در نوشته پیش رو برآنیم تا برچسب عایق حرارتی شیشه ساختمان را به عنوان یک لایه کم گسیل معرفی نموده، اجزا و ویژگی های این نوع از انواع برچسب شیشه را بررسی کنیم و همچنین در ادامه مطلب توضیحاتی در خصوص نحوه استفاده از این پوشش شیشه های ساختمان بیان می شود.
به طور کلی برچسب شیشه یا ویندو فیلم لایه پوششی نازکیست که از چند لایه نازکتر با خواص مختلف تشکیل شده است. هر یک از این لایه های نازک موجب بروز عملکردی ویژه در ویندوفیلم می گردند. در مجموع برچسب های شیشه (ویندو فیلم ها) شامل انواع مختلف از جمله برچسب عایق حرارتی شیشه ساختمان ، ویندوفیلم شیشه های اتومبیل و ویندوفیلم امنیتی و ویندوفیلم دکوراتیو هستند که هر یک دارای فرمول و ترکیب خاص خود بوده و از لایه های مختلف طراحی و تشکیل شده اند.
هدف کلی استفاده از برچسب های شیشه رفع حدودی عیوبی مانند ضعف جدارهای نورگذر در برابر انتقال حرارت تشعشعی و رسانش همچنین بالا بردن امنیت شیشه در برابر ضربه و پخش شدن تکه های خطرناک شیشه در فضای اطراف می باشد.
برچسب عایق حرارتی شیشه ساختمان نوعی پوشش کم گسیل است که بر روی شیشه های ساختمان (جدارهای نورگذر) نصب می گردد به طوری که شیشه برخی از خواص شیشه های low-e را به خود می گیرد. در مطلبی با عنوان شیشه کم گسیل (Low-E) در ساختمان در مورد این نوع شیشه ها صحبت شده است.
ویندوفیلم های ساختمانی بنا به نوع و عملکرد، از سمت داخل پنجره ها و یا سمت خارج نصب می شوند و برای نصب نیازی به تعویض شیشه یا خروج آن از قاب نمی باشد. یکی از مزایای عمده برچسب عایق حرارتی شیشه ساختمان، کنترلی است که برروی اشعه ساطع شده از خورشید اعمال می¬کند.
درحقیقیت فن آوری این نوع از ویندوفیلم های ساختمانی برپایه عملکرد انتخابی در گستره طیف اشعه ساطع شده از خورشید استوار است که طول موجهای حرارتی و مضر را مهار می کند و نور مرئی را بصورت کنترل شده عبور می دهد بنابراین برچسب های عایق حرارتی شیشه در صورت نصب بر روی پنجره ها علاوه براینکه بخشی از حرارت آفتاب را دفع می نمایند، با حذف مقدار قابل توجهی از اشعه ماورا بنفش از آسیب رسیدن به پوست و چشم و رنگ پریدگی تجهیزات و وسایل داخل فضا جلوگیری می¬کنند.
هریک از لایه های مختلف تشکیل دهنده برچسب عایق حرارتی شیشه بواسطه خواص خود ویژگی های زیر را به شیشه میدهند:
• دفع حرارت نور خورشید و کاهش میزان گرمای تابشی ورودی
• جلوگیری از ورود نورهای شدید و خیره کننده خورشید به داخل ساختمان
• جلوگیری از ورود طیف اشعه UV به فضای داخل
• افزایش دفع ضربه و افزایش استحکام شیشه ها در برابر بارهای وارده ناشی از ضربه، زلزله
• جلگیری از ریزش و پخش تکه های شیشه
• ضد خش و قابل شتشو بودن
همانطور که پیش از این آمد برچسب عایق حرارتی شیشه ساختمان از چند لایه نازک در قالب یک محصول تشکیل شده است که هر یک از این لایه ها خاصیتی ویژه را به پوشش نهایی اضافه می نمایند.
اولین لایه این پوشش ها آستر است که هنگام نصب از ویندوفیلم ساختمانی جداشده و چسب زیرین آن آماده اتصال به شیشه می گردد. این لایه در عملکرد عایق نقشی نداشته و تنها به عنوان پوشش محافظ لایه چسب استفاده می گردد.
لایه چسب موجود در برچسب عایق حرارتی شیشه برای ایجاد اتصال میان ویندوفیلم و شیشه به کار می رود. پیوند بین چسب و شیشه از نوع مکانیکی و شیمیایی است به همین دلیل با نفوذ این لایه در ساختار شیشه، استحکام شیشه در برابر ضربات بالا رفته بطوریکه شیشه در مقابل شکستن از خود مقاومت بیشتری نشان می دهد.
بستر اصلی برچسب عایق حرارتی شیشه ساختمان پلی استر می باشد که پس از لایه چسب قرار گرفته و حاوی ماده جذب کننده اشعه فرابنفش(UV – Ultra Violet) بوده که عموما تا حدود ۹۹% از ورود اشعه فرابنفش به داخل فضا جلوگیری می کند. در برخی از ویندوفیلم های ساختمانی که در سمت داخل شیشه نصب می گردند به دلیل اینکه لایه چسب اولین لایه ایست که اشعه خورشید با آن برخورد می نماید در آن از مواد جاذب اشعه فرابنفش استفاده شده است.
مهمترین و با ارزش ترین لایه این عایق های حرارتی شیشه ، لایه فلز پوش است که به کمک روشهای پشرفته (نانو تکنولوژی) ذرات فلزات سنگین برروی لایه پلیمری می نشیند، در این لایه فلزات سنگین از جمله طلا، نقره، کروم، نیکل و غیره به دو روش Metallizing(تبخیر تحت خلاء) و Sputtering (حالت پلاسما تحت خلاء) بر روی بستر پلیمری پوشش داده می شوند. این فلزات دارای خاصیت دفع اشعه مادون قرمز(IR – Infera Red ) می باشند بنابراین خاصیت اصلی این لایه باز تابش این طیف موجی بوده که بخش اعظمی از حرارت تابش خورشید از آن است این در حالی است که این لایه فلز پوش اجازه عبور طیف نور مرئی را می دهد. درواقع این عایق ها را می توان تلفیقی از دو نوع عایق نوین انعکاسی و پلیمری شفاف دانست.
لایه های دیگر تشکیل دهنده برچسب عایق حرارتی شیشه لایه استحکام بخش است. این لایه شفاف از جنس پلیمر پلی استر تقویت شده می باشد که دارای ضخامت بیشتری نسبت به لایه های دیگر است. این لایه منشاء خواص ایمنی و امنیتی در ویندو فیلم های ساختمانی بوده که میتواند به هنگام شکست شیشه بر اثر ضربات، زلزله، انفجار و حوادث غیر مترقبه تکه های شکسته شده شیشه را کنار هم نگه داشته و از فرو ریختن آن جلوگیری نماید. در برخی از ویندوفیلم های ساختمانی در این لایه از رنگدانه ها استفاده می شود که ایجاد برچسب هایی با رنگ های متفاوت را امکانپذیر می کند.
سطحی ترین لایه نیز لایه مقاوم در برابر خش بوده، این لایه از جنس اکریلیک می باشد و باعث می گردد محصول نهایی در مقابل خش و سایش مواد و لوازم پاک کننده مقاومت نماید.در انواع کم گسیل برچسب های عایق حرارتی با کم کردن ضریب انتقال حرارت رسانش شیشه باعث کاهش اتلاف حرارت در فصل زمستان نیز می گردد.
در تصویر زیر ساختار ویندو فیلم ساختمانی و عملکرد آن در جذب و بازتابش طیف ماورابنفش و مادون قرمز اشعه ساطع شده از خورشید نمایش داده شده است.
بهبود وضعیت آسایش حرارتی و ایمنی ساکنان و مهمتر از آنها بهینه سازی مصرف انرژی و سوخت عمده دلایل الزام آور برای استفاده از برچسب عایق حرارتی شیشه در شیشه های ساختمان می باشند.
ویندو فیلم ساختمانی از ورود گرمای تابشی خورشید در تابستان جلوگیری می کندیکی از کاربرد های اصلی جداره های نورگذر در ساختمان ها بهره گیری از نور طبیعی در داخل ساختمان می باشد اما این ویژگی مهم با خود مخاطراتی را نیز به همراه دارد از این جمله نفوذ بخش گرمازای اشعه خورشید به داخل ساختمان و بالا بردن بار برودتی مورد نیاز جهت تامین آسایش ساکنین در فصول گرم سال می باشد.
بخش اعظمی از گرمای ورودی از طریق جداره های نورگذر، بوسیله تابش می باشد. بنابراین نفوذ تابش گرمازای خورشید به داخل ساختمان علاوه بر تحت تاثیر قرار دادن آسایش برودتی بهره برداران، باعث افزایش میزان مصرف انرژی در ساختمان جهت تامین سرمایش فضاها می گردد و هزینه های تامین سرمایش را به شدت بالا می برد همچنین در هنگام انتخاب تجهیزات سیستم برودت نیز باعث بالا رفتن ظرفیت تجهیزات انتخابی و افزایش قابل توجه هزینه اولیه خرید تجهیزات می گردد.
لایه فلزپوش استفاده شده در ساختار برچسب عایق حرارتی شیشه ساختمان باعث می شود تا بخش اعظم اشعه گرمازای خورشید( مادون سرخ ) بازتابش گردیده و تا حدود زیادی بر ضعف شیشه های ساختمان در نفوذ غلبه نموده و با افزایش میزان مقاومت شیشه ها در برابر نفوذ اشعه های گرمازای خورشید ( مادون سرخ ) از نفوذ گرمای مازاد به داخل ساختمان جلوگیری نموده و بار برودتی تحمیلی به ساختمان را در فصول گرم سال کاهش می دهد.
بنابراین تا حد زیادی از انرژی مصرفی سیستم های سرمایشی ساختمان که آسایش حرارتی ساکنین را فراهم می آورد کاسته شده و ظرفیت تجهیزات تامین کننده بار برودتی ساختمان را کاهش می دهد. بنابراین یکی از راهکارهای موثر در بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان و کاهش هزینه های خرید تجهیزات تاسیسات سرمایش می تواند نصب ویندوفیلم ساختمانی بر روی جدارهای نورگذر باشد.
ویندوفیلم ساختمانی تلفات حرارتی ساختمان در زمستان را کاهش می دهدجدارهای نورگذرساختمان (پنجره ها و نورگیر های) به علت زیبایی، سهولت در اجرا و قابلیت تامین نور طبیعی فضاهای داخلی یکی از مصالح مهم در ساختمانها به حساب می آیند و عموما مساحت نسبتا قابل توجهی از جداره های خارجی ساختمان(دیوارها، سقف ها، جدارهای نورگذر و کف های در تماس با هوا و …)را تشکیل می دهند، این رقم در آسمان خراشها و ساختمانهای با نمای شیشه ای بسیار بیشتر تخمین زده می شود.
جداره های خارجی ساختمان سهم بالایی از تلفات حرارت ساختمان و در پی آن هدررفت انرژی کل ساختمان را به خود اختصاص می دهند که در این بین جدارهای نورگذر و پنجره ها با توجه اینکه در مقایسه با بقیه اجزای ساختمان از ضریب انتقال حرارت( U-Value ) بالایی برخوردار هستند(ضعف در جلوگیری از عبور حرارت) سهم نسبتا زیادی از تلفات انرژی کل ساختمان را شامل می شوند.
همانطور که گفته شد برچسب عایق حرارتی شیشه ساختمان دارای لایه فلزپوش است این لایه به واسطه تشعشع پائین فلز به کار رفته در آن تا حدودی از اتلاف حرارت در زمستان جلوگیری نموده و در پی آن از بار حرارتی تحمیلی به سیستم گرمایش ساختمان می کاهد.
اما در نوعی از ویندوفیلم های ساختمانی کم گسیل (Low-E) این خاصیت تقویت شده است و در لایه فلزپوش از فلزات بسیار کم گسیل مانند نقره و طلا و بعضی نمکهای فلزی استفاده شده است.کاهش تلفات حرارت در شیشه های دارای برچسب عایق حرارتی از طریق کاهش ضریب انتقال حرارت صورت می گیرد جریان انتقال حرارت در شیشه ها بوسیله دو روش تابش حرارت و هدایت حرارت انجام می گیرد. با نصب این پوشش ها بر روی شیشه ها آن بخش از گرمای فضای داخل که توسط شیشه به محیط خارج تابش می گردد کاهش می یابد. همچنین این لایه باعث افزایش میزان مقاومت حرارتی شیشه شده و از تلفات حرارت از طریق هدایت حرارتی نیز می کاهد.
ویندو فیلم ساختمان از نفوذ اشعه های مضر به داخل ممانعت می کندعلاوه بر مشکلات قابل ملاحظه ای که جداره های نورگذر و شیشه ها در سطح خارجی ساختمان در بالا بردن میزان تلفات حرارتی و برودتی دارند، عبور طیف مضر اشعه ساطع شده از خورشید( ماورای بنفش) باعث به مخاطره افتادن سلامت ساکنین می گردد.طیف ماورای بنفش تابش خورشید، موجب سرطان پوست، رنگ پریدگی اشیا و همچنین بیماریهای چشمی نظیر آب مروارید،کاهش بینایی و… می شود. مضرات امواج uv به قدری حائز اهمیت است که پزشکان توصیه می کنند که حتی در روزهای ابری هم از عینک های ضدuv استفاده کنید.
برچسب عایق حرارتی شیشه ساختمان تا حدود ۹۹ درصد از نفوذ طیف مضر اشعه خورشید به داخل ساختمان جلوگیری نموده که هم بر سالم زیستن افراد در محیط داخل موثر است و هم از رنگ پریدگی اجسام داخل فضا تا حد زیادی پیشگیری می نماید.
ویندو فیلم ساختمانی و افزایش ایمنی و پدافند غیر عامللایه چسب موجود در برچسب عایق حرارتی شیشه ساختمان بوسیله پیوند شیمیایی و مکانیکی که با سطح شیشه برقرار می کند با نفوذ در ساختار شیشه، استحکام شیشه در برابر ضربات را افزایش داده بطوریکه شیشه در مقابل شکستن از خود مقاومت بیشتری نشان می دهد و در هنگام انفجار و یا سوانح طبیعی از پرتاب خرده شیشه به اطراف جلوگیری می نماید.
در تصویر زیر مشخصات سه مدل از برچسب عایق حرارتی شیشه ساختمان آمده است. پارامتر های مهم برای انتخاب فیلم شیشه مورد نظر VLT UV R ،TSER و SHC می باشند.
همانطور که گفته شد اصلی ترین کاربرد ویندوفیلم ها در کاهش گرمای عبوری از طریق تابش نور خورشید به داخل ساختمان در فصول گرم سال و همچنین کاهش عبور گرمای تابشی از اجسام داخل به خارج از فضا در فصول سرد سال می باشد. مشخصه هایIR Rejection و TSER میزان کارآیی این فیلم های شیشه در جلوگیری از انتقال حرارت تابشی را نشان می دهد.
هرچه میزان نور مرئی عبوری از شیشه ها بیشتر باشد امکان بهره گیری از نور طبیعی افزایش یافته که می تواند در کاهش مصرف انرژی جهت تامین روشنایی محیط موثر باشد. پارامتر VLT نمایانگر میزان نور مرئی عبوری از برچسب عایق حرارتی شیشه می باشد که هر چه بالاتر باشد میزان نور مرئی عبوری از شیشه نیز بیشتر است.بنابراین با استفاده از این ویندو فیلم ها می توان با باز نمودن پرده ها، بدون اینکه گرمای بیرون به داخل نفوذ کند از نور روز براحتی استفاده نمود.
البته انواع برچسب عایق حرارتی شیشه از نظر نوع نصب به سه دسته عمده تقسیم می شوند که شامل انواع ویندوفیلم های نصب از داخل، ویندوفیلم های نصب از خارج و ویندوفیلم هایی که در داخل شیشه های دوجداره(چند جداره) نصب می شوند هستند. هر یک از این نوع از ویندوفیلم ها با توجه به شرایط محل جغرافیایی و کاربری ساختمانی که در آن به کار گرفته می شوند انتخاب می گردند.
نصب برچسب عایق شیشه ساختمان بر روی شیشه ها بسیار ساده بوده و نیاز به داشتن مهارت خاصی نمی باشد. همانطور که گفته شد برای نصب ویندوفیلم های ساختمانی نیازی به تعویض شیشه یا خروج آن از قاب نمی باشد. تمیز بودن سطوح شیشه هایی که پوشش ها بر روی آنها چسبانده می شود بسیار حایز اهمیت بوده و دقت در اندازه شیشه ها و برش برچسب در کاهش پرتی ویندوفیلم موثر است.
برای افزایش اثر بخشی ویندوفیلم در شیشه های دوجداره ساختمان، درصورتی که ساختمان در مناطق با نیاز سرمایی زیاد واقع شده است مطابق شکل ویندوفیلم بر روی سطح ۲ قرار می گیرد.
همچنین درصورتی که ساختمان در مناطق با نیاز گرمایی زیاد قرار دارد مطابق شکل برچسب عایق حرارتی شیشه بر روی سطح ۳ قرار می گیرد.
در سالهای اخیر بوسیله تکنولوژی نانو پوشش هایی بر روی شیشه ها ایجاد گردیده که ویژگیهایی مشابه با شیشه های دارای برچسب عایق حرارتی در آن ایجاد می نماید به این محصولات شیشه کم گسیل یا شیشه های low-e گفته می شود.
مجله نگاه هوشمند
