Вакуумные стеклопакеты запущены в массовое производство

При стабильно растущих ценах на газ, централизованное отопление и электричество энергоэффективность окон является одной из основных характеристик, и ей уделяется больше всего внимания. За последние годы в этой сфере было внедрено достаточно много инноваций – использование I- и k-стекол, утепление при помощи энергосберегающих пленок, закачка внутрь камер инертного газа, но вакуумные стеклопакеты превзошли все предыдущие технологии. Внедрение этого изобретения позволит не только повысить энергоэффективность, но и уменьшить вес и толщину всех оконных конструкций. Эта инновация пока дорабатывается, хотя уже сегодня можно приобрести вакуумные оконные конструкции. Лидирует в этой области Япония, но Россия, Китай и Германия также активно двигаются в этом направлении.

Введение

В современных хорошо утепленных зданиях коэффициент теплопередачи стен U достигает 0,3 Вт/(м2·К) и даже ниже [1]. Однокамерные стеклопакеты с инертным газом аргоном и низкоэмиссиоными покрытиями является в настоящее время нормальной практикой при строительстве новых зданий. Коэффициент теплопередачи центральной части этих стеклопакетов Ug (то есть без учета влияния кромок) составляет от 1,3 до 1,1 Вт/(м2·К). Однако на хорошо утепленном фасаде здания эти стеклопакеты представляют собой «теплые пятна», через которые происходят значительные потери тепла. Хорошие двухкамерные стеклопакеты могут иметь коэффициент теплопередачи от 0,7 до 0,5 Вт/(м2·К). Однако это достигается за счет усложнения конструкции стеклопакетов, увеличения их толщины до нескольких сантиметров и применения дорогого инертного газа криптона.

Сверхпрочные элементы крепежа и профиля

Большие стекла крепим с помощью: спайдеров, профилей, точечных и комбинированных креплений, а также в зажимной профиль сверху и снизу (с декоративными крышками).

Спайдер

Точечный крепеж

Профиль

Качество крепежа имеет первостепенное значение, когда стекло весит от 200 кг. Мы используем крепежные системы: Metalglas (Италия), Glasmarte (Австрия), Pauli & Sohn (Германия),Dorma,Schuco, Reynaers Aluminium, и другие компании, специализирующиеся на системах остекления. А если вы захотите сэкономить, то можно купить крепеж наших проверенных компаний Architect Glass (СПб), “Техномедиа”, “Гласс Фурнитура” и KinLonG.

Концепция вакуумного стеклопакета

Альтернативным подходом к совершенствованию стеклопакетов является концепция вакуумных стеклопакетов (vacuum insulated glazing, VIG). Иногда их называют также «стеклопакетами с откачанным воздухом» (evacuated glazing unit, EGU). Японские и китайские компании уже предлагают такие стеклопакеты, однако их коэффициент теплопередачи составляет всего лишь от 1,3 до 1,1 Вт/(м2·К) [2].

Расчеты специалистов показывают, что однокамерный стеклопакет с откаченным из него воздухом может достигать коэффициентов теплопередачи до 0,5 Вт/(м2·К) [1, 2]. При этом общая толщина стеклопакета может быть не более 10 мм и толщиной стекол 4 мм. При этом нет необходимости применения инертных газов.

Историческая справка

Вакуумные стеклопакеты – далеко не инновационный продукт. Данное направление начали прорабатывать в конце прошлого века. На создание этого вида стеклопакетов разработчиков вдохновила технология производства термосов. Первые попытки разработать вакуумный стеклопакет были предприняты инженерами Сиднейского университета. А первопроходцами в производстве вакуумных стеклопакетов на продажу в 1997 году стала японская компания Nippon Sheet Glass. Но их продукция не пользовалась спросом из-за определённых технологических трудностей, а также ограничений в использовании. Но все последующие годы рынок продолжал развиваться, и в 2021 году компания LandGlass из Китая вышла на новую ступень производства вакуумных стеклопакетов. Конструкция представляет собой два или более листов термополированного стекла, соединенных в определенном порядке вставками толщиной до 1 мм и шириной до 6 мм. Это необходимо для того, чтобы в камере образовалась пустота. Вакуумного зазора в 0,05–0,1 мм уже достаточно, чтобы стеклопакет получился долговечным и теплоизолирующим. Зазоры, как правило, создаются посредством специальных распорок (пилларов), выполненных из разных материалов (стекло, керамика, нержавеющая сталь). Такие распорки позволяют стеклопакету сохранить физические свойства и противостоять перепадам атмосферного давления и силе ветра.

Атмосферное давление и традиционные стеклопакеты

Каждый стеклопакет имеет хотя бы одну герметически изолированную полость – пространство между стеклами. Обычно эта полость наполнена воздухом при том давлении, которые было в цехе в момент герметизации стеклопакетов. Допустим, что это атмосферное давление было нормальным. При изменении атмосферного давления по отношению к давлению внутри полости стекла стеклопакета становятся выпуклыми или вогнутыми (рисунок 1). Эти прогибы вызывают искажения отражения от стекол, которые более или менее заметны в зависимости от размеров стеклопакетов, толщины стекол, ширины полости и т. п. (см. подробнее здесь).

Рисунок 1 – Прогибы стекол однокамерного стеклопакета:

а – при пониженном атмосферном давлении;

б – при повышенном атмосферном давлении

Стеклом можно назвать практически любое соединение, расплав которого при охлаждении становится аморфным твердым материалом. Однако наибольший интерес представляют собой так называемые «окисные», в первую очередь кварцевые стекла, основной составной частью которых является SiO2.

Введение в состав стекла окислов калия, натрия, бора, бария, алюминия, свинца, цинка, магния, кальция и других веществ придает ему особые свойства.

Известно много типов таких стекол, однако для вакуумных систем годятся лишь некоторые из них. В основном это так называемые электровакуумные стекла, разработанные для нужд электровакуумной промышленности. При соответствующем подборе коэффициентов термического расширения и при условии хорошей смачиваемости стекла и металла можно получать ва-куумно-прочные соединения металла с такими стеклами путем их сварки или пайки.

Используемые в вакуумной технике стекла можно разделить на две основные группы: «тугоплавкие» (твердые), или бороси-ликатные стекла, в которых основной добавкой к двуокиси кремния является окись бора В203, и «легкоплавкие») (мягкие), в которых основной добавкой служит окись натрия Na2O (так называемое натриевое стекло) или окись свинца PbO (свинцовое стекло). В табл. 2.1 приведен химический состав некоторых широко используемых в вакуумных системах стекол, изготовляемых фирмой Corning Glass Works (США). Аналогичные стекла с небольшими вариациями состава изготовляются во многих странах.

Помимо разного химического состава твердых и мягких стекол, существуют различия и в зависимостях их вязкости от температуры. Поскольку стекло имеет аморфное строение, у него нет определенной точки плавления.

Поэтому одним из важнейших свойств стекла является его вязкость, которая монотонно уменьшается с ростом температуры до тех пор, пока стекло не перейдет в жидкое состояние. Легкоплавкие стекла начинают размягчаться и, следовательно, могут быть обработаны при более низких температурах по сравнению с тугоплавкими.

Поэтому вакуумные системы, изготовленные из легкоплавкого стекла, вследствие возможности возникновения деформаций и разрушения не подвергают нагреву выше 350°С. С другой стороны, тугоплавкие стекла можно безопасно нагревать до 400 0C, а некоторые, например пирекс, — выше 5000C Вот почему при изготовлении стеклянных установок сверхвысокого вакуума используются в основном твердые стекла. В некоторых специальных случаях, например при необходимости использования стекол, прозрачных для ультрафиолетового излучения, или при эксплуатации установки в условиях высокой температуры, применяются и другие стекла, например кварцевое стекло. Если стекла входят в состав вакуумно й части системы, то необходимо использовать такие стекла, которые удовлетворяли бы всем требованиям их работы в условиях вакуума.

К важным физическим свойствам стекол, используемых в условиях сверхвысокого вакуума, относятся те, на которые влияет температура, поскольку повышение температуры весьма существенно с точки зрения обезгаживания системы. Это, в первую очередь, вязкость, являющаяся мерой твердости и жесткости стекла, и коэффициент термического расширения, от которого зависят уровни напряжений и деформаций, возникающих вследствие неравномерного нагрева, а также в местах соединений стекла с другими материалами.

Как отмечалось, стекло не имеет определенной температуры плавления (отвердевания), а при нагревании теряет свойства твердого тела вследствие непрерывного уменьшения вязкости. На зависимость вязкости от температуры влияет химический состав стекла. На рис. 2.1 представлены типичные кривые изменения вязкости в зависимости от температуры T для ряда стекол, характеристики которых указаны в табл.

На кривой вязкость — температура различают четыре характерные точки, определяемые по методике Американского общества испытания материалов (ASIM) и принятые в настоящее время повсеместно. Эти точки соответствуют различным состояниям стекла при переходе твердое тело — жидкость.

Различают точки закалки, отжига, размягчения и температуру обработки. Точка закалки представляет собой температуру, при которой релаксация напряжений происходит в течение нескольких часов. При температуре отжига внутренние напряжения исчезают в течение 15 мин (г) = 1012 Па*с-1). Точка размягчения определяется как температура, при которой стеклянная нить стандартного размера начинает заметно деформироваться под собственным весом, что соответствует вязкости 106,6 Па*с-1 для стекол плотностью — 2,5*103 кг*м-3.

При температуре обработки стекло размягчается до такой степени, что можно вести его обработку путем выдувания, формовки, прессования и т. п. Температуре обработки соответствует вязкость 103 Па*с-1.

В табл. 2.1 приведены значения указанных характерных температур для различных стекол. Температура, при которой вакуумная оболочка начинает подвергаться деформации под действием атмосферного давления, зависит от формы, толщины стенок и времени выдержки установки при этой температуре. Однако для оценки температуры, предельно допустимой для безопасного нагревания вакуумной установки, можно, в общем, исходить из значения температуры закалки.

Еще более важную роль играет термическое расширение стекла. По мере нагревания стеклянная деталь расширяется, что приводит к возникновению напряжений и деформаций, которые в свою очередь могут приводить к растрескианию и разрушению стекла.

Как правило, величина относительного удлинения больше у легкоплавких стекол, а для боросиликатных снижается с уменьшением содержания B2O3. При температурах ниже 3000C кривые термического расширения практически линейны, и в этом температурном диапазоне коэффициент термического расширения можно считать постоянным (табл. 2.1). С повышением температуры коэффициент термического расширения возрастает все быстрее и при температурах порядка температуры отжига становится весьма значительным. Следует отметить, что воспроизводимость характеристик и обратимость кривых свойственны только хорошо отожженным стеклам. У недостаточно отожженных стекол значения коэффициента термического расширения завышены.

Термические напряжения могут возникать не только в местах спаев, но и в местах локального нагрева или охлаждения. Если температуры поверхностей стеклянной пластины различны, то нагретая поверхность будет испытывать сжатие, а более холодная — растяжение, что также может привести к образованию трещин в стекле. Возникающие в стекле растягивающие усилия зависят от градиента температуры и от свойств стекла, в первую очередь — коэффициента термического расширения. Как правило, чем меньше коэффициент термического расширения, тем больший градиент температуры выдерживает стекло без разрушения.

Так, для пирексовой стеклянной пластины растягивающее напряжение 67 МПа достигается при перепаде температур приблизительно в 5O0C, а для натриевого стекла — уже при ~15°С. На практике высокие установившиеся градиенты температур, как правило, довольно редки, тогда как кратковременные высокие градиенты встречаются довольно часто, например при первом погружении стеклянной ловушки в жидкий азот.

Стекло обладает большей прочностью к мгновенному нагружению, чем к длительному. Поэтому термостойкость стекла не может быть оценена на основании одних лишь статических характеристик. Термостойкость зависит не только от величины коэффициента термического расширения, но и от формы образца, его толщины, а также способа создания напряжения — нагревом или охлаждением (последнему способу соответствуют более жесткие условия нагружения).

В используемом фирмой Corning эмпирическом методе определения термостойкости стеклянную пластину определенного размера после нагрева быстро погружают в холодную воду. Максимальная температура, до которой удается нагреть стеклянную пластину без ее разрушения при резком охлаждении, и принята за характеристику термостойкости. Данные по термостойкости стекол, выпускаемых этой фирмой, представлены в табл. Следует отметить, что мягкие стекла не годятся для изготовления криогенных ловушек и других деталей вакуумных установок, подвергающихся резкому термическому нагружению. Тем не менее низкая стоимость и легкость обработки этих стекол стимулируют их широкое использование при изготовлении стеклянных баллонов электронных ламп.

Уже в первых экспериментах с вакуумом было установлено, что газ обладает способностью проникать сквозь тонкие стеклянные стенки. В работах, выполненных в 1920—1930-х гг., была измерена газопроницаемость кварца и стекла. Однако было сделано предположение, что скорость, с которой газ просачивается в вакуумную систему из атмосферы при комнатной температуре, в практических применениях настолько мала, что этим эффектом можно пренебречь.

Тем не менее, при получении в стеклянных системах сверхвысокого вакуума было обнаружено, что проникающий сквозь стенки газ является дополнительным источником газа, лимитирующим предельно достижимую степень разрежения. Так, в вакуумной системе, изготовленной из пирексового стекла, проникновение атмосферного гелия (равновесное давление Не в воздухе составляет около 5,3•1O-1 Па) сквозь стенки оказалось основным источником остаточного газа).

Микроструктура стекла представляет собой связанные между собой через атомы кислорода тетраэдрические группы SiO, которые, в отличие от кристалла кварца, образуют не упорядоченную кристаллическую структуру, а нерегулярную и асимметричную кремнекислородную сетку (рис. 2.3), в которую могут внедряться атомы газа.

Добавление катионов-модификаторов Na+, K+ и др. приводит к тому, что они заполняют ячейки этой структурной сетки, состоящей из кислорода, кремния и бора. Таким образом, можно предположить, что прониковение газа сквозь стекло зависит от «пористости» микроструктуры и может быть уменьшено введением модификаторов, а скорость проникновения должна существенно зависеть от размеров молекул газа.

Поток газа Q, прошедшего сквозь стенку или мембрану толщиной d и площадью А, можно определить из

(2-1)

где p1 и р2 — давление газа по обе стороны стенки и K — постоянная проницаемости», [К]=[м2с-1].

Для стекла n=1, т. е.

(2.2)

Поскольку проницаемость К связана с константой диффузии, она экспоненциально возрастает с повышением температуры по закону

(2.3)

где E — энергия активации, a Kо— константа. Поэтому проницаемость удобно представлять в координатах Ig К и 1/Т.

Проведенные измерения проницаемости подтверждают сделанные выше предположения. Влияние диаметра молекул газа на проникновение газа иллюстрирует табл. 2.2, в которой представлены значения постоянных проницаемости для плавленого кварца в зависимости от рода проникающего газа при T=7000C.

Из таблицы видно, что гелий, имеющий наименьший диаметр молекул, обладает наивысшей скоростью проникновения в отличие от аргона, азота и кислорода, которые практически не способны проникать сквозь стенку. На практике можно считать, что для этих газов кварц непроницаем. Сравнение результатов, полученных для водорода и неона, показывает, что диаметр молекул не является единственным фактором, влияющим на проникновение газа. Согласно Нортону, большая скорость проникновения для водорода, по-видимому, объясняется поверхностными и объемными эффектами.

Таблица Диаметры молекул газа и постоянные газопроницаемости для плавленого кварца при 7000C

Рис. Проникновение гелия сквозь стекла типа «корнинг» в зависимости от температуры

Скорость проникновения гелия сквозь стекла различного состава изучалась рядом авторов. Полученные ими результаты не выходят за рамки общих закономерностей. Значения величин К в зависимости от температуры представлены на рис. 2.4 [5]. В этой работе изучались стекла типа «корнинг», в том числе специальное алюмосиликатное стекло, которое является наилучшим для сверхвысоковакуумных систем с точки зрения газопроницаемости.

Из данных, приведенных на рис. 2.4, видно, что скорости проникновения максимальны для плавленого кварца, а также что проникновением любых газов, кроме гелия, можно пренебречь. Вообще говоря, газопроницаемость стекла снижается с уменьшением содержания стеклообразующих окислов, таких как SiO2, B2O3 и P2Os. Корреляция между К и массовой долей стеклообразующих окислов, а также плотностью стекла, установлена в работе [4]. Отмечалось, однако, что данные для свинцового и натриевого стекол не удовлетворяют этой зависимости [5]. Исходя из предположения, что плотность упаковки атомов в решетке, а не их масса (и, следовательно, мольная, а не массовая доля) является определяющим фактором для скорости проникновения, Альтемоуз показал, что график зависимости логарифма скорости проникновения от содержания SiO2+ + ВгОз+РгОб1′ в мольных процентах имеет практически линейный характер (рис. 2.5).

Натекание гелия из атмосферы и влияние этого эффекта на предельно достижимое давление можно оценить по величине К. В качестве примера рассмотрим прирост давления в отпаянных сферических стеклянных сосудах радиусом 1,6 см с толщиной стенок 1 мм, изготовленных из различных стекол. На рис. 2.6 представлено изменение давления в таких сосудах по времени в логарифмических координатах. Как видно из рисунка, для того чтобы в сосудах, изготовленных из разных стекол, давление поднялось до 10-5 Па, требуются следующие времена: для кварца — минуты, пирекса — часы, боросиликатных стекол, свариваемых с молибденом, — несколько суток и натриевого стекла — годы. Таким образом, пирекс не является наилучшим материалом для систем сверхвысокого вакуума, но следует отметить, что повышение температуры, например до 400 °С, приводит к тому, что даже для натриевого стекла увеличение давления до 10-5 Па происходит уже менее чем за 1 ч.

Проникновение газа сквозь стекло обусловлено его растворимостью в стекле; при этом газ диффундирует в вакуумную систему со скоростью, зависящей от его концентрации и температуры. Газ, молекулы которого заполняют ячейки структурной сетки стекла, создаваемой стеклообразующими группами, называется физически растворенным. Кроме того, в стекле может происходить и химическое растворение — образование газов в результате химических реакций при варке стекла.

Такие процессы в стекле могут привести к растворению крупных молекул, причем в больших количествах. Различными экспериментальными методами, в том числе с помощью инфракрасной спектроскопии, было установлено, что такие газы, как H2O, CO2, O2 и SO2, растворяются в стекле в процессе его изготовления. Пары воды составляют основную часть растворенного газа, причем их растворимость на два порядка превышает растворимость гелия. В отличие от гелия и других физически растворенных газов, концентрация растворенного в стекле водяного пара возрастает с увеличением процентного содержания щелочных модификаторов.

Следовательно, растворимость паров воды в натриевом и свинцовом стеклах значительно превышает растворимость в боросиликатном стекле.

Помимо обычного растворения имеет место адсорбция газа поверхностью стекла. При этом пары воды также составляют основную часть адсорбированного газа и прочно удерживаются стеклом, вероятно, в виде поверхностных гидратов.

Адсорбированные и растворенные молекулы газов образуют существенный источник натекания газа в вакуумных системах, изготовленных из необезгаженного стекла. Наличие таких газов препятствует достижению сверхвысокого вакуума в системе; так, скорость натекания газа в систему, изготовленную из необезгаженного боросиликатного стекла, составляла 10-5Па-м3с-1-м2. Однако это натекание можно значительно уменьшить путем термического обезгаживания.

Еще в ранних исследованиях было обнаружено, что при нагревании стекла в вакууме до температур порядка 200—3000C происходит значительное увеличение газовыделения, которое в процессе последующего нагревания несколько уменьшается, но протекает более устойчиво, причем выделяются в основном пары воды. Этот эффект объясняется тем, что вначале происходит выделение паров воды, адсорбированных поверхностью, а затем — растворенных в объеме.

В работе был сделан обзор результатов многочисленных измерений по десорбции газа из стекла. Значительный интерес представляют результаты работы, которые свидетельствуют о том, что после начального периода быстрого газовыделения последующее выделение газа происходит обратно пропорционально корню квадратному из времени нагревания, что соответствует процессу диффузии.

Кроме того, оказалось, что угол наклона экспериментальных кривых, характеризующий коэффициент диффузии, экспоненциально зависит от температуры и, кроме того, связан с составом стекла. Количество газа (Па*м3м-2), выделяющегося из стекол различного состава, указано в табл. 2.3.

Таблица Газовыделение из стекол типа «корнинг»

Для стеклянного сосуда объемом 1 л представленные данные соответствуют увеличению давления (в Па) в предположении, что газовыделение происходит с поверхности стекла 10 см2.

В процессе выдержки стеклянной системы при высокой температуре в течение 24 ч поверхностно-адсорбированный газ и значительная часть абсорбированного газа выделяются, так что последующая скорость газовыделения при комнатной температуре снижается до величины порядка 1O-12 Па*м3-с-1м2.

Атмосферное давление и вакуумные стеклопакеты

Аналогичное явление происходит и с вакуумными стеклопакетами, но совершенно в других масштабах. Атмосферное давление оказывает на плоскую конструкцию из двух стекол с «вакуумной» полостью между ними очень большую нагрузку – 10 тонн на каждый квадратный метр (1 кг/см2 х 10000 см2 = 10000 кг = 10 тонн). Поэтому для предотвращения схлопывания стекол конструкция вакуумного стеклопакета требует применения серии столбчатых спейсеров, которые равномерно распределяют внутри его плоскости.

Джамбо-остекление от WoodGlass: замеры, доставка, монтаж, обслуживание

1. Бесплатный выезд на замер и расчет сметы
   при составлении договора – если договор не заключили, то стоимость консультации на выезде 1500 руб. (консультация + бензин)
2. Отделка на любой вкус
   : светодиодная подсветка, тонировка, окраска, декор (УФ-печать, пескоструйная обработка, аппликации, смарт-стекло).
3. Любая геометрия стекла
   : прямоугольник, квадрат, круг, овал, выпуклое, вогнутое – сделаем любую форму.
4. Собственный цех по резке, обработке стекла и созданию стеклянных конструкций
   – экономьте на посредниках.
5. Свой транспорт с краном, а также мини-кран “паук” (манипулятор с присоской)
   для монтажа стекол больших размеров и весом до 1000 кг. Пользуемся сами и сдаем в аренду.
6. Безопасная доставка стекол больших размеров по всей России. Машина с оборудованным кузовом
   . Страхуем груз.

Гарантии

100% возврат денег

в случае разбития стекла при транспортировке или монтаже, если претендент случился по нашей вине (при оформлении страховки).

12 месяцев на монтаж и 24 месяца на материалы

или светопрозрачную конструкцию целиком при условии соблюдения правил эксплуатации.

Конструкция вакуумного стеклопакета

Типичный вакуумный стеклопакет состоит из двух стекол толщиной 3-4 мм, которые изолируются по периметру газонепроницаемым герметиком. Одно стекло имеет низкоэмиссионное покрытие. Расстояние между стеклами составляет около 0,7 мм. Поэтому этот стеклопакет является значительно более тонким, чем типичный однокамерный стеклопакет (рисунок 2).

Ключевым элементом вакуумного стеклопакета является полость между стеклами. Наименование «вакуумный» подразумевает, что в полости нет никакой материальной среды, которая могла бы передавать тепло и звук от внутреннего стекла к наружному стеклу и наоборот.

Рисунок 2 – Конструкция вакуумного стеклопакета [2]

Чтобы достичь этого давление в этой полости должно составлять 10-3 гПa. Эта величина составляет одну миллионную долю атмосферного давления. Только тогда становится возможным снизить теплопередачу оставшегося разреженного газа до величин менее, чем 0,1 Вт/(м2·К), что обеспечит достижение высокого общего коэффициента теплопередачи в целом для стеклопакета [1, 2].

Сопротивление атмосферному давлению обеспечивают столбчатые спейсеры. Основные требования к спейсерам: они должны иметь низкую теплопроводность и быть почти невидимыми.

Особенности монтажа джамбо-стекол

1. Нужно подготовить место монтажа
   . Каркас должен выдержать солидный вес джамбо-стекла. Как правило, мы работаем вместе со строителями, которые выполняют нужные расчеты по нагрузке еще на стадии проекта. Если они этого не сделали, то возьмем эту работу на себя.
2. Необходим подъезд для грузового автомобиля с манипулятором
   . Иногда подъехать к загородному дому сложно из-за строительных материалов, грязи на участке или наличия проводов, деревьев, газона. Тогда используем спецтехнику (мини-кран “паук”). Эти вопросы прорабатываются заранее на этапе обсуждения проекта.

Передача тепла в стеклопакете

Существует три пути снижения передачи тепла через стеклопакет:

• Теплопроводность
• Тепловая конвекция
• Тепловое излучение

Теплопроводность

Теплопроводность является основной формой передачи тепла в твердых материалах, таких как оконные рамы и герметичные кромки стеклопакетов. Количество потерь тепла может быть снижено путем применения соответствующих теплоизоляционных материалов, а также путем снижения количества сплошных материалов, например, за счет применения полых профилей.

Тепловая конвекция

Тепловая конвекция – это передача тепла через движение частиц материальной среды. Чем легче молекулы газа, тем больше они передают тепла. По этой причине межстекольные полости стеклопакетов заполняют тяжелыми инертными газами, такими как аргон. В самых лучших окнах применяют стеклопакеты, заполненные криптоном, молекулы которого еще тяжелее, чем у аргона. Однако криптон намного дороже аргона.

В полном вакууме, конечно, не существует ни конвекции, ни теплопроводности. Однако даже частичный вакуум резко снижает передачу тепла. Когда давление в полости снижается до такого уровня, что молекулы могут двигаться, почти не сталкиваясь одна с другой, то передача тепла снижается линейно со снижением величины давления.

Тепловое излучение

Все вещества излучают электромагнитные волны, спектр которых зависит от их температуры, и поэтому обмениваются энергией со своим окружением. В отличие от теплопроводности и конвекции тепловое излучение происходит также и в вакууме. Так называемые низкоэмиссионные покрытия на стеклах снижают эти тепловые потери. Эти ультратонкие пленки пропускают коротковолновое излучение (свет), но не пропускают длинноволновое инфракрасное излучение (тепловое излучение).

Сфера применения вакуумного напыления

Вакуумная металлизация позволяет получать архитектурные тонированные стекла с разной степенью пропускания и отражения, что позволяет применять нашу продукцию в различных изделиях и назначениях:

• Для наружного остекления элементов зданий и сооружений (окна и стеклопакеты, оформление фасадов, витражи, крыши, зимние сады).
• С целью обеспечения анонимности в комнатах для переговоров, для проведения фокус-групп, служб безопасности, для наблюдения за клиентами, персоналом или детьми.
• Для дизайнерских целей – обустройство скрытых телевизионных панелей и в других интерьерных конструкциях.
• Услуга востребована в развлекательной индустрии.

Система герметизации вакуумных стеклопакетов

Материалы, которые применяют для герметизации кромок, должны быть способными поддерживать вакуум внутри стеклопакета. Кроме того, они должны обладать высокими термоизоляционными характеристиками. Эти свойства должны сохраняться в условиях всех воздействий и нагрузок в течение полного срока службы стеклопакета. Это означает, что остаточное давление газа менее, чем 0,001 гПа должно оставаться стабильным в течение более 25 лет и при температуре от минус 40 до 60 ºС.

Кроме того, что эта система герметизации должна «держать» вакуум, она также обязательно должна обладать определенной упругостью. Это дает возможность выравнивать напряжения в ней и, тем самым, предотвращать возникновение трещин при нагрузках на кромки стекол.

Перспективы

Полученные характеристики энергосберегающих вакуумных окон дают основание утверждать: поставленная перед учеными задача успешно решена. Сейчас все усилия исследователей будут направлены на решение частных вопросов: увеличение прочности стекла и поиски новых способов герметизации.

Если результаты исследований позволят увеличить эксплуатационный ресурс таких окон до 25-30 лет, то у технологии впереди блестящее будущее. Увеличение объемов производства непременно положительно скажется на стоимости – она будет неуклонно снижаться. Ведь сейчас в цене вакуумных стеклопакетов заложена не только себестоимость изготовления, но и затраты на научно-исследовательские работы. А они значительные.

Нужно отметить и еще один важный момент: производители оконных профилей активно занялись разработкой рам для инновационного остекления. Если и эта проблема будет решена, то в скором будущем новые виды окон станут вытеснять традиционные пластиковые и деревянные оконные блоки.

Стоимость изготовления и монтажа

Стоимость стекла формата джамбо (от 3210х2250 мм) зависит от размера стекла, его марки, толщины полотна и системы крепления.

Стоимость монтажа джамбо-стекла сильно зависит от условий работы: зима/лето, готовность объекта и основания, наличие расчетов, есть ли возможность подъехать с краном или нужно ставить мини-кран “паук”.

Цена установки от 18000 руб./м2

. При установке нескольких стекол на одной локации даем скидки до 20%.

Оплатить наши услуги можно картой, наличными и переводом на расчетный счет.

Достоинства стеклопакетов такого вида

Преимуществами и плюсами такого вида стеклопакетов станут такие основные моменты:

• отличные свойства теплоизоляции помещений – особая конструкция стекла и его расположение препятствуют проникновению холодного воздуха в помещения и выхода теплых потоков на улицу;
• хорошие показатели звукоизоляции – такие моменты являются очень важными в случаях, когда необходимо обеспечить хорошие условия для работы или отдыха без посторонних шумов;
• небольшой вес окон позволит использовать изделия даже в тех ситуациях, когда существует запрет на монтаж массивных и громоздких металлопластиковых окон;
• отличные показатели службы – при соблюдении всех технологий производства и монтажа такие окна могут эффективно и без нареканий прослужить более 50 лет;
• применение закаленного стекла позволяет гарантировать высокую прочность окна и его способность выдерживать значительные нагрузки без повреждений, трещин или других негативных моментов.

Принцип работы вакуумного стеклопакета обеспечивает отличные эксплуатационные параметры изделий, но отличается высокой ценой. Если Вы хотите в полной мере получить все перечисленные преимущества и получить возможность обеспечить высокий уровень энергоэффективности любого помещения придется финансово вложиться.

Особенности и новые возможности, которые открывает применение технологии создания вакуумных стеклопакетов при правильном и эффективном развитии процессов создания профиля и фурнитуры для них позволит значительно и стремительно развивать их возможности.

Если у Вас есть вопросы об особенностях вакуумных стеклопакетов и желание заказать установку таких изделий – Вы можете звонить или писать нашим сотрудникам. Специалисты компании ответят на все интересующие Вас вопросы и помогут оформить заказ на наши услуги или выезд бригады для проведения необходимых замеров.

Особенности применения

В настоящее время вакуумные стеклопакеты не нашли широкого применения. Это обусловлено несколькими факторами. Во-первых, достаточно высокой стоимостью продукции: дешевая технология изготовления вакуумных стеклопакетов еще не создана. Во-вторых, определенную роль играет эстетическая составляющая: тонкие (около 8 мм) стеклопакеты не слишком гармонируют с обычным широким ПВХ профилем, а соответствующих по толщине профилей с эффективной теплоизоляцией пока не выпускается.

Чаще всего вакуумные стеклопакеты устанавливаются в гибридных светопрозрачных конструкциях вместо одного из стекол. И только там, где это оправданно, поскольку стоит гибридный стеклопакет существенно дороже. Оправдать установку такой конструкции может повышенный уровень теплоизоляции. Дело в том, что теплопроводность одного только вакуумного стеклопакета сопоставима с аналогичной характеристикой обычного двухкамерного.

Ответим на все вопросы!