طراحی در و پنجره برای کاهش اتلاف انرژی
در و پنجره : یکی از مهمترین بخشهایی که آلومینیوم در آن بکار می‌رود ساخت پنجره و قاب می‌باشد . با توجه به انعطاف‌پذیری و نمای زیبای آلومینیوم ،در و پنجره‌های آلومینیومی در جهان طی دهه‌های اخیر پیشرفت چشمگیری کرده است . از آنجا که بیشترین اتلاف انرژی در ساختمان از طریق در و پنجره‌ها اتفاق می‌افتد (حدود 40% از اتلاف انرژی ساختمان از طریق پنجره‌ها صورت می‌گیرد) همچنین در راستای نیل به اهدافی چون عایق سازی در برابر صدا و آلودگیهای صوتی ، جلوگیری از نفوذ گردو غبار و آلودگیهای محیط زیست و . . . صنعت در و پنجره‌سازی به تکنولوژیهای جدید روی آورده است و کارشناسان به طراحی‌های ویژه و خاصی در این زمینه دست یافته‌اند .
در صورتیکه در زمستان به قاب پنجره و یا شیشه آن دست بزنید خواهید دید که سرد است و این تبادل حرارتی بین قاب و پنجره و شیشه با فضای بیرون است . برای رفع این مشکل با استفاده از شیشه‌های 2 جداره تبادل حرارتی از طریق شیشه به حداقل ممکن خواهد رسید . برای کاهش تبادل حرارتی از طریق پنجره ،استفاده از نوعی قاب آلومینیومی با عایق حرارتی که به گرمابند (Thermal Break) معروف است توصیه می‌شود . از آنجا که بحث بهینه سازی مصرف سوخت درساختمان ، در کشورمان می‌رود تا جایگاه واقعی خویش را پیدا کند و با توجه به آنکه اتلاف انرژی از طریق پنجره‌ها (شیشه یا قاب پنجره) حدود 40% کل اتلاف انرژی ساختمان را شامل می‌شود جهت آشنایی بیشتر با تکنولوژی شیشه‌های 2 جداره و سیستم ترمال‌بریک به هریک از این دو نوع تکنولوژی اشاره می‌شود :
D-1-1) سیستم دو جداره :
عبور انرژی و تبادل حرارتی بین داخل و خارج ساختمان از پنجره به طریق زیر صورت می‌گیرد .
1 . بدست آوردن و یا از دست دادن انرژی غیر خورشیدی بصورتهای رسنایی و جابجایی
2 . بدست آوردن گرمای خورشید بصورت تشعشع
جریان حرارت غیر خورشیدی از پنجره نتیجة اختلاف دمای میان محیط داخل و خارج می‌باشد . در فصول سرد پنجره‌ها گرما را از داخل به بیرون داده و در فصول گرم نیز گرما را از بیرون به داخل ساختمان وارد می‌نمایند .
برای مقایسة مواد مختلف از جهت میزان انتقال حرارتی از فاکتور U استفاده می‌شود .
فاکتورU اندازة سرعت جریان حرارت غیر خورشیدی از یک پنجره و یا نورگیر می‌باشد . هر چه این فاکتور بیشتر باشد نشانگر میزان بیشتر جریان حرارتی است . فاکتور U به مصرف‌کننده این امکان را می‌دهد که میزان عایق‌بودن انواع پنجره‌ها و نورگیرها را با یکدیگر مقایسه کند و واحد آن Btu/hr-sq…ft.f می‌باشد .
استفاده از شیشة دو جداره باعث کاهش قابل توجهی در مقدار فاکتور Uمی‌شود .
شیشة دوجداره دو ورق شیشه است که توسط یک فاصل (اسپیسر) در دور تا دور آن از هم جدا شده‌اند و این فاصله‌ها با مواد درزگیر به شیشه می‌چسبند . خواص اصلی دو جداره بدلیل وجود همین فاصلة بین دو شیشه است ، بین دو شیشه از هوا یا گاز مخصوص (مانند آرگون ، گزنون، و یا مخلوطی از آنها) پر شده است .
میلة جداکننده از جنس آلومینیوم و با ضخامتهای متفاوت است که دورن آن با مادة رطوبت‌گیر (عامل خشک کننده) پر می‌گردد که این ماده سبب جذب رطوبت هوای ما بین دو شیشه می‌گردد .
شیشه‌های دو جداره می‌توانند بصورت ترکیبی از انواع شیشه‌های مختلف نظیر شیشة ساده، رنگی ، رفلکس ، لمینت ، سکوریت و مات تهیه شوند که نوع شیشه خود می‌تواند عامل بسیار مهمی در کاهش میزان اتلاف انرژی باشد . به عنوان مثال شیشه‌های با پوشش Low-e باعث کاهش قابل ملاحظه‌ای در مقولة فاکتور U می‌شوند .
ویژگیهای اصلی شیشه های دو جداره عبارتند از : کاهش اتلاف انرژی حرارتی و نم‌زدگی شیشه ، عایق صوتی و کاهش سر و صدا وایمنی بیشتر .
شیشه‌های دو جداره در زمستان حرارت را نگه داشته و در تابستان از ورود گرما به درون جلوگیری می‌کنند در نتیجه باعث بهبود تجهیزات گرمایش و سرمایش ساختمان می‌شوند . این شیشه‌ها باعث کاهش نفوذ صوت می‌شوند و از نم‌زدگی شیشه بعلت گرمتر بودن لایه درون شیشة دو جداره جلوگیری می‌کند . شیشه‌های دو جداره با گرم و مطبوع نگه داشتن محیط ، فضای ساختمان را برای زندگی و انجام کار مساعد می‌سازند .
با استفاده از هر متر مربع شیشة دو جداره با قاب استاندارد می‌توان در سال به میزان 40مترمکعب در مصرف گاز صرفه‌جویی نمود و هزینه‌ها را تا حد زیادی کاهش داد . در صورت شکستن ورق بیرونی شیشة دو جداره ممکن است ورق داخلی نشکند و احتمال ریزش و خطرات بعدی به حداقل می‌رسد . بنابراین استفاده از این نوع شیشه می‌تواند باعث افزایش ایمنی ساختمان گردد . اگر فاصلة بین دوشیشه 15-12 میلیمتر باشد بهترین کارآیی شیشه دوجداره را می‌توان کسب کرد ضمن آنکه با استفاده از این نوع شیشه نفوذ صدا را تا 45 دسی‌بل می‌توان کم کرد و در نتیجه در خیابانها و مکانهای شلوغ می‌توان از محیطی آرام و ساکت برخوردار گشت .
قابل ذکر است که انواع جدیدی از شیشة دو جداره ساخته شده است که بین دو ورق خلاء وجود دارد . در این نوع شیشه‌ها فاصله بین دو ورق بسیار کم می‌باشد . این نوع شیشه‌ها اولین بار در روسیه ساخته شدند و دارای خواص حرارتی و صوتی بهتری می‌باشند . شیشه‌های دو جداره را می‌توان بر روی قابهای آلومینیومی ، آهنی و یا قابهایی از جنس PVC تعبیه و استفاده کرد .
استفاده از سیستم شیشة دو جداره به همراه سیستم پنجره‌های آلومینیومی گرمابند تکنولوژی است که باعث جلوگیری از اتلاف انرژی به میزان قابل توجهی می‌شود .
D-1-2 ) سیستم در و پنجره‌های گرمابند(Thermal Break):
اگرچه در و پنجره‌های آلومینیومی بدلیل خواصی که قبلاً ذکر شد یکی از محصولات قدیمی و کاربردی در صنایع ساختمان سازی محسوب می‌شوند ، اما با پیشرفت تکنولوژی و اهمیت بهینه سازی مصرف انرژی ، این پنجره‌ها نیز به تکنولوژی جدیدی دست یافته‌اند که به آن ترمال‌بریک یا گرمابند می‌گویند . پنجره‌های آلومینیومی معمولی در هوای سرد رطوبت و سرما را از جدارة داخلی منتقل می‌کنند و دارای فاکتور U بالایی هستند . سیستم ترمال‌بریک با حذف این مشکل ، فاکتور U پنجره‌های آلومینیومی را از Btu/hr-sq.ft.f2 به Btu/hr-sq.ft.f1 می‌رساند . حاصل ساخت اینگونه پنجره‌ها این است که جدارة خارجی ، گرما و یا سرما را به جدارة داخلی انتقال نمی‌دهد . سیستم ترمال‌بریک پروفیلهای عایق حرارتی از دو مقطع پروفیل آلومینیومی از هم مجزا که توسط نوارهای پلاستیکی پلی‌آمید به هم متصل شده‌اند تشکیل شده است .
تحقیق در مورد طراحی در و پنجره برای کاهش اتلاف انرژی