Właściwości termoizolacyjne szyb zespolonych – współczynnik przenikania ciepła Ug
Szkło, jako element okien i fasad budynków, nieprzerwanie już od wielu lat jest inspiracją dla architektów. Popularność tego materiału, a w szczególności wykonanych z niego szyb, odgrywa coraz większą rolę z punktu widzenia oszczędności energii.
Właściwości termoizolacyjne szyb zespolonych, w tym wartość współczynnika przenikania ciepła Ug, zależy od wielu czynników, spośród których bardzo istotnym jest gaz szlachetny wypełniający przestrzeń międzyszybową. W zależności od jego ilości oraz rodzaju (najczęściej jest to argon, rzadziej krypton) udaje się osiągnąć wyroby o określonych właściwościach termoizolacyjnych. Ponieważ procentowy poziom wypełnienia gazem szlachetnym posiada istotny wpływ na parametry termoizolacyjne szyb, bardzo ważne staje się, aby w wiarygodny sposób można było określić stopień wypełnienia gazem szlachetnym przestrzeni międzyszybowej.
Wśród instytutów badawczych największą popularnością w oznaczaniu stopnia wypełnienia gazem szlachetnym przestrzeni międzyszybowej cieszy się technika chromatografii gazowej (il. 1) z użyciem detektora cieplno-przewodnościowego (TCD). Detektor ten dzięki swojej uniwersalności reaguje na wszystkie chromatografowane substancje, dlatego jest często stosowany w praktyce laboratoryjnej, zwłaszcza do wykrywania dużych stężeń gazów. Wyniki uzyskane metodą chromatografii gazowej zapewniają bardzo dobrą dokładność oraz powtarzalność pomiarów, co w konsekwencji gwarantuje wysoką wiarygodność uzyskanego wyniku.
W celu określenia zawartości gazu specjalnego techniką chromatografii gazowej w przestrzeń międzyszybową wprowadza się próbnik, przez który gazoszczelną strzykawką pobierana jest próbka gazu wypełniającego tę przestrzeń. Pobraną próbkę wprowadza się do chromatografu i z wykorzystaniem kolumny chromatograficznej oraz czujnika TDC dokonuje się rozdzielenia i pomiaru badanego gazu. W konsekwencji na ekranie komputera otrzymujemy chromatogram (il. 2), na którym widoczny jest w postaci pików chromatograficznych skład chemiczny badanego gazu.
Stężenie poszczególnych składników w badanej próbce określa się na podstawie porównania pola powierzchni odpowiedniego piku danego gazu do pola powierzchni gazu wzorcowego. Uzyskany tą metodą wynik pozwala na weryfikację, czy stopień wypełnienia gazem szlachetnym przestrzeni międzyszybowej spełnia postawione wymagania. Chromatograf pozwala bardzo dokładnie określić jakie jest faktyczne stężenie procentowe argonu/kryptonu w przestrzeni międzyszybowej.
Po uzyskaniu, techniką chromatograficzną, wyniku zawartości gazu szlachetnego, możemy wykonać obliczenia współczynnika przenikania ciepła Ug dla badanej konstrukcji szyby zespolonej.
Znajomość wartości współczynnika przenikania ciepła Ug pozwala na sprawdzenie deklarowanych właściwości termoizolacyjnych szyb zespolonych. Im mniejsza wartość współczynnika Ug, tym lepsze właściwości termoizolacyjne.
Jak wspomniano wcześniej, koncentracja gazu wewnątrz szyby zespolonej (ci) jest ściśle powiązana z otrzymywanymi wynikami Ug. Nieprawidłowego poziomu nie jesteśmy w stanie zweryfikować gołym okiem, dlatego należy szczególnie wyjątkowo zadbać o regularną kalibrację podręcznych mierników zawartości gazu. W przypadku wątpliwości można zawsze wynik zweryfikować w instytucie badawczym lub innym laboratoriom posiadającym takie urządzenie. Firma OKSAN będąca producentem ramki dystansowej TermoProfi oferuje możliwość zweryfikowania stopnia wypełnienia gazem, zarówno metodą chromatograficzną jak również metodą bezinwazyjną. Bezinwazyjne metody pomiaru nie są tak precyzyjne, jak te dokonywane za pomocą chromatografu, ale przy ich przeprowadzaniu nie występuje konieczność zniszczenia badanej szyby.
Coś, co do niedawna było możliwe jedynie w instytutach badawczych, dziś możemy już zmierzyć bezpośrednio w budynku.
Obecnie najnowsze urządzenia badawcze pozwalają również na pomiar współczynnika przenikania ciepła Ug bezpośrednio w zakładzie produkcyjnym lub w obiekcie inwestycyjnym. Wykorzystywane do tego celu urządzenie pomiarowe składa się z 2 elementów, które instaluje się po obu stronach szyby zespolonej. Po zamontowaniu, jeden element ogrzewa szybę po jednej stronie, zaś drugi wykrywa wzrost temperatury ∆T po stronie przeciwnej. Analiza przebiegu czasowego ∆T pozwala na określenie faktycznej wartości Ug szyby. Prawidłowe zdefiniowanie konstrukcji szyby zespolonej pozwala na natychmiastowe porównanie współczynnika, który wynika z rzeczywistego pomiaru ze współczynnikiem obliczonym zgodnie z normą EN 673.
Pomiar wykonywany przy użyciu mobilnego urządzenia jest niezwykłe szybki i trwa zaledwie od 10 do 15 minut. Dlatego możliwe jest dokonanie wielu pomiarów w ciągu jednego dnia, a wynik wyświetlany jest na ekranie natychmiast po przeprowadzeniu pomiaru.
Dzięki mobilnemu urządzeniu do pomiaru współczynnika Ug możliwe jest określenie właściwości termoizolacyjnych praktyczne wszystkich rodzajów szyb zespolonych o wartości Ug od 0,5 do 4.0 W/(m2K).
Firma OKSAN wykorzystuje wspominane urządzenia w prowadzonych przez siebie pracach badawczo-rozwojowych oraz oferuje swoim klientom możliwość przeprowadzenia badań, gdy zaistnieje taka potrzeba.
