در فصل زمستان همه ما روش هاي متفاوتي براي گرم کردن منازل خود انتخاب مي کنيم، ولي در کنار اين روش گرمايشي، بايد بدانيم که روشي را هم براي جلوگيري از هدر رفتن انرژي گرمايشي ساختمان و بهينه سازي مصرف انرژي انتخاب کنيم، بعضي ها ممکن است سراغ عايق ها بروند که اين روش هم مزايا و معايب خود را دارد اما يکي ديگر از روش هاي موثر نصب و کاربرد پنجره دو جداره است.
اولين بار در سال ۱۹۴۰ ميلادي در نيويورک يک شيشه فروش شيشه دوجداره را توليد و عرضه کرد و آن را در ايالات متحده به نام خود ثبت کرد. مهم ترين عامل ايجاد چنين شيشه اي براي اولين بار هم درواقع حفظ هواي مطلوب داخل ساختمان و جلوگيري از خروج گرما و سرماي داخل ساختمان بوده است.
پنجره هاي دوجداره يا چند جداره از اتصال دو يا چند شيشه موازي در مقابل يکديگر بر روي يک چارچوب پروفيل آلومينيومي تشکيل مي شود. فريم هايي که بين دو جدار قرار مي گيرند، به وسيله مواد رطوبت گير پر مي شوند و سپس دو لبه فريم چسب زده مي شود که اين کار براي درزگيري و قرار گرفتن اسپيسر بين دو شيشه و چسبيدن آنها به يکديگر است. پس از چسب زدن، به روي شيشه ها انتقال مي يابند و با دستگاه پرس نصب مي شوند و همزمان گاز آرگون به صورت اتوماتيک داخل شيشه دوجداره تزريق مي شود و بعد محيط شيشه با چسب پلي سولفيد براي درزبندي بيشتر پر مي شود.
پس از اينکه مراحل ساخت شيشه دوجداره تکميل مي شود، آزمايش هاي مختلفي روي آن انجام مي گيرد؛ از جمله آزمايش پايداري در برابر محيط هايي با رطوبت بالا، آزمون مه گرفتگي، آزمون تعيين ضخامت محفظه هوا و….
نصب اين شيشه ها بر روي پنجره بسيار آسان است و از طريق پيچ و مهره کردن آنها به قاب فلزي اوليه يا سازه هاي سيماني، آجري و… صورت مي گيرد. پنجره هاي دوجداره را مي توان طوري نصب کرد که امکان چرخش آنها در دو محور افقي و عمودي وجود دارد و در حالت مورب هم پنجره يک قاب با زاويه ۳۵ درجه برايتان ايجاد مي کند. اين پنجره ها حتي قابليت نصب در اشکال قوس دار و منحني را هم دارند و علاوه بر اين به گونه اي طراحي مي شوند که شما بتوانيد توري يا پرده هاي کرکره اي هم براي پنجره نصب کنيد. در ضمن پروفيل ها و يراق آلات مورد استفاده در نصب پنجره هاي دو جداره به دليل گالوانيزه شدن در برابر زنگ زدگي و خوردگي و همچنين مواد شيميايي موجود در هوا، بسيار مقاوم هستند و در نتيجه طول عمر بالايي دارند.
پنجره ها روشنایی، گرما، هواي تازه و زیبایی ها را به خانه آورده و ارتباطی با محیط خارج برقرار می کنند. علی رغم این محاسن پنجره ها یکی از عوامل مهم در اتلافات حرارتی ساختمانها است. بطوري که حدود یک چهارم حرارت خارج شده ساختمانها در زمستان و یا حرارت وارد شده به آنها در تابستان ازطریق پنجره ها صورت می گیرد.
به همین دلیل از دیر باز کاهش این تلفات مد نظر طراحان ساختمانها بوده است. در گذشته نه چندان دور براي کاهش اتلافات حرارتی ساختمانها به جاي استفاده از پنجره هاي با یک لایه شیشه از پنجره هاي با دو یا چند لایه شیشه کمک گرفته می شد. حتی در پاره اي از موارد،لایه هاي پلاستیکی در بین شیشه ها نیز به کار می رفت.
ولی در دو دهه اخیر تکنولوژي ساخت پنجرههاي دو جداره با فاصله هوایی روز به روز پیشرفت کرده است. این پنجره ها عموماً از دو لایه شیشه، کهتوسط فاصله اي از هم جدا شده اند، تشکیل می شوند. شکل ۱ نمونه اي از این پنجره ها را نشان می دهد.
در این شکل جزییات قاب پنجره نیز مشخص شده است. فاصله بین دو لایه شیشه توسط هوا و یا گاز دیگري با ضریب هدایت پایین همچون آرگون، دي اکسید کربن و کریپتون پر می شود [ ۱ و ۲]. بدین ترتیب با توجه به اینکه پنجره هاي یک ساختمان عموماً داراي مقاومت حرارتی کمتري نسبت به سایر اجزاي آن است، بکارگیري این پنجره ها می تواند نقش بسزایی در کاهش مصرف انرژي داشته باشد.
از جمله خصوصیات پنجره های دوجدارهupvc آن است که دمای شروع به احتراق آن (C°۳۸۵) در مقایسه با چوب (C°۲۶۰) است و چنانچه بعد از شروع احتراق، منبع آتشزا از محصول PVC دور شود، شعله به خودی خود خاموش شده و از توسعه و انتقال حریق، جلوگیری به عمل میآید. در عین حال، شدت تولید بخارات سمی در هنگام احتراق پروفیلهای PVC بسیار کند است.
PVC بنا بر خصوصیات ذاتی خود، در مقابل بسیاری از عوامل فرساینده شیمیایی، مقاومت بسیار خوبی از خود بروز می دهد و این خصوصیات، استفاده از پنجرههای UPVC را در محیطهای شیمیایی و صنعتی، حایز اهمیت میسازد. پنجرههای UPVC از زنگزدگی، خوردگی و تاثیرات مخرب حشرات موذی از قبیل موریانه، سوسک و… نیز مصون هستند.
دیگر خصوصیات PVC آن است که در محیطهای میکروبی، رشد باکتریها بسیار محدود است و این ویژگی، استفاده از آن را در محیطهای بیمارستانی، صنایع غذایی و آزمایشگاهی برجسته ساخته است.
استفاده از پروفیلهای فلزی در ساختار چند حفرهای پروفیلهای UPVC، موجب شده این محصولات در عین وزن نا چیز، از استحکام و مقاومت مکانیکی کافی برخوردار باشند. در عین حال، مقاومت کافی در برابر باد و طوفان و نیز عدم لرزش و ایجاد اصوات مزاحم هنگام وزش باد از خصوصیات این نوع پنجرههاست.
یکی از خصوصیات پنجرههای UPVC امکان استفاده از یراقآلات ویژه و متنوع در آنها است . یکی از انواع این یراقآلات، گونههای ضد سرقت است که بهویژه در ساختمانهای ویلایی مورد توجه قرار میگیرد. پنجرههای UPVC نیز همچون اغلب محصولات پلیمری دیگر، قابل بازیافت بوده و از نظر زیست محیطی، آلاینده نیستند. در مرحله تولید پنجره، میتوان ضایعات و بریدههای غیر قابل استفاده پروفیل UPVC را برای بازیافت مجدد در صنایع دیگر استفاده کرد.
پنجره عایقupvcبه پنجرههایی گفته میشود که معمولاً با نام پنجره دوجدارهیا شیشه دوجدارهیا پنجره سه جداره شناخته میشوند. این پنجرهها از نظر انتقال حرارت نسبت به نمونههای سنتی (پنجرههای فلزی) عایقتر هستند. پنجرههای عایق upvc دو یا سه قاب شیشهای هستند که بوسیله هوا یا دیگر گازها برای کاهش انتقال حرارت جدا شدهاند.
واحدهای شیشهای عایق با ضخامت شیشه ۳ میلی متر تا ۱۰ میلیمتر (۱/۸” تا ۳/۸”) یا بیشتر در کاربردهای خاص ساخته میشوند. شیشه لمینت یا سخت شده ممکن است بعنوان بخشی از ساخت مورد استفاده قرار بگیرد. اکثر واحدها با ضخامت مشابه شیشه استفاده شده در دو قاب شیشهای ساخته میشوند ولی کاربردهای خاص همچون کم کردن عایق صوتی یا کاربردهای امنیتی ممکن است به طیف وسیعی ضخامت برای ترکیب شدن در واحد مشابه نیازمند داشته باشند.
امروزه الودگی صوتی از سوی محافل دست اندرکار مانند سایر آلودگیها نظیر الودگی هوا مورد توجه قرار گرفته و استفاده از شیشههای چند جداره از مهمترین روشهای کاهش این آلودگی به ویژه در شهرهای بزرگ به شمار میرود. افزایش چشمگیر قیمت انرژی در سالهای اخیر موجب گردیده است دست اندرکاران صنعت ساختمان به روشهای کاهش اتلاف انرژی از سطوح خارجی ساختمان رو آورند. پنجره و شیشههای ساختمان مهمترین بخش هدردهنده انرژی به شمار میروند و استفاده از شیشههای دو و چند جداره به میزان قابل توجهی در کاهش اتلاف انرژی موثر است و در حد محسوسی هزینههای حرارتی و برودتی راکاهش میدهد. پنجرههای عایق استاندارد، ضمن کاهش ۶۵ تا ۷۵ درصدی مصرف انرژی، آسایش حرارتی ساکنین ساختمان را فراهم میسازد.
پنجرههای عایق معمولاً سفارشی در خط تولید کارخانه ساخته میشوند، ولی پنجره های استاندارد در دسترس میباشند. ابعاد طول و عرض، ضخامت قابهای شیشهای و نوع شیشه برای هر قاب و همچنین ضخامت کلی پنجره بایستی به سازنده اعلام شود. در خط تولید فاصله اندازهایی با ضخامت خاص بریده و در ابعاد طول و عرض مورد نیاز قرار داد میشوند و با ماده خشک کننده پر میشوند. در یک خط موازی، قابهای شیشهای به اندازه بریده و برای شفافیت شسته میشوند.
امروزه تقريباً تمامي پنجرها upvc از نوع دو جداره تهيه مي شوند. دليل استفاده از پنجره دو جداره، عايق بندي مناسب صدايي و گرمايي است. معمولاً بين شيشه هاي پنجره های دو جداره از گازي پر مي شود كه رسانايي حرارتي خيلي كمي داشته باشد. هواي معمولي داراي رسانايي حرارتي بسيار پايين است اما پر كردن فاصله دو شيشه دو جداره با گازي با رسانايي كمتر از هوا، مانند آرگون، سطح عايق بندي حرارتي شيشه دو جداره را بالا مي برد.
چرا آرگون را در پنجره هاي دو جداره استفاده مي كنيم؟
استفاده از آرگون شیشه هاي دو جداره داراي مزاياي بسيار زيادي است. آرگون گازي نجيب است. بدين معني كه با هيچ ماده اي تركيب شيميايي به وجود نمي آورد. آرگون، گازي بدون بو، مزه و غير آتش زا است. آرگون علاوه بر كاهش رسانايي گرمايي بين دو شيشه پنجره دو جداره، با كمتر كردن مقدار همرفت در فضاي دو شيشه از اتلاف گرمايي بيشتر جلوگيري مي كند. علاوه بر اين تهيه آرگون آسان و ارزان است. بنابراين مي توان به صورت گسترده و صنعتي از آن استفاده كرد. به صورت يك قانون عمومي مي دانيم كه غلظت گاز درون پنجره دو جداره بايد بيش از ۹۰ درصد باشد. در طول زمان اين غلظت كم مي شود. مقدار كم شدن اين غلظت چيزي حدود ۰٫۵ تا ۱ درصد است. كيفيت پنجره دو جداره اي كه از آرگون پر شده باشد تا زماني كه غلظت گاز آرگون به ۷۵ درصد نرسد تغييري نخواهد كرد. بنابراين پنجره دوجداره اي كه با گاز آرگون پر شده باشد حداقل ۲۰ سال رسانايي عالي خواهد داشت.
استفاده از شيشه هاي دو جداره به دليل حفظ انرژي حرارتي – برودتي و کاهش آلودگي صوتي در پنجره ساختمان بيمارستان ها ، کتابخانه ها ، موزه ها ، و ساختمانهاي حاشيه خيابان هاي پر تردد کار برد وسيع دارند . اخيرا براي ايمني وآسايش بيشتر پنجره وسايل نقليه عمومي مانند واگن هاي قطار و اتوبوس هاي بين شهري نيز با شيشه هاي دو جداره تجهيز شده اند . ميانگين سر و صدا در شهرهاي بزرگ در حدود ۶۵ تا ۷۰ دسيبل است . اين در حالي است که شدت صوت مجاز براي بيمارستان ها و محيط هايي از اين قبيل حداکثر ۳۹ دسيبل است . شيشه هاي دو جداره مي توانند شدت صوت را حدود ۵۰ دسيبل کاهش دهند . و آن را به مرز ۲۰ تا ۳۰ دسيبل برسانند . علاوه بر اين شيشه هاي دو جداره انتقال گرما را به شيوه هاي گوناگون و با رعايت نمودن اصول مهندسي تا حد زيادي کاهش مي دهند. لايه هاي هواي خشک که خود عايق طبيعي محسوب مي شوند بين دو جداره شيشه محبوس مي شود که قابل مقايسه با يک پوشش فايبر گلاس است.