Рис. 33. Конструкция стеклопакета: 1 – стекло; 2 – переплет; 3 – профиль-распорка; 4 – воздушная прослойка; 5 – влаговпитывающий материал
В стеклопакетах предусмотрена установка 2 и более стеклянных полотен, герметично скрепленных между собой. Друг от друга их отделяет воздушный слой. В зависимости от того, каким способом соединены стекла, стеклопакеты разделяют на паяные, клееные и сварные.
Особенно высокими характеристиками долговечности и надежности обладают клееные стеклопакеты. Их воздушная прослойка образуется из обезвоженного воздуха. Вследствие этого подобные конструкции имеют достаточно высокие теплосберегающие показатели. А благодаря герметичности камер подобные оконные блоки являются также эффективными влаго– и пыле-изоляторами. Такое качество позволяет сохранить первоначальную степень светопрозрачности встроенных в блок стеклянных листов.
Воздушные слои, предусмотренные внутри камер стеклопакета, могут иметь различную толщину. Ее величина может варьироваться от 1,2 до 2 см. Чтобы обеспечить герметичность камер и предотвратить выход из них воздуха, для закрепления конструкционных элементов применяют глубокие профили, выполненные из алюминия. Образующиеся между ними зазоры заполняют специальной мастикой, мягкая и пластичная консистенция которой сохраняется в течение всего срока эксплуатации оконного блока.
Сопротивление теплопередаче двухслойных стеклопакетов с переплетами из древесины составляет 0,36 м2°С/Вт. Двухслойный стеклопакет с одинарным остеклением и разделенными деревянными переплетами имеет сопротивление теплопередаче, равное 0,53 м2°С/Вт.
Наивысшую степень теплозащиты способен обеспечить двойной стеклопакет. Его показатель сопротивления теплопередаче достигает 0,67 м2°С/Вт. Он соответствует величине сопротивления теплопередаче, оказываемой кладкой из глиняного кирпича, толщина которой составляет 1,5 кирпича.
В последнее время разработаны особые стеклопакеты, которые не только позволяют не ухудшить микроклиматические условия в помещениях, но и рассчитаны на повышение температуры внутренней поверхности остекления. При необходимости защитить оконный блок от воздействия солнечных лучей устанавливают стекла, обладающие теплоотражающими и теплопоглощающими свойствами. Кроме того, с той же целью применяют стекла, имеющие нейтральную окраску.
Одним из характерных свойств теплопоглощающих стеклянных полотен является их способность нагреваться под действием тепла. Было установлено, что при попадании на стекло солнечных лучей его температура повышается настолько, что средняя разница между нею и температурой наружного воздуха составляет 20– 40° C. Это может привести к термической деформации стеклянных полотен.
Для предотвращения подобного явления стеклопакеты снабжают специальными прокладками, которые компенсируют указанную разницу между температурными показателями. Помимо этого, в конструкциях с двойным остеклением из теплопоглощающих стеклянных листов формируют наружные ряды.
Теплотехнические параметры оконного блока указанной конструкции можно улучшить, предусмотрев во внутреннем ряду теплоотражающие стеклянные полотна. Это позволит уменьшить объемы тепловых потерь через окно в холодное время года. Кроме того, такая конструкция обеспечит повышение температуры внутренней поверхности остекления оконного блока.
В настоящее время выпускают теплопоглощающие стеклянные полотна, на поверхности которых имеется пленка, выполненная из оксидов свинца либо окисно-оловянно-сурьмяного состава. На стекло ее наносят путем напыления или электрохимическим способом. Существует и иная методика придания теплопоглощающих качеств стеклу. Для этого в исходную массу на производстве вводят специальный компонент (оксид меди, железа или цинка).
Следует отметить, что светопропускающие характеристики стекла не уменьшаются вследствие придания ему теплопоглощающих качеств. Теплопоглощающие стеклянные полотна способны пропускать световые лучи и задерживать инфракрасные.
Как уже было сказано выше, для изготовления теплоотражающего стеклянного полотна используется главным образом способ нанесения специальной защитной сверхтонкой оксидно-металлической или металлической пленки. Помимо этого, выпускаются стекла, обладающие теплоотражающим свойством и имеющие покрытие, выполненное на основе алюминия, золота, серебра, меди и т. п. Наиболее эффективными (и, нужно отметить, дорогостоящими) признаны теплоотражающие стеклянные полотна с пленочным покрытием, выполненным из золота.
Среди солнцезащитных видов стекол наибольшее распространение получили так называемые окрашенные. Как было сказано ранее, их изготавливают из стеклянной массы, в которую добавляют оксиды металлов. В результате полотно приобретает необходимую окраску: серую, коричневую, зеленую и пр.
Особенно эффективными для повышения микроклиматических характеристик помещений жилой постройки считаются стеклопакеты, оснащенные стеклянными полотнами с покрытием разного вида. Такие конструкции обеспечивают попадание внутрь дома световых лучей требуемого спектра.
Для того чтобы повысить теплотехнические свойства оконных блоков, большое внимание нужно уделять герметичности участков сочленения стеклянных листов, переплетов, форточек и притворов. Особенно эффективными в разрешении подобной проблемы признаны оконные блоки, снабженные клапанами-глушителями. Они обеспечивают надежную герметичность окон, а также выполняют функцию вентиляционного устройства.
Оконные блоки, характеризующиеся высокой степенью герметичности, являются не только тепло-, но и звукоизолирующими конструкциями. Воздухообмен при этом осуществляется с помощью клапанов. Расположение воздухоприточных клапанов герметичного оконного блока на участке восходящих теплых воздушных масс, идущих от батарей отопления, позволит нормализовать показатели воздуха в помещении. При этом его параметры будут соответствовать таковым в случае регулярного проветривания комнат посредством открытых створок окна или форточек.
В целях повышения теплосбережения в последнее время часто устанавливают пластиковые оконные блоки, состоящие из остекления и поливинилхлоридных обрамляющих элементов. Такие конструкции характеризуются достаточно высокой степенью герметичности. Помимо этого, они отличаются повышенной устойчивостью к воздействию атмосферных осадков.
Улучшение микроклиматических условий внутри помещений при установке оконных ПВХ-блоков достигается вследствие их низкой теплопроводности. Это, в свою очередь, является следствием особой конструкции окон указанного типа, в которой предусмотрены герметичные воздушные камеры и специальные прокладки-уплотнители, изготовленные из резины и характеризующиеся долговечностью.
Как известно, главными отличиями оконных проемов от стеновых полотен являются низкие теплоизолирующие параметры и высокая воздухопроницаемость. Известно, что воздействие холодного воздуха на оконные блоки и его перемещение через них в комнаты снижает теплозащитные показатели окон почти в 2 раза. Результатом этого являются также изменение температурного баланса и ухудшение микроклиматических условий в помещениях, которые становятся малопригодными для эксплуатации.
Воздушные массы, образующиеся в результате разницы температур внутренней и наружной поверхностей ограждающей конструкции, принято называть тепловым напором, а проникновение воздуха в помещение вследствие ветра – ветровым напором.
Было доказано, что холодные и теплые воздушные массы, помимо всего прочего, различаются также по показателям плотности. Теплый воздух является более легким, чем холодный, а потому вытесняется им. Интенсивность данного процесса обусловлена разницей внутренней и наружной температур.
Вот почему всегда в большей степени охлаждаются помещения, располагающиеся в нижнем ярусе постройки. Процесс инфильтрации там наиболее интенсивный.
Эксфильтрация протекает более активно на верхних этажах. При этом теплые воздушные массы, которые содержат некоторое количество влаги, попадают в камеру между стеклянными полотнами, а также в зазоры между стеной и оконным блоком. Там происходит их охлаждение. Это приводит к повышению уровня относительной влажности воздуха внутри камеры. Результатом такого процесса является образование конденсата на стеклах.
Таким образом, мы можем говорить о том, что выпадение конденсата и появление на внутренних поверхностях стеклянных полотен капелек влаги или инея следует считать следствием недостаточной герметичности оконного блока. Это, в свою очередь, приводит к значительному ухудшению теплосберегающих характеристик ограждающих конструкций, быстрой порче их элементов и изменению микроклимата внутри помещений.
Показатели воздухопроницаемости определяются тепловым и ветровым напорами. Выше мы уже говорили о том, что ветер представляет собой фактор, который оказывает довольно значительное воздействие на теплотехнические характеристики конструкционных элементов сооружений. Возникающая разница в показателях давления между внутренним и наружным (концентрирующимся перед постройкой) воздухом активизирует процесс инфильтрации. При этом с обратной стороны сооружения возникает участок разреженной атмосферы, что обусловливает возникновение эксфильтрации.
Данные процессы необходимо считать следствием возникновения таких явлений, как ветровой и тепловой напоры, которые приводят к изменению микроклиматических условий внутри помещений, а также к снижению теплосберегающих свойств оконных блоков и прочих используемых ограждающих конструкций.
Для того чтобы устранить описанные выше явления, в большинстве случаев устраивают дополнительную теплоизоляцию элементов конструкций, составляющих постройку.
В частности, для повышения теплотехнических характеристик оконные блоки и участки их сочленения с деталями других конструкций герметизируют.
Было замечено, что значительного повышения теплосберегающих свойств ограждающих конструкций жилой постройки можно д