گاز میان شیشه دوجداره چیست؟
بررسی کامل مزایا، فرآیند تولید و کاربردها
مقدمه
شیشه‌های دوجداره (Insulating Glass Units یا IGUs)، جزو پرکاربردترین ملزومات ساختمانی در طراحی مدرن محسوب می‌شوند. این شیشه‌ها با استفاده از گازی خاص بین دو پنل شیشه‌ای، عایق حرارتی، صوتی و نوری فراهم می‌کنند.نمای کرتین وال سؤال اصلی این است: گاز میان شیشه چیست؟ چگونه تولید می‌شود؟ و کاربرد آن کجاست؟ پاسخ این پرسش‌ها را در این مقاله به صورت کامل بررسی می‌کنیم.
۱. چه گازی بین شیشه‌های دوجداره استفاده می‌شود و چرا؟
۱.۱ گازهای رایج: آرگون، کریپتون و زنون
در شیشه‌های دوجداره معمولاً از گازهای نجیب آرگون استفاده می‌شود. همچنین کریپتون و زنون در موارد خاص (عایق بسیار بالا) استفاده می‌شوند.(, )
- آرگون: گازی بی‌رنگ، بی‌بو، غیر سمی و بسیار رایج در ایران و جهان است؛ ارزان‌ترین گزینه با عملکرد خوب عایقی.( )
- کریپتون: چگال‌تر از آرگون، با عملکرد حرارتی بهتر، ولی بسیار گران‌تر، مناسب برای فاصله خلأ کمتر بین شیشه‌ها.()
- زنون: گران‌ترین و چگال‌ترین، اما تنها در کاربردهای صنعتی یا کاملاً ویژه استفاده می‌شود.( )
۱.۲ چرا گاز نجیب؟
چون این گازها:
- هدایت حرارتی پایینی دارند — به‌ویژه آرگون حدود ۶۷٪ کمتر از هوا؛ کریپتون تقریباً نصف آرگون.(,
- ثابت، بی‌اثر و غیر واکنشی هستند؛ آسیبی به شیشه یا محیط نمی‌رسانند.
- غیر سمی و ایمن برای انسان هستند؛ در صورت نشت مقدار جزئی گاز، خطری ندارد.(, )
۲. فرآیند تولید و تزریق گاز داخل پنل
۲.۱ تهیه گاز آرگون صنعتی
آرگون از طریق تقطیر جزءبه‌جزء هوای مایع تولید می‌شود. این فرآیند شامل سرمایش و جداسازی نیتروژن، اکسیژن، آرگون و سایر گازهاست.()
۲.۲ تولید شیشه دوجداره با گاز
در خط تولید IGU:
- برش و شست‌وشوی شیشه‌ها
- نصب فاصله‌گذار (Spacer) که معمولاً دارای جاذب رطوبت (Desiccant) است.
- درزگیری اولیه با Polyisobutylene
- تزریق گاز (آرگون یا کریپتون) از طریق سوراخ یا سیستم آنلاین؛ هوای میان شیشه تخلیه و با گاز خالص پر می‌شود.()
- درزگیری ثانویه با سیلیکون یا پلی‌سولفاید
- بسته‌بندی نهایی
در برخی روش‌های جدید، دیگر نیاز به سوراخ نیست و گاز از پیش تزریق شده است.()
۳. مزایای گاز پرکن در شیشه دوجداره
۳.۱ کاهش هدررفت انرژی
شیشه دوجداره با گاز آرگون تا حدود ۱۰–۱۶٪ از انتقال حرارت (نسبت به هوای معمولی) جلوگیری می‌کند.(, )
۳.۲ افزایش ارزش عایقی (U-value / R-value)
آرگون باعث کاهش ضریب انتقال حرارت (U-value) شده و در بسیاری از کشورها کمک به دریافت گواهی‌های انرژی می‌کند.
۳.۳ کاهش انتقال صدا
چگالی بالاتر نسبت به هوا، انتشار امواج صوتی را کاهش داده و باعث آرامش بیشتر در فضای داخلی می‌شود.()
۳.۴ جلوگیری از تراکم بخار آب
فضای بدون رطوبت و ماندن خشک بین شیشه، از تشکیل مه یا قطرات آب روی شیشه جلوگیری می‌کند.()
۳.۵ طول عمر بیشتر شیشه
عدم تبادل گاز با محیط آزاد و کاهش اکسایش باعث افزایش دوام و حفظ ویژگی‌های عایقی در طول زمان می‌شود.
۴. فاصله بین شیشه و اثر گاز
۴.۱ رابطه فاصله مطلوب با نوع گاز
- برای آرگون، فاصله ایده‌آل تقریباً ۱۲–۱۵ میلی‌متر است؛ فاصله کمتر یا بیشتر عملکرد کاهش می‌یابد.
- برای کریپتون، فاصله مناسب حدود ۹ میلی‌متر است.()
۴.۲ اثر فناوری Low‑E
ترکیب گاز آرگون با پوشش Low‑E (بازتابنده حرارت) باعث افزایش چشمگیر در عملکرد حرارتی شیشه می‌شود.(, )
۵. معایب و ملاحظات
۵.۱ هزینه بالاتر
شیشه‌های گازدار (به‌ویژه با کریپتون یا زنون) گران‌تر از شیشه هواپر شده هستند، اما در بلندمدت با کاهش مصرف انرژی، جبران می‌شوند.(,
۵.۲ نشت گاز و افت عملکرد
در صورت خرابی درزگیری یا نصب غیر اصولی، گاز ممکن است نشت کند و عملکرد کاهش یابد. باید کنترل دوره‌ای انجام شود.(, )
۵.۳ ظرفیت تولید محدود برخی گازها
کریپتون و زنون مقادیر بسیار کمی در هوا دارند و استخراج آن‌ها نسبت به آرگون دشوارتر و گران‌تر است.
۶. کاربردهای شیشه با گاز پرکن
۶.۱ ساختمان‌های مسکونی و عمومی
برای صرفه‌جویی انرژی، کاهش هزینه‌های گرمایش و سرمایش، و بهبود راحتی، شیشه دوجداره گازدار گزینه‌ای رایج است.
۶.۲ ساختمان‌های اقلیمی سخت
در مناطق سردسیر (مثلاً نواحی طولانی مدت زیر صفر) استفاده از کریپتون یا شیشه سه‌جداره با آرگون یا کریپتون توصیه می‌شود.
۶.۳ محیط‌های خاص صوتی و آکوستیکی
فضاهایی مثل استودیو، دفاتر شلوغ یا ویلاهای درون شهری که نیاز به کاهش نویز دارند، از این نوع شیشه استفاده می‌کنند.
۶.۴ پروژه‌های انرژی کم‌مصرف و استانداردهای سبز
در ساختمان‌های با گواهی LEED، Passivhaus و …، استفاده از گازهای نجیب برای افزایش کارایی عایقی الزامی است.
۶.۵ کاربردهای صنعتی و تست حافظه
در بعضی دستگاه‌ها یا پنل‌های ویژه آزمایشگاهی که نیاز به عایق حرارتی بسیار دقیق است، از شیشه خلأ یا گازهای نجیب استفاده می‌شود.()
۷. نکات فنی مهم قبل از نصب یا خرید
- چک کردن مهر و موم شیشه و وجود سوراخ‌های تزریق یا درزگیر
- ضخامت گاز پرکن — باید گاز خالص ≥۹۰٪ باشد
- نوع قاب پنجره و ویژگی‌های آن: قاب آلومینیوم معمولاً گرما را منتقل می‌کند؛ قاب PVC یا چوب مناسب‌تر و دارای عایق بهتر است.()
- ویزگی‌های Low‑E coatings برای انعکاس تابش‌ها
- خدمات گارانتی و تست نشت گاز برای پایش سالانه عملکرد
۸. مقایسه کلی: آرگون، کریپتون، زنون و خلأ
| گاز / فناوری | مزایا | محدودیت‌ها | کاربرد معمول |
|---|---|---|---|
| آرگون | ارزان، غیر سمی، عملکرد خوب | کاهش کارایی در فاصله‌های خیلی کم | اغلب شیشه‌های دوجداره مسکونی |
| کریپتون | چگال‌تر، عایق بهتر | گران، فقط در فاصله کم مؤثر | پنجره پیشرفته یا سه‌جداره |
| زنون | عملکرد عایقی بسیار بالا | بسیار گران، کمبود در دسترس بودن | پروژه‌های تخصصی یا صنعتی |
| خلأ (Vacuum) | بالاترین مقاومت حرارتی (R≈10) | هزینه بسیار بالا، تولید محدود | کاربردهای بسیار خاص یا علمی |
نتیجه‌گیری
- گاز آرگون شایع‌ترین انتخاب در شیشه‌های دوجداره است پنجره دو جداره و پنجره دو جداره ارزان و ترکیب خوبی از عملکرد، قیمت و ایمنی را فراهم می‌کند.
- کریپتون و زنون گزینه‌های پرقدرت‌تر اما گران‌تر هستند که بیشتر در شرایط خاص استفاده می‌شوند.
- تزریق گاز میان شیشه آستانه انتقال حرارت و نویز را کاهش داده و مصرف انرژی را تا ده‌ها درصد کم می‌کند.
- انتخاب گاز مناسب به فاصله شیشه، اقلیم، حد بودجه و نوع پنجره بستگی دارد.
