اختبار وحدة الزجاج المعزول (IGU)

صُممت وحدات الزجاج العازل (IGUs) للحفاظ على دفء المنازل شتاءً وبرودتها صيفًا. تتكون وحدة الزجاج العازل عادةً من لوحين زجاجيين (أو أكثر أحيانًا) مفصولين بفاصل، وملتصقين ببعضهما عند الحواف. يُملأ الفراغ العازل بالهواء أو بغاز خامل مثل الأرجون أو الكريبتون. لكل لوح زجاجي سطحان، لذا فإن وحدات الزجاج العازل ذات الزجاج المزدوج عادةً ما تحتوي على أربعة أسطح.

يُوفر استخدام الأرجون أو الكريبتون في الفراغ الهوائي بين لوحين من الزجاج عزلًا حراريًا أفضل، لأن هذه الغازات أكثر كثافة من الهواء، وأقل عرضة لنفاذ الحرارة عبر وحدة الزجاج العازل. وبدمجها مع طلاء زجاجي منخفض الانبعاثية، تعمل هذه الغازات على تحسين قيمة U الإجمالية للنافذة (وهي مقياس لانتقال الحرارة عبر عناصر المبنى، مثل الجدران أو النوافذ). كلما انخفضت قيمة U، كانت وحدة الزجاج العازل أفضل.

يمكن أن يؤدي استخدام غاز الأرجون بنسبة 90% بدلاً من الهواء في وحدة زجاجية معزولة منخفضة الانبعاثية إلى تحسين قيمة معامل انتقال الحرارة (U) للنافذة بنسبة تصل إلى 16%. وبالمثل، يزيد الكريبتون من قيمة معامل انتقال الحرارة (U) في وحدة عازلة منخفضة الانبعاثية بنسبة تصل إلى 27%. ومع ذلك، فإن استخدام غاز خامل بدلاً من الهواء في وحدة عازلة قد يزيد من الوقت والتكلفة على بناء النافذة.

مكونات وحدات الزجاج المعزول هي:

• الزجاج: يتوفر الزجاج في وحدات الزجاج المعزول بسماكات وأنواع مختلفة. يُستخدم الزجاج المصفح أو المقسّى في الأماكن التي تُعدّ فيها السلامة والمتانة أولوية. تحتوي وحدات الزجاج المعزول على ما يصل إلى ثلاثة ألواح زجاجية للحالات التي تتطلب عزلًا حراريًا أو صوتيًا إضافيًا. الزجاج الأكثر سماكة أغلى ثمنًا ولكنه أكثر كفاءة.
• فاصل: تستخدم وحدات الزجاج المعزول فاصلًا يفصل بين لوحين زجاجيين عند حواف/إطار النافذة عند التقاءهما. تحتوي هذه الفواصل عادةً على نوع من المواد المجففة لامتصاص الرطوبة بين اللوحين ومنع الضباب. يعتمد عرض الفاصل على نوع الغاز المستخدم للعزل ونوع النافذة. وبشكل عام، كلما اتسع الفاصل، زادت كفاءة النافذة.
• إطار النافذة: يستخدم الزجاج المعزول في العديد من أنواع النوافذ المختلفة حيث تكون الكفاءة ضرورية: تستخدم النوافذ ذات التعليق المزدوج، ونوافذ الصور، ونوافذ الدُفعة، والفتحات السماوية الزجاج المعزول لمنع فقدان الحرارة.
• الغاز: يختلف الغاز المستخدم بين الألواح الزجاجية باختلاف الشركة المصنعة. عادةً، يُشكّل غاز خامل، مثل الأرجون أو الكريبتون أو خليط منهما، حاجزًا عازلًا بين الداخل والخارج.

الغرض الرئيسي من وحدات الزجاج المعزول هو تحسين الأداء الحراري للمبنى من خلال تقليل معدل انتقال الحرارة بين الداخل والخارج. صُممت هذه الوحدات لتوفير عزل حراري أفضل من النوافذ أحادية اللوح، مما يؤدي إلى تدفئة وتبريد أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة.

الوظيفة الأساسية لوحدة الزجاج المعزول هي قدرتها على العزل والتي توفرها الآليات التالية:

• العزل الحراري: يعمل الهواء أو الغاز بين ألواح الزجاج كحاجز حراري. ولأن الغازات، مثل الأرجون، أكثر كثافة من الهواء، فإنها توفر عزلًا حراريًا أفضل من خلال تقليل كمية الحرارة المارة عبر النافذة. هذا يساعد في الحفاظ على درجات الحرارة الداخلية، مما يقلل الاعتماد على أنظمة التدفئة أو التبريد.
• عزل الصوت: تعمل طبقات الزجاج والمساحة المملوءة بالغاز كحاجز صوتي فعال، مما يقلل من انتقال الضوضاء من الخارج. وهذا مفيد بشكل خاص في البيئات الحضرية أو بالقرب من الطرق المزدحمة حيث يُشكل التلوث الضوضائي مصدر قلق.
• التحكم في التكثف: بفضل الحاجز العازل، يميل السطح الزجاجي الداخلي للنافذة إلى البقاء في درجة حرارة قريبة من درجة حرارة الغرفة. هذا يقلل من احتمالية تكوّن التكثف على الجزء الداخلي للنافذة، مما يُحسّن جودة الهواء الداخلي ويمنع نمو العفن.
• حماية من الأشعة فوق البنفسجية: بعض وحدات الزجاج المعزول مزودة بطبقات خاصة تحجب نسبة كبيرة من الأشعة فوق البنفسجية الضارة للشمس. هذا يُطيل عمر المفروشات الداخلية، كالسجاد والستائر والمفروشات، من خلال منع بهتان اللون.

من المهم اختبار وحدات الزجاج المعزولة لضمان استيفائها لمعايير الأداء والسلامة والمتانة. تُقيّم هذه الاختبارات قدرة الوحدة على العزل وسلامتها الهيكلية ضد الحرارة والصوت والرطوبة وعوامل بيئية أخرى. تشمل طرق الاختبار الشائعة المستخدمة لتقييم أداء وجودة وحدات الزجاج المعزولة ما يلي:

• اختبار العزل الحراري: يُعدّ الأداء الحراري أحد أهم جوانب وحدات الزجاج المعزول. تُقيّم هذه الاختبارات مدى قدرة الوحدة على الاحتفاظ بالحرارة أو مقاومتها لتدفق الحرارة، مما يؤثر بشكل مباشر على كفاءة الطاقة.
  • اختبار قيمة U: قيمة U (النفاذية الحرارية) هي مقياس لكمية الحرارة المفقودة عبر وحدة زجاجية معزولة. كلما انخفضت قيمة U، كان أداء الزجاج العازل أفضل. تتوافق هذه الطريقة مع معيار ASTM E2188 أو ISO 12567-2. يقيس مقياس التدفق الحراري أو جهاز مشابه كمية الحرارة المارة عبر وحدة الزجاج المعزول.
  • اختبار القيمة الحرارية للزجاج الأوسط: يقيس هذا الاختبار الأداء الحراري للجزء الزجاجي من وحدة زجاجية معزولة، باستثناء الإطار. ويُقيّم معدل انتقال الحرارة عبر طبقات الزجاج. تتوافق هذه الطريقة مع معيار ASTM E2190 أو ISO 12567-1.
• اختبار مقاومة التكاثف: تشير مقاومة التكاثف إلى قدرة النافذة على مقاومة تكوّن الرطوبة على سطحها. قد يؤدي تكوّن التكاثف على الجانب الداخلي من النوافذ إلى نمو العفن وتلف مواد البناء. تقيس الطرق الموضحة في ASTM E903 أو ISO 10292 درجة حرارة سطح وحدة العزل في ظل ظروف قياسية لتحديد حدوث التكاثف.
• اختبار عزل الصوت والأداء الصوتي: يُعدّ عزل الصوت أو الأداء الصوتي لوحدات الزجاج المعزولة أمرًا بالغ الأهمية في المناطق الحساسة للضوضاء. يُحدد هذا الاختبار مدى فعالية وحدة العزل في تقليل انتقال الصوت من المصادر الخارجية. يُعدّ معيار ASTM E90 معيارًا شائعًا لاختبار فقدان انتقال الصوت في النوافذ.
• اختبارات تسرب الهواء والعزل: يُعد تسرب الهواء عاملاً هاماً في فقدان الطاقة وأداء وحدات العزل. يجب أن يبقى العازل بين ألواح الزجاج محكم الإغلاق للحفاظ على خصائصه العازلة. تقيس معايير ASTM E283 أو ISO 5970 تسرب الهواء عبر النوافذ. يُطبق تدفق هواء ثابت على وحدة الزجاج العازل، وتُقاس كمية الهواء المتسرب عبر حافة العازل.
• اختبار سلامة الهيكل ومقاومة الأحمال: يجب أن تكون وحدة الزجاج المعزول قادرة على تحمل الأحمال الخارجية، مثل ضغط الرياح، مع الحفاظ على سلامتها الهيكلية. تُستخدم معايير ASTM E330 وASTM E331 عادةً لتقييم الأداء الهيكلي للنوافذ تحت ضغط الرياح وتسرب المياه.
• اختبار مقاومة الماء: يضمن اختبار مقاومة الماء قدرة وحدة الزجاج العازل على منع دخول الماء إلى المبنى بفعالية أثناء هطول الأمطار الغزيرة أو غيرها من الظروف الجوية القاسية. يتضمن معيار ASTM E331 رش الماء تحت ضغط داخل النافذة لتحديد ما إذا كان الماء يتسرب إلى داخل المبنى.
• اختبار مقاومة الصدمات: تُعد مقاومة الصدمات مهمةً بشكل خاص في المناطق التي تُعدّ السلامة والأمان فيها أمرًا بالغ الأهمية، مثل المباني التجارية ذات الحركة المرورية الكثيفة أو المناطق المعرضة لظروف جوية قاسية. يُستخدم معيارا ASTM F1915 وASTM E1996 لاختبار مقاومة أنظمة النوافذ والزجاج للصدمات. تُحاكي هذه الاختبارات تأثير الأجسام أو الحطام على النافذة.
• اختبار مقاومة الأشعة فوق البنفسجية والبهتان: يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تُضعف أداء النوافذ وتُسبب بهتان المفروشات الداخلية. يمكن وضع طلاءات خاصة على وحدات الزجاج المعزولة لتقليل انتقال الأشعة فوق البنفسجية. تُقيّم معايير ASTM G154 أو ISO 4892 كيفية حماية الطلاءات أو الزجاج نفسه من تدهور الأشعة فوق البنفسجية من خلال محاكاة التعرض طويل الأمد للأشعة فوق البنفسجية على سطح وحدة العزل.
• اختبارات المتانة والشيخوخة: لتقييم أداء وحدات الزجاج المعزولة مع مرور الوقت، تُحاكي اختبارات المتانة والشيخوخة التعرض طويل الأمد لعوامل بيئية كالحرارة والرطوبة والأشعة فوق البنفسجية. وتُستخدم معايير ASTM E773 وASTM E2190 بشكل شائع.
• اختبار احتباس الغاز: بالنسبة للوحدات الزجاجية المعزولة المملوءة بغازات خاملة مثل الأرجون أو الكريبتون، من المهم ضمان بقاء الغاز داخل الوحدة لفترات طويلة، مع الحفاظ على خصائصه العازلة. يمكن استخدام معايير ASTM E2188 أو ASTM E2190 لتقييم احتباس الغاز في الفراغ بين الألواح. يتضمن ذلك قياس تركيز الغاز مع مرور الوقت لتحديد ما إذا كان يبقى ضمن الحدود المحددة.

مؤسستنا، التي تدعم الشركات في جميع القطاعات منذ سنوات من خلال مجموعة واسعة من أنشطة الاختبار والقياس والتحليل والتقييم، تضم فريقًا قويًا من الموظفين يتابعون عن كثب التطورات العالمية في العلوم والتكنولوجيا، ويعملون على تطوير أنفسهم باستمرار. وفي هذا السياق، نقدم أيضًا خدمات اختبار وحدات الزجاج المعزول (IGU) للشركات.