотехнології, що дозволяють надати йому специфічні експлуатаційні та технічні характеристики, а також екстраординарні естетичні якості. Відомо, що скло - аморфний матеріал, який не має жорсткої кристалічної решітки. Молекули оксиду кремнію розташовані у випадковому порядку, а сполуки натрію і калію об'єднані в комплекси. Один із способів зміцнення скла - зміна структури за рахунок введення високоміцних синтетичних фібр (нанотрубок), здатних створити стабільні зв'язки між елементами.
Від листового скла також потрібні міцнісні «подвиги». На системи скління впливають великі статичні і динамічні навантаження. У сучасних умовах гостро стоїть питання про виробництво скла зі стабільною, завідомо відомими характеристиками міцності, які можна включати до нормативних документів, використовувати в розрахунках. Встане чи скло в один ряд зі сталлю і залізобетоном, покаже час.