محافظت شیشه از خودرو در برابر خورشید و مدیریت انرژی

امروزه یکی از بحث های مهم در صنعت شیشه خودرو و ساختمان موضوع مدیریت انرژی می باشد. استفاده از شیشه هایی که قابلیت جلوگیری از ورود گرمای محیط را داشته و از نظر عبور نور مرئی دارای بیشترین میزان باشد مورد نظر بسیاری از طراحان می باشد. در صنعت شیشه خودرو و ساختمان نیز استفاده از انواع شیشه های کوتینگ دار و شیشه های LOW-E و دو جداره به امری عادی تبدیل شده است. 

تحلیل اثر انرژی خورشیدTSE (Total Solar Energy) در خودرو:

اشعه های خورشیدی پس از تابش، بسته به نوع و قابلیت طراحی شده برای شیشه مورد استفاده، منعکس، جذب و یا گذر می نمایند؛ برای شیشه های متداول در صنعت خودرو در حدود ۶۵% از انرژی خورشیدی به داخل خودرو وارد شده و ۳۵% بازتابش و جذب می گردد، به همین دلیل استفاده از انواع شیشه های طیف دار و رنگی(Tint Glass) و شیشه های سولار Solar یا کوتینگ دار(Hard – Soft coating) که قبلا مروری بر انواع پوشش شیشه انجام شده نیز متداول بوده و در بعضی از خودروها استفاده می شود. در صورت استفاده از شیشه های ذکر شده، کاهش میزان انرژی خورشیدی وارد شده به داخل خودرو تا ۴۵% و کمتر می باشد.    

شیشه جلو خودرو از یک میان لایه پلیمری یا طلق (PVB) به ضخامت ۰٫۷۶ میلیمتر و دو لایه شیشه به ضخامت تقریبی ۲٫۲-۱٫۸ و در مواردی تا ۳ میلیمتر تشکیل شده است. در بسیاری از خودروها شیشه لایه بیرونی به رنگ سبز و شیشه داخلی سفید یا بدون رنگ(Clear)  بوده که در مواردی برای بهبود عملکردی و مدیریت انرژی، هر دولایه سبز انتخاب می شود. استفاده از لایه سبز رنگ به عنوان انتخاب اصلی بوده و به دلایلی چون کاهش اشعه های گرمایی خورشید، افزایش طول عمر تزئینات داخلی و خنک شدن دمای کابین و …. می باشد ولی در مواردی با توجه به شرایط محیطی و آب و هوایی، سایر رنگها نظیر برنزی، دودی، آبی و حتی دو لایه سفید نیز به کار می رود.

حال برای درک بهتر موضوع میبایست به تحلیل اثر منبع انرژی در خودرو بپردازیم: نور خورشید از سه قسمت اصلی تشکیل شده و یا به عبارتی به صورت سه دسته اشعه به محیط گسیل می شود که شامل فرابنفش(UV) – نور مرئی (VL)– و مادون قرمز( (IR می باشد. بیشترین قسمت انرژی خورشید بصورت نور مرئی با ۴۹٫۲۶% و کمترین مقدار، اشعه فرابنفش با ۱٫۸۱% و مابقی به مقدار ۴۸٫۹۳% به صورت اشعه مادون قرمز یا حرارتی می باشد.  

در ادامه موضوع اشعه های خورشیدی و تاثیر آن در خودرو به بحث  می پردازیم:

میزان UV در شیشه خودرو: این اشعه از نظر طول موج به سه دستهUVA-UVB-UVC تقسیم بندی شده و در محدوده طول موجی ۴۰۰-۲۰۰ نانومتر می باشد و عامل اصلی در سرطان های پوست و ایجاد چروکی و پیری در افراد می باشد. در شیشه های جلو خودرو بدلیل دو لایه بودن و وجود لایه پلیمری PVB و افزودنیهای مربوطه، میزان اشعه عبوری UV به داخل کابین و سرنشین نزدیک به صفر می باشد و تمام اشعه مضر آن توسط طلق جذب می شود.

میزان VL در شیشه خودرو: نور مرئی در محدوده طول موجی ۷۶۰-۴۰۰ نانومتر قرار داشته که یکی از آزمونهای مهم و ایمنی در شیشه جلو خودرو، اندازه گیری میزان عبور نور مرئی ((Visible Light Transmission می باشد. این پارامتر مطابق بسیاری از استاندارهای موجود، حداقل ۷۵% در نظر گرفته شده است که این میزان مطابق استاندارد ملی ایران (۷۰۹) در شیشه های جلو، عقب و جانبی حداقل ۷۰% می باشد. به طور معمول این مقدار در شیشه خودروهای داخلی و خارجی موجود در بازار کشورمان ۸۵-۷۵% می باشد.

میزان IR در شیشه خودرو: میزان انرژی حرارتی یا IR در محدوده طول موجی بیشتر از ۷۶۰ نانومتر قرار دارد که با توجه به تاثیرگذاری روی تزئینات داخلی شامل داشبورد، صندلی و … و همچنین کاهش آلایندگی هوا، از اهمیت خاصی برخوردار است. بدین معنی که میزان کاهش مصرف بنزین و در نتیجه آلاینده های مرتبط بر اثر استفاده از شیشه های مناسب محاسبه و به خودروساز الزام می شود به عبارت دیگر در صورتی که شیشه بتواند ۱۰ – ۵ درجه سانتیگراد داخل کابین را کمتر کند، استفاده از کولر، مصرف بنزین و آلاینده های محیط زیست کاهش می یابد. 

حال با در نظر گرفتن توضیحات قبلی، می توان با استفاده از پارامترهای تعریف شده و در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی، شیشه مناسب خودرو را انتخاب نمود. بطور مثال برای یک لایه شیشه به ضخامت تقریبی ۳٫۲ میلیمتر تفاوتهای لایه سبز و سفید به شرح جدول ذیل می باشد که به راحتی مشخص است که چرا در شیشه های جانبی از طیف سبز رنگ استفاده می شود: 

TSE(%)

IR(%)

UV(%)

VLT(%)

 

۸۴

۸۰

۶۳

۹۰

شیشه سفید

۴۹

۲۸

۲۲

۷۴

شیشه سبز

 اما پارامتر دیگری که برای شناسایی این موضوع تعریف شده میزان انتقال حرارت به محیط بوده که به   SHGC (Solar Heat Gain Coefficient)معروف می باشد و به نوعی ضریب نفوذ گرمای خورسیدی به محیط بوده که میزان حرارت وارد شده ناشی از خورشید به داخل ساختمان یا کابین خودرو را نشان می دهد. این پارامتر در محدوده ۱-۰ قرار دارد که بطور مثال SHGC=0.6 برای یک نمونه شیشه خودرو یعنی ۶۰% از میزان انرژی حرارتی خورشید به داخل منتقل می گردد.

پارامتر دیگری که در این راستا تعریف گردیده نسبت عبور دهی نور به گرما یا LSG (Light to Solar Gain Ratio) می باشد که از تقسیم میزان عبور نور مرئی VLT به میزان حرارت منتقل شده به محیط SHGCبدست می آید. مقادیر بیش از  ۱٫۲۵ این پارامتر مطابق اعلام مرکز مدیریت انرزی ایالات متحده(FEMP)  انتخاب مناسبی برای سازه یا محیط مورد استفاده می باشد. این پارامتر در شیشه های متداول خودروهای موجود کشور در حدود ۱٫۳۵-۱٫۳۰ می باشد.  

در ادامه بحث مدیریت انرژی در خودروها و تاثیر اشعه های خورشیدی بر خودرو، می توان به شیشه های دودی پرداخت. این دسته از شیشه ها غالبا در مناطق گرمسیر استفاده می شود اما در سایر مناطق نیز متداول میباشد و برای ایجاد فضای خصوصی، کاهش درجه حرارت کابین، کاهش زمان رسیدن به دمای آسایش و ….. به عنوان شیشه جانبی(درب ها) در خودروها استفاده می شود و و از نظر قوانین و استانداردهای جاری، قابلیت استفاده برای شیشه های جلو را ندارند.

این شیشه ها در واقع از دسته شیشه های طیف دار محسوب می شوند که مورد استفاده بسیاری از کارخانجات خودروسازی میباشد، ولی بعضی از شرکتهای خدمات پس از فروش، شیشه های معمولی را با استفاده از لایه های برچسبی یاSunshield به حالت دودی تبدیل می نمایند که صرفنظر از دوام، خواص مناسبی در آنها مشاهده می شود.

با توجه به استاندارهای کشورهای مختلف، میزان طیف رنگی و عبور نور این گونه شیشه ها تعریف گردیده است ولی دسته بندی اصلی شامل سه دسته دودی زیاد، متوسط و کم به شرح ذیل می باشد که بعضی از خواص آنها را می توان در جدول ذیل مقایسه نمود:

۲۰%   : دودی زیاد یا تاریک یا مدل کارخانه ای

۳۵%   : دودی متوسط

۵۰%   : دودی کم

    

TSE(%)

GLARE BLOCK(%)

UV BLOCK (%)

VLT(%)

۳۸

۸۰

۹۷

۲۰

۳۵

۲۸

۹۷

۳۵

برگرفته از وبلاگ اتو گلاس

شیشه اتومبیل نعمتی

رفتن به نوارابزار