پنجره های دوجداره و بحران انرژی در ایران

نقش پنجره های دوجداره در مقابله با تغییرات اقلیمی و بحران انرژی در ایران

پنجره های دوجداره نه تنها یک انتخاب مدرن برای ساختمان ها بلکه به عنوان یک راهکار کلیدی در کاهش مصرف انرژی و مقابله با تغییرات اقلیمی و بحران انرژی در ایران و جهان مطرح هستند. این فناوری با بهره گیری از اصول مهندسی و فیزیکی نقش موثری در بهینه سازی مصرف انرژی ساختمان ها ایفا می کند و به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای کمک شایانی می رساند.در ادامه با گیل پارس به نقش پنجره های دوجداره و بحران انرژی در ایران میپردازیم.

[ پنجره یو پی وی سی: استحکام، زیبایی و عایق‌ بندی ]

تعریف و عملکرد فنی پنجره های دوجداره

پنجره دوجداره سیستمی است که از دو لایه شیشه مجزا تشکیل شده و بین این دو لایه یک فضای خالی یا عایق گازی (مانند هوا خشک آرگون یا کریپتون) وجود دارد. هدف اصلی از طراحی این سیستم کاهش انتقال حرارت بین فضای داخلی و خارجی ساختمان است. عملکرد فنی پنجره های دوجداره بر پایه اصول عایق حرارتی و کاهش سه مکانیزم اصلی انتقال حرارت یعنی هدایت همرفت و تابش استوار است.

• هدایت : فضای خالی یا گاز عایق بین دو لایه شیشه رسانایی حرارتی بسیار کمتری نسبت به شیشه دارد. این امر سبب کاهش قابل توجه انتقال حرارت از طریق هدایت می شود. به عبارت دیگر حرارت به سختی از یک لایه شیشه به لایه دیگر از طریق این فضای عایق منتقل می گردد.
• همرفت : فضای عایق جریان هوا و در نتیجه انتقال حرارت از طریق همرفت را محدود می کند. اگر فضای بین شیشه ها به اندازه کافی کوچک باشد جریان همرفتی هوا به شدت کاهش می یابد. گازهای سنگین تر مانند آرگون و کریپتون همرفت را نسبت به هوا به شکل موثرتری مهار می کنند.
• تابش : پوشش های خاصی به نام پوشش های Low-E (Low Emissivity) که بر روی سطح داخلی یکی از شیشه ها اعمال می شوند قابلیت بازتابش حرارت تابشی را افزایش می دهند. این پوشش ها به طور انتخابی طیف های خاصی از تابش را بازتاب می دهند و از ورود حرارت خورشیدی در تابستان و خروج حرارت داخلی در زمستان جلوگیری می کنند.

به این ترتیب پنجره های دوجداره با ترکیب این سه مکانیزم به عنوان یک سد حرارتی عمل کرده و تبادل حرارت بین داخل و خارج ساختمان را به حداقل می رسانند. این کاهش تبادل حرارت مستقیماً به کاهش نیاز به سیستم های گرمایشی و سرمایشی و در نتیجه کاهش مصرف انرژی ساختمان منجر می شود.

[ استعلام قیمت پنجره دوجداره در سال 1404 ]

اجزای اصلی و اصول کارکرد آنها

پنجره های دوجداره از اجزای مختلفی تشکیل شده اند که هر کدام نقش کلیدی در عملکرد کلی سیستم ایفا می کنند :

• شیشه ها : شیشه های مورد استفاده در پنجره های دوجداره معمولاً از نوع شیشه های فلوت هستند که سطح صاف و کیفیت بالایی دارند. نوع شیشه و ضخامت آن می تواند بر عملکرد عایق حرارتی و صوتی پنجره تاثیرگذار باشد. استفاده از شیشه های کم گسیل (Low-E) یا شیشه های کنترل کننده نور خورشید (Solar Control Glass) می تواند عملکرد پنجره را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. شیشه های Low-E با پوشش نازکی از اکسید فلزات گسیل حرارتی سطح شیشه را کاهش داده و بازتاب حرارت را افزایش می دهند. شیشه های کنترل کننده نور خورشید نیز با پوشش های خاص بخشی از انرژی خورشیدی را بازتاب داده و از گرم شدن بیش از حد فضای داخلی جلوگیری می کنند.
• اسپیسر (Spacer) : اسپیسر قطعه ای است که دو لایه شیشه را در فاصله مشخصی از یکدیگر نگه می دارد و فضای عایق را ایجاد می کند. اسپیسرها معمولاً از جنس آلومینیوم فولاد ضد زنگ یا مواد کامپوزیتی ساخته می شوند. اسپیسرهای “لبه گرم” (Warm Edge Spacers) که از مواد با رسانایی حرارتی پایین تر ساخته می شوند نسبت به اسپیسرهای آلومینیومی سنتی عملکرد عایق حرارتی بهتری دارند و از ایجاد پل حرارتی در لبه های پنجره جلوگیری می کنند. پل حرارتی به معنای مسیری با رسانایی حرارتی بالاتر است که می تواند باعث افزایش انتقال حرارت و کاهش عملکرد عایق بندی پنجره شود.
• ماده خشک کن (Desiccant) : ماده خشک کن درون اسپیسر قرار می گیرد و وظیفه جذب رطوبت موجود در فضای بین دو شیشه را بر عهده دارد. این کار از تشکیل بخار و میعان در داخل پنجره جلوگیری می کند. مواد خشک کن معمولاً از نوع مولکولار سیو (Molecular Sieve) یا سیلیکاژل (Silica Gel) هستند که خاصیت جذب رطوبت بالایی دارند.
• درزبند (Sealant) : درزبند وظیفه آب بندی و هوا بندی فضای بین شیشه ها و همچنین اتصال محکم شیشه ها به اسپیسر را بر عهده دارد. درزبندها باید از مواد الاستومری با دوام و مقاوم در برابر شرایط جوی مختلف ساخته شوند. انواع مختلفی از درزبندها مانند پلی یورتان (Polyurethane) پلی سولفید (Polysulfide) و سیلیکون (Silicone) در ساخت پنجره های دوجداره استفاده می شوند. درزبندهای دو لایه (Double Seal) که شامل یک درزبند اولیه و یک درزبند ثانویه هستند برای افزایش طول عمر و عملکرد پنجره های دوجداره به کار می روند.
• گاز عایق (Insulating Gas) : فضای بین دو شیشه می تواند با هوا خشک یا گازهای عایق مانند آرگون (Argon) کریپتون (Krypton) یا زنون (Xenon) پر شود. گازهای عایق به دلیل رسانایی حرارتی پایین تر نسبت به هوا عملکرد عایق حرارتی پنجره را به طور قابل توجهی بهبود می بخشند. آرگون به دلیل قیمت مناسب و عملکرد قابل قبول رایج ترین گاز عایق مورد استفاده در پنجره های دوجداره است. کریپتون و زنون گازهای گران قیمت تری هستند اما رسانایی حرارتی بسیار پایین تری دارند و برای پنجره هایی با عملکرد عایق حرارتی بسیار بالا استفاده می شوند به ویژه در مواردی که فضای بین شیشه ها کم است.
  

کاربردهای صنعتی و مثال هایی از صنایع مختلف

پنجره های دوجداره به دلیل مزایای متعدد خود کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف پیدا کرده اند :

• ساختمان سازی مسکونی و تجاری : مهم ترین کاربرد پنجره های دوجداره در ساختمان های مسکونی و تجاری است. استفاده از این پنجره ها در ساختمان ها منجر به کاهش مصرف انرژی برای گرمایش و سرمایش افزایش آسایش حرارتی ساکنین کاهش آلودگی صوتی و افزایش ارزش ملک می شود. در ایران با توجه به اقلیم متنوع و نیاز به صرفه جویی در مصرف انرژی استفاده از پنجره های دوجداره در ساختمان سازی به یک ضرورت تبدیل شده است.
• صنعت حمل و نقل : در صنایع حمل و نقل مانند خودروسازی هواپیماسازی و صنعت ریلی نیز از پنجره های دوجداره استفاده می شود. در خودروها و قطارها پنجره های دوجداره به بهبود عایق صوتی و حرارتی کابین کمک می کنند و در هواپیماها علاوه بر عایق بندی نقش مهمی در حفظ فشار و دمای مناسب داخل کابین دارند.
• گلخانه ها : در صنعت کشاورزی و گلخانه داری پنجره های دوجداره به حفظ دمای مطلوب داخل گلخانه و کاهش اتلاف حرارت کمک می کنند. این امر باعث کاهش مصرف انرژی گرمایشی در گلخانه ها و افزایش بهره وری تولید محصولات کشاورزی می شود.
• صنایع غذایی و دارویی : در صنایع غذایی و دارویی که کنترل دقیق دما و رطوبت محیط بسیار حیاتی است از پنجره های دوجداره در اتاق های تمیز (Clean Rooms) سردخانه ها و انبارها استفاده می شود. این پنجره ها به حفظ شرایط محیطی پایدار و کاهش مصرف انرژی برای سیستم های تهویه مطبوع کمک می کنند.
• صنایع نفت گاز و پتروشیمی : در صنایع نفت گاز و پتروشیمی که اغلب در مناطق با شرایط آب و هوایی سخت فعالیت می کنند استفاده از پنجره های دوجداره در ساختمان های اداری و کنترل به بهبود شرایط کاری و کاهش مصرف انرژی برای تهویه مطبوع کمک می کند.

[ چرا پنجره‌ های UPVC انتخابی مناسب برای ساختمان‌ ها هستند؟ ]

مثال های صنعتی در ایران :

• در بخش ساختمان سازی مسکونی و تجاری استفاده از پنجره های دوجداره UPVC و آلومینیومی در پروژه های انبوه سازی مسکن و ساختمان های تجاری در شهرهای بزرگ ایران به طور فزاینده ای در حال گسترش است.
• در صنعت خودروسازی برخی از خودروهای تولید داخل به پنجره های دوجداره (به ویژه در شیشه های جانبی و عقب) مجهز شده اند که به بهبود عایق صوتی و حرارتی کابین کمک می کند.
• در بخش کشاورزی و گلخانه داری استفاده از پوشش های دوجداره پلی کربنات و شیشه دوجداره در ساخت گلخانه های مدرن در حال افزایش است.
• در صنایع غذایی و دارویی شرکت های تولیدی بزرگ در ایران از اتاق های تمیز مجهز به پنجره های دوجداره برای تولید محصولات حساس استفاده می کنند.

بررسی استانداردهای بین المللی و فناوری های پیشرفته مرتبط

صنعت پنجره های دوجداره تحت تاثیر استانداردهای بین المللی و فناوری های پیشرفته به طور مداوم در حال تکامل است. برخی از مهم ترین استانداردها و فناوری های مرتبط عبارتند از :

• استاندارد ISO ۹۰۰۱ : این استاندارد بین المللی سیستم مدیریت کیفیت چارچوبی برای تضمین کیفیت محصولات و فرآیندهای تولید پنجره های دوجداره ارائه می دهد.
• استاندارد ISO ۱۴۰۰۱ : این استاندارد بین المللی سیستم مدیریت زیست محیطی به شرکت های تولیدکننده پنجره های دوجداره کمک می کند تا اثرات زیست محیطی فعالیت های خود را کاهش دهند.
• استاندارد EN ۱۲۷۹ : این استاندارد اروپایی الزامات فنی و روش های آزمون برای پنجره های دوجداره را مشخص می کند. این استاندارد شامل بخش های مختلفی در مورد ابعاد مقاومت مکانیکی عملکرد حرارتی عملکرد صوتی دوام و سایر ویژگی های پنجره های دوجداره است.
• استاندارد ملی ایران (ISIRI ۱۴۲۵۲) : این استاندارد ملی ایران الزامات فنی و روش های آزمون برای پنجره های دوجداره مورد استفاده در ساختمان ها را تعیین می کند و بر اساس استاندارد EN ۱۲۷۹ تدوین شده است. رعایت این استاندارد برای تولید و عرضه پنجره های دوجداره در ایران الزامی است.
• فناوری پوشش های پیشرفته : استفاده از پوشش های Low-E چند لایه (Multi-Layer Low-E) و پوشش های هوشمند (Smart Coatings) که قابلیت تنظیم میزان عبور نور و حرارت را بر اساس شرایط محیطی دارند از فناوری های پیشرفته در صنعت پنجره های دوجداره هستند. پوشش های هوشمند می توانند به صورت خودکار یا با کنترل الکترونیکی میزان عبور نور و حرارت را تغییر دهند و به بهینه سازی مصرف انرژی ساختمان کمک کنند.
• فناوری اسپیسرهای “لبه گرم” : استفاده از اسپیسرهای “لبه گرم” با رسانایی حرارتی پایین تر مانند اسپیسرهای پلاستیکی تقویت شده با فایبرگلاس (FRP) و اسپیسرهای هیبریدی به کاهش پل حرارتی در لبه های پنجره و بهبود عملکرد عایق حرارتی کلی سیستم کمک می کند.
• فناوری گازهای عایق پیشرفته : استفاده از گازهای عایق با عملکرد بالاتر مانند کریپتون و زنون به ویژه در پنجره های سه جداره و چهار جداره امکان دستیابی به عملکرد عایق حرارتی بسیار بالا را فراهم می کند.
• فناوری پنجره های خلاء (Vacuum Glazing) : پنجره های خلاء نوعی از پنجره های دوجداره هستند که فضای بین دو شیشه در آن ها به طور کامل تخلیه شده و خلاء ایجاد شده است. خلاء بهترین عایق حرارتی ممکن است و پنجره های خلاء می توانند عملکرد عایق حرارتی بسیار بالاتری نسبت به پنجره های معمولی دوجداره با گاز عایق داشته باشند. با این حال فناوری پنجره های خلاء هنوز در مراحل توسعه و تجاری سازی است و هزینه تولید آن ها بالاتر است.

چالش ها و محدودیت های فنی

با وجود مزایای فراوان پنجره های دوجداره نیز با چالش ها و محدودیت های فنی روبرو هستند :

• هزینه اولیه : هزینه تولید و نصب پنجره های دوجداره نسبت به پنجره های تک جداره بیشتر است. این هزینه می تواند مانعی برای استفاده گسترده از پنجره های دوجداره به ویژه در پروژه های ساختمانی با بودجه محدود باشد. با این حال باید توجه داشت که صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش هزینه های قبوض انرژی در بلندمدت می تواند هزینه اولیه بیشتر را جبران کند.
• وزن : پنجره های دوجداره به دلیل داشتن دو لایه شیشه و اسپیسر وزن بیشتری نسبت به پنجره های تک جداره دارند. این وزن بیشتر می تواند نصب و حمل و نقل پنجره ها را دشوارتر کند و نیاز به یراق آلات و قاب های قوی تر داشته باشد.
• طول عمر و دوام : طول عمر و دوام پنجره های دوجداره به کیفیت مواد اولیه فرآیند تولید و نصب صحیح بستگی دارد. در صورت استفاده از مواد نامرغوب یا نصب نادرست ممکن است پنجره ها دچار مشکلاتی مانند نفوذ رطوبت میعان داخلی از بین رفتن گاز عایق و کاهش عملکرد عایق بندی شوند.
• پیچیدگی تولید : تولید پنجره های دوجداره فرایندی پیچیده تر از تولید پنجره های تک جداره است و نیاز به تجهیزات و دانش فنی تخصصی دارد. کنترل کیفیت در مراحل مختلف تولید برای اطمینان از عملکرد و دوام پنجره های دوجداره بسیار مهم است.
• قابلیت بازیافت : بازیافت پنجره های دوجداره به دلیل ترکیب مواد مختلف (شیشه فلز پلاستیک درزبند) پیچیده تر از بازیافت شیشه معمولی است. توسعه روش های کارآمد برای بازیافت پنجره های دوجداره و کاهش اثرات زیست محیطی آن ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
• میعان سطحی : در شرایط آب و هوایی بسیار سرد و مرطوب ممکن است میعان سطحی (Condensation) بر روی سطح خارجی شیشه های دوجداره رخ دهد. این پدیده به دلیل اختلاف دمای بین سطح شیشه و هوای بیرون ایجاد می شود و می تواند باعث کاهش دید و ایجاد رطوبت بر روی سطح پنجره شود. با این حال میعان سطحی معمولاً نشان دهنده عملکرد خوب عایق حرارتی پنجره است زیرا سطح داخلی شیشه گرم تر از سطح خارجی است و از میعان داخلی جلوگیری می شود.

نکات کلیدی برای بهینه سازی و بهبود عملکرد

برای بهینه سازی عملکرد و افزایش طول عمر پنجره های دوجداره رعایت نکات زیر ضروری است :

• انتخاب شیشه مناسب : با توجه به شرایط اقلیمی و نیازهای ساختمان نوع شیشه مناسب (شیشه Low-E شیشه کنترل کننده نور خورشید شیشه ایمنی و غیره) را انتخاب کنید. در مناطق گرمسیر استفاده از شیشه های کنترل کننده نور خورشید و در مناطق سردسیر استفاده از شیشه های Low-E توصیه می شود.
• انتخاب اسپیسر “لبه گرم” : برای کاهش پل حرارتی و بهبود عملکرد عایق حرارتی از اسپیسرهای “لبه گرم” به جای اسپیسرهای آلومینیومی سنتی استفاده کنید.
• انتخاب گاز عایق مناسب : با توجه به بودجه و الزامات عملکرد گاز عایق مناسب (آرگون کریپتون و غیره) را انتخاب کنید. آرگون به عنوان یک گزینه مقرون به صرفه با عملکرد قابل قبول انتخاب مناسبی برای اکثر کاربردها است.
• کیفیت درزبندی : از درزبندهای با کیفیت و دوام بالا استفاده کنید و از اجرای صحیح و کامل درزبندی اطمینان حاصل کنید. درزبندی مناسب از نفوذ رطوبت و هوا به داخل فضای بین شیشه ها و از خروج گاز عایق جلوگیری می کند.
• نصب صحیح : نصب پنجره های دوجداره باید توسط نصابان ماهر و با رعایت دستورالعمل های تولیدکننده انجام شود. نصب نادرست می تواند باعث کاهش عملکرد عایق بندی ایجاد پل حرارتی و مشکلات دیگر شود.
• نگهداری و بازرسی دوره ای : پنجره های دوجداره را به صورت دوره ای بازرسی کنید و در صورت مشاهده هرگونه مشکل (مانند میعان داخلی ترک خوردگی شیشه خرابی درزبندی) نسبت به تعمیر یا تعویض آن ها اقدام کنید.
• بهره گیری از فناوری های پیشرفته : در صورت امکان از فناوری های پیشرفته مانند پوشش های هوشمند اسپیسرهای “لبه گرم” و گازهای عایق با عملکرد بالا برای بهبود عملکرد پنجره های دوجداره استفاده کنید.

نتیجه گیری

در شرایط بحران انرژی و چالش های تغییرات اقلیمی در ایران ترویج استفاده از پنجره های دوجداره در ساختمان سازی و صنایع مختلف یک راهکار موثر و ضروری است. رعایت استانداردهای ملی و بین المللی توجه به کیفیت مواد اولیه و فرآیند تولید نصب صحیح و نگهداری مناسب از جمله عوامل کلیدی در تضمین عملکرد و دوام پنجره های دوجداره و بهره مندی کامل از مزایای آن ها هستند. توسعه فناوری های پیشرفته در این حوزه و کاهش هزینه های تولید می تواند زمینه را برای استفاده گسترده تر از پنجره های دوجداره و دستیابی به اهداف صرفه جویی انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در سطح ملی فراهم کند.

کارخانه صنعتی گيل پارس با تمرکز بر ساخت درب و پنجره های UPVC، به عنوان یک شریک قابل اعتماد در پروژه‌های تجاری و صنعتی شناخته می‌شود.

جهت کسب اطلاعات بیشتر راجع به پنجره های UPVC که شامل مشاوره رایگان درباره پروژه شما و استعلام قیمت مستقیم از کارخانه می باشد، می توانید هم اکنون با شماره تماس 02122677885 ارتباط برقرار کنید و در سایر پلتفرم ها با ما همراه و در تماس باشید.

با تشکر

گروه صنعتی گیل پارس، برندی که متعلق به شماست!