پنجره ترمال بریک

مقدمه ای از ساخت پنجره ترمال بریک و تاریخچه استفاده از پنجره های دوجداره

پنجره ترمال بریک از فناوری های پیشرفته ای است که برای بهبود بهره وری انرژی و عایق کاری نویز در خانه ها استفاده می شود. برای ساختن پنجره ترمال بریک از اکستروژن های پلی آمید تقویت شده و دوجداره با فاصله های لبه گرم به عنوان موانع به کار می برند. طراحی پنجره ترمال بریک به نحوی است که در صورت وجود گرمای شدید و صداهای بلند، عبور آنها را از یک طرف پنجره یا درب به طرف دیگر به حداقل می رسانند. سیستم ساخت پنجره از گذشته های دور تا به امروز تغییرات زیادی در مواد اولیه، نوع پنجره، ابعاد، نحوه نصب و غیره داشته و در حال حاضر شاهد تولید پنجره ترمال بریک از جنس آلومینیوم هستیم. اگرچه آلومینیوم برای اولین بار در اواخر قرن نوزدهم به عنوان مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار گرفت، اما استفاده از آن برای ساخت پنجره ترمال بریک و نمونه های دیگر امروزی، چندین سال زمان برد تا به این ساختار دست یابند.

معماران دهه 1920 و 1930 در آمریكا تمایل داشتند از پنجره های بزرگتر در ساختمان های بلندتر خود حمایت كنند تا نور زیادی از طریق پنجره وارد ساختمان شده و محیط درونی روشن تر شود. اما از طرفی برای كنترل گرمای خورشیدی نیز نیاز به سیستم خاصی داشتند، بنابراین مهندسان پروژه شروع به جایگزینی واحدهای پنجره تک جداره قدیمی کردند و سپس واحدهای شیشه عایق دوجداره با نام تجاری جدید که اغلب دارای شیشه های غنی از آهن بودند و به کنترل آب و هوای داخل خانه کمک می کرد، جایگزین شدند.

می توان گفت بیشتر نمای درب و پنجره هر ساختمان از شیشه تشکیل شده است. بنابراین استفاده از شیشه های مرغوب با عایق بندی بیشتر مورد توجه سازندگان و کارفرمایان می‌باشد. براساس تحقیقات انجام شده در صورت عایق نبودن درب و پنجره‌ها پنج درصد از اتلاف انرژی از طریق درب و پنجره‌ها اتفاق می‌افتد. لازم به ذکر است که اتلاف انرژی از طریق پروفیل های آلومینیومی باکیفیت، نسبت به پروفیل های آهنی کمتر می‌باشد. پروفیل‌های آلومینیومی به دو شکل در بازار وجود دارند یکی ساده و دیگری ترمال بریک . در پروفیل های ساده آلومینیوم تک جداره و در پروفیل‌های ترمال بریک از آلومینیوم دو جداره استفاده می‌کنند.

می‌توان گفت در درب و پنجره های ترمال بریک از دو پروفیل آلومینیوم که با تیغه پلی آمید به یکدیگر وصل هستند استفاده ‌می‌کنند. در واقع این ماده پلی آمید باعث جلوگیری از انتقال حرارت بین دو مقطع آلومینیومی می‌شود. لازم به ذکر است که علت استفاده از اصطلاح ترمال بریک بخاطر بروز پدیده شکست حرارتی بین دو مقطع می‌باشد.

ترمال بریک چیست ؟

با توجه به اینکه فلز آلومینیوم، یک فلزی هادی برق و حرارت محسوب می‌شود. بنابراین در پروفیل‌های اختصاصی، با وجود اینکه سه نقطه هوابندی وجود دارد اما به دلیل خواص ذاتی آلومینیوم حرارت می تواند از طریق بدنه پروفیل منتقل شود. با اینکه این حرارت تبادل شده بسیار ناچیز است ولی بهینه بودن در دنیای امروز حرف اول را می‌زند. اما راه حل این مشکل چیست؟ می‌توان با جدا کردن قسمت داخلی پروفیل و قسمت خارجی پروفیل به وسیله یک ماده عایق مشکل را برطرف نمود. می‌توان گفت پروفیل‌های حرارت شکن یا ترمال بریک یکسری پروفیل‌هایی هستند که با استفاده از نوارهای پلی آمید و یا PVC قسمت داخلی پروفیل را از قسمت خارجی آن جدا می‌کنند.

البته نکته قابل توجه این است که نوارهای پلی آمید به دلیل ماندگاری و مقاومت بالاتر از نوارهای PVC بسیار بهتر و مناسب تر می‌باشند. پروفیل‌های ترمال بریک گران‌تر از پروفیل‌های اختصاصی هستند اما براساس محاسباتی که انجام شده این پروفیل ‌ها حداکثر بعد از مدت زمانی 5 سال می‌توانند هزینه خود را برگردانند.

علت نام گذاری پنجره ترمال بریک چیست و نحوه عملکرد آنها چگونه است؟

در واقع علت اینکه عبارت "ترمال بریک" را برای درب و پنجره ترمال بریک به کار می برند، وجود ماده عایق شده ای است که در بخش بیرونی چارچوب ها قرار می گیرد. در واقع پلیت یا صفحه ترمال بریک میان دو قسمت آلومینیومی درب ها یا پنجره ترمال بریک بوده تا از انتقال حرارت و گرما به درون ساختمان ها جلوگیری کند. پنجره ترمال بریک با کنترل شکل های مختلف انتقال حرارت، بهره وری انرژی را بهبود می بخشد. انرژی گرمایی از طریق یک ماده در سه حالت قابل انتقال است:

1. انتقال گرما از طریق موادی که به یکدیگر لمس می شوند، منتقل خواهد شد.

2. همرفت جایی است که گازها یا مایعات برای انتقال انرژی حرارتی به گردش در می آیند.

3. تابش انرژی گرمایی از طریق امواج با فرکانس بالا مانند نور مرئی، نور ماوراء بنفش یا مایکروویو انتقال داده می شوند.

بنابراین ساختار پنجره ترمال بریک به شکلی طراحی شده که به عنوان عایقی در برابر حرارت و هدایت سرما عمل می کنند. این کار با جدا کردن قطعات فلزی خارجی از داخل با ماده ای انجام می شود که باعث کاهش میزان گرما یا سرما از طریق قاب ها می شود. این ویژگی در پنجره ترمال بریک به "شکست حرارتی" معروف است.

از پنجره ترمال بریک می توان به عنوان نمونه ای توصیف کرد که در آن قاب و اجزای پنجره به عناصر داخلی و خارجی تقسیم شده و با استفاده از ماده ای با رسانایی کمتر، به یکدیگر پیوسته اند(رسانایی مواد سد حرارتی نباید بیش از نیم W / m.K باشد).

مشخصات پنجره ترمال بریک :

پنجره دوجداره آلومینیومی ترمال بریک با شکست حرارتی یکی از انواع پنجره های عایق در برابر حرارت محسوب می‌شود. به دلیل داشتن ضریب انتقال حرارت بالا در آلومینیوم علاوه بر اینکه شیشه ها دو جداره هستند ، پروفیل آلومینیومی هم به دلیل اینکه از طریق تیغه های پلی آمید به هم متصل شده اند دو جداره محسوب می شوند، به همین خاطر در این روش انتقال حرارت در پروفیل وجود ندارد. نکته قابل توجه این است که اتلاف انرژی در پنجره دوجداره آلومینیوم ترمال بریک از پنجره های آلومینیومی نرمال بسیار کمتر می‌باشد. البته لازم به ذکر است در این نوع پنجره در صورت عدم انتخاب صحیح جنس و نوع، پنجره ترمال بریک باعث اتلاف انرژی می‌شود.

پنجره ترمال بریک به دلیل دارا بودن لاستیک پلی آمید بین جدار داخلی و خارجی پروفیل امکان نفوذ گرما، سرما و لرزش را به حداقل کاهش داده است. پلی آمید همچنین می‌تواند باعث حفظ خواص مکانیکی خود در حرارتهای بالا و در برابر مواد شیمیایی و آب و اشعه یو وی شود، بنابراین استحکام و مدت طول عمر بالایی دارند. تیغه پلی آمید مانع انتقال حرارت می‌شود، به همین خاطر عنوان ترمال بریک را به این پنجره‌ها نسبت داده اند.

صرفه جویی در مصرف انرژی با درب و پنجره های ترمال بریک :

طبق آماری که توسط سازمان بهینه سازی مصرف سوخت انتشار یافته است، استفاده از درب و پنجره های با سیستم ترمال بریک به طور میانگین باعث کاهش اتلاف انرژی به میزان حدود ۳۴% در فصول سرد و گرم سال می‌شود. بنابراین مصرف سوخت و هزینه های اولیه تأسیسات ساختمان نیز همراه با آلودگی صوتی در این نوع پنجره ها ، به میزان قابل توجهی کاهش یافته است.

مزایای استفاده از سیستم های ترمال بریک :

مزایای پروفیل های ترمال بریک به این صورت است که این درب و پنجره ها در برابر ضربه و مواد شیمیایی، اشعه فرابنفش نور خورشید مقاومت بالایی دارند و طول عمر این پروفیل‌ها بسیار بالا می‌باشد. نکته قابل توجه این است که پنجره ترمال بریک نیاز بسیار کمی به تعمیر و نگهداری دارد.

از دیگر مزایای مهم این سیستم ها عایق رطوبتی، عایق حرارتی، عایق صوتی بودن آن‌ها می‌باشد. همچنین این سیستم ‌ها غیر قابل اشتغال هستند و با محیط زیست خود سازگاریی بالایی دارند زیرا قابل بازیافت می‌باشند. سیستم‌های ترمال بریک در عین سبکی فوق العاده‌ای که دارند در مقابل فشار باد بسیار مقاوم می‌باشند، همچنین در برابر آلودگی و گرد و غبار هم مقاوم می‌باشند. این سیستم‌ها ایمنی بالایی در برابر زلزله و همچنین سرقت را دارند. در برابر عوامل محیطی مانند تابش آفتاب، باران، زمان و تغییر رنگ دادن بسیار مقاوم می‌باشند.

پنجره آلومینیومی ترمال بریک در انواع بازشو از تنوع بسیار زیادی برخوردار است و همچنین امکان تنوع استفاده از یراق آلات را ایجاد می‌کند و از نوع باز شو می‌توان به کشویی دوحالته فولکس واگنی اشاره کرد. بنابراین سیستم پنجره دوجداره آلومینیوم ترمال بریک با تنوع زیاد در فرم، رنگ و گستردگی استفاده از یراق آلات و تنوع بازشو، توانسته است بسیاری از نیازهای صنعت ساختمان را برآورده کند.

بنابراین پروفیل ترمال بریک، مانع از انتقال سرما و گرما می‌شود. که در صورت استفاده از این سیستم در درب و پنجره ها باعث کاهش اتلاف انرژی حرارتی در فصل سرما به میزان 38% و کاهش اتلاف انرژی برودتی در فصل گرما به میزان 32% ، کاهش مصرف سوخت به میزان 28% ، کاهش هزینه در سرمایه گذاری اولیه تاسیسات به میزان 20% شده ایم.

امروزه با استفاده از فریم های آلومینیومی به دلیل اینکه سبکی فوق العاده و شکل پذیری بالایی دارند بسیار رایج شده است، زیرا در صورت استفاده زیاد از تعداد شیشه های موجود، مجبور می‌شویم به طریقی وزن ساختمان را کاهش دهیم بنابراین آلومینیوم به دلیل سبکی انتخاب مناسبی می‌باشد. رنگهای پودری الکترواستاتیک که در کوره سخت شده و ضد ضربه و ریختگی شده اند و با بیش از 250 رنگ متنوع در اختیار مصرف‌کنندگان پروفیل آلومینیوم قرار گرفته اند. لازم به ذکر است که علاوه بر این یک سیستم پوشش و رنگ‌ آمیزی دیگر یعنی آنادایز فقط برای پروفیل آلومینیوم قابل اجرا می‌باشد.

اگر پنجره ترمال بریک از جنس "آلومینیوم" باشد، استفاده از آنها چه مزیت هایی برای ساختمان دارد؟

بطور کلی پنجره هایی که در ساختار خود از آلومینیوم استفاده می کنند در سه طرح تولید می شوند: 1.آلومینیوم معمولی، 2. چوب آلومینیومی، 3.آلومینیوم برای پنجره ترمال بریک که در ادامه از مزیت هایی که باعث برتری پنجره ترمال بریک آلومینیومی می شود، خواهیم گفت.

اگر سازندگان تجهیزات ساختمانی در پنجره ترمال بریک به جای "آهن" از "آلومینیوم" استفاده کنند، به خوبی می توانند از هدر رفتن انرژی جلوگیری کنند و به این طریق از هزینه های مربوط به گرم کردن ساختمان در فصل سرد سال و خنک کردن آن در تابستان کاسته خواهد شد. برای این کار نه تنها باید برای پنجره ترمال بریک شیشه های دوجداره را به کار گرفت، بلکه لازم است پروفیلهای آلومینیوم را با تیغه پلی آمیدی به یکدیگر وصل کرده و به دلیل وجود خاصیت های مکانیکی، این تیغه ها به خوبی دمای محیط را کنترل می کنند.

پنجره ترمال بریک را این گونه می سازند که تیغه های مورد نظر را مابین دو صفحه آلومینیوم قرار داده و با این طراحی شرایط آب و هوایی داخل ساختمان را تنظیم می کنند. از آنجایی که پنجره ترمال بریک دارای مزیت های متعددی است موجب شده تا امروزه در موقعیت های مختلف به کار گرفته شوند. مثلا با نصب کردن درب و پنجره ترمال بریک می توان به عنوان عایقی در برابر گرما، سرما، رطوبت و نویزها عمل کرد و از طرفی به دلیل مواد به کار رفته در آن در هنگام آتش سوزی ها دچار سوختگی نخواهند شد. از جمله مزیت های دیگر پنجره ترمال بریک قابل بازیابی بودن آنهاست مثلا اگر سیستم جدیدی برای پنجره ها در بازار ارائه شود بعد از تعویض، می توان پنجره ترمال بریک را به شکل های دیگر مورد استفاده قرار داد و با وجود این خاصیت به حفظ و سلامت محیط زیست کمک کرد. در شرایط آب و هوایی که پدیده گرد و خاک زیاد اتفاق می افتد، نصب پنجره ترمال بریک ضروری است زیرا درز گیری های خوب و وجود لایه های مختلف موجوب شده تا هوای آلوده و ذرات معلق در هوا وارد ساختمان نشود.

پنجره ترمال بریک و دربهای آن به فرمی بوده که مانع از ورود سارقان می شود، بطوری که با شکستن شیشه های پنجره ترمال بریک باز هم نمی توانند داخل شوند زیرا سیستم دوجداره بوده و معمولا جنس شیشه ها نشکن هستند. جنس و شیوه ساخت پنجره ترمال بریک باعث شده تا از آنها بیشتر در مناطق زلزله خیز کاربرد داشته باشند. در کنار همه این ویژگی ها، ظاهر شیک و مدرن پنحره ترمال بریک سبب شده تا زیبایی ساختمان ها چند برابر شود.