به‌گزارش باشگاه در و پنجره و نما، همگام با رشد و گستره استفاده از صنایع فتوولتیک در مسکن، صنایع در و پنجره‌سازی نیز با رقابت بزرگی روبرو شدند. بسیاری تلاش کردند که از این تکنولوژی جدید در صنعت تولید در یا پنجره استفاده مفید کنند.
یکی از جایگاه‌های اصلی و مهم استفاده از انرژی خورشیدی در مناطق گرمسیر است. استفاده از نیروی خورشیدی، باد و ... به‌عنوان انرژی تجدیدپذیر طی چند سال اخیر مطرح بوده است.
با توجه به تغییرات اقلیمی به‌وجود آمده، تلاش بر انتقال انرژی به‌سمت انرژی‌های تجدیدپذیر است. انرژی آب، باد و خورشید به‌عنوان انرژی‌های تجدیدپذیر در اولویت استفاده به‌جای سوخت‌های فسیلی قرار دارند و این جایگزینی در تمام عرصه‌ها به‌خصوص صنعت ساختمان امکان‌پذیر خواهد بود. مهم‌ترین چالش صنایع ساختمانی، حرکت در همین راستا طی چند سال آینده است چراکه برای بقا در این عرصه ضروری است که با علم روز همگام باشند.
درحال‌حاضر مهم‌ترین مبحث مطرح‌شده در سطح جهان، احداث خانه‌های اصطلاحاً "آلاینده-صفر" یا (net-zero) است بدان معنا که میزان آلاینده تولیدشده در فرآیند احداث این خانه‌ها و یا آلاینده تولیدشده حین بهره‌برداری از آنها صفر است.
با کاهش قیمت سلول‌های خورشیدی یا فتوولتیک (که از سال 2009 حدوداً 90 درصد افت کرده‌اند‌اند) و بهبود کیفیت عایقبندی دیوارها، صنایع درب و پنجره بالاجبار وارد رقابت شده و برای بهبود کیفیت تلاش می‌کنند
به‌گزارش مرکز آماری NCEI ایالات‌متحده (National Centers for Environmental Information) از سال 1980 تاکنون، ایالات‌متحده با آسیب‌های اقلیمی و آب و هوایی متعددی مواجه بوده است بهطوریکه زیان حاصل از این تغییرات آب و هوایی 1 میلیارد دلار برآورد می‌شود. به‌گفته‌ی کارشناسان تغییرات اقلیمی، به‌منظور جلوگیری از یک فاجعه اقلیمی، ضروری است که تا سال 2100، متوسط افزایش دمای هوا بیشتر از 5/1 درجه سانتی‌گراد نباشد.
لذا ضروری است که بیش از پیش از ورود گازهای گلخانه‌ای(GHG) به محیط زیست جلوگیری شود تا جایی‌که تا سال 2030 ورود دی‌اکسیدکربن به محیط زیست نصف شده و درنهایت تا سال 2050 به صفر برسد.
از سوی دیگر تحقیقات صورت‌گرفته حاکی از آنست که در بیشتر نقاط جهان، ساختمان‌ها مسئول 36 درصد از دی‌اکسیدکربن CO2)) واردشده به محیط زیست هستند (البته این تحقیق در اروپا و آمریکا صورت گرفته است). در اینجا مهم‌ترین و اصلی‌ترین ارکان کنترل‌کننده آلاینده به محیط زیست، در، پنجره و نما می‌باشند. البته ناگفته نماند که دیوارها هم نقش بسزایی در این امر ایفا می‌کنند. با افزایش بهره‌وری انرژی به‌راحتی می‌توان از آلاینده‌های واردشده به محیط زیست کاست.
بسیاری از ساختمان‌سازان با عایقبندی پیشرفته توانسته‌اند انتقال حرارت را کنترل نمایند. دستیابی به مقاومت حرارتی R)) 13 تا 23 یکی از اقداماتی است که در این راستا صورت گرفته است. همچنین عایقبندی شیروانی و زیرشیروانی این مقاومت را به عدد 30 افزایش داده است. اما آنچه مسلم است آنست که این روش برای افزایش بهره‌وری انرژی کافی نیست و لازم است صنعت در و پنجره‌سازی نیز وارد عمل شود.
طی سال‌های اخیر، استفاده از شیشه‌های چندجداره به‌همراه پنجره‌هایی با ضریب نشر پایین low-E)) در بازار مسکن بسیار متداول بوده که هدف از استفاده از آنها، افزایش بهره‌وری انرژی بوده است.
امروزه رقابت در این عرصه افزایش یافته و بسیاری از در و پنجره‌سازان با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته سعی دارند این بهره‌وری را افزایش دهند. به‌کارگیری سلول‌های خورشیدی برای کنترل حرارت و ... ازجمله‌ی این اقدامات است.
رقابت در بازار مسکن:
با افزایش تقاضا برای کاهش آلاینده در ساخت مسکن، بسیاری از دست‌اندرکاران این صنعت به‌دنبال راهکار اساسی و بنیادی کاهش آلایندگی محیط زیست بوده‌اند. برای مثال فرماندار ایالت ماساچوست آمریکا به‌تازگی برای تغییرات اقلیمی، شرایط فوق‌العاده‌ای اعلام کرده است.
به گزارش انجمن ساختمان‌سازان ایالات‌متحده، دانشمندان دریافته‌اند پتانسیل کاهش 80 درصدی دی‌اکسیدکربن تولیدشده ازطریق صنعت ساختمان تا سال 2050 وجود دارد. به‌گفته‌ی این افراد، استفاده از راهکارهای تهاجمی بهره‌وری انرژی، استفاده از تکنولوژی‌های جدید در صنعت برق و بهره‌گیری از انرژی تجدیدپذیر همگی می‌توانند آلاینده‌های زیست‌محیطی تولیدشده از صنعت ساختمان را نسبت به مقادیر برآوردشده در سال 2005، 78-72 درصد کاهش دهند.
بسیاری از راهکارهای تعریف‌شده برای افزایش بهره‌وری انرژی و کاهش آلاینده ایجادشده حاصل از صنعت ساختمان به پوسته خارجی ساختمان باز می‌گردد. در اینجا نمای ساختمان و در و پنجره‌ها مهم‌ترین نقش را در دستیابی به هدف سال 2050 ایفا می‌کنند.
به‌کارگیری درزگیر‌های پیشرفته در دیوارها، در‌ها و پنجره‌ها بسیار مفید بوده و تا حد زیادی صنعت ساختمان را به اهداف سال 2050 نزدیک می‌کند.
براساس گزارش مؤسسه تحقیقات انرژی و مشاوره وود مکنزی Wood Mackenzie))، هزینه سیستم‌های فتوولتیک خورشیدی در ایالات‌متحده، کانادا و اروپا از سال 2009 تاکنون 90 درصد کاهش داشته است.
ازطرفی قیمت توربین‌های بادی با 71 درصد کاهش و چراغ‌های LED نیز با 80 درصد کاهش قیمت روبرو شده‌اند.
تحقیقات اخیر نشان می‌دهند با توجه به اینکه پنجره‌های جدید و استانداردی تولید و نصب شده، طولی نخواهد کشید که ساختمان‌ها به هدف "آلاینده-صفر net-zero))" دست یابند. استانداردهای جدید وضع‌شده در عرصه بین‌المللی، راندمان بهره‌وری انرژی را بهبود بخشیده است بهطوریکه امروزه می‌توان گفت متوسط راندمان بهره‌وری انرژی در جهان به 40 درصد افزایش یافته است (این درصد مربوط به کشورهایی است که استاندارد تعریف‌شده و آمار دقیقی دارند).
در ایالات‌متحده، با استفاده از استانداردها و کدهایی تعریف‌شده برای صنعت ساختمان بالاخص درب و پنجره، دستیابی به هدف "آلاینده-صفر" نزدیک‌تر از سایر نقاط جهان است بهطوریکه بسیاری از کارشناسان این عرصه معتقدند 90 درصد از مسیر حاصل شده و تنها 10 درصد آن باقی مانده است.
راهکارهای مؤثر:
بحران مسکن در ایالات‌متحده موجب شده که کنگره به فکر تخصیص بودجه به این بازار باشد. تولید بیش از یک میلیون واحد مسکن ارزان‌قیمت با بهره‌وری انرژی بالا در اولویت دستور کاری قرار گرفت. بر همین اساس، 20 میلیارد دلار طی 4 سال آینده به اعتبار مالیاتی احداث یا بازسازی 500 هزار واحد مسکونی اختصاص خواهد یافت و درکل 213 میلیارد دلار به طرح مسکن این کشور طی چهار سال آینده تعلق خواهد گرفت. در همین راستا، اجرای طرح بهره‌وری انرژی در صنعت، فرصت‌های شغلی فراوانی را ایجاد خواهد کرد.
تحقیقات نشان می‌دهند که کنترل افزایش دما و تغییرات اقلیمی و محدودسازی افزایش دما به‌میزان 5/1 درجه، تولید ناخالص داخلی GDP)) در ایالات‌متحده را تا سال 2030 به 489 دلار و تا سال 2050 به 997 میلیارد دلار خواهد رساند (که نشان‌دهنده 6/2 درصد رشد تولید ناخالص داخلی در سال است). بر همین اساس و با این فرمان، تا سال 2030، 1/3 میلیون فرصت شغلی و تا سال 2050، 5/5 میلیون فرصت شغلی جدید ایجاد خواهد شد که همگی حاصل طرح کنترل تغییرات اقلیمی است. درواقع می‌توان گفت که طرح کنترل دما، صنعت ساختمان را به کاهش میزان آلاینده CO2 سوق می‌دهد و درنهایت افزایش فرصت شغلی را به‌همراه خواهد داشت.
راهکارهایی برای کاهش حرارت:
در راستای احداث خانه‌هایی با بهره‌وری انرژی بالا، علیرغم آنکه سلول‌های خورشیدی نقش مهمی را در تأمین انرژی الکتریسیته ایفا می‌کنند، لکن ضروری است ضریب جذب حرارت خورشیدی یا همان SHGC به دقت مورد بررسی قرار گیرد.
طی سال‌های گذشته، فاکتور U یا ضریب تبادل حرارتی بسیار مطرح بوده و در ساخت خانه‌های مسکونی برای نصب در، پنجره، نما، دیوارها و ... لحاظ گریده است. خانه‌هایی که اصطلاحاً به‌عنوان خانه‌هایی پاسیو (Passive House) شناخته می‌شوند، خانه‌هایی با بهره‌وری انرژی بالا بوده و درواقع فرآیند احداث آنها همراه با مینیمم آلاینده موجود است. لازم به‌ذکر است که فاکتور SHGC یا همان ضریب جذب حرارت خورشید از فاکتورU مهم‌تر است.
امروزه دریافته‌اند که در خانه‌های "سبز" یا "پاسیو"، پوسته ساختمان از سیستم سرمایشی و گرمایشی اهمیت بیشتری دارد. در این خانه‌ها نما، پنجره و در به‌عنوان پوسته اصلی ساختمان مهم‌ترین نقش را در کنترل حرارت ایفا می‌کنند. در اینجا فلسفه اصلی به‌خصوص در مناطق گرمسیری که حرارت بالاست، کاهش SHGC در حد ممکن خواهد بود. ایران به‌عنوان یک کشور گرمسیر به‌منظور قرارگرفتن در مسیر بهره‌وری انرژی بالا، ضروری است که این نکته را به‌‌طور جدی درنظر بگیرد. کنترل پوسته‌ی ساختمان جهت افزایش بهره‌وری انرژی در اینجا بسیار مهم است. کنترل ضریب جذب حرارت خورشید (SHGC) برای در و پنجره لازمه احداث ساختمانی با بهره‌وری بالا خواهد بود.
در گذشته‌ای نه‌چندان دور، ضریب جذب حرارت خورشیدی (SHGC) بیشتر ساختمان‌های جهان 3/0 تا 32/0 بوده که هم‌اکنون با تکنولوژی جدید این عدد به 15/0، 12/0 و حتی 10/0 کاهش یافته که رقمی قابل‌قبول و مناسب است.
کنترل همزمان ضریب تبادل حرارتی با عایقبندی مناسب و درست و کاهش جذب حرارت خورشید با راهکارهای خاص، همگی موجب افزایش بهره‌وری و همزمان کاهش تولید آلاینده‌های واردشده به محیط زیست خواهند شد.
تصور کنید در چنین ساختمانی دیگر نیازی به تجهیزات خنک‌کننده نباشد و یا اینکه نیاز اندکی وجود داشته باشد. همین مسأله کاهش آلایندگی را به‌همراه خواهد داشت.
در خانه‌های امروزی، 7 درصد پوسته ساختمان را پنجره‌ها تشکیل می‌دهند اما با این حساب، 48 درصد از تلفات و جذب حرارتی مختص پنجرههاست. در اینجا به‌راحتی مشاهده می‌شود که نقش پنجره مهم‌تر از تصور است و به‌منظور کنترل بهره‌وری ساختمان، بیشترین توجه از آن پنجرههاست.
راهکارهای اولیه جهت کنترل انتقال حرارت از پنجره عبارتند از: درزگیری مناسب میان شیشه و قاب، چندجداره کردن شیشه‌ها، استفاده از گاز مناسب میان لایه‌های مختلف شیشه و استفاده از لایه بازتابنده برروی شیشه‌ها.
افزایش بهره‌وری انرژی چگونه ممکن خواهد بود؟
مسلم است که هزینه نصب پنجره‌هایی با بهره‌وری انرژی بالا، قیمت خانه را افزایش می‌دهد. در شرایط کنونی اقتصادی که احداث خانه‌هایی کم‌هزینه در اولویت قرار دارد، این راهکار نوعی "سنگ‌اندازی" محسوب می‌شود. با توجه به این مشکل، در برخی از کشورها مسئولین دولتی وارد عمل شده و در راستای اهداف اقلیمی و دستیابی به صنعت ساخت با "صفر درصد آلاینده" تولیدشده، راهکارهایی را به‌کار گرفته‌اند.
البته باید گفت که حتی اگر دسترسی به هدف "صفرسازی آلاینده" موجب افزایش قیمت شود، بازهم بسیاری از مشتریان حاضرند این افزایش قیمت را پرداخت نمایند.
در گزارش اخیر منتشر‌شده توسط انجمن ساختمان‌های سبز ایالات‌متحده، ذکر شده است که درصورت کاهش هزینه‌های جانبی در یک ساختمان، می‌توان ساختمانی با صفر درصد کربن بنا کرد بدون آنکه متحمل هزینه بالایی شویم. در این گزارش از پنجره به‌عنوان رکن مهمی در بهره‌وری انرژی یاد شده است. احداث ساختمانی با فاکتور U معادل 13/0 موجب بهینه‌سازی بهره‌وری انرژی در ساختمان خواهد شد.
به‌گفته‌ی دست‌اندرکاران صنعت ساختمان، پنجره یکی از مهم‌ترین ارکان بهره‌وری انرژی است که می‌توان ازطریق نصب یا جایگزینی مناسب بیلان حرارتی ورودی و خروجی ساختمان را کنترل نمود.
ترجمه: نیکو هوشمند
