Риск разрушения наружного остекления зданий по причине термошока обусловлен градиентом температур, возникающим из-за неравномерности нагрева остекления солнечным излучением и/или неравномерности теплоотдачи от остекления в окружающую среду.
Основные виды термошока:
Термошок 1-го рода - градиент температур может возникать между различными частями одного листа стекла в результате его неравномерного нагрева/охлаждения, например, между освещенным и затененным участками остекления.
Термошок 2-го рода - градиент температур также может возникать между внутренней поверхностью наружного стекла в стеклопакете (позиция 2) и его же наружной поверхностью (позиция 1) —. Существуют две основные причины возникновения такого температурного градиента.
1. Первая причина заключается в равномерном прогреве всей толщины стекла в результате инсоляции при слабой отдаче тепла в межстекольное пространство с позиции 2 и усиленной теплоотдаче с позиции 1 в окружающую среду.
2. Вторая причина обусловлена наличием поглощающих покрытий на одной из сторон стекла, например, полимерных пленок.
Термошок 2-го рода реже встречается на практике, однако его риск возрастает в весенний сезон, характеризующийся высокой инсоляцией и низкой температурой воздуха.
Риск термошока зависит от собственных характеристик стекла, особенностей конструкции остекления, монтажа, географического расположения здания, ориентации фасада по сторонам света, времени года, наличия предметов, затеняющих участки остекления (выступы фасада, близко расположенные деревья и здания). Примеры приведены ниже ↓
1. Установка на стекло декоративной ПЭТ-пленки: как правило, декоративные ПЭТ-пленки устанавливаются на стекло в позицию 2. Коэффициент поглощения солнечной энергии на границе стекло-пленка высок. Это приводит к нагреву поверхности стекла в позиции 2 и возникновению градиента температур между поверхностями стекла в позициях 1 и 2.
2. Тип остекления (стеклопакет или одинарное остекление, например, в составе вентилируемого фасада): в стеклопакетах условия теплоотдачи с позиции 2 значительно хуже, чем в одинарном остеклении, и значительно хуже, чем с позиции 1, что способствует возникновению градиента температур между поверхностями стекла в позициях 1 и 2.
3. Наличие отражающей поверхности за наружным остеклением: низкоэмиссионное стекло в составе стеклопакета (в том числе низкоэмиссионное покрытие на наружном стекле), жалюзи или гардины в оконных проемах, стена здания (для структурного остекления). Условия вентиляции остекления с внутренней стороны: расположение оконного блока по толщине стены, расстояние между оконным блоком и жалюзи, между структурным остеклением и стеной, подоконное расположение нагревательных приборов. Плохие условия вентиляции, а также нагревательные приборы в зоне окна способствуют увеличению температуры внутреннего стекла в оконном блоке (или структурном элементе).
4. Наличие выступов фасада, близко расположенных деревьев и зданий: на затененных участках остекления инсоляция не нагревает стекло, теплоотдача же с различных участков стеклянной панели в воздух одинакова.
5. Наклон элемента остекления: угол падения солнечных лучей для наклонных и горизонтальных элементов остекления ближе к нормали, чем для вертикальных. Поэтому инсоляция наклонных и горизонтальных элементов больше, чем вертикальных. В среднем, инсоляция у наклонных и горизонтальных элементов остекления на 250 Вт/кв. м больше, чем у вертикальных. Кроме того, у наклонных и горизонтальных элементов остекления условия теплоотдачи с наружной поверхности примерно на 30% лучше, чем у вертикальных, а с внутренней приблизительно на 20% хуже.
6. Размеры элементов остекления: чем больше размеры остекления, тем выше механические напряжения между нагретыми и холодными участками остекления. Помимо этого, значительное линейное расширение стеклянных панелей в результате нагрева инсоляцией может привести к их разрушению при отсутствии температурных зазоров между элементами остекления и профилем.
7. Конструкция, материал и цвет фасадного или оконного профиля: эти факторы влияют на нагрев самого профиля и, соответственно, на температурные перепады между центром стеклянного элемента фасада и его периферической зоной.
8. Условия вентиляции остекления с внутренней стороны: расположение оконного блока по толщине стены, расстояние между оконным блоком и жалюзи, между структурным остеклением и стеной, подоконное расположение нагревательных приборов. Плохие условия вентиляции, а также нагревательные приборы в зоне окна способствуют увеличению температуры внутреннего стекла в оконном блоке (или структурном элементе).
9. Толщина стекла: помимо того, что у более толстых стекол выше коэффициент поглощения солнечной энергии, при одинаковом градиенте температур в более толстых стеклах возникают большие механические напряжения. Так, если для стекла толщиной до 12 мм допустимый температурный перепад составляет 30–35 ⁰C, то стекла толщиной 25 мм допускается применять без обработки кромки или термоупрочнения (закалки) при температурном перепаде не более 26⁰C.
