پنجرههای دو جداره و کاهش اتلاف انرژی
در دهههای اخیر تکنولوژی ساخت پنجرههای دو جداره با فاصله هوایی روز به روز پیشرفت کرده است. این پنجرهها از دو لایه شیشه تشکیل میشوند که توسط هوا و یا گاز دیگری با ضریب هدایت پایین از هم جدا شدهاند.
پنجرهها روشنایی، گرما، هوای تازه و زیباییها را به خانه آورده و ارتباطی با محیط خارج برقرار میکنند. به رغم این محاسن پنجرهها یکی از عوامل مهم در اتلاف حرارتی ساختمانها است.
به طوری که حدود یک چهارم حرارت خارج شده ساختمانها در زمستان و یا حرارت وارد شده به آنها در تابستان از طریق پنجره*ها صورت می*گیرد. به همین دلیل از دیر باز کاهش این تلفات مد نظر طراحان ساختمان*ها بوده است.
در گذشته نه چندان دور برای کاهش اتلاف حرارتی ساختمانها به جای استفاده از پنجره*های با یک لایه شیشه از پنجره*های با دو یا چند لایه شیشه کمک گرفته می*شد. حتی در پاره*ای از موارد، لایه*های پلاستیکی در بین شیشه*ها نیز به کار می*رفت.
ولی در دهه*های اخیر تکنولوژی ساخت پنجره*های دو جداره با فاصله هوایی روز به روز پیشرفت کرده است. این پنجره*ها به طور کلی از دو لایه شیشه، که توسط فاصله*ای از هم جدا شده*اند، تشکیل می*شوند.
فاصله بین دو لایه شیشه توسط هوا و یا گاز دیگری با ضریب هدایت پایین همچون آرگون، دی*اکسید*کربن و کریپتون پر می*شود بدین ترتیب با توجه به اینکه پنجره*های یک ساختمان دارای مقاومت حرارتی کمتری نسبت به سایر اجزای آن است، به کارگیری این پنجره*ها می*تواند نقش به سزایی در کاهش مصرف انرژی داشته باشد.
برای مطالعه دقیق میزان تلفات حرارتی از پنجره*ای دو جداره و مقایسه عملکرد آنها نسبت به پنجره*ای ساده تک شیشه*ی نیاز به بررسی مکانیزمهای مختلف انتقال حرارت است.
جابه جایی و تشعشع روی سطوح خارجی، هدایت در داخل شیشه*ها، جابه جایی و تشعشع در فاصله هوایی دو پنجره و حتی نفوذ تشعشع خورشید از شیشه*ها به داخل از جمله مکانیزم*های دخیل در انتقال حرارت است.
به همین دلیل برای مطالعه عملکرد این سیستمها عموماً از فرضیات ساده کننده*ای استفادهمی*شود. شاید ساده*ترین تقریب استفاده از فرض انتقال حرارت هدایت یک بعدی در داخلشیشه*ها و لایه هوا است.
در این شرایط می*توان نرخ انتقال گرما را به راحتی با کمک مقاومت*های حرارتی محاسبه کرد. اما باید توجه داشت که سیال بین دو جداره شیشه*ای با دماهای مختلف ساکن باقی نمی*ماند.
در واقع ایجاد گرادیان*های دما در سیال باعث برقراری حرکت در آن می*شود. سیال مجاور سطح گرم در اثر گرم شدن سبک شده و به سمت بالا حرکت کرده و سیال سرد از دور دست جایگزین آن می*شود.
بدین ترتیب حرکتهای چرخشی در داخل لایه هوایی محبوس بین دو شیشه ایجاد می*شود. این حرکتها بر نرخ اتلاف گرما از پنجره تأثیر دارند.
البته باید توجه داشت که تنها اضافه کردن حرکتهای جابه*جایی آزاد در گاز هنوز مدل کاملی ازمسیله نیست. بر همین پایه آثار تشعشعی گازها و جداره*ها با توجه به پایین بودن نرخهای تبادل حرارت می*توانند تأثیر قابل توجهی بر رفتار سیستم پنجره دو جداره و جلوگیری از اتلاف انرژی داشته باشند.
پنجره*های دو جداره، عایق صدا
پنجره*های دو جداره علاوه بر نقشی که در بحث حرارت ساختمان و جلوگیری از اتلاف انرژی دارند عایقی مناسب برای جلوگیری از صداست.
استفاده از پنجره*های دو جداره برای بناهایی که در محیط پر سر و صدا قرار گرفته*اند راهکار موثری است که می*تواند آرامش را به محیط خانه*ها بازگرداند.
در ایران تجربه استفاده از این پنجره*ها به ویژه در سال*های اخیر افزایش چشمگیری یافته است اما بررسی*ها نشان می*دهد که در شهرهایی مانند تهران بسیاری از شهروندان برای گریز از آلودگی صوتی است که از شیشه*های دو جداره استفاده می*کنند و در واقع هدف آنها بهینه*سازی مصرف انرژی نیست.
استفاده از شیشه*های دو جداره در بیمارستان*ها و مراکز آموزشی که در نقاط پر رفت و آمد شهری قرار دارند از الزامات شهرسازی است که اغلب نادیده گرفته می*شود.
فرهنگ استفاده از پنجره*های دو جداره در شهرهایی که اغلب ماه*های سال در معرض هوای سرد هستند هنوز نهادینه نشده است و این در حالی است که با توجه به استفاده وافر شهرهایی چون همدان یا تبریز از انرژی و وسایل گرمایی برنامه*ریزی برای فرهنگ*سازی در این مناطق ضرورتی انکار ناپذیر است.
