Приближаемся к горячегнутому отожженному стеклу

Дата: 26 мая 2020 г.

Впервые представлен на GPD 2017.

Современные архитектурные проекты прозрачных оболочек зданий с изогнутой геометрией бросают вызов отрасли. Подходы, использующие рационализацию геометрии в сочетании с плоским остеклением, холодным гнутым остеклением или закаленным горячим гнутым изогнутым стеклом, связаны с геометрическими ограничениями и не всегда желательны с архитектурной точки зрения. Горячегнутое отожженное стекло открывает дополнительную свободу в дизайне, особенно двуосное и более изогнутое в остеклении оболочки здания.

В документе будет представлен обзор применяемого в настоящее время инженерного подхода к производству изогнутого горячегнутого стекла в отсутствие стандартов и норм. Будут освещены конструктивные особенности применения стекла, подвергнутого горячему отжигу, и показаны результаты испытаний. Это отчет об опыте того, как можно реализовать инновационные применения отожженного изогнутого стекла с использованием имеющихся в настоящее время знаний об исследовательских проектах, инженерных инструментах и ​​испытаниях для конкретных проектов.

В последние годы фасадная индустрия столкнулась с тенденцией использования изогнутых ограждающих конструкций. Особенно геометрически сложные элементы зданий представляют собой применение изогнутого стекла с целью создания уникальных и прозрачных ограждений (рис. 1 и 2).

Рисунок 2 (справа) Свободно формованное горячегнутое отожженное стекло, Музей слияния, Лион (Франция) ©Карин Джобст

Даже если новейшие технологии предоставляют широкий спектр возможностей для устранения искривленных оболочек, использование горячего отожженного стекла необходимо для создания экстремальной кривизны, о чем свидетельствуют следующие ограничения и особенности подхода:

1) Закаленное изогнутое стекло: общие размеры стекла и изготавливаемые радиусы обычно ограничиваются производственным процессом. Цилиндрическое изогнутое стекло может производиться как термоупрочненное, так и полностью закаленное, если радиусы не слишком малы (обычно R>1000 мм) и если угол изгиба не превышает определенных пределов [1].

Между тем, двойное изогнутое стекло также может производиться как термически закаленное стекло для больших радиусов несколькими поставщиками. Процесс закалки изделий из гнутого стекла можно осуществлять с помощью регулируемых роликов. Тем не менее, закалка и контроль температуры создают повышенную сложность производственного процесса по сравнению с изделиями из листового стекла.

Поэтому ограничения по геометрии и размерам всегда следует проверять в тесном сотрудничестве с поставщиком стекла. Локальные искажения в результате обработки снижают качество визуального стекла, которое обычно ниже по сравнению с отожженным изогнутым стеклом. Мягкие покрытия и фритты обычно применимы исключительно на вогнутой поверхности изогнутых изделий из закаленного стекла (твердые покрытия также на выпуклой поверхности).

2) Холодная гибка (включая холодное коробление): Обычно плоским закаленным стеклам придают необходимую форму на месте. Процесс изгиба вызывает дополнительные ограничения в изготовленном стекле; следовательно, можно достичь только небольшой кривизны (рис. 4).

Степень изгиба ограничивается либо дополнительными долговременными напряжениями, возникающими в стекле, механическими и герметичными свойствами уплотнителя деформированной кромки в случае стеклопакетов, либо механическими свойствами межслойных соединений в случае многослойного стекла. Кроме того, при использовании подхода холодного изгиба необходимо учитывать эффекты геометрии и стабильности.

Изготовление холодного изгиба при ламинировании – технология, которая также позволяет получать только стекло малой кривизны [2] и представляет собой изделие заводского изготовления по сравнению с холодным изгибом на месте. Из-за технологической сложности (например, пружинящего эффекта после холодной гибки и ламинирования) количество поставщиков ограничено.

Возможная степень кривизны обеих технологий холодной гибки, как на месте, так и в заводских условиях, находится в одном и том же диапазоне. Основными преимуществами методов холодной гибки являются высокое оптическое качество и свобода выбора возможных конфигураций стекла (фритта, покрытие и т. д.). Общие ограничения по технологичности такие же, как и для изделий из листового стекла.