Технологии остекления

Мы запускаем серию материалов, посвященных новым технологиям остекления. И приглашаем вас расширить собственный кругозор, а параллельно оценить всю впечатляющую широту открывающихся архитектурно-строительных перспектив.

Привычные и широко известные подходы к остеклению постепенно переходят в категорию устаревших. Современные окна и фасады выполняются на новом уровне эстетики, конструктивной сложности, энергоэффективности. Нам стали доступны уникальные опции, незнакомые инженерам еще 20 лет назад.

Например, напыление. Зачастую профессионалы отдают предпочтение именно этому способу обработки наплавного флоат-стекла в сравнении с пленочными покрытиями. Почему?

О наших технологиях: Напыление

Используя ― и комбинируя между собой! ― различные виды напылений, можно придать обычному стеклу дополнительные полезные качества.

Энергосберегающее напыление

В российском климате именно энергосберегающие стеклопакеты пользуются особенной популярностью. С точки зрения физики, эффект теплосбережения достигается за счет нанесения отражающего слоя на поверхность листового стекла. Этот же прием работает в обратную сторону: позволяет защищать помещение от избыточного прогрева в теплое время года.

Причем материалы покрытия таковы, что отражают именно тепловые волны в инфракрасном диапазоне, вполне пропуская при этом обычный свет. Так что визуально стекло остается прозрачным ― полностью или частично.

В каталогах представлены так называемые мягкие и твердые теплоизолирующие покрытия.

K-стекла с твердым покрытием

Твердое покрытие наносится на лист стекла при температурах порядка 600 градусов. На выходе получается накрепко приплавленный жесткий оксидный слой, в классическом исполнении из диоксида олова. Этот материал прозрачен для человеческого глаза, однако хорошо отражает ИК-волны длиной более 2000 нанометров.

I-стекла с мягким покрытием

Мягкое покрытие состоит из нескольких слоев, включающих и оксиды, и чистые металлы. Компании-производители в сфере остекления сочетают, например:

1. Оксид титана в качестве базы и в качестве финишного внешнего слоя. Также могут использоваться соединения других металлов, частично отражающие свет в видимом диапазоне (380-760 нм). Покрытие получается не только зеркальным, но и цветным.
2. Чистое серебро. Металл отражает 97% излучения в коротком и в среднем ИК-диапазонах (от 800 нм). И 99% длинных ИК-волн (5000-10000 нм). Великолепные показатели.
3. Чистый хром. Хром используется для отражения ИК среднего и длинного диапазонов. Он отражает 50% излучения на 1000 нм, 81% на 5000 нм ― и 93% на 10000 нм.

Готовая структура насчитывает до четырех-пяти слоев и имеет отличные оптические и теплоизоляционные характеристики. Однако получается довольно “рыхлой”, уязвимой к царапинам. Плюс атмосферный кислород проникает в глубину “сандвича” и окисляет серебро, приводя этот слой в негодность.

K-стекло VS I-стекло: сравнение

Оценочно, твердое покрытие пропускает ~17% тепла, а мягкое ― порядка 5-7%. То есть оно эффективнее в три раза.

Многослойная структура I-стекла позволяет одновременно добиваться нужной зеркальности, окрашивать полотно.

Зато твердое покрытие K-стекол достаточно прочное, чтобы использовать его практически в любых условиях, включая прямой контакт с уличной средой. Мягкое ставится только в стеклопакетах, причем разворачивается напылением вовнутрь камеры. Которая заполняется инертным газом, чтобы предотвратить реакцию чистых металлов с атмосферным кислородом. I-стекла требуют большой аккуратности в процессе установки.

Однако глобально современной технологией считается именно мягкое покрытие магнетронным методом. Твердое по большому счету устарело.

Зеркальное напыление и тонировка

Подбирая материал напыления, можно сделать листовое стекло зеркальным либо придать стеклопакету так называемую одностороннюю прозрачность. При этом остекление выглядит зеркальным только с одной стороны, обычно с уличной.

Строго говоря, односторонняя зеркальность серьезно зависит от освещения. То есть вполне сохраняется днем на ярком солнце и снижается с приходом сумерек, особенно когда внутри помещения включается электрический свет.

Технология очень востребована при остеклении бизнес-зданий. Она позволяет скрывать происходящее внутри от посторонних взглядов в течение стандартного рабочего дня.

Тонированное полотно фильтрует часть светового потока.

Прием широко применяется для окон, выходящих на солнечную сторону. Тонировка позволяет уменьшить инсоляцию, то есть сделать свет с улицы менее слепящим. Причем уровень снижения можно задавать, подбирая плотность напыления, толщину слоя.

В отличие от зеркального напыления, тонирующий слой не отражает излучение, а поглощает его. Поэтому может нагреваться.

В качестве предпочтительного материала покрытия используются оксиды металлов, как более прочные, неактивные и удобные в эксплуатации в сравнении с чистыми металлами. Часть из них привносит свои цвета. Например:

• Cu2O ― оранжево-красный
• Fe2O3 ― ржаво-оранжевый
• Cr2O3 ― зеленый
• TiO2 ― белый
• ZrO2 ― белый
• Al2O3 ― белый

А также различается степень диффузного отражения в толще слоя с пустотами. Визуально изображение “расплывается”, выглядит несколько матовым.

Специальное применение

Самоочистка стекла

TiO2 выделяется еще одним ценным качеством: под воздействием ультрафиолета этот оксид запускает реакцию окисления окружающей органики. В частности, попавших на стекло загрязнений. Они расщепляются и удаляются с поверхности. Эффект не стопроцентный, однако достаточно ощутимый, чтобы называть такое стекло самоочищающимся.

Электрообогрев

Можно напылить на листовое стекло металлическую сетку и пустить по ней электрический ток. Сетка как проводник будет выделять тепло, нагревая все стекло. Таким способом можно испарять конденсат, плавить обледенение и даже удалять слой снега. Все определяется мощностями.

Покрытие гнутого полотна

В отличие от полимерных пленок, напыление с равным успехом может наноситься и на плоские листы наплавного стекла ― и на изогнутые. Иногда это требуется при реализации особенно затейливых архитектурных проектов.

И в заключение

Мы не ставили своей целью создать полноценный справочный материал. Ассортимент материалов и вариативность технологии настолько широки, что охватить их целиком в рамках одной статьи вряд ли возможно. К тому же сфера активно развивается, постоянно появляются новые разработки.

Однако мы искренне надеемся, что общее представление о пользе и ценности напылений ― с прикладных позиций ― вы получили. В случае заинтересованности, будем рады проконсультировать вас и ответить на возникшие вопросы подробнее.