چکیده

با وجود نیاز برای ساختمانهای صفر کربن با عایق بهتر، یک نسل جدید از اجزا با کنترل هوشمند شروع به جایگزینی مواد مرسوم کردنـد. ایـن تجهیـزات هوشمند می توانند به تغییرات فصلی دما و تابش خورشید پاسخ دهند.پنجره ها اغلب به عنوان یک جز ساختمانی با انرژی کار آمد کم، همراه با نیـاز بـه نگهداری بالا در نظر گرفته شده اند. با این وجود این فن آوری، در طول چند سال گذشته جهش بزرگی داشته و یـک مـدل جدیـد از پنجـره بـا کـارایی بالاتر” پنجره ی هوشمند” نام گرفته است. تحقیقات در طول یک دهه ی گذشته منجر به توسعه مواد سازگار هوشمند متعددی به منظور تنظـیم نـور و جریان انرژی از طریق نماهای شیشه ای شده است.از شیشه های هوشمند می توان به عنوان مصالح نوین در جهت حـل مشـکل بحـران انـرژی و سـبک سازی بهره ببریم. تکنیکهای مختلفی برای تفکیک این پنجره های تغییر پذیر شناخته شده است. با این حال، با توجه به خصوصیات خاص پنجـره هـای لعاب دار در ساختمان ، یک قانون سختگیرانه وجود دارد که باید با آن روبرو شد: حالت نور گذرانی(شفاف) لعاب باید ممکن باشد بنـابراین در ایـن مقالـه سعی شده تا با مقایسه ی خواص نوری دستگاه های مختلف با لعاب تغییر پذیر به ذکر مزایا و معرفی این تکنولوژی مدرن و به طور خـاص پنجـره هـای SPDبه عنوان یکی از مصالح ساختمانی نوین و نوید بخش پرداخته شود.

واژه های کلیدی: شیشه هوشمند، لعاب تغییر پذیر، پنجره SPD

۱

مقدمه

نقش و اهمیت شیشه در ساختمان، طراحی روزنه و انتخاب شیشه نکته ای مهـم در فرآینـد طراحـی اسـت کـه بیشـترین اثـر مستقیم را در عملکرد انرژی در آینده ی ساختمان دارد. و نقطه ای اسـت کـه مجموعـه پیچیـده ای از زیبـایی شناسـی و مسـائل عملکردی گردهم می آیند. تلاش های بسیاری در جهت بررسی رفتار ساختمان که تحت تاثیر تابش خورشید از طریق روزنه اسـت صورت گرفته(.(Todorovic, 1996 به این ترتیب نقش شیشه در ساختمان های مدرن بسیار قابل توجه است.

با وجود نیاز به ساختمانهای صفر کربن با عایق بهتر، یک نسل جدید از اجزا با کنترل هوشمند شروع به جایگزینی مواد مرسوم کردند که در طول چند سال گذشته جهش بزرگی داشته اند. این مدل جدید از پنجره با کارایی بـالاتر” پنجـره ی هوشـمند” نـام گرفته است. پنجره های هوشمند و سیستم های سایه انداز دارای خواص نوری و حرارتی هستند که می توانند در پاسخ به اقلـیم و ترجیهات ساکنین و نیازهای سیستم کنترل مدیریت انرژی ساختمان به صورت پویا تغییر کنند. ” پنجره هوشمند ” می تواند پیک بار الکتریکی را ۳۰-۲۰ در صد در بسیاری از ساختمانهای تجاری کاهش دهد و باعث افزایش مزایـای بهـره وری از روشـنایی روز و بهبود بخشی آسایش و افزایش بهره وری در منازل و دفاتر می شود. این فناوی ها بیشترین انعطاف پذیری را در مـدیریت تقاضـا و مصرف انرژی در ساختمان های فاقد نظارت داشته و جامعه ساختمانی را نسبت به هدف تولیـد سـاختمانهای پیشـرفته بـا حـداقل تاثیر بر منابع انرژی ملی به جلو می راند. در صورت انعطاف پذیری پویا در کنترل بارهای سرمایشی و روشنایی، انتخـاب و گـزینش آن توسط مشتری افزایش خواهد یافت(.( Lee, 2002,24

راحتی کاربر هزینه ی بسیار زیادی از لحاظ مصرف انرژی به همراه دارد، همچنین گرمایش و سرمایش معمولا برای بیشتر سال در اکثر اقلیم ها مورد نیاز است. انرژی که در حال حاضر در سراسر جهان برای حفظ دمـای داخلـی سـاختمان در سـطح آسـایش استفاده می شود ۵۰-۴۰ درصد کربن جهان را شامل می شود(.( McRobie, 2010 با پیش بینی آینده در مورد کمبود انـرژی و افزایش هزینه انرژی، در حال حاظر فشار زیادی از سوی دولت برای تشویق به صرفه جویی در انرژی در فیزیک و توسعه مهندسـی آینده دیده می شود.
پیشرفت در پنجره های “هوشمند” باعث ایجاد انگیزه برای ادامه استفاده از شیشه به عنوان نمای ساختمان می شود. اسـتفاده از آنها موجب کاهش بارهای انرژی، کنترل میزان روشنایی و در نتیجه دستیابی به آسایش در فضای داخلی می شـود. تکنیکهـای مختلفی برای تفکیک این پنجره های تغییر پذیر شناخته شده است و بـا توجـه بـه خصوصـیات خـاص پنجـره هـای لعـاب دار در ساختمان حالت نور گذرانی(شفاف) لعاب باید ممکن باشد. در این مقاله خواص نوری دستگاه های مختلف با لعاب تغییر پـذیر۱ بـا یکدیگر مقایسه شده و ” دستگاه ذرات معلق”۲ یا SPD با بهترین عملکرد به عنوان یـک نمـای شیشـه ای جدیـد و نویـد بخـش بررسی شده است.

تاریخچه مختصری از نمای شیشه ای

شیشه هزاران سال است که توسط بشر تولید و استفاده می شود و استفاده از آن در نمای ساختمان به طور قابل ملاحظه ای با پیشرفت های تکنولوژیکی در تولید و تحول در طراحی معماری توسعه پیدا کرد.