Закаленное стекло
Каленое стекло — стекло прошедшее обработку высокой температурой с последующим резким охлаждением. Каленые стекла многим прочнее, чем обычные. Именно поэтому они применяются в стеклопакетах, к прочности которых предъявляются максимальные требования. Витрины и большие по площади стеклопакеты часто изготавливаются из каленого материала. Снизить стоимость стеклопакета, не потеряв его свойства можно используя закалку только с одной стороны.
Стеклопакет с закалкой внешне никак не отличается от обычного и проверить его свойства можно только при эксплуатации или по маркировке, которой может не быть.
Каленое стекло невозможно разрезать — оно рассыпается при воздействии острым и твердым предметом, поэтому, если стеклопакет не подходит по размеру, но переделать его не представляется возможным.
Где необходимо использовать
Каленое стекло устойчиво реагирует на резкие колебания температуры и выдерживает моментальный перепад температур до 200 градусов. Это актуально в окнах, которые устанавливаются в помещения без отопления помещения или помещения с очень высокой температурой, например, парилки в банях. Если обычный стеклопакет сильно нагреть и брызнуть на него холодной водой, то даже несколько капель сделают на нем трещину. Стеклопакет с закалкой при таких условиях не лопнет.
Стоимость
Стеклопакет с закалкой стоит примерно в два раза дороже обычного. Если стекло фигурное, то удорожание может быть еще большим. Сложные формы закаливаются сложнее и риск неудачного результата должен быть компенсирован производителю.
Пара примеров, когда это нужно
Первый пример
У нас был случай, когда зимой в -20гр. строители Заказчика сушили пол тепловыми пушками и направили горячий воздух на наши витрины. Итог: 3 из 4 треснули.
Второй пример
К нам обратился клиент с вопросом замены треснутых стеклопакетов в фасадном остеклении. Он уже несколько раз их менял и они сами по себе трескались. Причина оказалась в солнечной стороне и наличии тонировки. Из-за темной тонировки стекла в жару критично нагревались и лопались. Поставили закалённые и вопрос решился.
Почему они лопнули
Обычное сырое стекло выдерживает равномерный перепад температуры до 70 градусов и не более 40 градусов резкого перепада. Если в жаркую летнюю погоду приложить лёд к обычному стеклу, то с высокой вероятностью оно треснет. Чтобы стекла не лопались, их нужно закаливать.
Как происходит закалка и что это дает
Закалка производится с помощью сильного нагрева стекла в печи с последующим резким охлаждением. Это даёт стеклу многократную устойчивость к воздействию температур и их перепаду.
- Прочность. Закаленное стекло во много раз прочнее сырого.
- Безопасность. При разбивании рассыпается на мелкие осколки, которые не могут ранить.
- Устойчивость к температурам. Можно нагревать до запредельных температур с последующим охлаждением — не лопнет.
Окна в парилке, автомобильные стекла, витрины, стекла с цветным эффектом — все это должно быть с закалкой. Особенно не следует экономить на стеклах, которые сложно и дорого менять в случае их разбивания. Лучше один раз переплатить и не иметь проблем, чем сэкономить 20% стоимости и потом все переделывать.
При скольких градусах лопается стекло?
Оно лопается от перепада температур. Банка или стакан из обычного стекла лопнет менее чем от 100гр. Лабораторное термостойкое выдерживает 150-200. Кварцевое не лопнет и от 500, можно из огня бросить на снег и ничего не будет.
Остальные ответы
Стекло лопается не от градусов, а от кирпичей
ни при скольких, стекло может лопнуть либо от воздействия из вне, либо от внутренних напряжений, при резком перепаде температур оно лопнет, а при медленном изменении нет!
Стекло (твердый раствор) лопается от механического или от термодинамического удара. Автомобильное, не лопается от булыжника, а разлетается в хлам от камешка, попавшего вточку напряжения! Кварцевое стекло, разогретое до малинового свечения (1200 по Цельсию) в воду, только пар! Обычное-осколки!. См. температурный коэффициент расширения.
Стекло не лопается от низких температур, только от его перепада. А вот метал может лопнуть уже при 89 градусов по Цельсия, так как атомы метала имеют свойство менять расстояние при изменении температуры.
Термошок стекла
Очень часто при эксплуатации стеклопакетов нарушаются элементарные правила, которые приводят к печальным последствиям, стеклопакеты просто лопаются. Рассмотрим подробнее одну из причин возникновения трещин – термошок.
Термошок это спонтанное разрушение стекла в результате развития внутренних напряжений при его неравномерном нагревании-охлаждении.
Начнем с того, что стекло при производстве стеклопакетов не режут, а ломают. То есть стекло не режется как хлеб, оно царапается и по царапине разламывается. На месте разлома возникают обязательно микротрещины. Хотим мы этого, не хотим — это физический процесс, от этого никуда не деться. И когда окно эксплуатируется, оно то нагревается, то остывает, стеклопакет и профиль начинают «дышать» и «работать». В один «прекрасный момент» при определенном стечении обстоятельств на одном листе стекла получается перепад температуры и микротрещины на краю стекла начинают работать как клинья. Когда на стекле возникает разница температур примерно в 40 градусов Цельсия, оно трескается и не важно, какое это стекло, с покрытием, без покрытия, с пленкой тонировочной или прозрачное. Необходимо разобраться, почему произошла эта трещина. Термошок бывает чаще всего на южной стороне, редко бывает с северной стороны ориентации фасадов. Трещину по причине термошока можно очень хорошо отличить от любой другой трещины, если посмотреть на стекло более пристально и снять штапики. Если трещина выходит под углом 90 градусов к торцу стекла и в месте, откуда выходит трещина нет никаких сколов, никаких щербин, то высока вероятность, что это именно термошок. Трещины от термического воздействия всегда идут под углом 90 градусов, как к торцу стекла, так и со стороны поверхности. Трещина может дальше распространяться как угодно, она вышла под 90 градусов и пошла дальше, под любым углом. Она может закончить свой путь или может разбиться на 2 или на 3 трещины.
При малом термическом напряжении выходит одна трещина с углом в 90 градусов и при более высоком напряжении уже выходит несколько лучей, угол всё равно сохраняется тот же самый 90 градусов. Очень важно снимать штапик и видеть собственно источник, откуда выходит трещина, потому что если не снимать штапик, то может лишь показаться что она выходит перпендикулярно под углом 90 градусов. Но стоит снять штапик, видно, что на самом деле там есть изгиб. Такая трещина может быть от того, что стекло изгибалось, за счёт того что оно подвергалась другим нагрузкам. Это уже не является следствием термошока, поэтому всегда снимайте штапик, смотрите на стекло с поверхности, со стороны торца и угол должен быть именно 90 градусов. Более того, в месте, где выходит трещина, не должно быть никаких механических повреждений поверхности стекла, то есть трещина должна быть ровной и в месте, откуда она выходит, рез должен быть тоже ровным, без каких-либо щербин, без каких-либо раковин, без каких-либо механических повреждений.
Если в этом месте, где мы сняли штапики, кромка стекла повреждена, значит что это повреждение было и до разрушения стекла по причине термического воздействия, оно снизило прочностные свойства стекла и термошок произошёл гораздо раньше. Поэтому в месте, где выходит трещина, не должно быть никаких механических повреждений. Причиной трещины на стеклопакете является дефект самого стекла, микротрещина полотна, скол на торце, а также плохо отшлифованные или вовсе не отшлифованные края стеклопакета. К сожалению, такой брак не сразу заметен. За такие дефекты и последствия ответственность несет предприятие, изготовившее стеклопакет.
На риск появления термошока прежде всего влияет ориентация фасада, где есть солнце, где больше тепла идет от солнца. Влияет также тип стекла, который используется и различные абсорбирующие пленки, потому что стекло нагревается гораздо интенсивнее. Важный момент – не столько опасен нагрев стекла, сколько его неравномерность, например если есть у окна какой-то козырёк, либо какая — то часть окна заходит в непрозрачную зону, то получается, что часть стекла находится под прямыми лучами солнца, а часть находится в тени. Если это стекло тонированное, либо с абсорбирующей атермальной пленкой, то оно нагревается гораздо интенсивнее под действием солнца, а та часть, которая находится под козырьком, она не нагревается или нагревается гораздо медленнее. Как только возникает разница температур в 40 градусов — стекло треснет, как правило, это бывает чаще ранней весной или поздней осенью, когда с одной стороны Солнце уже это греет по-летнему жарко, но на улице ещё пока холодный воздух. Поэтому если у нас есть источники неравномерного нагрева, какие-то тени падают на стекло, то это очень критично именно в это время года. Помимо наружных конструкций, которые смогут создать тень и тем самым вызвать неравномерный нагрев, его также можно вызвать и внутренними элементами, особенно солнцезащитными конструкциями, такие как жалюзи. Жалюзи могут быть очень критичны в плане термошока и опаснее те жалюзи, которые максимально близко прикрепляются к поверхности стекла. Есть такие жалюзи, которые встраиваются в сам штапик и полностью закрывают всю поверхность стекла. Причём жалюзи, которые передвигаются, которые можно собрать — они более опасны. Влияет ещё и цвет жалюзи. Как ни странно, но белые жалюзи являются одними из самых опасных, потому что белый цвет отражает около 70% энергии обратно на стекло. В этом случае, хозяйка может поднять эти жалюзи и закрыть верхнюю часть окна, так чтобы солнце не светило ей в глаза, а нижнюю часть оставить открытой — получается, что верхняя часть стекла она будет нагреваться гораздо интенсивнее и может произойти разрушение стекла по причине термошока именно за счёт того, что жалюзи или рольшторы были в плотную к стеклу. Не допускается создавать такой неравномерный нагрев и лучше избегать установки каких-либо строительных материалов, загромождений на окна, особенно на южной стороне.
Еще несколько довольно распространённых случаев. Летом на солнце на южной стороне у нас стекла могут нагреваться до температуры 100 градусов. И когда мы брызгаем на стекла холодной водой они треснут, они не предназначены для того чтобы выдерживать такую нагрузку. Стекла, которые выдерживают термическую нагрузку — это закалённые либо термически упрочненные стекла, которые например, установлены в духовых шкафах. При натягивании потолков используют тепловые пушки. Тепловые пушки направленным потоком излучают тепловую энергию и если монтажники, которые натягивают потолки, повернули пушку на стекло и оставили на какое-то время, то стекло, конечно же, не выдержит такого концентрированного потока горячего воздуха и треснет. Также в новостройках часто используют тепловые пушки для того чтобы просушить штукатурку и точно так же тепловую пушку направляют на стекло, потом уходят и через несколько часов возвращаются и замечают то что стекло треснуло. Тепловую пушку убирают, все прячут, вызывают оконщиков, показывают треснувшее стекло.
А приводит ли нанесение солнцезащитной пленки к трещинам на стекле? Может быть несколько причин того, что стекло лопнуло: термический шок, шок при сжатии из-за собственного веса стекла, шок при изгибе (давлении) из-за ветровой нагрузки или ударной волны, внешнее воздействие (удар камнем, мячом, птицей), шок при скручивании, при сдвигах и усадках здания или деформации рамы. Если эти внешние воздействия находятся в пределах допустимого, то трещина может возникнуть из-за них только при уже имеющемся внутреннем дефекте или микродефекте в стекле, будь то лишние примеси или неоднородности, трещины у края стекла не видимые из-за рамы и прочие нарушения структуры. Оконные тонирующие пленки могут повлиять только на одну из причин – термошок. Пленки отражают и поглощают некоторую часть солнечной энергии. Опасен высокий коэффициент абсорбции (поглощения) солнечного излучения у темной тонирующей пленки. Для неупрочненного стекла коэффициент поглощения света должен быть не более 25%, а солнечной энергии не более 50%. Но пленки не единственная причина ненормативного нагревания стекла. Это могут быть шторы, расположенные слишком близко, наклейки на окнах или отопительные батареи и даже граница тени, падающей на стекло. Предметы, поставленные на подоконник например большие цветочные горшки, коробки, стопка книг или наклеенные на внутреннее стекло стеклопакета афиши, объявления, газеты могут привести к возникновению трещин. Все это мешает воздуху циркулировать, мешает отводу тепла от окна, появляется «тепловой мешок» и в результате разные части стекла нагреваются по-разному. Рискнем предположить, что при прочих равных условиях (качество кромки, толщина стекла, качество поверхности стекла и т.д.) вероятность термошока выше на меньших пакетах, так как у большего пакета сохраняется возможность линзования, есть куда деформироваться. Чем больше размеры остекления, тем выше механические напряжения между нагретыми и холодными участками остекления. Помимо этого, значительное линейное расширение стеклянных панелей в результате нагрева инсоляцией может привести к их разрушению при отсутствии температурных зазоров между элементами остекления и профилем.
Все пленки ведущих производителей, предназначенные для нанесения на стекло окон, проходят тестирование на то, чтобы не вызывать термошок стекла не содержащего дефектов. Во избежание термического шока не стоит пленку наклеивать на стекло тоньше 4мм, на стекла в раме из бетона, твердого алюминия или стали без упругих деформирующихся уплотнителей. Также на стекло удерживаемое затвердевшим герметиком или на стекло с видимыми сколами и повреждениями, на сильно отражающие, текстурированные, узорчатые или сетчатые стекла.
ГОСТ Р 54175–2010 «Стеклопакеты клееные. Технические условия», п. 5.2.7: «В случаях, когда в стеклопакетах для наружного остекления применяют неупрочненное стекло (в том числе многослойное), его коэффициент поглощения света должен быть не более 25%. Допускается вместо коэффициента поглощения света использовать при проектировании стеклопакетов коэффициент поглощения солнечной энергии стеклом. Для неупрочненного стекла (в том числе многослойного) он должен быть не более 50%. Стекло с более высоким коэффициентом поглощения света (или солнечной энергии) должно быть упрочненным».
Заказать пленку на окна. Офис в Москве:
info@solarblock.ru 8 (495) 150-35-78 8 (800) 500-33-82
Позвонить/написать по WhatsApp, Telelgramm и
(номер +79267379560, открывать ссылки на телефоне)
Термические напряжения, вызывающие разрушение стекла
Силикатное листовое стекло, обладая значительным количеством замечательных свойств – прозрачностью, химической инертностью, феноменальной долговечностью не лишено и существенных недостатков, главный из которых хрупкость.
Среди причин, вызывающих разрушение стекла, едва ли не главной являются термические напряжения.
Причиной разрушения стекол, которое начинается с торцевых сторон, где стекло было отрезано, являются растягивающие напряжения в направлении торцевых сторон. Если на краю стекла уже имеются трещины или микротрещины, даже небольшие краевые растягивающие напряжения разрушают стеклянную пластину.
Растягивающие краевые напряжения вызываются разностью температур в разных частях стекла. Когда на улице стоят типичные для России в зимние месяцы морозы, тепло воздуха, находящегося во внутренних помещениях, передается через стеклянные части наружу и нагревает поверхности стекла. Края стекла находятся в пазу, и их температура ниже. Влияние «холодного мостика» алюминиевого профиля, расположенного по краям элемента изолирующего стеклопакета, увеличивает разницу температур между краевой и центральной частями стекла.
Имеющие более высокую температуру по сравнению с краевыми центральные части окна стремятся расшириться. При этом более холодные краевые участки препятствуют расширению, и в краевых зонах стекла возникают растягивающие напряжения. Трещины и микротрещины работают на чистых поверхностях краев стекол как клинья, которые разрушают стекло, разрывая его.
Риск разрушения, которое имеет начало по краям стекол, увеличивается в солнцезащитных стеклах, а также в стеклах с тонирующими пленками. В отражающих и поглощающих солнцезащитных стеклах тепловое солнечное излучение частично поглощается стеклом и пленкой, и при этом средняя часть стеклянной пластины нагревается еще сильнее. Края стекол защищены и находятся позади штапика, и их температура значительно ниже, чем температура центральной части.
Разница температур между различными зонами стекла является причиной возникновения по краям стекла сильных поверхностных растягивающих напряжений. В эффективных солнцезащитных стеклах с пленкой краевые растягивающие напряжения превышают прочность стекла, и стекла разрушаются. Тени, которые могут падать на стекла, клейкая лента и рекламные объявления, наклеиваемые на стеклянную поверхность, увеличивают разницу температур, и вероятность разрушения возрастает. Риск разрушения пластин обычного прозрачного строительного стекла, и вероятность этого связаны определенной закономерностью в зависимости от скорости возрастания температуры. Обычные перепады температуры воздуха, находящегося снаружи, не могут быть причиной таких сильных напряженных состояний, которые могли бы увеличивать риск разрушения.
Когда разница температур в стеклянной пластине составляет 20 °С, риск разрушения отсутствует. При достижении разницы температур 40 °С, вероятность разрушения составляет 20 %. Когда разница температур равна 55 °С, вероятность равна 55 % или, иначе говоря, половина стекол может разрушиться. И, наконец, когда разница температур превышает 90 °С, все обычные прозрачные строительные стекла разрушаются.
Риск разрушения, на который влияет подъем температуры, увеличивается в герметично закрытых элементах изолирующих стеклопакетов. «Холодный мостик», образующийся вблизи алюминиевого профиля в краевой зоне, увеличивает поверхностные растягивающие напряжения, вызываемые разницей температур. Кроме того, перепады температуры в промежуточном пространстве наполненного газом и герметично закрытого элемента изолирующего стеклопакета вызывают изменение давления. На стадии изготовления элемента стеклопакета стремятся заранее учесть временные перепады температур в промежуточном пространстве во время отопительного периода путем увеличения давления в промежуточном пространстве. Увеличение давления составляет лишь несколько десятков паскалей, однако вероятность разрушения значительно снижается.
Разрушение стеклянной пластины термоударом маловероятнее, чем по из-за краевых и поверхностных напряжений. Влияние термоудара можно всегда в дальнейшем проследить по картине разрушения и по характерным для данной ситуации признакам. Такую картину настолько сложно обнаружить, что на нее часто не обращали внимания при обследовании места разрушения.
Все архитектурные пленки объединяет один общий показатель – поглощение солнечной энергии. Поглощая энергию, пленки нагреваются и, естественно, передают это тепло стеклу, на которое они установлены. В связи с этим, при установке тонирующих пленок на стекло существуют четкие правила и ограничения.
Еще в 1983 году ЦНИИ Промзданий было разработано руководство по проектированию, монтажу и эксплуатации светопрозрачных ограждений с применением стеклопакетов. Одно из важнейших для нас требований сформировано в п. 3.12 этого документа: «… теплопоглощающие стекла рекомендуется предусматривать только в наружном слое стеклопакета». Это правила вызвано следующими причинами. В летний период времени стекло с пленкой, поглощая свет, нагревается, а температура его будет тем выше, чем больше света поглощается пленкой. При нагреве внешнего стекла конвективный теплообмен ничем не затруднен, значительная часть нагретого воздуха удаляется ветром и возможность перегрева стеклопакета сводится к минимуму. При установке пленки на второе стекло в однокамерном стеклопакете и на третье стекло в двухкамерном стеклопакете конвективный теплообмен происходит, однако воздух в помещении интенсивно нагревается и стекло с тонирующей пленкой превращается в отопительный элемент, что, по понятным причинам, приводит либо к дискомфорту, либо делает пребывание в помещении небезопасным для людей. Отвод тепла на улицу через внутреннюю полость стеклопакета и внешнее стекло совершенно недостаточен, т.к. ему препятствует само назначение стеклопакета как светопрозрачного теплоизолирующего изделия с высоким сопротивлением теплопередаче, в особенности, если это стеклопакет двухкамерный. При этом, как мы уже сказали, рост температуры во внутренней полости приведет к повышению давления. Расчеты показывают, что при повышении температуры во внутреннем пространстве стеклопакета на 40 °С, а это происходит достаточно часто, давление воздуха или иного газа, заполняющего герметичный стеклопакет, возрастает на 0,08-0,1 атмосферы, что составляет 800-1000 кг на 1 кв. м. Такое давление с большой вероятностью либо разгерметизирует стеклопакет, от чего он теряет свои теплоизолирующие свойства и будет запотевать при изменении температуры наружного воздуха, либо разрушает стекла со всеми вытекающими последствиями.
Еще один нормативный документ государственного уровня – межгосударственный стандарт ГОСТ 24866-99 регламентирует вид стекла, на которое должна устанавливаться пленка. П. 4.2.7 указанного стандарта гласит: «В случаях, когда в стеклопакетах для наружного остекления применяют неупрочненное стекло, его коэффициент поглощения света должен быть не более 25 %. Стекло с более высоким коэффициентом поглощения света должно быть упрочненным (закаленным)». В том случае, если тонирующая пленка, поглощение света которой превышает 25 %, устанавливается на триплекс, то оба стекла триплекса должны быть закаленными. Это связано с тем, что закаленное стекло выдерживает неравномерность нагрева до 200 °С без разрушения и, будучи в 5-7 раз прочнее обычного листового стекла, выдерживает без последствий повышение внутриполостного давления.
Инструкция по установке пленок на стекла различных видов остекления, включая одинарное и спаренное остекление, а также одно- и двухкамерные стеклопакеты с бесцветными и окрашенными стеклами.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТАНОВКЕ САМОКЛЕЯЩИХСЯ ПЛЕНОК НА СТЕКЛА
Процент поглощения солнечной энергии
Простое бесцветное остекление
Однокамерный стеклопакет с бесцветными стелами (6)
Простое окрашенное остекление (7)