Что такое остекление?
Остекление — это процесс установки стекла в окна, двери или другие конструкции. Слово «остекление» происходит от среднеанглийского термина, связанного со стеклом. Оно описывает как саму часть стены или окна, сделанную из стекла, так и работу, которую выполняет стекольщик. Интересно, что этот термин также используется в офтальмологии для обозначения вставки линз в оправу очков. В архитектуре остекление играет важную роль, обеспечивая естественное освещение, теплоизоляцию и эстетику зданий.
Типы остекления в архитектуре
В строительстве используются различные типы стекла, каждый из которых имеет свои особенности. Наиболее распространенные виды включают:
Флоат-стекло
Это прозрачное или тонированное стекло, которое производится путем выливания расплавленного стекла на поверхность расплавленного олова. Оно отличается высокой прозрачностью и ровной поверхностью.
Закаленное стекло
Обрабатывается термически для повышения прочности. Оно в несколько раз прочнее обычного стекла и при разрушении распадается на мелкие безопасные осколки.
Многослойное стекло
Состоит из нескольких слоев, склеенных между собой. Оно используется для повышения безопасности, так как при повреждении осколки остаются на пленке.
Стекло с покрытием
На поверхность стекла наносятся специальные покрытия, например, низкоэмиссионные (Low-E), которые улучшают теплоизоляционные свойства.
Эти типы стекла могут использоваться как по отдельности, так и в составе стеклопакетов — двойных или тройных. Стеклопакеты состоят из двух или более стекол, разделенных воздушной прослойкой, что значительно улучшает тепло- и звукоизоляцию.
Как устанавливается стекло?
Стекло крепится в оконную раму или дверной брус с помощью различных методов. Чаще всего используется фальц — специальный паз в раме, куда вставляется стекло. Для фиксации применяются треугольные точки остекления, замазка или герметик. В случае с закаленным или ламинированным стеклом панели могут крепиться болтами, которые проходят через просверленные отверстия в металлическом каркасе.
История остекления
Первые упоминания об остеклении окон относятся к Древнему Риму, где в I веке нашей эры использовали примитивное стекло. Оно изготавливалось путем выдувания цилиндров, которые затем сплющивались. Такое стекло было мутным и не очень прозрачным. В XI веке появились новые технологии: стекло вращали в диск, создавая тонкие круглые окна, или формировали цилиндры, которые разрезали и разворачивали в прямоугольные панели.
Прорыв в производстве стекла произошел в XIX веке, когда Генри Бессемер изобрел метод непрерывного производства. Стекло протягивали через ролики, что позволило стандартизировать его толщину. Однако процесс требовал дополнительной полировки, что делало его дорогим. В 1950-х годах был разработан метод производства флоат-стекла, который до сих пор остается основным. Расплавленное стекло выливают на поверхность расплавленного олова, где оно выравнивается и охлаждается. Этот метод позволяет производить стекло высокого качества без дополнительной обработки.
Состав стекла
Стекло, используемое для остекления, чаще всего изготавливается из натриево-известкового состава. Основной компонент — кремнезем (SiO₂), который составляет 70–75% массы. Для снижения температуры плавления добавляют оксид натрия (сода, Na₂O), а для уменьшения растворимости в воде — оксид кальция (известь, CaO). Такой состав делает стекло прозрачным, прочным и доступным по цене.
Роль остекления в энергосбережении
Остекление играет ключевую роль в энергоэффективности зданий. Через окна может теряться до 30% тепла, поэтому важно минимизировать теплопередачу. Для этого используются два основных метода: снижение теплопроводности и уменьшение излучения.
Окна с двойным остеклением
Один из самых эффективных способов снизить теплопотери — использовать окна с двойным остеклением. Они состоят из двух стекол, разделенных воздушной прослойкой. Воздух в зазоре действует как изолятор, уменьшая теплопередачу. Окна с двойным остеклением имеют R-значение (показатель теплоизоляции) 2,1, что значительно выше, чем у одинарного стекла (0,9). В экстремальных климатических условиях иногда используют тройное остекление, которое обеспечивает R-значение 3,2.
Для повышения теплоизоляции воздушный зазор можно заполнить аргоном, криптоном или ксеноном. Эти газы обладают низкой теплопроводностью, что улучшает энергоэффективность. Еще один инновационный метод — создание вакуума между стеклами. Такие окна имеют R-значение до 10, но их производство остается дорогим.
Низкоэмиссионное покрытие (Low-E)
Низкоэмиссионное покрытие наносится на поверхность стекла для отражения инфракрасного излучения. Оно бывает двух типов:
Solar Control Low-E
Блокирует солнечное тепло, что снижает затраты на охлаждение. Такое покрытие наносят на внутреннюю поверхность внешнего стекла.
Пассивное Low-E
Сохраняет тепло внутри здания, отражая длинноволновое инфракрасное излучение. Оно подходит для холодного климата.
Низкоэмиссионное покрытие может наноситься двумя способами: Hard Coat и Soft Coat. Hard Coat наносится в процессе производства флоат-стекла и отличается прочностью, но менее эффективен. Soft Coat наносится позже, обеспечивает лучшую изоляцию, но менее устойчив к внешним воздействиям.
Преимущества современных технологий остекления
Современные технологии остекления позволяют не только улучшить энергоэффективность зданий, но и повысить комфорт проживания. Например, тонированное стекло защищает от избыточного солнечного света, а шумозащитное стекло снижает уровень внешнего шума. Кроме того, использование безопасного стекла (закаленного или многослойного) минимизирует риск травм при повреждении.
Экологические аспекты
Стекло — это экологически чистый материал, который легко перерабатывается. Использование вторичного стекла в производстве снижает потребление энергии и уменьшает выбросы CO₂. Кроме того, энергоэффективные окна помогают сократить расходы на отопление и кондиционирование, что также положительно влияет на окружающую среду.