شیشه سکوریت و همه چیز درباره آن

 

 

شیشه با تاریخی 4000 ساله امروزه به کمک تکنولوژی پیشرفته نقش و کاربرد بسیاری دارد. انسان رنگ و طرح و نقش را با شیشه آمیخته کرد و از این راه محیط خود را به کمک شیشه زیباتر ساخت.
تنها مشکلی که شیشه داشت؛ شکنندگی آن بود. از معایبی که علاوه بر ضعف مقاومت شیشه را خطرناک هم می ساخت. حال در دنیای کنونی به یاری تکنولوژی روز، دیگر شیشه هایی تولید می شوند که نمی شکنند! این شیشه ها که به آن “سکوریت” می گویند،  طی پروسه ای دقیق بر روی شیشه های خام حاصل می شود که حتی اگر هم در شرایط بسیار خاص و ویژه بشکند به قطعات بسیار ریزی تبدیل می شود که به هیچ وجه برنده و خطرناک نیستند.
بنابراین مقاومت و ایمنی نیز به زیبایی شیشه اضافه شد و این ویژگی ها، در کنار دوام و صرفه فوق العاده شیشه نسبت به موادی چون آهن و چوب، کاربرد آن را بیش از پیش توسعه داد.
امروزه شیشه های سکوریت به عنوان درهای ورودی شیشه ای، پنجره ها و نورگیرها در چهارچوب های فلزی و چوبی و نیز برای پوشش نمای ساختمان ها و پنجره های سکوریت کاربرد وسیعی دارند. این شیشه ها همچنین به علت مقاومت بسیارشان در برابر گرما و سرما در وسایل خانگی (مانند بخاری و اجاق گاز) و خودروها نیز استفاده می شوند.

شیشه گری یکی از قدیمی ترین حرفه هایی است که انسان با آن درآمدزایی داشته است. مصری ها سازنده اولین اشیای شیشه ای بوده اند که ظروف به دست آمده از حفاری مصر قدمت 5 هزار ساله دارد. رومیان نیز از فن شیشه گری مهارت داشته اند. در این صنعت از سایرین پیشرفته تر بودند. رونق شیشه سازی در نخستین دوره های تاریخ اسلامی صورت گرفته است، چراکه هـنری بود که در مساجد و زیارتگاه ها و تزیینات مـذهـبی جلوه خاصی داشته و مورد استفاده قرار می گرفـت. در ایران نیز ساختن شیشه قـدمت چند هزار ساله دارد. نخستین واحد ماشینی تولید شیشه ساختمانی در ایران در سال 1340 شروع به کار کرد.

 

معرفی سکوریت:

شیشه های سکوريت با اعمال فرآیند حرارتی بر شیشه های معمولی تولید می شوند. شیشه های سکوريت مقاومت بالایی در برابر ضربه، فشار و حرارت دارند. شیشه های سکوريت مطابق با استاندارد ASTMC1048 به دو گروه اصلی تقسیم می شوند:

الف: شیشه های نشکن یا سکوريت (Fully Tempered)
ب: شیشه های نیمه نشکن یا نیمه سکوريت (Heat Strenghtened)

 

 

1- ابتدا شيشه معمولی را در کوره مخصوص تا 625 درجه سانتيگراد گرم می کنند.

 

2- سپس شيشه حرارت داده شده قسمت فرآيند کنترل شده ای سرد می شود.

در این حالت، شیشه را مجددا تا حدود 700 درجه سانتی‌گراد حرارت داده و بعد بطور ناگهانی و تحت شرایط خاص و کنترل شده‌ای سرد می‌شود. این عمل باعث افزایش مقاومت شیشه (حدود 3 الی 5 برابر) در مقابل ضربه و نیز شوکهای حرارتی می‌گردد. این شیشه‌ها در صورت شکستن، به ذرات ریز و مکعب شکل تقسیم می‌شوند که آسیب رسان نیستند. از این نوع شیشه در ویترین فروشگاهها، درهای شیشه‌ای و پنجره‌های جانبی اتومبیلها استفاده می‌گردد.

دو شیشه که میتواند متفاوت باشد، پروفیل آلومینیومی، گاز پرکننده، چسب های اولیه و ثانويه و رطوبت گیر اجزاء یک شیشه سکوریت هستند. با انتخاب صحیح نوع شیشه برای جداره ها، نوع گاز پرکننده میتوان از ويژگیهای انواع شیشه ها بطور همزمان استفاده کرد.

هر يک از جداره های شیشه در شیشه سکوریت می تواند معمولی، سکوریت، نیمه سکوریت، پوشش دار، لمینت و یا اسپندرال و با ضخامت های متفاوت باشد.

 

 

سکوریت شیشه توسط یک پروفیل آلومینیومی حاوی مواد رطوبت گیر از همدیگر جدا می شوند. این مجموعه به وسیله دو نوع چسب مخصوص به یکدیگر متصل شده و آب بندی می شود.

الف: چسب اولیه
ب: چسب ثانویه

 

موارد کاربرد:

انواع پنجره ها
نمای ساختمان (Curtain Wall)
انواع ويترين فروشگاهها
سقفهای شیشه ای

دربهای ورودی ثابت و متحرک
درب پاسیو
پارتیشن
نرده های شیشه ای

 

ويژگیهای شیشه سکوریت:

به علت وجود لایه هوا یا گاز و با استفاده از شیشه Low-E و یا پوشش دار هر سه روش انتقال حرارت یعنی رسانش، جابجائی و تابش در شیشه های سکوریت قابل کنترل است. بدین ترتیب میتوان میزان مصرف انرژی جهت سرد کردن یا گرم کردن فضای داخل را کاهش داد.
در صورت استفاده از شیشه های پوشش دار و یا لمینیت میزان ورود نور و اشعه UV کاملاً قابل کنترل است.
میزان ایزولاسیون صوتی در شیشه های سکوریت به علت وجود گاز مناسب قابل کنترل است. برای کسب نتیجه بهتر میتوان از شیشه لمینیت در هر یک از جداره های شیشه استفاده نمود. در صورت استفاده از شیشه سکوريت و یا لمینیت در جداره ها، این شیشه مقاومت خوبی در برابر سرقت و زلزله از خود نشان میدهد. علت وجود گاز بین دو لایه شیشه دمای سطح داخلی شیشه با دمای اتاق یکسان می ماند بنابراین شیشه در زمستان عرق نمیکند.

مقاومت شیشه سکوريت در اثر حرارت افزایش یافته است از این رو شیشه سکوريت در برابر ضربه و بارهای مکانیکی و استرسهای حرارتی در مقایسه با شیشه معمولی با همان ضخامت و مشخصات 4 تا 5 برابر قوی تر است اما این مشخصه د رشیشه نیمه سکوريت به 2 برابر کاهش می یابد.
شیشه سکوريت در هنگام شکست به قطعات ريز و غیربرنده ای خرد میشود. الگوی شکست شیشه نیمه سکوريت مانند شیشه معمولی است.

 

ترکیبات سازنده شیشه
اجزای اصلی تشکیل دهنده شیشه

با نگاه به جدول عناصر، کمتر عنصری را می توان یافت که از آن شیشه به دست نیاید ولی سه ماده کربنات دو سود، سنگ آهک و سیلیس مواد اصلی تشکیل دهنده شیشه می باشند. مواد شیشه ساز مورد تایید موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران عبارتند از سیلیس، دی اکسید بور، پنتا اکسید فسفر که از هـر یک به تنهایی می توان شیشه تهیه کرد.

 

گداز آورها

کربنات سدیم، کربنات پتاسیم و خرده شـیشـه، سـیلـیکات سدیم و سـیلیس با گدازآورها می باشند در آب حل می شوند و از شفافیت شیشه به تدریج کم می کنند به هـمین عـلـت است که اغلب شیشه های مصرف شده در گـلخانه پس از چند سال کدر می شوند و نور از آن ها به خوبی عـبور نمی کند.

 

تثبیت کننده ها

برای آن که مقاومت شـیشـه را در مقابل آب و هـوا ثابت کنیم باید اکسـیدهای دو ظرفـیتی باریم، سرب، کـلسیم، مـنـیزیم و روی به مـخـلـوط اضافه کنیم که به این عـناصر ثابت کـننده می گـویند.

 

تصفـیه کننده ها

تصفیه کننده ها موجب کاستن حباب هوای که وجود در شیشه می شوند و بر دو نوع اند :
1 ) فـیزیکی: سولفات سدیم، کلرات سدیم با ایجاد حباب های بزرگ، حباب های کوچک را جذب و از شیشه مذاب خارج می کنند.
2 ) شیمیایی: املاح آرسنیک و آنتیموان ترکیباتی ایجاد می کنند که حباب های کوچک داخل شیشه را از بین می برند.
تا اینجا به مواردی اشاره کردیم که عدم وجودشان در مواد اولیه باعـث از بین رفتن مرغـوبیت کالا می شد. حال چند ماده دیگر که به نوعـی در تولید شیشه سهیم هستند، اشاره می کنیم.

افزودنی ها

1 ) استفاده از بوراکس به جای اکسید و کربنات سدیم (گدازآور) که در اثر حرارت به سدیم اکسید و بورم اکسید تجزیه می شود و در واقع به جای هر دو ماده عمل می کند.
2 ) استفاده از نیترات سدیم برای از بین بردن رنگ سبز شیشه ( ناشی از اکسید آهن که همراه مواد دیگر وارد کوره می شود. )
3 ) استفاده از اکسید منگنز که باعـث مقاومت بیشتر در مقابل عـوامل جوی و شفاف تر شدن شیشه می شود.
4 ) استفاده از اکسید سرب به جای کلسیم اکسید برای ساختن شیشه های مرغـوب بلور که باعـث درخشندگی شیشه می شوند.
5 ) برای ساختن بلور مرغـوب از اکسـید نقـره اسـتفاده می کنند.
6 ) اسـتفاده از فلدسپات که باعـث مقاومت بهتر در مقابل مواد شیمیایی می شود.
7 ) برای این که شیشه در برابر اسید فلوئوریدریک هم مقاوم باشد، ترکیباتی از فـسـفـات به آن می افزایند.
8 ) استفاده از خرده شیشه که به ذوب مواد سرعت بیشتری می دهد.
9 ) استفاده از اکسید فلزات برای تهیه شیشه های رنگی.
10 ) اکسید سزیم برای جذب پرتو فرو سرخ و اکسیدبر، برای ازدیاد مقاومت حرارتی مورد استفاده قرار می گیرند.

دو نمونه از عـناصر تشکیل دهنده که عـمومیت بیشتری دارند:

ترکیبات (1) : اکسید سیلیسیم حدود 74 تا 80 درصد و بقیه شامل پر اکسید سـدیم تا 15 درصد و اکسـید کلسیم 7 تا 12 درصد اکسـید منیزیم 2 تا 4 درصد و 2 درصد هم عـناصر دیگر چون آهن (ш) اکسید، آلومینیوم اکسید، منیزیم اکسید، تیتانیم فسفید، سیلیسیم تری اکیسد.
ترکیبات (2) : اکسـید سـیـلـیـسـیـم در حدود 73 درصد، اکسـید سـدیم 15 درصد، اکسـید کـلـسـیم 55/5 درصد، اکـسـید منیزیم 6/3 درصد، اکـسـید آلـومـیـنـیـوم 5/1 درصد، اکـسـید بور و اکـسـید پتاسـیم هر کدام 4/0 درصد، اکـسـید آهن و اکـسید سـیلـیـسـیم 6 ظرفـیتی هـریک 3/0 درصد.
عـلاوه بر موارد بالا هـمـیشـه مـقـداری خرده شـیشـه نیز با این مواد وارد کوره می گـردد.

شیشه های سکوریت نمی شکنند! نه با فشار سطحی! نه با ضربه های سطحی! فقط ضربه های کناری ممکن است باعث شکستن شیشه های سکوریت شوند. حتی در این شرایط نیز قطعات شکسته شیشه سکوریت بسیار کوچک بوده و به هیچ وجه برنده و خطرناک نیستند.
طرح و نقشی هر چند کوچک و ساده بر روی شیشه سکوریت می تواند محیط زندگی و کار شما را سرشار از زیبایی کند؛ نقش هایی خیال انگیز که همچون تابلوی نقاشی محیط شما را با رنگ ها و نقش های متنوع می آرایند و در ضمن آن را محفوظ و استتار می کنند.

صنعت شیشه با قدمتی 2000 ساله امروز به کمک تکنولوژی پیشرفته نقش و کاربرد بسیاری پیدا کرده است. تنها وسیله ای که واقعیت را آنگونه که هست به ما نشان می دهد شیشه است، این ویژگی دلیل اصلی وسعت کاربرد شیشه از زمان های دور بوده است. اما زمان های دور بوده است. اما زمان گذشته و انسان رنگ و طرح و نقش را نیز با شیشه در آمیخت و بدینوسیله محیط خود را به کمک شیشه زیباتر کرد.
تنها محدودیتی که در گذشته برای کاربرد وسیع شیشه وجود داشت شکنندگی آن بود و یژگی ای که شیشه را نه تنها میرا که خطر ناک هم می ساخت.
اما امروزه به کمک تکنولوژی مدرن دیگر شیشه های خام بدست می آید تحت شرایط خاصی ممکن است بشکند، حتی در صورتی که شیشه ایمن تحت این شرایط بسیار خاص بشکند به قطعات ریزی تبدیل می شود. که هیچ وجه برنده و خطر ناک نیست.
بدین ترتیب ماندگاری و ایمنی نیز به واقع نمایی و زیبایی شیشه افزوده شد. این ویژگی ها در کنار دوام و صرفه ی فوق العاده زیاد شیشه، نسبت به موادی نظیر آهن و چوب، کاربرد آن را پیش از پیش گسترش داده است.
امروز شیشه های ایم به عنوان درهای ورودی شیشه ای، پنجره ها و نورگیر ها در چهار چوب های فلزی و چوبی و نیز جهت پروژه های نما و سکوریت کابرد وسیعی دارند. همچنین به دلیل مقاومت بسیار زیاد این شیشه ها در برابر حرارت وبرودت در وسایل خانگی ( مثل بخاری، اجاق گاز و …) و خودروها مورد استفاده قرار می گیرند.
تمامی شیشه های خام را با هر رنگ، جنس، قطر و ابعادی بدون آنکه تغییری ظاهری در آن بوجود آید می توان به شیشه های ایمن تبدیل کرد. شیشه های ایمن نمی شکنند. نه با فشار سطحی. نه با ضربه های کناری ممکن است با عث شکستن شیشه های ایمن شوند. حتی در این شرایط نیز قطعات شکسته شیشه ایمن بسیار کوچک بوده و به هیچ وجه برنده و خطر ناک نیستند.
با بهر گیری از طرح و رنگ بر نقش بر روی شیشه های ایمن می توان زیبایی را ماندگار کرد دستهای هنرمندان طراح با در آمیختن صنعت و هنر می توانند به کمک طراحان معماری داخلی با استفاده از شیشه های ایمن فضایی مناسب و زیبا برای زندگی و کار فراهم کنند. طراح و نقشی هر چند کوچک بر روی شیشه های ایمن می تواند محیط زندگی و کار را مملو از زیبایی کند.
نقش هایی خیال انگیز که همچون تابلوی نقاشی محیط را با رنگ ها و نقش های متنوع می آرایند.
با بهره گیری از طرح، رنگ و نقش بر روی شیشه های ایمن می توان علاوه بر زیباسازی محیط آن را محفوظ  هم کرد.

شیشه های سکوریت با اعمال شوک حرارتی بر شیشه تهیه میشوند و در مقایسه با شیشه های معمولی با مشخصات یکسان در مقابل بارهای مکانیکی، ضربه و تنشهای حرارتی تا پنج برابر مقاومتر میباشند.
نحوه خرد شدن این شیشه به قطعات ریز و غیر برنده، مانع از بروز جراحت ناشی از شکستگی شیشه در شرایط بحرانی مانند زلزله میگردد. شیشه سکوریت الزامات استانداردهای بین المللی درباره شیشه ایمنی را کاملاً برآورده میسازد.
در این حالت، شیشه مجددا تا حدود 700 درجه سانتی‌گراد حرارت داده و بعد بطور ناگهانی و تحت شرایط خاص و کنترل شده‌ای سرد می‌شود. این عمل باعث افزایش مقاومت شیشه (حدود 3 الی 5 برابر) در مقابل ضربه و نیز شوکهای حرارتی می‌گردد. این شیشه‌ها در صورت شکستن، به ذرات ریز و مکعب شکل تقسیم می‌شوند که آسیب رسان نیستند. از این نوع شیشه در ویترین فروشگاهها، درهای شیشه‌ای و پنجره‌های جانبی اتومبیلها استفاده می‌گردد.
شیشه های ایمنی به سختی می شکنند و در مقابل نیروهای ناشی از ضربه، انفجار، باد و زلزله مقاومت نموده و یا در صورت شکستن به تکه های کوچکی تبدیل می شود که برندگی شیشه عادی را ندارند و خسارت جانی و مالی حادثه را به حداقل می رسانند.این شیشه ها پس از فرایند سخت سازی ۵ الی ۶ برابر نسبت به شیشه های معمولی مقاومتر می شوند. ایجاد تغییرات بعدی روی شیشه های ایمنی دشوار و در اکثر مواقع غیر ممکن است، لذا در تهیه نقشه مورد نیاز بایستی دقت کافی به عمل آید.
در ضمن حین انجام پروسه سخت سازی این قابلیت وجود دارد تا محصول به شکل خم استوانه ای نیز باشد، که البته در این زمینه محدودیتهایی جهت ضخامت و r وجود دارد. شیشه های درب ها و مغازه ها از این نوع است.

 

ماشین آلات و تجهیزات مورد نیاز تولید

 

 

دستگاه های شیشه سکوریت

 

 

نام دستگاه: دیاموند دو طرفه

 

 

نام دستگاه: پخ تراش

 

 

نام دستگاه ها: شستشوی شیشه

 

 

 

 

 

 

نام دستگاه: ابزار زن نیمه اتوماتیک

 

 

نام دستگاه: دریل دو طرفه

 

 

نام دستگاه: ابزار زن اتوماتیک

 

 

مواد اولیه مورد نیاز جهت تولید شیشه سکوریت:

 

 

اختراع شیشه سکوریت یکی از مهمترین تحولات صنعت ساختمان بوده است. استفاده بهتر از نور خورشید و همزمان با آن، کنترل کامل نور، گرما، صدا از مزیتهای اصـلی این نـوع شیشه است.
شیشه سکوریت با بهبود ایزولاسیون حرارتی صرفه جوئی های مهمی در هزینه های خریـد تأسیسات گرمایشی و سیستم های سرمایشی ساختمان را بدسـت می هد.در بلند مـدت، شیشه سکوریت هزینه های انرژی و راهبری ساختمان را نیز کاهش میدهد.
شیـشه های سکوریت عایـق بسیـار خـوب صـدا نیـز هـستند و با کاهـش نـفـوذ صوتی محیط به درون ساختمان، فضائی آرامش بخش برای ساکنـان ساختمان می آورد.
علاوه برموارد فوق، در شیشه های سکوریت، با انتخاب مناسب لایه های شیشـه، می توان مقاومـت در برابر زلزله، سرقت و پرتوهای مضرخورشید را به میزان مناسبی افزایش داد.

 

سیستم شیشه سکوریت

سیستم شیشه دو یا چند جداره قطعه ای است شامل دو یا چند لایه شیشه که به طور موازی در فواصل مساوی از یکدیگر قرار گرفته اند و توسط فاصل (اسپیسر) در دور تا دور آن، از هم جدا شده اند. در فضای بین شیشه ها هوا یا گازهای خاص بدون رطوبت با فشاری تقریباً مساوی فشار هوای بیرون وجود دارد. در شیشه های سکوریت غالباً از اسپیسرهای آلومینیومی استفاده می شود که درون اسپیسر را با ماده رطوبت گیر پر می کنند که این ماده سبب جذب رطوبت هوای مابین دو شیشه می گردد و توسط مواد درزگیر مناسب، کاملاً آب بندی شده است و در داخل فاصل های استاندارد از مواد جاذب رطوبت استفاده می گردد.
در شیشه های سکوریت می توان از انواع شیشه های معمولی، رنگی، رفلکس، لمینت و سکوریت استفاده کرد.

خصوصیات شیشه سکوریت

– کاهش اتلاف انرژی
– کاهش آلودگیهای صوتی
– جلوگیری از نم زدگی شیشه
– ایمنی بیشتر نسبت به پنجره های تک جداره

در صورت استفاده از شیشه سکوریت و پنجره های عایق می توان در ازای هر متر مربع شیشه سکوریت به میزان ۴۰ متر مکعب گاز در سال صرفه جویی نمود. علاوه بر کاهش مصرف انرژی و سر و صدا، محیط زیست پاکیزه تری تامین می نماید.

1. صرفه جویی در مصرف انرژی
2. کاهش آلودگی صوتی: به کار گیری پنجره های عایق و شیشه های سکوریت، یکی از راه های کاهش آلودگی صوتی می باشد. با استفاده از شیشه های معمولی در سکوریت، حدود 40 دسی بل شدت صوت کاهش خواهد یافت. این در حالی است که متوسط آلودگی صوتی در شهرهای بزرگ 80-75 دسی بل و در شهرهای کوچک 55 دسی بل می باشد.
3. مقاوم در برابر اشعه ماورای بنفش (UV) و حذف اثرات مخرب آن
4. کاهش در برابر آلودگی هوا
5. کاهش تابش سرد
6. کاهش هزینه تاسیسات سرمایشی و گرمایشی در ساختمان
7. کاهش آلودگی محیط زندگی و هزینه های مربوطه
8. هوابندی کامل
9. مقاوم در برابر باد، باران و طوفانهای شدید
10. تقویت مضاعف با استفاده از پروفیل گالوانیزه در داخل پروفیل uPVC
11. حفاظت از محیط زیست از طریق بازیافت و استفاده در صنایع دیگر
12. عدم نیاز به سرویسهای مکرر (تعویض، رنگ آمیزی و…) و نظافت آسان
13. غیر قابل اشتعال
14. سهولت در نصب

 

 

شیشه های چند لایه (Laminated Glass)

امروزه در مواردی مانند سقفها، نماهای شیشه ای، شیشه های خودروهای حفاظت شخصیت ها، شیشه های ضد گلوله، ضد انفجار، ضد عبور و اغتشاش، سرقت و … که امکان آسیب ناشی از شکست شیشه وجود داشته باشد، از شیشه های چند لایه استفاده می شود.
این نوع شیشه عموماْ از دو یا چند لایه شیشه و یک یا چند لایه PVB (طلق ) تشکیل می شوند. شیشه های چند لایه در اثر ضربه های شدید به هیچ وجه نمی ریزند و چسبیده به طلق باقی می مانند. همچنین به خاطر ایمنی بالا، کاهش قابل توجه سر و صدا و جلوگیری از عبور حدود ۹۹٪ از اشعه مضر فرابنفش ( UV ) نور خورشید و نیز امکان تولید محصولاتی با رنگهای متنوع باعث استفاده روز افزون شیشه های چند لایه گردیده است.

 

شکل ۱- ساختار یک شیشه چند لایه

 

شکل ۲- میزان عبور نور در یک نمونه شیشه چند لایه

 

شکل ۳- شیشه لامینت پس از شکسته شدن

 

شکل ۴- ساخت پله شیشه ای بوسیله شیشه های لمینت

 

 

شکل ۵- نمای شیشه ای داخل یک ساختمان

 

 

شیشه سکوریت در ساختمان

 

پس از انقلاب صنعتی، نظربه اهمیت تهویه در ساختمان با بهره مندی از دستاوردهای تکنولوژیک، ساختار بدنه بیرونی ساختمان از دو جنبه مورد توجه قرار گرفت:
1- نما به عنوان حائلی بین شرایط فیزیکی و اقلیمی بیرون ساختمان نظیر باد، باران و صدا به داخل.
2- نما به عنوان نمایشگر هویت حجمی و زیبایی ساختمان.

لذا در دنیای غرب شیشه با تغییرات کیفی و کمی در تولید به عنوان عنصری جدا نشدنی در ساختمان مطرح ماند، ولی نحوه به کارگیری آن در ساختمان و سایرموارد، دچار تغییرات اساسی گردید.

اولین شیشه سکوریت در ماه اوت سال 1865 توسط تی.دی استتسون که به کار شیشه سازی در نیویورک اشتغال داشت ساخته شد، استتسون به دلیل این ابداع دریافته بود که ساختار قاب با دو شیشه در طرفین قادر است اتلاف حرارتی را به میزان قابل ملاحظه ای کاهش دهد.
درسال 1942 محصولی به نام ترموپین، توسط لیبی اونزوفورد به بازار آمریکا معرفی شد، در این سیستم تفکر جدیدی ارایه گردید، لایه هایی از قلع و مس در سطح شیشه بکار رفته بود که دور تا دور لبه شیشه را می پوشاند و این امکان را میسر می ساخت تا قابهای شیشه با یک خمیر سربی به هم لحیم شوند.
پس از گذشت 30 سال از پیدایش تفکر شیشه های سکوریت، روش‌های تولید با بکارگیری ترمو پلاستیک و ترموستینگ تغییرات بنیادی پیدا نمودند، با توسعه درزگیری دوبل در دهۀ 1970 این صنعت به موفقیت‌های چشمگیری دست یافت.

شیشه سکوریت در کشور ما به دو صورت دستی ساز (غیراستاندارد) و ماشینی(استاندارد) ساخته می شود. در نوع دستی ساز که توسط کارگاههای کوچک و مواد غیر استاندارد ساخته میشود، مشکلات فراوانی وجود دارد از جمله:
1- به دلیل استفاده از مواد نامرغوب (رطوبت گیر و چسب)، شیشه سکوریت پس از یکسال نصب در اثر مواجه با یک دوره سرما و گرما دچار تعریق میشود.
2- به دلیل برش توسط الماسه دستی ابعاد شیشه بریده شده، حدود 3 الی 4 میلی متر از اندازه واقعی آن کمتر و یا بیشتر میشود، که این خود در هنگام نصب شیشه مشکل اساسی ایجاد میکند.
3- از موارد دیگر می توان به عدم کیفیت لازم در هنگام شستشوی شیشه، تزریق گاز و پرس نهایی آن اشاره کرد.
در نوع ماشینی که توسط ماشین آلات وارداتی با دقت و کیفیت بالا انجام میشود، تمام مراحل توسط برنامه نرم افزاری کنترل و تولید می گردد.

مقایسه ضریب انتقال حرارت برای شیشه های مختلف که در پنجره های مختلف استفاده میشود و همچنین میزان مصرف سوخت سالانه که تولید کننده گازهای زیان آور برای محیط زیست بخصوص SO2 ، اهمیت سازمان بهینه سازی مصرف سوخت و خصوصا”مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان را آشکار می سازد.
در کشور ما به سبب وجود منابع فراوان انرژی (نفت و گاز) هزینه سوخت در زمستان اندک است، اما در تابستان هزینه برق مصرفی برای وسایل خنک کننده بسیار زیاد است.
بلندی یک صوت با اندازه گیری انرژی امواجی که این صوت تولید میکند قابل اندازه گیری می باشد، این انرژی که به آن اصطلاحا” «شدت صوت» گفته می شود؛ با واحدی به نام دسی‌بل (db) سنجش میگردد.

آستانه سطح شنوایی برای گوش انسان صفر دسی‌بل(db) و شدت صوت 120 دسی‌بل (db) بیانگر شدتی است که در آن از نظر فیزیکی درد قابل احساس است؛ سطوح شدت قابل قبول به شرح زیر است:
بیمارستان‌ها 20الی 25، اماکن مسکونی 30الی 45، مدارس 35الی40 و ادارات 40الی 50 دسی‌بل است.

ازجمله روشهایی که برای افزایش عایق بودن شیشه های سکوریت استفاده می‌شود، تزریق گاز خنثی است، تا با پرکردن فاصله بین شیشه با مواد عایق رسانایی بین شیشه ها را کم کند؛ در ابتدا فاصله بین 2 لایه را با نیتروژن خشک قبل از درزگیری پرکرده سپس گاز خنثی را تزریق می کنند.
در یک شیشه سکوریت که فاصله بین دو شیشه از هوا پر شده است، هوا بین دو شیشه جریان پیدا کرده و گرما به بالای پنجره و سرما به قسمت پایین پنجره منتقل میشود، پرکردن این فضا با گازهایی که دارای ضریب رسانایی کم و غلظت زیاد با قدرت جابجایی کم هستند (ستون گازهای خنثی جدول مندلیف)، جابجایی را به حداقل رسانده و رسانایی گاز کاهش پیدا می کند.
استفاده از شیشه سکوریت ملزوم به استفاده از قاب pvc استاندارد است چراکه زیبایی، دوام، عدم نیاز به رنگ مجدد، پاکیزگی آسان و عدم نفوذپذیری گرد و غبار از مزایای قاب پنجره pvc است، با توجه به الزامی شدن اجرای مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان، شناخت و بهره گیری از کیفیت مناسب این محصول امری اجتناب‌ناپذیر است.

 

شیشه های سکوریت و بدون فریم Structural

 

شیشه های بدون فريم نوع ویژه ای از شیشه های سکوریت است که در آن یکی از لایه های شیشه بزرگتر از لایه دیگر است. زیبایی فوق العاده شیشه های بدون فريم که ساختاری یک پارچه به نمای ساختمان می بخشد، به استفاده گسترده از آن در معماری مدرن سرعت بخشیده است. در این نوع ساختار،  لایه بزرگ تر شیشه با چسب مخصوص سلیکون مستقیما بروی ( و نه درون !) فريم فلزی می چسبد و آن را می پوشاند. شیشه های بدون فريم امکان ایجاد نماهای بواقع تمام شیشه ای را بوجود می آورد. نظر به الزامات عمومی ساختمان که در ملاحظات ایمنی استفاده از شیشه های بدون فريم باید رعایت شود توصیه می شود در مراحل طراحی با واحد مهندسی مشاوره فنی بعمل آید. برخی از این ملاحظات عبارتست از: میزان حداقل ضخامت، رعایت استانداردهای ایمنی در انتخاب نوع شیشه بیرونی، سازگاری چسب مصرفی در بخش های تولید و نصب و سایر نکات فنی و تکنیکی مرتبط به هر ساختمان.

موارد کاربرد:

» انواع ساختمان های مسکونی، اداری و تجاری
» فروشگاههای مدرن
» انواع نمای curtain wall

 

پنجره‌های سکوریت و كاهش اتلافات انرژی

در دهه های اخير تكنولوژی ساخت پنجره های سکوریت با فاصله هوايی روز به روز پيشرفت كرده است. اين پنجره ها از دو لايه شيشه تشكيل می شوند كه توسط هوا و يا گاز ديگری با ضريب هدايت پايين از هم جدا شده اند پنجره ها روشنايی، گرما، هوای تازه و زيبايی ها را به خانه آورده و ارتباطی با محيط خارج برقرار می كنند. به رغم اين محاسن پنجره ها يكی از عوامل مهم در اتلافات حرارتی ساختمانها است. به طوری كه حدود يك چهارم حرارت خارج شده ساختمانها در زمستان و يا حرارت وارد شده به آنها در تابستان از طريق پنجره ها صورت می گيرد. به همين دليل از دير باز كاهش اين تلفات مد نظر طراحان ساختمان ها بوده است. در گذشته نه چندان دور برای كاهش اتلافات حرارتی ساختمانها به جای استفاده از پنجره های با يك لايه شيشه از پنجره های با دو يا چند لايه شيشه كمك گرفته می شد. حتی در پاره ای از موارد، لايه های پلاستيكی در بين شيشه ها نيز به كار می رفت. ولی در دهه های اخير تكنولوژی ساخت پنجره های سکوریت با فاصله هوايی روز به روز پيشرفت كرده است. اين پنجره ها به طور كلی از دو لايه شيشه، كه توسط فاصله ای از هم جدا شده اند، تشكيل می شوند. فاصله بين دو لايه شيشه توسط هوا و يا گاز ديگری با ضريب هدايت پايين همچون آرگون، دی اكسيد كربن و كريپتون پر می شود بدين ترتيب با توجه به اينكه پنجره های يك ساختمان دارای مقاومت حرارتی كمتری نسبت به ساير اجزای آن است، به كارگيری اين پنجره ها می تواند نقش به سزايی در كاهش مصرف انرژی داشته باشد. به گفته استاديار مهندسی مكانيك برای مطالعه دقيق ميزان تلفات حرارتی از پنجره های سکوریت و مقايسه عملكرد آنها نسبت به پنجره های ساده تك شيشه ای نياز به بررسی مكانيزمهای مختلف انتقال حرارت است. جابه جايی و تشعشع روی سطوح خارجي، هدايت در داخل شيشه ها، جابه جايی و تشعشع در فاصله هوايی دو پنجره و حتی نفوذ تشعشع خورشيد از شيشه ها به داخل از جمله مكانيزم های دخيل در انتقال حرارت است. به همين دليل برای مطالعه عملكرد اين سيستمها عموماً از فرضيات ساده كننده ای استفاده می شود. شايد ساده ترين تقريب استفاده از فرض انتقال حرارت هدايت يك بعدی در داخل شيشه ها و لايه هوا است. در اين شرايط می توان نرخ انتقال گرما را به راحتی با كمك مقاومت های حرارتی محاسبه كرد. اما بايد توجه داشت كه سيال بين سکوریت شيشه ای با دماهای مختلف ساكن باقی نمی ماند. در واقع ايجاد گراديان های دما در سيال باعث برقراری حركت در آن می شود. سيال مجاور سطح گرم در اثر گرم شدن سبك شده و به سمت بالا حركت كرده و سيال سرد از دور دست جايگزين آن می شود. بدين ترتيب حركتهای چرخشی در داخل لايه هوايی محبوس بين دو شيشه ايجاد می شود. اين حركتها بر نرخ اتلاف گرما از پنجره تاثير دارند. البته بايد توجه داشت كه تنها اضافه كردن حركتهای جابه جايی آزاد در گاز هنوز مدل كاملی از مسئله نيست. بر همين پايه آثار تشعشعی گازها و جداره ها با توجه به پايين بودن نرخهای تبادل حرارت می توانند تاثير قابل توجهی بر رفتار سيستم پنجره سکوریت و جلوگيری از اتلاف انرژی داشته باشند. پنجره های سکوریت، عايق صدا پنجره های سکوریت علاوه بر نقشی كه در بحث حرارت ساختمان و جلوگيری از اتلاف انرژی دارند عايقی مناسب برای جلوگيری از صداست. استفاده از پنجره های سکوریت برای بناهايی كه در محيط پر سر و صدا قرار گرفته اند راهكار موثری است كه می تواند آرامش را به محيط خانه ها بازگرداند. در ايران تجربه استفاده از اين پنجره ها به ويژه در سال های اخير افزايش چشمگيری يافته است اما بررسی ها نشان می دهد كه در شهرهايی مانند تهران بسياری از شهروندان برای گريز از آلودگی صوتی است كه از شيشه های سکوریت استفاده می كنند و در واقع هدف آنها بهينه سازی مصرف انرژی نيست. ” عليرضا ساداتی “، كارشناس محيط زيست در اين باره می گويد :” پنجره ها سکوریت هزينه زيادی به خانواده ها تحميل نمی كند در نتيجه بسياری از خانواده ها استفاده از اين قابليت را انتخاب كرده اند.” به گفته ساداتي، پنجره های سکوریت كاركردی دو جانبه دارند و كاملا از نظر زيست محيطی مقرون به صرفه است. از ديدگاه او تهران بيش از ساير شهرها استفاده از شيشه های سکوریت را تجربه كرده است و به رغم تاثير اين شيشه ها در اتلاف انرژي، هدف اغلب شهروندان از استفاده از اين شيشه ها كاهش صدا بوده است.” استفاده از شيشه های سکوریت در بيمارستان ها و مراكز آموزشی كه در نقاط پر رفت و آمد شهری قرار دارند به گفته ساداتی از الزامات شهرسازی است كه اغلب ناديده گرفته می شود. چنانكه “ساداتي” می گويد فرهنگ استفاده از پنجره های سکوریت در شهرهايی كه اغلب ماه های سال در معرض هوای سرد هستند هنوز نهادينه نشده است و اين در حالی است كه با توجه به استفاده وافر شهرهايی چون همدان يا تبريز از انرژی و وسايل گرمايی برنامه ريزی برای فرهنگ سازی در اين مناطق ضرورتی انكار ناپذير است.

شيشه های چند جداره به علت عايق حرارتی و برودتی و صوتی بودن در درب و پنجره های ساختمانهای عمومی (دولتی و خصوصی)، مسكونی بويژه ساختمانهای واقع در حاشيه اتوبانها و خيابانهای پرتردد و نزديک فرودگاه ها و خطوط راه آهن و مناطق پر سرو و صدا، بيمارستانی، آزمايشگاه های مختلف، كتابخانه ها، موزه ها، كليه مراكز آموزشــــی، كـارخانـه جات و… كــاربرد داشــته و از مـزيتـهای ويـژه ای بر خوردار می باشند.

 

كاهش آلودگی صوتی

ميانگين شدت سر و صدا در محيط های معمولی زندگی در شهرها حدود 60 تا 70 دسی بل (db) می باشد، از لحاظ علمی سر و صدا با شدت 60 db به عنوان صداهای مزاحم و گوش خراش و با شدت 90 db به عنوان ناقض كننده شنوايی و با شدت 120 db را عبور كننده از حد آستانه احساس و خطرناک و كشنده تلقی می نمايد، در صورتی كه اندازه سطح صداهای مطلوب در مكان های مختلف به شرح زير می باشد:

در آپارتمانها و مجتمع های مسكونی حدود 25 تا 35 db
در بيمارستانها و كتابخانه ها و … حدود 20 تا 25 db
در دفاتر اداری و تجاری و … حدود 35 تا 40 db
با اسـتفاده از شــيشه های سکوریت، سطح صدا را از 29 تا 31 db می توانيم كاهش دهيم.

عايق حرارتی و برودتی

خصوصيات و ويژگيهای شيشه های چند جداره مربوط به صرفه جويی در مصرف انرژی از نقطه نظر كميت مقدار گرمای انتقال يافته از طريق يك پنجره توسط پارامتری به نام ضريب انتقال گرما يا ثابت تعيين می شود.
ثابت k از رابطه (K=Q/A*(T1-T2 به دست می آيد كه در آن:
W)Q) = ميزان انتقال حرارت از طريق پنجره بر حسب وات
M2)A) = مساحت پنجره بر حسب متر مربع
K)T2) = درجه حرارت بيرون پنجره بر حسب درجه كلوين
K)T1) = درجه حرارت داخل اطاق بر حسب درجه كلوين بوده و ضريب انتقال حرارت K بشرح زير بيان می گردد:
W/M2*K
اگر ميزان جريان يافتن گرما از طريق پنجره را با استفاده از رابطه زير استفاده كنيم:
(Q=K*A*(T1-T2
می توانيم به راحتی مشاهده نماييم كه هر چه ضريب انتقال حرارت k بيشتر باشد ميزان عايق بودن شيشه و به تبع آن پنجره كمتر خواهد بود. بطور كلی پريب انتقال حرارت K بستگی به ميزان فاصله و هوا يا گاز بی اثر (PARE GASES) فی مابين صفحات شيشه و عرض آنها دارد. ضريب انتقال حرارت K به عنوان تابعی از عرض و مقدار هوای ما بين صفحات شيشه می باشد.

ضريب انتقال حرارت K را می توان بوسيله استفاده از جام های شيشه كه با فلزات كمياب طلا يا نقره يا ساير اكسيد های فلزی مانند اكسيد روی روكش شده اند بيشتر بهبود بخشيد. در مناطق گرمسير با استفاده از شيشه های رنگی و رفلكتيو در پنجره های چند جداره می توان ميزان عبور نور ورودی را به دلخواه از حدود 8 تا 76 در صد نور تابيده شده را كنترل نموده و انتقال انرژی از خارج به داخل را نيز می توان از 25% تا حدود 61% كل انرژی تغيير دادو در مناطق سرد سير نيز می توانبا استفاده از يك لايه شيشه پوشش دار انرژی داخل را حفظ نمود.

با مقايسه ضريب انتقال حرارت K برای شيشه های مختلف كه در پنجره های ساختمانها استفاده می شوند و همچنين ميزان مصرف سوخت سالانه كخ توليد كننده گازهای زيان آور برای محيط زيست مانند co2 و so2 می باشد، مبين اين واقعيت است كه استفاده از درب و پنجره های عايق u-PVC با شيشه های سکوریت در ساختمانها تا چه اندازه اهميت دارد. ميزان صرفه جويی سوخت در يك آپارتمان مسكونی كه حدود 30 متر مربع پنجره داشته و در آنها از پنجره های u-PVC با شيشه های سکوریت استفاده شده باشــد، سـالانه 1500 تا 2500 می باشد. بـنـابرايـن با اسـتـفـاده از درب و پـنـجره هـای u-PVC و شيشه های سکوریت ضمن سرفه جويی در مصرف سوخت و برق و جلوگيری از استهلاك موتورخانه و كاهش تعداد پره های رادياتور (حداقل 30% )، حـدود 70% از اتـلاف انـرژی كه از طـريـق پـنـجـره ها انـجـام می پذيرد نيز جلوگيری خواهيم نمود.

شیشه های بدون فریم (Structural)

شیشه های بدون فریم نوع ویژه ای از شیشـه های سکوریت اسـت، که در آن یـکـی از لایـه های شیـشه بزرگتر از لایه دیگر است. در این نوع ساختار، لایه بزرگتر شیشـه با چسـب مخصـوص سلیـکون مستقیماً بـروی (ونه درون!) فریم فلزی می چسبد و آن رامی پوشاند. شیشه های بدون فریم امکان ایجاد نماهای به واقع تمام شیشه ای را بوجود می آورد.

انواع شیشه اسپندرال

برای پوشش مناطقی از ساختمان که باید از بیرون غیرقابل رویت باشد این نوع شیشه دارای پوشش مخصوصی است که آن را همـرنگ با مـحیـط شیشـه ای اطراف آن می نماید و مناطقی از ساختمان را می پوشاند که باید از محیط بیرون غیرقابل رویت باشد. شیشه اسپندرال می توانـد بنـا به سفارش در رنگهای متنوع تولید شود

شیشه های سکوریت از دو یا چند لایه شیشه تشکیل می شوند که توسط قاب آلومینیومی (اسپیسر) که بصورت یک تکه در محیط پیرامون شیشه ها قرار گرفته، از یکدیگر فاصله پیدا می کنند.
در درون این قاب های آلومینیومی، ماده رطوبت گیر (دسی کنت یا زئولیت) قرار می گیرد، در مرحله بعد لایه های شیشه در شرایط کنترل شده کارخانه به وسیله درزگیر اولیه (چسب بوتیل) به قاب آلومینیومی چسبیده و گاز مخصوص (آرگون یا کریپتون) جایگزین هوای بین لایه های شیشه می شود. در پایان، روی قسمت بیرونی قاب آلومینیومی نیز ماده غیر قابل نفوذی به عنوان دزدگیر ثانویه( چسب پلی سولفاید یا هات ملت) توسط دستگاه تزریق می گردد. در ساختار شیشه های سکوریت می توان از انواع شیشه های مختلف، نظیر شیشه های ساده، رنگی، رفلکس، سکوریت، لمینت و … قرار داد.

 

 

دکوراتیو: به کارگیری انواع زه های رنگی در بین شیشه ها که در قاب انواع طرح های دلخواه می باشد.

 

 

آسانه: وجود پرده های کرکره ای در بین شیشه ها که بوسیله آن می توان میزان و زاویه تابش نور را به اندازه دلخواه تنظیم نمود.

 

در دهه‌های اخیر تکنولوژی ساخت پنجره‌های سکوریت 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، تشکیل می شوند.

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 پنجره‌ها صورت می‌گیرد. به همین دلیل از دیر باز کاهش این تلفات مد نظر طراحان ساختمان‌ها بوده است.
فاصله بین دو لایه شیشه توسط هوا و یا گاز دیگری با ضریب هدایت پایین همچون آرگون، دی‌اکسید‌کربن و کریپتون پر می‌شود بدین ترتیب با توجه به اینکه پنجره‌های یک ساختمان دارای مقاومت حرارتی کمتری نسبت به سایر اجزای آن است، به کارگیری این پنجره‌ها می‌تواند نقش به سزایی در کاهش مصرف انرژی داشته باشد.
برای مطالعه عملکرد این سیستمها عموماً از فرضیات ساده کننده‌ای استفاده می‌شود. شاید ساده‌ترین تقریب استفاده از فرض انتقال حرارت هدایت یک بعدی در داخل شیشه‌ها و لایه هوا است.
در این شرایط می‌توان نرخ انتقال گرما را به راحتی با کمک مقاومت‌های حرارتی محاسبه کرد. اما باید توجه داشت که سیال بین سکوریت شیشه‌ای با دماهای مختلف ساکن باقی نمی‌ماند.
در واقع ایجاد گرادیان‌های دما در سیال باعث برقراری حرکت در آن می‌شود. سیال مجاور سطح گرم در اثر گرم شدن سبک شده و به سمت بالا حرکت کرده و سیال سرد از دور دست جایگزین آن می‌شود. بدین ترتیب حرکتهای چرخشی در داخل لایه هوایی محبوس بین دو شیشه ایجاد می‌شود. این حرکتها بر نرخ اتلاف گرما از پنجره تاثیر دارند.
البته باید توجه داشت که تنها اضافه کردن حرکتهای جابه‌جایی آزاد در گاز هنوز مدل کاملی از مسئله نیست. بر همین پایه آثار تشعشعی گازها و جداره‌ها با توجه به پایین بودن نرخهای تبادل حرارت می‌توانند تاثیر قابل توجهی بر رفتار سیستم پنجره سکوریت و جلوگیری از اتلاف انرژی داشته باشند.

پنجره‌های سکوریت، عایق صدا

پنجره‌های سکوریت علاوه بر نقشی که در بحث حرارت ساختمان و جلوگیری از اتلاف انرژی دارند عایقی مناسب برای جلوگیری از صداست.
استفاده از پنجره‌های سکوریت برای بناهایی که در محیط پر سر و صدا قرار گرفته‌اند راهکار موثری است که می‌تواند آرامش را به محیط خانه‌ها بازگرداند.
در ایران تجربه استفاده از این پنجره‌ها به ویژه در سال‌های اخیر افزایش چشمگیری یافته است اما بررسی‌ها نشان می‌دهد که در شهرهایی مانند تهران بسیاری از شهروندان برای گریز از آلودگی صوتی است که از شیشه‌های سکوریت استفاده می‌کنند و در واقع هدف آنها بهینه‌سازی مصرف انرژی نیست.

کارشناسان محیط زیست در این باره می‌گویند: « پنجره‌ها سکوریت هزینه زیادی به خانواده‌ها تحمیل نمی‌کند در نتیجه بسیاری از خانواده‌ها استفاده از این قابلیت را انتخاب کرده‌اند.»
پنجره‌های سکوریت کارکردی دو جانبه دارند و کاملا از نظر زیست محیطی مقرون به صرفه است.
تهران بیش از سایر شهرها استفاده از شیشه‌های سکوریت را تجربه کرده است و به رغم تاثیر این شیشه‌ها در اتلاف انرژی، هدف اغلب شهروندان از استفاده از این شیشه‌ها کاهش صدا بوده است.

استفاده از شیشه‌های سکوریت در بیمارستان‌ها و مراکز آموزشی که در نقاط پر رفت و آمد شهری قرار دارند از الزامات شهرسازی است که اغلب نادیده گرفته می‌شود.
مواد مصرفی شيشه های سکوریت شركت با بهترين كيفيت و بشرح ذيل می باشد :
• بوتيل به عنوان درز گير اوليه و پلی سولفايد به عنوان درزگير ثانويه ساخت شركت كمرلينگ آلمان نوع شيشه های مصرفی بنا به درخواست مشتری بوده و ميتوان بطور مثال به شيشه های رفلكس بلژيک، چين و ساده ايران فلوت اشاره كرد.
• اسپيسر مصرفی از كشورهای ايتاليا و تركيه
• سليكاژل ساخت كشور سوئيس
پنجره ها روشنايي، گرما، هوای تازه و زيبايی ها را به خانه آورده و ارتباطی با محيط خارج برقرار می كنند. به رغم اين محاسن پنجره ها يكی از عوامل مهم در اتلافات حرارتی ساختمانها است. به طوری كه حدود يك چهارم حرارت خارج شده ساختمانها در زمستان و يا حرارت وارد شده به آنها در تابستان از طريق پنجره ها صورت می گيرد. به همين دليل از دير باز كاهش اين تلفات مد نظر طراحان ساختمان ها بوده است.
در گذشته نه چندان دور برای كاهش اتلافات حرارتی ساختمانها به جای استفاده از پنجره های با يك لايه شيشه از پنجره های با دو يا چند لايه شيشه كمك گرفته می شد. حتی در پاره ای از موارد، لايه های پلاستيكی در بين شيشه ها نيز به كار می رفت.
ولی در دهه های اخير تكنولوژی ساخت پنجره های سکوریت با فاصله هوايی روز به روز پيشرفت كرده است. اين پنجره ها به طور كلی از دو لايه شيشه، كه توسط فاصله ای از هم جدا شده اند، تشكيل می شوند.
فاصله بين دو لايه شيشه توسط هوا و يا گاز ديگری با ضريب هدايت پايين همچون آرگون، دی اكسيد كربن و كريپتون پر می شود بدين ترتيب با توجه به اينكه پنجره های يك ساختمان دارای مقاومت حرارتی كمتری نسبت به ساير اجزای آن است، به كارگيری اين پنجره ها می تواند نقش به سزايی در كاهش مصرف انرژی داشته باشد.
به گفته “بهزاد قاسمي”، استاديار مهندسی مكانيك برای مطالعه دقيق ميزان تلفات حرارتی از پنجره های سکوریت و مقايسه عملكرد آنها نسبت به پنجره های ساده تك شيشه ای نياز به بررسی مكانيزمهای مختلف انتقال حرارت است. جابه جايی و تشعشع روی سطوح خارجي، هدايت در داخل شيشه ها، جابه جايی و تشعشع در فاصله هوايی دو پنجره و حتی نفوذ تشعشع خورشيد از شيشه ها به داخل از جمله مكانيزم های دخيل در انتقال حرارت است.
به همين دليل برای مطالعه عملكرد اين سيستمها عموماً از فرضيات ساده كننده ای استفاده می شود. شايد ساده ترين تقريب استفاده از فرض انتقال حرارت هدايت يك بعدی در داخل شيشه ها و لايه هوا است.
در اين شرايط می توان نرخ انتقال گرما را به راحتی با كمك مقاومت های حرارتی محاسبه كرد. اما بايد توجه داشت كه سيال بين سکوریت شيشه ای با دماهای مختلف ساكن باقی نمی ماند. در واقع ايجاد گراديان های دما در سيال باعث برقراری حركت در آن می شود. سيال مجاور سطح گرم در اثر گرم شدن سبك شده و به سمت بالا حركت كرده و سيال سرد از دور دست جايگزين آن می شود. بدين ترتيب حركتهای چرخشی در داخل لايه هوايی محبوس بين دو شيشه ايجاد می شود. اين حركتها بر نرخ اتلاف گرما از پنجره تاثير دارند.
البته بايد توجه داشت كه تنها اضافه كردن حركتهای جابه جايی آزاد در گاز هنوز مدل كاملی از مسئله نيست. بر همين پايه آثار تشعشعی گازها و جداره ها با توجه به پايين بودن نرخهای تبادل حرارت می توانند تاثير قابل توجهی بر رفتار سيستم پنجره سکوریت و جلوگيری از اتلاف انرژی داشته باشند.

 

سکوریت كردن

سکوریت كردن شيشه هر پنجره‌ ای باعث بالا رفتن كارآيی آن مي‌شود، بويژه پنجره‌هايی كه پرده‌ای روی آنها نصب نشده است.
پنجره سکوریت، دارای دو شيشه مي‌باشد كه بين آنها يك فضای كاملاً درزبندی شده قرار گرفته است. اين فاصله معمولاً بين 6 تا 20 ميليمتر است.
اگر اينفاصله هوايی 15 ميليمتر انتخاب شود، بهترين كارآيی بدست مي‌آيد. سکوریت كردن پنجره با وجود اينكه اتلاف حرارت را كاهش مي‌دهد، جلوی ورود نور و گرمای خورشيد را نمي‌گيرد. بنابراين در فصول گرم سال برای كاهش ورود گرما به داخل ساختمان بايد جلوی تابش مستقيم خورشيد به پنجره را گرفت.
در كنار اينها، سکوریت كرده پنجره‌ها باعث كم شدن ورود سر و صدا به داخل ساختمان مي‌شود و نيز بخارگيری پنجره‌ها در فصول سرد سال كاهش مي‌يابد.
برای سکوریت كردن پنجره يك جداره موجود مي‌توان يك لايه ديگر از شيشه يا اكريليک شفاف ديگر روی آن نصب كرد و فضای بين آنها را كاملاً درزبندی كرد. در اين فضا بايد مقداری ماده جاذب رطوبت قرار داد تا رطوبت اين فضا را كاملاً بگيرد.

پركردن با گاز

در برخی از پنجره‌های سکوریت، فضای ميانی را با گازهايی مانند آرگون و كريپتون پر ميكنند تا كارايی آنها حدود 10% افزايش يابد.
امروزه آلودگی صوتی از سوی محافل دست اندرکار مانند سایر آلودگی ها نظیر آلودگی هوا مورد توجه قرار گرفته و استفاده از شیشه های چند جداره از مهمترین روش های کاهش این آلودگی به ویژه در شهرهای بزرگ به شمار می رود.
استفاده از شیشه سکوریت، سطح صدا را بین 20 الی 35 دسیبل کاهش می دهد. متوسط شدت سر و صدا در محیط های معمولی زندگی در شهرها در حدود 60 الی 70 دسیبل می باشد. از لحاظ علمی صدا با شدت 60 دسیبل به عنوان صدای مزاحم و با شدت 90 دسیبل مضر برای سیستم شنوایی و با شدت 120 دسیبل بالاتر از آستانه تحمل بوده که خطرناک تلقی می گردد. استاندارد صداهای مطلوب در مکانهای مختلف به شرح ذیل است:

 

 

عایق حرارتی و برودتی

افزایش چشمگیر قیمت انرژی در سالهای اخیر موجب گردیده است دست اندرکاران صنعت ساختمان به روش های کاهش اتلاف انرژی از سطوح خارجی ساختمان رو آورند. پنجره و شیشه های ساختمان مهمترین بخش هدر دهنده انرژی به شمار می روند و استفاده از شیشه های دو و چند جداره به میزان قابل توجهی در کاهش اتلاف انرژی موثر است و در حد محسوسی هزینه های حرارتی و برودتی راکاهش می دهد. براساس اطلاعات استفاده از شیشه های سکوریت در ساختمان موجب کاهش مصرف انرژی به میزان 14% می گردد. محاسبات فنی حاکی از آن است که استفاده از شیشه های سکوریت در ساختمانها تا 30% کاهش پره های رادیاتور را به همراه خواهد داشت.

 

 

افزایش ایمنی

شیشه های سکوریت به میزان قابل توجهی از شیشه های تک جداره در مقابل ضربه مقاومتر بوده و به هنگام شکستن، دیرتر فرو می ریزد.

 

 

جدول مقایسه شیشه سکوریت با شیشه تک جداره و دیوار آجری از نظر میزان انتقال حرارت

 

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

اثر اختلافات ارتفاع بر کیفیت شیشه سکوریت

ساختار شیشه سکوریت تشکیل شده است از دولایه شیشه که در دوطرف یک فریم فلزی (اسپیسر) قرار گرفته اند. فضای بین دوشیشه هوا یا گازی است که به طور کامل محبوس شده است وهیچ ارتباطی با فضای خارج ندارد.( بر عکس تصور غلطی که بین دولایه شیشه خلاء می باشد.) طبیعی است که فشار هوا یا گاز داخل شیشه سکوریت، بافرض ثابت بودن دما، دقیقا برابر است با فشار هوای محیطی که شیشه سکوریت در آنجا تولید شده است. حال اگر محل نصب شیشه سکوریت مکانی باشد که به علت اختلاف ارتفاع دارای فشار هوای متفاوتی باشد. مشکلاتی در ظاهر واستحکام نهایی محصول بوجود می آیدکه درذیل به علت، نتایج وروش مقابله با این مشکلات پرداخته می شود.

فشار جو:
جو زمین مخلوطی از گازهای متفاوت با نسبتهای مختلف (عمدتا نیتروژن واکسیژن )می باشد که گرداگرد زمین را فرا گرفته است. در حقیقت روی هر نقطه از زمین ستونی از هوا قرار گرفته است که وزن خود را به آن نقطه تحمیل می کند. در یک فضای آزاد نیروی وزن این ستون هوا را به فشار جو تعبیر می کنیم. طبیعی است که هر چه از سطح زمین بالاتر برویم از طول این ستون هوا کاسته می شود وطبیعتا وزن وفشار آن کاهش می یابد وبر عکس هر چه ارتفاع منطقه ای پائین تر باشد با استدلال مشابه می توان انتظار فشار بیشتر را داشت.
به عنوان یک شاخص پایه برای فشار جو، سطح آزاد دریا در عرض جغرافیایی 45 درجه به عنوان مبنا انتخاب شده است. در شرایط تعریف شده این مقدار فشار هوا تقریبا برابر با 760 میلمتر جیوه یا 1 اتمسفر ویا تقریبا 1 بار می باشد.
برای دانستن مقدار بزرگی این فشار کافیست بدانیم این مقدار معادل قرار دادن یک وزنه یک کیلوگرمی روی یک سطح یک سانتیمتر مربعی یا قرار دادن یک وزنه 10 تنی روی سطحی به اندازه یک متر مربع می باشد.
حال سوال این است که تحت چنین فشاری چگونه جسمی شکننده مانند شیشه خرد نمی شود.
فشار جو ساکن به علت سیال بودن هوا فشار هیدرواستاتیک است. به تعبیر ساده ترفشار جو فقط در جهت قائم و از بالا به پائین وارد نمی شود بلکه در تمامی جهات به اجسام نیرو وارد می کند وبرآیند این نیروها صفر است.

اثر اختلافات ارتفاع بر کیفیت شیشه سکوریت
این بدان معنی است که نیرویی که به علت فشار جو به سطحی مانند شیشه وارد می شود از بالا وپائین مقدار برابر دارد واین دو نیرو اثر یکدیگر راخنثی می کنند.
بنابر این حتی جسمی مانند شیشه که انعطاف پذیری خمشی زیادی دارد، در شرایط عادی کاملا تخت باقی می ماند.

در فرآیند سکوریت کردن شیشه ها، هوای محبوس داخل شیشه به طور طبیعی فشاری برابر فشار محیط تولید را دارد. به طور مثال فرض کنیم فشار مطلق محیط برابربا 1 اتمسفر یا 1 بار می باشد. در این صورت فشار هوای داخل شیشه سکوریت هم 1 بار خواهد بود وچون شیشه به طور کامل آب بندی شده است با فرض ثابت بودن دما فشار هوای داخل برای همیشه 1 بار باقی خواهد ماند. در شرایط تولید و محل کارخانه این شیشه ایده آل است وسطح آن کاملا تخت وموازی خواهد بود.
حال باید دید اگر این شیشه در محلی با اختلاف ارتفاع 1000 + متر نسبت به ارتفاع کارخانه محل تولید نصب شود، چه مشکلاتی بوجود می آید.
همچنانکه پیشتر عنوان شد با افزایش ارتفاع، فشار جو کاهش می یابد. محاسبات نشان می دهند که به ازاء هر 100 متر اختلاف ارتفاع، تقریبا 2/1 کیلو پاسکال یا تقریبا 120 Kg .f / m² از فشار جو کاسته می شود.
به عبارت دیگر تصور یک وزنه 10 تنی روی سطح یک متر مربعی در سطح دریا را باید با تصور یک وزنه 9880 کیلوگرمی در ارتفاع 100 متری یا یک وزنه 8800 کیلوگرمی در ارتفاع 1000 متری عوض کنیم.
پس در ارتفاع 1000 متری وضعیت شیشه مفروض ما به شکل زیر خواهد بود.
زیرا همانگونه که توضیح دادیم فشار داخل شیشه برابر فشار جو محل تولید شیشه باقی خواهد ماند. چنین شیشه ای را شیشه سکوریت فشار مثبت می گویند. شیشه های فشار مثبت رو به خارج متورم می شوند وسطوح شیشه ای دیگر تخت نیستند و محدب می شوند. میزان نغییر شکل شیشه علاوه بر اختلاف فشار فضای داخل با فشار جو به ابعاد، ضخامت وشکل هندسی شیشه نیز وابسته است.

هر چه ابعاد شیشه بزرگتر باشد این تغییر شکل بزرگتر می شود.
همچنین شیشه های نازکتر در شرایط مشابه در مقایسه با شیشه های ضخیم تر مستعد تغییر شکلهای بزرگتری هستند.
محدب شدن سطوح شیشه اثر مستقیم فشار بیشترگازمحبوس در درون شیشه سکوریت نسبت به فشار محیط میباشد. اثرات محدب بودن شیشه ها عبارتند از:

1 – چنین شیشه ای ظاهری نامطلوب و موجدار خواهد داشت.بخصوص از بیرون ساختمان ناظران، تصاویر فضای روبرو در شیشه ها را موجدار، ناپیوسته ودر ابعاد غیر واقعی خواهند دید.
2 – لایه های چنین شیشه ای همیشه تحت تنش می باشند به همین دلیل مقاومت مکانیکی کمتری نسبت به یک شیشه تخت مشابه دارند وبر اثر اصابت ضربه یا تنش حرارتی نسبت به یک شیشه تخت مشابه زودتر خواهند شکست. حتی درصورتی که مقدار اختلاف فشار خیلی بزرگ شود امکان شکست شیشه بدون هیچ عامل خارجی دیگری مهیاست ودر موارد زیادی شکست شیشه ها فقط وفقط به علت انتقال به مناطق دیگر با اختلاف ارتفاع زیاد دیده شده است.
3 – در صورتی که مقدارتغییر شکل شیشه ها زیاد باشند امکان آسیب دیدن چسبهائی که برای اتصال شیشه ها به اسپیسر استفاده شده اند وجود دارد.
عکس قضیه نیز کاملا صحیح است. یعنی اگر فرض کنیم محل تولید شیشه سکوریت در ارتفاع 1000 متری باشد وفشار جو برابر 8800 Kg .f /  باشد و شیشه در محلی همسطح دریا و با فشار جو یک اتمسفر یا 10000 Kg .f / m² نصب شود. شیشه سکوریت شرایطی مانند شکل زیر را پیدا می کند که آنرا شیشه فشار منفی می نامیم.
شیشه های فشار منفی عینا”تمام مشکلات شیشه فشار مثبت را دارند با این تفاوت که شیشه ها مقعر می شوند. به هر صورت چنین شیشه ای ظاهری نازیبا و موجدار، از نظر مکانیکی ضعیف و چسبندگی احتمالا ناکافی (بین شیشه و اسپیسر) خواهد داشت.

 

راه حل برخورد با این پدیده فیزیکی چیست و چگونه باید از مشکلات آن پرهیز کرد ؟

در اکثر مواقع ساده ترین راه حل ها بهترین هستند و ساده ترین راه حل برای این مشکل این است که اختلاف فشار داخل شیشه و فشار جو محل نصب حذف شود. بدین منظور باید هنگام تولید شیشه سکوریت تمهیداتی در نظر گرفته شود تا در محل نصب فشار داخلی شیشه سکوریت با فضای آزاد به تعادل برسد. بعد از اینکه شیشه ها مجددا کاملا تخت شدند مجددا فضای داخلی آب بندی شود. به این عمل تنظیم فشار یا Airbalance گفته میشود.

 

 

برنامه طراحی شیشه سکوریت، دیوار شیشه ای، نسخه اصلی