Защитные пленки. Стекла защитные в соответствии ГОСТу Р 51136-98, класс защиты А1, А2, А3.

Защита от осколков стекла.

Защита от осколков стекла — оснащенное пленкой стекло способно выдерживать значительные удары, не разлетается на куски, и предотвращает порезы, ранения, и более трагичный исход. Практически любая упрочняющая / защитная плёнка предотвращает разлёт осколков стекла.

Стёкла защитные в соответствии ГОСТу Р 51136-98, класс защиты А1, A2, A3.

Защитные стёкла предназначены для использования в административных, общественных и жилых зданиях и транспортных средствах, где есть необходимость в защите человека и материальных ценностей. Стекла защитные многослойные, склеенные между собой полимерными материалами в различном сочетании пластины силикатного стекла, силикатного с органическим стеклом, поликарбонатом или упрочняющимися / защитными плёнками. Представляют собой многослойный композиционный материал, обладающий защитными свойствами.

Ударостойкое стекло.

Защитное многослойное стекло может быть трёх видов, одно из которых ударостойкое стекло. Ударостойкое стекло — это защитное стекло, выдерживающее многократный удар свободно падающего тела с нормируемыми показателями.

Ударостойкому стеклу присваиваются классы А1, А2 и А3 в зависимости от его характеристик. Ударостойкость стекла контролируется на специальном оборудовании, обеспечивающем воздействие на испытываемый образец одиночными ударами свободно падающего шара весом 4,11 кг с высот 3,5 м, 6,5 м и 9,5 метров.

Классификация ударостойкого стекла приведена в таблице.
Предельная защитная способность различных видов упрочняющих пленок, установленных на стекло толщиной 4, 5, 6 мм.

Применение защитного остекления.

Защитное остекление является средством противодействия преступным посягательствам на жизнь людей и товарно-материальные ценности. Оно устанавливается в оконных и витринных проёмах для предотвращения или затруднения доступа внутрь помещений.

При установке защитного остекления всех классов А1, А2, А3 — металлические решетки, жалюзи, ставни и другие силовые элементы могут не устанавливаться, что подтверждается руководящим документом МВД России № 78 148 — 94. Этим же документом устанавливается перечень объектов, на которых должно устанавливаться защитное остекление. Такие же рекомендации имеются и в ГОСТ Р 51136-98.

Устойчивое к удару защитное остекление класса А1, А 2 — классы А1, А 2 рекомендуются к установке на объекты, не имеющие значительных материальных ценностей и находящиеся под непосредственной централизованной или внутренней физической охраной органов ГУВД МВД России: коммерческие учреждения, офисы, бары, кафе, продовольственные помещения и т. д.
Класс А1 (стекло 5 мм) — плёнка 300 мкм (11 mil).
Класс А1 (стекло 4 мм) — плёнка 381 мкм (15 mil).

Основные требования : стекло толщиной не менее 4 — 5 мм с одним слоем упрочняющей плёнки CPFilms inc (США) оклееная с тыльной стороны стекла.
А1 защитит: от удара тяжелого (металлического) тупого предмета, брошенной палки, камня, от осколков «наружного» взрыва ненаправленного действия. В случае, если в комплексе с защитным остеклением дополнительно установлена сигнализация, правоохранительные органы могут вовремя отреагировать на сигнал тревоги. Оснащенное пленкой стекло выдерживает удары и не разлетается на куски, предотвращая порезы, ранения и более трагичный исход.

При постоянном нахождении вблизи окон и витрин материальных ценностей, класс защитного остекления повышается.

Устойчивое к удару защитное остекление класса А2, А3 — классы А2, А3 устанавливаются :
• на объектах, имеющих материальные ценности высокой потребительской стоимости, исторические и культурные ценности и непосредственно находящиеся под централизованной или внутренней физической охраной;
• в операционных залах банков, помещениях органов управления и власти (не требуется установка пулеустойчивого остекления), торговых залах ювелирных, оружейных магазинов, аптек (условии отсутствия в них во внерабочее время драгметаллов, оружия, наркотиков);
• в музеях, картинных галереях (виде экранов, витрин для защиты отдельных экспонатов в экспозиционных залах).
Класс А2 (стекло 5 мм) — плёнка 300 мкм (11 mil) + 112 мкм (4 mil).
Класс А2 (стекло 4 мм) — плёнка 381 мкм (15 mil) + 112 мкм (4 mil).

Основные требования : стекло толщиной не менее 4 — 5 мм с двумя слоями упрочняющей плёнки CPFilms inc ( ) оклеенное с тыльной стороны стекла. При этом пленка толщиной 4 mil может быть как абсолютно прозрачной, так и тонирующей.
Класс А3 (стекло 5 мм) — плёнка 300 мкм (11 mil)+ 200 мкм (7 mil).
Класс А3 (стекло 4 мм) — плёнка 381 мкм (15 mil)+ 381 мкм (15 mil).
Основные требования : стекло толщиной не менее 4 — 5 мм с двумя слоями упрочняющей плёнки CPFilms inc (США) оклеенное с тыльной стороны стекла.

А2, А3 защитит: от значительных ударов тяжелых (металлических) тупых предметов, брошенного камня, палки, бутылки с зажигательной смесью, а также от осколков «наружного» взрыва ненаправленного действия. В случае, если в комплексе с защитным остеклением дополнительно установлена сигнализация, правоохранительные органы могут вовремя отреагировать на сигнал тревоги, и тем самым защищенная конструкция сыграет свою роль, т. е. остановит потенциальную угрозу нападения. Оснащенное пленкой стекло выдерживает удары и не разлетается на куски, предотвращая порезы, ранения и более трагичный исход.

Другие упрочняющие плёнки.

Упрочняющие пленки толщиной от 56 мкм до 224 мкм являются также ударостойкими, но менее эффективными. Такие плёнки устанавливают на стекло как правило там, где :
• существует необходимость защиты в первую очередь от осколков стекла;
• существует необходимость защиты от происходящих мелких хулиганских действий;
• нет необходимости защищаться от проникновения в помещение через стеклянные двери и окна;
• объект не имеет значительные материальные ценности и не нуждается в централизованной (физической) охране.

Чтобы представить возможности пленок до 224 мкм по ударостойкости, следует обратить свое внимание на плёнки толщиной 112 мкм (4mil), которые по прочностным характеристикам являются альтернативой триплекса (формулы 4-1-4).

Прочностные характеристики стёкол, ламинированных плёнкой, подтверждены испытаниями, проведёнными в специальных лабораториях. Результаты испытаний подтверждают, что архитектурное стекло толщиной 4 мм с установленной на него упрочняющей / защитной плёнкой 112 микрон выдерживает удар с энергией 20,4 Дж, что равно прочности триплекса 4-1-4.

О прочности стекол с защитной пленкой.

При установке защитных пленок на стекла существующих в здании светопроемов зачастую отсутствует возможность снятия элементов крепления стекла в раме (и т.п.). В этом случае установка пленок производится с зазором между краем пленки и штапиком по всему периметру 0,5-1,5 мм. Этот зазор необходим для выхода влаги, остающейся между пленкой и стеклом, что является обязательным условием для достижения требуемой адгезии пленки к стеклу (200-300 г /кв. см). Наличие зазора ни коим образом не влияет на прочностные характеристики системы пленка-стекло. Дело в том, что закрепленное по всему периметру стекло при ударе растрескивается с образованием кинжалообразных осколков, вершины которых находятся в точке удара, основания образуются торцами стекла. При длине осколка 700 мм отсутствие пленки по краю на ширине ~ 10 мм (ширину штапика), на прочность практически не повлияет. Яркой иллюстрацией этого является следующий пример: во время Великой Отечественной войны стекла в окнах заклеивали крест-накрест газетной бумагой и этого оказывалось достаточным для того, чтобы выдержать удар взрывной волны без разлета осколков.

Опасение, что стекло будет срезано при ударе по зазору между пленкой и штапиком лишено оснований, что подтверждается следующим расчетом: Возьмем стекло 1 000 х 1 000 мм толщиной 5 мм. Длина периметра стекла 4000 мм, площадь поперечного сечения 4000 х 5= 20 000 кв. мм. Gв (временное сопротивление) стекла при работе на срез 5 кг /кв. мм. Чтобы срезать стекло по периметру необходимо усилие : 5 х 20 000 = 100 000 кг или 100 тонн. Что при ударе летящим предметом не реально.

В данной ситуации существеннен совершенно иной фактор. Конструкция и материал рамы и способ крепления стекла должны соответствовать классу защиты остекленения и если это не будет соблюдено, при сильном ударе система стекло-пленка вылетит из рамы или вместе с ней, хотя пробоя защитного остекленения и не произойдет.

Огнестойкость плёнок.

Огнестойкость обычного архитектурного стекла не превышает 12 мин., что недостаточно для того, чтобы остановить распространение огня. Данная проблема, особенно в наше время, стала волновать специалистов из-за существенно повысившихся требований к стеклу. Обратим теперь своё внимание на специальные лавсановые плёнки для стекла. Оказывается они имеют неплохие огнестойкие свойства. Проведённые испытания в НИИ Противопожарной обороны МВД РФ подтвердили существующую теорию на практике. Проводились испытания с двухкамерным стеклопакетом со стёклами марки С 30-1, при одностороннем тепловом воздействии со стороны противоположной установке плёнок оказалось, что время достижения предельного состояния образца составило :
• по признаку потери целостности 20 мин;
• по признаку потери теплоизолирующей способности 17 мин.

О взрывоустойчивости стёкол.

Какова же польза от установленных защитных плёнок на окна?
Защитные плёнки выдерживают высокие механические нагрузки без разрушения, в связи с чем поглощается большая часть энергии ударной волны. Так, фронт повышенного давления воздуха распространяется по направлению к стеклу и толкает его внутрь помещения, где оно разлетается на мелкие кусочки. Но если на оконное стекло установлена защитная плёнка, она продолжает поглощать энергию ударной волны и там, где незащищённое стекло разрушается, стекло с плёнкой остаётся целым — точно так, как если бы оно находилось на значительном удалении от взрыва. Иначе говоря, энергии ударной волны, способной разрушить стекло, совершенно недостаточно для того, чтобы разрушить стекло с установленной на него плёнкой. Даже в том случае, если стекло трескается, оно всё равно остаётся в раме, его осколки не отрываются от плёнки и никакого вреда здоровью людей и ущерба собственности не причиняется. В других случаях стекло вылетает из рамы, но оно складывается вместе с плёнкой, разлёт осколков не наблюдается и ущерб при этом минимальный. Статистика показывает, что даже в таких случаях не менее 95% стекла остаётся приклееным к плёнке. При возникновении на месте взрыва зоны пониженного давления воздуха стекла с плёнкой могут быть выдавлены наружу, однако и в этом случае ущерб от них будет минимальный.

Взрывоустойчивые стёкла — представляют собой композит на основе силикатного стекла определённой толщины с установленной на него полиэтилентерефталатной плёнки, т.е. в общих чертах взрывоустойчивое остекление в технологическом процессе повторяет защитное остекление, но и имеются принципиальные отличия.
Для создания взрывоустойчивого остекления применяется специальный установочный раствор, состав которого является ноу-хау. Это связано с тем, что при взрыве на стекло воздействуют высокие динамические нагрузки и необходимо обеспечить баланс адгезии плёнка-клей и клей-стекло.

Техническими условиями ТУ 5923-008-17071027-00 предусматривается пять степеней взрывоустойчивости : три степени для стекла толщиной 4 + 1 / — 0,5мм, одна степень для стекла толщиной 8 + / — 2мм и одна степень для стеклопакета формулы 4-12-4.

Испытания: Во всех пяти случаях испытания проводились с различным зарядом тротила на расстоянии 3000мм (или 3-х метров ) от центра стекла, и после воздействия взрывной волны не наблюдалось сквозного разрушения стекла и образования стеклянных осколков как на лицевой, так и на тыльной стороне стекла.

Взрывоустойчивое остекление делится на классы, которые представлены в следующей таблице:

Д3* — класс защиты для конструкций внутри помещений.