Стекло — один из древнейших и в то же время наиболее технологичных строительных материалов. Благодаря своей универсальности, разнообразию видов и уникальным физико-химическим свойствам, стекло широко используется в архитектуре, строительстве, интерьере, энергетике и промышленности. В строительной отрасли стекло не только служит преградой между внутренней и внешней средой, но и выполняет функции теплоизоляции, защиты от шума и даже генерации электроэнергии. Разнообразие видов стекла, включая полированные, армированные, матированные и энергосберегающие изделия, позволяет подобрать решение под любые технические требования и дизайнерские задачи.
История стекла насчитывает более пяти тысяч лет. Самые ранние стеклянные изделия были найдены на территории Египта и Месопотамии и датируются III тысячелетием до н. э. Первоначально стекло изготавливали исключительно вручную, методом выдувания, и оно считалось редкостью, доступной лишь привилегированным слоям общества. В Древнем Риме технологии стеклоделия усовершенствовались: стали использовать шлифовку, окрашивание, формование.
Настоящий прорыв произошёл в середине XX века, когда был изобретён метод флоат-стекла, обеспечивший массовое производство листового стекла с ровной и гладкой поверхностью. С этого момента началось широкое применение стекла в архитектуре и промышленном строительстве. Сегодня стекло — это не только прозрачный материал, но и высокотехнологичное изделие с регулируемыми свойствами: от светопропускания и отражения до теплоизоляции и самоочистки.
Полированное стекло изготавливается из листового материала с применением специальной технологии шлифовки и полировки, устраняющей всевозможные поверхностные дефекты. Благодаря этому оно не вызывает видимых искажений изображения при просмотре. Такое стекло идеально подходит для остекления помещений, где требуется высокая оптическая прозрачность.
Оконное неполированное бесцветное стекло получают методом вытягивания. Оно классифицируется по качеству на три сорта и должно быть свободным от визуальных дефектов: пузырей воздуха, царапин, мутных зон, включений и неровностей поверхности.
Витринные стекла бывают не только полированными, но и неполированными, а также могут быть как гнутыми, так и плоскими. Их монтируют в переплеты, изготовленные из дерева, металла или железобетона, что позволяет использовать их в фасадных витринах магазинов и общественных зданий.
Матированное стекло, изготовленное методом вытягивания или прокатки, подвергается пескоструйной обработке по одной или обеим сторонам. Эта обработка выполняется полностью или по рисунку, создавая эффект рассеивания света и снижая видимость объектов за стеклом. Такое решение востребовано в случаях, где нужно сохранить светопропускание при частичной или полной визуальной защите.
Стекло «Мороз» по структуре и характеристикам схоже с оконным, но содержит декоративный рисунок, имитирующий морозные узоры. Оно применяется в тех же областях, что и матированное, добавляя декоративный эффект.
Армированное стекло включает в свою структуру металлическую сетку из проволоки диаметром 0,45—0,5 мм, введённую в процессе прокатки. Это делает его устойчивым к разрушению: при разбитии оно не образует острых осколков. Используется для остекления лифтовых шахт, стеновых фонарей и лестничных ограждений.
Сталинит — это закаленное стекло, обладающее высокой механической прочностью и термостойкостью. Оно применяется при остеклении лестничных клеток, перегородок, окон и лифтовых кабин, благодаря устойчивости к ударам и резким температурным перепадам.
Энергоэффективные стекла включают в себя, например, электрохромные стекла, покрытые тонкими слоями в магнетронных установках. При подаче напряжения 2—10 В такие стекла способны изменять светопропускание и теплопередачу от 100 до 4%, эффективно реагируя на внешние условия и экономя энергию.
Стекла-солнечные коллекторы предназначены для интеграции в архитектурные фасады зданий, где остекленные поверхности используются как источник электрической энергии.
Греющиеся стекла работают по принципу подачи электрического напряжения на токопроводящие пленки, размещенные на внутренней поверхности наружного стекла, обеспечивая его обогрев.
Гидрофобные стекла покрываются специальными составами, уменьшающими прилипание загрязнений к поверхности, что особенно удобно при использовании во внешних остеклениях зданий и транспорте.
Теплозащитное стекло помогает снижать перегрев внутренних помещений, эффективно поглощая инфракрасную составляющую солнечного света и обеспечивая термический комфорт.
Стекла с наливными теплоотражающими покрытиями обрабатываются распылением специального состава, формируя слой, отражающий тепловое излучение и улучшающий теплозащитные свойства изделия.
Стеклопакеты и вакуумные стекла содержат между стеклами прослойку толщиной 0,2 мм с низкой теплопроводностью и вакуумированное пространство. Их сопротивление теплопередаче достигает 1,5—1,75 м2·К/Вт. При добавлении еще одного стекла с теплоотражающим покрытием сопротивление повышается до 2,3 м2·К/Вт.
Строительное профильное стекло нуждается в бережном хранении. Оно должно находиться в закрытом помещении или под навесом в уложенном виде. Для швеллерного и коробчатого стекла допустимо не более четырех рядов в стопе, а для ребристого — до десяти.
Коробчатое и швеллерное стекло рекомендуется хранить на боковой стороне, в то время как ребристое — укладывается плашмя с деревянными прокладками. Расстояние между планками составляет 1/4 длины листа от края, а при длине свыше 4200 мм добавляется еще одна прокладка посередине.
Параметры основных типов стекла представлены в таблице:
| Тип | Толщина, мм | Ширина, мм | Длина, мм | Масса 1 м2, кг |
| Оконное | 2 | 750 | 1300 | 5,0 |
| 2,5 | 750 | 1550 | 6,25 | |
| 3 | 1200 | 1800 | 7,5 | |
| 4 | 1300 | 2200 | 10,0 | |
| 5 | 1600 | 2200 | 12,5 | |
| 6 | 1600 | 2200 | 15 | |
| Витринное полированное | 3 | 1000 | 1800 | 7,5 |
| 4 | 1200 | 2200 | 10,0 | |
| 5 | 1600 | 2200 | 12,5 | |
| 6 | 1600 | 2200 | 15,0 |
В дополнение, витринное полированное стекло также может выпускаться толщиной 6,5 и 8,0 мм, и бывает следующих типоразмеров, мм: 4430×2950; 3950×2950; 2950×2350; 2950×2050; 2950×1950; 2950×750; 2650×1950; 2350×1950; 2200×1950; 2000×1380; 1950×1750; 1940×1450; 1940×1400; 1450×1340; 1380×1340.
Блоки стеклянные пустотелые, регламентируемые ГОСТ 9272-81, служат для устройства перегородок и заполнения светопроемов. Выпускаются в квадратной форме размером 244×244×98 мм и 194×194×98 мм. Максимальная масса блоков составляет 4,3 и 2,8 кг соответственно.
Таблица 2. Основные размеры профилированных листов
| Тип | Марка | Ширина, мм | Высота, мм | Длина, мм | Масса 1 м2, кг |
| Швеллерное | ШП-300 | 294 | 50 | 7,5 | |
| ШП-300 | 294 | 35 | 3600 | 5,3 | |
| ШП-250 | 294 | 35 | 4,2 | ||
| Коробчатое: | |||||
| с одним швом | КП-1-350 | 294 | 50 | 4200 | 9,5 |
| КП-1-250 | 244 | 8,1 | |||
| с двумя швами | КП-2-300 | 294 | 55 | 4200 | 10,0 |
| КП-2-250 | 244 | 8,6 | |||
| Ребристое | РП-600 | 594 | 50 | 360 | 10,6 |
Таблица 3. Параметры профилированных листов
| Марка | Вид | Длина, мм | Ширина, мм | Толщина, мм | Высота волны, мм | Масса листа, кг |
| ВО | Волнистое обыкновенного профиля | 1200 | 678 | 5,5 | 28 | 9 |
| ВУ | То же усиленного профиля | 2800 | 994 | 8 | 50 | 43 |
| 2300 | 35 | |||||
| 1750 | 27 | |||||
| 2000 | 31 | |||||
| 2500 | 39 | |||||
| УВ-6 | То же унифицированного профиля | 1750 | 1125 | 6 | 54 | 24 |
| 2500 | 34 | |||||
| УВ-7,5 | То же | 1750 | 1125 | 7,5 | 54 | 30 |
| 2000 | 34 | |||||
| 2500 | 42 | |||||
| 3300 | 56 | |||||
| ВП | Волнистое с переменной толщиной | 1750 | 1150 | 8/6,8 | 54 | 24 |
| 2000 | 27 | |||||
| 3306 | 45 | |||||
| ВПС | То же | 1750 | 1150 | 8/6 | 32 | 34 |
| ПВП | Полуволнистое с переменной толщиной | 1750 | 1095 | 8/6 | 50 | 23 |
| 2000 | 25 |
Таблица 4. Размеры и область применения стеклянных изделий
| Наименование | Длина, мм | Ширина, мм | Толщина, мм | Область применения |
| Блоки пустотные: | Заполнение стеновых проемов, устройство светопрозрачных ограждений и перегородок | |||
| квадратные | 194 | 194 | 98 | |
| то же | 194 | 194 | 60 | |
| прямоугольные | 194 | 94 | 98 | |
| угольные | 194 | 209 | 98 | |
| Стеклопакеты: | Заполнение оконных проемов жилых и общественных зданий. Остекление световых проемов торговых и общественных зданий | |||
| оконные
витринные |
800—2000
До 4200 |
300—1400
До 2900 |
По проекту То же | |
| Полотна дверные | До 2500 | До 1000 | 10—15 | Устройство наружных и внутренних дверей |
| Панели: | Заполнение стен каркасных зданий.
В качестве отопительных элементов в лечебных и общественных зданиях |
|||
| многослойные стеновые
электрообогреваемые |
До 3000
До 3000 |
До 1500
До 1500 |
4—5
4—5 |
|
| Доски подоконные | 900—3000 | 190—350 | 15; 20; 25 | В жилых и общественных зданиях |
| Детали профилированные строительные | До 5000 | До 300 | 5—7 | Светопрозрачные ограждения, перегородки и фонари верхнего света |
| Плитки: | Облицовка санитарных
узлов и душевых |
|||
| эмалированные | 150 | 150 | 4—9 | |
| облицовочные | 150 | 75 | 4—9 | |
| Плитка
коврово-мозаичная |
20; 25; 30 | 20; 25; 15 | 4—9 | Наружная отделка панелей стен |
| Ручки | Различные размеры | Двери и окна | ||
Таблица 5. Основные характеристики однокамерных стеклопакетов
| Эскиз | Марка стекла | Ширина, мм | Коэффициент теплопроводности , Вт/(м⋅К) | Сопротивление теплопередаче, м⋅К/Вт | Температура стекла, °C | |
| улица | комната | |||||
 |
M1+2 | 10 | 2,77 | 0,36 | –26 | 4,7 |
| 12 | 2,71 | 0,37 | –26 | 5,1 | ||
| 14 | 2,69 | 0,37 | –26 | 5,1 | ||
| 16 | 2,7 | 0,37 | –26 | 5,1 | ||
 |
M1x2 | 10 | 2,56 | 0,39 | –26 | 5,9 |
| 12 | 2,53 | 0,395 | –26 | 6,1 | ||
| 14 | 2,53 | 0,395 | –26 | 6,1 | ||
| 16 | 2,54 | 0,393 | –26 | 6 | ||
 |
M1+iplus | 10 | 1,77 | 0,565 | –26 | 12,4 |
| 12 | 1,71 | 0,585 | –26 | 12,6 | ||
| 14 | 1,72 | 0,581 | –26 | 12,7 | ||
| 10 | 1,75 | 0,571 | –26 | 12,6 | ||
 |
M1+iplus | 10 | 1,4 | 0,714 | –26 | 14 |
| 12 | 1,39 | 0,72 | –26 | 14,8 | ||
| 14 | 1,41 | 0,709 | –26 | 14,7 | ||
| 16 | 1,44 | 0,694 | –26 | 14,5 | ||
Таблица 6. Рекомендуемый коэффициент шумоизоляции окон
| Местоположение квартиры, дома (шумонагрузка около 60 дБ) | Вид деятельности человека | Рекомендуемый максимальный уровень шума, дБ | Рекомендуемый уровень шумоизоляции, дБ | Класс звукоизоляции |
| Жилая местность | Сон | 25—30 | 33 | 2 |
| Проживание | 30—35 | 27 | 1 | |
| Работа | 35—50 | 15 | 0 | |
| Центр города | Сон | 25—30 | 43 | 4 |
| Проживание | 30—35 | 37 | 3 | |
| Работа | 35—50 | 25 | 1 | |
| Промышленный район | Сон | 25—30 | 47 | 5 |
| Проживание | 30—35 | 43 | 4 | |
| Работа | 35—50 | 30 | 2 |
Таблица 7. Технические характеристики окон
| Типы окон | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Стандартные внешние размеры, мм | 548 | 778 | 778 | 778 | 1138 | 1138 |
| Оконные коробки, мм | 778 | 978 | 1178 | 1398 | 1178 | 1398 |
| Площадь остекления, м2 | 0,22 | 0,44 | 0,56 | 0,69 | 0,89 | 1,11 |
| Площадь оконной рамы, м2 | 0,37 | 0,67 | 0,81 | 0,97 | 1,21 | 1,45 |
| Рекомендуемое расстояние между стропилами, мм | 532 | 758 | 758 | 758 | 1118 | 1118 |
| Толщина стеклопакета, мм наружное стекло воздушная прослойка
внутреннее стекло |
3
9 3 |
3
9 3 |
3
9 3 |
3
9 3 |
3
9 3 |
4
8 4 |
| Коэффициент теплопередачи | 2,8 | |||||
| Шумопонижение, дБ | 29 | |||||
| Чистая масса, кг | 14 | 25 | 30 | 32 | 38 | 49 |
| Общая масса, кг | 18 | 31 | 33 | 38 | 44 | 56 |
Таблица 8. Оконные блоки
| Характеристики | Стеклопластик | Поливинилхлорид | Алюминий |
| Плотность, кг/м3 | 1600—2000 | 1400 | 2700 |
| Разрушающие напряжения при сжатии (растяжении), МПа | 410—1180 | 41—48 | 80—430 |
| Разрушающие напряжения при изгибе, МПа | 690—1240 | 80—110 | 275 |
| Модуль упругости при растяжении, МПа | 21—41 | 2,8 | 70 |
| Модуль упругости при изгибе, МПа | 27—41 | 2,8 | 70 |
| Коэффициент линейного расширения, 10–6⋅К | 5—14 | 57—75 | 140—190 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/м⋅К | 0,3—0,35 | 0,15—0,16 | 140—190 |
В табл. 8 приведены сравнительные физико-механические характеристики материалов, применяемых для производства оконных блоков.
Поликарбонат применяется в строительстве более 20 лет. Пластики и композиты постепенно вытесняют традиционные строительные материалы: металл, дерево, камень. Причины этого просты: дешевое производство, простота обработки, легкость, но при этом высокая прочность, широкие возможности моделирования. Ассортимент пластиков достаточно широк: ПВХ, поликарбонат, акриловые пластмассы.
Стеклопластик имеет низкое значение коэффициента теплопроводности (λ = 0,3 Вт/м⋅К), благодаря чему конструкции из этого материала отличаются высоким сопротивлением теплопередаче. По показателям прочности стеклопластик близок к алюминию. Благодаря высокой прочности профилей из стеклопластика в них не требуется установка усиливающих стальных элементов. Испытания показали, что различные конструкции окон из стеклопластика имеют среднее значение сопротивления теплопередаче Rп = 0,68 м2·К/Вт.
Таблица 9. Остекление фасадов
| Конструкция | Толщина, мм | Кол-во воздушных слоев, шт. | Масса, кг/м2 | Коэффициент теплопередачи, Вт/м2 ⋅К | Светопроницаемость, % | Затухание акустического сигнала, дБ | Минимальный радиус изгиба, мм |
| Полные листы с канальной структурой | 4 | 1 | 0,9 | 80 | 3,9 | 14 | 600 |
| 6 | 1 | 1,3 | 80 | 3,6 | 16 | 900 | |
| 8 | 1 | 1,5 | 80 | 3,4 | 16 | 1200 | |
| 10 | 1 | 1,7 | 78 | 3,1 | 17 | 1500 | |
| 16 | 2 | 2,8 | 70 | 2,3 | 21 | 2800 | |
| 20 | 2 | 3,2 | 70 | 2 | 22 | 3500 | |
| 25 | 4 | 3,4 | 70 | 1,6 | 25 | 4000 | |
| Стеклопакет | 10 | 1 | 20,5 | 90 | 3 | 50 | — |
| 20 | 1 | 22,0 | 90 | 2,1 | 60 | — |
Интересные факты:
- — Название «сталинит», применяемое к закалённому стеклу, происходит от сочетания слов «сталь» и «гранит», подчёркивая его прочность. Однако также существует версия, что название связано с именем Сталина и активно использовалось в советскую эпоху как символ технологической мощи.
- — Первое энергосберегающее стекло с напылённым покрытием было разработано в 1970-х годах в ответ на энергетический кризис. С тех пор технология сильно продвинулась, и сегодня такие стекла могут экономить до 40% тепловой энергии в зданиях.
- — Вакуумные стеклопакеты обладают настолько высоким сопротивлением теплопередаче, что сравнимы с кирпичной стеной толщиной до 1 метра.
- — Стеклянные блоки, используемые в декоративных и функциональных перегородках, были особенно популярны в архитектуре модернизма середины XX века.
- — Армированное стекло, несмотря на свою прочность, применяется не только в целях безопасности, но и как элемент противопожарной защиты, поскольку выдерживает высокие температуры без разрушения структуры.
Современные стеклянные изделия представляют собой результат многовековой эволюции материалов и технологий. От простого оконного стекла до интеллектуальных энергосберегающих конструкций — стекло остаётся ключевым компонентом в строительной индустрии. Постоянное развитие в области нанотехнологий, покрытия и термической обработки позволяет создавать материалы, способные адаптироваться к условиям окружающей среды, обеспечивая комфорт, безопасность и энергоэффективность зданий. Будущее стекла — это симбиоз науки, инженерии и эстетики, где функциональность идёт рука об руку с архитектурной выразительностью.
