صرفه جویی در مصرف انرژی با استفاده از شیشه های هوشمند

یکی از مهم ترین دغدغه های عصر حاضر نحوه صرفه جویی و جلوگیری از اتلاف انرژی در صنایع گوناگون به ویژه صنعت ساختمان است. راهکارهای جلوگیری از اتلاف انرژی در ساختمان چیست؟ روش های مختلفی در این زمینه وجود دارند ازجمله استفاده از مصالح ساختمانی مناسب، قرار دادن پنجره ها در سمت جنوب ساختمان تا حد امکان، رفع موانع ورود نور و گرمای خورشید، حذف پنجره های غربی تا حد امکان، عایق کاری، حفاظت پنجره ها با استفاده از پرده، نصب پنجره های دوجداره، استفاده از نورگیرهای کوچک، گرفتن درز درها و پنجره ها به کمک نوارهای درزگیر، نصب دریچه در دودکش شومینه ها و دودکش بخاری ها در هنگامی که از آن ها استفاده نمی شود، انتخاب وسیله گرمایشی متناسب با نوع ساختمان، بیشترین استفاده از نور طبیعی، رنگ آمیزی ساختمان بارنگ های روشن، استفاده از لامپ های مهتابی یا کم مصرف و پرهیز از نصب لامپ های متعدد از راهکارهای جلوگیری از اتلاف انرژی هستند. حدود یک سوم انرژی یک ساختمان از طریق پنجره ها هدر می رود. به همین دلیل در سالهای اخیر تلاش زیادی برای کاهش مصرف انرژی در ساختمان ها بر روی پنجره ها انجام شده است. مطالعات زیادی برای یافتن روش های ذخیره انرژی صورت گرفته و نیاز به ذخیره انرژی باعث شده تا انواع جدیدی از پنجره های شیشه ای در ساختمان ها به کاربرده شود. این فناوری کاربردهای فراوانی دارد، به عنوان مثال شیشه ای را تصور کنید که قابلیت تغییــــر از حـالت شفـاف به حالـت مات، توسـط یک کلید را داشته باشـد. پنجره های هوشمند به کنترل و بهینه سازی مصـرف انرژی در ساختمان ها و اماکن عمومی کمک می کنند. تصور کنید که دریکی از گرم ترین روزهای آفتابی در تابستان، نور خورشید مستقیماً به اتاق شما می تابد و هیچ راهی به جز استفاده از پنجره هایی با شیشه های دودی برای متعادل تر کردن گرما و نور اتاق در ساعات اوج تابش نور ندارید اما این پنجره ها باعث کاهش میزان انتقال نور و کاهش میدان دید در دیگر ساعات روز می شوند که برای جبران این کمبود نور باید از سیستم روشنایی استفاده نمود، همچنین شیشه های دودی با توجه به مکانیزم تیره کردن شیشه باعث جذب میزان بیشتـــری از حرارت در روز می شوند که خود دلیلــی برافزایش نیاز به سیستــم سرمایشی است. امروزه فناوری های مدرن تولید شیشه تأثیر فراوانی بر توسعه ساختمان سازی در سراسر جهان داشته. فناوری شیشه های هوشمند در سالهای اخیر توسعه خیره کننده ای داشته است. طبق گزارش سالانه صنایع ایالت متحد آمریکا، تقاضا برای شیشه های هوشمند تا سال 2020 از مرز سه میلیون مترمربع در سال خواهد گذشت. روند تولید شیشه های هوشمند بر پایه چهار فناوری کریستال مایع، الکتروکرومیک، ذرات معلق و مواد ترموکرومیک است. ضرورت کنترل انرژی هنگامی بیشتر احساس می شود که سطح وسیعی از ساختمان با شیشه پوشیده شود که اغلب در این شرایط، امکان حفظ گرمای محیطی مناسب و ذخیره سازی معقول انرژی به طور هم زمان با مشکلاتی همراه می شود. فناوری ساخت شیشه به مرحله ای از پیشرفت رسیده که طراحی و تولید انواع شیشه را با لحاظ کردن توأمان خواص پخشی، انعکاسی، جذبی و شفافیت جهت دستیابی به شرایط ایده ال و پاسخگویی به خواسته های مختلفی همچون کنترل نور روز و درجه حرارت مناسب، امکان پذیر کرده است. شیشه های هوشمند علاوه بر تأمین روشنایی روز دارای شرایط دیگری همچون کنترل خورشیدی، آسایش و راحتی ازلحاظ دما، دوام پذیری، محافظت از رنگ پریدگی تدریجی اشیای داخل منازل در مقابل نور خورشید و... هستند. از انواع شیشه های هوشمند می توان به شیشه های نانو و کریستال مایع، شیشه های آفتاب گیر، پنجره های آرایه های نانوسیمی پلی آنیلین، شیشه های خورشیدی، شیشه های الکتروکروماتیک اشاره کرد. شیشه های هوشمند دارای فناوری های پیشرفته ای هستند که با استفاده از فناوری نانو می توان با فشردن یک کلید، شیشه را از حالت مات و کدر به حالت شفاف تغییر داد که از این شیشه ها می توان به عنوان جداکننده در فضاهای مختلف نیز استفاده کرد. با جریان الکتریسیته از آن کریستال مایع شفاف می شود و همچنین قطع جریان کریستال ها باعث می شود که نور پخش شده و شیشه مات شود. در ایران نیز از این فناوری در صنعت ساختمان استفاده می شود. گروه پژوهشی نانو الکترونیک جهاد دانشگاهی واحد خواجه نصیرالدین طوسی فعالیت خود را از سال 1385 و باهدف توسعه و پیشبرد فناوری نانو در کشور و تجاری سازی نتایج پژوهشی در این حوزه و رفع نیاز کشور و صنعت آغاز کرده است. از قابلیت های این شیشه های هوشمند امکان تغییر میزان شفافیت و رنگ شیشه هست که می توانند در کنترل شدت نور و کاهش تلفات انرژی، نقش مؤثری ایفا کنند و درنتیجه باعث کاهش ورود اشعه ماورای بنفش به محیط شده و از عوارض تخریبی آن بر پوست بدن و لوازم منزل جلوگیری کنند و به علاوه نیاز به پرده و لوازم جانبی آن را در ساختمان برطرف می کنند. امروزه کاربرد شیشه های هوشمند تنها به کاهش اتلاف انرژی محدود نمی شود بلکه شیشه های طیف گزین (بی نیاز از پرده) که شخص به میزان دلخواه می تواند شدت نور، درخشندگی خورشید و گرمای عبوری از آن را کنترل کند و خواص ذخیره سازی انرژی را هم داشته باشد، در سراسر دنیا به شدت موردتوجه قرارگرفته است. این شیشه ها برای اجرای بسیاری از طرح های نو و ایده های جدید معماری ایده آل می باشند. از کاربرد این شیشه ها می توان به پنجره ها، دیوارها و سقف های شیشه ای در ساختمان های تجاری، اداری، دانشگاه ها، اتاق های نمایش، مغازه ها، بیمارستان ها، رستوران ها، آزمایشگاه ها، اتاق های انتظار، سالن های اجلاس، اتاق های جلسات، مطب ها، اتاق های جراحی، پنجره ها و شیشه های انواع خودرو، گلخانه های شیشه ای، پله ها و راه پله های شیشه ای و... اشاره کرد.