سایت مرجع در و پنجره دو جداره ، پنجره یو پی وی سی ، پنجره آلمینیوم ، پروفیل یو پی وی سی، شیشه دو جداره، شیشه سه جداره، درب و پنجره upvc ، نما، ساختمان

اثرات اختلافات ارتفاع بر کیفیت شیشه دوجداره

ساختار شیشه دوجداره تشکیل شده است از دولایه شیشه که در دوطرف یک فریم فلزی (اسپیسر) قرار گرفته اند . فضای بین دوشیشه  هوا یا گازی است که به طور کامل محبوس شده است وهیچ ارتباطی با فضای خارج ندارد.( بر عکس تصور غلطی که بین دولایه شیشه خلاء می باشد.) طبیعی است که فشار هوا یا گاز داخل شیشه دوجداره ، بافرض ثابت بودن دما، دقیقا برابر است با فشار هوای محیطی که شیشه دوجداره در آنجا تولید شده است. حال اگر محل نصب شیشه دوجداره مکانی باشد که به علت اختلاف ارتفاع دارای فشار هوای متفاوتی باشد . مشکلاتی در ظاهر واستحکام نهایی محصول بوجود می آیدکه درذیل به علت ، نتایج وروش مقابله با این مشکلات پرداخته می شود .

فشار جو

جو زمین مخلوطی از گازهای متفاوت با نسبتهای مختلف (عمدتا نیتروژن واکسیژن )می باشد که گرداگرد زمین را فرا گرفته است . در حقیقت روی هر نقطه از زمین ستونی از هوا قرار گرفته است که وزن خود را به آن نقطه تحمیل می کند . در یک فضای آزاد نیروی وزن این ستون هوا را به فشار جو تعبیر می کنیم . طبیعی است که هر چه از سطح زمین بالاتر برویم از طول این ستون هوا کاسته می شود وطبیعتا وزن وفشار آن کاهش می یابد وبر عکس هر چه ارتفاع منطقه ای پائین تر باشد با استدلال مشابه می توان انتظار فشار بیشتر را داشت .

 به عنوان یک شاخص پایه برای فشار جو ، سطح آزاد دریا در عرض جغرافیایی 45  درجه به عنوان مبنا انتخاب شده است. در شرایط تعریف شده این مقدار فشار هوا تقریبا برابر با 760 میلمتر جیوه یا 1 اتمسفر ویا تقریبا 1 بار می باشد.

 برای دانستن مقدار بزرگی این فشار کافیست بدانیم این مقدار معادل قرار دادن یک وزنه یک کیلوگرمی روی یک سطح یک سانتیمتر مربعی یا قرار دادن یک وزنه 10 تنی روی سطحی به اندازه یک متر مربع می باشد .

حال سوال این است که تحت چنین فشاری چگونه جسمی شکننده مانند شیشه خرد نمی شود.

فشار جو ساکن به علت سیال بودن هوا فشار هیدرواستاتیک است . به تعبیر ساده ترفشار جو فقط در جهت قائم و از بالا به پائین وارد نمی شود بلکه در تمامی جهات به اجسام نیرو وارد می کند وبرآیند این نیروها صفر است .

این بدان معنی است که نیرویی که به علت فشار جو به سطحی مانند شیشه وارد می شود از بالا وپائین مقدار برابر دارد واین دو نیرو اثر یکدیگر راخنثی می کنند.بنابر این حتی جسمی مانند شیشه که انعطاف پذیری خمشی  زیادی دارد ، در شرایط عادی کاملا تخت باقی می ماند.

در فرآیند دوجداره کردن شیشه ها ، هوای محبوس داخل شیشه به طور طبیعی فشاری برابر فشار محیط تولید را دارد .به طور مثال فرض کنیم فشار مطلق محیط برابربا 1 اتمسفر یا 1 بار می باشد . در این صورت فشار هوای داخل شیشه دو جداره هم 1 بار خواهد بود وچون شیشه به طور کامل آب بندی شده است با فرض ثابت بودن دما فشار هوای داخل برای همیشه 1 بار باقی خواهد ماند . در شرایط تولید ومحل کارخانه این شیشه ایده آل است وسطح آن کاملا تخت وموازی خواهد بود.حال باید دید  اگر این شیشه در محلی با اختلاف ارتفاع   1000 + متر نسبت به ارتفاع  کارخانه محل تولید  نصب شود ، چه مشکلاتی بوجود می آید.

همچنانکه پیشتر عنوان  شد با  افزایش ارتفاع ، فشار جو کاهش می یابد . محاسبات نشان  می دهند که  به  ازاء هر 100 متر  اختلاف  ارتفاع ،  تقریبا  2/1 کیلو  پاسکال یا تقریبا   120   Kg .f / m²  از فشار  جو کاسته می شود.

به عبارت دیگر تصور یک وزنه 10 تنی روی سطح یک متر مربعی در سطح دریا را باید با تصور یک وزنه 9880 کیلوگرمی در ارتفاع 100 متری  یا یک وزنه 8800 کیلوگرمی در ارتفاع 1000 متری عوض کنیم .پس در ارتفاع 1000 متری وضعیت شیشه مفروض ما به شکل زیر خواهد بود .

زیرا همانگونه که توضیح دادیم فشار داخل شیشه برابر فشار جو محل تولید شیشه باقی خواهد ماند. چنین شیشه ای را شیشه دو جداره فشار مثبت می گویند. شیشه های فشار مثبت رو به خارج متورم می شوند وسطوح شیشه ای دیگر تخت نیستند و محدب می شوند . میزان نغییر شکل شیشه علاوه بر اختلاف فشار فضای داخل با فشار جو  به ابعاد ، ضخامت وشکل هندسی شیشه نیز وابسته است .

هر چه ابعاد شیشه بزرگتر باشد این تغییر شکل بزرگتر می شود .

همچنین شیشه های نازکتر در شرایط مشابه  در مقایسه با شیشه های ضخیم تر مستعد تغییر شکلهای بزرگتری هستند.محدب شدن سطوح شیشه اثر مستقیم فشار بیشترگازمحبوس در درون شیشه دوجداره  نسبت به فشار محیط میباشد. اثرات محدب بودن شیشه ها عبارتند از :

1-چنین شیشه ای ظاهری نامطلوب وموجدار خواهد داشت .بخصوص از بیرون ساختمان ناظران، تصاویر فضای روبرو در شیشه ها را موجدار ،ناپیوسته ودر ابعاد غیر واقعی خواهند دید.

2- لایه های چنین شیشه ای همیشه تحت تنش می باشند به همین دلیل مقاومت مکانیکی کمتری نسبت به یک شیشه تخت مشابه دارند وبر اثر اصابت ضربه یا تنش حرارتی نسبت به یک شیشه تخت مشابه زودتر خواهند شکست . حتی درصورتی که مقدار اختلاف فشار خیلی بزرگ شود امکان شکست شیشه بدون هیچ عامل خارجی دیگری مهیاست ودر موارد زیادی شکست شیشه ها فقط وفقط به علت انتقال به مناطق دیگر با اختلاف ارتفاع زیاد دیده شده است .

3-در صورتی که مقدارتغییر شکل شیشه ها زیاد باشند امکان آسیب دیدن چسبهائی که برای اتصال شیشه ها به اسپیسر استفاده شده اند وجود دارد.

عکس قضیه نیز کاملا صحیح است . یعنی اگر فرض کنیم محل تولید شیشه دو جداره  در ارتفاع 1000 متری باشد وفشار جو برابر 8800   Kg .f / m²  باشد وشیشه در محلی همسطح دریا وبا فشار جو یک اتمسفر یا 10000  Kg .f / m²  نصب شود. شیشه دوجداره شرایطی مانند شکل زیر را پیدا می کند که آنرا شیشه فشار منفی  می نامیم .

شیشه های فشار منفی عینا"تمام مشکلات شیشه فشار مثبت را دارند با این تفاوت که شیشه ها مقعر می شوند. به هر صورت چنین شیشه ای ظاهری نازیبا وموجدار ، از نظر مکانیکی ضعیف وچسبندگی احتمالا ناکافی (بین شیشه واسپیسر ) خواهد داشت .

 راه حل برخورد با این پدیده فیزیکی چیست وچگونه باید از مشکلات آن پرهیز کرد ؟

 دراغلب اوقات ساده ترین راه حل ها بهترین هستند وساده ترین راه حل برای این مشکل این است که اختلاف فشار داخل شیشه وفشار جو محل نصب حذف شود . بدین منظور باید هنگام تولید شیشه دوجداره تمهیداتی در نظر گرفته شود تا در محل نصب فشار داخلی شیشه دوجداره با فضای آزاد به تعادل برسد . بعد از اینکه شیشه ها مجددا کاملا تخت شدند مجددا فضای داخلی آب بندی شود. به این عمل تنظیم فشار یا Airbalance  گفته میشود.

مطالب این صفحه را به اشتراک بگذارید