Безопасное остекление

В связи с участившимися последнее время террористическими актами и тех­ногенными катастрофами, обострилась проблема безопасности остекления, расширяется применение безопасного остекления, поэтому мы решили вернуться к этой теме. При­чем она проявляет себя с двух сторон:

-   возможность поражения людей осколками стекла в случае столкновения челове­ка со стеклом или при разрушении стекла в результате внешних воздействий;

В нашей стране практически все остекление зданий и сооружений выполнено из обычного листового стекла, которое хорошо выполняет свою основную функцию – обеспечивает визуальный контакт между помещением и окружающим миром, но явля­ется хрупким материалом, при ударах может разрушаться и выпадать из рам крупными осколками, способными травмировать людей. Особенно опасно выпадение крупных ос­колков стекла с верхних этажей зданий на улицу при разрушении стекол в окнах или балконах, выпадении их из рам. Последние взрывы в общественных местах (например, в переходе на Пушкинской площади, аэропорт Домодедово, станции метро) показали, что осколками стекла может быть травмировано больше людей, чем непосредственно осколками бомбы, взрывной волной и огнем вместе взятыми. К сожа­лению, в России в настоящее время отсутствуют нормативные документы (Технические регламенты, Строительные Нормы и Правила, Государственные стандарты и т.п.), рег­ламентирующие правила применения безопасного остекления в строительстве. Поэтому Правительство Москвы приняло ряд постановлений по обеспечению безопасности ос­текления общественных мест (№ 1250-РМ от 10.11.2000 г., № 1000-ПП от 28.12.2000 г., № 1384-РМ от 28.12.2000 г.), в которых, в частности, предполагается разработка таких нормативных документов.

При этом необходимо найти взаимосвязанное решение нескольких проблем:

1. Выбрать комплекс потребительских свойств безопасного остекления, который полностью характеризует возможность его применения потребителем в реальных усло­виях эксплуатации (климатические условия, типовые строительные решения и т.д.).
2. Выбрать показатели качества безопасного остекления, характеризующие безо­пасность его применения (характеристики типичных преступных воздействий в нашей стране, возможность случайного разрушения стекла людьми в процессе их жизнедея­тельности) и отсутствие вредных выделений в процессе эксплуатации.
3. Обеспечить согласованность разрабатываемых документов с уже действующи­ми в России нормативными документами, как по показателям качества, так и по мето­дам испытаний.
4. Обеспечить согласованность разрабатываемых документов с международными стандартами и стандартами ведущих зарубежных стран по показателям качества и мето­дам испытаний для обеспечения конкурентоспособности продукции на международном рынке.

В настоящее время требования к безопасным стеклам регламентируются в России тремя стандартами: ГОСТ Р 51136-2008 "Стекла защитные многослойные. Общие техниче­ские условия", ГОСТ 30698-2000 "Стекло закаленное строительное. Технические усло­вия" и ГОСТ 30826-2001 "Стекло многослойное строительного назначения. Технические условия", ГОСТ Р  54171-2010 «Стекло многослойное. Технические условия». В соответствии с этими стандартами в зависимости от назначения безопасное остекление может подразделяться на пять видов:

• безопасное при эксплуатации - стекло, которое должно защищать людей от не­счастных случаев, например, выпадения детей из окон верхних этажей зданий; не до­пускать выпадения крупных осколков стекла при его случайном разрушении в результа­те ударов;
• безопасное к воздействию человека (антибандит, антивандал) - стекло, которое препятствует проникновению человека в защищаемое помещение и способно длительно противостоять взлому; в зависимости от вида и энергетических характеристик механи­ческого воздействия;
• пулестойкое - стекло, способное защитить людей от выстрелов из огнестрельно­го оружия;
• взрывобезопасное - стекло, способное защищать людей и материальные ценно­сти от воздействия ударной волны, возникающей при взрыве;
• огнестойкое - стекло, способное защищать людей и материальные ценности от огня и связанных с ним факторов (тепловое излучение, высокие температуры).

Поскольку безопасное остекление должно выполнять длительное время не только защитные функции, но и функции обычного строительного стекла, в указанных норма­тивных документах приводятся требования к его внешнему виду, оптическим искажени­ям, стойкости к воздействию климатических факторов: температуры, влажности, сол­нечного излучения; в зависимости от вида стекла, его категории сопротивления или класса устойчивости устанавливаются требования к выдерживаемым механическим и физическим воздействиям.

Стекло безопасное при эксплуатации подразделяется на шесть классов защиты - СМ1, СМ2, СМ3, СТ1, СТ2, СТ3. Первые три класса относятся к безопасным стеклам при испытании так называемым "мягким телом" (кожаный мешок, заполненный свинцо­вой дробью, весом 45 кг). Последующие три класса относятся к безопасным стеклам при испытании так называемым "твердым телом" (стальная пустотелая груша, весом 4,9 кг).

В последнее время все больше стекло безопасное используют в остеклении свето­прозрачных конструкций, внутренних перегородок в зданиях и сооружениях, остекле­нии балконов и лоджий. В качестве стекол безопасных при эксплуатации используют или закаленное стекло, или стекло с пленкой (возможно триплекс). Решать вопрос, какое стекло и где устанавливать необходимо в каждом конкретном случае, у каждого из этих видов стекла есть свои достоинства и недостатки. Это зависит от многих факторов: ус­ловий эксплуатации, возможных нагрузок (ветровых, снеговых, перепада давления).

Стекло безопасное к воздействию человека подразделяется на ударостойкое стек­ло и стекло устойчивое к пробиванию.

Ударостойкое стекло подразделяется на три класса защиты - А1, А2, А3. Ударостойкому стеклу присваивают определенный класс защиты после испытаний стекла па­дающим шаром массой 4,11 кг с различных высот: А1 -с высоты 3,5 м, А2 - 6,5 м, А3 - 9,5 м. При этом на стекло воздействует различная энергия удара.

Стекло устойчивое к пробиванию также подразделяется на три класса защиты - Б1, Б2, Б3. Каждому классу защиты соответствует определенное количество ударов обу­хом топора и лезвием топора. При этом для класса защиты Б1 их должно быть от 30 до 50 ударов, для Б2 - от 51 до 70 ударов, для Б3 - свыше 71 удара.

В качестве ударостойких стекол используют многослойные стекла. Многослой­ные стекла - это или одно листовое стекло с нанесенной на него защитной пленкой или несколько листовых стекол соединенных между собой защитной пленкой или полимер­ной фотоотверждаемой композицией. Толщина многослойных стекол может быть от 4 до 100 мм. Многослойное стекло, как и обычное листовое стекло, при нанесении по не­му удара будет разрушаться. Но его основная задача - препятствовать проникновению человека в защищаемое помещение и длительно противостоять взлому, поэтому осколки листового стекла в нем должны удерживаться полимерной композицией и не выпадать после удара.

Пулестойкое стекло в зависимости от вида используемого огнестрельного оружия и характеристики поражающего элемента (пули) подразделяется на шесть классов защи­ты. При применении различных видов оружия (пистолет, автомат, винтовка) используют многослойное стекло различной толщины. Так для защиты от пистолета толщина мно­гослойного стекла - может быть от 15 до 18 мм, для защиты от автомата толщина много­слойного стекла - колеблется от 28 до 42 мм. Толщина многослойного стекла зависит от вида применяемых стекол и защитной пленки или фотоотверждаемой композиции.

Стекло взрывобезопасное в зависимости от уровня устойчивости при воздействии воздушной ударной волны с определенными параметрами подразделяется в соответст­вии с ГОСТ 30826 на классы взрывобезопасности по давлению ДВ1 - ДВ5 и удельному импульсу И1 — И5. С 2010 года ГОСТ Р  54171-2010 «Стекло многослойное. Технические условия» подразделяется на классы взрывобезопасности SB1 - SB7, EXV45 - EXV10. Критерием классификации взрывобезопасного стекла являются, со­ответствующие предполагаемой угрозе, величины выдерживаемого им пикового давления на фронте воздушной ударной волны, действующей на поверхность стекла (отра­женная ВУВ), выраженного в кПа (от 20 до 175) и удельного импульса, выраженного в кПа-мс (от 150 до 750). В качестве взрывобезопасных стекол могут использоваться стек­ла с полимерными пленками, закаленные стекла, многослойные стекла в зависимости от требуемого класса взрывобезопасности и условий эксплуатации (размеры стекол, рабо­чие температуры и влажность воздуха в месте применения).

Огнестойкое стекло в зависимости от предела огнестойкости классифицируется в соответствии с требованиями ГОСТ 30247.0-94 "Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования". Огнестойкое стекло обычно пред­ставляет собой многослойное стекло, где количество, вид и толщина слоев определяют­ся требуемым классом защиты.

Следует отметить, что одно и то же стекло может выполнять несколько функций, например, быть пулестойким и огнестойким одновременно. Отнесение стекла к тому или иному виду, в основном, определяется его техническими характеристиками, прове­ренными при его испытаниях.

В современных условиях, когда увеличиваются площади остекления по отноше­нию к общей площади строительства, расширяется рынок используемого стекла, необ­ходимо проведение тщательного анализа факторов окружающей среды, воздействую­щих на стекло, строительных конструкций, условий эксплуатации, влияющих на рабо­тоспособность и требуемые характеристики остекления, возможных последствий терро­ристических актов и катастроф. Всегда необходимо представлять точно, где будет ис­пользоваться то или иное стекло, для каких целей оно должно служить и в зависимости от этого применяют или закаленное стекло, или различные виды многослойных стекол. В частности, необходимо учитывать все поражающие факторы, которые могут воздей­ствовать на стекло в случае террористических актов и техногенных катастроф. Напри­мер, взрывы часто сопровождаются пожарами и разлетом металлических осколков взрывного устройства. Следовательно, остекление в местах, где возможны взрывы, должно выдерживать не только воздействие ударной волны, но и быть устойчивым к пробиванию осколками и огнестойким (по крайней мере, не выделять вредных веществ при горении). К сожалению, такой комплексный анализ производится не всегда, что снижает эффект от применения безопасного остекления и приводит к разочарованию людей в нем.

В заключение, необходимо подчеркнуть, что нельзя найти единое конструктивное решение остекления на все случаи жизни. Каждый раз необходимо анализировать все факторы, которые могут воздействовать на остекление, и, с учетом возможных рисков и экономических факторов, выбирать вариант остекления, оптимальный для применения в данном конкретном случае.

Авторы статьи: инж. О.А. Емельянова, к.т.н. А.Г. Чесноков, ОАО "Институт Стекла", Москва, 2004.

По вопросам сотрудничества в области безопасного остекления обращайтесь по телефону: 8 (925) 224-50-33