В стремлении избежать только риска травмы решающую роль играет характер разрушения стекла: важно принять меры по недопущению образования осколков, способных с большой вероятностью вызвать травму. Если цель также заключается в предотвращении возможного выпадения из окна, необходимо принять меры по защите остекления от разрушения:
Очень немногие виды стекольной продукции удовлетворяют требованиям
к характеру разрушения, защите от выпадения и сопротивлению
описанным выше воздействиям. К ним относятся термически закаленные
и многослойные стекла. Прочие виды стекольной продукции — включая
флоат-стекло, термически упрочненное и армированное стекло — не
являются безопасными.
Краткое описание свойств этих продуктов приведено ниже.
Флоат, термоупрочненное и армированное стекло
Поскольку флоат-стекло разбивается на крупные острые осколки, его нельзя рассматривать в качестве безопасного стекла. Это же ограничение справедливо и для термически упрочненного стекла, структура осколков которого напоминает характер разрушения флоат-стекла.
Структура осколков флоат-стекла и термически упрочненного стекла
Армированное стекло (плоское или узорчатое) имеет интегрированную в структуру в процессе производства металлическую сетку, задача которой заключается в удержании осколков стекла на месте в случае боя. Тем не менее, под воздействием удара куски стекла способны оторваться от проволочной сетки, вызывая риск травмы. Как таковое, данное остекление не может использоваться в качестве защитного остекления, предотвращающего травмы или выпадение людей через остекленный проем.
Структура осколков армированного стекла
В связи с возникающими в процессе производства внутренними напряжениями при ударе термически закаленное стекло разбивается на мелкие тупые осколки.
Термически закаленное стекло считается безопасным стеклом и соответствует требуемым критериям к структуре формируемых осколков. Эти критерии изложены в стандарте EN 12150, в котором также описывается процедура испытаний, проводимых для оценки структуры осколков. В следующей таблице указано минимальное количество осколков, на которое должно разбиваться термически закаленное безопасное стекло(1) площадью 50 мм x 50 мм. Кроме того, длина самого крупного фрагмента не должна превышать 100 мм.
Минимальное количество фрагментов в квадрате 50 мм x 50 мм при разрушении термически закаленного флоат-стекла (в соответствии со стандартом EN 12150)
Толщина (мм) |
Минимальное количество осколков |
3 |
15 |
4 - 12 |
40 |
15 - 19 |
30 |
(1) Стандартный размер образца 1100 x300 мм.
Для справки приводим основные различия между флоат-стеклом и термически закаленным стеклом:
Сравнение ударной прочности куска флоат-стекла размером 30 см x 30 см и термически закаленного стекла того же размера:
Многослойное защитное стекло представляет собой сборку из не менее чем двух листов стекла, связанных вместе промежуточным слоем по всей поверхности. Наиболее распространенным промежуточным слоем в производстве многослойное защитного стекла является PVB (поливинилбутиральная) пленка, тем не менее, могут также применяться ЭВА (этилен винил ацетатные) пленки или защитная смола. В случае разбивания связь между стеклом и промежуточным слоем обеспечивает удержание осколков на своих местах (по крайней мере на протяжении определенного времени или до достижения заданной нагрузки).
Структура осколков многослойного стекла
Многослойное защитное стекло с PVB использует определенную систему
кодировки состава. Код состоит из двух (или более) цифр, указывающих
на толщину различных листов стекла в мм и еще одной цифры, отделенной
точкой и указывающей число (а не толщину) пленок PVB между листами
стекла. Пленка PVB пересчитывается на толщину 0,38 мм.
Примеры:
В соответствии со стандартом EN ISO 12543-2 многослойное стекло может считаться многослойным защитным стеклом, если оно, как минимум, соответствует одному из классов стойкости 3B3 по итогам испытаний на удар маятником, описанных в стандарте EN 12600. В некоторых особых случаях закаленное или термически упрочненное стекло может применяться для изготовления многослойного защитного стекла.
В частности, в случаях, когда стеклянный элемент испытывает значительные нагрузки, иногда используется многослойное стекло выполненное на основе термически закаленного и термически упрочненного стекла. Первое обеспечивает механическую прочность, а второе гарантирует достаточную остаточную стабильность в случае разбивания стекла и до момента его замены.
Самоклеющаяся пленка может наноситься на поверхность стекла в целях удержания осколков на месте в случае разбивания. Подобные пленки обычно используются в таких продуктах как зеркала и непрозрачное лакированное стекло. Самоклеющиеся пленки SAFE и SAFE+ доступны для декоративных продуктов компании AGC.
Примечание: Подобные пленки эффективны только в случае нанесения на стекло до момента его установки в фальц. Наклеивание пленки на видимую часть остекления, установленного в фальц, не обеспечивает достаточной эффективности при разбивании стекла. Более того, некоторые наносимые на месте работ пленки могут вызывать проблемы, связанные с разрушением стекла под действием температурного шока.
Надежность фиксации самоклеющейся пленки должна проверяться в ходе испытаний на прочность.
Европейские (соответствующие стандартам ЕС) испытания были внедрены и используются на уровне отдельных стран на протяжении нескольких лет. Европейские стандарты должны прийти на смену государственным стандартам.
Стандарт EN 12600 «Испытание маятником — метод испытания на ударопрочность и классификация флоат-стекла» содержит детальную информацию о классификации стекольной продукции в зависимости от реакции на удар мягким телом. В описанном тесте используется ударное устройство сдвоенного типа для классификации стекольной продукции с точки зрения риска травмы и выпадения из застекленного проема.
Ударные испытания
Данная классификация различает высоту падения и тип разрушения.
Типы образования осколков
Для классификации стекольной продукции используются две цифры и буква: α(β) Φ
где:
Стандарт допускает два метода образования осколков в соответствии с критериями α:
Для стекла толщиной 4 мм она соответствует 65 г. Для стекла толщиной 19 мм она соответствует 309 г. Испытания производятся на четырех образцах для каждой высоты сброса. Многослойные асимметричные листы стекла, допускающие установку более чем в одной последовательности, должны испытываться с обеих сторон.
Когда стекло проходит испытания на соответствие определенному классу (например, 44.2 = 1B1), обычно предполагается, что наиболее толстое стекло с аналогичным количеством слоев PVB попадает в тот же самый класс (в данном случае 55.2 и 66.2 также попадают в класс 1B1). Стандарты prEN 13049 и 14019 описывают методы, используемые для испытания ударопрочности окон и светопрозрачных фасадов, соответственно. Выделяют пять классов ударопрочности.
Стандарт EN 356 “Защитное остекление — Испытания и классификация по устойчивости против ручного взлома” устанавливает методы испытаний, применяемые для классификации стекольной продукции с точки зрения их устойчивости к взлому. Выделяют восемь классов прочности по возрастанию:
Испытание на ударопрочность
При проведении испытаний падающим шаром тестовый образец размером 1100 мм x 900 мм располагается горизонтально, и по нему наносится удар шаром весом 4,1 кг в треугольнике в центре стекла (13 см между ударами). Количество ударов и высота сброса различаются в зависимости от класса. При проведении испытаний топором тестовый образец размером 1100 мм x 900 мм располагается вертикально. Во-первых, несколько тестовых листов стекла разбиваются ударами молотка (не менее 12). Затем производятся удары топором, целью которых является формирование отверстия в центре стекла.
Класс стойкости к взлому в соответствии со стандартом EN 356
Тест |
Класс |
Высота падения шара |
Количество ударов |
Шар |
P1A |
1500 мм |
3 в треугольнике |
P2A |
3000 мм |
3 в треугольнике | |
P3A |
6000 мм |
3 в треугольнике | |
P4A |
9000 мм |
3 в треугольнике | |
P5A |
9000 мм |
3x3 в треугольнике | |
Топор |
P6B |
30 - 50 | |
P7B |
51 - 70 | ||
P8B |
> 70 |
Испытания шаром считаются успешными, если шару не удается полностью пройти через тестируемый лист стекла в течение 5 секунд с момента удара. Испытания топором считаются успешными, если участок (площадью 400 мм x 400 мм), подвергавшийся ударам топора, не удается полностью отделить от остальной части тестируемого листа.
Когда стекло проходит испытания на соответствие определенному классу (например, 44.2 = P1A), обычно предполагается, что наиболее толстое стекло с аналогичным количеством слоев PVB попадает в тот же самый класс (в данном случае 55.2 и 66.2 также попадают в класс P1A). Временный стандарт prEN 1627 описывает методы классификации устойчивых к взлому окон, дверей и люков. Выделяют шесть классов стойкости (от 1 до 6 в порядке возрастания стойкости). Стандарт также устанавливает класс остекления (в соответствии со стандартом EN 356), применяемого для каждого класса рамы, в целях достижения «однородной» взломостойкости окна.
Соответствие классов prEN 1627 и EN 356
Класс рамы |
Класс остекления |
1 |
P4A |
2 |
P5A |
3 |
P6B |
4 |
P7B |
5 |
P8B |
6 |
P8B |
Временный стандарт prEN 1627 описывает ограничения с точки зрения используемых размеров относительно тестируемых размеров.
Стандарт EN 1063 “Защитное остекление — Испытания и классификация
по пулестойкости” устанавливает методы испытаний, применяемые для
классификации пулестойской стекольной продукции.
Стандарт различает стойкость к двум типам оружия:
Выделяют девять классов пулестойкости. Для каждой категории испытываемого оружия стекло классифицируется как пулестойкое, если оно останавливает все пули на трех испытанных образцах (размером 500 мм x 500 мм). В отчете также указывается наличие или отсутствие — (S) или (NS) — осколков с задней части остекления.
Испытания на пулестойкость
В классы BR1 — BR7 относят стекольную продукцию, отсортированную по возрастанию степени защиты. Это означает, что стекло, соответствующее требованиям определенного класса, также удовлетворяет требованиям всех нижестоящих классов. Классы SG и BR не взаимосвязаны. Одинаковая методика испытаний и система классификации применяется для дверей и окон (EN 1 522 и EN 1523). Классы обозначаются соответственно как FB1 — FB7 и FSG (для стекла класса SG2). Для класса SG1 не предусмотрено соответствующей классификации.
Стандарт EN 13541 “Защитное остекление — Испытания и классификация на стойкость к воздействию взрыва” используется для классификации взрывостойкого стекла (так называемым методом “ударно-волновой трубы”). Стекло помещают в конце трубы. С другой стороны подрывается заряд для создания избыточного давления. Выделяют четыре класса от ER1 до ER4. В отчете также указывается наличие или отсутствие — (S) или (NS) — осколков с задней части остекления.
Класс стойкости к взрыву в соответствии со стандартом EN 13541
Класс |
Максимальное избыточное давление Pr(кПа) |
Положительный удельный импульс i+ (Ша мс) |
Длительность фазы положительного давления t+ (мс) |
ER1 |
50 < Pr < 100 |
370 < 1+ < 900 |
> 20 |
ER2 |
100 < Pr < 150 |
900 < + < 1500 |
> 20 |
ER3 |
150 < Pr < 200 |
1500 < 1+ < 2200 |
> 20 |
ER4 |
200 < Pr < 250 |
2200 < 1+ < 3200 |
> 20 |
Испытание считается успешным, если ни один из трех листов не имеет следов «поперечной» перфорации стороны, располагающейся с задней части или отверстия между кронштейном крепления стекла и кромкой тестового листа. Защита от взрыва интерпретируется как обеспечение безопасности людей внутри здания от взрыва снаружи. Стандарты prEN 13123-1 & 2 и 13124-1 & 2 устанавливают методы тестирования защищенности рам от взрыва. Часть 1 каждого стандарта основана на испытаниях с использованием ударно-волновой трубы, а соответствующие классы обозначаются как EPR1 — EPR4. Часть 2 каждого стандарта основана на полевых испытаниях, а соответствующие классы обозначаются как EXR1 — EXR5.