شیشه دوجداره

شیشه دوجداره همان طور که از نامش پیداست از اتصال دو شیشه به طریقه ای خاص که بین آنها محفظه ای خالی وجود داشته باشد بوجود می آید . دو لایه شیشه با استفاده از پروفیل ظریف آلومینیومی ( Spacer ) که از ماده رطوبت گیر سلیکاژل پر شده است توسط ماده ای بنام بوتیل به یکدیگر چسبانده می شود و با تزریق گاز مخصوص در درون محفظه که ممکن است هوا یا آرگون یا SF6باشد شیشه دوجداره بوجود می آید . گاز تزریقی بر اساس کاربرد و سفارش مشتری قابل تغییر است . گاز آرگون به عنوان عایق حرارتی و گاز SF6 به عنوان عایق صوتی در این شیشه ها بکار می رود .

مزایای شیشه دوجداره :

– عایق حرارتی : 
براساس تحقیقات صورت گرفته حدود 37% از اتلاف انرژی در ساختمانها از طریق پنجره ها صورت می گیرد با استفاده از شیشه های دوجداره با قاب های مناسب می توان تا حد بسیار زیادی از اتلاف انرژی جلوگیری نمود . جدول ذیل مقایسه شیشه های دوجداره و تک جداره و دیوار آجری را از نظر میزان انتقال حرارت نشان می دهد .

نوع شیشه

ضخامت شیشه mm

نوع عایق

ضخامت عایق

انتقال حرات W/m2k

شیشه تک جداره

4

5.9

شیشه تک جداره

6

5.8

شیشه دو جداره

4.6

هوای خشک

12

3

شیشه دو جداره

4.6

گاز آرگون

12

2.9

دیوار آجری 35cm

2

همانگونه که مشاهده می شود اتلاف حرارتی در شیشه های دو جداره تقریبا مشابه دیوار آجری بوده و نصف شیشه های تک جداره می باشد .

– عایق صوتی : 
شیشه های دوجداره بعلت دوجداره بودن و وجود گازهای آرگون یا SF6 تاثیر بسیار زیادی در کاهش نفوذ آلودگی صوتی به فضاهای داخلی ساختمانها دارد استفاده از گاز SF6 در بین دو لایه شیشه این مزیت شیشه های دو جداره را به حداکثر می رساند .
جدول ذیل انواع شیشه ها را از لحاظ ضریب انتقال صوت نشان می دهد .

نوع شیشه بکار رفته در پنجره

مشخصه صدابندی دسیبلdB (STC )

پنجره ساده با یک لایه شیشه به ضخامت 5 میلیمتر

20-10

پنجره شیشه دو لایه (دوجداره استاندارد) ضخامت 4-6 میلیمتر

30-20

پنجره با شیشه دوجداره کاربرد خاص (با تزریق گاز مخصوص)

40-30

همانطور که مشاهده می شود شیشه های دوجداره که در بین دوجدار آن گاز تزریق شده بالاترین ضریب STC را دارا می باشد .

– تنوع : 
شیشه های دوجداره با توجه به اینکه از دوجدار شیشه ای تشکیل شده اند این امکان در اختیار معماران و طراحان قرار می دهد که از شیشه های مختلف در تولید آنها استفاده نمایند و محصولات متفاوتی را جهت کاربردهای مختلف بکار برند ، مثلا شیشه های دوجداره امکان استفاده همزمان شیشه های لمینت ، Low-E ، سان انرژی و دیگر شیشه ها را بصورت همزمان امکان پذیر می نماید .

تاریخچه پیدایش شیشه دوجداره

 استفاده از شیشه توسط رومی ها در حدود هزار سال قبل از میلاد مسیح رایج بوده است و استفاده عمومی از آن نیز به حدود 200 سال قبل باز می گردد که از آن زمان شیشه ها با ابعاد مختلف وارد زندگی عموم مردم گردیدند.

در سال 1865 میلادی صاحب یک مغازه شیشه فروشی در شهر نیویورک با ابتکار خویش حق ثبت و امتیاز بهره برداری از شیشه دوجداره عایق غیر نفوذ در ایالت متحده را بدست آورد.او با مطالعه و آزمایش اثبات کرد که با استفاده از شیشه دوجداره می توان از خروج گرما و سرمای داخل ساختمان به خارج جلوگیری کرد و هوای داخل محیط را بهتر محافظت نمود. پنجره های دو جداره یا چند جداره استاندارد، از اتصال دو یا چند شیشه که بطور موازی در مقابل یکدیگر برای روی یک چهارچوب پروفیل آلومینیومی قرارگرفته اند تشکیل شده است.
امروزه دیوارهای خشتی و گلی ستنی جای خود را به دیواره های شیشه ای مرتفع براق و درخشان داده اند.این سطوح زیبای رنگی به گونه ای طراحی و اجرا شده اند که بخوبی می توانند در برابر سرما و گرمای محیط خارجی مقاومت کرده و ضمن حفظ زیبایی محیط ، آسایش و اطمینان را برای استفاده کنندگان به ارمغان آورند.
در صنعت معماری نوین، دیوارهای ساخته شده از جنس شیشه های رنگارنگ رفلکس مورد علاقه و توجه زیاد استفاده کنندگان قرارگرفته است.

چرا در شیشه دوجداره فاصله ای 1.4سانتیمتری بین دو جام شیشه وجود دارد؟

شاید تاکنون به این فکر کرده باشید که فاصله 1.4سانتیمتری بین دو جام شیشه دوجداره مطلوب و استاندارد برای چیست؟ و آیا این فاصله پایه و اساس مهندسی یا ترمودینامیک دارد؟

در سال ۱۸۶۵ در شهر نیویورک یک فروشنده شیشه، شیشه دوجداره را اختراع کرد و این ابداع خود را به ثبت رساند وی در آن زمان اثبات کرد که شیشه دوجداره می‌تواند در جلوگیری از انتقال حرارت به بیرون از ساخت نقش بهینه ای ایفا کند.

و علت فاصله 1.4 سانتیمتری بین دو جام آن است که اگر 2جام شیشه دوجداره به یکدیگر بسیار نزدیک باشند حرارت می تواند به راحتی از یک جدار شیشه به جام دیگر عبور کند و فاصله خیلی کم بین قاب‌های شیشه‌ای به افت گرما بوسیله انتشار بین قاب‌ها منجر می‌شود .

واما اگر فاصله دو جام بیش از اندازه زیاد باشد، هوای محبوس در بین دو جام شیشه دوجداره به جای بازی کردن نقش عایق این بار خود نقش هدایتگر حرارت را ایفا می نماید و جریانات انتقال گرما بوسیله ویسکوزیته گاز کاهش پیدا می‌کند و گرما را بین قاب‌ها انتقال می‌دهد.

در حالت استاندارد شیشه دو جداره، فضای خالی ما بین دو جام شیشه از انتقال حرارت و انرژی بین دو جدار بیرونی و درونی جلوگیری می نماید. در صورت افزایش فاصله دو جدار در شیشه دوجداره انتقال حرارت بیشتر خواهد شد و اگر این فاصله کاهش یابد نیز خاصیت عایق بودن کاهش خواهد یافت.

بنابراین فاصله مطلوب تعیین شده برای شیشه دوجداره نقش به سزایی در افزایش عایق پذیر بودن شیشه ایفا می کند .قابل ذکر است که این فاصله مطلوب بستگی به تفاوت دمای هوا بیرون و داخل اتاق و همچنین گاز تزریقی پر شده بین دو جدار نیز دارد .اگر چگالی گاز تزریقی بین دو جدار بیشتر از هوا باشد مانند آرگون (argon) یا زنون (xenon) یا کریپتون (krypton)، در این صورت خاصیت عایق پذیری بیشتر شده و می توانیم تا حدی فاصله بین دو جدار شیشه دوجداره را کاهش دهیم .

ضمن اینکه جام شیشه دوجداره می تواند با یک لایه شفاف پوشش داده شود که باعث باز تابش پرتو حرارتی شده و از انتقال انرژی گرمایی می کاهد. که سومین تکنیک در کاهش اتلاف انرژی به حساب می آید .

از آنجایی که شیشه به تنهایی نمی تواند پوشش عایق خوبی برای انتقال حرارت باشد از سیستم های ذکر شد جهت عایق سازی شیشه دوجداره استفاده می شود و در واقع علت عایق بودن پنجره دو جداره هوای معبوس بین دو جدار شیشه پنجره دو جداره می باشد .

توضیح جالب و قابل توجه آنکه هیچ گاه گرم ترین نقطه، دقیقاً فضای مماس بر شیشه نیست، بلکه در واقع بهترین دما همیشه با کمی فاصله از شیشه قابل حس است و این خود به دلیل وجود یک لایه هوای مرده و راکد در کنار شیشه است که همانند یک لایه عایق عمل می کند.

شما می توانید خودتان این موضوع را تست کنید. کافی است سر انگشتان خود را در فاصله چند سانتیمتری از پنجره یک اتاق گرم در یک روز سرد نگه دارید و سپس انگشتان خود را به پنجره نزدیک کنید، خواهید دید که دما سردتر خواهد شد. این لایه از هوای مرده قطر زیادی ندارد و به نظر می رسد که بیشتر این مزایا در همان فاصله 4 میلیمتری اول از شیشه است که ممکن است با توجه به دمای داخلی و بیرونی به مقدار جزئی تغییر کند.

با توجه به توضیحات بالا فاصله موجود در بین دو جام شیشه دوجداره منطقی به نظر می رسد.

فرایند تولید شیشه دو جداره

 در ابتدا جام های شیشه بوسیله دستگاه حمل بر روی رکهای دستگاه حمل اتوماتیک قرار گرفته و به تعدادی که اپراتور مشخص می کند به میز برش اتوماتیک انتقال می یابد.سپس اندازه شیشه های مورد نظر توسط نرم افزار بهینه سازی جهت به حداقل رساندن ضایعات توسط دستگاه طراحی و سپس برش داده می شود.شیشه ها پس از جداسازی به خط تولید شیشه دوجداره منتقل می شود ابتدا شیشه ها با آب سختی گیری شده بطور کامل شسته شده و پس از کنترل کیفی به مرحله بعدی منتقل می گردد.

به موازات مراحل مذکور فریم های ما بین دو جدار (Spacer) توسط دستگاه خم کن (Bending) بر اساس اندازه شیشه خم و برش داده میشود و داخل فریم از مواد رطوبت گیر پر می شود.سپس دو لبه فریم توسط دستگاه بوتیل چسب زده می شود که بمنظور درزگیری و قرار گرفتن اسپیسر مابین دو شیشه و چسبیدن آنها به یکدیگر می باشد.فریم ها جهت نصب روی شیشه انتقال می یابد شیشه ها پس از نصب فریم به دستگاه پرس منتقل می شود و همزمان گاز آرگون به صورت اتوماتیک به داخل شیشه دو جداره تزریق می شود سپس توسط روبات محیط شیشه دوجداره با چسب پلی سولفید به منظور درزبندی ثانویه پر می شود.

استاندارد تولید شیشه دوجداره

 تولید شیشه دوجداره با توجه به شرایط موجود و نیازهای جامعه طبق استاندارد ملی ایران صورت میگیرد.در تدوین این استاندارد تا حد امکان استانداردهای کشورهای صنعتی پیشرفته و بین المللی لحاظ شده است.

پنجره دوجداره چیست؟

پنجره دوجداره شامل دو لایه شیشه بجای یک لایه و فضای بین آنها که یا با هوا و یا با یک گاز خنثی مثل آرگون پر شده است ٬می باشد. دو لایه شیشه باید جدا از هم باشند و فضای بین آنها در حداکثر بازده٬ بیست میلی متر می باشد.

مزایای پنجره های دوجداره

استفاده از شیشه های دوجداره مزایای زیادی را برای خانه تان به همراه دارد. احتمالا مهمترین مزیت مربوط به ویژگی عایق بودن آن است. شیشه های دوجداره از هدر رفتن گرمای خانه در زمستان جلوگیری می کند و  لایه درونی نزدیک دمای اتاق است. این یعنی هر کسی که نزدیک پنجره نشسته باشد احساس ناراحتی نمی کند. در تابستان٬ شیشه های دوجداره از نفوذ گرمای خارج جلوگیری می کنند و نهایتا منجر به صرفه جویی در مصرف کولر و سیستم های سرمایش ساختمان می شوند. به طور کلی٬ ویژگی عایق بودن شیشه دوجداره منجر به کاهش قابل توجهی در هزینه های گرمایش و سرمایش ساختمان می شود.

بعلاوه٬ شیشه های دوجداره عامل بسیار موثری در کاهش نفوذ سروصدای بیرون به داخل می باشد. این ویژگی وقتی که شما در یک خیابان شلوغ زندگی می کنید و یا زیر مسیر پرواز هواپیماها هستید و یا اینکه کلا سکوت و آرامش بیشتری می خواهید٬ بسیار مفید است.

اگر قصد تعویض پنجره های قدیمی خود را دارید٬ این امکان وجود دارد که شیشه های قدیمی را تبدیل به دوجداره کنید. با تماس با یک مشاور نسبت به تعویض شیشه ها اقدام نمایید.

یکی از اشکالات بالقوه شیشه های دوجداره هزینه بیشتر اولیه آنها نسبت به شیشه های معمولی می باشد. شیشه های دوجداره گرانتر از انواع معمولی است اما شما می توانید این هزینه را به مرور با کاهش هزینه های قبوض خود جبران کنید و نهایتا شیشه دوجداره بسیار مقرون به صرفه تر از انواع معمولی خواهد شد. باتوجه به اینکه نرخ انرژی روز به روز در حال افزایش می باشد بهای پرداختی آنها نیز روز به روز گرانتر خواهد شد و استفاده از شیشه های دوجداره مقرون به صرفه تر خواهد شد. برای آنکه استفاده بیشتری از شیشه های دوجدار در تابستان ببرید، بهتر است یک سایبان در قسمت خارجی آن نصب کنید، بخصوص در منازل جنوبی چنین کاری بسیار مفید واقع خواهد شد.

 فریم های درب و پنچره شیشه دوجداره

فریم های آلمینیومی از قدیمی ترین فریم های درب و پنجره محسوب می شوند که در درب و پنجره دوجداره نیز مورد استفاده قرار می گیرند. فریم های آلمینیومی انرژی زیادی برای تولید نسبت به فریم های چوبی نیاز دارند و کمتر از فریم های چوبی جلوی هدر رفتن گرما را می گیرند اما فریم های چوبی نیاز به توجه بیشتری برای نگهداری دارند. فریم های uPVC از جمله مواردی هستند که عایق خوبی برای گرما هستند و تحت استاندارد اروپا و آمریکا می باشند

 

پنجره عایق

به پنجره‌هایی گفته می‌شود که معمولاً با نام پنجره دو جداره یا شیشه دو جداره یا پنجره سه جداره شناخته می‌شوند. این پنجره‌ها از نظر انتقال حرارت نسبت به نمونه‌های سنتی (پنجره‌های فلزی) عایق‌تر هستند. پنجره‌های عایق 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 میلی‌متر تا ۱۰ میلی‌متر (۱/۸” تا ۳/۸”) یا بیشتر در کاربردهای خاص ساخته می‌شوند. شیشه لمینت یا سخت شده ممکن است به عنوان 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.

 

لزوم استفاده

امروزه آلودگی صوتی از سوی محافل دست اندرکار مانند سایر آلودگی‌ها نظیر آلودگی هوا مورد توجه قرار گرفته و استفاده از شیشه‌های چند جداره از مهمترین روش‌های کاهش این آلودگی به ویژه در شهرهای بزرگ به‌شمار 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 به‌شمار می‌روند و استفاده از شیشه‌های دو و چند جداره به میزان قابل توجهی در کاهش اتلاف انرژی مؤثر است و در حد محسوسی هزینه‌های حرارتی و برودتی را کاهش می‌دهد. پنجره‌های عایق استاندارد، ضمن کاهش ۲۵ تا ۴۰ درصدی مصرف انرژی، آسایش حرارتی ساکنین ساختمان را فراهم می‌سازد.

اجزای اصلی پنجره‌های عایق

  1. قاب و بازشو پنجره
  2. شیشه سه جداره Low-e
  3. لاستیک درزگیر EPDM
  4. پروفیل گالوانیزه به عنوان استراکچر پنجره

مزایای پنجره‌های سه جداره

  1. عایق مناسب در برابر گرما و سرما
  2. مانع نفوذ گرد و غبار، دود و آلودگی‌های محیطی
  3. عایق صوت تا ۵۵ دسیبل
  4. تنوع اشکال بازشو و شکل‌پذیری متناسب با معماری و فضای ساختمان
  5. مقاوم در برابر نور خورشید
  6. مقاوم در برابر خوردگی و پوسیدگی
  7. قابلیت نصب یراق آلات استاندارد

درصد عایق صدا و کاهش آلودگی صوتی

استفاده از شیشه دو جداره، سطح صدا را بین ۲۰ الی ۳۵ دسیبل کاهش می‌دهد. متوسط شدت سر و صدا در محیط‌های معمولی زندگی در شهرها در حدود ۶۰ الی ۷۰ دسیبل می‌باشد. از لحاظ علمی صدا با شدت ۶۰ دسیبل به عنوان صدای مزاحم و با شدت ۹۰ دسیبل مضر برای سیستم شنوایی و با شدت ۱۲۰ دسیبل بالاتر از آستانه تحمل بوده که خطرناک تلقی می‌گردد.

نوع شیشه فلوت ۶ م. م سکوریت ۶ م. م دوجداره ۶-۱۰-۴ لمینت دوجداره با یک لایه لمینت دوجداره با دو لایه لمینت
میزان کاهش ۲۲ ۲۲ ۳۴ ۳۶ ۴۱ ۴۳

درصد عایق حرارتی و برودتی

نوع شیشه ضخامت لایه شیشه (mm) نوع لایه‌های هوا ضخامت لایه‌های هوا ضریب انتقال حرارت (W/m2.K)
شیشه دو جداره ۴٬۶ گاز بی‌اثر ۱۲ ۲٬۹
شیشه دو جداره ۴٬۶ هوای خشک ۱۲ ۳
شیشه سه جداره ۴٬۶٬۴ هوای خشک ۹٬۹ ۲٬۲
شیشه سه جداره ۴٬۶٬۴ گاز بی‌اثر ۹٬۹ ۱٬۹

فاصله انداز

قاب‌های شیشه‌ای بوسیله یک «فاصله انداز» جدا می‌شوند. یک فاصله انداز قطعه‌ای است که دو قاب شیشه‌ای را در یک سیستم پنجره عایق جدا می‌کند و گازی را در بین آن‌ها محفوظ می‌سازد از لحاظ تاریخی فاصله اندازها ابتدا از فلز یا فیبر ساخته می‌شوند که سازندگان در مورد مقاومت بیشتر آن‌ها فکر کرده بودند. همچنین فاصله اندازهای فلزی رسانای حرارتی هستند. (مگر اینکه فلز از لحاظ حرارتی اصلاح نشده باشد)، که قابلیت پنجره عایق را برای کاهش جریان حرارتی کم می‌کنند و ممکن است به تشکیل آب یا یخ در انتهای درز آن بعلت اختلاف شدید حرارتی کم می‌کنند و ممکن است به تشکیل آب یا یخ در انتهای درز آن بعلت اختلاف شدید حرارتی بین پنجره و هوای محیط منجر شود. برای کم کردن انتقال گرما از طریق فاصله انداز و افزایش عملکرد کلی گرمایی، سازندگان ممکن است فاصله انداز را از مواد کمتر رسانا مثل فوم ساختمانی سازند. یک فاصله انداز که از آلومینیوم ساخته شده‌است و محتوی یک مانع گرمایی می‌باشد چگالش را در سطح شیشه‌ای کاهش می‌دهد و همان‌طور که بوسیله فاکتور u کلی اندازه‌گیری می‌شود عایق را بهبود می‌بخشد. (به بخش رسانایی گرمایی مراجعه کنید).

  • یک فاصله انداز که جریان حرارتی را در پنجره کاهش می‌دهد ممکن است ویژگی‌هایی برای عایق صوتی در جائیکه سروصدای خارجی یک مسئله می‌باشد داشته باشد.
  • معمولاً فاصله انداز با ماده خشک‌کننده برای برطرف کردن رطوبت به دام افتاده در فضای گازی در طول ساخت پر می‌شوند که به موجب آن نقطه شبنم گاز در آن فضا کاهش می‌یابد و از چگالش در سطح ۲ در زمانی‌که حرارت بیرون قاب پنجره کاهش می‌یابد جلوگیری می‌کند.
  • تکنولوژی جدید برای مبارزه با افت گرما از میله‌های فاصله انداز رایج پدیدار شده‌است که شامل اصلاح عملکرد ساختاری و مقاومت طولانی مدت فلز اصلاح شده (آلومینیوم با یک مانع حرارتی) و فاصله اندازهای فومی می‌باشد.

فرایند ساخت

پنجره‌های عایق معمولاً سفارشی در خط تولید کارخانه ساخته می‌شوند، ولی پنجره‌های 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 مونتاژ، فاصله اندازهایی با ضخامت خاص بریده و در ابعاد طول و عرض مورد نیاز قرار داد می‌شوند و با ماده خشک‌کننده پر می‌شوند. در یک خط موازی، قاب‌های شیشه‌ای به اندازه بریده و برای شفافیت شسته می‌شوند.

یک درزگیر چسبنده (پلی ایزوبوتیلن- PIB) در رویه فاصله انداز در هر طرف بکار برده می‌شود و قاب‌ها به فاصله انداز پرس می‌شوند. اگر پنجره با گاز پر شود، دو حفره در فاصله انداز پنجره مونتاژ شده ایجاد می‌شود، خطوط برای بیرون کشیدن هوا خارج از فضا و جایگزین کردن آن با گاز دلخواه متصل می‌شوند سپس این خطوط از بین می‌روند و حفره‌ها برای نگه داشتن هوا بسته می‌شوند. تکنیک مدرن تر، استفاده از پرکننده گاز آنلاین می‌باشد که نیاز به ایجاد حفره در فاصله انداز را برطرف می‌کند. سپس پنجره‌های عایق بر لبهٔ کناری با استفاده از پلی سولفید یا درزگیر سیلیکونی یا مواد مشابه برای جلوگیری از ورود هوای مرطوب بیرون محکم می‌شوند. مادهٔ خشک‌کننده اثرات رطوبت بجا مانده از هوای محفوظ شده را از بین می‌برد تا هیچ آبی از درون (یا بخار آب) قاب‌های شیشه‌ای در طول هوای سرد ظاهر نشود. بعضی سازندگان فرایندهای خاصی را ایجاد کرده‌اند که فاصله انداز و ماده خشک‌کننده را در یک سیستم کاربردی تک مرحله‌ای ترکیب می‌کنند. پنجره دو جداره در دههٔ ۱۹۳۰ ابداع شد و در دههٔ ۱۹۵۰ تحت مارک تجاری thermopane TM که در سال ۱۹۴۱ توسط کمپانی شیشه تیبی- اونزخورد به ثبت رسید در آمریکا در دسترس بود. بعد از چندین دهه این فرایند ساخت پا گرفت گرچه ابداع و نوآوری برای بهبود فاکتور R و دیگر ویژگی‌های پنجره ادامه پیدا کرد. نام تجاری Thermopane به واژگان صنعت شیشه به صورت علامت تجاری کلی برای پنجره‌های عایق وارد شده‌است. ماده‌هایی که می‌توان برای شیشه‌های دو جداره مورد استفاده قرار داد شامل آلومینیوم، pvc و چوب است.

عملکرد گرمایی

حداکثر کارایی عایق یک پنجره عایق استاندارد بوسیله ضخامت فاصله محتوی هوا تعیین می‌شود. فاصله خیلی کم بین قاب‌های شیشه‌ای به افت گرما بوسیله انتشار بین قاب‌ها منجر می‌شود. فاصله خیلی کم بین قاب‌های شیشه‌ای به افت گرما بوسیله انتشار بین قاب‌ها منجر می‌شود. (گرما از یک قاب از طریق گاز پر شده به قاب دیگر حرکت می‌کند) در حالیکه اگر فاصله بسیار بزرگ باشد جریانات انتقال گرما بوسیله ویسکوزیته گاز کاهش پیدا می‌کند و گرما را بین قاب‌ها انتقال می‌دهد. برای اطلاعات بیشتر به مقالهٔ انتقال گرما مراجعه کنید. معمولاً اکثر واحدهای محکم شده به حداکثر مقدار عایق با استفاده از یک فاصله گازی ۱۶ تا ۱۹ میلی‌متر (۶۳/۰–۷۵/۰ اینچ) می‌رسند اگر در مرکز واحد پنجره عایق اندازه‌گیری شود. زمانی‌که با ضخامت قاب‌های شیشه‌ای استفاده شده ترکیب می‌شود، این می‌تواند به یک ضخامت کلی ۲۲ تا ۲۵ میلی‌متر (۸۷/۰–۹۸/۰ اینچ) برای شیشه ۳ میلی‌متر (۱۲/۰ اینچ) تا ۲۸ تا ۳۱ میلی‌متر (۱/۱–۲/۱ اینچ) برای شیشه سطح ۳۵/۶ میلی‌متری (۲۵/۰ اینچ) منجر شود.

ضخامت پنجره عایق حدوسط بین حداکثر مقدار عایق و قابلیت سیستم تنظیمی استفاده شده برای حمل یک پنجره می‌باشد. بعضی سیستم‌های پنجره مسکونی و اکثر سیستم‌های تجاری می‌توانند ضخامت ایده‌آل یک پنجره دو جداره را اصلاح کنند. موضوعاتی با استفاده از شیشه‌های ۳ جداره برای کاهش بیشتر افت حرارت در یک ساختمان مطرح می‌شود. ترکیب ضخامت و وزن به واحدهایی منجر می‌گردد که برای اکثر سیستم‌های شیشه مسکونی و تجاری خیلی سنگین هستند خصوصاً اگر این قاب‌های شیشه‌ای دارای حمایل متحرک باشند.

این توازن برای شیشه عایق خلاء (VIG) یا شیشه خلاء بکار نمی‌رود چون افت گرما بعلت انتقال گرما از بین می‌رود که اتلاف تا شبی و رسانایی از طریق درز لبه متوقف می‌شود. در شیشه‌های عایق خلاء هوایی بین قاب‌ها وجود ندارد و تقریباً خلأ که در حال حاضر در بازار موجود می‌باشد در امتداد پیرامون خود با شیشه لحیمی بعضی شیشه‌ای که نقطه ذوب کمتری دارند بدون هوا بسته می‌شود. چنین درز شیشه‌ای سخت می‌باشد و فشار زیادی را با افزایش تفاضل دما در سراسر واحد تجربه می‌کند. این فشار ممکن است مانع استفاده کردن از شیشه خلاء زمانی‌که تفاضل دمایی خیلی زیاد باشد شود. یک سازنده تفاضل دمایی ۳۵ درجه سانتیگراد را پیشنهاد می‌دهد. تکنولوژی خلاء در بعضی از محصولات عایق غیرشفاف با نام پانل‌های عایق خلاء مورد استفاده قرار می‌گیرند. یک روش قدیمی برای بهبود عملکرد عایق، جایگزین کردن هوا در فاصله بین دو شیشه با یک گاز با رسانایی گرمایی کمتر می‌باشد. انتقال حرارتی گاز، عملکردی از ویسکوزیته و گرمای ویژه می‌باشد. گازهای تک اتمی همچون آرگون، کریپتون و زنون معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند چون (در دماهای نرمال) گرما را در حالت‌های چرخشی حمل نمی‌کنند که به ظرفیت گرمایی کمتر از گارهای چند اتمی منجر می‌شوند. آرگون رسانایی گرمایی ۶۷ درصد دارد. کریپتون حدود نیمی از رسانایی آرگون دارد. کریپتون و زنون بسیار گرانقیمت هستند این گازها مورد استفاده قرار می‌گیرند چون غیررسمی، شفاف، بی‌بو، از لحاظ شیمیایی فاقد نیروی جنبشی و از لحاظ تجاری بعلت کاربرد گسترده آن‌ها در صنعت در دسترس هستند. بعضی سازندگان سولفور ۶ فلوریدی را به عنوان گاز عایق خصوصاً برای عایق صوتی پیشنهاد می‌دهند. این گاز تنها ۳/۲ رسانایی آرگون را دارد ولی پایدار ارزان قیمت و متراکم است. همچون سولفور ۶ فلوریدی یک گاز شدت پر قدرت گلخانه‌ای است که بر گرم شدن جهان تأثیر دارد.

در اروپا سولفور ۶ زیرگاز F قرار می‌گیرد که مصرف آن برای کاربردهای مختلف ممنوع یا کنترل شده‌است از اول ژانویه سال ۲۰۰۶ سولفور ۶ به عنوان یک گاز ردیاب و در تمام کاربردها به جز دستگاه سوئیچ ولتاژ بالا ممنوع شده‌است.

به‌طور کلی هرچه گاز پر شده در ضخامت مطلوب آن مؤثر تر باشد ضخامت مطلوب باریکتر می‌باشد.

به عنوان مثال ضخامت مطلوب برای کریپتون کمتر از آرگون و برای آرگون کمتر از هوا می‌باشد. همچنین چون تعیین اینکه آیا گاز در واحد پنجره عایق در زمان ساخت با هوا ترکیب می‌شود یا خیر (یا در زمان نصب) سخت می‌باشد، ولی بسیاری از طراحان ترجیح می‌دهد تا از شکاف‌های ضخیم‌تر از ضخامت مطلوب برای گاز پرکننده البته اگر خالص باشد استفاده کنند. آرگون معمولاً در پنجره عایق مورد استفاده قرار می‌گیرد چون از همه چیز مقرون به صرفه تر می‌باشد. کریپتون که به‌طور قابل توجه‌ای گران‌تر می‌باشد معمولاً مورد استفاده قرار نمی‌گیرد به جز برای تولید پنجره‌های دو جداره بسیار باریک یا نسبتاً باریک یا پنجره‌های ۳ جداره با عملکرد به شدت بالا. زنون بعلت هزینه کاربرد اندکی در پنجره‌های عایق داشته‌است.

ویژگی‌های عایق گرمایی

اثربخشی شیشه عایق را می‌توان به عنوان «ارزش R» بیان کرد. هرچه ارزش R بیشتر باشد مقاومت آن برای انتقال گرما بیشتر می‌باشد. یک پنجره عایق استاندارد که شامل قاب‌های بدون پوشش شفاف با حفره پر شده از هوا بین قاب‌های شیشه‌ای می‌باشد معمولاً ارزش R 35/0 Km2/w دارد.

با استفاده از واحدهای عادی آمریکایی روش کاربردی در ساخت پنجره عایق استاندارد این است که هر تغییر در مولفهٔ واحد پنجره عایق به افزایش ارزش R 1 در کارایی واحد منجر می‌شود. اضافه کردن گاز آرگون این بهره‌وری را حدود R-3 افزایش می‌دهد. با استفاده از شیشه با قابلیت کم انتشار در سطح ۲ ارزش R دیگری را اضافه می‌کند. پنجره‌های عایق سه جداره به خوبی طراحی شده با پوشش‌هایی با انتشار کم در سطوح ۲ و ۴ که با گاز آرگون در حفرها پر شده‌است به پنجره‌های عایق با ارزش R 5 منجر می‌شود. شیشه‌های عایق خلاء مشخص (VIG) یا واحدهای چنه خوابه با پنجره‌های عایق که از ورقه‌های پوششی پلاستیکی استفاده می‌کنند به ارزش R 5/12 منجر می‌شوند.

لایه‌های اضافی پنجره این فرصت را برای عایق بهتر فراهم می‌کنند. در حالیکه پنجره دو جداره استاندارد اغلب به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد پنجره ۳ جداره غیرمعمول نیستند و پنجره ۴ جداره برای محیط‌های خیلی سرد مثل آداسکا تولید می‌شود. حتی پنجره ۴ جداره (۴ حفره‌ای، ۵ قاب شیشه‌ای) با فاکتورهای عایق نیمه قاب مشابه با دیوار ۴ در دسترس می‌باشند.

ویژگی‌های عایق صوتی

در بعضی موقعیت‌ها این عایق برای کم کردن سر و صدا می‌باشد. در این شرایط یک فاصله هوایی بزرگ کیفیت عایق صوتی یا انتقال صدا را بهبود می‌بخشد پنجره عایق نامتقارن که از ضخامت‌های مختلف شیشه به جای سیستم‌های متقارن معمول استفاده می‌کند (ضخامت‌های مشابه شیشه استفاده شده برای هر دو قاب بدون پوشش) ویژگی‌های عایق صوتی پنجره عایق را بهبود خواهد بخشید. اگر فاصله‌های استاندارد هوا مورد استفاده قرار بگیرد، از سولفور ۶ فلوریدی برای جایگزین یا تقویت گاز راکد استفاده می‌شود و عملکرد عایق صوتی را بهبود می‌دهد. تنوع مواد شیشه‌ای بر صوت‌ها تأثیر می‌گذارد. رایج‌ترین پیکربندیهای شیشه‌ای مورد استفاده قرار گرفته برای عایق صوتی شامل شیشه لمینت با ضخامت متغیر لایه درونی و ضخامت شیشه می‌باشد. مانع حرارتی آلومینیوم که از لحاظ گرمایی بهبود یافته‌است. در شیشه عایق می‌تواند عملکرد عایق صوتی را با کم کردن انتقال منابع سروصدای بیرونی را در سیستم پنجره بندی بهبود ببخشد. بررسی کلی مولفه‌های سیستم پنجره‌ای از جمله مواد استفاده شده در شیشه عایق می‌تواند پیشرفت کلی انتقال صوت را تضمین کند.

طول عمر

طول عمر پنجره‌های عایق بسته به کیفیت مواد استفاده شده اندازهٔ شکاف بین قاب درونی و بیرونی، تفاوت‌های دما، طرز ساخت و مکان نصب هم بر حسب نما و موقعیت جغرافیایی و همچنین کاربری واحد متفاوت می‌باشد. پنجره‌های عایق معمولاً ۱۰ تا ۲۵ سال دوام دارند پنجره‌هایی که رو به خط استوا می‌باشند کمتر از ۱۲ سال دوام دارند. این پنجره ۴ بسته به سازنده ۱۰ تا ۲۰ سال گارانتی دارند. اگر این پنجره‌ها تغییری ایجاد شود (مثلاً نصب ورقه کنترل خورشیدی) ضمانت نامه ممکن است از طرف سازنده از اعتبار ساقط شود. پیمان سازندگان پنجره‌های عایق (IGMA) مطالعهٔ جامعی را برای مشخص کردن شکسته‌های شیشه‌های عایق تجاری بعد از مدت ۲۵ سال انجام دادند.

برای پنجره عایق استاندارد، بخار بین لایه‌های شیشه زمانی‌که درز دور تا دور آن از بین می‌رود و زمانی‌که مادهٔ خشک‌کننده اشباع می‌شود جمع می‌شود می‌توان به‌طور کلی بوسیله جایگزین کردن IGA آن را برطرف کرد. از بین رفتن درز و تعویض آن به یک فاکتور مهم در هزینه کلی داشتن پنجره‌های عایق منجر می‌شود. تفاوت‌های دمایی زیاد بین قاب درونی و بیرونی بر فاصله بین آن‌ها فشار می‌آورد که می‌تواند در نهایت باعث شکست آن شود. پنجره‌هایی که شکاف کمی بین قاب‌ها وجود دارد بعلت فشار افزایش یافته بیشتر مستعد شکست هستند.

تغییرات فشار اتمسفری همراه با آب و هوای مرطوب در نموه‌های نادر می‌تواند در نهایت به پر شدن شکاف با آب منجر شود. در کانادا از اوایل سال ۱۹۹۰ چندین کارخانه وجود دارد که خدماتی را برای پنجره‌های عایق شکسته شده ارائه می‌دهند. آن‌ها تهویه باز به اتمسفر با ایجاد حفره‌هایی در شیشه یا فاصله انداز ایجاد می‌کنند. این راه حل معمولاً بخار مرئی را از بین می‌برد ولی نمی‌تواند سطح داخلی شیشه و لکهٔ ایجاد شده بعد از قرارگیری طولانی مدت در برابر رطوبت را تمییز کند. آن‌ها ممکن است گارانتی را از ۵ تا ۲۰ سال ارائه دهند. این راه حل مقدار عایق پنجره را کمتر کند ولی می توند راه حل ساده لوحانه در زمانی‌که پنجره همچنان در شرایط خوبی است محسوب شود. اگر پنجره عایق دارای یک گاز پرکننده (مثل آرگون یا کریپتون یا ترکیبی از هر دو) باشد، این گاز بطور طبیعی هدر می‌رود و ارزش R کم می‌شود.

از سال ۲۰۰۴ کارخانه‌هایی وجود دارد که کار ترمیم پنجره‌های دو جداره شکسته شده را در انگلستان انجام می‌دهند و در ایرلند تنها یک کارخانه کار ترمیم پنجره‌های دو جداره شکسته شده را از سال ۲۰۱۰ انجام می‌دهد

برآورد افت حرارت از پنجره‌های دو جداره

با توجه به ویژگی‌های گرمایی حمایل، قاب و لبهٔ پنجره و ابعاد ویژگی‌های لعاب و گرمایی شیشه، میزان انتقال گرما برای چنین پنجره‌هایی و یک سری شرایط را می‌توان محاسبه کرد. این محاسبات را می‌توان در کیلو وات (KW) انجام داد ولی برای فواید اقتصادی محاسبات را می‌توان بسته بر شرایط خاص در طول یک سال برای مکان ویژه به صورت KWH Pa (کیلووات ساعت در هر سال) بیان کرد.

پانل‌های شیشه در پنجره‌های دو جداره گرما را در هر دو مسیر بوسیله تابش، در سراسر قاب‌ها بوسیله جریان همرفتی و در درزهای اطراف بوسیله رسانش انتقال می‌دهد. میزان واقعی با این شرایط در تمام طول سال تغییر می‌کند و در حالیکه ارزش انرژی خورشیدی در زمستان بیشتر مورد استقبال قرار می‌گیرد، ولی ممکن است به افزایش هزینه‌های تهویه در تابستان منجر شود. انتقال ناخواسته گرما را می‌توان مثلاً با استفاده از پرده در زمستان و استفاده از سایبان در تابستان کاهش داد. در یک تلاش برای مقایسهٔ سودمند بین گزینه‌های ساخت پنجره، شورای رتبه‌بندی پنجره بریتانیا یک رتبه‌بندی انرژی پنجره (WER) با محدودهٔ A برای بهترین درجه و C,B و غیره برای درجات پائین‌تر تعریف کرد. این کار ترکیب افت گرما از طریق پنجره (ارزش U معکوس ارزش R) استفاده از انرژی خورشیدی (ارزش g) و افت گرما از طریق نشت هوا در اطراف چارچوب (ارزش L) را در نظر می‌گیرد. به عنوان مثال پنجره‌ای با رتبهٔ A در یک سال همان اندازه که گرما را از انرژی خورشیدی می‌گیرد از راه‌های دیگر از دست می‌دهد. (هر چند حداکثر انرژی بدست آمده در طول ماه‌های تابستان می‌باشد که ساکنین ساختمان به گرما نیازی ندارند) این روش عملکرد گرمایی بهتری را نسبت به دیوار معمولی نشان می‌دهد.

برای آنالیز مفصل احتمالات مطرح شده با این پنجره‌ها به لنیک طراحی انرژی غیرفعال خورشیدی مراجعه کنید.

عایق شیشه‌ای

اولین عایق شیشه‌ای در سال ۱۹۲۹ بوسیله شرکت مخصوص و حقوقی الکتردور ساخته شد. در سال ۱۹۴۷ کاربرد فرایند گرما در عایقهای شیشه‌ای مخصوص و حقوقی الکتردور ساخته شد. در سال ۱۹۴۷ کاربرد فرایند گرما در عایقهای شیشه‌ای منجر به تولید محصولی شد که اجراء و نمایش استثنائی آن شرکت را به موفقیت بین‌المللی رساند. خطوط تولید اتوماتیکی این محصول ۱۰ سال بعد در سال ۱۹۵۷ معرفی شد. این خط تولید در سال ۱۹۵۹ بوسیله اتحاد الکتروور و کارپونیوکس منجر به اختراع سدیور شده بعد از بنا شدن بازار عایق، در دهه ۱۹۶۰ شرکت در اولین پروژه بین‌المللی خودش را در خطر شکست دیده محصولات جدید در طول دهه ۱۹۷۰ که شامل میدان عایق‌های مرکب برای خطوط انتقال قدرت یا نیرو و سیستم‌های راه آهن با کشتی حمل شده مکمل برزیلی آن، الکترویدرو در طول این دوره تأسیس شد. سال ۱۹۹۳ نیز شروع پروژه‌ای مشترک در چین است سدیور زیگونگ با تخصصی کردن عایقهای شیشه‌ای، و کارخانه ذوب فلزات (ریخته‌گری) سافام زیگونگ عناصر آهنی سازگار را ساخت.

در اکتبر ۲۰۰۲، سدیور بوسیله وتروریدو، شرکتی با نام زمینه اسمی جدید اما با تاریخ طولانی و برابر و آبرومند و اعتباری تأسیس کرد. اصل و تروریدو بر می‌گردد به سال ۱۹۲۸ وقتی که پرنس پیتروگینوری کانتی پیش قدم شد.

این کارگاه‌ها در نقش رهبری و گسترش دادن یکی از محصولات شروع کردند. چگونگی خواستن تولیدات در این دوره شیشه‌های اوپتیکال بود. در ۱۹۴۰ این کارگاه‌ها در قسمت بشتر ایتالیا تعیین‌کننده اهمیت مالکیت گروه صنعتی IRI که در مورد محصول صنعتی محصولی برای مصارف نظامی توسط نیروی دریایی شروع کرد. نام s.a.i.v.a را گرفت.

بعد از جنگ جهانی دوم شرکت محصولاتش را که شامل موزائیک، سرامیک، ظروف غذا بود گسترش داد. در سال ۱۹۹۰ فیدنزا وتراریا، تولیدکننده قدیمی عایق‌های شیشه‌ای و ظروف غذای ایتالیایی شرکت تأسیس شده را خصوصی کرد. در دهه ۱۹۲۰ فیدنزا وتراریا همچنین شروع به تولید شکلی از آجر شیشه‌ای بهتر به نام بلوک‌های شیشه‌ای یا شیشه تقویت شده چسبی کرد.

بلوک‌های شیشه‌ای در سال ۱۹۹۱ به عنوان پایه محصول و تیورو ریدو ریسکی پر خطر محسوب می‌شدند. با تصمیمات شرکت جدید رشد دائمی در طول یک سری از فراگیری‌ها بدعت گزاری‌ها بدست آمد. در طول دهه ۱۹۹۰ و ترواردو با تجارت چراغ شیشه‌ای روشن و وترری لودی، شرکتی با سابقه طولانی ۱۰ ساله، شرکت کزیچ، بلوک ویترا، یک سازنده متخصص بلوک شیشه‌ای شیشه‌سازی سنتی بوهمیان را غرق کرد.

برای گسترش و پوشش دادنش به سایر کاربران تکنیکی شیشه، در سال ۲۰۰۱ شرکت نمایندگی ایتالیایی دیلو، سازنده جهانی عایقهای شیشه‌ای برای خطوط انتقال قدرت را بدست آورد. این اولین قدم برای بدست آوردن رهبری در این زمینه بود. یادگیری و تحصیل سدیور، تولیدکننده شماره یک شیشه و عایقهای ترکیبی منجر به تولد گروه و ترواردو سدیور، رهبر صنعتی که بالاخره نام سیول را به خود گرفت شد

.

468329شیشه_دوجداره.jpg