Newsletter

Login Form



Czytaj także -

Aktualne wydanie

Okładka SS-09-2017

20170725-edgetech-banner-160x600-polonaisEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

 

 

baner mochnik colorimo 750X100

 

 

lisec SS FastLAne

 

baner konferencja 12 2017 

 

 

Zmiana ciśnienia wewnątrz szyb zespolonych (IGU) Wyniki badań, praktyczna realizacja i perspektywy*)
Data dodania: 11.01.17

Ten artykuł opiera się na wynikach projektu badawczego „Analiza możliwości zmiany ciśnienia wenątrz szyb zespolonych” [1]. We wspomnianym raporcie wyróżnia się dwa główne sposoby zmiany ciśnienia wewnątrz szyb zespolonych:

  • Jednorazowa regulacja ciśnienia, dostosowująca do warunków w miejscu instalacji, wynikająca ze znacznej różnicy wysokości ciśnienia atmosferycznego pomiędzy panującym w miejscu instalacji w budynku, a panującym w miejscu produkcji. Szczegółowe informacje o tym zagadnieniu są podane w raporcie z badań [1].
  • Powtarzalne zmiany ciśnienia wewnątrz szyb zespolonych, które są właśnie przedmiotem tego artykułu.

 

 

Dlaczego powtarzalna regulacja ciśnienia może być przydatna, a nawet niezbędna?



Wymagania dla okien i fasad, np. dotyczące izolacji termicznej i akustycznej oraz kontroli nasłonecznienia, są coraz bardziej rygorystyczne. Zatem niezbędne stają się szyby zespolone (IGU) z większymi komorami międzyszybowymi.

 

Konwencjonalne zestawy szyb zespolonych składają się z kilku tafli szklanych ułożonych równolegle, które są ze sobą połączone za pomocą mas klejąco-uszczelniających, nałożonych wzdłuż krawędzi. Powstałe w ten sposób komory międzyszybowe są hermetycznie zamknięte. Jest to konieczne, aby utrzymać wilgotność powietrza w przestrzeni między szybami na tak niskim poziomie, aby zapobiec skraplaniu się pary wodnej, jak również korozji „zaparowanych’” metalicznych powłok niskoemisyjnych. Ponadto, gaz szlachetny wypełniający komorę międzyszybową musi być zabezpieczony przed „wypłynięciem” na zewnątrz.

 

Wadą tego rozwiązania jest fakt, że hermetyczne uszczelnienie uniemożliwia wyrównanie ciśnienia między przestrzenią między szybami a otaczającą atmosferą. Jeżeli ciśnienie i temperatura gazu w komorze między szybami ulegają zmianie, pojawia się różnica ciśnień między panującym wewnątrz szyby a ciśnieniem atmosferycznym. Tafle szklane mogą „wybrzuszać się” do wewnątrz albo na zewnątrz i są narażone na powstawanie naprężeń w procesie zginania tafli szkła.

 

Uszczelnienia krawędziowe są narażone na działanie naprężeń rozciągających lub ścinających. Im większa odległość między taflami szkła, tym większe są naprężenia w szkle i uszczelnieniu krawędziowym. Naprężenia te powstają w wyniku zmian ciśnienia lub temperatury gazu w komorach międzyszybowych (rys. 1).

 

 

2017 1 12 1

Rys. 1. Zachowanie się szyb zespolonych pod wpływem obciążeń klimatycznych: większe i bardziej szczelne komory międzyszybowe prowadzą do powstawania większych naprężeń i odkształceń

 

2017 1 13 1

Rys. 1a. Rezultaty odkształceń hermetycznych szyb zespolonych - prowadzą do rozważań nad regulacją ciśnienia w szybach

 

 

Potencjalnym efektem wysokiego poziomu obciążeń klimatycznych są:

  • występowanie zniekształceń optycznych w świetle odbitym (w wyniku wyginania tafli szkła z przeciwsłonecznymi powłokami refleksyjnymi), 
  • zakleszczenie się elementów budowlanych umieszczonych wewnątrz komory międzyszybowej, takich jak np. systemy osłon przeciwsłonecznych – rolet czy żaluzji,
  • obniżona trwałość uszczelnień krawędziowych, co może powodować kondensację pary wodnej w przestrzeni międzyszybowej,
  • pęknięcie szyby (w skrajnych przypadkach). Wyrównanie wielkości ciśnienia panującego wewnątrz komory międzyszybowej z ciśnieniem atmosferycznym pozwoliłoby uniknąć negatywnego wpływu obciążeń klimatycznych na szyby i uszczelnienia krawędziowe, a tym samym umożliwić konstrukcję komór międzyszybowych o większej grubości, z pomocą których – z kolei – mogą zostać spełnione bardziej rygorystyczne wymagania dla okien i fasad.

 

 

Jak w praktyce można regulować ciśnienie w szybach zespolonych?



Otwór w uszczelnieniu krawędziowym pozwoli na wyrównanie ciśnienia między wnętrzem szyby zespolonej i ciśnieniem atmosferycznym, a tym samym „uwolni” szyby i uszczelnienia krawędziowe od naprężeń. Zamiast zwiększania różnicy ciśnień między wnętrzem szyby zespolonej a atmosferą, umieszczenie otworu w uszczelnieniu krawędziowym pozwoli na przepływ gazu z wewnątrz na zewnątrz i odwrotnie. Jednak całkowite wyrównywanie ciśnienia (poprzez duży otwór w uszczelnieniu krawędziowym) spowoduje, że, niestety, zbyt dużo wilgoci wejdzie do komory międzyszybowej w wyniku zwiększenia natężenia przepływu gazów i trwałość izolacyjnej szyby zespolonej może być zredukowane do zaledwie kilku lat.

 

Zamiast całkowitego „uwalniania” ciśnienia, konieczne jest znalezienie równowagi pomiędzy możliwością wyrównywania ciśnienia i a napływem wilgoci. Zatem „uwolnienie” ciśnienia może być tylko częściowe. Przenikanie wilgoci będzie większe, niż w hermetycznej uszczelnionej szybie zespolonej. Jednakże, przenikanie wilgoci powinno pozostać na tak niskim poziomie, aby ilość środka osuszającego (sita molekularnego), która może być użyta do wypełnienia ramek dystansowych była wystarczająca do zapewnienia określonej w przepisach trwałości szyb zespolonych, to znaczy około 25 lat.

 

(...)

 

Równowaga między procesami wyrównywania ciśnienia i wnikania wilgoci może być osiągnięta przez ograniczenie przepływu powietrza pomiędzy komorą międzyszybową i atmosferą, np za pomocą kapilar lub zaworów.

 

Rys. 2 ilustruje zasadę wyrównywania ciśnienia za pomocą kapilary. Stanowi ona opór dla przepływu i opóźnia wymianę powietrza. Szybkość przepływu przez kapilarę jest proporcjonalna do różnicy ciśnień między komorą międzyszybową i atmosferą, a więc może być określona za pomocą obliczeń.

 

 

2017 1 13 6

Rys. 2. Zasada wyrównywania ciśnienia poprzez kapilarę



 

Kapilary dostępne są w wielu odmianach (różnicuje je: średnica wewnętrzna, długość, materiał – metal lub plastik) oraz od różnych dostawców sprzętu laboratoryjnego. W większości przypadków, mogą być kształtowane w łatwy sposób, a odpowiednią wielkość przepływu powietrza można regulować poprzez odpowiednie ucięcie ich długości. Dyfuzja wilgoci przez kapilarę jest niewielka w porównaniu do przenikania wilgoci przez prosty otwór w krawędzi uszczelnienia, ponieważ gradient stężenia wilgoci w kapilarze – pomiędzy warunkami atmosferycznymi a komorą międzyszybową – jest niski, biorąc pod uwagę długość kapilary.

 

Rysunek 3 przedstawia zasadę wyrównywania ciśnienia za pomocą zaworów. W neutralnym stanie, z płaskimi i ustawionymi równolegle taflami szklanymi, zawory są zamknięte. Jeżeli temperatura w komorze międzyszybowej wzrasta, ciśnienie gazu w komorze międzyszybowej również zaczyna rosnąć, więc zawór wylotowy otwiera się i powietrze jest wydmuchiwane na zewnątrz. Gdy szyba ostygnie, zawór wylotowy zamyka się, a powietrze w komorze międzyszybowej kurczy się (zmniejsza swoją objętość); podciśnienie wzrasta i w końcu zawór wlotowy otwiera się i powietrze jest zasysane. do przestrzeni międzyszybowej. Komora międzyszybowa jest szczelna tak długo, jak długo wartość ciśnienia w komorze międzyszybowej zawiera się pomiędzy wartościami ciśnienia otwarcia i ciśnienia zamknięcia zaworu. Zmiany ciśnienia atmosferycznego na zewnątrz, w zasadzie mają taki sam efekt, jak zmiany temperatury we wnętrzu przestrzeni międzyszybowej. Jednakże zmiany ciśnienia atmosferycznego w ciągu dnia są zwykle znacznie niższe niż zmiany temperatury.

 

 

2017 1 14 1

Rys. 3. Zasada wyrównywania ciśnienia za pomocą zaworu

 

 

 2017 1 14 2 2017 1 14 3 2017 1 14 4

Rys. 3a. Między pout i pin nie ma wymiany powietrza pomiędzy komorą międzyszybową i atmosferą

 

 

Jakich zasad należy przestrzegać, aby zapewnić trwałe narzędzie do regulacji ciśnienia wewnątrz szyby zespolonej?

 

Aby zapewnić techniczne wykonanie trwałego narzędzia do regulacji ciśnienia wewnątrz szyby zespolonej należy przede wszystkim rozwiązać dwie, następujące kwestie:

  • Jak można zbadać lub oszacować trwałość szyb zespolonych zawierających narzędzie do regulacji ciśnienia?
  • Jak określić parametry kapilary lub zaworu, niezbędne w celu osiągnięcia odpowiedniej równowagi między sprawną regulacją ciśnienia, a trwałością szyby zespolonej? 

 

 

Czy będą przydatne badania określające trwałość szyb zespolonych zgodnie z serią norm EN 1279?



Napełnianie szyby zespolonej gazem szlachetnym nie jest zalecane, gdy stosujemy narzędzie do stałej regulacji ciśnienia wewnątrz szyby zespolonej, gdyż gaz szlachetny ucieknie w ciągu kilku tygodni w wyniku przepływów i dyfuzji. Tak więc, badanie ilości wyciekającego gazu szlachetnego zgodnie z normą EN 1279-3:2004 Szkło w budownictwie. Szyby zespolone izolacyjne. Część 3: Długotrwała metoda badania i wymagania dotyczące szybkości ubytku gazu oraz tolerancje koncentracji gazu [2] nie ma zastosowania. 

 

W konwencjonalnych szybach zespolonych (hermetycznie uszczelnionych) wilgoć, która dostała się do wnętrza szyby zespolonej w trakcie produkcji lub w dopuszczalnym minimalnym stopniu przenika przez uszczelnienie krawędziowe, jest wchłaniana przez sito molekularne umieszczone w ramce dystansowej.

 

W szybach zespolonych, które mają urządzenia do stałej regulacji ciśnienia, mechanizm wnikania wilgoci wynika przede wszystkim z przepływu powietrza przez kapilary lub zawory, a dyfuzja wilgoci przez uszczelnienie krawędziowe ma drugorzędny wpływ.

 

Jednak dokładny udział dyfuzji wilgoci, w stosunku do całkowitej penetracji wilgoci, uwzględniającej urządzenia do regulacji ciśnienia, nie jest znany. Zależy on w dużym stopniu od przestrzegania jakości w trakcie produkcji szyby zespolonej. Jednakże, opierając się na niższym obciążeniu klimatycznym uszczelnienia krawędzi – w porównaniu do uszczelnienia w konwencjonalnej hermetycznej szybie zespolonej, proces dyfuzji wilgoci przez uszczelnienie w szybie zespolonej z regulowanym ciśnieniem powinien być wolniejszy niż w konwencjonalnej, szczelnej szybie zespolonej.

 

Badanie wnikania wilgoci zgodnie z normą EN 1279-2:2004 Szkło w budownictwie. Szyby zespolone izolacyjne. Część 2: Długotrwała metoda badania i wymagania dotyczące przenikania wilgoci [3] opiera się na analizie procesów dyfuzyjnych. Mała wielkość próbki (dająca w efekcie duże obciążenia krawędziowe w warunkach ekspozycji na oddziaływanie warunków klimatycznych), wysokie temperatury, a także wysoka różnica stężenia wilgoci (niska wilgotność w komorze międzyszybowej, wysoka wilgotność powietrza na zewnątrz) sprzyjają procesom dyfuzyjnym, zwłaszcza w wysokiej temperaturze i wysokiej wilgotności, podczas badań metodą EN 1279-2.

 

Prędkość przepływu powietrza (zawierającego wilgoć) pomiędzy atmosferą i komorą międzyszybową nie są uwzględnione w badaniu zgodnie z normą EN 1279-2 i nie powinny w ogóle występować w hermetycznie zamkniętej szyby zespolonej.

 

Jeśli szyby zespolone z wyrównywanym ciśnieniem miałyby być wystawione na działanie wysokiej temperatury/wysokiej wilgotności podczas badań, zgodnie z normą EN 1279-2, istotny mechanizm przenikania wilgoci podczas zwykłego użytkowania szyb zespolonych z regulowanym ciśnieniem, czyli prędkość przepływu powietrza przez kapilary i zawory, praktycznie w ogóle nie występuje, ponieważ nie istnieją żadne zmiany temperatury w przestrzeni międzyszybowej.

 

Zmiany ciśnienia atmosferycznego podczas przechowywania próbek w wysokiej temperaturze/wysokiej wilgotności doprowadziłoby jedynie do małych przepływów. Wysoka temperatura (wilgotność) podczas badań zgodnie z EN 1279-2 nie jest w zasadzie fizycznie odpowiednia do symulowania przyspieszonego starzenia szyb zespolonych z regulowanym ciśnieniem.

 

Bazując na wieloletnim doświadczeniu wiemy, że konwencjonalna (hermetyczna) szyba zespolona, która spełnia wymagania normy EN 1279-2, najprawdopodobniej spełnia również wymogi dotyczące regularnego/ zwykłego użytkowania przez okres około 25 lat. 

 

W przypadku systemów z możliwością stałej regulacji ciśnienia wewnątrz szyby zespolonej nie ma takich doświadczeń. Na podstawie zgodności z wymaganiami normy EN 1279-2, można wywnioskować, że tradycyjna hermetyczna szyba zespolona jest wystarczająco trwała. 

 

Badania trwałości szyb zespolonych z regulowanym ciśnieniem zgodnie z wytycznymi normy EN 1279-2, nie jest więc fizycznie sensowne ani celowe.

 

 

Model obliczeniowy dla oszacowania regulacji/wyrównywania ciśnienia i wilgoci



Ponieważ (jak wyjaśniono powyżej) weryfikacja trwałości szyb zespolonych z regulowanym ciśnieniem zgodnie z EN 1279-2 nie jest możliwa, został opracowany numeryczny model obliczeniowy, przy pomocy którego przenikanie wilgoci, jak również stopień regulacji/zmian ciśnienia można będzie oszacować.

 

Godzinowe dane pogodowe (temperatura, promieniowanie słoneczne, ciśnienie atmosferyczne, wilgotność powietrza) oraz parametry szyby zespolonej (projektowane rozmiary, wielkość dyfuzji), jak również parametry kapilar lub zaworów – są parametrami wejściowymi do obliczeń.

 

Pierwszy wzrost temperatury w komorze międzyszybowej jest określony. Na tej podstawie oraz uwzględniając zmiany ciśnienia atmosferycznego, uzyskuje się prędkość przepływu między komorą międzyszybową a atmosferą. W zależności od szybkości przepływu powietrza przepływającego do komory międzyszybowej i wilgotności względnej tego powietrza, jest obliczana ilość wilgoci dopływającej do komory międzyszybowej. Zakłada się, że wilgoć, która weszła do komory międzyszybowej jest całkowicie pochłaniana przez sito molekularne.

 

Ponadto, ustalany jest stopień regulacji ciśnienia, wyrażony jako naprężenia zginające w taflach szklanych i/lub odkształcenia tafli szklanych w szybach okiennych. Iteracyjny proces pozwala określić odpowiednie parametry kapilar (średnica wewnętrzna, długość) oraz parametry zaworu (ciśnienie otwierające i zamykające), w celu osiągnięcia równowagi pomiędzy regulacją ciśnienia oraz trwałością szyby zespolonej.

 

 

Wyniki różnych modeli obliczeniowych 

Za pomocą modeli obliczeniowych może być określonych kilka ważnych korelacji, istotnych dla technicznej realizacji regulacji ciśnienia. Godzinowe dane pogodowe, niezbędne do obliczeń dynamicznych, są wyznaczone za pomocą oprogramowania METEONORM 7 [4].

 

 

Regulacja ciśnienia a napływ wilgoci

Rysunki 4a i 4b przedstawiają regulację ciśnienia odpowiednio za pomocą kapilar i zaworów. Na osi x na rysunku 4a przedstawiono godziny w ciągu jednego roku, od 12:00 w dniu 1 stycznia do północy 31 grudnia. Oś y pokazuje średnią wartość ugięcia tafli szyb zespolonych. Wartość dodatnia oznacza wybrzuszenia na zewnątrz tafli szklanej, natomiast wartość ujemna oznacza wybrzuszenie do wnętrza szyby zespolonej.

 

 

2017 1 14 5

Rys. 4a. Chronologiczna sekwencjai odkształcenia/ugięcia szyby w ciągu jednego roku (wycinek z czarnej ramki na rysunku 4b)

 

2017 1 14 6

 

Rys. 4b. Chronologiczna sekwencjai odkształcenia/ugięcie szyby w ciągu dwóch dni w lipcu (na rysunku 4b pokazano szczegółowo fragment z czarnej ramki z rysunku 4a)

 

 

Niebieska krzywa dla szczelnej szyby zespolonej (rys. 4a) ma formę wygiętego pasa, który obejmuje sezonowe odkształcenia szyby zespolonej, odpowiednio do zmian temperatury zewnętrznej w miejscowości Rosenheim. Na początku roku występuje w szybie podciśnienie, ponieważ temperatura zewnętrzna jest niższa niż w czasie wytwarzania szyb zespolonych, które przeprowadza się na ogół w temperaturze pokojowej. Z powodu podciśnienia tafle szklane w szybie wyginają się do wewnątrz. W okresie letnim pogoda staje się cieplejsza, średnia temperatura w komorze międzyszybowej wzrasta i tafle szkła wyginają się na zewnątrz. W zimie temperatura w komorze międzyszybowej ponownie spada, a tafle szklane zaczynają ponownie wyginać się do wewnątrz. Amplituda paska odzwierciedla dzienny przebieg temperatury.

 

Czerwona krzywa dla szyby zespolonej, której ciśnienie jest regulowane za pomocą kapilary (rys. 4a) ma formę prostego pasa (bez łukowego wygięcia latem i zimą odzwierciedlającego duże ugięcie tafli szklanej). Pas jest prawie symetryczny w stosunku do linii zerowej, a jego amplituda jest mniejsza niż pasa niebieskiego. Pokazuje to widoczną regulację ciśnienia w szyby zespolonej uzyskiwaną za pomocą kapilary.

 

Rys. 4b przedstawia szczegółowo fragment rys. 4a (zaznaczony w ramce), czyli dwa dni w lipcu ub. roku. Obok krzywych dla szczelnej szyby zespolonej i szyby zespolonej z kapilarą, mamy teraz również krzywą dla szyby zespolonej z zaworami. Parametry zaworu zostały dobrane w taki sposób, że regulacja ciśnienia jest w przybliżeniu równoważna do kapilary. Płaska linia dla ugięcia poniżej -2 mm, oraz dla ugięcia powyżej +2 mm są zauważalne na zielonej krzywej, pokazującej ugięcia dla szyby zespolonej z zaworem. Są to okresy czasu, w którym wlot i wylot zaworu są odpowiednio otwierane i wtedy zachodzi wymiana powietrza między komorą międzyszybowej, a atmosferą. 

 

Podobnie na rys. 4a, też można wyraźnie zobaczyć efekt regulacji ciśnienia. Ugięcia/odkształcenia tafli szklanych w szybach zespolonych z kapilarami lub z zaworami są znacznie mniejsze, niż ugięcia tafli szklanych w szczelnych szybach zespolonych.

 

Oprócz stopnia regulacji ciśnienia (pokazanego na rys. 4 przez ugięcia odkształcenia tafli szklanych), należy również analizować przenikanie wilgoci. Obliczone wartości są pokazane w tabeli 1: około 18 g/ rok dla szyby zespolonej z kapilarą i tylko 6 g/rok dla szyby zespolonej z zaworem. Wnikanie wilgoci w wyniku wymiany powietrza sterowanej za pomocą zaworów jest niższe niż przenikanie wilgoci przez kapilarę o stosunku 1: 3. Ten stosunek 1: 3 (a czasem nawet 1: 4), jest obliczony również dla innych wielkości, struktury i stref klimatycznych. Przy podobnym stopniu regulacji ciśnienia za pomocą zaworu znacznie mniej wilgoci przenika do komory międzyszybowej, niż za pomocą kapilary.

 

W odniesieniu do technicznej realizacji szyb zespolonych z regulowanym ciśnieniem, powstaje problem z ilością środka pochłaniającego wilgoć, którym powinny być wypełnione ramki dystansowe w szybie zespolonej lub wysokością ramki dystansowej, która byłaby konieczna do pomieszczenia takiej ilości środka pochłaniającego wilgoć, aby zapewnić trwałość szyby zespolonej na około 25 lat (rys. 5).

 

 

2017 1 15 1

Rys. 5. Wysokość ramki dystansowej konieczna do pomieszczenia wystarczającej ilości osuszacza na działanie w ciągu 25 lat. Rozmiar szyby 1x2 m, budowa szyby 6-80-6. Model obliczeniowy z danymi klimatycznymi dla lokalizacji miejscowości Rosenheim, patrz tabela 1

 

2017 1 16 3

Rys. 5a. Dane wejściowe do modelu obliczeniowego

 

 

W tak długim okresie – ok. 25 lat – może pojawić się duża ilość nieprzewidzianych zjawisk. Jest więc możliwe tylko bardzo przybliżone oszacowanie, do którego można zaadoptować poniższą metodykę:

  • Obliczanie wartości wg modelu obliczeniowego do przenikania wilgoci rocznie przez 25 (18 g/ rok dla kapilary lub 6 g/rok dla zaworu, tabela 1) .
  • Podstawienie wyniku z etapu 1, do rozważenia fluktuacji klimatycznych i dyfuzji przez uszczelnienie krawędziowe.
  • Obliczenie ilości środka osuszającego koniecznej do wchłonięcia ilości wilgoci obliczonej w punkcie 2, przy założeniu wstępnego obciążenia preparatu osuszającego w wysokości 3% podczas napełniania tym preparatem ramki dystansowej i wysokość pełnego nasycenia na poziomie 20%.
  • Obliczanie niezbędnej szerokości i wysokości ramki dystansowej (rys. 5), aby pomieścić odpowiednią ilość środka pochłaniającego wilgoć obliczoną w kroku 3, przy założeniu gęstości wypełnienia osuszaczem 0,65 g/cm3.

 

Wyniki tych szacunków są również podane w tabeli 1. Jak już wspomniano, wartości te mogą służyć tylko do zgrubnej orientacji, a nie są jeszcze przystosowane do projektowania określonego systemu wyrównania ciśnienia.

 

 

2017 1 16 1

 

 

Wpływ lokalizacji

Aby zilustrować wpływ klimatu na przenikanie wilgoci w szybach zespolonych z regulowanym ciśnieniem, takie same obliczenia, jak dla lokalizacji Rosenheim, zostały wykonane przez instytut IFT Rosenheim, także w dwóch innych miejscach:

  • zimny region: Helsinki 
  • ciepły region ze stale wysoką wilgotnością powietrza: Singapur

 

Wyniki przedstawiono w tabeli 2. Wyraźnie też widać duży wpływ strefy klimatycznej na przenikanie wilgoci. W Singapurze wnika trzy razy więcej wilgoci niż w Rosenheim. Zalety szyby z zaworem, w porównaniu do szyby z kapilarą, pod względem penetracji wilgoci, będą szczególnie widoczne w Singapurze, gdzie do jej budowy będzie można użyć mniej sita molekularnego.

 

 

2017 1 16 2

 

 

Badania eksperymentalne walidacji modelu obliczeniowego



Badania doświadczalne w warunkach atmosferycznych na zewnątrz i w komorze klimatycznej przeprowadzono w ramach projektu badawczego [1]. Ponieważ nie było jeszcze odpowiednich zaworów dostępnych w trakcie trwania projektu, w badaniach eksperymentalnych zostały wykorzystane jedynie kapilary. 

 

Wyniki doświadczalne są w dużym stopniu zgodne z prognozą modelu obliczeniowego, zwłaszcza w odniesieniu do badań przeprowadzonych w komorze klimatycznej. Były pewne odchylenia w wynikach badań próbek dla testów prowadzonych w warunkach atmosferycznych na zewnątrz. Tutaj należy wziąć pod uwagę fakt, że znacznie trudniej uchwycić dokładne naprężenia i ugięcia dla warunków atmosferycznych na zewnątrz, w celu włączenia ich do obliczeń modelowych.

 

 

Podsumowanie

 

Możliwe jest regulowanie ciśnienia w szybach zespolonych i jednocześnie zapewnienie ich wysokiej trwałości. 

 

Obliczenia modelowe i badania eksperymentalne wykazały, że kapilary nadają się do osiągnięcia równowagi między wyrównaniem ciśnienia i wilgoci. Zawory okazały się bardzo obiecujące w obliczeniach modelowych. Przy podobnym stopniu regulacji ciśnienia, jak w przypadku kapilar, prowadzą one jednak do znacznie niższego poziomu przenikania wilgoci.

 

Nie ma jednak ogólnego rozwiązania. Dla osiągnięcia optymalnej kombinacji regulacji ciśnienia i trwałości szyby muszą być brane pod uwagę: budowa szyby, jej rozmiary, właściwości absorpcyjne, warunki klimatyczne oraz parametry kapilar lub zaworów.

 

IFT Rosenheim planuje kolejny projekt badawczy. Regulacja ciśnienia w szybach zespolonych z zaworami powinna być badana przy większej szerokości komory międzyszybowej. Odpowiednie zawory muszą móc się włączać przy niskich ciśnieniach roboczych (kilka mbar), zapewniając odpowiednio wysoki przepływ powietrza, przy odpowiednio długiej żywotności działania, bez konieczności ich konserwacji. Idealne byłyby zawory „pasywne”, które działają bez zasilania w energię. Jednakże, nawet zawory aktywne, uruchamiane elektrycznie i sterowane za pomocą czujników, mogą być użyteczne. Zawory nie mogą być wrażliwe na uszkodzenia przez cząstki pyłu i muszą pełnić rolę filtra, uniemożliwiającego wejście drobinkom kurzu do wnętrza komory międzyszybowej.

 

 

dr Ansgar Rose
ift Rosenheim

 

*) Treść tego artykułu opiera się w dużej mierze na wynikach, które zostały uzyskane w trakcie realizacji projektu badawczego „Badania dotyczące wdrażania ciśnienia uwalnianego szyb zespolonych” [1]. Projekt był wspierany zarówno finansowo jak i organizacyjnie przez Federalny Instytut Budownictwa, Urbanistyki i Planowania Przestrzeni (Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumordnung) (Sygnatura akt: SWD- 10.08.18.7-12.12) jak również przez partnerów branżowych: SANCO Isolierglasgruppe reprezentowana przez: Sanco Beratung Glas Trösch GmbH, Nördlingen i Glas Müller Vetri, Bolzano oraz Finstral AG, Unterinn.

 

 

Artykuł powstał na podstawie wykładu wygłoszonego na International Rosenheim Window&Facade Conference 2016. Pełna, oryginalna wersja wykładu dostępna na stronie www.ift-rosenheim.de.

 

Literatura
[1] Rose A., Sack N.: raport z badań Badania dotyczące wdrożenia szyb zespolonych z regulacją ciśnienia (Untersuchungen zur Umsetzbarkeit von druckentspanntem Mehrscheiben- Isolierglas), IFT Rosenheim 2015.
[2] EN 1279-2:2004 Szkło w budownictwie. Szyby zespolone izolacyjne. Część 2: Długotrwała metoda badania i wymagania dotyczące przenikania wilgoci.
[3] EN 1279-3:2004 Szkło w budownictwie. Szyby zespolone izolacyjne. Część 3: Długotrwała metoda badania i wymagania dotyczące szybkości ubytku gazu oraz tolerancje koncentracji gazu.
[4] METEONORM 7, Fa. Meteotest, Berno, Szwajcaria.

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 01/2017  

 

 

Czytaj także --

 

 

01 chik