Инновационные герметики для стеклопакетов

Эволюцию остекления окна последних десятилетий можно формально описать рядом:
Одинарное стекло => Однокамерный стеклопакет => Двухкамерный стеклопакет => Газонаполненный стеклопакет с энергоэффективными стеклами. Упоминание о трехкамерных стеклопакетах я умышленно упускаю, так как экстенсивный вариант развития возможно наиболее очевиден, но не всегда оправдан. На данный момент энергоэффективность стеклопакета достигает таких параметров, когда устранение «слабых мест» системы, на которые до этого не обращали большого внимания, позволяет дополнительно улучшить параметры изделия.

 

 

germetik 1

Раньше в обычных окнах зона дистанционной рамки и герметизации стеклопакета была прикрыта профилем и штапиком окна. Поэтому промерзание стеклопакета не было столь критическим вопросом тем более, при использовании не энергоэффективных стеклопакетов.

germetik 2Увеличение спроса на остекление с максимальной площадью и минимальными видимыми несущими конструкциями привело к тенденции уменьшения ширины рам и профильных систем, использованию оконных систем с приклеенным стеклопакетом, фасадных систем с механическим креплением стеклопакета за внутреннее стекло, элементов безрамного остекления, увеличению размеров элементов остекления, использованию изогнутого стекла крупного формата, и, как следствие, к увеличению роли стеклопакета. Современный стеклопакет подвергается повышенным перепадам температур, механическим и эксплуатационным нагрузкам, УФ излучению, влиянию окружающей среды и т.д. Это приводит к необходимости использования герметиков, обладающих определенными свойствами и проведения дополнительных расчетов с учетом всех факторов воздействия.

Результаты расчетов необходимой герметизации стеклопакета очень часто показывают значительную требуемую глубину вторичного герметика (~ 23 мм). И в этот момент появляются неожиданные проблемы. Выступ зоны герметизации за пределы фасадной или оконной системы нежелателен как с эстетической точки зрения (нивелируется суть уменьшения ширины профильных систем), так и с точки зрения энергоэффективности (увеличение энергопотерь через краевую зону стеклопакета). Если стекла в центральной зоне стеклопакета отделены друг от друга камерой с сухим инертным газом (что значительно уменьшает передачу энергии), то в краевой зоне стекла соединены между собой материалами с определенными повышенными параметрами теплопроводности.

      germetik 3
  Тепловые потери фасадной системы через зону герметизации стеклопакета
  germetik 4
  Стеклопакет с двойной герметизацией
  germetik 5
  Использование  DOWSIL 3363® позволяет до 30% уменьшить
  глубину герметизации стеклопакета
  germetik 6
  Башня «Бурдж-Халифа», Дубай. Высота ~ 828 м. 132.000 м² стекла.
  Фасад рассчитан на ветровые нагрузки до 7 кПа
  germetik 77
  Башни пламени, Баку. Расчетная ветровая нагрузка > 7,5 кПа
  germetik 88
  Термическая модель углового соединения стеклопакетов с обычным
  стеклопакетным силиконом (1) и DOWSIL™ 3364 Warm Edge  (2)
   
   

В зоне герметизации присутствуют три основных элемента. Дистанционная рамка (обеспечивающая определенное расстояние между стеклами) с засыпкой абсорбента влаги (молекулярное сито\силикагель), бутиловый первичный герметик (обеспечивающий герметичность камеры стеклопакета и удержание инертных газов), вторичный герметик (обеспечивающий механическую стойкость и стабильность стеклопакета во всем диапазоне эксплуатационных статических, динамических и термических нагрузок под влиянием возможных воздействий окружающей среды).
Использование всевозможных типов «теплых» дистанционных рамок является уже стандартным решением. Замена бутилового герметика невозможна по причине исключительных, безальтернативных свойств данного материала. Элементом же, где еще возможна оптимизация параметров теплопроводности является вторичный герметик. Для большинства проектов требуются стеклопакеты стойкие к воздействию УФ излучения и с постоянными параметрами в широком диапазоне эксплуатационных температур. Единственным герметиком обладающим такими свойствами является силиконовый герметик.    
Стандартные силиконовые герметики для вторичной герметизации стеклопакетов имеют коэффициент теплопроводности λ = 0.35 Вт/мK. Для сравнения: Пластиковая дистанционная рамка (λ = 0.25 Вт/мK), силикагель (λ = 0.13 Вт/мK), бутил (λ = 0.24 Вт/мK).

Существует два пути улучшения теплотехнических характеристик краевой зоны стеклопакета.
Первый – изменить свойства материала (уменьшить его теплопередачу). Или второй – уменьшить размер данного материала (повысить механические свойства материала). Какой из двух вариантов является предпочтительным и существует ли возможность такого выбора?
Не вдаваясь в подробности теории и методики расчетов стеклопакетов (что может быть темой отдельной большой статьи), можно сказать, что не существует универсального экономически и технически оптимального решения. Есть проекты с критическими (не путать с большими) размерами стеклопакетов и значительными глубинами герметизации, для которых уменьшение глубины более предпочтительно, но есть проекты, где глубины герметизации не столь существенны, поэтому предпочтительнее использование более «теплого» материала.

Компания DOW (в прошлом Dow Corning) разработала два инновационных продукта для вторичной герметизации стеклопакетов для высокоэффективных зданий.
DOWSIL 3363® вторичный двухкомпонентный силиконовый герметик с бесконкурентными механическими свойствами. Максимальное напряжение во время растяжения при динамических нагрузках для данного материала составляет 0,21 МПа. Для сравнения у стандартных продуктов 0,14 МПа, а у ближайшего конкурирующего продукта – 0,19 МПа.

Использование DOWSIL 3363® решает проблему проектов с экстремально высокими ветровыми, и термическими нагрузками и позволяет сберечь эстетику здания за счет значительного уменьшения краевой зоны и, как следствие, улучшить теплотехнические параметры фасадного остекления. На данном герметике в сочетании с двухкомпонентным структурным герметиком DOWSIL 993® были реализованы структурные фасады с ветровыми нагрузками более 7 кПа (высокими ветровыми нагрузками считаются до 3 кПа).

Вторым инновационным продуктом является двухкомпонентный силиконовый герметик для вторичной герметизации стеклопакетов DOWSIL™ 3364 Warm Edge IG Sealant. Особенностью данного герметика является значительно уменьшенная теплопроводность. Декларируемый коэффициент теплопроводности λD = 0,19 Вт/мK (λ = 0,186 Вт/мK согласно EN 12667)
Для наглядности можно привести сравнительные расчеты для некоторых популярных решений.

Полностью стеклянные углы
Полностью стеклянные углы являются очень чувствительными местами с точки зрения возникновения конденсата и тепловых потерь благодаря их геометрии и конструкции.  
Сравниваемые герметики:
Стандартный стеклопакетный силикон (λ = 0,35 Вт/мK) против Warm edge стеклопакетный силикон (λD = 0,19 Вт/мK).
Стекло: 12/16/10 мм, Ug = 1,1 Вт/м2K
Размер элемента: 190 мм x 190 мм
Дистанционная рамка: Пластиковая рамка (λ = 0,25 Вт/мK)
Силикагель (λ = 0,13 Вт/мK), бутил (λ = 0,24 Вт/мK)

Результат:
+40% улучшение линейной теплопередачи с DOWSIL™ 3364 Warm Edge IG Sealant.
+5 °C улучшения показателя теплового потока
+1 °C повышение температуры поверхности стекла

Полуструктурные фасады
Особенности и сложности
В полуструктурных фасадных системах используется механические крепление стеклопакета к фасадной раме с помощью П-образного профиля во вторичном герметике стеклопакета. Минимальная глубина вторичного герметика в типичных системах данного типа составляет около 18 мм. Поэтому обычно краевая зона является местом, где теплопотери и риск появления конденсата могут быть существенны.

Размер стеклопакета: 1.5 м x 3 м
Однокамерный газонаполненный стеклопакет 32 мм (6/20/6), Ug = 1,1 Вт/м2K
Дистанционная рамка: SWISSPACER Ultimate (Saint-Gobain Glasssolutions) λ = 0,14 Вт/мK
Бутил λ = 0,24 Вт/мK
Вставка (П-профиль): длина 90 мм, высота 13,5 мм; 31% периметра стеклопакета занято вставкой
Глубина вторичного герметика: 13,5 мм + 3 мм
Сравниваемые герметики:
1. Стандартный с\п силикон (λ = 0,35 Вт/мK)
2. DOWSIL™ 3364 Warm Edge с\п силикон (λD = 0,19 Вт/мK)

Результаты:
Улучшение теплоэффективности для больших стеклопакетов:
Размер: 1,5м x 3м
DOWSIL™ 3364 Warm Edge с\п силикон: Общее значение Ucw,eff  1,3 Вт/м²K
Стандартный с\п силикон: Общее значение Ucw,eff  1,4 Вт/м²K
Улучшение значения U на 2,9% → 0,1 Вт/м2K улучшение (округленно)

Улучшение теплоэффективности для малых стеклопакетов:
Размер: 1м x 1м
Для небольших стеклопакетов влияние, как правило, будет больше (около 4,7%) из-за большего пропорционального вклада кромки в общее значение изделия.
Риск возникновения конденсата:
Использование с\п герметика DOWSIL™ 3364 Warm Edge повышает температуру поверхности до +1°C, улучшение с 12,8°C до 13,9°C.

germetik 9    germetik 10
Принципиальная схема полуструктурного фасада   Диаграмма коэффициента теплопроводности стеклопакетов с DOWSIL™ 3364 Warm Edge  
и стандартным стеклопакетным силиконом

Унифицированная фасадная система (элемент фасад)

Особенности и сложности
Унифицированная фасадная система (элемент фасад): Структурное остекление
Размеры: 3,6 м x 1,5 м, прозрачная часть 2,4 м x 1,5 м спандрель (междуэтажный элемент)
Стеклопакет, газонаполненный:
Однокамерный 36 мм (10/16/10), Ug = 1,1 Вт/м2K.
Двухкамерный 40 мм (6/12/4/12/6), Ug = 0,6 Вт/м2K.
Дистанционная рамка: Пластиковая рамка λ = 0,25 Вт/мK, силикагель (λ = 0,13 Вт/мK),
бутил (λ = 0,24 Вт/мK).
Вторичный герметик: 10 мм глубина.
Сравниваемые герметики:
1. Стандартный с\п силикон (λ = 0,35 Вт/мK).
2. DOWSIL™ 3364 Warm Edge с\п силикон (λD = 0,19 Вт/мK).

germetik 11    germetik 12
Унифицированная фасадная система (элемент фасад)   Термическая модель унифицированной фасадной системы   
с DOWSIL™ 3364 Warm Edge

Результаты:
Улучшение энергоэффективности:
1. Для однокамерного стеклопакета
Стеклопакетный герметик DOWSIL™ 3364 Warm Edge: величина Ucw 1,2 Вт/м2K
Стандартный с\п силикон: величина Ucw Вт/м2K
2. Для двухкамерного стеклопакета
DOWSIL™ 3364 Warm Edge IG Sealant: величина Ucw  0,78 Вт/м2K
Стандартный с\п силикон: величина Ucw 0,83 Вт/м2K
Это составляет:
Улучшение на 5.4% значения Ucw для двухкамерных стеклопакетов.
Улучшение на 3.4% значения Ucw для однокамерных стеклопакетов.
Общее повышение температуры поверхности приблизительно на +0,5 °C.

Приведенные примеры позволяют увидеть потенциал улучшения эстетики и энергоэффективности фасадного остекления только в общих чертах. Для каждого конкретного проекта может быть подготовлено экспертное решение, позволяющее оптимально решить поставленную задачу.    


proventus ukraina kontaktyВладимир Шеверя
Техническая и проектная поддержка
Инновационные материалы и технологии
+380 503 179 705
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Понравилась статья? Подпишитесь на рассылку:

Вход / Регистрация