Прочностные свойства стеклопакетов

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.