Безопасное стекло — это стекло с дополнительными функциями безопасности, которые снижают вероятность его разбивания или снижения вероятности возникновения угрозы при разбивании. Общие конструкции включают закаленное стекло (также известное как закаленное стекло), многослойное стекло и стекло с проволочной сеткой (также известное как армированное стекло). Закаленное стекло было изобретено в 1874 году Франсуа Бартелеми Альфредом Ройером де ла Басти. [1] Стекло из проволочной сетки было изобретено в 1892 году Фрэнком Шуманом . [2] [3] Многослойное стекло было изобретено в 1903 году французским химиком Эдуардом Бенедиктом (1878–1930). [4]
Эти три подхода можно легко объединить, что позволяет создать стекло, одновременно закаленное, ламинированное и содержащее проволочную сетку. Однако сочетание сетки с другими техниками необычно, так как обычно выдает их индивидуальные качества. Во многих развитых странах [ каких? ] Защитное стекло является частью строительных норм и правил , делающих недвижимость более безопасной. [5]
Закаленное стекло подвергается контролируемой термической или химической обработке для увеличения его прочности по сравнению с обычным стеклом. [6] Закалка по своей конструкции создает сбалансированные внутренние напряжения, в результате чего стеклянный лист при разрушении рассыпается на мелкие зернистые куски одинакового размера и формы, а не раскалывается на случайные зазубренные осколки. Гранулированные куски с меньшей вероятностью причинят травму.
Благодаря своей безопасности и прочности закаленное стекло используется во многих сферах применения, включая окна пассажирских автомобилей , душевые двери, двери и столы из архитектурного стекла, поддоны для холодильников, в качестве компонента пуленепробиваемого стекла , для масок для дайвинга и т. д. виды тарелок и посуды. В Соединенных Штатах с 1977 года федеральный закон требует наличия защитных стекол в дверях, ваннах и душевых кабинах. [7]
Ламинированное стекло состоит из слоев стекла и пластика, скрепленных промежуточным слоем. [8] Когда ламинированное стекло разбивается, оно удерживается на месте промежуточным слоем, обычно из поливинилбутираля (ПВБ), между двумя или более слоями стекла, которые рассыпаются на мелкие кусочки. Промежуточный слой удерживает слои стекла вместе даже в случае разрушения, а его закалка предотвращает раскалывание стекла на крупные острые куски. [9] Это приводит к образованию характерного растрескивания в виде «паутины» (радиальные и концентрические трещины), когда удара недостаточно, чтобы полностью пробить стекло. [10]
Ламинированное стекло обычно используется в тех случаях, когда существует вероятность воздействия человека или там, где стекло может упасть в случае разбития. В мансардных окнах и лобовых стеклах автомобилей обычно используется многослойное стекло. В географических районах, где требуется устойчивое к ураганам строительство , многослойное стекло часто используется в наружных витринах, навесных стенах и окнах. Промежуточный слой ПВБ также придает стеклу гораздо более высокий уровень звукоизоляции за счет демпфирующего эффекта, а также блокирует большую часть поступающего УФ-излучения (88% в оконном стекле и 97,4% в ветровом стекле). [11]
Стекло с проволочной сеткой (также известное как георгианское проволочное стекло) имеет решетку или сетку из тонкой металлической проволоки , встроенную в стекло. Армированное стекло используется в США из-за его огнестойкости и хорошо выдерживает как тепло, так и потоки шлангов. Вот почему армированное стекло используется исключительно в служебных лифтах, чтобы предотвратить попадание огня в шахту, а также почему оно обычно встречается в учреждениях, которые часто хорошо защищены и перегородками от огня. [12] [ не удалось проверить ] Проволока предотвращает выпадение стекла из рамы, даже если оно трескается под воздействием термической нагрузки , и гораздо более термостойка, чем ламинирующий материал.
Армированное стекло, как его обычно описывают, не выполняет ту функцию, которую с ним ассоциирует большинство людей. Наличие проволочной сетки кажется усиливающим компонентом, поскольку она металлическая, и вызывает в воображении идею арматуры в железобетоне или других подобных примеров. Несмотря на это мнение, армированное стекло на самом деле слабее, чем неармированное, из-за проникновения проволоки в структуру стекла. Армированное стекло часто может стать причиной более серьезных травм по сравнению с армированным стеклом, поскольку проволока усиливает неровности любых трещин. Это привело к снижению его использования на институциональном уровне, особенно в школах. [13]
В последние годы стали доступны новые материалы, обладающие как огнестойкостью, так и степенью безопасности, поэтому вопрос дальнейшего использования армированного стекла обсуждается во всем мире. Международный строительный кодекс США фактически запретил армированное стекло в 2006 году. [14]
Строительные нормы и правила Канады по-прежнему разрешают использование армированного стекла, но нормы пересматриваются, и ожидается, что использование традиционного армированного стекла будет значительно ограничено. [15] В Австралии аналогичный обзор не проводился. [16]