Библиотека

Всё, что Вы хотели знать о стекле

Как делают флоат стекло?

Вплоть до середины ХХ века оконное стекло производили путем отжига или отлива расплавленного сырья, с последующей полировкой - для доведения изделия до совершенства. В 1959 году изобрели флоат-метод, и с тех пор необходимость в полировке отпала, да и рабочей силы на производстве требовалось гораздо меньше. Сегодня стекло флоат-методом выпускают на 25 заводах Guardian по всему миру.

На первой стадии флоат-метода происходит смешивание сырья, состоящего примерно из 60% кварца, 20% соды и сульфата, а также 20% известняка и доломита. Огромные лопасти измельчают и перерабатывают эти материалы до однородной массы. Далее к ним добавляют еще 20% переработанных отходов стекла, загружают всё это в печь и плавят при температуре 1600°C. В результате получается силикатное стекло с примесью известняка и соды. Готовая стекломасса охлаждается в бассейне до 1200°C, а затем через огнеупорный желоб перетекает в ванну расплава с жидким оловом.

Расплавленное олово имеет специфическое поверхностное натяжение и плотность выше, чем у жидкого стекла. В результате стекломасса растекается по его поверхности гладким ровным слоем. Затем температуру снижают с 1000°C до 600°C, и вязкая стекломасса превращается в лист стекла, который можно поднять с расплавленного металла в конце производственного процесса.

Свойства стекла

Обычное стекло, производимое флоат-методом, имеет зеленоватый оттенок. Его проще всего увидеть с торца стеклянного листа. Причина окраса - наличие оксида железа в исходном сырье. Но если использовать сырье с крайне низким содержанием оксида железа или применить процесс химического осветления, можно очистить стекломассу от каких-либо красящих примесей. Guardian производит полупросветленное флоат стекло под торговой маркой Guardian ExtraClear™ и химически просветленное стекло Guardian UltraClear™.

Сегодня большая часть продукции Guardian – это стекло, произведенное флоат-методом, толщиной от 2 до 25 мм при стандартном размере листа 3.21 х 6 метров.

Зачем нужно напыление?

В физике такие понятия как свет, энергия и тепло описываются как волны электромагнитного спектра определённой длины. Когда волны сталкиваются с предметом, определенное их количество может поглощаться, отражаться или проходить через него. Guardian наносит специальные напыления на листы флоат-стекла, чтобы контролировать количество отражаемых, поглощаемых и передаваемых волн.

Напыления Guardian, к примеру, позволяют отражать волны инфракрасного спектра (солнечное тепло) и одновременно - пропускать видимые световые волны (солнечный свет) через стекло.

Как наносят напыление на стекло?

Существуют две основные технологии, по которым напыление наносится на флоат-стекло. Первый способ основан на химическом процессе пиролиза (так называемое «твердое покрытие»), который применяется во время производства стекла на флоат-линии. В процессе обжига оксиды металла превращаются в твердое устойчивое покрытие, однако его свойства крайне ограничены.

Guardian Glass специализируется на другом методе - вакуумного (или магнетронного) напыления. При применении данной технологии оксиды металла распределяются по поверхности стекла последовательно и равномерно, что придаёт ему исключительные оптические и теплоизоляционные свойства.

Стекло помещается в устройство для нанесения покрытий с вакуумными камерами. Материал (лист металла) подключается к электроду с высоким электрическим потенциалом. Под действием электромагнитного поля происходит процесс ионизации распыляемого газообразного аргона, в результате чего ускоренные ионы аргона бомбардируют поверхность материала, распределяя его частицы ровным слоем по поверхности стекла.

Теплосбережение

Архитекторам и заказчикам необходим повышенный уровень теплосбережения зданий в соответствии с современными требованиями экономики, экологии и комфорта. Guardian неустанно работает над тем, чтобы повысить уровень теплосбережения, сохраняя в помещении естественное природное освещение, необходимое людям. Причинами, по которым необходимо повышенное теплосбережение, являются:

Экономичность
Застройщики и управляющие компании готовы инвестировать в технологические решения, которые сокращают расходы на потребление электроэнергии. Научные разработки последних десятилетий позволяют покрывать стекло тончайшими покрытиями при минимальных финансовых затратах – и делать его энергоэффективным. Данная технология применена уже на миллионах квадратных метров стекла, из которого изготовлены окна и фасады.

Экологичность
Интерес потребителей и производителей к сохранению окружающей среды за последние несколько лет заметно возрос, в том числе и в сфере строительства. Благодаря своим энергоэффективным свойствам, низкоэмиссионное стекло помогает снизить расходы на отопление и кондиционирование помещения, что позволяет соответствовать стандартам всемирно признанных программ сертификации экологичного строительства.

Комфорт
Повышенный уровень теплосбережения помогает избежать неприятных сквозняков и при этом не обделять себя дневным светом, который всем нам необходим для хорошего самочувствия.

Стеклопакет

Для достижения наилучших показателей энергоэффективности два или более листа флоат-стекла, разделенные дистанционной рамкой, соединяются в стеклопакет. Это уменьшает потери кондиционированного воздуха, что в свою очередь помогает снизить расходы на отопление в зимние месяцы и на охлаждение - в летние.

Еще не так давно большинство стеклопакетов производилось с использованием алюминиевых дистанционных рамок. Но требования нового времени привели к созданию усовершенствованных альтернатив. Тончайшие профили из нержавеющей стали имеют значительно более низкую теплопроводность по сравнению с алюминием и поэтому куда более популярны в наши дни. При этом нержавеющая сталь имеет схожие с алюминием показатели устойчивости к механическим воздействиям и диффузии.

Производительность стеклопакета может быть увеличена с помощью трех перечисленных ниже методов:

Теплосберегающее напыление
Использование различных видов магнетронного напыления, таких как напыления Guardian ClimaGuard ® и SunGuard ®, позволяет улучшить теплосберегающие свойства стекла и может быть применено к поверхностям 2 или 3 (в однокамерном стеклопакете, в зависимости от напыления).

Газ в межкамерном пространстве
Герметичное пространство стеклопакета заполняется инертным газом с с высокими теплотехническими параметрами. Ширина промежуточного пространства зависит от используемого типа газа. Чаще всего в этих целях используется аргон, значительно реже - криптон, который нечасто встречается в природе и стоит существенно дороже. Для достижения оптимальной теплоизоляции ширина промежуточного пространства должна составлять 15-18 мм для аргона и 10-12 мм для криптона. Пространство стеклопакета заполняется газом на 90%.

Двухкамерный стеклопакет
Двухкамерный стеклопакет обладает куда более высокими теплосберегающими свойствами и чаще используется на объектах, приоритетом которых является сертификация экологической безопасности.

Солнцезащитное стекло

Во многом благодаря современным технологиям, применяемым в производстве солнцезащитных материалов, в современной архитектуре широко используется стекло. Солнцезащитное стекло способствует уменьшению «парникового эффекта» в летние месяцы, когда температура воздуха в помещении становится крайне некомфортной, а также снижению стоимости эксплуатации здания в течение всего года, так как помогает снижать расходы на отопление и кондиционирование помещения. Преимущества применения солнцезащитного стекла:

Финансовая выгода
Солнцезащитное стекло помогает защищать здание от летнего зноя и сокращать расходы на кондиционирование, ведь охладить воздух в помещении стоит гораздо дороже, чем нагреть его. При этом панорамные окна и застекленные фасады пропускают большое количество дневного света, что снижает потребность в искусственном освещении.

Польза для экологии
Снижение количества потребляемой электроэнергии за счет меньшего использования кондиционирования и искусственного освещения помогает снизить негативное воздействие человека на окружающую среду. В свете этого, логичным шагом будет сертификация стекла с солнечной защитой согласно действующим во всем мире системам сертификации экологического строительства, таким как система LEED, Breeam и ряд других.

Комфорт
Солнечное тепло может сильно нагревать комнату, создавая крайне некомфортные условия. Но благодаря солнцезащитным стеклам, сегодня архитекторы имеют возможность создавать экологичные, открытые и просторные жилые и рабочие пространства, отказываясь от закрытых помещений в пользу прозрачных, легких конструкций.

Звукоизолирующее стекло

Как правило, звук распространяется в воздушной среде, а также проходит сквозь твердые тела. Давление воздуха, создаваемое звуковыми волнами, называется акустическим давлением. Оно может быть различным, в зависимости от характера звука: начиная от тиканья часов и заканчивая выстрелом. Чтобы лишние звуки не беспокоили нас в помещении, используется три метода защиты:

Толщина оконного стекла
С точки зрения практического подхода, чем толще оконное стекло, тем выше его уровень поглощения шума. Таким образом, эффективность звукоизоляции повышается вместе с увеличением толщины стекла.

Стеклопакет
В однокамерном или двухкамерном стеклопакете стекла разделены промежуточным пространством, заполненным воздухом или газом. Это пространство поглощает вибрации, поступающие со стороны наружного листа стекла, до того, как они достигнут листа внутреннего. Чем больше промежуточное пространство, тем выше уровень звукоизоляции.

Изготовление многослойного стекла
Звукоизоляционный эффект может быть усилен при использовании полимерного слоя (из поливинилбутираля) для соединения двух листов стекла. Этот метод помогает поглощать больше шума.

Безопасное стекло

Любой элемент строительной конструкции должен быть надежным и безопасным в использовании, в том числе и стёкла. Производители признали этот факт более ста лет назад. На данный момент доступен широкий выбор безопасного стекла, которое может использоваться как самостоятельно, так и в сочетаниях с другими видами стекла при строительстве зданий. Двумя основными видами безопасного стекла являются закалённое стекло и триплекс.

Закаленное стекло
Предел прочности закалённого стекла в несколько раз выше, чем у сырого стекла такой же толщины, что позволяет ему выдерживать более высокое давление. В случае повреждения при чрезмерной нагрузке, стекло распадается на фрагменты без острых углов. Оно куда менее травмоопасно по сравнению с обычным стеклом, острые осколки которого разлетаются в стороны.

Закалённое стекло устойчиво к столкновению с мягкими, упругими телами (как, например, человеческое тело). Закалённое безопасное стекло подходит для застекления больших площадей в гимнастических и тренажерных залах.

Закаленное стекло, прошедшее тест на ускоренное старение
Большинство видов стекол отличаются низким содержанием кристаллов сульфида никеля, которые есть в исходном сырье. Экстремально быстрое охлаждение в процессе закалки «замораживает» частицы сульфида никеля в кристаллической модификации, свойственной высоким температурам. Позже, при тепловом воздействии (например, на жарком солнце), размеры кристаллов могут увеличиться, что является причиной внезапного растрескивания стекла. Вот почему всё стекло, для которого крайне важны требования безопасности (например, фасадное стекло, подвергающееся сильным колебаниям температуры) должно пройти дополнительные тесты на ускоренное старение.

Многослойное стекло
Многослойное стекло (триплекс) является важным элементом современного строительства. Соединение двух и более листов стекла с помощью клейкого, эластичного и стойкого к разрыву поливинилбутираля превращает стекло в многофункциональный компонент, способный справиться с высокой статической нагрузкой, сохраняя при этом свою прозрачность.

Безопасность триплекса обусловлена крайне высоким пределом прочности промежуточного слоя поливинилбутираля и его клеящей способностью к прилегающей поверхности стекла. В случае удара, толчка и любого другого механического воздействия, которое может разбить стекло, осколки приклеиваются к слою поливинилбутираля. Таким образом многослойное стекло сохраняет свою стабильность даже при больших нагрузках и снижает риск возможных травм. В зависимости от сферы применения триплекса, возможно нанесение дополнительных слоев поливинилбутираля между листами стекла для полного соответствия жестким требованиям безопасности.

Проектные решения

На протяжении многих столетий люди использовали стекло исключительно для заполнения «световых отверстий» во внешних стенах. Эта ситуация кардинальным образом изменилась за последние тридцать лет. Сегодня стекло является полноценным строительным материалом, с помощью которого можно создавать прозрачные конструкции, чтобы чувствовать себя ближе к природе. Напыление на фасадном стекле влияет на его зеркальность, которая может варьироваться: иметь высокую степень отражения, отражать цвета, или же иметь низкую зеркальность.

Шелкотрафаретная печать
Трафаретная печать предназначена как для полного окрашивания, так и для отдельных участков поверхности стекла. Цветовой слой прочно закрепляется на стекле в последующем процессе термической обработки (закалки). Эта технология идеально подходит как для создания парапетов, так и для больших поверхностей с однородным окрашиванием, таких как зоны стемалита.

Дизайнерское стекло
Прозрачные элементы могут быть заметной и функциональной частью декора. Вариантов множество, начиная гравировкой и механической струйной обработкой по трафаретной печати на керамических изделиях, и заканчивая многослойным стеклом с внутренним покрытием. Также стекло может быть украшено декоративным узором или символикой, иллюстрацией или матовой гравировкой.

Термопереносная цветная печать на стекле
Термопереносная цветная печать - альтернатива одноцветной трафаретной печати, здесь также используются эмалевые или керамические краски. Рисунок с помощью цифровой печати переносится на переводную фольгу, которая затем фиксируются на стекле. После этого оно отправляется на закалку, во время которой фольга сгорает без остатка, а рисунок остается на поверхности стекла.

Цветные пленки в многослойном стекле
При производстве многослойного стекла заказчики могут выбирать из широкой палитры различных цветных пленок, которые могут быть скомбинированы для получения желаемого цвета конечного изделия.

Гнутое (моллированное) архитектурное стекло
Архитекторы и дизайнеры любят чередовать прямые линии, углы и изломы с плавными изгибами. Стеклу, при его использовании в качестве основного элемента фасада здания, придается желаемая форма с помощью процесса гнутья с последующей закалкой или гнутья в гравитационной печи.

Так в гравитационной печи лист стекла помещается над гибочным штампом и нагревается до температуры 550 - 620℃. После того как заготовка достигает температуры размягчения, лист за счет силы притяжения медленно опускается в форму и принимает необходимый вид. Затем следует процесс охлаждения, от которого многое зависит. Медленное охлаждение, при отсутствии остаточного напряжения, позволяет получить стекло, пригодное для дальнейшего нанесения узора, в то время как быстрое охлаждение создает частично закаленное или высокопрочное закаленное стекло, непригодное для дальнейшей обработки.

Это только начало

Хотите узнать больше о производстве стекла? Изучите другие наши ресурсы или обратитесь к нам с вопросами о вашем следующем проекте.