Schemat badań

Pomiar ubytku gazu przeprowadza się na próbkach nr 5 i 6 a w przypadku niejednoznacznego wyniku na próbce 7 i/lub 8. Na tych samych próbkach przeprowadza się następny, potrzebny do wyliczeń, pomiar stopnia wypełnienia gazem specjalnym przestrzeni miedzyszybowej szyby zespolonej. Cały proces badań trwa 12-14 tygodni (w zależno¶ci od jako¶ci dostarczonych próbek) dla próbek oznaczonych numerami 1-6 a w przypadku niejednoznacznych wyników nawet 17 tygodni. Sam pomiar ubytku gazu prowadzony jest w termostatowanej kasecie, która to po zamknięciu w niej próbki, płukana jest czystym helem w celu usunięcia znajduj±cego się wewn±trz powietrza.

Trwa to zazwyczaj ok. 3 dni, po czym kaseta zamykana jest na 24 h i dopiero po tym czasie przeprowadza się pierwszy pomiar. Pomiary s± prowadzone co 24 h dot±d aż uzyska się 4 kolejne wyniki o odchyleniu standardowym mniejszym niż 0,25 μg/h. Trwa to w zależno¶ci od jako¶ci szyby zespolonej od kilku dni do 4 tygodni. Sam pomiar prowadzony jest w systemie zamkniętego układu gazowego, metod± chromatografii gazowej.

Urz±dzenie analityczne do pomiaru analizy gazów musi umożliwiać:
a) analizę gazów specjalnych o koncentracji w ppm,
b) okre¶lenie (bezwzględne) udziału objęto¶ciowego gazu w %.

Fot. 1. Komora klimatyczna do poddawania szyb zespolonych na działanie czynników klimatycznych

Badan± próbkę szyby zespolonej, po poddaniu jej czynnikom klimatycznym, zamyka się w szczelnej, termostatowanej kasecie, której objęto¶ć wewnętrzna tylko niewiele przekracza objęto¶ć zewnętrzn± próbki. Przy użyciu strumienia helu usuwane jest powietrze i szczeln± kasetę zamyka się na czas na tyle długi, by mogła być okre¶lona wypływaj±ca z szyby ilo¶ć gazu w μg/h. Wychodz±c± z próbki w okre¶lonym czasie ilo¶ć gazu przeprowadza się w strumieniu helu do chromatografu gazowego i tam analizuje.

Ubytek gazu dla dobrej szyby powinien wynosić Li<1% na rok.

Ubytek gazu wylicza się ze wzoru:

gdzie :
L_i – proporcja wyrażana jako procent objęto¶ciowy gazu „i” wypływaj±cego w ci±gu roku z szyby napełnionej gazem,
m_i – masa gazu uchodz±cego z szyby w podanym czasie,
T_o – temperatura przy której oznaczono gęsto¶ć gazu ρo,
T – temperatura przy której szyba została uszczelniona,
ρ_o – gęsto¶ć gazu przy temperaturze T_o i ci¶nieniu P_o,
P – ci¶nienie atmosferyczne przy którym szyba została uszczelniona,
P_o – ci¶nienie atmosferyczne przy której oznaczono ρ_o,
C_i – koncentracja gazu (procentowy udział objęto¶ciowy gazu w przestrzeni międzyszybowej szyby zespolonej),
V_int – wewnętrzna objęto¶ć próbki,
a – jeden rok.

Fot. 2. Termostatowana komora do badania ubytku gazu z przestrzeni międzyszybowej szyb zespolonych

Fot. 3. Stanowisko do badania ubytku gazu z przestrzeni międzyszybowej szyby zespolonej metod± chromatograficzn±. 1 – Termostatowana kaseta; 2 – Chromatograf gazowy; 3 – Zamknięty układ gazowy

Oznaczeniem zawarto¶ci gazu specjalnego w szybach zespolonych ISiC OZK zajmuje się od kilku lat. Potrzeba badania zawarto¶ci gazu specjalnego w szybach zespolonych w ISiC OZK pojawiła się z chwil± rozpoczęcia oznaczania współczynnika przenikania ciepła „U”. Zdarzało się, że nie otrzymywano spodziewanych niskich warto¶ci „U” mimo zapewnień producenta o spełnieniu wszelkich wymogów odno¶nie budowy szyb zespolonych. Szukanie przyczyn negatywnych wyników doprowadziło do wniosku, że wypełnienie gazem specjalnym przestrzeni międzyszybowej jest nieprawidłowe i należy je kontrolować przed badaniem współczynnika przenikania ciepła „U”. Dlatego też szyby poddaje się wstępnemu badaniu na zawarto¶ć gazu specjalnego w przestrzeni międzyszybowej. Do oznaczania stopnia wypełnienia gazem specjalnym stosowane s± różne urz±dzenia, mniej lub bardziej dokładne. W ISiC OZK wykorzystano metodę chromatografii gazowej.

Tabela 1. Przykładowe dane do¶wiadczalne uzyskane dla różnych zestawów szyb zespolonych

Tabela 2. Przykładowe wyniki oznaczenia zawarto¶ci gazu specjalnego (argonu) metod± chromatograficzn±, współczynnika przenikania ciepła „U” oraz parametry deklarowane przez producentów

Rys. 1. Przykładowy chromatogram z dwukrotnego pomiaru stopnia wypełnienia szyby zespolonej argonem – wypełnienie 87%. 1 – pik pierwszy – suma argonu i tlenu, 2 – pik drugi – azot

Podsumowanie
Norma PN EN-1279 wprowadza nowe metody badań szyb zespolonych, różni±ce się zasadniczo od metod badań stosowanych dotychczas w Polsce do oceny jako¶ci szyb zespolonych. Metody europejskie s± czasochłonne i wymagaj± drogiej specjalistycznej aparatury badawczej.

Badania jako¶ciowe wyrobów s± kosztowne i stanowi± obci±żenie zwłaszcza dla małych firm. Jednak w dobie ogromnej konkurencji na rynku, każdy dokument potwierdzaj±cy dobr± jako¶ć produkowanych przez polskich producentów wyrobów, staje się dodatkowym atutem i stanowi zachętę dla potencjalnego klienta.

Laboratorium Badawcze Instytutu Szkła i Ceramiki Oddział Zamiejscowy w Krakowie posiada akredytację na badanie stopnia wypełnienia gazem specjalnym przestrzeni międzyszybowej oraz strat gazu z przestrzeni międzyszybowej szyb zespolonych. Trwa oczekiwanie na wymagane dokumenty z PCA.

Anna Ku¶nierz
ISiC OZ w Krakowie