Стекло представляет собой находящуюся в застывшем состоянии жидкость. Это - аморфное вещество, которое в твердом состоянии не обладает кристаллическими свойствами.
Основными компонентами, образующими стекло, являются: кварцевый песок (69-74%); сода (12-16%); известняк и доломит (5-12%) и в небольших процентных соотношениях некоторые другие компоненты. Кроме основных сырьевых компонентов можно вводить различные добавки, например, для окрашивания стекла в желаемый цвет или для изменения каких-либо других свойств материала.
Технология получения листового стекла в основном базируется на двух способах: Фурко и Флоат.
В 1902 году Эмиль Фурко разработал метод машинной вытяжки стекла. При этом способе стекло вытягивается из стекловаренной печи в виде непрерывной ленты, через прокатные валки поступает в шахту охлаждения, где режется на отдельные листы. На сегодняшний день в Европе метод Фурко практически не применяется, его вытеснил более совершенный Флоат-метод.
Флоат-метод был разработан в 1959 году фирмой "Pilkington". При этом процессе стекло поступает из печи плавления в виде плоской ленты, а затем через ванну с расплавленным оловом идет на дальнейшее охлаждение и обжиг. Преимуществами этого метода, по сравнению со всеми предыдущими, является: стабильная толщина стекла; высокое качество поверхности, не требующее дальнейшей полировки; отсутствие оптических дефектов; высокая производительность.
В последнее время, в массе выпускаемого стекла, значительно возрастает доля функционального (с особыми свойствами) и декоративного стекла. Связано это с тем, что обычное стекло не отвечает современным требованием по теплосбережению, механической прочности, спектральному диапазону пропускаемого излучения, и т.д.
Ассортимент производимого сегодня стекла настолько широк, что может привести в замешательство неподготовленного потребителя. Некоторые сорта стекла выпускаются под собственными именами. Для того чтобы сориентироваться в этом многообразии и сделать правильный выбор, необходимо четко представлять, в каких условиях будет эксплуатироваться то или иное стекло. Так, например, не рекомендуется использование тонированного стекла, с коэффициентом пропускания меньше 50 %, в качестве облицовочного фасадного остекления. Поскольку в жаркий солнечный день панели из него могут нагреваться до температуры 80-90 °С и выше, что создает большие температурные напряжения, которые могут привести к разрушению панели со всеми вытекающими отсюда последствиями. В этом случае необходимо применение специальных закаленных, армированных и ламинированных стекол.
Также наблюдается повсеместное увлечение тонированным (имеющим различную окраску) остеклением. В Европе от данной моды отказались. Это связано со многими причинами. Причина заключается в том, что сильно отличающийся от природного, спектральный состав освещения пагубно влияет на самочувствие людей. При большой степени остекления люди, находящиеся внутри помещения, теряют чувство времени, у них ухудшается зрение и т.д.
Для интегральной оценки энергоэффективности остекления можно использовать коэффициент, предложенный академиком Савиным:
Кэфф=0,14/R опр tо,
где R опр - приведенный коэффициент сопротивления теплопередаче,
tо - коэффициент светопропускания.
Чем меньше Кэфф, тем меньше суммарный расход энергии на отопление и освещение здания, т.е. тем лучше остекление.
Итак, выбор стекла должен определяться не только эстетическими соображениями, но и оптико-энергетическими характеристиками остекления и его биологическим воздействием.
Чтобы грамотно применять современные виды строительного стекла, необходимо понимать, что такое солнечное излучение.
Рассмотрим основные составляющие солнечного излучения:
Ультрафиолетовые лучи (длина волны 280-380 нм);
Видимый свет (длина волны 380-780 нм);
Короткие волны (длина волны 780-2480 нм);
Длинные волны (длина волны 2480 и более).
Световые лучи частично отражаются стеклом, частично поглощаются, а большая часть из них попадает внутрь помещения, для чего, собственно, и существует остекление. Коэффициент светопропускания стекла от 88% (для обычного полированного стекла) до 19% (специального).
Прямая солнечная энергия (короткие волны) - это невидимая часть спектра, она также частично отражается стеклом (особенно темным, окрашенным), а часть ее проходит внутрь помещения. Солнечный фактор (СФ) состоит из энергии прямого прохождения I и поглощенной стеклом энергии II, которую она передает внутрь.
Косвенная солнечная энергия (длинные волны) передается тремя путями:
- Теплопроводность;
- Конвекция;
- Тепловое излучение.
2/3 потери тепла через стекло происходит за счет теплового излучения и 1/3 за счет теплопроводности и конвекции.
Придавая стеклу определенные свойства (создавая различные типы стекол) можно влиять на проникновение в помещение того или иного вида световой энергии.
