Rodzaje szyb w oknach
Dariusz Jędrzejewski
2004-03-23, ostatnia aktualizacja 2001-12-18 13:18
Szyby stanowią 70 proc. powierzchni okien.
Dzięki nim do wnętrz mieszkalnych dociera światło dzienne.
Współczesne szyby muszą też izolować cieplnie i akustycznie.
Dodatkowo w określonych przypadkach muszą zabezpieczać wnętrze przed włamaniem, a czasem grać rolę... grzejników.
Szkło powstaje ze stopienia surowców mineralnych w piecach szklarskich w temperaturze 1400-1700 st. C.
Roztopione szkło formuje się przez ciągnienie, walcowanie, odlewanie lub wydmuchiwanie.
Zwykłe szyby okienne były kiedyś produkowane przez ciągnienie.
Tafle wytwarzane w tym procesie mają miejscowe niewielkie deformacje obrazu.
Współczesne szyby okienne produkowane są ze szkła lanego typu float.
Float to nazwa procesu technologicznego, w którym masa szklana krzepnie na powierzchni roztopionego cynku.
Uzyskuje się w ten sposób tafle szklane o gładkiej, polerowanej powierzchni i idealnej przejrzystości pozbawionej zniekształceń.
Przejrzystość bezbarwnego szkła typu float wynosi od 90 proc. dla tafli o grubości 4 mm do 80 proc. dla tafli grubości 19 mm.
Dostępne jest też specjalne szkło odbarwione, którego przejrzystość wynosi ok. 91 proc. bez względu na grubość tafli.
Szkło float może być także zabarwione na niebiesko, zielono, szaro lub brązowo.
Zabarwienie ogranicza przepuszczalność światła i promieniowania cieplnego.
Przejrzystość takiego szkła waha się od 78 proc. do 19 proc.
Barwione szkło nazywane jest popularnie antisolem lub szkłem przeciwsłonecznym.
Tafle bezbarwnego i barwionego szkła float mogą być jednostronnie pokrywane cienką warstwą metaliczną.
Odbija ona promieniowanie cieplne, ograniczając zimą ucieczkę ciepła z pomieszczeń.
Taki typ szkła nazywany jest szkłem niskoemisyjnym (termofloat).
W najnowszej generacji szkle niskoemisyjnym napylenie metaliczne składa się z kilku warstw tlenków metali, czystego srebra oraz innych związków metalicznych, dzięki którym uzyskać można bardzo wysoki stopień odbicia promieniowania cieplnego.
Okupione jest to jednak częściową utratą przepuszczalności światła.
Do produkcji szyb okiennych wykorzystywane jest również ozdobne szkło ornamentowe produkowane przez walcowanie.
Szkło ornamentowe jest szkłem nieprzezroczystym, ale przepuszczającym światło.
W procesie walcowania tafli szklanej jedna z jej powierzchni jest dekoracyjne wytłaczana.
Wzorów wytłoczeń jest bardzo wiele.
Każdy z nich oprócz efektownego wyglądu umożliwia inny sposób rozproszenia światła, np. można skierować je w określonym kierunku (na bok, ku górze lub ku dołowi).
Szkło ornamentowe oraz float produkowane są też z zatopioną w masie szklanej siatką stalową.
To tzw. szkło zbrojone.
Spełnia ono wymagania szkła bezpiecznego - przy próbie rozbicia szklane odłamki zatrzymywane są przez siatkę.
Szkło ornamentowe może być bezbarwne lub zabarwione w odcieniach: żółtym, zielonym, niebieskim i brązowym.
Przepuszczalność światła zależy od zabarwienia i wzoru wytłoczeń.
Powyższe rodzaje szkła okiennego są produktami wyjściowymi - mogą być poddawane dalszej obróbce i służyć do wyrobu szkła przetworzonego, np. warstwowego, hartowanego, lub być użyte bezpośrednio do produkcji szyb okiennych (szkło przetworzone również służy do wyrobu szyb okiennych).
Szkło przetworzone
Zarówno szkło typu float, jak i ornamentowe może być poddane obróbce cieplnej (tzw. hartowaniu), dzięki której zwiększa się wytrzymałość i odporność na uderzenia.
Takie szkło ma zwiększoną wytrzymałość nie tylko na czynniki mechaniczne, ale i naprężenia związane ze zmianami temperatury powierzchni.
Hartowanie szkła polega na ogrzaniu tafli szklanych do temperatury 700 st. Celsjusza i schłodzeniu zimnym powietrzem.
Dodatkowym efektem hartowania jest uzyskanie przez szkło cech bezpieczeństwa.
Hartowane szkło ma bardzo twarde powierzchnie zewnętrzne i "miękki" rdzeń.
Powstałe w wyniku tego naprężenia w strukturze szkła powodują w czasie rozbicia rozpadnięcie się tafli szklanej na niewielkie kawałki o tępych krawędziach.
Po hartowaniu nie można już obrabiać tafli szklanej (przycinać, szlifować itp.).
Wszelkie zabiegi prowadzą do utraty właściwości, uszkodzenia lub zniszczenia.
Z tego powodu szkło hartowane jest wytwarzane na zamówienie w wymiarach gotowych do montażu.
Szkło hartowane nazywane jest jednowarstwowym szkłem bezpiecznym.
Zwykłe i hartowane szkło typu float wykorzystywane jest do produkcji wielowarstwowego szkła bezpiecznego.
Idea polega na sklejeniu ze sobą dwóch lub więcej tafli za pomocą specjalnej odpornej na rozerwanie, sprężystej, przezroczystej folii.
Pełni ona funkcję zbrojenia zwiększającego odporność na przebicie.
Jeśli już dochodzi do rozbicia, folia zabezpiecza przed odpadaniem odłamków i odprysków szklanych.
Szkło warstwowe może być zaopatrzone w przewód instalacji alarmowej.
Na folii łączącej tafle szklane umieszcza się cienki przewód metalowy (najczęściej ze srebra) o średnicy 0,1 mm.
Przewód tworzy pionowe lub poziome zwoje na całej powierzchni szyby.
Uszkodzenie szkła powoduje zerwanie przewodu i włączenie instalacji alarmowej.
Ten rodzaj szkła nazywa się wielowarstwowym szkłem alarmowym.
Stosowane jest także jednowarstwowe szkło alarmowe.
W narożniku tafli naklejony jest obwód elektryczny.
W chwili rozbicia tafli obwód jest zrywany.
Szkło wielowarstwowe jest produkowane też jako szkło o zmiennej przeźroczystości.
Tafle są połączone ze sobą za pomocą folii zbrojących, pomiędzy którymi znajduje się ciekłokrystaliczny wkład obustronnie powleczony warstwami metalu podłączonymi do źródła prądu.
Przy przepływie prądu ciekłe kryształy pod wpływem pola elektrycznego układają się w sposób uporządkowany, zapewniając przejrzystość.
Uporządkowanie kryształów zanika natychmiast po wyłączeniu prądu, co prowadzi do całkowitego rozproszenia światła i utraty przejrzystości.
Ten rodzaj szkła może być stosowany jedynie wewnątrz pomieszczeń w miejscach nienarażonych na wilgoć.
Wszystkie wymienione rodzaje szkła podstawowego i przetworzonego wykorzystuje się w produkcji okien o określonych właściwościach i parametrach użytkowych.
W domach i mieszkaniach najważniejszymi parametrami są izolacja cieplna i akustyczna oraz ochrona antywłamaniowa.
Szyby do zadań specjalnych mogą być też odporne na przebicie pociskami z broni palnej, zniszczenia detonacją czy też zapobiegać rozprzestrzenianiu się pożaru.
Szyby okienne
Współczynnik przenikalności cieplnej U zwykłej pojedynczej szyby okiennej o grubości 4 mm wynosi zaledwie 5,8 W/m kw.K.
Stosowanie okien z podwójnymi skrzydłami - zewnętrznym i wewnętrznym -oddzielonych przestrzenią powietrzną poprawia nieco ten współczynnik.
Jednak trzeba pamiętać, że przez okna ucieka 30-40 proc. ciepła z wnętrz mieszkalnych.
Potrzeba oszczędzania energii zaowocowała poszukiwaniami rozwiązań, które pozwoliłyby zmniejszyć tak dużą ucieczkę energii.
Oszklenie z pojedynczych szyb zastąpiono szybami zespolonymi, dzięki którym oszklenie mogło stać się "najcieplejszą" częścią okna.
Szyba zespolona to zestaw dwóch lub trzech tafli szklanych oddzielonych metalowymi ramkami dystansowymi.
Przestrzeń między taflami wypełniona jest gazem.
W ramce dystansowej znajduje się pochłaniacz wilgoci, dzięki któremu gaz pozostaje cały czas w stanie suchym.
W standardowych szybach zespolonych przestrzenie międzyszybowe wypełnione są suchym powietrzem, a w termoizolacyjnych - gazami szlachetnymi, np. argonem, kryptonem lub ich mieszaninami.
W szybach zespolonych stosuje się wszystkie opisane rodzaje szkła.
Poprzez dobór typu szkła, liczby i rozstawu tafli, gazu wypełniającego przestrzeń międzyszybową można produkować różne rodzaje szyb zespolonych o różnych właściwościach.
Dziś do powszechnego użytku w oknach wprowadzone zostały termoizolacyjne szyby zespolone ze szkła niskoemisyjnego wypełniane gazami szlachetnymi o współczynniku U = 1,1 lub 0,9 W/m kw.K (szyba jednokomorowa), a nawet 0,7 W/m kw.K (szyba dwukomorowa).
Niskoemisyjne szyby zespolone mogą mieć nawet U = 0,4 W/m kw.K.
Taka szyba składa się z dwóch tafli szklanych oraz ograniczających emisję ciepła dwóch warstw cienkich folii rozpiętych w przestrzeni międzyszybowej.
Obniżenie wartości U odbywa się kosztem przepuszczalności światła, która spada do 45 proc.!
Pomimo niskiego współczynnika U okien z termoizolacyjnymi szybami zespolonymi w okolicy ramki dystansowej na brzegu szyby zespolonej powstaje mostek termiczny.
Efekt - na szybie widać obrazy termograficzne lub długo utrzymującą się parę.
Aby wyeliminować mostek termiczny, niektórzy producenci stosują, tzw. ciepłe ramki ze stali.
Szyby bezpieczne i antywłamaniowe podzielone są na klasy bezpieczeństwa.
Klasy O1, O2, P1, P2 mają szyby chroniące przed zranieniem w przypadku rozbicia i przed włamaniem dokonanym bez przygotowania.
Klasy P3 i P4 odpowiadają ochronie z krat o oczku 150 mm i średnicy prętów 10 mm.
Klasy P5 i P6 dają taką ochronę jak kraty z prętów 12 mm.
Klasy P7 i P8 dają ochronę jak kraty z prętów 16 mm.
W szybach zespolonych w łazienkach, toaletach, naświetlach przy drzwiach wejściowych, korytarzach można stosować taflę ze szkła ornamentowego.
Zabezpieczy to przed wglądem do pomieszczeń, dostarczając jednocześnie wystarczającą ilość światła dziennego.
Szyby zespolone o właściwościach tłumiących hałas różnią się od zwykłych zwiększoną grubością lub ilością tafli, zastosowaniem szkła wielowarstwowego, zwiększonym rozstawem tafli oraz wypełnieniem gazem ciężkim.
Na zwiększenie dźwiękochłonności wpływa też zmiana proporcji wymiarów okna przy zachowaniu jego powierzchni (okna zbliżone do kwadratu lepiej tłumią hałas).
Standardowe okna jednoramowe ze zwykłą jednokomorową szybą zespoloną mają współczynnik Rw między 28-32 dB.
Podobne okna zaopatrzone w specjalne zespolone szyby dźwiękochłonne mogą osiągnąć izolacyjność rzędu 45-52 dB, co pozwala na całkowite wyeliminowanie hałasu dochodzącego z ulicy.
Jeśli poziom hałasu w pomieszczeniu jest o 10 dB mniejszy od panującego na zewnątrz, odnosi się wrażenie, że jest on o połowę mniejszy.
Współcześnie produkowane ramy skrzydeł okiennych ze wszystkich materiałów mają możliwość zainstalowania zestawów szyb zespolonych o różnych szerokościach.
Kupując okna, możemy więc dobrać odpowiednie do warunków użytkowania oszklenie.