Стеклопакет, установленный в оконный профиль, воспринимает значительные по величине статические и динамические нагрузки. При этом они могут быть условно разделены на две группы.
/. Нагрузки, равномерно распределенные по площади стеклопакета, воспринимаемые непосредственно стеклами, и передающиеся на его краевую зону.
К этой группе относятся ветровые нагрузки, а также усилия, вызванные перепадами давления во внутренней полости стеклопакета.
II. Нагрузки, воспринимаемые непосредственно краевой зоной.
К этой группе относятся напряжения, вызванные температурными деформациями оконного профиля, а также напряжения, возникающие в краевой зоне, за счет различных коэффициентов температурного расширения металла и стекла.
Проанализируем каждую из групп более подробно. Прежде всего отметим, что внутренняя полость стеклопакета должна заполняться воздухом или газом при давлении, максимально близком к атмосферному. На стенку, разделяющую атмосферу и вакуум, действует давление более 10 т/м2 (для сравнения укажем, что нормативная нагрузка на междуэтажное перекрытие жилого дома составляет 0.150 т/м2). Таким образом, при полной откачке воздуха из внутренней полости стеклопакета произойдет немедленное разрушение стекол под давлением атмосферы.
Второй важнейший фактор - температура газа внутри стеклопакета. Объем свободного газа при изменении температуры меняется на величину Δt / 273, где Δt - величина изменения температуры, °С. В процессе эксплуатации в Москве температура воздушного промежутка может меняться на величину до 50-60°С (+20°С внутри помещения и -30 - 35°С на улице в зимнюю ночь, нагрев солнца летним днем до +30 - 35°С и остывание ночью до +10°С). Такой перепад температур может изменить объем свободного воздуха до 20% (при толщине воздушного промежутка в 50 мм изменение составит 10 мм). В промежутке, ограниченном стеклами, за счет перепада температур будет возникать значительное давление на стекла, которое может привести к их разрушению или выпучиванию. При этом давление газа, находящегося во внутренней полости, равномерно распределяется по площади стекла. Чем меньше объем газа в стеклопакете (чем меньше толщина воздушной прослойки) и чем больше площадь остекления, тем меньше риск разрушения стеклопакета, вызванный перепадами давления в его внутренней полости.
Особенно внимательно к этому фактору следует отнестись при проектировании витражного остекления, ориентированного на южную сторону и подвергающегося, таким образом, значительному перегреву летом. В этом случае естественное стремление сделать остекление предельно теплым, исходя из зимних условий эксплуатации, подразумевает использование максимально возможных конструктивно дистанционных рамок, а ограничения, накладываемые производителями профильных систем, не позволяют использовать стеклопакеты большой площади.
При изгибе оконного профиля за счет возникающих в нем температурных напряжений, ветровых нагрузок, собственного веса выше расположенных конструкций, а также при динамических воздействиях от открывающихся и закрывающихся дверей в офисных перегородках, витринах и т.п., усилия от профиля передаются на краевую зону стеклопакета. Для долговечной и надежной эксплуатации стеклопакетов способы их крепления должны исключать передачу этих нагрузок. С этой целью между стеклопакетом и переплетом оставляют компенсационные зазоры, в которые при установке стеклопакета в проектное положение укладываются специальные подкладки. По своему назначению они подразделяются на опорные и фиксирующие. Опорные подкладки служат для передачи нагрузки от собственного веса на переплет, фиксирующие - обеспечивают центровку стеклопакета в световой ячейке, а также исключают возможность его смещения при открывании створок.
Подкладки под стеклопакет для ПВХ-профилей изготавливаются в виде пластин из ПВХ, размером 30 х 97 мм и толщиной 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 и 5.0 мм. Схема размещения подкладок зависит от вида остекления (глухое или открывающееся) и способа подвески створок. На рис.2.5 показаны примеры установки подкладок, согласно рекомендациям концерна "Veka".
Рис. 2.5. Примеры установки подкладок под стеклопакет
Краевая зона является наиболее уязвимой для стеклопакета за счет контакта материалов с различными физическими характеристиками. При установке стеклопакетов в оконный профиль следует по возможности защищать ее от промерзания. Кроме того, микротрещины, которые могут возникнуть при резке стекла на стадии изготовления стеклопакета, могут привести к его разрушению в процессе эксплуатации, за счет возникающих непосредственно в краевой зоне температурных напряжений.