تاریخچه پنجره های آلومینومی:
پنجره به عنوان یکی از عناصر معماری، مهمترین نقش را در طراحی و ترکیب نمای بسیاری از انواع ساختمانها، به خصوص نماهای لوکس ایفا میکند. در واقع پنجره یکی از اساسیترین عناصر تشکیل دهنده سبک معماری یک ساختمان است که مهمترین وظیفه آن ایجاد ارتباط بصری با محیط خارجی، تامین نور و تهویه هوا در مواقع ضرور میباشد. اما امروزه نسل جدید پنجره های ساختمانی با واژه ای به نام دوجداره همسو شده اند که علاوه بر تامین تمام ویژگی های ابتدایی، کاهش اتلاف انرژی و عدم نفوذ آلودگی محیطی را به همراه دارند.
در بین تمام متریال های مورد مصرف، استفاده از پروفیل های پلیمری UPVC و پروفیل های آلومینیومی نقش ویژه ای در ساخت پنجره های دوجداره دارند. قدمت استفاده از پروفیل های آلومینیومی در ساخت انواع درب و پنجره ها، به دلیل استحکام بسیار مناسب در برابر انواع خوردگی و رطوبت به دهه 1340 خورشیدی باز میگردد.
اما امروزه استفاده از پنجره های آلومینومی نرمال به دلیل رسانش حرارتی بسیار بالا منسوخ شده و نسل جدیدی از پنجره های آلومینومی با عنوان پنجره های ترمال بریک جایگزین آنها شده است.اما ترمال بریک چیست و چه مفهومی دارد؟
مفهوم واژه ترمال بریک:
واژه ترمال بریک (THERMAL BREAK) در لغت به معنای شکست حرارتی و در واقع به فرایندی گفته می شود که باعث شود انتقال حرارت از نقطه ای به نقطه ای دیگر متوقف و یا با سرعت بسیار کمتری انجام شود. یکی از پارامترهای بسیار مهم در ارزیابی فلزات در مباحث عایق بندی حرارتی، ضریب انتقال حرارت است که با لاندا نشان داده می شود و واحد آن وات برمتر مربع درجه کلوین می باشد.
رسانش یا حرکت گرما در مواد پلاستیکی یا پلیمری به مراتب کمتر از فلزات است از این رو از مواد پلیمری به عنوان عایق در دستگیره های اجسام یا ظروف داغ استفاده می شود.در مباحث علمی، ضریب انتقال حرارت، نمایانگر سرعت انتقال حرارت یا گرما در متریال های مختلف است که غالباً در فلزات رسانا، انتقال با سرعت بیشتری نسبت به سایر مواد انجام میشود.
آلومینیوم جزء فلزات رساناست و ضریب انتقال حرارت برای آلیاژ ۶۰۶۳ آلومینیوم برابر با ۲۰۳ (W/mk) می باشد. از این رو سرعت انتقال حرارتی آلومینیوم برای ساخت پنجره های دوجداره بسیار زیاد است. این موضوع سبب می گشت هدر رفت انرژی گرمایی از طریق پروفیل های آلومینومی همواره یکی از چالش های پنجره های آلومینومی نسل قدیمی محسوب گردد. در جدول زیر میتوانید ضریب انتقال حرارت جند ماده پر مصرف را مشاهده نمائید.
فرایند ترمال بریک در پروفیل آلومینیوم:
استفاده از فرایند ترمال بریک امروزه در تولید پروفیل های آلومینیومی مختص تولید درب و پنجره های دوجداره کاربرد فراوانی دارد. در این فرایند پس از طراحی مقاطع، پروفیل ها به دو بخش داخلی و خارجی تقسیم بندی می شوند. پس از تولید مجزای هر سمت از مقاطع پروفیل، بخش داخلی و خارجی با قرار گیری تیغه ای عایق در میان آنها به یکدیگر متصل شده که باعث میشود رسانش حرارت با سرعت بسیار پایین تری انجام شود.
پل های حرارتی که دیواره های خارجی و داخلی پروفیل را تشکیل می دهند با این روش از یکدیگر جدا ( شکسته) شده و مانع انتقال حرارت از سمتی به سمت دیگر می شود. این موضوع باعث بهبود در عملکرد حرارتی و کاهش هدر رفت انرژی حرارتی در پنجره های ترمال بریک می شود. به تعبیری دیگر سرعت رسانش حرارت در مقاطع بیرونی و درونی با رسیدن به تیغه پلی آمید کاسته شده و این روش مانع از اتلاف انرژی حرارتی از طریق جداره های پروفیل خواهد شد.
تولید پروفیل های ترمال بریک:
همانطور که اشاره کردیم در تولید پروفیل های آلومینیوم ترمال بریک، بخش داخلی و خارجی پروفیل به صورت مجزا تولید و سپس توسط یک تیغه عایق بهم متصل می شوند. انجام این فرایند علاوه بر نیاز به تلورانس ابعادی بالا، باید از دوام و استحکام مناسبی نیز برخوردار باشد. در طراحی پروفیل های ترمال بریک شیارهایی در سطح مقطع پروفیل های آلومینیومی ایجاد میگردد تا با قرارگیری تیغه عایق پلی آمید در بین آنها و استفاده از روش پانچ، هر سه بخش با دقت بالایی بهم متصل شوند.
این روش که در صنعت به دوخت پروفیل مرسوم است شامل عبور از بین دو غلطک فلزی است، نیروهای وارد از سمت غلطک باعث لهیدگی شیارها شده و منجر به ثبات تیغه پلی آمید در میان شیارها میشود.روش اجرایی علاوه بر ثبات بخش های مختلف پروفیل به یکدیگر، استحکام مقاطع را دراز مدت مدت بیش از هر روش دیگری کاملا تضمین می کند.
جنس تیغه عایق در پروفیل های ترمال بریک آلومینیوم:
برای ایجاد شکست حرارتی لازم است جنس تیغه میانی از موادی نارسانا که دارای مقاومت مکانیکی بالا نیز باشد استفاده شود. عایق بودن در عین مستحکم بودن دو شرط اساسی در انتخاب تیغه میانی است. استفاده از ماده پلی آمید (Polyamide) بهترین شرایط را برای تولید این تیغه ها فراهم می کند. قابلیت انعطاف پذیری توام با گرما، مقاوم در برابر رطوبت و اسیدها، مقاوم در برابر تنش های دمایی در فصول سرد و گرم و قابلیت ماشین کاری (برش کاری دقیق) از دیگر ویژگی های قطعات ساخته شده از پلی آمید محسوب می شود.