•  
  • EN
پنجشنبه 02 اردیبهشت 1400

اخبار و رویدادها

تشریح پروژه بررسی‌ تاثیر تغییرات غلظت گاز بر ضریب انتقال حرارت شیشه‌های دوجداره پوشش‌دار در گفتگو با الهام هراتیان نژاد – مجری

تشریح پروژه بررسی‌ تاثیر تغییرات غلظت گاز بر ضریب انتقال حرارت شیشه‌های دوجداره پوشش‌دار در گفتگو با الهام هراتیان نژاد – مجری

در تعریف این پروژه چه اهدافی مدنظر شما بوده است و در راستای کدام محور تحقیقاتی مصوب مرکز انجام شده است؟
در سال‌های اخیر، با توجه به افزایش تقاضا برای حامل‌های مختلف انرژی و استفاده بیش از حد از سوخت‌های فسیلی با منابع محدود، استفاده از مواد و فراورده‌های با عملکرد حرارتی بهبود ‌یافته برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی مورد توجه قرار گرفته است. امروزه با هدف دست‌یابی به نماهای زیبا، بهبود شرایط بصری و دست‌یابی به شرایط آسايش در فضاهاي داخلي، تلاش می‌گردد درصد سطح شیشه به سطح نما افزایش یابد. اما این رویکرد تبعاتی نیز دارد؛ استفاده بي‌رويه از شيشه در نمای ساختمان، مشکلات و ناهنجاری‌های متعددی، از جمله افزایش مصرف انرژی، افت شرایط آسایش حرارتی، نوری و صوتی را به همراه دارد.
همچنین پنجره‌ها معمولا به‌عنوان عناصری با کم‌ترین کارایی انرژی در ساختمان شناخته می‌‌شوند، در کشورهای صنعتی برآورد می‌شود حدود 60 درصد از انتقال حرارت در پنجره‌ها از طریق تابش از بخش شیشه‌ای آن اتفاق می‌‌افتد.
بنابراین، دو گام مهم برای بهبود عملکرد حرارتی پنجره‌ها در ساختمان وجود دارد:
- استفاده از پنجره‌ها با قاب آلومینیوم گرماشکن، چوبی و UPVC به جای قاب‌های آهنی و آلومینیومی که درصد زیادی از انتقال حرارت ناشی از هدایت حرارتی زیاد قاب را کاهش می‌دهد.
- استفاده از شیشه‌های دوجداره، دوجداره پوشش‌دار یا دوجداره پوشش‌دار پر‌شده با گاز برای کاهش انتقال حرارت از طریق هدایت، همرفت و تابش از سیستم شیشه‌ای پنجره
با توجه به حساسیت انتخاب و اهمیت موجود برای استفاده از شیشه‌های پوشش‌دار در شیشه‌های ساختمانی در این پژوهش به بررسی تأثیر غلظت گاز بین دوجدار در سیستم‌های شیشه دوجداره پوشش‌دار و بی‌پوشش، بدون در نظر گرفتن تأثیر قاب، پرداختیم.
و هدف از انجام این پروژه:
- جمع آوری اطلاعات و داده‌های ارائه شده در مراجع
- بررسی و تعیین میزان تاثیر گاز(های) مختلف (در صورت امکان) موجود در فضای بین شیشه به صورت آزمایشگاهی بر عملکرد حرارتی شیشه دوجداره
- بررسی آزمایشگاهی تاثیر وجود گاز در شیشه‌های دوجداره پوشش‌دار
- شبیه‌سازی شیشه‌های مشابه با شیشه‌های موجود و اعتبارسنجی محاسبات نرم‌افزاری
بوده است.
این پروژه در راستای راهکاری برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی در ساختمان جهت برآورده کردن انتظارات مبحث 19 مقررات ملی ساختمان، از محورهای تحقیقاتی مرکز قرار می‌گیرد.

چگونگی انجام پروژه و فرآیند آن را بخصوص در مرحله آزمایشگاهی یا در صورتی که انجام پایلوت آن هم مدنظر بوده است، توضیح دهید و آیا این پروژه به مرحله صنعتی شدن هم رسیده است. در صورت تأیید به طور مشروح در این خصوص توضیح بفرمایید.
مراحل انجام این پروژه به صورت زیر بوده است:
• جمع‌آوری اطلاعات فنی موجود در خصوص انواع شیشه‌های دوجداره پوشش‌دار یا بدون پوشش پر شده با گازی غیر از هوا
• ارزیابی این محصولات در شرایط آزمایشگاهی
• ارائه راهکارهای پیشنهادی جهت استفاده از انواع مختلف شیشه‌های پوشش‌دار با درنظرگرفتن ملاحظات اقتصادی
در این پژوهش برای تعیین تأثیر پوشش و گاز بین دوجدار در مقدار ضریب انتقال حرارت شیشه‌های پوشش‌دار کم‌گسیل و شیشه‌های بدون پوشش دوجداره پر‌شده با گاز آرگون، از محاسبات شبیه‌سازی نرم‌افزار LBNL Window 7.1 استفاده و نتایج با اندازه‌گیری‌ ضریب انتقال حرارت با دستگاه محفظه گرم محفوظ مقایسه شد.
بررسی پایلوت در این پروژه مدنظر نبوده است. همچنین این پروژه به صورت بررسی موارد موجود و در جهت رفع ابهامات مصرف‌کنندگان و کارفرمایان تعریف شده بود.

دستاوردهای پروژه را به لحاظ فنی و مهندسی تشریح و تأثیر آن در ارتقای صنعت راه و شهرسازی را بیان نمایید.
بررسی تاثیر وجود گاز در شیشه های دوجداره با پوشش و بدون پوشش،  امکان‌سنجی اقتصادی انواع شیشه دوجداره پوشش‌دار در اقلیم‌های مختلف و شناخت نقاط ضعف و قوت شیشه‌های دوجداره مختلف از نظر اجرایی، عملکردی و اقتصادی دستاوردهای این پروژه را شامل می‌شود.
با توجه به بالا بودن نرخ رشد جمعيت و ساخت‌و‌ساز در كشور، مصرف انرژي در ايران به‌طور پيوسته و به سرعت در حال افزايش است. اين در حالي است كه ايران در منطقه‌اي از كره زمين واقع شده‌است كه از بيشترين ميزان تابش و بالاترين پتانسيل بهره‌گيري از انرژي خورشيدي برخوردار است. پس بهره‌گیری هر چه بیشتر از انرژي خورشيد برای تأمين نيازهاي حرارتي و بصري در فضاهاي داخلي يك ساختمان می‌تواند به‌عنوان مهم‌ترین راه‌حل مطرح در زمینه صرفه جویی مصرف انرژی تلقی گردد.
شيشه، به‌عنوان يك عنصر ارزشمند ساختمان جهت بهره‌گيري هرچه بيشتر از نور طبيعي محسوب می‌شود و در نتیجه تلاش می‌شود با تخصیص درصد قابل توجهی از سطح نمای ساختمان به آن، به این هدف مهم دست‌یابی شود. ولی در صورت افزایش بی‌رویه این نسبت، نقش شيشه‌ها در پوسته خارجي ساختمان تعيين‌كننده می‌شود، و نقاط ضعف‌های احتمالی آن می‌تواند مشکلات جدی برای عملکردهای پیش‌بینی‌شده برای ساختمان ایجاد کند. انتخاب صحیح شیشه‌های پوشش‌دار می‌تواند تا حد زیادی مشکلات را مرتفع یا حداقل کم‌رنگ کند، و علاوه بر بهبود انتقال حرارت این جدارها، امكان بهره‌گيري حداكثر از نور روز در فضاهاي داخلي ساختمان را به‌طورکنترل شده‌‌تری فراهم نماید.

انجام این پروژه تا چه حد نیاز صنعت راه یا ساختمان را مرتفع کرده است و آیا برای تحقق دستاوردهای آن نیاز به انجام پروژه‌های دیگری خواهد بود؟
در شيشه دوجداره بين دو لايه شيشه، هوا يا گاز با فشاری مساوی با فشار هوای محیط پر می‌شود تا در اثر اختلاف فشار، شيشه‌ ها تاب برنداشته و يا نشکند. علاوه بر اين گاز موجود می‌تواند بر عملکرد حرارتی شيشه نيز تاثیر بگذارد. اغلب خريداران شيشه دوجداره هنگام خريد شيشه بر وجود گاز بين دو لايه شيشه تاکید زیادی دارند و حتي از شيوه چگونگي حصول اطمينان از تزريق گاز بين شيشه‌ها پرسيده مي‌شود. دو جداره كردن باعث بهبود مقاومت حرارتی شيشه‌ها مي شود، اما واقعيت اين است كه بر طبق مطالعات انجام شده وجود گاز آرگون در ميان دو لايه شيشه در مقايسه با هوا تنها باعث کاهش کمی در مقدار U-Value مي شود و بر عملکرد صوتي نيز تاثيري قابل توجهی نمی‌گذارد. متاسفانه برخي از توليد كنندگان نيز بر اين نگراني مشتريان دامن زده و وجود گاز آرگون را يكي از مزاياي مهم شيشه دوجداره بر مي‌شمارند.
از طرفی يکی از مهمترين کاربردهای شيشه‌های پوشش دار، کنترل و انتقال حرارت از داخل به خارج در ساختمان است. مهمترين انواع شيشه‌های پوشش‌دار شيشه‌های -E  Low و شيشه های رفلکس هستند.تفاوت عمده اين شيشه‌ها با يکديگر در ميزان عبور نور خورشيد از آنها در طول موج‌های مختلف است. نكته ديگري كه ذهن دست اندرکاران بخش ساختمان را به خود مشغول كرده U-Value يا ضريب انتقال حرارت شيشه‌هاست. اما در این مورد وجود گازهای سنگین در صورت استفاده از شیشه‌های دوجداره پوشش‌دار تاثیر محسوسی در عملکرد حرارتی سیستم دارد.
آزمايش‌های مختلفی در سراسر جهان، بر روی چند نوع گاز انجام گرفته تا بتوانند به درستی مناسب‌ترين گاز را برای يک شيشه دوجداره پيدا کنند. گازهائی که مورد آزمايش قرار گرفتند عبارت‌اند از: نيتروژن رطوبت‌گیری‌شده ، فلوئوروکربن‌ها، دی‌اکسيد کربن، آرگون، کريپتون و زنون.  نيتروژن بر ميزان مقاومت حرارتی شيشه  زيادی ندارد. فلوئوروکربن‌ها در برابر نور خورشيد پايدار نیستند و به مرور زمان باعث بروز لکه‌های مات و رنگی بر سطح شيشه مي‌شوند. دی‌اکسيدکربن يک گاز اسيدی است و با گذشت زمان با فاصله‌گذار (اسپيسر) و پوشش‌های شيشه واکنش مي‌دهد.
مناسب‌ترين گزينه، گازهای آرگون ، زنون و کريپتون هستند.  اين گازها خنثی و بسيار پايدارند. نور خورشيد بر اين گازها اثری ندارد، و  به علت خنثی بودن، هيچ واکنشی با اسپيسر انجام نمي‌دهند .همچنين، قابليت انتقال حرارت در آنها پائين است و مقاومت حرارتی شيشه را افزايش مي‌دهند.  آرگون در مقايسه با کريپتون و زنون از فراوانی بيشتری در طبيعت برخوردار است و بالطبع استفاده از آن بسيار اقتصادی‌تر مي‌باشد.

در حال حاضر تا چه حد، نتایج این پروژه می‌تواند به طور مستقیم در رفع نیازهای صنعت راه و شهرسازی استفاده گردد؟
اغلب خريداران شيشه دوجداره هنگام خريد شيشه بر وجود گاز بين دو لايه شيشه تاکید زیادی دارند و حتي از شيوه چگونگي حصول اطمينان از تزريق گاز بين شيشه‌ها پرسيده مي‌شود. دو جداره كردن باعث بهبود مقاومت حرارتی شيشه‌ها مي شود، اما واقعيت اين است كه بر طبق مطالعات انجام شده وجود گاز آرگون در ميان دو لايه شيشه در مقايسه با هوا تنها باعث کاهش کمی در مقدار U-Value مي شود و بر عملکرد صوتي نيز تاثيري قابل توجهی نمی‌گذارد. متاسفانه برخي از توليد كنندگان نيز بر اين نگراني مشتريان دامن زده و وجود گاز آرگون را يكي از مزاياي مهم شيشه دوجداره بر مي‌شمارند.
از طرفی يکی از مهمترين کاربردهای شيشه‌های پوشش دار، کنترل و انتقال حرارت از داخل به خارج در ساختمان است. مهمترين انواع شيشه‌های پوشش‌دار شيشه های -E  Low و شيشه های رفلکس هستند.تفاوت عمده اين شيشه‌ها با يکديگر در ميزان عبور نور خورشيد از آنها در طول موج‌های مختلف است. نكته ديگري كه ذهن دست اندرکاران بخش ساختمان را به خود مشغول كرده U-Value يا ضريب انتقال حرارت شيشه‌هاست. اما در این مورد وجود گازهای سنگین در صورت استفاده از شیشه‌های دوجداره پوشش‌دار تاثیر محسوسی در عملکرد حرارتی سیستم دارد.
با توجه به تولید شیشه‌های پوشش‌دار در ایران و امکان تزریق گاز آرگون بین دوجدار شیشه و از طرفی به دلیل عدم وجود داده‌های این شیشه‌ها در کتابخانه نرم افزارهای محاسباتی و شبیه‌سازی می‌توان به اعتبارسنجی محاسبات نرم‌افزاری و آزمایشی در این موارد پرداخت و با امکان‌سنجی وجود گاز در شیشه‌های دوجداره پوشش‌دار و ارزیابی اقتصادی این سیستم‌ها می‌توان کاربرد این سیستم‌ها را توجیه کرد.

مزایای اقتصادی مستقیم و غیرمستقیم این پروژه را در صنعت راه و شهرسازی شرح دهید.
استفاده از شیشه پوشش‌دار کم‌گسیل در شیشه دوجداره، بدون کاهش قابل ملاحظه ضریب عبور مرئی، باعث کنترل میزان انتقال حرارت از طریق تابش در محدوده تابش خورشیدی و در محدوده طول‌موج بلند می‌گردد.
 در صورت استفاده از شیشه‌های دارای پوشش کم‌گسیل، تأثیر نوع گاز مورد استفاده دوچندان می‌شود. در نتیجه، مقدار ضریب انتقال حرارت شیشه دوجداره پوشش‌دار پر شده با گاز آرگون، یا گازهای سنگین‌تر، به میزان چشم‌گیری کمتر از ضریب انقال حرارت شیشه تک جداره معمولی است. این نتایج تاثیر مهمی در محاسبات به روش کارکردی و تجویزی مبحث 19 مقررات ملی ساختمان دارد.
به منظور برآورد هزینه نصب شیشه دو جداره ساده و کم‌گسیل، قیمت‌های استعلام‌شده تهیه شیشه دو جداره ساده و کم‌گسیل از کارخانه‌جات تولید‌کننده ملاک عمل قرار گرفت. این محاسبات با فرض ثابت بودن هزینه پنجره و هزینه نصب پنجره و شیشه صورت گرفت. به نظر می‌رسد با استفاده مناسب و به‌جا از شیشه دوجداره کم‌گسیل می‌توان با پرداخت اختلاف هزینه کم، صرفه‌جویی قابل ملاحظه‌ای در مصرف انرژی را انتظار داشت.

 

پروانه حسینی امتیاز به خبر :
انتخاب رنگ:
عرض اسکین:
پترن زمینه:
اندازه فونت