مقدمه
شیشه سه جداره چیست، در دهههای اخیر، با پیشرفتهای تکنولوژیکی و افزایش نیاز به ساختمانهای مدرن، همزمان با توجه به بهینهسازی مصرف انرژی، استفاده از فناوریهای نوین در شیشهسازی بسیار رایج شده است. یکی از این فناوریها، شیشه سهجداره است که در طی سالهای اخیر جایگاه ویژهای در صنعت ساختمان پیدا کرده. در این نوشته، قصد داریم به طور مفصل، جامع و تخصصی درباره شیشه سهجداره از جنبههای مختلف صحبت کنیم. در ابتدا به تعریف و ساختار آن میپردازیم؛ سپس به کاربردها، مزایا و معایبش اشاره میکنیم و در ادامه انواع، روشهای تولید و جزئیات فنی آن را بررسی خواهیم کرد. هدف این متن، ارائه دانشی کامل و دقیق در خصوص شیشه سهجداره است که پاسخگوی نیاز دانشجویان، مهندسان و افراد علاقمند باشد.
فصل اول: تعریف و ساختار شیشه سهجداره
۱- تعریف شیشه سهجداره
شیشه سهجداره، نوعی شیشه ساختمانی است که از سه لایه شفاف شیشهای تشکیل شده است که بین هر لایه با فاصله خاصی، گاز مخصوص یا هوای خشک شده محبوس شده است. به عبارت سادهتر، شیشه سهجداره متشکل از سه شیشه تخت است که به وسیله حاشیههای آلومینیومی یا سایر مواد، به صورت کاملا ایزوله و محکم کنار هم قرار گرفتهاند و دو فضای هوایی یا گازی بین آنها ایجاد شده است. این ساختار باعث میشود که شیشه سهجداره توانایی بسیار بالایی جهت عایق حرارتی، صوتی و حتی امنیتی داشته باشد.
۲- تاریخچه و پیشرفت شیشه های چندجداره
از اوایل قرن بیستم، با توجه به رشد شهرنشینی و تمایل به بهینهسازی مصرف انرژی، استفاده از شیشههای دوجداره آغاز شد. شیشه سهجداره در دهههای اخیر با پیشرفت فناوریهای تولید و مواد جدید، مانند گاز آرگون یا کریپتون بین لایهها، توسعه یافت تا عایقهای حرارتی بهتری ارائه دهد و به این ترتیب در ساختمانهای پیشرفته کاربرد گستردهای پیدا کرد.
۳- ساختار و اجزای شیشه سهجداره
ساختار شیشه سهجداره شامل این اجزا است:
– لایههای شیشهای: سه لایه شیشه (هر لایه معمولا از ضخامت ۳ تا ۶ میلیمتر) که به صورت موازی و با یک فاصله دقیق نصب میشوند.
– فاصلهگذار یا اسپيسر (Spacer): قطعهای که فاصله بین هر دو لایه شیشه را ثابت نگه میدارد و معمولا از مواد آلومینیومی یا پلاستیکی ساخته میشود.
– گاز پرکننده: فضاهای خالی بین شیشهها، اغلب با گازهای بیاثر مانند آرگون یا کریپتون پر میشوند تا انتقال حرارت کاهش یابد.
– درزگیر یا سیلر (Sealant): برای آببندی و جلوگیری از نفوذ رطوبت و هوا به داخل سیستم استفاده میشود.
– لایههای پوشش Low-E (Low Emissivity): در برخی مدلها لایه نازکی با خاصیت بازتاب حرارت روی یکی از شیشهها قرار میگیرد تا میزان عبور حرارت کنترل شود.
فصل دوم: عملکرد و مزایای شیشه سهجداره
۱- عایق حرارتی و حفظ انرژی
یکی از مهمترین ویژگیهای شیشه سهجداره، بهبود عایق حرارتی است. وجود دو فضای هوایی یا گازی بین سه شیشه، باعث کاهش انتقال گرما از یک طرف به طرف دیگر میشود. این فضاهای هوا به عنوان عایق طبیعی عمل میکنند و در فصل تابستان مانع ورود گرما و در فصل زمستان مانع خروج گرمای داخلی ساختمان میشوند. به علاوه، پر کردن این فضاها با گازهایی مانند آرگون با رسانایی حرارتی پایینتر، عملکرد عایقی را به شدت افزایش میدهد.
این ویژگی موجب میشود که:
– هزینههای انرژی برای گرمایش و سرمایش ساختمان کاهش یابد.
– دمای داخلی ساختمان پایدارتر و راحتتر حفظ شود.
– کاهش رد و بدل شدن انرژی، به محیط زیست و کاهش گازهای گلخانهای کمک میکند.
۲- عایق صوتی
ساختار سه لایهای شیشه سهجداره باعث میشود که انتقال صداهای خارجی به داخل ساختمان به شدت کاهش یابد. این موضوع مخصوصاً در مناطق پر سر و صدا مانند نزدیک بزرگراهها یا فرودگاهها اهمیت زیادی دارد. همچنین ضخامت بیشتر و وجود چند فضای هوا باعث میشود. که فرکانسهای مختلف صوت کمتر از بین لایهها عبور کنند و در نتیجه آرامش محیط بهبود یابد.
ادامه
۳- جلوگیری از نفوذ رطوبت و گرد و غبار
شیشه سهجداره با دارا بودن درزگیر قوی و مهندسی ساختار، مانع نفوذ رطوبت و گرد و غبار به داخل فضای میان لایههای شیشه میشود که این مسئله باعث:
– جلوگیری از ایجاد بخار یا مه گرفتگی بین لایهها.
– حفظ شفافیت و کیفیت دید طولانی مدت.
– افزایش طول عمر محصول.
۴- بهبود امنیت
با وجود سه لایه شیشه و فاصلههای متعدد، میزان خرد شدن و نفوذ به داخل توسط ضربه کاهش مییابد. همچنین میتوان از انواع شیشههای مقاوم (مثل شیشه سکوریت یا لمینت) در ساختار سهجداره استفاده کرد که ضریب امنیتی آن را به طور چشمگیری افزایش میدهد. و حفاظت بهتر در برابر سرقت، ضربههای ناگهانی و حوادث طبیعی فراهم میکند.
فصل سوم: کاربردهای شیشه سهجداره
۱- صنعت ساختمان
شیشه سهجداره بیشترین کاربرد را در صنعت ساختمان دارد. استفاده از این نوع شیشه در پنجرهها، درهای شیشهای، نماهای ساختمانی مدرن، بالکنهای شیشهای و حتی سقفهای شیشهای موجب:
– افزایش بهرهوری انرژی ساختمان
– کاهش صداهای مزاحم محیطی
– بهبود زیبایی و مدرن بودن نمای ساختمان
میشود.
۲- ساختمانهای تجاری و اداری
در فضاهای تجاری و اداری که نیاز به نور طبیعی همراه با حفظ شرایط اقلیمی مطلوب هست، شیشه سهجداره با ایجاد شرایط بهینه نور و دمای داخل بسیار کارآمد است.
۳- صنایع خودروسازی و حمل و نقل
شیشههای خاص سهجداره یا چندلایه در خودروهای لوکس و وسایل حمل و نقل عمومی به منظور عایق کمصدا و حرارت و همچنین امنیت استفاده میشوند.
۴- کاربردهای تخصصی و آزمایشگاهی
برخی از آزمایشگاهها و فضاهای تخصصی که نیازمند کنترل دقیق دما، رطوبت و صوت هستند نیز از شیشههای سهجداره بهره میبرند.
فصل چهارم: انواع شیشه سهجداره
۱- شیشه سهجداره استاندارد
این نوع از سه شیشه ساده تشکیل شده و عمدتاً با هوای خشک یا گاز بیاثر پر میشود. عملکرد این مدل در عایق حرارتی و صوتی بسیار بهتر از شیشه دوجداره است.
۲- شیشه سهجداره Low-E
شیشههای مجهز به پوشش Low-Emissivity لایه نازکی دارند که بازتاب تابش حرارتی را بهبود میبخشد. و انتقال گرما را به حداقل میرساند. این نوع برای مناطق دارای شرایط آب و هوایی سخت مناسب است.
۳- شیشه سهجداره ضدشوک و مقاوم
ترکیبی از شیشههای سکوریت و لمینت در ساختار سهجداره باعث افزایش مقاومت در برابر ضربه و شوک میشود. این نوع برای مکانهای پرخطر توصیه میشود.
۴- شیشه سهجداره رنگی و دکوراتیو
در برخی کاربردها به منظور زیباسازی نمای ساختمان، شیشههای رنگی یا با الگوهای خاص در ساختار سهجداره تعبیه میشوند.
فصل پنجم: روشهای تولید شیشه سهجداره
۱- برش و آمادهسازی شیشهها
در ابتدا لایههای شیشه در اندازههای دقیق استاندارد بریده میشوند. و لبهها به صورت صاف و ایمن درمیآیند.
۲- شستشوی دقیق
هر لایه قبل از مونتاژ کاملاً تمیز میشود تا از وجود ذرات یا آلودگی جلوگیری کند. و از ایجاد ترک یا مه گرفتگی جلوگیربکند.
۳- نصب فاصلهگذارها و بستها
اسپيسرها به لبههای شیشهها متصل میشوند تا فاصله بین لایهها به دقت حفظ شود. این فاصله معمولاً بین ۱۲ تا ۲۰ میلیمتر است.
۴- تزریق گاز پرکننده
فضاهای داخلی با گازهایی مثل آرگون یا کریپتون پر میشود که رسانایی حرارتی پایینی دارند. و کیفیت عایق حرارتی را افزایش میدهند.
۵- آببندی و سیلینگ نهایی
درزگیر قوی بر روی لبهها اعمال میشود تا از نفوذ هوا و رطوبت جلوگیری کند. و استحکام مکانیکی ترکیب را تضمین نماید.
۶- کنترل کیفیت نهایی
شیشههای تولیدشده در مرحله آخر تحت آزمونهای فنی و چشمی قرار میگیرند. تا از استانداردهای مورد نظر برخوردار باشند.
فصل ششم: نکات فنی و مشخصات عملکردی
۱- شاخص U-value (میزان انتقال حرارت)
U-value نشاندهنده مقدار گرمای عبوری از هر واحد سطح شیشه در یک ساعت است. شیشه سهجداره معمولاً دارای U-value بین ۰.۵ تا ۱.۲ W/m²K است. که به مراتب بهتر از شیشه دوجداره با حدود ۲.۷ W/m²K عمل میکند.
۲- ضریب کاهش صدا (Sound Transmission Class)
میزان کاهش صدای انتقالی توسط شیشه سهجداره معمولاً بین ۳۰ تا ۴۵ دسیبل است که بسته به ساختار و ضخامت شیشه متغیر است.
۳- ضریب نور عبوری (Visible Light Transmittance)
این ضریب بیانگر درصد نور طبیعی است که از شیشه عبور میکند. شیشه سهجداره با وجود عایقهای قوی معمولاً ضریب عبور نور بالایی دارد و از تاریکی محیط جلوگیری میکند.
۴- مقاومت مکانیکی و ضربهپذیری
بسته به نوع شیشههای استفاده شده (مثل سکوریت یا لمینت) مقاومت ضربه و فشار متفاوت خواهد بود. که در طراحی و انتخاب باید لحاظ شود.
فصل هفتم: معایب و محدودیتهای شیشه سهجداره
۱- هزینه بالاتر نسبت به شیشه دوجداره
یکی از بزرگترین معایب این نوع شیشه، هزینه تولید، نصب و نگهداری آن نسبت به شیشه دوجداره است. که ممکن است برای پروژههایی با بودجه محدود غیرقابل قبول باشد.
۲- وزن زیاد و نیاز به سازههای مقاومتر
شیشه سهجداره به دلیل وجود سه لایه شیشه و گاز پرکننده، وزن بیشتری نسبت به شیشههای تکجداره و دوجداره دارد. این موضوع باعث میشود که قابها و سازههای نگهدارنده باید از مقاومت و استحکام بالاتری برخوردار باشند.
۳- پیچیدگی تعمیر و تعویض
در صورت آسیب دیدگی یک لایه از شیشه یا سیلینگ، تعمیر این نوع شیشهها معمولاً دشوار و پرهزینه است. و اغلب نیاز به تعویض کامل پنجره هست.
۴- احتمال مهگرفتگی داخلی در صورت نقص آببندی
اگر آببندی یا سیلینگ دچار مشکل شود، ممکن است رطوبت به داخل فضای بین لایههای شیشه نفوذ کرده و باعث مهگرفتگی یا لک شدن شود که کیفیت شیشه و دید را کاهش میدهد.
۵- محدودیت در اندازه و نوع طراحی
به دلیل وزن و ساختار، شیشههای سهجداره بزرگ یا با اشکال خاص ممکن است نیازمند فناوریهای پیشرفتهتر و هزینه بالاتری باشند.
نتیجهگیری
شیشه سهجداره با توجه به ویژگیهای منحصر به فرد خود، از جمله عایق حرارتی قوی، کاهش نویز، امنیت بالا و زیبایی ظاهری، یکی از فناوریهای کلیدی در صنعت ساختمان و حوزههای دیگر محسوب میشود. با وجود برخی محدودیتها مانند هزینه بالا و وزن بیشتر، روندهای نوین در تولید و کاربرد این نوع شیشه میتواند این معایب را به حداقل برساند و استفاده از آن را برای گستره وسیعتری از پروژهها امکانپذیر سازد. در مجموع، شیشه سهجداره آیندهای روشن دارد و بخشی اساسی از راهکارهای توسعه پایدار و بهبود کیفیت زندگی در محیطهای داخلی خواهد بود.