Основні чинники, що впливають на ризик появи термошоку
Термошок – спонтанне руйнування скла в результаті виникнення внутрішніх напружень при його нерівномірному нагріванні-охолодженні.
Причина – наявність градієнта (різного значення температур), через те, що якась частина скла виявилась більш нагрітою по відношенню до іншої. Це в свою чергу призводить до різного ступеня розширення скла і в результаті виникають напруги, що призводять до його руйнування.
При виникненні термошоку в більшості випадків лінія тріщини скла від самого краю строго під кутом 90º. Але під час експлуатації були виявленні винятки, в місцях примикання несучої планки до склопакета виникають напруження. В цьому випадку кут лінії тріщини може бути інший. Це можна визначити знявши штапик і оглянути дефект з усіх боків. В місці, де виходить тріщина не повинно бути ніяких механічних пошкоджень поверхні скла. Подальше руйнування може поширюватися як завгодно, але часто має безліч променів, деякі з них зігнуто форми.
Ризик руйнування зовнішнього скління будівель унаслідок термошоку обумовлений градієнтом температур, що виникає через нерівномірності нагріву скління сонячними промінням і/або нерівномірності теплопередачі від скління в довкілля.
Градієнт температур може виникати між різними частинами одного листа скла в результаті його нерівномірного нагріву/охолодження, наприклад, між освітленою і затіненою ділянками скління термошок 1-го роду. Градієнт температур також може виникати між внутрішньою поверхнею зовнішнього скла в склопакеті та його зовнішньою поверхнею – термошок 2-го роду.
Основні чинники, що впливають на ризик появи термошоку
Ризик виникнення термошоку залежить від власних характеристик скла, особливостей конструкції скління, монтажу, географічного розташування будівлі, орієнтації фасаду по сторонах світу, пори року, наявності предметів, що затінюють ділянки скління (виступи фасаду, близько розташовані дерева і будівлі).
tп- зона попадання прямих променів сонця
tт- зона падіння тіні від дерева, або інших предметів
tп ˃tт різниця температур може призвести до термошоку
Виходячи з практичного досвіду, чинники, що впливають на ризик термошоку, можна перерахувати приблизно в наступному порядку убування їх значущості.
-Коефіцієнт поглинання сонячної енергії зовнішнього скла: чим вище коефіцієнт поглинання сонячної енергії, тим сильніше нагрівається скло і більше вірогідність появи термошоку.
-Установка на скло декоративної ПЕТ-плівки. Коефіцієнт поглинання сонячної енергії на межі скло-плівка високий. Це призводить до нагріву поверхні скла і виникнення градієнта температур.
-Наявність відзеркалювальної поверхні за зовнішнім склінням: низькоемісійне (енергозберігаюче) скло у складі склопакета (у тому числі низькоемісійне покриття на зовнішньому склі), жалюзі або гардини у віконних отворах, стіна будівлі (для структурного скління).
-Наявність виступів фасаду, близько розташованих дерев і будівель: на затінених ділянках скління інсоляція не нагріває скло, тепловіддача ж з різних ділянок скляної панелі в повітря однакова.
-Нахил елементу скління: кут падіння сонячних променів для похилих і горизонтальних елементів скління ближче до нормалі, ніж для вертикальних. Тому інсоляція похилих і горизонтальних елементів скління на 250 Вт/м2 більш, чим у вертикальних. Крім того, у похилих і горизонтальних елементів скління умови тепловіддачі із зовнішньої поверхні приблизно на 30% краще, ніж у вертикальних, а з внутрішньою приблизно на 20% гірше.
-Географічна широта: чим південніше розташована будівля, тим вище інсоляція. Чим північніше розташована будівля, тим ближче до нормалі кут падіння променів на скління.
-Ширина дистанційної рамки склопакета : чим вужча рамка, тим слабкіше конвекція усередині склопакета і, відповідно, гірше тепловіддача.
-Орієнтація фасаду по сторонах світу: найбільша інтенсивність і тривалість інсоляції спостерігається на південних фасадах будівель.
-Пора року: інсоляція і температура повітря залежать від пори року, найбільш несприятливе поєднання погодних умов, з точки зору термошоку, спостерігається ранньої весни в результаті високої інсоляції і низької температури повітря.
-Кліматичні характеристики регіону (температура повітря і швидкість вітру): чим нижче температура повітря і вище швидкість вітру, тим вище тепловіддача із зовнішньої поверхні скла. У поєднанні з високою інсоляцією може виникнути значний градієнт температур між поверхнями скління.
-Добовий перепад температур : захололі за ніч до однакової температури, відкриті і затінені зони скління нагріваються з різною швидкістю, яка залежить, зокрема, від добового перепаду температур. Відмінність в швидкостях нагріву різних зон скління призводить до додаткового температурного градієнта між ними.
-Розміри елементів скління : чим більше розмірів скління, тим вище механічна напруга між нагрітими і холодними ділянками скління. Окрім цього значне лінійне розширення скляних панелей в результаті нагріву інсоляцією може привести до їх руйнування за відсутності температурних проміжків між елементами скління і профілем.
-Помилки при складанні фасаду з профілю можуть привести до викривлення фасаду в ході добових температурних коливань і, відповідно, до поломки його скляних елементів.
-Конструкція, матеріал і колір фасадного або віконного профілю: ці чинники впливають на нагрів самого профілю і, відповідно, на температурні перепади між центром скляного елементу фасаду і його периферичною зоною.
-Умови вентиляції скління з внутрішньої сторони: розташування віконного блоку по товщині стіни, відстань між віконним блоком і жалюзі, між структурним склінням і стіною, підвіконне розташування нагрівальних приладів. Погані умови вентиляції, а також нагрівальні прилади в зоні вікна сприяють збільшенню температури внутрішнього скла у віконному блоці (чи структурному елементі).
-Наявність подряпин на склі: подряпини, що утворилися в процесі зберігання, транспортування і переробки листового скла, а також при монтажі фасаду значно знижують механічну міцність скла. Таким чином руйнування може відбуватися при меншому перепаді температур.
-Аналогічна ситуація може складатися при установці склопакетів взимку в неопалювані приміщення. Повітря в камерах склопакета сильно стискається, що також може призводити до руйнування. ГОСТ 24866-99 регламентує зберігання і монтаж склопакетів виключно в опалювальних приміщеннях, при температурі повітря в приміщенні не нижче +5 ° C.
Ситуація ускладнюється в наступних випадках: Склопакет двокамерний з низькоемісійним склом – краще тримає тепло і більше нагрівається. В даному випадку руйнування зазвичай відбувається тільки за умови неправильної експлуатації або при великому співвідношенні сторін. Склопакет двокамерний з асиметричними дистанційними рамками – він деформується, однак нерівномірно, що призводить до ще більшого збільшення напруги на зовнішньому склі маленької камери. Склопакет двокамерний з асиметричними широкими рамками (14-16 мм) – аналогічно попередньому випадку. У складі склопакета є забарвлене в масі скло або сонцезахисна темна плівка – склопакет поглинає набагато більше сонячної енергії, що призводить до підвищення температури повітря і збільшення різниці тисків. Склопакет виготовлений на іншій висоті над рівнем моря, ніж в місці його установки. Склопакет може мати схильність до руйнування, якщо він, наприклад, виготовлений у моря, а потім доставлений в гірську місцевість.Всі ці фактори можуть спровокувати ризик виникнення термошоку.
До відома: мимовільне руйнування скла при тепловій дії не є гарантійним випадком!
Щоб уникнути зіткнення з даною проблемою слід уважно поставитися до проектування скління, керуватися вимогами та рекомендаціями ГОСТ 24866-2014 «Склопакети клеєні. Технічні умови”. У разі виникнення ризиків застосовуйте загартоване скло. Воно безпечно і не схильне до руйнування від перепаду температур.