Стекло в интерьере и строительстве зимних садов

В настоящее время в интерьере наблюдается стремление к легкости, наполненности светом, ощущению безграничности пространства. Каждый человек испытывает необходимость в этом, что заставляет его окружать себя и привносить в свой дом как можно больше прозрачных элементов. Теперь это не только двери и окна. Не только посуда и предметы декора. Современному интерьеру теперь доступны прозрачные сантехника, мебель, лестницы и даже стены! Несмотря на то, что современные научные разработки дали нам большое количество синтетических прозрачных материалов, не теряет своей востребованности и очень выигрышно смотрится даже в самых футуристических проектах материал, известный человечеству с древних времен.

Стекло — очень необычный материал. При его грамотном использовании интерьер станет неповторимым, приведет в восторг сочетанием декоративных эффектов. Правильное комбинирование прозрачных и непрозрачных частей позволяет дизайнерам задавать любую визуальную глубину и насыщенность помещения. Витражи, зимние сады, окна, двери, внутренние перегородки, полы, ограждения лестниц, балюстрады, мебель, зеркала и прилавки - всё это можно изготовить с использованием стекла. На стекло можно наносить всевозможные узоры, изготавливать из него декоративные стеновые панели и напольную плитку; в продаже вы найдете стекло с разнообразными рисунками, тонированное стекло разных цветов, зеркальное стекло и оригинальные стеклоблоки. В оформлении домов часто используется витражное стекло разной степени прозрачности и цветового насыщения, с разными текстурами и покрытиями. Разнообразие цветов и видов художественной обработки делает стекло одним из самых востребованных в ряду конструкционных материалов для оформления интерьеров, не говоря уже о его основной функции светопрозрачного ограждения.

Стекло изготавливается плавлением оксида кремния, иначе говоря, обычного песка с разнообразными добавками придающими стеклу заданные физико-химические характеристики — такие, как прочность, прозрачность, определенный цвет и прочее, а так же делающие процесс изготовления стекла в принципе технически осуществимым.

Впервые стеклянные изделия начали изготавливаться человечеством с помощью литья или прессования. На рубеже новой эры была получена технология выдувания стекла, которая продержалась с разными вариациями до сих пор – используя особую трубку, мастер-стеклодув выдувает стеклянную заготовку, которая затем подвергается дальнейшей обработке. Листовое же стекло производилось так называемым холявным способом. Сначала выдувалась «холява» - емкость цилиндрической формы длинной несколько метров, и диаметром до метра. Затем у заготовки удаляли края, получившийся в результате полый цилиндр разрезали вдоль и раскатывали в лист. Производительность данного способа, конечно же, оставляла желать лучшего. Тем временем начавшаяся в 19 веке НТР и, как следствие, всеобщая индустриализация привели к огромному дефициту высококачественного, а главное недорогого листового стекла. Было очевидно, что кустарное производство совершенно не покрывало всех нужд промышленности и строительства в стекле. В начале 20 века в Европе был получен метод непрерывного вертикального вытягивания листового стекла. Из ванны с расплавленной массой стекло протягивают между прокатными вальцами. При этом образуется лента, которая, отвердевая, становится листовым стеклом. Метод вертикального вытягивания очень скоро получил широкое распространение и применяется до наших дней (правда, в весьма скромных объемах). Между тем поиски более совершенной технологии начались уже в двадцатых годах прошлого столетия. И решение было найдено — если разлить расплавленное стекло на поверхности какой-либо жидкости, то можно получить очень ровную поверхность тонкого стекла. Данной жидкостью оказалось расплавленное олово. В новой прогрессивной технологии производства стекла специалистам компании Pilkington Brothers Ltd. удалось создать ванну, наполненную расплавом этого металла. Емкость с оловянной «жидкостью» потребовалось поместить в специальную атмосферу, поскольку расплавленное олово быстро окислялось на воздухе. Сооружение получилось громоздким и весьма опасным. Однако цель была достигнута. Листовое стекло формировалась на поверхности олова, что позволило производить высококачественное стекло. В патенте инновационная продукция получила название «флоат» («плавающее» стекло).

С точки зрения теплотехники окна, витражи и прочие светопрозрачные конструкции представляют собой пробоины в тепловом контуре здания. И проблема заключается не только в низком сопротивлении теплопередаче стеклянной составляющей такого ограждения. Теоретическими и экспериментальными исследованиями доказано, что основной объем теплопотерь происходит за счет радиационной (излучательной) составляющей тепловой энергии, направленной во внешнюю среду (на улицу), а значит решением этой проблемы может стать эффективное отражение теплового излучения внутрь здания.

Практическим воплощением данного решения стало стекло с металлизированным напылением — так называемое «К»-стекло и «И»-стекло. Данные материалы были получены благодаря проводимым в 1960-х годах активным экспериментальным работам в области металлизации поверхности стекла. Итогом стало промышленное производство низкоэмиссионного теплосберегающего стекла с «твердым» К-покрытием. Позднее появились стеклоизделия с «мягким» И(I)-напылением. К-стекло производится так называемым пиролитическим методом. Поверхность стекла на выходе из печи плавления атакуется молекулами оксидов металлов. В результате на стекле образуется металлизированная пленка. К-стекла хорошо противостоят механическому воздействию, не подвержены окислению при контакте с окружающей средой (в результате их можно использовать при одинарном остеклении), отлично переносят высокие температуры, что позволяет использовать для них закалку. Однако энергосберегающие характеристики стекол с «твердым» напылением, увы, уже не удовлетворяют современным теплотехническим требованиям.

В связи с ужесточением теплотехнических норм в наши дни все большую популярность приобретает инновационное стекло с «И»-покрытием («мягкое» покрытие). Низкоэмиссионную пленку наносят методом магнетронного напыления . Готовые листы стекла помещают в специальную установку – магнетрон, где в условиях вакуума на поверхность листа напыляют несколько слоев редкоземельных металлов. Недостатком данного метода является чувствительность покрытия к различным внешним воздействиям. Стекло с таким напылением можно использовать только в составе стеклопакета, причем обработанная сторона должна быть обращена внутрь изделия. Кроме того, стекла с «И» покрытием можно использовать в безопасных многослойных комплексах (триплексах). В последние годы появилась закаленная продукция с «И»-покрытием. Закалка стекол осуществляется в высокотехнологичных печах, имеющих специальные опции. Вместе с тем, энергосберегающие способности И-стекол выше всяких похвал. Достаточно сказать, что сопротивление теплопередачи однокамерных стеклопакетов, укомплектованных листами с «мягким» напылением, составляет 0,62 кв. м С/Вт (при заполнении межстекольного пространства инертными газами – 0,68 - 0,7 кв. м С/Вт). Для сравнения: согласно московским территориальным нормам, данный показатель (для окон и балконных дверей) должен быть не менее 0,55 кв. м С/Вт. Таким образом, применение низкоэмиссионных стекол позволяет сократить потери тепла за счет излучения в пять раз, а общие теплопотери – в два-три раза.

Очевидно, что материал постепенно приобретает конструкционный статус. Давно перестали быть диковинкой стеклянные полы, лестницы, демонстрационные площадки. Появились витражи, в которых роль стоек выполняют специальных наборные пакеты из стекла. Комбинируя стекла разного типа и разной толщины, можно создавать небывалые строительные конструкции. В развитии стекла все явственнее проявляют себя нанотехнологии, позволяющие придать ему специфические эксплуатационные и технические характеристики, а также экстраординарные эстетические качества. Известно, что стекло – аморфный материал, не имеющий жесткой кристаллической решетки. Молекулы оксида кремния расположены в случайном порядке, а соединения натрия и калия объединены в комплексы. Один из способов упрочнения стекла – изменение структуры за счет введения высокопрочных синтетических фибр (нанотрубок), способных создать стабильные связи между элементами.

От листового стекла также требуются прочностные «подвиги». На системы остекления воздействуют большие статические и динамические нагрузки. В современных условиях остро стоит вопрос о производстве стекла со стабильными, заведомо известными прочностными характеристиками, которые можно включать в нормативные документы, использовать в расчетах. Встанет ли стекло в один ряд со сталью и железобетоном, покажет время.