دوشنبه ۲۸ مهر ۱۳۹۹ - ۱۰:۴۲
کد خبر67643

ترجمه اختصاصی شهریار
نوآوری در صنعت شیشه‌سازی

صنعت شیشه

جداره های شیشه ای هوشمند آینده وارد بازار شده اند ! این نوآوری های بی نظیر که هنوز چندان در دسترس عموم نیستند، از شیشه های خودپاک کن گرفته تا الکتروکرومیک، گرم کننده یا روشن کننده، بسته به محیط یا تمایل افراد تغییر حالت می دهند.

شهریار تبریز / آذر کریم‌زاده*: چه می شد اگر در آینده پنجره ها متناسب با نیازهای ما بود؟ مثلا با گرمایش خورشید شیشه ها مات می شدند یا می توانستند تمیزی یا جلوگیری از اثرات باران را خودشان انجام دهند . برندهای معتبر شیشه سازی سال هاست که تلاش می کنند سطوح "هوشمند" یا قابل انعطاف را توسعه دهند. در ذیل به بررسی اجمالی این احتمالات در آینده می پردازیم :

اقدامات اولیه : انسجام و مقاومت

در مورد جداره های شیشه ای، تمرکز مدت ها روی استحکام مواد بوده است. بعد از سال ها تحقیق، اکنون تولیدکنندگان شیشه هایی را که از لحاظ استحکام مکفی بوده جهت تهیه سطوح ارائه می دهند ! جداره مقاوم در برابر آتش نیز جزء الزاماتی است که در بسیاری از شرکت ها و کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرد.    

به همین ترتیب، جداره ضد باران مدت زمان زیادی است که بازار را تحت کنترل خود درآورده است. حتی اگر گران باشد - و بیشتر در بخش خودرو استفاده شود تا خانه - این شیشه فوق آبگریز در بعضی از حمام ها کاربرد فراوان دارد. مدل کوچکتر آن، شیشه خود پاک کن، فناوری را حتی فراتر می برد : با یک پوشش فوتوکاتالیستی پوشیده شده، آب یا گرد و غبار را به خود نمی گیرد و مدت بیشتری تمیز می ماند.

اکولوژی در کانون توجه

جداره هوشمند، شیشه ای است که توانایی انعطاف پذیری را دارد. بسیاری از مهندسان در حال مطالعه این موضوع هستند و جداره های شیشه ای پیچیده تری را توسعه می دهند. احترام به محیط زیست به یکی از نیروهای محرک این تحقیق تبدیل شده است. بخش ساخت و ساز در مواجهه با مقررات حرارتی خیلی سخت، به دنبال جداره هایی است که نه تنها عایق بندی شده بلکه با گرمای خارجی سازگار باشد. صحبت از جداره الکتروکرومی می باشد. پرتوهای خورشیدی در برخورد با سطح شیشه، باعث واکنش شیمیایی مشابه باتری شده و همین امر باعث تغییر رنگ شیشه می گردد. بنابراین به صورت مصنوعی مات شده، پنجره امکان عبور کمتری از نور را فراهم می کند و گرمای کمتری وارد اتاق می شود که یک نوآوری تمام اتوماتیک است!

نوآوری ها همیشه با بازار سازگار نیستند

آیا چنین محصولات خارق العاده ای واقعاً اکولوژیکی هستند؟ در واقع مشکل بازیافت این جداره ها چه برای جداره های الکتروشیمیایی (حاوی اکسید تنگستن) و چه برای دیوارهای روکش دار حاوی دیودهای دارای تابش نور یا پنجره های کریستال مایع مطرح شده است و امکان استفاده از آنها را زیر سوال می برد. علاوه بر آن، استفاده از جداره هایی که در صورت تقاضا می تواند رنگ را برای حفظ حریم خصوصی بیشتر از شفاف به مات تغییر می کند و می تواند مانند صفحه نمایش یک تصویر یا رنگ ها را به نمایش بگذارد. اگرچه قابل توجه است، ولی این دسته از شیشه ها جزو محصولاتی هستند که مربوط به یک بخش بازار هدفمند بوده و برای صنعت هتل های لوکس یا دفاتر شرکت های بسیار بزرگ در نظر گرفته شده اند. طراح چنین شیشه هایی به دنبال گفتگو با معماران و طراحان داخلی است تا آنچه که مورد نیاز است برای تولید جداره ایده آل را به تصویر بکشند.

تغییر روش تفکر

خانم نازیها مستاوی، طراح جداره های شیشه ای با درجه ماتی قابل تنظیم، بیان می کند که "بسیاری از محصولات خاصی  با اینکه پانزده سال در بازار بوده اند، هیچ وقت بازار فروش گسترده ای نداشتند". لیکن این بانوی جوان امید بیشتری به این صنعت نوآورانه دارد. او توضیح می دهد : "این روش تفکر است که باید تغییر کند ! همانطور که در فرهنگ ژاپنی، یک اتاق واحد با توجه به نیاز ما می تواند چندین کارکرد داشته باشد. بنابراین جداره های تطبیقی ​​ابزاری برای تسهیل تجزیه پذیری مکان ها خواهد بود". با الهام از این موادی که تغییر پذیر هستند، نازیها مستاوی در حقیقت خاطرنشان می کند که هر فرهنگی عادات خود را دارد. "روکش گرم کننده به طور فزاینده ای در کشور روسیه جهت ذوب برف روی شیشه ها مورد استفاده قرار می گیرد.

بدین ترتیب نوآوری ها در این بخش حضور دارند. بسیاری از آنها نمایشی هستند و منبع الهام بسیاری از سازندگان می باشند، اما هنوز هم تعمیم آن در خانه ها بسیار گران است. به عنوان نمونه به برخی از آنها اشاره می کنیم :

1- شیشه های خود پاک کن

شیشه ای شفاف که روی آن یک لایه نازک و شفاف از یک ماده معدنی غیرقابل نفوذ و فوتوکاتالیستی قرار گرفته است. این نور آفتاب است که آلاینده های آلی را تجزیه می کند و سطح آن را غیرقابل نفوذ و ضدآب می کند. سپس آب روی شیشه پخش می شود و بدون باقی ماندن هیچ گونه اثری، باقی مانده های تجزیه شده و همچنین گرد و غبار معدنی را از بین می برد.

2-  شیشه های مقاوم در برابر آتش

جداره مقاوم در برابر شعله، ترکیبی از مقاومت و خلاقیت می باشند.

3- شیشه های رنگی

جداره ای که رنگ آن (روشن یا تیره) به صورت الکترونیکی کنترل می شود و شفاف باقی می ماند.

4- شیشه های کنترل خورشیدی

جداره با ترکیب عایق و کنترل گرمایش خورشیدی، نور را بدون بازتاب انتقال می دهد و در عین حال موجب تنظیم گرمای اتاق می شود.

5- شیشه های ضدآفتاب

در صورت لزوم گرمای خورشید را مسدود کرده و مانع عبور آن از شیشه می شود.

6- شیشه های کریستال مایع

کریستال مایع چند لایه که حالت شیشه را از شفاف به نیمه شفاف (یا مات) تغییر می دهد، که همچنین یک راه حل فرافکنی پویا به عقب برای تصاویر یا فیلم ها است.

7- شیشه های گرم کننده

شیشه های دوجداره یا سه جداره که گرما را به صورت الکترونیکی کنترل کرده و از تراکم جلوگیری می کند.

در حالی که در زمینه ساخت و ساز، راه حل های صرفه جویی در مصرف انرژی بیش از گذشته جستجو می شود، یک پروژه تحقیقاتی اروپایی به نام FLUIDGLASS که مخصوصا در کشور سوئیس و لیختن اشتاین انجام می شود، قصد دارد با ارائه پنجره های چند منظوره، نقش مهمی در ساخت و ساز ایفا کند. آنها که مجهز به یک جداره پر از مایعات مخصوص هستند می توانند به عنوان پانل های خورشیدی عمل کنند، بسته به میزان نور خورشید کم و بیش مات شوند و انرژی لازم را برای گرمایش یا خنک کردن ساختمان ها ایجاد کنند.

در شهر فادوتس، پایتخت لیختن اشتاین، می توانید درست در وسط خیابان، سازه فلزی شبیه کانتینر را مشاهده کنید که معمولی به نظر نمی رسد و این به دلیل پنجره های آن است : مایعات مخصوص به داخل فضای بین شیشه ها تزریق شده اند. سطح بیرونی آنها قادر به جمع آوری پرتوهای خورشیدی برای تولید انرژی است و سطح داخلی آنها اجازه می دهد تا فضای داخلی کانتینر خنک یا گرم بماند.

در واقع این سیستم به شکل ساندویچ می ماند ؛ در این شیشه ها که به عنوان بخشی از یک پروژه تحقیقاتی اروپایی به نام FLUIDGLASS توسعه یافته است، مایع سیالی قرار داده شده است که بسته به میزان نور خورشید رنگی می شود. به لطف این نوع جدید پنجره ها می توان در مصرف انرژی صرفه جویی کرد، اما این تنها کارایی آنها نیست.

خانم آنه- سوفی، معمار دانشگاه لیختن اشتاین و هماهنگ کننده این پروژه توضیح می دهد : "این صفحات کم و بیش مات هستند، بنابراین از اشعه خورشید محافظت می کنند. آنها ساختمان را خنک یا آنها را گرم می کنند و می توانند به عنوان پانل های خورشیدی مورد استفاده قرار گیرند، آنها پرتوهای خورشیدی را جذب می کنند و آنها را برای تأمین انرژی در داخل خانه تبدیل می کنند. در روزهای کاملا آفتابی، هر پنجره می تواند حداکثر 1 کیلووات در ساعت انرژی تولید کند".

مایع مخصوص

در آزمایشگاهی در یک موسسه فنی در بوچز (NTB) ، تیم دیگری در حال کار روی ترکیب این مایع می باشد که در داخل شیشه قرار داده می شود که ترکیبی از آب، ضد یخ و ذرات مغناطیسی است. چالش اصلی برای دانشمندان، ایجاد ثبات طولانی مدت این مایع است. آنها به لطف ذراتی با خصوصیات بسیار دقیق به این مهم دست یافتند. دانیل گشتول، مهندس مکانیک NTB می گوید : "این ذرات نباید با هم یکجا جمع شوند به عبارت دیگر، آنها نباید در هم جمع شوند. آنها نباید با گذشت زمان روی شیشه مستقر شوند، اما بایستی به عنوان یک راه حل باقی بمانند که در صورت لزوم بتوان آنها را به راحتی فیلتر و صاف کرد. "

این تیم همچنین برای پر کردن فضای شیشه ها با مایعات باید روشی مطمئن، همگن و کارآمد را ابداع کند. مهندس مکانیک مؤسسه بیان می کند : "مشکل اصلی یافتن بهترین روش عملیاتی بود. شیشه نباید در معرض فشار بیش از حد باشد : در غیر این صورت با گذشت زمان تغییر شکل می یابد و دیگر توزیع منظم ذرات در شیشه وجود نخواهد داشت. او می گوید، بنابراین، ما مجبور شدیم با فشار منفی پیش برویم. سپس تمام سیالات در داخل تغییر می یابد و مشکلات متفاوتی از آنچه که با فشار بیش از حد وجود داشت، ایجاد می شود. "

سیستم هوشمند

این سیستم توسط یک الگوریتم کنترل می شود که فاکتورهای مختلفی از قبیل میزان نور آفتاب، کارایی اتاقی که پنجره ها در آن نصب شده است، زمان و پیش بینی هوا را در نظر می گیرد.

لورا بامگورتنر، مهندس عمران در دانشگاه، می گوید : "ما عموماً به دستگاه های اضافی گرمایشی یا خنک کننده مانند تهویه مطبوع هوا یا رادیاتورها احتیاج نداریم : این یکی از جنبه های مهمی بود که می خواستیم روی رایانه مشخص کنیم. اکنون ما باید اعتبار این روش را با آزمایشاتی در شرایط واقعی در کانتینر تأیید کنیم. " این آزمایشات که در زمستان در شهر فادوتس و در تابستان در قبرس انجام شدند، نشان می دهد که آیا این پنجره ها واقعاً قادر به گرم کردن و خنک کردن فضای داخلی آن محل هستند؟ در این میان، محققان به افق های دورتری چشم دوخته اند.

ساختمان های اداری

اصلی ترین بخش کاربردی این تحقیقات ساختمان های اداری است که بخش بزرگی از سطوح شیشه ای را در نمای خود جای دارند. اما باید راه حل هایی را پیدا کنیم زیرا با وجود باد، نصب سطوح بزرگ شیشه ای در آنجا دشوار است. ولی در کل ساختمان های بزرگ اداری هدف اصلی این پروژه در نظر گرفته شده اند، زیرا خانه های شخصی سطوح شیشه ای کمتری دارند و برای اجرای این عملکرد، سیستم به میزان شیشه بیشتری نیاز دارد". دانشمندان تخمین می زنند که پنجره هایی با جدیدترین عملکرد انرژی می توانند ظرف چهار سال آینده به بازار عرضه شوند.

...........................................

*مترجم 

منبع :

https://www.batiactu.com/edito/vitrages-intelligents-au-service-batiment-diaporama-28272.php

https://www.gaiapresse.ca/2017/09/des-vitres-solaires-qui-chauffent-ou-rafraichissent-les-batiments/

ارسال نظر

شما در حال ارسال پاسخ به نظر « » می‌باشید.
4 + 0 =