آشنایی با شیشه های کنترل کننده انرژی - پارس کوپال

آشنایی با شیشه های کنترل کننده انرژی

شیشه کنترل کننده انرژی یا Low-E به شیشه هایی گفته می شوند که به خاطر لایه Coating روی یک طرف آن، انتقال حرارت بسیار کمتری نسبت به شیشه های معمولی دارند. این نوع شیشه ها اغلب در ساختمان هایی استفاده می شود که بخش اعظم آن را شیشه تشکیل می دهد. این نوع شیشه ها در انواع مختلف می باشد، نوع رنگی این شیشه ها به Low-E-Sun مشهور است. جهت کارایی بیشتر شیشه های دوجداره، یکی از جداره های آن را از شیشه Low-E استفاده می کنند.

شیشه یکی از متنوع ‌ترین و معروف ‌ترین مصالح ساختمانی است. انتخاب نوع شیشه متناسب با کاربری ساختمان به‌ صورتی که بهترین عملکرد را داشته باشد، بسیار حائز اهمیت است. کارشناسان تخمین زده‌ اند که 70 درصد از تلفات انرژی در ساختمان ‌ها از طریق پنجره ‌ها و درها اتفاق می ‌افتد.

مهندسان برای حل این مشکل رو به شیشه‌ های دو‌جداره یا چند جداره آوردند که با بالا رفتن تعداد جداره ‌های آن، میزان عایق بودن آن بیشتر می ‌شود، اما این مسئله به خاطر سنگینی بیش ‌از حد شیشه‌ های چند جداره مورد استقبال مهندسان قرار نگرفت. یکی از راه‌ های بهبود عملکرد حرارتی و خورشیدی استفاده از پوشش‌ های (Low-E) Low-Emissivity است. 

بیشتر بخوانید: آشنایی با ورق های آلومینیومی CNC شده

طیف های انرژی خورشید:

نور ماوراء بنفش (UV) ، نور مرئی و نور مادون ‌قرمز (IR) قسمت ‌های مختلف طیف خورشید را تصرف کرده و تفاوت آن‌ ها در طول موجشان است. نور ماوراء بنفش که باعث کم رنگ شدن پارچه ‌ها، پوشش ‌های دیوار و … می‌ شود، طول موجی بین 310 تا 380 نانومتر دارد. نور مرئی (نور قابل ملاحظه) بخشی از طیف با طول موج‌ های 380 تا 780 نانومتر را تصرف کرده است. نور مادون ‌قرمز که به صورت گرما به ساختمان می ‌تابد، دارای طول موج بیش از 780 نانومتر است.

پوشش‌ های  Low-E:

پوشش ‌های Low-E جهت به حداقل رساندن میزان نور ماوراء بنفش و مادون‌ قرمز که می ‌توانند از شیشه عبور کنند، بدون کاهش نور قابل ملاحظه (نور ورودی) استفاده می‌ شوند. این شیشه ‌ها دارای قابلیت تشعشع پایین (emissivity) هستند و باعث بهبود خواص عایق ‌بندی آن‌ ها می ‌شود. به طور مثال شیشه ‌های معمولی قابلیت تشعشع 84/0 دارند. این در حالی است که این میزان در شیشه‌های Low-E به مقدار 2/0 می ‌رسد.

شیشه ‌های Low-E دارای یک پوشش نازک و شفاف میکروسکوپی می ‌باشند که از موی انسان نازک‌ تر بوده و منعکس‌کننده‌ ی دما در داخل خانه می ‌باشند. در زمستان موقعی که انرژی گرمایی داخلی سعی در فرار از طریق پنجره‌ ها و رفتن به فضای سردتر بیرون را دارد، این شیشه‌ ها مانع آن شده و باعث کاهش گرمایی و اتلاف انرژی می ‌شود. در فصل تابستان دقیقا مسئله برعکس است.

بیشتر بخوانید: رنگ کاری روی پروفیل آلومینیوم

ضرورت استفاده از شیشه کنترل کننده انرژی

طبق تحقیقات شورای اقتصاد صرفه جویی انرژی آمریکا (ACEEE) ,حتی در خانه های جدید حدود 20% از اتلاف حرارت در زمستان و 75% از ورود گرما در تابستان از طریق پنجره ها صورت می گیرد. بدیهی است گسترده ترین و متاسفانه نامناسب ترین قسمت پنجره از لحاظ اتلاف انرژی, همان شیشه است.

قبل از پیشرفت های اخیر, مکانیسمی که برای جلوگیری از انتقال حرارت در شیشه مورد توجه قرار می گرفته, تنها بر پایه رسانش و دو جداره کردن شیشه ها استوار بوده که دو جداره کردن شیشه ها نمی تواند انتقال حرارت تابشی را به میزان مطلوب کاهش دهد.

مهندسین علم مواد و شیشه دست ‌به ‌کار شدند تا با استفاده از تکنولوژی پیشرفته‌ ای ضرایب گذر‌دهی حرارتی شیشه‌ ها را کمتر کنند تا بتوانند با استفاده از آن در شیشه ‌های دو  جداره به عملکرد شیشه‌های چند جداره دست یابند. در حال حاضر شیشه‌ های کنترل ‌کننده انرژی معروف به Low-E این امکان را به طراحان و مشاوران می‌ دهد تا با استفاده از آن ‌ها بتوانند طرح‌ های زیبا و در عین‌ حال با خصوصیات ذاتی بهتری برای حفظ و هدر رفت انرژی به وجود آورند. این شیشه ‌ها در صورتی ‌که در محل مناسب استفاده شوند، عملکرد بسیار مناسبی را از خود نشان خواهند داد.

نحوه عملکرد شیشه کنترل کننده انرژی

انتقال حرارت به واسطه سه مکانیسم رسانش, همرفت و تابش صورت می پذیرد. در مورد چهار چوب پنجره فقط انتقال حرارت رسانشی اهمیت دارد ولی در مورد شیشه انتقال حرارت تابشی مهم تر بوده و کنترل تابش (به خصوص تابش خورشید) از اهمیت بسزایی برخوردار است.

1)یک قسمت مستقیما منعکس می شود.

2)یک قسمت در داخل شیشه جذب می شود. (که به صورت بازتابش به داخل و خارج دوباره از شیشه ساطع می شود.)

3)یک قسمت مستقیما از شیشه عبور می کند.

این محصول شیشه کنترل ‌کننده انتقال حرارت حاوی نانو لایه ‌های فلزی و سرامیکی است که برای جلوگیری از انتقال حرارت طراحی شده است. برای کاهش هدر رفتن انرژی از طریق شیشه ‌های پنجره ساختمان، از شیشه ‌های با پوشش خاص موسوم بهLow-E  (کم گسیل) استفاده می ‌شود و موقعی که شیشه گرم می ‌شود به جای اینکه گرمای خود را گسیل کند، آن را بازتابش می‌ کند. شیشه دو جداره تولید شده دارای یک جداره شیشه کنترل کننده انرژی است که ضریب انتقال حرارت آن بسیار کمتر از شیشه ‌های معمولی است و باعث صرفه جویی در مصرف انرژی در فصل سرما و گرما می ‌شود و به عنوان یک عایق حرارتی شفاف عمل می‌ کند.

بیشتر بخوانید: آشنایی با اکستروژن آلومینیوم

انواع شیشه Low-E و کاربرد آن ‌ها

برای انتخاب شیشه ‌های Low-E مناسب برای هر منطقه آب و هوایی باید به دو پارامتر توجه کرد:

• U-value

این رتبه ‌بندی است که به پنجره داده می ‌شود، بر اساس اینکه چقدر افت گرما از طریق آن انجام می ‌گیرد.

U-value کم شیشه‌ های Low-E باعث می شود که این شیشه‌ ها عایق حرارتی خوبی باشند و تبادل حرارتی را از طریق هدایتی، جابجایی و تابشی کاهش دهند.

• SHGC

ضریب گرمای خورشیدی (SHGC) : مقدار از تابش خورشیدی است که از طریق پنجره پذیرفته می ‌شود. این می ‌تواند به صورت مستقیم منتقل، جذب و یا در داخل منکعس شود.

هر چه ضریب SHGC بیشتر باشد، این شیشه ‌ها مقدار زیادی از انرژی حرارتی خورشید را از خود عبور می ‌دهند و به گرمایش ساختمان کمک می ‌کنند. شیشه با SHGC بالا برای مناطق سردسیر و یا نماهای کم آفتاب مناسب هستند و بالعکس.

مزایای استفاده از شیشه  Low-E:

• آسايش حرارتي در زمستان و تابستان

• هزينه انرژي در سال

• هزينه كمتر براي تاسيسات گرمايشي و سرمايشي

• جلوگيري از ورود اشعه ‌هاي مضر خورشيد

• تامين روشنايي مناسب براي ساختمان و در نتیجه کاهش هزینه مورد نیاز برای روشنایی