Stiklai

Stiklo paketų rūšys

  • Vienos kameros;
  • Dviejų kamerų;
  • Trijų kamerų.

Bendra informacija apie stiklą. Paprastai, apžiūrinėjant langus, atkreipiamas dėmesys į šias sudedamąsias dalis: rėmą, varstymą, aksesuarus ar apkaustus, dažus. Tačiau dažnai spontaniškai ir nesąmoningai yra aplenkiami stiklai (nebent jie būtų nešvarūs).

Tačiau stiklas yra dirbtinis produktas, kuris šiuo metu gaminamas pasitelkiant aukščiausias technologijas ir naujausius pasiekimus, todėl jo savybės ir kokybė nuolat tobulėja ir žengia pirmyn. Stiklas – pati pagrindinė lango sudedamoji dalis. Jis sudaro labai didelę dalį paties rėmo konstrukcijos, o tai daro įtaką kainai, šiluminėms, saugumo ir kitoms savybėms. Deja, šiuo metu stiklas nėra pakankamai vertintas kaip kokybės etalonas.

Mes stiklą priimame kaip natūralų elementą ir tam nereikia jokio paaiškinimo, tačiau turėtų būti priešingai. Užsakant langus, turėtume pradėti nuo stiklo ir jo savybių. Taip pat ne daug kam yra žinoma paties stiklo sudėtis. Stiklą sudaro glazūra, silicio dioksidas, švaraus kvarcinio smėlio masė, kuri sudaro 70 / 72% srauto, sodos karbonato arba natrio sulfatas (apie 14%), stabilizatorius, kalcis (apie 10%), kiti oksidai, pavyzdžiui, aliuminis ir magnis, kurie padeda pagerinti stiklo fizines savybes, ypač atsparumą atmosferos veiksniams. Nuo šių komponentų priklauso ir stiklo spalva. Pavyzdžiui, pridėjus kobalto oksido, gaunamas mėlynas stiklas, pridėjus chromo oksido – žalias, vario oksidas suteikia mėlynai žalią spalvą. Pridedant nedidelį kiekį labai susmulkinto aukso – gaunamas rubino stiklas.

Stiklas – ne individuali medžiaga, o kelių medžiagų lydinys. Standartiniai stiklo plokštės (lakštų) išmatavimai yra maždaug 6000 x 3000 mm. Visi kiti didesni išmatavimai skaičiuojami ir gaminami individualiai.

Fizinės stiklo savybės

Mechaninės savybės:

  • Tankis. Stiklas turi tam tikrą svorį (apie 2500 kg/m3), o tai reiškia, kad 1 mm storio stiklo lakštas vidutiniškai sveria 2,5 kg vienam kvadratiniam metrui. Pavyzdžiu, vieno kvadratinio metro 4 mm storio stiklo lakštas sveria 10 kg;
  • Apkrova. Stiklas pasižymi dideliu atsparumu gniuždymui, kuris yra lygus apie 1000 N/mm2 = 10000 kg/cm2, o tai reiškia, kad sugniuždytum 1 cm storio stiklo kubą, jį iš vienos pusės turėtų veikti 10 tonų apkrova;
  • Lenkimas. Atsparumas lenkimui pabrėžia stiklo lakšto suspaudimą vienoje plokštumoje, kur apkrova ir tempimo stiklo vingio atsparumo vertė yra išreiškiama tokia tvarka:
    • 40 = 400 N/mm2 kg/cm2 poliruotas stiklas;
    • 120 N/mm2 = 1200 kg/cm2 grūdintas stiklas (priklauso nuo storio ir perdirbimo tipo);
  • Didelės vertės grūdinto stiklo atsparumas yra dėl to, kad grūdinimo proceso metu grūdinamos abi paviršiaus plokštumos;
  • Elastingumas. Stiklas labai elastinga medžiaga, nes po „streso“ ir nuolatinių deformacijų grįžta į ramybės būklę tiksliai taip, kaip prieš deformacijas. Tačiau tuo pačiu stiklas yra labai trapi medžiaga, t.y. jokio plastiškumo, kai pradedama didinti apkrovas lenkimo metu, stiklas gali trūkti ar subyrėti bet kuriuo metu;
  • Linijinis šiluminis plėtimasis. Stiklo savybė yra išreiškiama empirinio koeficiento, kuris matuoja pateiktą ilgio vieneto ištisą pailgėjimą, kuris lygus 1 °C (temperatūrų intervale tarp 20 ir 300 °C). Stiklo plėtimosi temperatūros linijinis šiluminis koeficientas yra lygus 9×10-6 = 0.000009. Tai reiškia, kad 2 m ilgio stiklo plokštės lakštas, šildomas 40 °C temperatūra, pailgėja 0,72 mm. Tai padeda geriau suprasti kitų medžiagų linijinio šiluminio plėtimosi koeficiento λ vertes: mediena 4×10-6, mūras 5×10-6, akmuo 5×10-6, plienas 12×10-6, betonas 14×10-6, aliuminis 23×10-6, polivinilchloridas (PVC / plastikas) 70×10-6, bei suprasti būdingą “suderinamumą” tarp kitų medžiagų ir stiklo bei atsižvelgiant į tai parinkti atitinkamus suderinamumus tarp medžio, aliuminio ir stiklo. Taip pat sudėtinga suderinti PVC ir stiklą. Šis faktorius leidžia akivaizdžiai lengviau ir saugiau suderinti stiklo lakštų ir medžio rėmų sandarinimą bei transportuojant apskaičiuoti pranašumą, lyginant su aliuminiu ar PVC;
  • Grūdintas beskeveldris stiklas. Gaminamas terminio apdorojimo būdu, siekiant padidinti jo atsparumą. Apskritai, šis stiklas yra apie 5 kartus atsparesnis nei paprastas stiklas. Pavyzdžiui, 8 mm grūdintas stiklas atlaiko kritimą iš 2 m aukščio arba 500 g plieninio rutuliuko smūgį. Saugumui užtikrinti naudojamas toks stiklas, kuris duždamas nesužalotų aplinkinių ir subyrėtų į mažus gabalėlius su bukais kraštais ir būtų išvengta traumų. Ypač tai aktualu didelėms konstrukcijoms, vidinėms namų ar ofisų pertvaroms: vidinėms durims, stalviršiams, dušo kabinoms, ir t.t.
  • Grūdinto stiklo privalumai:

Stiklo paviršius gali įkaisti iki 600 °C.

Jis greitai atvėsina išorinį paviršių

išorinis paviršius greitai grįžta į pradinę padėtį

  • Saugus laminuotasis stiklas.Sudarytas iš dviejų ar daugiau stiklo lakštų, suklijuotų su viena ar daugiau plėvelių PVB (polivinilbutiralis). Atsitiktinio poveikio ir/ar stiklo trūkimo atveju, šios plėvelės išlaiko stiklą stabilų, kol nustoja veikti stiklo pokyčio jėgos. Dažnai toks stiklas yra naudojamas tais atvejais, kai reikia papildomos apsaugos ar kai norima, kad stiklas liktų stabilus po bet kokio fizinio poveikio. Stiklas visuomet išlaikys barjerą, nesvarbu ar nuo įsilaužimo, netyčinio atsitrenkimo, ir net nuo ginklo šūvio, ar sprogimo. Tai stiklas, kuris visuomet tiks dideliems langams, balkonams, laiptams, turėklams, stogams ir kitoms aplinkoms, kurios reikalauja nepriekaištingo stiklo stabilumo;
  • Saulės kontrolė. Tai stiklai, mažinantys saulės energijos perdavimą (saulės spindulių filtras). Ypač aktualūs šiltoms klimatinėms zonoms ar vasaros sezono metu, esant šiems faktoriams:
    • aukšta temperatūra;
    • didelis ir užsitęsęs saulės spinduliavimo srautas;
    • didelis saulės intensyvumas ir vėjo greitis.
  • Saulės spindulių filtru padengtas langas yra būdas kontroliuoti saulės energijos srautą, kuris sąlygoja gerokai padidėjusią temperatūrą patalpose, paprastai vadinamą “šiltnamio efektu”. Siekiant sušvelninti šį reiškinį, rekomenduojama naudoti “saulės kontrolės” stiklus.

Kaip veikia atrankinis stiklinimas:

Tai du privalumai. Pirma – saulės kontrolė išoriniame stikle. Antra – mažas vidinio stiklo paviršiaus spinduliavimas.

1pav

Žiemą saulės šilumos spinduliavimas atspindi nereikalingus UV spindulius praleisdamas reikalingą šilumos kiekį, deponuojant mažai spinduliavimo. Tokiu būdu patalpos pasiima reikiamą šilumą iš aplinkos bei leidžia turėti didelę dalį saulės šviesos.

2 pav

Vasarą saulės kontrolės filtras filtruoja saulės spindulius ir taip riboja šilumą bei infraraudonuosius spindulius, kurie kaitina patalpas. Šiuo metu naujausios saulės kontrolės apsaugos gali praleisti iki 60% saulės spindulių (šviesos), sulaikant žalingus UV ir infraraudonuosius spindulius, sklindančius iš saulės.

3 pav

Praktinis poveikis jaučiamas, nes sumažėja  maždaug iki  60% saulės spindulių, patenkančių per stiklą. Tokiu būdu sutaupoma energijos oro kondicionavimui vasaros sezono metu.

4 pav

Šiltas stiklas. Šiltas stiklas – tai U – vertė. Šiluminė izoliacija ypač aktuali šaltuoju žiemos sezono metu, jei U vertė yra maža, tai stiklo vidinė paviršiaus temperatūra išliks didesnė ir taip bus sumažintas vadinamasis „šalto stiklo efekto“ poveikis. Tai leidžia pasinaudoti šiais privalumais:

  • jokio nemalonaus šalčio pojūčio nuo stiklo;
  • sumažintas rasojimas / kondensacija ant langų;
  • žymiai sumažintos aplinkos ir būsto šildymo išlaidos.

U – vertė – šiluminis komfortas, geresnė stiklo izoliacija, praktiškesnis šilumos panaudojimas. Tai privalumai, kurie turės teigiamą poveikį ne tik šaltuoju metų laiku (žiemą), bet ir sumažins šilumos poveikį vasarą, nes stiklo paviršius išliks šaltas.

Norint gauti kuo didesnį efektyvumą U vertei, reikia parinkti tam tikrus stiklus su selektyvine danga.

Selektyvas – tai medžiaga padengta ant vidinio stiklo. Jei tai dviejų stiklų stiklo paketas – esanti ant pirmo stiklo, jei trijų stiklų – ant antro. Medžiaga stabdo šilumos išspinduliavimą į išorę.

5 pav

Šilumos atspindėjimas yra sukurtas šildymo sistemos prietaisų patalpos viduje. Jis atsispindi dėl mažo spinduliavimo selektyvo, padengto ant stiklo. Tokiu būdu maksimaliai išsaugoma šiluma patalpos viduje. Selektyvas turi mažą spinduliavimo koeficientą, tačiau praleidžia šilumos energiją ir didesnę dalį saulės šviesos į patalpas.

6 pav

Jaučiamas praktinis poveikis – žymiai sumažintos šildymo išlaidos.

7 pav

Kondensacijos reiškinys gali būti sienų ar stiklų drėkimo priežastis. Tai “šaltų“ daiktų rasojimas, kitaip dar – “rasos taškas”. Kai lauko temperatūra žemesnė nei vidaus, esant šaltiems daiktams ir didelei santykinei drėgmei, vanduo kondensuojasi ant šalčiausių aplinkos vietų. Tai labai dažnas reiškinys kampuose ar susijungimuose. Tad šiltas stiklas leidžia išvengti tokio poveikio, žinoma, jei namuose ne per didelė santykinė drėgmė.

Šilumos izoliacija – tai stiklo apsauga nuo dviejų skirtingų temperatūrų veikimo aplinkoje. Kaip per bet kokio kito tipo medžiagas, taip ir per stiklą, vyksta šilumos mainai. Tiek šilto (pastato viduje ar išorėje), tiek šaltesnio (pastato viduje ar išorėje). Tačiau bet kokiu atveju stiklo paviršius turi išlikti  skaidrus, kad saulės spindulių perdavimas vyktų taip, kaip numatyta pagal stiklo formulę ir suteiktų skirtumą tarp vidaus ir lauko temperatūrų.

Šilumos mainai gali vykti per tris sklidimo režimus:

  1. Energija perduodama tarp dviejų kūnų, turinčių tiesioginį sąlytį vienas su kitu.  Dėl temperatūrų skirtumo aplinkoje šiluminis stiklo laidumas yra λ = 1,0 W / (m • K);
  2. Konvekcija – tai šilumos perdavimas, vykstantis per kieto kūno paviršiaus spinduliavimą skysčių ar dujų srovėmis;
  3. Radiacinė spinduliuotė – tai šilumos perdavimas, vykstantis tarp dviejų kūnų per radiaciją, esant skirtingos temperatūros elektromagnetiniam švitinimui, perduodamam infraraudonųjų spindulių bangos ilgiu didesniu kaip 5 mm ir proporcingu paviršiaus spinduliavimui. Esant mažam spinduliavimui, šilumos mainai yra prasti. Įprasto stiklo r = 0,89 (r – yra šiluminė varža, ekvivalentas naudojamas statybos pramonėje), o keli stiklai gali būti su ypač žemu spinduliavimo koeficientu (dar kitaip vadinamu „low-E“) e < 0,10;

Svarbiausia – kuo mažesnė U reikšmė, tuo mažesni šilumos nuostoliai ir atvirkščiai – didesnė šilumos izoliacija (izoliacijos galia). Vieno stiklo (4 mm storio) šilumos perdavimo koeficientas lygus U = 5,8 W / (m2 • K).

Norint padidinti šiluminę izoliaciją ir gauti mažesnę U vertę, paprastai kaip atspirties taškas yra naudojami dviejų stiklų stiklo paketai, kurie tarpusavyje yra sujungti termo rėmeliu ir išdėstomi kuo didesniu atstumu. Tai daroma tam, kad dujų mišinys, kuriuo užpildoma tarpas tarp stiklo paketų, sudarytų “izoliacinį stiklą”, kuris mažintų U vertę. Įprastas dviejų stiklų stiklo paketas yra 4 (4 mm storio stiklas) + arg. (argonas – dujų užpildas) x 16 (tarpas tarp stiklų) + 4 (4 mm storio stiklas) U = 2,7 W / (m 2 •K). Jei norima pasiekti dar geresnių rezultatų, tuomet yra naudojami trijų ar net keturių stiklų paketai, kurie dar gali būti užpildyti kitomis dujomis, pavyzdžiui, kriptonu (tačiau tokios dujos yra labai brangios). Patys šilčiausi paketai yra tie, kurių vidus yra be jokių dujų (vakumas). Tačiau šiandienos technologijos neleidžia gaminti pakankamo dydžio tokių paketų.

Šviesa ir UV spinduliai – Saulės kontrolė. Saulės energijai pasiekus Žemę, spinduliai sudaro elektromagnetinės spinduliuotės bangos ilgį, kuris yra tarp 0,28 ir 2,50 mikronų, 1 mikrono (µ) = 10-6 m. Šviesos pojūtis, kurį jaučia žmogus, yra tik dėl radiacijos. Tokia saulės energija patekusi į kambarį per stiklą absorbuojama vidaus interjero objektų ir sienų, kurios yra šildomos. Jos, savo ruožtu, pakartotinai išspinduliuoja (daugiausia infraraudonųjų spindulių – daugiau nei 5 m) šilumą, taip sukurdamos šilumos efektą, dar kitaip vadinamą “šiltnamio efektu”. Kad būtų galima išvengti perkaitimo, gali būti naudojamas stiklas su ribotu saulės energijos perdavimo koeficientu, kitaip vadinamu “saulės kontrolės” stiklu, kuris maksimaliai leidžia sulaikyti dalį saulės spinduliuotės ir blokuoja UV bei leidžia išlaikyti tam tikrą apšvietimą natūralia šviesa, priklausomai nuo stiklų formulės bei stiklų konfigūracijos.

Iš visų statybinių medžiagų tik stiklas gali apsaugoti nuo aplinkos poveikio, tuo pačiu metu suteikdamas galimybę stebėti išorinį pasaulį. Stiklo rūšių įvairovė leidžia pasirinkti norimas šviesos, patenkančios pro langą, charakteristikas. Pagrindiniai rodikliai, nusakantys lango šviesos charakteristikas yra šie:

  • Šviesos perdavimo koeficientas (LT) – perduotos į patalpą šviesos santykis su krentančiu šviesos srautu;
  • Šviesos atspindėjimo koeficientas (LR) – atspindėtos į išorę šviesos santykis su krentančiu šviesos srautu;
  • Saulės faktorius (g) arba bendras perdavimas – bendra saulės energijos dalis, patenkanti į patalpos vidų. Tai yra tiesiogiai perduotos ir absorbuotos bei atspindėtos į patalpų vidų saulės energijos suma.

Kuo didesnis lango šviesos perdavimo koeficientas, tuo daugiau dienos šviesos patenka į patalpos vidų.

Šviesa yra labai svarbi praktiškai visiems gyviems organizmams ir jų gyvenimo kokybei. Svarbiausia tai, kad tam tikras šviesos srautas padaro aplinką dar komfortabilesnę. Stiklai langų rėmuose veikia kaip “filtras”. Jis gali stebuklingai sutramdyti ir sušvelninti šviesos intensyvumą namuose, kad ją būtų galima išnaudoti pagal poreikius. Lango stiklas visada atlieka grandiozinę šviesos su išoriniu pasauliu kontrolę. Projektuojant pastatus, dažniausiai norisi matyti didelius langus. Priimtiniausias plotas turėtų būti nuo 35% iki 45% bendro fasado ploto. Svarbu, kurioje vietoje bus montuojami langai. Reikia atsižvelgti, ar jie bus šiaurėje, kur yra gaunama minimaliai saulės spindulių, ar pietuose, kur galima pasinaudoti saulės šviesa ir ją išnaudoti žiemą.

Mes naudojame specialias programas, kurios padeda parinkti optimalius stiklus ir leidžia įsisavinti tinkamą kiekį natūralaus apšvietimo į pastatą.

Stiklas ir sauga. Stiklas gali puikiai apsaugoti nuo vagystės ar vandalizmo aktų. Žinoma, reikia įvertinti ir langų rėmus, kurie gaminami pagal keliamus saugumo reikalavimus ir yra reglamentuojami teisės aktų. Langų gamybos technologija leidžia suteikti savybes, apsaugančias aplinkinius nuo atsitiktinio dūžio, kuris šiuo metu yra aktualiausias smūgio apsaugai.

Apsaugos lygis priklauso nuo dviejų medžiagų, tai:

  • Laminuoti stiklai;
  • Grūdinti stiklai.

Šie stiklai apsaugo nuo:

1. Atsitiktinės žalos. Paprastai rizikingiausios vietos fasaduose, languose kelių lygyje ar duryse. Būtent tam yra naudojama sąvoka “saugūs stiklai”. Tai gali būti grūdintas arba laminuotas stiklas.

2. Pavojaus nukristi daiktams ant stogo langų. Laminuotas stiklas apsaugo nuo atsitiktinio kritimo ir stiklo pažeidimo po susidūrimo.

3. Vandalizmo, vagysčių ar panašaus pobūdžio pavojų. Tokių smūgių, kaip bandymai įsilaužti kirviu, plaktuku ar laužtuvu.

4. Šaunamojo ginklo. Šios rūšies apsaugos poveikis turi atitikti tarptautinius ir vietinius reikalavimus laikantis EN1063, kuris apibrėžia 7 klases tam, kad būtų padengti praktiškai visi saugumo poreikiai nuo visų ginklų.

Laminuoti stiklai turi didelę suspaudimo jėgą, bet mažą atsparumą lenkimui, todėl paprastai gali subyrėti į daug aštrių ir mažų fragmentų, kurie gali sukelti įvairius sveikatos sutrikimus. Siekiant to išvengti, galima naudoti stiklą su dideliu atsparumu. Kitaip sakant, vietoje paprasto stiklo yra naudojamas grūdintas. Taip sukuriamas papildomas saugumas.

Stiklas ir garso izoliacija. Esminis lango su tyliais stiklais privalumas yra tas, kad langas apsaugo nuo išorinio triukšmo. Garso izoliacija yra apibrėžiama indeksu, kuris suvokiamas per skirtingus dažnius (mažas, vidutinis ar aukštas – nuo 50 iki 5000 Hz amplitudėje). Triukšmo vertinimas yra išreikštas decibelų skale – dB. Vienas stiklas turi garso izoliaciją, kuri yra 10 ir 15 dB, pavyzdžiui, kai stiklo storis yra 4 mm, kritinis dažnis atitinka 3000 Hz, o 13 mm storio gipso plokštės atitinka 3200 Hz. Didinant stiklo storį (kaip vieną stiklą ar laminuojant) bei tarpelius stiklo paketuose (kuo didesni, tuo geriau), sumažinamas garso intensyvumas bei slopinamas žemo dažnio triukšmas (ypač būdingas kelių eismo triukšmui).

Paprastai komfortiškas garso lygis neturėtų viršyti 35 dB intensyvumo dienos metu ir 30 dB nakties metu.

Garsas, kaip žinoma, susidaro iš įvairaus dažnio garso bangų, todėl net ir menkiausias kūnas (medžiaga) kritimo ar judėjimo metu sukelia vadinamąjį kritinį vibracijos sužadinimo dažnį, kuriame vibruoja daugiau ar mažiau visi kūnai (ir tokiu būdu perduoda garsą). Taip yra sukeliamas vienokio ar kitokio stiprumo garsas, kitaip sakant, triukšmas. Turėdami informaciją apie aplinką, kuri supa pastatą, bei garso matavimo duomenis, galime lengvai parinkti atitinkamus stiklo paketus, kurie saugos nuo pašalinio ir nereikalingo garso, sklindančio iš aplinkos.

Garso slopinimui didelės įtakos turi ir lango rėmas, iš kokios medžiagos jis yra pagamintas. Fiziologiškai iš aliuminio arba PVC pagaminti langai praleidžia (ar vibruoja) daugiau garso nei pagaminti iš medienos (taip pat yra svarbi ir medienos rūšis), nes mediena yra pakankamai tanki, o ne tuščiavidurio profilio (kaip PVC ar aliuminio). Dėl šios priežasties tas pats stiklo paketas mediniuose languose veiks efektyviau ir turės  geresnę apsaugą nuo garso nei languose iš aliuminio ar PVC. Vis dėl to mediniuose languose yra svarbu ir kaip sumontuotas, ir kokiu būdu yra įstiklintas stiklas rėme, kaip užlietas silikonas.

Apibendrinant galima priminti, kad garsas yra sudarytas iš daugelio dažnių. Dažnio tipas: nuo mažo iki didelio, nustato triukšmo pobūdį arba garso intensyvumą. Dažnis yra išreiškiamas hercais – Hz (virpesių skaičius per sekundę). Kuo didesnis dažnis, tuo daugiau virpesių sklinda per sekundę.

10 pav

Triukšmui nuslopinti nepakanka tik padidinti stiklo storį.Toks stiklo storio didinimas tik perkelia triukšmo viršūnę į skirtingus dažnius.

11 pav

Triukšmui nuslopinti tarp stiklų naudojamos plėvelės, kurios sulaminuotos iš vieno ir daugiau sluoksnių. Jos užtikrina gerą garso izoliaciją bei mažina stiklų ar pačios konstrukcijos vibraciją.

12 pav