Использование тяжелых инертных газов в стеклопакетах

А.А. Голубев, к. т. н. И.А. Архаров, А.В. Криппа (ООО «Неоэнергия», Москва)
к. т. н. Г.Г. Фаренюк (НИИСК, Киев)

Компания «Международная группа Редкие газы» является одним из крупнейших в мире производителей криптона. Широ­кое использование криптона в стеклопакетах началось в США и Западной Европе с середины 90-х годов. При заполнении стеклопакетов этим газом уменьшается конвективный перенос теп­ла внутри стеклопакета. Для запол­нения стеклопакетов были предло­жены аргон и криптон, а также их смеси. Однако дороговизна и слож­ность получения криптона сдержи­вали его использование. Постепен­но, по мере удешевления криптона, он всё шире стал использоваться в стеклопакетах.

Для оценки технической и эко­номической целесообразности изго­товления стеклопакетов с сопротив­лением теплопередаче выше 1,0 (м2-К)/Вт. В Научно-исследователь­ском институте строительных кон­струкций был выполнен цикл иссле­дований. Эксперименты проводи­лись с одно- и двухкамерными стек-лопакетами наиболее широко при­меняемых формул 4-16-4 и 4-10-4-10-4, на основе флоат-стекла М1 производства Борского завода и низ­коэмиссионных стекол с К и И по­крытием производства компаний "Pilkington" и "Guardian" соответ­ственно. Межстекольное простран­ство заполнялось криптоном, криптоно-аргоновыми смесями, чистым аргоном, воздухом и ксеноном.

В процессе экспериментов реша­лись следующие задачи:

  • определение зависимости сопротивления теплопереда­че стеклопакетов от газово­го состава межстекольного пространства при различ­ном сочетании стекол;
  • определение долговечности заполнения стеклопакетов инертными газами (ресурс­ные испытания, при которых определялось процентное содержание криптона в стеклопакетах после определен­ного срока эксплуатации);
  • определение оптимальной схемы заполнения стекло-пакетов, с целью уменьшения потерь газа.
  • оценка экономической эффективности применения стеклопакетов с заполнением их криптоном и криптоно-аргоновыми смесями.

В процессе испытаний в соответствии с методикой ГОСТ 24866-99 были получены данные по сопротивлению теплопе­редаче, которые приведены в Таблице 2.

 

Таким образом, наполнение криптоном позволяет полу­чить стеклопакеты с сопротивлением теплопередаче 1,5 м2 К/Вт и более.

В ходе ресурсных испытаний по ГОСТ 30799-2001 «Стекло-пакеты строительного назначения» криптононаполненных стеклопакетов оказалось, что после 60 циклов «охлаждение - на­грев» от - 30оС до + 60оС, воздействия ультрафиолетового излучения, капельно-жидкой влаги и умеренно агрессивных сред, состав газа изменился - не более 5% (допускается 10% применение состава газа, заполняющего стеклопакет - по ГОСТ 24866-99). В соответствии с ГОСТ 30779-2001 рассчитаны ус­ловные годы эксплуатации стеклопакетов:

РЕСУРС = 7*(N/12) = 7*(60/12) = 35 лет

Так как в программе ресурсных испытаний было предус­мотрено только 60 циклов, а потери газа находились в преде­лах допустимого, то можно предположить, что срок долговеч­ности криптононаполненных стеклопакетов составит гораздо больше, чем 35 лет.

Необходимо отметить, что долговечность газонаполнения стеклопакетов зависит от уровня технологии производства стеклопакетов!

Ценовые показатели стеклопакетов с газонаполнением определяются не только стоимостью газа, находящимся внутри стеклопакета, но и технологическими потерями этого газа при за­полнении стеклопакетов. На рис. 1 приведены возможные схемы наполнения стеклопакетов и технологические параметры при реализации этих схем. По результатам анализа оптимальной пред­ставляется первая схема, минимизирующая потери газа. Близка к ней и вторая схема. Третья схема уступает первым двум и не может быть рекомендованной к применению.

 

Экономические показатели использования криптона для заполнения стеклопакетов можно оценить следующим обра­зом.

По нашим данным средняя цена 1 м2 стекла толщиной 4мм составляет:

Флоам стекло М1 - 5 у.е. (120-140 руб.)

К -стекло  - 11-15 у.е. (max 430 руб.)

И-стекло   - 10 у.е. (285 руб.)

Затраты на раскрой стекла, включая потери, мойку, сушку, дистанционную рамку, молекулярное сито, герметики и т.п. составляют около 50 % стоимости 1 м2 стекла М1, то есть в сумме ~ 7,5 у.е.

Стоимость криптона в стеклопакете в расчёте на 1 м2 при ширине дистанционной рамки 10 мм равняется ~ 4,8 у.е. С учётом потерь газа при заправке, стоимости специальных эле­ментов рамки и амортизации заправочного оборудования эта величина возрастает на 45% и достигает ~ 7 у.е.

Таким образом, заполнение однокамерного стеклопакета криптоном по затратам сравнимо с изготовлением дополнительной камеры стеклопакета, то есть переходом от однока­мерного стеклопакета к двух-камерному.

Практически проблема состоит в следующем.

Если теплозащитных характеристик однокамерного стеклопакета с И-стеклом недостаточно для использования в остек­лении, то задача решается или применением двухкамерного стеклопакета с И-стеклом, или заполнением этого стеклопакета газом криптоном.

Действительно, согласно данным таблицы 1, сопротивле­ние теплопередачи стеклопакета СПО 4М1-16-И4 составляет 0,59 (м2-К)/Вт, у двухкамерного СПД 4М1-10-4М1-10-И4 - 0,64 (м2*К)/Вт, а при заполнении стеклопакета СПО 4М1-16-И4 крип­тоном мы получим 0,78 (м2*K)/Вт при практически одинако­вых затратах. При этом вес стеклопакета на 30% ниже.

Резюмируя всё вышеизложенное, есть уверенность, что в скором будущем стеклопакеты с криптоном займут достойное место, соответствующее их качественным показателям. Про­цесс пошёл, Сибирь уже освоила производство стеклопакетов с этим тяжёлым, но замечательным газом.

Новости

  • 18.03.16 Международная выставка ОКНА/ФАСАДЫ 2016 (FENSTERBAU/FRONTALE 2016) начала работу в Нюрнберге

    Ведущая мировая выставка окон, дверей и фасадов FENSTERBAU FRONTALE 2016, которая традиционно проходит в немецком городе Нюрнберге, с первого дня показала не ослабевающую мощь игроков индустрии светопрозрачных конструкций, невзирая на не самые благоприятные рыночные условия.

  • 01.07.14 «Мир стекла-2014»

    Подведены итоги международной выставки «Мир стекла-2014», которая с успехом прошла с 4 по 6 июня в ЦВК «Экспоцентр».

  • 14.11.13 fensterbau/frontale 2014

    В Москве прошла презентация оконной выставки fensterbau/frontale 2014

  • 25.07.13 АПРОК выиграл конкурс по госзакупкам
    АПРОК выиграл конкурс по госзакупкам на поставку в Минобороны анализатора газонаполнения стеклопакетов инертными газами Gasglass и детектора формулы стеклопакетов Spyglass
  • 26.09.12 "Дни окон в Розенхайме» пройдут 11 и 12 октября в Розенхайме

    К 40-й конференции «Дни окон в Розенхайме», которая пройдет под девизом «Конструкции для будущего – простые, надежные, модульные», i.f.t. Rosenheim  подготовил многообразную и интересную программу.

  • 14.09.12 Конференция «Возможности деревянных конструкций в архитектуре» состоялась в Санкт-Петербурге 12 сентября 2012 года.
    Открыл конференцию декан архитектурного факультета ВУЗа Сергей Семенцов, модератором выступил Александр Черных — декан строительного факультета. Ниже обзор наиболее интересных выступлений и докладов конференции.