Argon Gazı Nedir? Argon Gazlı Cam, Ug Değeri ve Argon Tüpü
Argon gazlı cam, iki ya da üç cam plaka arasındaki kapalı boşluğun kuru hava yerine argon gazıyla doldurulduğu yalıtım camı ünitesidir; argonun ısıyı havadan daha az iletmesi sayesinde camın ısı kaybı azalır. Günlük dilde "argonlu ısıcam" ya da "argon gazlı çift cam" diye de anılır.
Argon kelimesi dört anlamda kullanılır: kimyada atom numarası 18 olan soy gaz elementi; yapıda yalıtım camının ara boşluğunu dolduran gaz; kaynakta kaynak banyosunu havadan koruyan gaz (aramaların çoğu "argon tüpü" içindir); aydınlatmada ampul ve deşarj lambalarının dolgu gazı. Bu sayfa gaz dolgusunu derinlemesine anlatır; camın geri kalanı (kaplama, çıta, sızdırmazlık) için ısıcam nedir ve low-e ısı kontrol camı sayfalarına bakılabilir.
Argon ne demek? Anlamları ve kaynakları
Türk Dil Kurumu sözlüğünde argon kimya alanında tek anlamla yer alır: atom numarası 18, atom ağırlığı 39,9 olan, havada yaklaşık %1 oranında bulunan, rengi, kokusu ve tadı olmayan element (simgesi Ar). Öteki anlamlar sözlükte ayrı madde değildir; elementin kullanıldığı alanlardan gelir.
| Anlam | Alan | Kaynak |
|---|---|---|
| Atom numarası 18, havada yaklaşık %1 bulunan, renksiz, kokusuz, tatsız element (Ar) | Kimya (isim) | TDK |
| Yalıtım camının ara boşluğuna doldurulan, ısı iletimini azaltan soy gaz | Yapı, cam | EN 673, EN 1279-3 |
| TIG ve MIG kaynağında kaynak bölgesini havadan koruyan gaz | Kaynak, metal işleme | Royal Society of Chemistry |
| Akkor ampulde teli oksitlenmekten koruyan, deşarj lambasında ışık veren gaz | Aydınlatma | Royal Society of Chemistry |
Argon gazı nedir? Özellikleri
Argon, periyodik tablonun son sütunundaki soy gazlardandır: başka elementlerle neredeyse hiç tepkimeye girmez. Adı Yunanca "tembel, işsiz" anlamındaki argos kelimesinden gelir. 1894'te Lord Rayleigh ve William Ramsay tarafından tanımlanmıştır. Havanın hacimce yaklaşık %0,93'ünü oluşturur; TDK'daki "%1" bu değerin yuvarlanmış hâlidir. Azot ve oksijenden sonra atmosferde en çok bulunan üçüncü gazdır. Endüstride sıvılaştırılmış havanın ayrımsal damıtılmasıyla elde edilir; bu yüzden hem basınçlı tüplerde gaz, hem de soğutulmuş tanklarda sıvı argon olarak taşınır.
| Özellik | Değer |
|---|---|
| Simge, atom numarası | Ar, 18 |
| Havadaki oranı | Hacimce yaklaşık %0,93 |
| Kaynama noktası | Yaklaşık −185,8 °C |
| Yoğunluk (0 °C, 1 atm) | 1,784 g/L, havanın yaklaşık 1,4 katı |
| Isıl iletkenlik | Havanın yaklaşık üçte ikisi (0,0177 W/mK, 300 K) |
| Görünüş | Renksiz, kokusuz, tatsız; yanmaz |
Değerler Royal Society of Chemistry element sayfası ve argon ansiklopedi maddesinden alınmıştır. Isıl iletkenliğin ne anlama geldiği lambda değeri sayfasında anlatılır.
Argon gazlı cam nedir, nasıl çalışır?
Bir ısıcam ünitesinde iki cam, kenarlardaki cam ara boşluk çıtasıyla birbirinden ayrılır ve kenarlar sızdırmaz biçimde kapatılır. Aradaki boşluk kuru havayla bırakılabilir ya da üretimde, ünite kapatılmadan önce havanın yerine argon verilir. Dışarıdan bakıldığında argonlu ve havalı ünite arasında fark görünmez; gaz renksizdir.
Argon ısı kaybını neden azaltır?
Ara boşluktan ısı üç yolla geçer: ışınım, gazın iletimi ve gazın dolaşımı (taşınım). Bu üç yol ısının yayılma yolları sayfasında anlatılır. Argon ağır ve tek atomlu bir gaz olduğu için ısıyı havadan yaklaşık üçte bir oranında daha az iletir; bu, iletim payını doğrudan düşürür. Işınımı ise gaz değil, cam yüzeyindeki low-e kaplama keser. Bu yüzden argonun etkisi kaplamasız camda küçük, low-e kaplamalı camda belirgindir: kaplamasız 4-16-4 çift camda argon Ug'yi yalnız 2,7'den 2,6 W/m²K'ye indirirken, low-e kaplamalı ünitede fark 0,2-0,3 W/m²K'ye çıkar (değerler aşağıdaki tabloda ve Isıcam Sinerji ve Konfor sayfasındaki üretici tablosunda).
Hava, argon ve kripton: Ug karşılaştırması
Camın merkezindeki ısı geçirgenlik katsayısı (Ug değeri) EN 673 standardındaki hesap yöntemiyle bulunur. Yöntem, her ara boşluk için ışınım iletkenliğini ve gaz iletkenliğini ayrı ayrı hesaplar; gaz payı, gazın ısıl iletkenliği, boşluk genişliği ve taşınımın başlayıp başlamadığını gösteren Nusselt sayısıyla belirlenir (EN 673 standart kaydı). Aşağıdaki değerler, Alman düz cam birliği Bundesverband Flachglas için ift Rosenheim'ın EN 673'e göre hesapladığı Ug tablolarından alınmıştır (4 mm cam, kaplama salımı ε = 0,03, argon %90):
| Ara boşluk | Kuru hava | Argon %90 | Fark |
|---|---|---|---|
| 10 mm | 1,8 | 1,5 | 0,3 |
| 12 mm | 1,6 | 1,3 | 0,3 |
| 14 mm | 1,5 | 1,2 | 0,3 |
| 16 mm | 1,4 | 1,1 | 0,3 |
| 20 mm | 1,4 | 1,2 | 0,2 |
Kripton argondan da ağırdır ve ısıyı daha az iletir. Saint-Gobain'in CLIMAPLUS ve CLIMATOP üniteleri için yayımladığı EN 673 tablosu farkı şöyle gösterir (Ug, W/m²K; argon %90, kripton %92):
| Yapı | Argon | Kripton |
|---|---|---|
| Çift cam, 10 mm boşluk | 1,4 | 1,0 |
| Çift cam, 12 mm boşluk | 1,3 | 1,0 |
| Çift cam, 16 mm boşluk | 1,1 | 1,1 |
| Üç cam, 12 + 12 mm | 0,7 | 0,5 |
| Üç cam, 16 + 16 mm | 0,6 | 0,5 |
Tablo kriptonun asıl avantajını gösterir: aynı Ug'ye daha dar boşlukta ulaşır. 16 mm'lik çift camda iki gaz eşittir; kripton ince ünite gereken yerde ve üç camlı ünitelerde anlam kazanır.
Argon için en iyi ara boşluk genişliği
Boşluk daraldıkça gaz katmanı incelir ve iletim artar; genişledikçe gaz dolaşmaya başlar ve taşınım artar. EN 673'teki Grashof sayısı gaz yoğunluğunun karesiyle büyüdüğü için ağır gazda dolaşım daha dar boşlukta başlar; en iyi genişlik havada en büyük, argonda daha küçük, kriptonda en küçüktür. Tablolarda argonlu çift camın en düşük değeri 15-18 mm aralığındadır, kriptonda 10-12 mm'dir. Pilkington da argonun Ug'yi boşluk ölçüsüne bağlı olarak yaklaşık 0,2 W/m²K düşürdüğünü ve kriptonun dar boşlukta yararlı olduğunu belirtir (Pilkington ısı yalıtımı SSS). Eğik ve yatay camda, ısı akışı yukarı doğruyken (örneğin çatı penceresinde) dolaşım standarda göre daha güçlü hesaplanır; aynı ünite orada daha yüksek Ug verir.
Low-e ile birlikte kullanım: argon gazlı konfor cam
Piyasada "argon gazlı konfor cam" ya da "argonlu sinerji" diye satılan ürünler low-e kaplama ile argon dolgusunun birleşimidir. Şişecam'ın tablosunda Isıcam Sinerji ve Konfor'un 4-16-4 yapıda Ug değeri havalıda 1,3, argonluda 1,1 W/m²K'dir; iki ürünün yalıtımı aynıdır, Konfor'un farkı güneş kontrolüdür. Kaplamanın nasıl çalıştığı low-e cam sayfasındadır. Pencerenin tamamının değeri (Uw) ise çerçeve ve cam kenarını da içerir; sıcak kenar çıtası argonla aynı paketin parçasıdır.
Yoğuşmayla ilişkisi
Ug düştükçe iç camın yüzey sıcaklığı yükselir. İç yüzey odadaki havanın çiy noktasının üzerinde kaldıkça camda yoğuşma olmaz. Argon cam merkezinde bu sınırı bir miktar yukarı taşır; cam kenarındaki terleme ise daha çok çıtaya ve çerçeveye bağlıdır.
Argon gazı camdan kaçar mı? Dolum oranı ve EN 1279-3
Argon hiçbir ünitede %100 değildir; üretimde boşluktaki havanın tamamı atılamaz. Hesaplarda ve üretici beyanlarında genellikle %90 argon esas alınır. Kaçış ise EN 1279-3 ile sınırlanır: 2018 sürümüne göre gazlı ünitelerin ortalama gaz kaçış oranı yılda %1,0'ı, tek bir numune yılda %1,2'yi aşamaz; deney sonunda ölçülen gaz oranı, üreticinin beyan ettiği değerin 5 puandan fazla altında olamaz (%90 beyanında en az %85) (EN 1279-3 standart kaydı). Standardın 2002 sürümündeki bilgi ekine göre bu sınırı sağlayan bir ünite binada 25 yılda göreli olarak %5'ten az gaz kaybeder; %90 beyanlı, gerçekte %85 dolu bir ünitede bile 25 yıl sonra oran %80'in üzerinde kalır ve Ug, %90 ile hesaplanan değerden en fazla 0,04 W/m²K sapar. Aynı ift tablolarında %85, %90 ve %95 argon için hesaplanan Ug değerleri arasındaki fark da en fazla 0,1 W/m²K'dir.
Kenar sızdırmazlığı bozulursa durum değişir: gaz hızla kaçar ve içeri nem girer. Belirtisi silmekle geçmeyen cam arası buğudur. Delinip "buğusu alınan" ünitenin argonu geri gelmez. Bu durumun garantideki yeri pencere ve cam garantisi sayfasında anlatılır.
Camda argon olup olmadığı nasıl anlaşılır?
Gözle anlaşılmaz. Standarttaki başvuru yöntemi gaz kromatografisidir ve üniteyi bozar. Sahada ve üretimde camı açmadan ölçen cihazlar kullanılır; örneğin Sparklike Laser Portable lazerle çift ve üç camlı, kaplamalı ve lamine ünitelerde argon ya da kripton oranını yaklaşık 20 saniyede ölçer. Ev kullanıcısı için pratik yol, çıta üzerindeki üretim bilgisini ve faturadaki ürün tanımını kontrol etmektir.
Argon gazlı cam fiyatını ne belirler?
Gazın kendisi ünitenin küçük bir kalemidir. Fiyatı asıl belirleyenler cam kalınlığı ve alanı, low-e ya da güneş kontrol kaplamasının türü, çift veya üç cam oluşu, çıtanın türü, argon yerine kripton kullanılıp kullanılmadığı ve montajdır.
Kaynakta argon: koruyucu gaz ve argon tüpü
"Argon tüpü" aramalarının neredeyse tamamı kaynakla ilgilidir. Argon, erimiş metali havadaki oksijen ve azottan korumak için kullanılır. TIG kaynağında olağan koruyucu gaz argondur; kaynak banyosunun nüfuziyetini ve akışkanlığını artırmak için helyum eklenebilir. MIG/MAG kaynağında da temel gaz argondur; arkı kararlı tutmak için genellikle az miktarda oksijen veya karbondioksit katılır (Alleima koruyucu gaz rehberi). Alüminyum doğrama profillerinin kaynağı alüminyum kaynağı yöntemleri sayfasında anlatılır. Tüp fiyatını tüpün hacmi (litre), gazın saflığı, dolum mu yeni tüp mü olduğu ve depozito koşulları belirler.
Argon gazı solunursa ne olur, patlar mı?
Argon zehirli değildir ve yanmaz. Tehlikesi iki yerdedir: kapalı ve havasız bir alanda oksijenin yerini alıp uyarı vermeden boğulmaya yol açabilir; basınçlı tüp ısınırsa basınç artar ve tüp patlayabilir. Bu uyarılar üretici güvenlik bilgi formunda yer alır (Airgas argon SDS). Pencere camındaki argon miktarı ise küçüktür; kırılan bir ünitedeki gaz odanın havasına karışır ve sağlık sorunu yaratmaz.
Aydınlatmada argon
Akkor ampullerde argon, sıcak telin oksitlenmesini önlemek için doldurulur. Saf argonla doldurulmuş gaz deşarj lambaları mor-leylak renkte ışık verir; argona biraz cıva katıldığında ışık maviye döner. Bu kullanım yapı camıyla ilgili değildir; argonun tepkimeye girmemesi her iki alanda da aynı nedenle işe yarar.
Sık sorulan sorular
Argon gazlı cam gerçekten fark eder mi?
Low-e kaplamalı çift camda Ug'yi yaklaşık 1,3-1,4'ten 1,1 W/m²K'ye indirir; bu, cam merkezinden geçen ısıda yaklaşık %15-20 azalma demektir. Kaplamasız camda fark 0,1 W/m²K düzeyinde kalır.
Argon gazı camdan kaçarsa ne olur?
Sağlam bir ünitede kaçış çok yavaştır ve yalıtım değeri yıllar içinde fark edilir ölçüde değişmez. Sızdırmazlık bozulmuşsa cam arasında buğu görülür; o durumda ünite değiştirilir.
Argon mu kripton mu?
16 mm boşluklu çift camda ikisi aynı sonucu verir. Kripton, ince ünite gereken çerçevelerde ve üç camda daha düşük Ug sağlar.
Mevcut ısıcama sonradan argon doldurulabilir mi?
Hayır. Gaz üretimde ünite kapatılırken verilir; kapalı üniteye delikle gaz vermek sızdırmazlığı bozar ve kalıcı sonuç vermez.
Argon gazlı camın ömrü ne kadar?
EN 1279-3'ü sağlayan bir ünitede gaz kaybı 25 yılda göreli olarak %5'in altında kalır; ömrü asıl belirleyen kenar sızdırmazlığıdır. Çerçevedeki su tahliye deliklerinin açık tutulması ve cam kenarının suda kalmaması bu yüzden önemlidir.