Sesamsamen-Samen-große Molekularsiebe bergen das Geheimnis der Haltbarkeit von Isolierglas, das bei Hausrenovierungen verwendet wird.
Isolierglas und Molekularsiebe
Isolierglas (Standardkonfiguration) besteht aus Rohglasscheiben, Aluminium-Abstandshaltern, Molekularsieben, einem primären Butyl-Dichtstoff und einem sekundären Dichtstoff. Um ein konformes Produkt zu gewährleisten, das eine angemessene Lebensdauer (15 Jahre) erreichen kann, sind qualitativ hochwertige-Rohstoffe unerlässlich, gefolgt von ordnungsgemäßen Produktionspraktiken (die Umwelt, Maschinen, Prozesse und Betriebsstandards abdecken).
Diese Konstruktion verleiht Isolierglas seine energiesparenden-Eigenschaften:
Glas ist ein guter Wärmeleiter mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,90 W/(m·K) und einem geringen Wärmewiderstand; Luft ist ein schlechter Wärmeleiter mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,024 W/(m·K) und einem hohen Wärmewiderstand. Eine einzelne 6 mm dicke Glasscheibe hat einen Wärmedurchgangskoeffizienten (K--Wert) von etwa 5,8 W/(m·K), während eine Isolierglaseinheit mit einer 5 mm + 12 A + 5 mm-Konfiguration (zwei 5 mm dicke Scheiben mit einem 12 mm Luftspalt) einen K--Wert von etwa 2,72 W/(m·K) hat. Der K--Wert ist ein Hauptparameter zur Messung der Energieeffizienz von Glas und spiegelt dessen Wärmeübertragungsleistung bei Temperaturunterschieden wider; Ein niedrigerer K--Wert weist auf eine bessere Leistung hin.
Eine Isolierglaseinheit mit einer 6 mm + 12 A + 6 mm-Konfiguration hat einen K--Wert von ungefähr 2,70 W/(m·K), während eine 10 mm + 12 A + 10 mm-Einheit einen K--Wert von ungefähr 2,65 W/(m·K) hat. Die K--Werte unterscheiden sich trotz der Schwankungen in der Glasdicke nur sehr wenig, was zeigt, dass die Energieeinsparungsfähigkeit von Isolierglas nicht durch die Erhöhung der Glasdicke selbst bestimmt wird, sondern vielmehr durch das Vorhandensein des isolierenden Luftspalts, der den K--Wert deutlich senkt.
Der Schlüssel zur energiesparenden-Leistung von Isolierglas liegt darin, sicherzustellen, dass das Gas im Isolierspalt versiegelt und trocken bleibt.
Nach einschlägigen Untersuchungen liegt die relative Luftfeuchtigkeit im Spalt einer Isolierglaseinheit bei „normalem Gebrauch“ bei etwa 0,5 % RH. Dies ist weitaus niedriger als die relative Luftfeuchtigkeit, die wir normalerweise im täglichen Leben erleben-im Bereich von 45 % RH bis 75 % RH (wobei 60 %–70 % der angenehmste Bereich für die menschliche Wahrnehmung ist). Während die primären und sekundären Dichtstoffe einer Isolierglaseinheit (IGU) eine entscheidende Rolle beim Abdichten von Luft und Feuchtigkeit spielen, kann der Dichtstoff selbst die Luftfeuchtigkeit im Hohlraum nicht direkt senken.
Auch wenn die IGU in einer extrem trockenen Werkstatt hergestellt wird, sorgt das Dichtmittel nicht für eine „perfekte“ oder absolute Abdichtung; Luft-die Feuchtigkeit transportiert-besitzt einen gewissen Grad an Durchlässigkeit. Im Laufe der Zeit sorgt das Dichtmittel effektiv für einen Gasaustausch, wodurch die Luftfeuchtigkeit im Hohlraum ansteigt.
Daher benötigt die Herstellung von Isolierglas einen „Schlüsselbestandteil“: Molekularsiebe.
Molekularsiebe sind eine Art Trockenmittel; Ihre Funktion besteht darin, nach dem Zusammenbau der IGU schnell Feuchtigkeit aus der Luft im Hohlraum zu absorbieren und so die relative Luftfeuchtigkeit schnell auf etwa 0,5 % relative Luftfeuchtigkeit zu senken.
Darüber hinaus absorbieren sie während der langen Lebensdauer der Einheit {{0}die sich über ein Jahrzehnt oder mehr erstreckt-die Feuchtigkeit, die unweigerlich durch das Dichtmittel dringt, wodurch das Einsetzen von Kondensation verzögert und ein Versagen der IGU verhindert wird.
Ohne Molekularsiebe zur Absorption von Feuchtigkeit aus der Luft im Hohlraum entstehen zwei Hauptprobleme.
Erstens zur Leistung: Hohe Luftfeuchtigkeit oder Kondensation (bei Erreichen des Taupunkts) im Hohlraum erhöhen den Wärmeübergangskoeffizienten der Luft (der Koeffizient für trockene Luft beträgt 0,021 kcal/(m²·h·Grad), während er für Wasser 0,5 kcal/(m²·h·Grad) beträgt. Eine Erhöhung des Wärmeübergangskoeffizienten der Luft verringert den Wärmewiderstand und verringert dadurch die Wärmedämmleistung des Geräts.
Das Vorhandensein von Kondenswasser im Hohlraum weist außerdem darauf hin, dass die IGU das Ende ihrer effektiven Lebensdauer erreicht hat und nicht mehr die vorgesehene Wärmedämmung bietet.
Zweitens kann eine längere Einwirkung von Feuchtigkeit oder Kondensation zu Problemen wie Schimmelbildung, Alkaliauswaschung, weißen Flecken und Korrosion der Abstandshalter auf den inneren Glasoberflächen oder sogar Glasbruch führen.
