•  
  •  

Buktning av isolerglas

Isolerglas består vanligtvis av separata åtskiljda två eller tre glas med slutna kaviteter däremellan, ofta fyllda med argon för bättre isoleringsförmåga. Då en sådan konstruktion utsätts för temperaturförändringar kommer gasen att ändra volym och tryckförändringar uppstår. Glasen kommer då att bukta vilket ger förskjutningar och spänningar i glasen. Vid stora dimensioner på isolerglaset tillsammans med höga temperaturlaster blir buktningen av glasen stora men spänningarna desto mindre. Vid små dimensioner blir buktningen mindre men spänningar kan bli så höga att glaset måste härdas. Detta kan förvärras genom en ändring av lufttrycket som ger ytterligare last på konstruktionen och buktningen kan bli större.

Efterfrågan finns på att ha en integrerad persienn i isolerglaset. En integrerad persienn skulle inte vara i vägen och det skulle underlätta städningen men under en kall dag kan persiennen klämmas fast mellan glasen p.g.a. buktningen. Under en extremt kall dag eller en varm solig dag kan spänningarna i glasen istället bli så höga så att glasen kan spricka. Många parametrar påverkar buktningen av isolerglas t.ex. geometrin, glastyp och lastens storlek. Dessa parametrar undersökt i detta arbete med hjälp av modellering och experimentella tester.

Temperaturvariationen i isolerglas beräknades fram med en 1D-FE modell genom mitten av isolerglaset. De beräknade medeltemperaturerna i kaviteterna användes i en finita element modell gjord i Abaqus/CAE där isolerglaset modellerades. Skillnaden mellan gasens temperatur vid tillverkning och temperaturen då isolerglaset var i bruk gav en tryckförändring som beräknades med den ideella gas lagen. Skillnaden mellan gasens tryck vid tillverkning och lufttrycket gav ytterligare last på isolerglaset. Finita element modellen användes för att bestämma förskjutningarna och spänningarna i glasen. 1D-FE modellen och finita element modellen verifierades med experimentella tester i en klimatkammare (Hotbox).

Temperaturen i mittenglaset visade sig vara ca 1-2 grader högre än den beräknade temperaturen med 1D-FE modellen som beror på att värmeöverföringen ändras som en effekt av buktningen. Efter att isolerglasen hade varit utsatt för temperaturlast i Hotboxen så fanns en kvarstående buktning på 1-4 mm på vardera sida. Den totala buktningen beräknad med finita element modellen visade ca 1 mm högre buktning än vad som mättes upp, detta då man bortsåg från den kvarstående buktningen.
En parameterstudie gjordes där parametrar så som geometrin, glastyp, gastyp och storleken på lasten ändrades. Valet av gas visade sig ha en liten påverkan på buktningen av glasen men desto större påverkan av isolerförmågan. Tjockleken på glasen visade sig ha en stor betydelse på buktningen. När tjockleken på ett glas ökades så minskade buktningen av detta glas men buktningen ökade istället för de två andra glasen.

En regressionsmodell gjordes där en funktion anpassas till erhållen modellerad data vilket gör det möjligt för användaren att själv ändra de parametrar som har studerats.

Ladda hem PDF