شیشه کم گسیل (Low-E)

شیشه کم گسیل یا شیشه Low-E دارای پایه ای از شیشه های معمولی هستند که بوسیله فنون علم نانوتکنولوژی با لایه ای کم گسیل پوشانده می شود و این لایه کلیه خواصی که در خصوص ویندو فیلم ارائه شد را با خود دارد و با پوشش بر روی شیشه این ویژگیها منحصر به فردی را به شیشه اضافه می کند.

پوشش نانویی که بر روی شیشه Low-E ایجاد می شود دارای خاصیت عبور زياد در محدوده مرئی نور خورشيد و بازتابش زياد انرژی حرارتی خورشيد در طیف موجی حرارت زا هستند. بنابر اين پوشش کم گسیل طوري طراحي شده که بازتابش فروسرخ با طول موج بلند آن زياد بوده ولي بازتابش گستره مرئی آن کم است. این پوشش باعث افزایش مقاومت هدایت حرارتی یا کاهش ضریب انتقال حرارت رسانشی نیز می گردد. مشابه پوشش ویندو فیلم‌های ساختمانی این پوشش های نانو نیز مانع از ورود درصد بالایی از اشعه مافوق بنفش یا UV خورشید به داخل ساختمان می شوند.

شیشه کم گسیل (شیشه Low-E) چیست و عملکرد آن چگونه است ؟

قبل از آن نیاز است که در خصوص تابش خورشید و طیفهای نور بیشتر بدانیم .

امواج تابشی خورشید بر اساس طول موج به سه طیف اصلی تقسیم میگردد

۱-طیف ماوراءبنفش(UV) (UltraViolet)

با طول موج ۳۰۰ الی ۳۸۰ نانومتر، که برای پوست و چشم انسان مضر بوده و همچنین باعث رنگ پریدگی (تغییر رنگ) اجسام و وسایل نیز میگردد.

۲- طیف مرئی (قابل رویت)

با طول موج بین ۳۸۰ تا ۷۸۰ نانومتر، که شامل همه طیف رنگ ها بوده و باعث دیده شدن اشیا میگردد.

۳- طیف مادون قرمز (IR) (InfraRed)

با طول موج بیش از ۷۸۰ نانومتر، این طیف از تابش خورشیدی موجب انتقال حرارت به محیط میگردد. بعبارت دیگر امواج مادون قرمز امواج گرمازای خورشید هستند که با طول موج بلند منتشر میشود. در واقع حرارت خورشید بصورت امواج مادون قرمز ساطع میشود.

رفتار شیشه کم گسیل LOW-E با طیف های انرژی خورشید

پوشش کم گسیل (Low-E) مانع عبور بخشهای زیادی از اشعه مضر ماورا بنفش (UV) و امواج گرمازای مادون قرمز (IR) از شیشه‌ها می‌گردد. این عمل بدون کاهش در عبور امواج قابل رويت و مرئی صورت می‌گیرد، هنگامیکه تابش خورشید به سطح شیشه کم گسیل Low-E برخورد میکند طیف امواج مرئی از آن عبور کرده و امواج گرمازای مادون قرمز و ماورابنفش بازتابش می‌شوند.

شیشه با طیف های انرژی خورشیدی به سه حالت رفتار میکند؛

بازتاب میدهد

جذب میکند

عبور میدهد

• شیشه کم گسیل Low-E کنترل تابشی به گونه ای طراحی شده اند تا بیشترین مقدار از طیف نور مرئی را عبور داده و طیف مادون قرمز را بازتاب دهند.
• شیشه کم گسیل Low-E انفعالی به گونه ای طراحی شده اند تا بیشترین مقدار از هر دو طیف مرئی و مادون قرمز را عبور دهند.
• شیشه های رفلکس عموماً بیشترین بخش از طیف مرئی را بازتاب میدهند.

شیشه کم گسیل Low-E چگونه عمل میکنند؟

پوشش Low-E بر روی یک پنجره همانند لایه نقره داخل یک فلاسک عمل میکند

هنگامیکه یک مایع با دمای بالا داخل یک فلاسک با لایه نقره قرارداده میشود، گرما تلاش میکند از آن خارج شود ولیکن لایه نقره حرارت را به سمت داخل برگشت میدهد و باعث میشود حرارت مایع حفظ شود.

هنگامیکه یک مایع سرد داخل فلاسک قرار داده شود، لایه نقره با برگشت دادن گرمای محیط خارج مانع از افزایش دمای مایع میگردد.

هوای حدفاصل لایه نقره و جداره بیرونی فلاسک باعث عایق بندی بیشتر آن میگردد.

پوشش Low-E هم به همان روش عمل میکند. پوشش نازک میکروسکوپی نقره، تابش حرارتی خورشید (اشعه مادون قرمز Infrared) را به سمت خارج برگشت میدهد تا دمای آسایش داخل اتاق حفظ شود و باعث افزایش میزان عایق بندی پنجره ها گردد.

وجه پوشش داده شده در یک شیشه عایق بندی شده، ضخامت فضای هوا بین شیشه ها و تعداد جداره های شیشه عایق بندی شده بر عملکرد پوشش Low-E تاثیر مستقیم دارد.

ضریب گسیل گرما

رابطه بین مواد تشکیل دهنده سطح و تابش گرما، ضریب گسیل گرما نامیده میشود. بطور کلی هر مقدار میزان انعکاس مواد بیشتر باشد دارای مقدار گسیل کمتری خواهد بود و سطوح تیره رنگ به علت انعکاس کمتر دارای گسیل حراراتی بالاتری هستند.

تمامی مواد تشکیل دهنده پنجره ها حرارت را در طول موج بالای مادون قرمز بازتابش میکنند که شدت آن بستگی به دمای سطح آنها دارد . یکی از راههای موثر انتقال حرارت در و پنجره ها از طریق بازتابش است. برای کاهش میزان ورود گرمای تابش خورشید به داخل ساختمان از طریق پنجره ها میباست کارایی پنجره ها را در اجزای آن بهبود بخشید.

بعنوان مثال شیشه های بدون پوشش دارای ضریب گسیل در حدود ۸۴٪ و شیشه با پوشش (Low-E) دارای ضریب گسیل در حدود ۲۰٪ می باشد.

پوشش کم گسیل (Low-E) چیست؟

همانگونه که عایق بندی سطوح ساختمان باعث کاهش انتقال حرارت بین بخش داخلی و خارجی آن میگردد، پوشش های کم گسیل (Low-E) نیز در شیشه ها به صورت عایق حرارتی عمل میکند.

شیشه کم گسیل Low-E در برگیرنده لایه های نقره و یا مواد دیگر با ضریب گسیل مشابه هستند و به این ترتیب شیشه های نقره اندود شده حرارت را منعکس نموده و دمای هوای داخل محیط را ثابت نگه میدارند.

ضخامت پوشش کم گسیل در شیشه های Low-E

با اینکه ضخامت لایه پوششی شیشه کم گسیل Low-E در حدود ۵۰۰ برابر نازکتر از موی انسان است اما تاثیر بسیار بالایی در بهینه سازی مصرف انرژی ساختمان دارد. ضمناً به دلیل ضخامت بسیار کم این لایه پوشش کم گسیل، در رنگ و شفافیت شیشه تاثیر چندانی ندارد.

شیشه های (Low-E) در زمستان که حرارت داخلی محیط تمایل به انتقال به سمت هوای سرد خارج را دارد، مانع از خروج گرما به خارج شده و گرما را به سمت داخل منعکس میکند و در نتیجه با بهره گیری از این شیشه ها میزان اتلاف انرژی حرارتی در زمستان کاهش می یابد، همچنین در تابستان با جلوگیری از ورود تابش مادون قرمز مانع ورود حرارت بیرون به داخل میشود.

انواع پوشش کم گسیل (LOW-E)

بطور کلی دو نوع متفاوت از شیشه کم گسیل Low-E وجود دارد؛

۱) پوشش کم گسیل انفعالی

۲) پوشش کم گسیل کنترل تابشی

اکثر پوشش های کم گسیل انفعالی در فرایند کندوپاشی ساخته میشوند. فرایند کندوپاشی هنگام عبور یک رول شیشه برروی نقاله انجام میشود و سپس با عبور شیشه از روی سطح با حرارت بسیار بالا پوشش محکم میشود و عمل یکپارچه سازی انجام میگیرد.

شیشه های (Low-E) انفعالی برای مناطق سردسیر مناسب هستند چرا که فقط بخشی از تابش گرمازای خورشید با طول موجهای کم را از خود عبور میدهند و مانع عبور طیف های مضر تابشی خورشید میشود.

اجرای پوشش های کم گسیل کنترل تابشی بر روی شیشه های برش خورده در سایزهای مورد نظر جهت تولید شیشه دوجداره انجام میشود. پیش از شروع این فرآیند شیشه های برش خورده در اتاقک تاریک خلاء با دمایی معادل دمای هوا قرار میگیرند و سپس تحت فرایند MSVD کندو پاشی میشود.

پوششهای کم گسیل کنترل تابشی برای مناطق با آب و هوای گرم مناسب هستند چرا که ضریب گسیل بسیار پایینی را دارند و کنترل بالایی بر عبور اشعه خورشید دارند.

شیشه های دوجداره (Low-E) با شرایط و در حالتهای مختلفی قابل اجرا میباشد.

بطور کلی شیشه های دوجداره بر اساس استاندارد تعریف شده دارای ۴ سطح یا لایه میباشند.

لایه ۱ :‌ لایه بیرونی شیشه دوجداره که به علت مجاورت با هوای آزاد و اجسام خارجی امکان اجرای خاصیت کم گسیل را ندارد .

لایه ۲ و ۳ :‌ لایه مقابل به هم در داخل شیشه های دو جداره که بوسیله فاصله گذار(SPACER)  و لایه هوا از یکدیگر جدا شده اند و هر کدام از آنها و یا هر دو به صورت همزمان میتوانند قابلیت کم گسیل (Low-E) داشته باشند .

لایه ۴ :‌ لایه داخلی که همانند لایه ۱ به علت مجاورت با هوای آزاد و اجسام خارجی امکان و قابلیت اجرای خاصیت کم گسیلی ندارد.

مزایا

• نگه‌داشتن گرما در داخل زمستان و کاهش هزینه‌های انرژی
• بازتاب گرما در تابستان برای کاهش هزینه‌های خنک‌کننده
•  محافظت از اشیایی همچون پارچه، مبلمان و پوشش کف با مسدود کردن ۹۰ درصد از اشعه‌ی UV
• کنترل درخشان در آب و هوای روشن و آفتابی
• قابل استفاده در انواع مختلف پنجره با رنگ‌بندی متنوع
• بهترین برای استفاده در همه‌ی اقلیم‌ها به‌ویژه در مواردی که شدت سرد یا شدید گرما افزایش می‌یابد.
•  دارای بالاترین امتیاز بهره‌وری انرژی