Для улучшения теплоизоляционных свойств стеклопакета в его воздушную полость можно закачать инертный газ. Это простое усовершенствование является проверенным способом повышения энергоэффективности.

Газы, используемые для этой цели, должны иметь более высокую плотность, чем воздух. Почему? Более высокая плотность замедляет конвекцию газа, что, в свою очередь, снижает теплопередачу через стекло.

В настоящее время аргон является наиболее широко используемым газом для заполнения стеклопакетов — и на то есть веские причины.

Аргон — это бесцветный, не имеющий запаха и нетоксичный инертный газ. При 0°C его плотность составляет 1,7836 кг/м³ — значительно выше плотности воздуха (1,2928 кг/м³) в тех же условиях. Он также устойчив к ультрафиолету (поэтому не влияет на пропускание видимого света) и составляет 1% воздуха, которым мы дышим, что делает его самым экономичным вариантом инертного газа.

Для заполнения стеклопакетов можно использовать и другие инертные газы, включая ксенон и криптон. Однако они гораздо дороже. При 0°C их плотность составляет 4,56 кг/м³ (ксенон) и 2,86 кг/м³ (криптон) соответственно. Как и аргон, они обладают отличной стабильностью и низкой реакционной способностью.

Необходимое количество газа зависит от внутреннего объема камеры стеклопакета. Как правило, требуемый объем газа на единицу стеклопакета в 1,5 раза превышает объем его камеры.

Поскольку закачиваемый газ плотнее воздуха, правильный метод заполнения имеет решающее значение. Установите вход для газа внизу, а выход воздуха вверху — такая схема обеспечивает оптимальное качество заполнения (концентрацию) и сокращает общее время заполнения.

Заполнение стеклопакетов инертным газом

Существует два основных метода заполнения стеклопакетов инертным газом: ручное заполнение и полностью автоматическая заполнение с воздушной завесой онлайн. У каждого есть свои преимущества и особенности.

Ручное заполнение требует тщательного контроля скорости впуска и выпуска. Если скорость впуска ниже скорости выпуска, заполнение занимает слишком много времени и снижает эффективность производства. И наоборот, если скорость впуска выше, в воздушном слое образуется турбулентность газа — это также увеличивает время, необходимое для достижения требуемой концентрации. Хуже того, чрезмерно высокая скорость впуска может поднять внутреннее давление выше нормального атмосферного, что приведет к разрушению стекла.

Метод полностью автоматической заполнения с воздушной завесой онлайн позволяет избежать этих проблем. Во время заполнения два стекла раздвигаются, и газ впрыскивается снизу вверх. Такая конструкция гарантирует как высокую скорость заполнения, так и стабильную концентрацию газа.

Что касается контроля качества заполнения газом, в Китае в настоящее время нет национальных стандартов. На международном уровне существуют две основные системы испытаний стеклопакетов: Европейский стандарт (EN 1279) и Американский стандарт (ASTM 2188/89/90). Примечательно, что только EN 1279 включает конкретные требования к испытаниям качества заполнения инертным газом.

Часть 3 EN 1279 описывает методы длительных испытаний и требования к скорости утечки аргона и допускам по концентрации. Его цель — гарантировать, что инертный газ в камере остается в количестве, достаточном для поддержания тепло- или звукоизоляционных свойств стекла на протяжении всего срока службы. Часть 6, тем временем, сосредоточена на контроле качества на этапе производства, определяя допуски и требования к начальной концентрации газа при заполнении.

Требуемая начальная концентрация составляет 85% с диапазоном допуска от -5% до +10%. Это означает, что приемлемая концентрация для новых стеклопакетов находится в пределах от 80% до 95%.

Как Часть 3, так и Часть 6 EN 1279 указывают газовую хроматографию в качестве стандартного метода обнаружения концентрации инертного газа. Этот процесс включает извлечение пробы газа из камеры стеклопакета и ее анализ с помощью специального оборудования.

Заполнение стеклопакетов инертным газом

Вот упрощенное описание процесса обнаружения: Во-первых, во время производства стеклопакета должен быть предварительно установлен пробоотборный штуцер. Во время испытания в этот штуцер вставляется герметичный шприц для извлечения газа из камеры. Газ затем впрыскивается обратно в камеру, и этот цикл «забор-впрыск» повторяется дважды. Наконец, в шприц набирается чистая проба газа, которая вводится в адсорбционную колонку газового хроматографа, и полученная хроматограмма записывается для анализа.

Этот метод имеет два ключевых преимущества: высокая точность и широкий диапазон обнаружения. Он может надежно измерять любую концентрацию инертного газа в пределах от 5% до 100%.

Однако у него есть и существенные недостатки:

1. Это разрушающее испытание — после его проведения герметичность стеклопакета необратимо нарушается.
2. Испытание занимает много времени: проверка набора из 20 заполненных газом стеклопакетов занимает не менее 8 дней и до 14 дней при полном соответствии EN 1279.
3. Стоимость оборудования высока, а для проведения испытаний требуется обученный персонал.
4. Оно ограничено лабораторными условиями — невозможно использовать на строительных объектах или для существующих зданий.