Замер газа в стеклопакете – новые возможности

Содержание

Зачем нужен газ внутри стеклопакета

Замер газа в стеклопакете – новые возможности

Газ внутри стеклопакета – опасен или нет и для чего он нужен? В этом материале: точная оценка влияния аргона в камере стеклопакета на его свойства. Насколько лучше и насколько дороже…

Осушенный воздух внутри стеклопакета – по умолчанию. Осушенным он получается под действием специальных осушающих гранул, которыми заполнены дистанционные рамки. Воздух – хороший теплоизолятор, который ничего не стоит. Тогда зачем в стеклопакет закачивают инертный газ?

Инертный газ: аргон (Ar) или Криптон (Kr) – имеет плотность и массу, большую, чем воздух. Это свойство инертных газов позволяет им выступать лучшим изолятором.

Газ Плотность кг/м3
Воздух 1,2
Аргон 1,8
Криптон 3,7

Передача тепла в плотной газовой среде замедляется, а значит и окно, в котором установлен стеклопакет с инертным газом, лучше защищает от перепадов температуры снаружи.

Безопасность инертных газов определяется тем фактом, что и аргон, и криптон – используемые для заполнения камер вместо воздуха – содержатся в атмосфере и окружающем нас воздухе.

Аргон нашел более широкое применение за счет меньшей энергоемкости и затратности в получении из воздуха.

Криптон имеет более высокую стоимость. Не смотря на большую плотность – Криптон в 3 раза тяжелее воздуха – улучшение теплоизолирующих свойств (на 5%) не адекватно увеличению стоимости (в 7 раз дороже аргона), поэтому Криптон в производстве энергосберегающих стеклопакетов применяется реже.

Важно:
само по себе наличие инертного газа без низкоэмиссионного стекла – дает минимальное улучшение показателя теплоизоляции. Наглядно эффект от закачки инертного газа представлен в следующей таблице.

Теплоизоляция воздуха 100%
Теплоизоляция аргона 105%
Теплоизоляция криптона 110%
Теплоизоляция И-стекло 150%
Теплоизоляция аргон+И-стекло 185%
Теплоизоляция криптон+И-стекло 190%

Подробные характеристики по теплоизоляции стеклопакетов представлены здесь

Производство стеклопакетов с инертным газом

В современном производстве стеклопакет с газом в камерах получают одним из способов:

  • при сборке в газозаполненной среде;
  • при закачивании инертного газа в уже собранный пакет.

При закачивании инертный газ вытесняет легкий воздух. По достижении 90% концентрации, камеру запечатывают и герметизируют двойным слоем изолятора.

Как распознать что газ в камере есть

Двухступенчатая герметизация гарантирует утечку не более 1-2% в год, что укладывается в гарантированные сроки службы оконных изделий.

По ГОСТ на стеклопакеты газ в камере остается не менее 25 лет.
Проверить наличие газа в камере можно экспертным путем в лаборатории, взяв имеющийся в камере газ на анализ.

Преимущество в перерасчете на деньги

Инертный газ, и в частности аргон, эффективен как теплоизолятор только в сочетании с низкоэмиссионным стеклом. Теплоотражающий эффект низкоэмиссионного стекла увеличивается за счет аргона на 20-30%.

Стоимость заполнения камеры стеклопакета аргоном – 100-200 рублей

Таким образом доплатив за газ не более 1 % от стоимости окна, вы увеличиваете его теплоизолирующее свойство на 20-30% (при сравнении с таким же окном с И-стеклом, но без газа). При эксплуатации эти минимальные затраты ежегодно экономят средства, которые бы Вы потратили на дополнительный обогрев или кондиционирование помещения.
Подробнее: Сколько денег сберегут энергосберегающие окна

+1 Аргумент в пользу инертных газов

За счет высокой плотности, инертный газ защищает активную поверхность стекла с низкой эмиссией от окисления и продлевает его эффективную долговечность. Подобный эффект инертных газов активно применяется в производстве лампочек с нитью накаливания, продлевая их срок эксплуатации.

Потому стеклопакет с инертным газом будет работать как теплоизолятор не только лучше, но и дольше.

Самойлова Елена
Менеджер компании с 2001 года
Перед заказом окна обязательно рассчитайте стоимость с учетом энергозатрат и возможной выгоды за счет энергосберегающих свойств стеклопакета.

Консультация по телефону +7 (495) 718-9595; +7 (495) 514-55-82 Или через электронное обращение

Отправить вопрос

Расчёт стеклопакетов и газовых промежутков

Замер газа в стеклопакете – новые возможности

   Чем дальше влез, тем меньше толку – так можно перефразировать известную пословицу в отношении данной статьи, но для особо любопытных, думаю, будет интересно.

    В 2019 году в РБ вступил в силу новый документ ГOCT EN 673—2016 “Методы определения тепловых характеристик. Метод расчёта сопротивления теплопередаче”. Чем интересен этот ГОСТ? А тем, что в нём подробно расписан метод расчёта собственно сопротивления теплопередаче газовых промежутков в стеклопакетах. Т.е. не просто какие-то табличные данные, а именно расчёт.

Предыдущая моя большая статья про стеклопакеты целиком и полностью базируется на табличных данных, взятых из СТО СППП 4.3-2013, однако, сколь бы ни были обширны табличные данные, они составлены лишь для стеклопакетов с одинаковыми “дистанциями” – газовыми промежутками.

В таблицах есть данные для одно и двухкамерных стеклопакетов от 8 до 24 мм с пятью степенями эмиссии для четырёх газовых наполнителей. Но:

  • во-первых, мы знаем, что в двухкамерных стеклопакетах лучше использовать дистанции разных размеров. Это позволяет повысить звукоизоляционные свойства стеклопакетов;
  • во-вторых, камеры редко наполняют на 100% каким-то одним газом. Довольно распространена формула заполнения 90% аргона и 10% воздуха. Могут быть и любые другие комбинации газов;
  • в-третьих, степень эмиссии покрытия конкретного стекла может отличаться от приведённых в таблицах. Так, минимальный коэффициент в таблицах ε = 0,04, а сейчас вполне можно встретить стекло с ε = 0,03. Первый класс энергосбережения (i1) вообще подразумевает величину ε < 0,025. Существуют стёкла с ε = 0,013...

Учитывая эти особенности, становится очевидным, что количество комбинаций для стеклопакетов столь велико, что вряд-ли возможно составление удобоваримой таблицы. Вот здесь становится необходим адекватный расчётный метод, который и предоставлен в ГOCT EN 673—2016.

       Теплопотери в газовой среде, как мы знаем, происходят по трём основным направлениям:

  • теплопередача
  • излучение
  • конвекция

    В твёрдых материалах (будь то бетон или пенопласт) всё относительно понятно – делим коэффициент теплопроводности на толщину материала, получаем коэффициент термического пропускания U = d/λ, где d – толщина слоя материала в метрах, λ – коэффициент теплопроводности материала (Вт/м·°С). Чем больше полученное значение U, тем хуже его теплоизоляционные свойства (обратная величина более привычна: R = 1/U).

     Для газа всё усложняется такими явлениями, как конвекция и излучение! Конвекция возможна только в текучей среде, в которой перенос теплоты связан с переносом самой среды.

Конвекция теплоты всегда сопровождается теплопроводностью, так как при движении жидкости, или в нашем случае газа неизбежно происходит соприкосновение отдельных частиц, имеющих различные температуры.

Таким образом, коэффициент термического пропускания hs газового промежутка определяют суммой двух величин:

hs = hr+hg

где hr – коэффициент термического пропускания за счёт излучения;

hg – коэффициент термического пропускания газа за счёт теплопроводности и конвекции.

Излучение

      Коэффициент термического пропускания за счёт излучения определяют по формуле:

где σ – постоянная Стефана-Больцмана = 5,67­·10⁻⁸ Вт/(м²­·К⁴);

ε1 и ε2 – коэффициенты эмиссии поверхностей стёкол, обращённых к газовому промежутку при температуре Tm.

Tm – средняя температура газового промежутка, принимается 283 К.

   Здесь всё относительно просто: на величину термического пропускания за счёт излучения напрямую влияет коэффициент эмиссии стекла и, по сути, только этим коэффициентом мы и можем повлиять на результат. Ни ширина газового промежутка, ни тип газа здесь никак не влияют на результат.

    Например:

  • в стеклопакете из двух обычных стёкол без покрытия (ε1 = ε2 = 0,837) коэффициент h = 3.7 Вт/(м²·К);
  • в стеклопакете с одним стеклом с низкоэмиссионным покрытием первого класса (i1) (ε1 = 0,837; ε2 = 0,025) коэффициент h = 0.13 Вт/(м²·К). Т.е. низкоэмиссионное покрытие в 29 раз (!) улучшает коэффициент термического пропускания за счёт излучения.
  • стекло 4-го класса энергоэффективности (i4) (ε1 = 0,837; ε2 = 0,1) даёт результат h = 0.5 Вт/(м²·К), что в 7 раз эффективней обычного стекла.

  Примечание. Для поверхностей натрий-кальций-силикатного стекла без покрытия или с покрытием, не оказывающим влияние на излучательную способность поверхности, значение коэффициента эмиссии принимают равным 0,837. То же значение с достаточной степенью достоверности можно принимать и для боросиликатного стекла без покрытия.

    И ещё одно важное примечание. Если в многослойном стекле низкоэмиссионное покрытие непосредственно соприкасается с промежуточным слоем, то такое покрытие не оказывает влияние на hr. Оно либо бесполезно, либо просто уменьшает светопропускание стеклопакета.

Конвекция и термическое пропускание

   Термическое пропускание газового промежутка считается по такой же формуле, как и для твёрдых веществ, но вводится коэффициент, который называется числом Нуссельта, который характеризует конвективные процессы:

hg = Nu·λ/s

где λ – коэффициент теплопроводности газа в газовом промежутке;

s – ширина газового промежутка;

Nu – число Нуссельта.

Число Нуссельта

 Это один из основных критериев подобия тепловых процессов, характеризующий соотношение между интенсивностью теплообмена за счёт конвекции и интенсивностью теплообмена за счёт теплопроводности (в условиях неподвижной среды). Названо в честь немецкого инженера Вильгельма Нуссельта.

    Число Нуссельта всегда больше или равно 1. То есть тепловой поток за счёт конвекции всегда превышает по своей величине тепловой поток за счёт теплопроводности.

Обычно для ламинарных течений число Нуссельта находится в диапазоне от 1 до 20. Большие числа Нуссельта (>100) свидетельствуют о сильном конвективном тепловом потоке, что является характеристикой турбулентных явлений.

Nu, как и другие числа подобия – безразмерная величина.

    Число Нуссельта для вертикального остекления вычисляется по формуле:

Nu = 0,035 · (Gr · Pr)⁰·³⁸

где Gr – число Грасгофа;

Pr – число Прандтля

    Ещё раз другими словами:

  • если полученное значение числа Нуссельта больше единицы, это означает, что возникает конвекция, увеличивающая интенсивность теплового потока.
  • если полученное значение числа Нуссельта меньше единицы, это означает, что перенос тепла в газе происходит только за счет теплопроводности. В этом случае число Нуссельта принимают равным единице.

То есть, если результат расчёта оказывается меньше единицы, принимаем Nu = 1.

Число Грасгофа

  Число Грасгофа определяет процесс подобия теплообмена при конвекции в поле гравитации и является мерой соотношения архимедовой выталкивающей силы, вызванной неравномерным распределением плотности газа в неоднородном поле температур, и силами вязкости. Gr, как и другие числа подобия – безразмерная величина.

Gr = 9,81· s³ · ΔT · ρ² / (Tm · μ²)

где s – ширина газового промежутка;

ΔT – перепад температур поверхностей стёкол, обращённых к газовому промежутку в Кельвинах;

ρ – плотность газа;

μ – динамическая вязкость газа;

Tm – средняя температура газа (принимается 283 К).

     Здесь будет важным отметить, что для вычисления числа Грасгофа используется ΔT – перепад температур поверхности стёкол.

А эта ΔT, в свою очередь, будет сильно зависеть от термического пропускания газового промежутка, который мы, собственно, и должны вычислить с помощью числа Грасгофа.

Для решения этой циклической зависимости используется несколько итераций последовательного приближения. На первом этапе в формулу подставляют значение перепада температур ΔT = 15/N, где N – число газовых промежутков.

      После вычисления начальных значений коэффициентов термического пропускания газовых промежутков hs определяют новые значения ΔT для каждого газового промежутка по формуле:

Эти значения ΔTs используют на второй итерации.

Процедуру последовательных приближений повторяют до тех пор, пока термическое сопротивление остекления не сойдётся с точностью до третьей значащей цифры (обычно достаточно не более трёх итераций, в редких случаях требуется четыре итерации).  Если начальные значения hs одинаковы для всех газовых промежутков, значит, соответствующие значения перепада температур ΔT = 15/N и итерации выполнять не требуется.

Число Прандтля

  Число Прандтля – так же один из критериев подобия тепловых процессов – учитывает влияние физических свойств теплоносителя на теплоотдачу и зависит только от термодинамического состояния среды.

У газов число Прандтля с изменением температуры практически не изменяется (для двухатомных газов Pr ≈ 0,7, для трёх- и многоатомных от 0,75 до 1).

Число названо в честь немецкого физика Людвига Прандтля, изучавшего вопросы тепло- и массообмена в пограничных слоях. Вычисляется оно в нашем случае по формуле:

Pr = μ · с / λ

где μ – динамическая вязкость газа;

с – удельная теплоёмкость газа;

λ – коэффициент теплопроводности газа в газовом промежутке.

Характеристики газов

     Для расчетов необходимы следующие характеристики газа, заполняющего газовый промежуток:λ — коэффициент теплопроводности;ρ — плотность;μ — динамическая вязкость;

с — удельная теплоемкость.

    На практике камеры стеклопакетов заполняют газовой смесью, а не чистым газом.  С достаточной точностью можно считать, что во всех применяемых газовых смесях характеристики газов пропорциональны их объемным долям. Если объемная доля газа 1 — F1, газа 2 — F2 и т. д., то:

P = P1 · F1 + P2 · F2

где Р— соответствующая характеристика газа: коэффициент теплопроводности, плотность, динамическая вязкость или удельная теплоемкость.

Например: стеклопакет заполнен аргоном 90% и воздухом 10%. Значит, к примеру, плотность ρ = ρ(Ag)·0,9 + ρ(Air)·0,1.

   Необходимо отметить, что некоторые газы поглощают инфракрасное излучение в диапазоне от 5 до 50 мкм (примерно в этом диапазоне находится тепловое излучение тела человека, и в этом диапазоне нами ощущается тепло).

    Эффект от использования такого газа в сочетании с покрытием, коэффициент эмиссии которого менее 0,2, не учитывают из-за низкой плотности результирующего потока инфракрасного излучения. 

     К сожалению, я не смог найти информацию по поглощению ИК излучения газами из таблицы, потому никак не могу прокомментировать, какой из газов лучше подходит для стеклопакетов с этой точки зрения.

Определение коэффициента теплопередачи стеклопакета

   Вычислив коэффициент термического пропускания каждого газового промежутка со всеми итерациями до завершения расчёта осталось совсем немного 🙂

        Находим коэффициент общего термического пропускания остекления по формуле:

где hs – коэффициент термического пропускания каждого газового промежутка, которые мы уже вычислили выше;N — количество газовых промежутков;

dj — толщина каждого слоя материала (стекла);

rj — термическое сопротивление каждого материала (для натрий-кальций-силикатного стекла равно 1,0 м·К/Вт);
М — количество слоев материалов (стекла).

Здесь нет никаких сложностей, просто всё суммируем.

И теперь последний шаг – определяем коэффициент теплопередачи всего стеклопакета.  Для этого необходимо к предыдущей величине добавить коэффициенты внешнего и внутреннего теплообмена.

       Сопротивление теплопередаче R является величиной, обратной коэффициенту теплопередаче (величине U), и характеризует свойство остекления препятствовать переносу теплоты от среды с высокой температурой к среде с низкой температурой. То есть R = 1/U.

Коэффициент внешнего теплообмена he

      Коэффициент внешнего теплообмена he зависит от коэффициента эмиссии, скорости ветра вблизи остекления и других климатических факторов.

   При определении величины U для целей сравнения для обычных вертикальных стеклянных поверхностей используют стандартизованное значение he = 25 Вт/(м² · К) (обратная величина 0,04 м² · К/Вт).
       Изменение величины U из-за наличия на наружной поверхности остекления покрытия с коэффициентом эмиссии менее 0,837 не учитывают. 

Коэффициент внутреннего теплообмена hi

      Коэффициент внутреннего теплообмена hi, определяют по формуле

hi = hr + hc

где hr— коэффициент внутреннего теплообмена за счет излучения;
hc — коэффициент внутреннего теплообмена за счет конвекции. В случае свободной конвекции hc = 3,6 Вт/(м² · К).

Если рядом с окном находится нагревательное устройство с принудительной вентиляцией и поток воздуха направлен на окно, значение hc может быть больше.

        Для целей настоящего стандарта для поверхностей натрий-кальций-силикатного стекла без покрытия

используют значение hr = 4,1 Вт/(м² · К). Если на внутреннюю поверхность остекления нанесено низкоэмиссионное покрытие, то hr вычисляют по формуле

hr = 4,1 · ε / 0,837

где ε – коэффициент эмиссии поверхности с покрытием.

      При определении величины U для целей сравнения для вертикальных поверхностей натрий-кальций-силикатного стекла при свободной конвекции используют стандартизованное значение hj = 4,1 + 3,6 = 7,7 Вт/(м² · К) (обратная величина 0,13 м² · К/Вт).

        В ГОСТ приведён пример расчёта, по которому можно себя проверить:

      Конечно, всё что мы рассчитали применимо в полной мере лишь к центральной части стеклопакета! 

В конструкции окна ещё имеется так называемая краевая зона, теплопотери которой выше, чем через сам стеклопакет.

Дополнительные потери тепла в краевых зонах обусловлены наличием уплотнительных и герметизирующих материалов, дистанционных рамок различного конструктивного решения, оказывающих влияние на тепловой режим остекления по сравнению с центральной термически однородной зоной, и переплетов.

   Величина этих потерь вполне поддаётся вычислению и подробно описана в СТО СППП 4.3-2013, но она начинает оказывать значимое влияние только на маленьких окнах, где отношение длины краевой зоны к площади остекления достаточно велико. Лично для меня этот расчёт не представляет интереса из-за незначительности, поэтому интересующихся прошу ознакомиться с оригиналом.

Замер газа в стеклопакете – новые возможности

Замер газа в стеклопакете – новые возможности

Замер газа в стеклопакете непосредственно на производственной линии стал возможен благодаря новому газоанализатору. Подробности в материале ОКНА МЕДИА.

Замер газа в стеклопакете на сборочной линии

Финская компания Spark Oy, специализирующаяся на разработке и производстве приборов и оборудования для замера объема инертного газа в стеклопакетах, выпустила газоанализатор Spark Lazer Online, позволяющий определять концентрацию аргона и криптона в однокамерном и двухкамерном стеклопакетах после заполнения непосредственно на сборочной линии без нарушения целостности собранного стеклопакета и без прямого контакта с газом.

замер аргона в стеклопакете на сборочной линии с помощью Spark Lazer OnlineОборудование позволяет проводить замеры даже через стекло с покрытием и ламинированное стекло (триплекс). Данный газоанализатор специально разрабатывался для этих целей, т. к. применение стекла с покрытием в стеклопакете с каждым годом растет, и потребовалась новая технология проведения замеров.

Новая технология замера газа в стеклопакете

Действие прибора основано на запатентованной лазерной технологии Spark (TDLAS – Tuneable Dode Laser Absorption Spectroscopy), производящей замеры кислорода в камере стеклопакета, преобразуя результаты в количество содержащегося аргона, криптона или другого закаченного инертного газа. Для определения концентрации газа в камере стеклопакета лазерный луч проходит через первое стекло и отражается от поверхности второго стекла. При двухкамерном стеклопакете луч проходит через два стекла и отражается от поверхности третьего стекла. 

принцип замера газа в стеклопакете при помощи лазера

Для корректных показателей (фокусировки луча в правильную точку измерения) сначала измеряется толщина камер и стеклопакета. Для этой цели замеряется путь прохождения луча через камеру и отражение его от поверхности стекла.

Время измерения в однокамерном стеклопакете составляет 9 секунд, в двухкамерном – 15 секунд. Продолжительность замера не превышает такта производственной линии, не замедляя ее работу.

Устройство измерительного оборудования

Измерительный модуль состоит из трех частей:

  • основной блок (500х350х132 мм, вес 16 кг);
  • измерительная головка (200х90х350 мм, 6 кг);
  • 10,1-дюймовый сенсорный экран.

Система работает на собственном программном обеспечении Laser, которое запускается в операционной системе Windows 10 IoT Enterprise. На сегодняшний день для работы доступны английский, немецкий и французский языки, в планах выпуск русифицированной версии.  

пример результатов замера инертного газа в двухкамерном стеклопакетеС помощью интернет порта Spark Laser Online получает возможность интеграции с производственной линией стеклопакетов, становясь автоматизированным аналитическим устройством. Сама коммуникация представляет собой текст ASCII с кодировкой HEX. Система считывает информацию и отправляет данные в соответствии с протоколом связи.

Spark Laser газоанализатор прошел тестирование в институте ift Rosenheim

Измерительное оборудование прошло испытание в лаборатории ift Rosenheim. Тесты проводились на 13 образцах стеклопакетов, заполненных аргоном, различной конструкции: однокамерные, двухкамерные, с прозрачным стеклом, стеклом с покрытием, ламинированным стеклом.

протокол испытаниq работы Sparkline Lazer в ift RosenheimРезультаты испытаний показали, что при использовании в стеклопакете прозрачного стекла данные не имеют никаких отклонений. При измерениях на стекле с покрытием или ламинированном (триплекс) наблюдаются небольшие расхождения в пределах допустимых норм.

Использование инертного газа в стеклопакете

Потери тепла в стеклопакете протекают тремя способами:

  • тепловое излучение стекла наиболее влияет на общие характеристики стеклопакета;
  • конвекция газовоздушного пространства в камерах стеклопакета влияет как на общие характеристики стеклопакета, так и на температурный режим краевой зоны, особенно важно – в нижней, самой проблемной зоне;
  • теплопроводность по дистанционным рамкам, герметикам изоляционных слоев и, в меньшей степени, газа межстекольного пространства.

потери тепла в стеклопакете

Использование инертных газов (аргон, криптон, смеси газов и т. д.) позволяет уменьшить конвекционные потери в стеклопакете. К примеру, в двухкамерном стеклопакете с формулой 4-10-4-10-4 (ширина 32 мм) использование в камерах стеклопакета аргона вместо воздуха позволяет повысить теплотехнические свойства стеклопакета на 9%. При использовании криптона улучшение составляет более 20%.

Использование нового газоанализатора в общей схеме производства стеклопакетов позволяет быстро и точно измерять объем заполнения инертным газом межстекольного пространства. Причем, этот замер не требует введения внутрь стеклопакета измерительных датчиков, нарушая герметичность конструкции.

Особую важность это оборудование представляет для высокопроизводительных поточных линий, где процесс производства стеклопакетов максимально автоматизирован, и заполнение газом происходит в автоматическом сборочном прессе в газовой среде.

После сборки в этом прессе в рабочем цикле сборки стеклопакет поступает на робот-герметизатор и проверить концентрацию газа при помощи введения щупа-датчика внутрь стеклопакета не представляется возможным. Большим плюсом является то, что время замера газа не превышает рабочего такта линии, что не тормозит рабочий процесс.

А самое главное – газоанализатор позволяет производить замеры с большой степенью точности, гарантируя высокий уровень контроля качества выпускаемой продукции.

Для приобретения: +7 (495) 740-80-59

Портал ОКНА МЕДИА рекомендует: Перспективный сегмент оконного рынка: замена воздуха на аргон в стеклопакетах

Теплопакет 2.0 – новый уровень в технологиях!

Замер газа в стеклопакете – новые возможности

Хорошие новости для жителей Санкт-Петербурга и соседних болот!

Стеклопакеты с аргоном

Замер газа в стеклопакете – новые возможности

С ростом цен на энергоносители политика в области теплосбережения жилых и общественных зданий значительно поменялась.

Проблема энергоэффективности становится все более актуальной, что отражается в повышении требований к потерям тепла ограждающими конструкциями, заложенными в строительных нормах и в Федеральном законе об энергосбережении и повышении энергетической эффективности (№ 261-ФЗ).

Согласно новым регламентирующим нормативным документам, коэффициент сопротивления теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкции должен быть не менее 0,8м.кв°С/Вт.

Добиться таких показателей использованием двухкамерного стеклопакета уже не возможно.

Заполнение внутренних камер аргоном значительно снижает потерю тепла за счет того, что внутренние межстекольные пространства, заполненные обычно осушенным воздухом, заполняются инертным газом. За счет этого внутренняя конвекция снижается.

Суть конвекции в том, что воздух нагреваясь, поднимается вдоль теплого стекла и охлаждаясь опускается вдоль холодного, отдавая тепло на улицу. Этот процесс замедляется за счет того, что инертный газ имеет большую плотность, чем воздух и процесс передачи холодного воздуха на теплое внутреннее стекло замедляется.

В среднем заполнение аргоном снижает теплопотери на 15% относительно обычного осушенного воздуха.

Аргон, один из самых дешевых газов, добываемых непосредственно из атмосферы, поэтому цена стеклопакета увеличивается очень незначительно.

Сборка качественных стеклопакетов выполняется на автоматизированных линиях. Наполнение камеры аргоном контролируется специальным прибором. Внутреннее давление тщательно анализируется. Переизбыток давления приводит к искажению плоскостности, со стороны это выглядит как линзование, что очень портит внешний вид.

Рис. 1. Аргон в межстекольном пространстве.

Особенности стеклопакетов с аргоном

При проектировании и заказе различных конструкций следует учитывать некоторые особенности стеклопакетов с заполнением аргоном:

  • Энергоэффективность однокамерного стеклопакета равна двухкамерному, тем самым можно сократить вес изделия на 10 кг на 1м.кв и снизить нагрузку на оконную и дверную фурнитуру;
  • Светопропускание ниже на 15%, что важно при остеклении пространств, постоянно находящихся под прямыми лучами солнца;
  • Использование аргона для заполнения для кровельных пакетов «зимних садов» или атриумов не желательно, так как образуется конвекционная петля. Из-за наклона тяжелый инертный газ застаивается в нижней части, верхняя часть без конвекционных потоков промерзает;

Минимальная необходимая толщина межстекольного пространства для эффективного энергосбережения должна быть не менее 8 мм, в тонких камерах конвекция затруднена. Применение камер толщиной 6мм запрещено ГОСТом.

Информация о том, что аргон со временем проходит через двухконтурную герметизацию и стеклопакет теряет свои теплосберегающие качества, в целом, верна, но это очень длительный процесс. Ближайшие 10 – 15 лет стеклопакеты с аргоном будут надежно защищать ваше жилье от холода.

Рис. 2. Стеклопакет с аргоном.

Достоинства стеклопакета с аргоном

Наиболее привлекательным свойством использования аргона для повышения теплосбережения является его дешевизна и экологичность. Инертный газ аргон:

  • Не токсичен, и не имеет запаха;
  • Не оказывает вредного влияния на людей и животных в том числе страдающих аллергией и астмой;
  • Прозрачен, не ухудшает светопередачу;
  • Не взрывоопасен, не горюч.

Аргон находится в атмосфере всегда, поэтому даже если стеклопакет разобьется, заметить увеличение концентрации в воздухе и ухудшение самочувствия невозможно.

Рис. 3. Стеклопакет с аргоном защищает от жары и от холода.

Теплоизоляция

Энергоэффективность – главное преимущество стеклопакета с аргоном. Для сравнения приведем коэффициент сопротивления теплопередачи обычного двухкамерного стеклопакета и стеклопакета, обе камеры которого заполнены аргоном.

Коэффициент сопротивления передаче, измеряется в м.кв °С/Вт. Это величина, характеризующая сопротивление потере тепла единицей (1 м.кв.) материала в Вт на градус С.Чем ближе этот показатель к единице, тем лучше, тем теплее будет конструкция.

Коэффициент сопротивления теплопередачи стеклопакетов равен:

  • однокамерного – 0,32 м.кв °С/Вт
  • двухкамерного – 0,47 м.кв °С/Вт
  • однокамерного с заполнением аргоном – 0,48 м.кв °С/Вт
  • двухкамерного с заполнением аргоном – 0,52 м.кв °С/Вт

Рис. 4. Сравнение энергоэффективности стеклопакетов.

Шумоизоляция

За счет более высокой плотности инертного газа, прохождение звуковой волны через межстекольное пространство будет затруднено, что повышает звукоизоляцию конструкции. Особенно это заметно при установке окон в домах, расположенных вдоль насыщенных городских транспортом трасс.

Но надо помнить, что звукоизоляция оконной конструкции зависит не только от стеклопакета, но и от качества и количества уплотнителей, обеспечивающих плотный притвор сворки к раме.

Достигнуть отличных результатов в шумопонижении только заполнением камер аргоном не возможно, нужен комплекс мер, например, чередование межстеклольного пространства разной толщины, или использование триплекса в качестве одного из стекол, но заметно улучшить комфорт вполне возможно.

Рис. 5. Поглощение шума аргоном в межстекольном пространстве.

Защита от ультрафиолета

Для того чтобы защитить жилище от чрезмерного нагревания, а заодно и от выгорания обоев и текстиля внутренней отделки летом, стеклопакет с заполнением аргоном подходит как нельзя лучше.

Солнечный луч меняет угол преломления в более плотной газовой среде и теряет свою длинноволновую (ультрафиолетовою) энергосоставляющую.

Это свойство следует учитывать, если в помещении много комнатных растений, нехватка ультрафиолета может помешать процессу фотосинтеза.

Рис. 6. Защита от ультрафиолета.

Что нужно знать о стеклопакетах с аргоном

Внешне стеклопакеты с камерами заполненными аргоном ничем не отличаются, что часто заботит заказчиков, ведь определить наличие газа на глаз невозможно.

Единственное отличие– они будут чуть тяжелей обычных, не более чем на 2% за счет большей плотности, а следовательно удельного веса заполнения. О наличии инертного газа свидетельствуют бирки на изделиях.

Стеклопакет с заполнением инертным газом согласно ГОСТ 24866-2014 «Стеклопакеты клееные. ТУ», действующего с 01.04.2016 г, должен быть обозначен так:

СПД 4М1-12Аr-4М1-12Ar-М1 ГОСТ 24899-2014,

что будет соответствовать двухкамерному стеклопакету из трех листовых стекол марки М1, с дистанционной рамкой 12 мм, с заполнением межстекольного пространства в обеих камерах аргоном.

Если же бирки нет, следует внимательно рассмотреть внутренние поверхности дистанций. На одной из них должно быть видно небольшое отверстие, заделанное силиконовой пробкой или же, если стеклопакет собирался на линии с меньшей производительности, сборочные уголки в углах должны иметь видимое отверстие, также герметично закрытое пробкой.

Рис. 7. Силиконовая пробка подтверждает наличие аргона в камере.

Другие инертные газы для заполнения стеклопакета

Свойство инертных газов влиять на теплообмен в межстекольном пространстве замечено уже давно. Для снижения скорости смешивания холодных потоков газа вблизи наружного стекла с более теплыми, в производстве стеклопакетов активно используется аргон, криптон и ксенон, имеющие еще большую плотность и более высокие показатели сопротивления теплопередаче.

Наилучших показателей можно достичь, комбинируя энергосберегающее стекло, особенно с мягким покрытием и заполнение камер инертным газом. Коэффициент сопротивления такого стеклопакета будет в диапазоне от 0,80 до 1,15 в зависимости от используемого инертного газа и толщины камер.

Рис. 8. Заполнение инертными газами.

Стеклопакеты с криптоном и ксеноном

Ксенон и криптон за счет большей плотности по сравнению с аргоном обладают более высокими энергосберегающими характеристиками.

Криптон в два раза превышает по этим показателям аргон, ксенон в полтора. Допускается использовать смесь инертных газов в камере.

Подробно о теплосберегающих свойствах инертных газов можно узнать из ГОСТ Р 54166-2010 (ЕН 673:1997) «МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК», Таблица 1 – Свойства газов, применяемых для изготовления клееных стеклопакетов.

Заполнение камер криптоном и ксеноном используются крайне редко из-за своей дороговизны. Экономически обоснованным применение стеклопакетов с более тяжелыми инертными газами может быть в условиях крайнего Севера.

Рис. 9. Сравнение теплопроводности газонаполненных стеклопакетов.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.