Термошок стекла
Стандартная ситуация - лопнувший стеклопакет.
Кто виноват производитель, установщик? А может быть мы с вами?
Давайте разбираться.
Очень часто при эксплуатации стеклопакетов нарушаются элементарные правила, которые приводят к печальным последствиям, стеклопакеты просто лопаются. Рассмотрим подробнее одну из причин возникновения трещин – термошок.
Термошок это спонтанное разрушение стекла в результате развития внутренних напряжений при его неравномерном нагревании-охлаждении.
Начнем с того, что стекло при производстве стеклопакетов не режут, а ломают. То есть стекло не режется как хлеб, оно царапается и по царапине разламывается. На месте разлома возникают обязательно микротрещины. Хотим мы этого, не хотим - это физический процесс, от этого никуда не деться. И когда окно эксплуатируется, оно то нагревается, то остывает, стеклопакет и профиль начинают «дышать» и «работать». В один «прекрасный момент» при определенном стечении обстоятельств на одном листе стекла получается перепад температуры и микротрещины на краю стекла начинают работать как клинья. Когда на стекле возникает разница температур примерно в 40 градусов Цельсия, оно трескается и не важно, какое это стекло, с покрытием, без покрытия, с пленкой тонировочной или прозрачное. Необходимо разобраться, почему произошла эта трещина. Термошок бывает чаще всего на южной стороне, редко бывает с северной стороны ориентации фасадов. Трещину по причине термошока можно очень хорошо отличить от любой другой трещины, если посмотреть на стекло более пристально и снять штапики. Если трещина выходит под углом 90 градусов к торцу стекла и в месте, откуда выходит трещина нет никаких сколов, никаких щербин, то высока вероятность, что это именно термошок. Трещины от термического воздействия всегда идут под углом 90 градусов, как к торцу стекла, так и со стороны поверхности. Трещина может дальше распространяться как угодно, она вышла под 90 градусов и пошла дальше, под любым углом. Она может закончить свой путь или может разбиться на 2 или на 3 трещины.
При малом термическом напряжении выходит одна трещина с углом в 90 градусов и при более высоком напряжении уже выходит несколько лучей, угол всё равно сохраняется тот же самый 90 градусов. Очень важно снимать штапик и видеть собственно источник, откуда выходит трещина, потому что если не снимать штапик, то может лишь показаться что она выходит перпендикулярно под углом 90 градусов. Но стоит снять штапик, видно, что на самом деле там есть изгиб. Такая трещина может быть от того, что стекло изгибалось, за счёт того что оно подвергалась другим нагрузкам. Это уже не является следствием термошока, поэтому всегда снимайте штапик, смотрите на стекло с поверхности, со стороны торца и угол должен быть именно 90 градусов. Более того, в месте, где выходит трещина, не должно быть никаких механических повреждений поверхности стекла, то есть трещина должна быть ровной и в месте, откуда она выходит, рез должен быть тоже ровным, без каких-либо щербин, без каких-либо раковин, без каких-либо механических повреждений.
Если в этом месте, где мы сняли штапики, кромка стекла повреждена, значит что это повреждение было и до разрушения стекла по причине термического воздействия, оно снизило прочностные свойства стекла и термошок произошёл гораздо раньше. Поэтому в месте, где выходит трещина, не должно быть никаких механических повреждений. Причиной трещины на стеклопакете является дефект самого стекла, микротрещина полотна, скол на торце, а также плохо отшлифованные или вовсе не отшлифованные края стеклопакета. К сожалению, такой брак не сразу заметен. За такие дефекты и последствия ответственность несет предприятие, изготовившее стеклопакет.
На риск появления термошока прежде всего влияет ориентация фасада, где есть солнце, где больше тепла идет от солнца. Влияет также тип стекла, который используется и различные абсорбирующие пленки, потому что стекло нагревается гораздо интенсивнее. Важный момент – не столько опасен нагрев стекла, сколько его неравномерность, например если есть у окна какой-то козырёк, либо какая - то часть окна заходит в непрозрачную зону, то получается, что часть стекла находится под прямыми лучами солнца, а часть находится в тени. Если это стекло тонированное, либо с абсорбирующей атермальной пленкой, то оно нагревается гораздо интенсивнее под действием солнца, а та часть, которая находится под козырьком, она не нагревается или нагревается гораздо медленнее. Как только возникает разница температур в 40 градусов - стекло треснет, как правило, это бывает чаще ранней весной или поздней осенью, когда с одной стороны Солнце уже это греет по-летнему жарко, но на улице ещё пока холодный воздух. Поэтому если у нас есть источники неравномерного нагрева, какие-то тени падают на стекло, то это очень критично именно в это время года. Помимо наружных конструкций, которые смогут создать тень и тем самым вызвать неравномерный нагрев, его также можно вызвать и внутренними элементами, особенно солнцезащитными конструкциями, такие как жалюзи. Жалюзи могут быть очень критичны в плане термошока и опаснее те жалюзи, которые максимально близко прикрепляются к поверхности стекла. Есть такие жалюзи, которые встраиваются в сам штапик и полностью закрывают всю поверхность стекла. Причём жалюзи, которые передвигаются, которые можно собрать - они более опасны. Влияет ещё и цвет жалюзи. Как ни странно, но белые жалюзи являются одними из самых опасных, потому что белый цвет отражает около 70% энергии обратно на стекло. В этом случае, хозяйка может поднять эти жалюзи и закрыть верхнюю часть окна, так чтобы солнце не светило ей в глаза, а нижнюю часть оставить открытой - получается, что верхняя часть стекла она будет нагреваться гораздо интенсивнее и может произойти разрушение стекла по причине термошока именно за счёт того, что жалюзи или рольшторы были в плотную к стеклу. Не допускается создавать такой неравномерный нагрев и лучше избегать установки каких-либо строительных материалов, загромождений на окна, особенно на южной стороне.
Еще несколько довольно распространённых случаев. Летом на солнце на южной стороне у нас стекла могут нагреваться до температуры 100 градусов. И когда мы брызгаем на стекла холодной водой они треснут, они не предназначены для того чтобы выдерживать такую нагрузку. Стекла, которые выдерживают термическую нагрузку - это закалённые либо термически упрочненные стекла, которые например, установлены в духовых шкафах. При натягивании потолков используют тепловые пушки. Тепловые пушки направленным потоком излучают тепловую энергию и если монтажники, которые натягивают потолки, повернули пушку на стекло и оставили на какое-то время, то стекло, конечно же, не выдержит такого концентрированного потока горячего воздуха и треснет. Также в новостройках часто используют тепловые пушки для того чтобы просушить штукатурку и точно так же тепловую пушку направляют на стекло, потом уходят и через несколько часов возвращаются и замечают то что стекло треснуло. Тепловую пушку убирают, все прячут, вызывают оконщиков, показывают треснувшее стекло.
А приводит ли нанесение солнцезащитной пленки к трещинам на стекле? Может быть несколько причин того, что стекло лопнуло: термический шок, шок при сжатии из-за собственного веса стекла, шок при изгибе (давлении) из-за ветровой нагрузки или ударной волны, внешнее воздействие (удар камнем, мячом, птицей), шок при скручивании, при сдвигах и усадках здания или деформации рамы. Если эти внешние воздействия находятся в пределах допустимого, то трещина может возникнуть из-за них только при уже имеющемся внутреннем дефекте или микродефекте в стекле, будь то лишние примеси или неоднородности, трещины у края стекла не видимые из-за рамы и прочие нарушения структуры. Оконные тонирующие пленки могут повлиять только на одну из причин – термошок. Пленки отражают и поглощают некоторую часть солнечной энергии. Опасен высокий коэффициент абсорбции (поглощения) солнечного излучения у темной тонирующей пленки. Для неупрочненного стекла коэффициент поглощения света должен быть не более 25%, а солнечной энергии не более 50%. Но пленки не единственная причина ненормативного нагревания стекла. Это могут быть шторы, расположенные слишком близко, наклейки на окнах или отопительные батареи и даже граница тени, падающей на стекло. Предметы, поставленные на подоконник например большие цветочные горшки, коробки, стопка книг или наклеенные на внутреннее стекло стеклопакета афиши, объявления, газеты могут привести к возникновению трещин. Все это мешает воздуху циркулировать, мешает отводу тепла от окна, появляется «тепловой мешок» и в результате разные части стекла нагреваются по-разному. Рискнем предположить, что при прочих равных условиях (качество кромки, толщина стекла, качество поверхности стекла и т.д.) вероятность термошока выше на меньших пакетах, так как у большего пакета сохраняется возможность линзования, есть куда деформироваться. Чем больше размеры остекления, тем выше механические напряжения между нагретыми и холодными участками остекления. Помимо этого, значительное линейное расширение стеклянных панелей в результате нагрева инсоляцией может привести к их разрушению при отсутствии температурных зазоров между элементами остекления и профилем.
Все пленки ведущих производителей, предназначенные для нанесения на стекло окон, проходят тестирование на то, чтобы не вызывать термошок стекла не содержащего дефектов. Во избежание термического шока не стоит пленку наклеивать на стекло тоньше 4мм, на стекла в раме из бетона, твердого алюминия или стали без упругих деформирующихся уплотнителей. Также на стекло удерживаемое затвердевшим герметиком или на стекло с видимыми сколами и повреждениями, на сильно отражающие, текстурированные, узорчатые или сетчатые стекла.
ГОСТ Р 54175–2010 «Стеклопакеты клееные. Технические условия», п. 5.2.7: «В случаях, когда в стеклопакетах для наружного остекления применяют неупрочненное стекло (в том числе многослойное), его коэффициент поглощения света должен быть не более 25%. Допускается вместо коэффициента поглощения света использовать при проектировании стеклопакетов коэффициент поглощения солнечной энергии стеклом. Для неупрочненного стекла (в том числе многослойного) он должен быть не более 50%. Стекло с более высоким коэффициентом поглощения света (или солнечной энергии) должно быть упрочненным».