تحلیل پایداری قاب‌های پنجره
ویژگی‌های مواد به کار رفته در ساخت قاب پنجره تاثیر قابل توجهی بر کیفیت خودِ پنجره دارند. یک پنجره به خودی خود نقش مهمی در تعیین عملکرد کلی انرژی ساختمان ایفا می‌کند. این مقاله به بررسی پایداری چهار نوع قاب مختلف می‌پردازد؛ آلومینیوم، الوار با روکش آلومینیوم، پلی وینیل کلرید (PVC) و الوار. در اینجا همچنین پارامترهای مختلفی من جمله اثرات زیست محیطی در طول ساخت/تهیه مواد قاب، دور انداختن قاب‌ها، انرژی تجسم یافته، دوام و عمر مفید، و نگهداری و تعمیر در این چند نمونه قاب نیز مورد بررسی قرار گرفتند. قیمت کلی با احتساب هزینه ساخت و قیمت بازار نیز مورد بحث قرار گرفته است. در این بررسی مشاهده شد که پنجره‌های چوبی با روکش الواری و آلومینیومی به دلیل زیست سازگار بودن، اتلاف انرژی کم، تاثیرات محیطی کمتر، دوام بهتر و عمر طولانی تر محصولاتی پایدار هستند. در حالی که قاب‌های آلومینیومی و PVC انرژی تجسم یافته بیشتری داشته و اثرات زیست محیطی زیادی نیز به همراه دارند.
در طی قرن گذشته افزایش 0.6 درجۀ آب و هوای جهانی و اثرات گازهای گلخانه‌ای پیامدهای بسیار زیادی در قالب وقایع طبیعی، خسارات اقتصادی، مسائل بهداشتی و اختلال در فصول به همراه داشته است. اگر فعالیت‌های انسانی با این سرعت روزافزون ادامه یابد، افزایش 5-2 درجه‌ای دما در 100 سال آینده پیش بینی می‌شود که ممکن است پیامدهای مخرب آن برای بشریت و اکولوژیک سیاره غیرقابل تصور باشد. در چنین شرایط محیطی در سراسر جهان، پایدار یک ضرورت است و بایستی در تمام فعالیت‌ها به منظور حفظ امنیت نسل‌های آینده گنجانده شود. در هر کشوری، صنعت ساخت و ساز سهم عمده ای در رشد اقتصادی اجتماعی دارد و همچنین مصرف کننده اصلی انرژی و منابع طبیعی به شمار می‌رود. صنعت ساخت و ساز با مصرف 40 درصد از مواد اولیه به چرخه اقتصاد جهانی وارد شده و در تولید 50-40 درصد از گازهای گلخانه‌ای و عوامل باران اسیدی نقش دارد. بنابراین صنعت ساختمان بایستی برای دستیابی به توسعه پایدار در جامعه تلاش کند. پنجره‌ها یکی از حساس ترین عناصر موجود در پوشش ساختمان هستند که نه تنها محیط داخلی، بلکه عملکرد انرژی ساختمان را نیز تحت تاثیر قرار می‌دهند. میزان انرژی و اثرات زیست محیطی از دیگر کاربردهای پنجره در اکولوژی ساختمان هستند. ویژگی‌های بهبود یافته در پنجره‌های پیشرفته می‌تواند منجر به صرفه جویی قابل توجهی در انرژی به عنوان یک نتیجه مستقیم استفاده از آنها، شود. پنجره‌هایی با عملکرد انرژی بهینه و کمترین بار محیطی در کل چرخه عمرشان سهم بسزایی در دستیابی به سطوح مطلوب پایداری، به ویژه در ساختمان‌ها دارند. پنجره از دو عنصر اساسی تشکیل شده است: قاب و واحدهای لعابی. قاب گاهی اوقات به دو قسمت ثابت و سَش تقسیم می‌شود. مواد به کار رفته در ساخت قاب نه تنها بر خواص فیزیکی مانند ضخامت قاب، وزن و دوام تاثیرگذار است بلکه عملکرد حرارتی پنجره را نیز تحت تاثیر قرار می‌دهد. از آنجا که سَش و قاب 10 تا 30 درصد از کل مساحت پنجره را در بر می‌گیرند، ویژگی‌های قاب تاثیر بسزایی بر عملکرد کلی پنجره دارد. از مواد مختلفی مانند آلومینیوم، پلی وینیل کلرید (PVC)، الوار با روکش‌های آلومینیومی، الوار، PVC، فایبرگلاس، کامپوزیت یا مواد هیبریدی در ساخت قاب پنجره‌ها استفاده می‌شود. مواد مختلف خواص مختلفی نیز دارند. این مقاله به بررسی و آنالیز چهار ماده مختلف مانند آلومینیوم، الوار با روکش آلومینیوم، PVC و الوار در ساخت قاب تحت تاثیر پارامترهای مختلفی مانند انرژی تجسم یافته و اثرات زیست محیطی در طول ساخت/تهیه مواد قاب و ضایعات آنها، دوام و عمر مفید، تعمیر و نگهداری، عملکرد بهینه، و مقایسه قیمت ساخت و قیمت بازاری می‌پردازد.
پایداری
پایداری به عنوان "اقدام یا توسعه‌ای تعریف شده است که مولد بودن منابع طبیعی را با هدف بازدهی و توسعه در حوزه‌های مختلف به حداقل نمی‌رساند".
برای دستیابی به اهداف پایداری، به یک رویکرد چند اصولی با مزیت‌های چندگانه از جمله ذخیره سازی انرژی، استفاده پیشرفته از مواد، استفاده مجدد و بازیافت، و مدیریت انتشار گازها نیاز است. همچنین در اهداف کنفرانس نشست زمین 2022 بیان شد که؛
"تمامی کشورها بایستی با کشورهای توسعه یافته برای ترویج و توسعه چارچوب 10 سالۀ برنامه‌های حمایتی از نوآوری‌های ملی و منطقه‌ای به منظور تسریع در تولید و مصرف پایدار همکاری کنند تا بتوانند در ظرفیت‌های اکوسیستم با برقراری پیوند بین رشد اقتصادی و تجزیه زیستی مواد با بهبود عملکرد و پایداری منابع و تولید، کاهش استفاده بی رویه از منابع، آلودگی و ضایعات به رشد اقتصادی و اجتماعی دست یابند".
بازیافت یا استفاده مجدد به دلیل دارا بودن مزایای محیطی متعددی همچون ذخیره انرژی تجسم یافته، کاهش تقاضای مواد بکر و منابع طبیعی، کاهش نیاز به دفن ضایعات و کاهش آلودگی ناشی از فرایندهای تولید یا استخراج یکی از مهم ترین خصیصه‌های توسعه پایدار است. پایداری علاوه بر جنبه‌های اقتصادی مطلوب، می‌تواند به طور قابل ملاحظه ای انرژی را ذخیره کند؛ مصرف مواد اولیه را به حداقل برساند؛ و با بهبود فرایند بازیافت تولید ضایعات را کاهش دهد.
کلام آخر
در اینجا مشخص شد که پنجره‌های آلومینیومی بالاترین سطح انرژی تجسم یافته را در مقایسه با دیگر پنجره‌ها دارند. تخمین زده شده است پنجره‌های چوبی کمترین میزان انرژی تجسم یافته را داشته باشند. استفاده از فیلر کریپتون نشان می‌دهد که پنجره‌های چوبی با روکش آلومینیومی، PVC و آلومینیومی به ترتیب دارای 1.13، 3.6 و 8.1 برابر انرژی تجسم یافته بیشتر از پنجره چوبی هستند. پنجره‌های آلومینیومی به دلیل مصرف زیاد انرژی در طول فرایند تولید آلومینیوم و آلاینده‌های حاصل از آن، بالاترین سطح بارهای محیطی را دارند. PVC نیز بار محیطی زیادی در چرخه حیات؛ تولید، استفاده و از همه مهمتر مرحله دفع دارد. پنجره‌های چوبی مضرات کمتری دارند زیرا آنها فقط به بارهای محیطی جزئی افزوده می‌شوند. برهمین اساس، پنجره‌های چوبی با روکش آلومینیوم تا حد زیادی از خواص چوب با بارهای اضافی روکش آلومینیوم برخوردار هستند. دوام و عمر مفید پنجره‌ها تا حد زیادی به کیفیت مواد، شرایط مواجهه و نگهداری بستگی دارد. بررسی چرخه حیات محصولات براساس یک نظرسنجی نشان داد پنجره‌های چوبی با روکش آلومینیوم بیشترین طول عمر را دارند. نتایج این نظرسنجی آمار تخمینی از طول عمر و دوام پنجره‌های چوبی با روکش آلومینیوم، آلومینیوم، چوبی و PVC را به ترتیب 46.7، 43.6، 39.6، 24.1 سال دانست. برای افزایش طول عمر تمام پنجره ها باید به درستی از آنها استفاده شود. پنجره‌های آلومینیومی، PVC و چوبی با روکش آلومینیوم بایستی به طور مرتب تمیز شوند تا زیبایی خود را از دست ندهند. پنجره‌های چوبی باید به صورت دوره‌ای رنگ آمیزی شوند تا از اثرات جوی مصون بمانند. مقایسه قیمت پنجره‌ها به دلیل عوامل مختلفی مانند کیفیت محصول و ابزار بازاریابی مانند تخفیف و تبلیغ دشوار است. بنابراین، تصور کلی این است که پنجره‌های آلومینیوم گران تر از دیگر پنجره‌ها هستند. پنجره‌های چوبی با روکش آلومینیوم حدود 14/18 درصد گران تر از پنجره‌های چوبی مشابه هستند. همچنین گزارش شده است که بازار پنجره از یک روند جغرافیایی پیروی می‌کند؛ پنجره های PVC در مرکز اروپا بر بازار تسلط دارند. در اسکاندیناوی، پنجره‌های چوبی حرف اول را می‌زنند در حالی که در جنوب اروپا، پنجره‌های آلومینیومی بیشتر ترجیح داده می‌شوند.
