«گنبد مینا» الهام‌بخش تحول در نمای شیشه‌ای

پوشش نانویی ایرانی گرما را تا ۹۰ درصد مهار می‌کند

محققان یکی از شرکت‌های فناور پوشش نانویی جدیدی را برای کاهش مصرف انرژی در ساختمان‌ها توسعه دادند که بدون نیاز به تعویض شیشه‌ها می‌تواند در پروژه‌های جدید و ساختمان‌های موجود اجرا شود و تا ۹۰ درصد از گرمای خورشیدی را کنترل و بخش مضر اشعه فرابنفش (UV) خورشید را که باعث آسیب به پوست و رنگ‌رفتگی سطوح می‌شود، حذف می‌کند.

کد خبر: ۸۱۷۷۷۸

تاریخ: ۱۸ تير ۱۴۰۴ - ۰۵:۰۵

به گزارش ایران اکونومیست، در شرایطی که بحران انرژی و گرمایش جهانی به یکی از جدی‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی و اقتصادی کشورها تبدیل شده، نوآوری‌های فناورانه در صنعت ساختمان می‌توانند نقشی کلیدی در کاهش مصرف انرژی ایفا کنند. یکی از این تلاش‌ها، توسعه پوشش‌های نانویی برای بهینه‌سازی مصرف انرژی در ساختمان‌هاست؛ راهکاری که بدون نیاز به تعویض پنجره‌ها قادر است تابش آفتاب را کنترل کرده و مصرف انرژی را کاهش دهد.

این شرکت نوعی روکش شفاف و نازک را به تولید رساند که روی شیشه‌های موجود با هدف کاهش مصرف انرژی از طریق کنترل ورود گرمای خورشید به داخل ساختمان، اعمال می‌شود و قادر است ۷۵ تا ۹۰ درصد پرتوهای مادون قرمز (IR) را که عامل اصلی گرمایش هستند، مسدود کند، ضمن آنکه بخش مضر پرتوهای فرابنفش (UV) را نیز فیلتر می‌کند. این پوشش در عین حال، شفافیت و نور طبیعی فضا را حفظ خواهد کرد.

این پوشش قابل اجرا روی ساختمان‌های جدید یا موجود به‌ویژه برای مناطق گرم و آفتابی ایران مانند جنوب و مرکز کشور است و قابل اعمال برای ساختمان‌های شیشه‌ای، وزارتخانه‌ها، خانه‌ها، رستوران‌ها و فضاهای عمومی است. برخلاف شیشه‌های کم‌گسیل که گرما را بازتاب می‌دهند (و ممکن است به پوشش گیاهی یا همسایگان آسیب بزنند)، این پوشش گرما را جذب کرده و مدیریت می‌کند.

سعید مادرشاهی، مشاور تخصصی نما و نماینده یکی از شرکت‌های نوآور فعال در حوزه ساختمان در گفت‌وگو با ایران اکونومیست، درباره فعالیت‌های این شرکت در زمینه حریق، ایمنی و بهینه‌سازی مصرف انرژی در ساختمان‌ها توضیح داد.

وی اظهار کرد: ما از چند سال پیش نگران دو حوزه مهم بودیم؛ یکی موضوع حریق و ایمنی و دیگری صرفه‌جویی در مصرف انرژی ساختمان‌ها. تلاش کردیم در این دو زمینه، چه در حوزه آگاهی‌رسانی و اطلاع‌رسانی و چه در به‌روزرسانی ابزارها و مطالعات علمی، فعالیت داشته باشیم. محتوا نوشتیم، پروژه انجام دادیم و کوشیدیم سهم خود را در این حوزه ایفا کنیم.

مادرشاهی درباره دستاوردهای اخیر خود، گفت: در قالب این استارت‌آپ به تولید ابزار و مصالحی پرداختیم که هدف آن‌ها کمک به کاهش مصرف انرژی و بهینه‌سازی عملکرد ساختمان‌هاست.

وی افزود: یکی از این محصولات، دستگاهی برای تست و ارزیابی نمای ساختمان است که می‌تواند عملکرد نما را در برابر باد، نفوذ باران و جریان هوا کنترل کند. این دستگاه ابتدا برای بازرسی داخلی ما به‌عنوان مشاور تخصصی نما استفاده می‌شد تا بررسی کنیم آیا پوسته ساختمان سالم است یا خیر.

این متخصص حوزه نما، تصریح کرد: برای دریافت خدمات از مرکز تحقیقات ساختمان تلاش زیادی کردیم، اما موفق نشدیم. در نهایت با مهندسی معکوس و بدون دسترسی به نمونه خارجی، این دستگاه را در داخل کشور ساختیم و این خدمات را در اختیار دیگران نیز قرار دادیم. علیرغم مکاتبه با مرکز تحقیقات و اعلام آمادگی، پاسخی از سوی نهادهای مرتبط دریافت نکردیم و نهایتاً خودمان ارائه خدمات را در پروژه‌های مختلف آغاز کردیم.

وی با اشاره به تست‌های مرتبط با آب‌بندی، هوابندی و مقاومت در برابر باد در نماها، گفت: در مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان، تنها اشاره‌ای مختصر به هوابندی نما شده است، اما ما این تست‌ها را با دقتی بسیار بالاتر از حد خواسته‌شده در این مبحث انجام می‌دهیم.

مادرشاهی افزود: دستگاهی که طراحی کرده‌ایم، حدود ۱۰ برابر قدرتمندتر از سطحی است که در مبحث ۱۹ به آن اشاره شده، زیرا پروژه‌هایی که با آن کار می‌کنیم، عموماً بسیار مرتفع یا بزرگ هستند و نیازهایی فراتر از سطح پایه استاندارد دارند.

این مشاور تخصصی نما گفت: متأسفانه برخی مشاوران و ناظران به این موضوع دقت ندارند که مباحث ملی ساختمان، عمدتاً حداقل‌هایی برای ایمنی و کیفیت ساختمان هستند و رعایت آن‌ها وظیفه مهندس مشاور، ناظر و نظام مهندسی است؛ ولی گاهی در کلان‌پروژه‌ها کافی نیستند و لازم است به استانداردهای بین‌المللی رجوع کرد.

سابقه ۳۰ ساله برای توسعه فناوری‌های شیشه

وی با بیان بخشی از سوابق خود در حوزه شیشه و نما، افزود: ما از دهه ۷۰، مهندسی و اجرای پوسته‌های شیشه‌ای را شروع کردیم و اولین تجربه ما با شیشه سولار در ساختمان مرکزی وزارت علوم بود که در سال ۷۹ از شیشه «سانرژی» (Sunergy) برای آن استفاده کردیم.

وی ادامه داد: سال‌ها در پروژه‌های مختلف از این شیشه‌ها استفاده شد، اما با تحریم‌ها و افزایش نیاز پروژه‌ها، واردات این نوع محصولات دشوارتر شد. از این رو، به دنبال راهکارهای جایگزین داخلی رفتیم.

این فعال حوزه فناوری با اشاره به پروژه گنبد مینا، گفت: در بخش‌هایی از این پروژه، از «ویندوز فیلم» (Window Film) برای پوشش نما استفاده کردیم تا هم مصرف انرژی کاهش یابد و هم بتوانیم از شیشه با ضخامت کافی در طراحی استفاده کنیم.

وی تأکید کرد: میلیون‌ها متر مربع نمای شیشه‌ای در تهران وجود دارد؛ از وزارتخانه‌ها گرفته تا منازل مسکونی، رستوران‌ها و فضاهای عمومی با نمای جنوبی، شرقی و غربی که در معرض تابش آفتاب هستند. برای بهبود مصرف انرژی در این فضاها، محصولی با پوشش نانو را توسعه دادیم که می‌توان آن را از داخل یا خارج ساختمان، هم در پروژه‌های جدید و هم در ساختمان‌های موجود اجرا کرد.

مادرشاهی با اشاره به رویکرد نوآورانه این شرکت، گفت: تیم ما تلاش کرده است تا کیت‌هایی را طراحی کند که حتی در منازل و به دست افراد عادی مانند خانم‌های خانه‌دار، قابل استفاده باشد؛ به‌گونه‌ای که افراد بتوانند با ابزارهای ساده، اتاق خواب خود را بهینه‌سازی کنند.

وی ادامه داد: پوشش‌های شیشه‌ای طراحی‌شده توسط ما می‌توانند ۷۵ تا ۹۰ درصد از انتقال گرمایی را که از طریق طول‌موج مادون قرمز خورشید وارد می‌شود، کنترل کنند. همچنین، این پوشش‌ها بخش مضر اشعه فرابنفش (UV) خورشید را که باعث آسیب به پوست و رنگ‌رفتگی سطوح می‌شود، حذف می‌کنند. این فناوری طی حدود ۳ سال توسعه یافته است.

روکش فناورانه روی شیشه‌های عادی

مادرشاهی با اشاره به تعاملات صورت‌گرفته با مراکز رسمی، گفت: ما مطالعات گسترده‌ای انجام دادیم و مکاتباتی با مرکز تحقیقات ساختمان داشتیم تا مشخص شود چه تست‌هایی برای ارزیابی این محصول باید انجام شود تا تأییدیه‌ها صادر شود، اما متأسفانه هنوز پاسخی دریافت نکرده‌ایم و مانند سال‌های گذشته، این مرکز همکاری لازم را نداشته‌ است.

وی افزود: در نتیجه، خودمان آزمایش‌هایی را طراحی و اجرا کردیم. چهار اتاقک آزمایشی بزرگ، معادل چهار خانه کوچک ساختیم. یکی از آنها مجهز به شیشه معمولی دوجداره، دیگری مجهز به شیشه دوجداره با فناوری خارجی و دو اتاقک دیگر با شیشه‌های تولید خودمان بودند. در این اتاقک‌ها از سیستم‌های اندازه‌گیری هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیاء (IoT) استفاده کردیم که از حدود ۱۰ نقطه دمایی مختلف داده دریافت می‌کند.

مادرشاهی خاطرنشان کرد: این آزمایش‌ها در گرمای واقعی تابستان و در بازه زمانی یک‌ماهه انجام می‌شود تا میزان اثربخشی واقعی این پوشش‌ها در کاهش مصرف انرژی نسبت به شیشه‌های رایج خارجی مشخص شود و نتایج آن به‌زودی منتشر خواهد شد. برای تست‌های استاندارد نیز در حال همکاری با آزمایشگاه مرجع زیر نظر اداره استاندارد هستیم.

وی در پاسخ به پرسشی درباره قابلیت اجرای این پوشش‌ها بر روی شیشه‌های عادی ایرانی، گفت: زیبایی این فناوری در این است که نیازی به تعویض شیشه یا پنجره‌های موجود نیست. برخلاف راه‌حل‌هایی که مستلزم تعویض کل پنجره‌ها با هزینه‌های بالا هستند، این پوشش قابل اعمال روی شیشه‌های موجود در ساختمان‌های قدیمی است و تأثیر مطلوبی نیز بر روی ضریب بهره گرمایی خورشیدی (SHGC) دارد.

معرفی رقیب شیشه‌های کم گسیل

مدیر این استارت‌آپ درباره تفاوت این محصول با شیشه‌های کم‌گسیل (Low-E) موجود در بازار، توضیح داد: یکی از ایرادات رایج این است که شیشه‌های کم‌گسیل برای اقلیم‌های سرد مانند اردبیل یا تبریز مناسب‌ هستند، اما عمده اقلیم ایران، از جمله تهران، شمال کشور، جنوب و مرکز، با گرمای شدید ناشی از آفتاب روبه‌رو است. در چنین شرایطی، مشکل ما ورود گرما از بیرون به داخل ساختمان است، نه جلوگیری از خروج گرما.

وی ادامه داد: بسیاری از شیشه‌های کم‌گسیل، به‌جای دفع گرما، آن را به محیط بازتاب می‌دهند که این مساله باعث آسیب به پوشش‌های گیاهی اطراف ساختمان و آزار ساکنین همسایه می‌شود. به همین دلیل، استفاده از این نوع شیشه‌ها مانند شیشه‌های رفلکس در برخی کشورها و حتی در برخی دوره‌ها توسط شهرداری‌ها محدود شده است.

مادرشاهی افزود: عمده شیشه‌های سولار که طی ۱۵ تا ۲۰ سال گذشته وارد ایران شده‌اند، از برند AGC بوده‌اند که انرژی خورشیدی را جذب کرده، اما با جریان هوا و باد، آن را به محیط بازمی‌گردانند. فرایند دفع حرارت «نانو شیلد زیگورات» نیز دقیقاً به همین روش است.

وی با تأکید بر عملکرد بهتر این شیشه‌ها در فصل تابستان، گفت: برخلاف شیشه‌های رایج، این فناوری نه تنها گرما را به داخل منتقل نمی‌کند، بلکه آن را مدیریت می‌کند. حتی در زمستان، در شهرهایی که نور خورشید مزاحمت ایجاد می‌کند، این پوشش می‌تواند مفید واقع شود.

مادرشاهی در ادامه گفت‌وگو با ایران اکونومیست درباره وضعیت تجاری‌سازی این محصول، اظهار کرد: پوشش نانویی مورد نظر ما در چند نمونه با رده‌های مقاومت متفاوت، تولید آزمایشگاهی شده و در حال تست و تحقیق و توسعه بر روی بهبود عملکرد محصول برای اقلیم ایران هستیم. اما برای پاسخ به نیاز بازار، با یکی از شرکت‌های خارجی وارد همکاری مشترک شدیم. در حال حاضر، این پوشش با فرمولاسیون درخواستی ما در خارج از کشور تولید و ارسال می‌شود تا بتوانیم پاسخگوی نیاز پروژه‌ها باشیم.

مادرشاهی اضافه کرد: اولین پروژه‌های اجرایی این پوشش از دو تا سه هفته آینده آغاز می‌شوند و هدف ما پاسخ به نیاز روزافزون بازار داخلی برای بهینه‌سازی مصرف انرژی در ساختمان‌ها است. امیدواریم با حمایت نهادهایی مانند پژوهشکده پلیمر و رنگ و مراکز علمی صنعت ساختمان بتوانیم طی سه ماه آینده زمینه تولید داخلی این محصول را نیز فراهم کنیم.

وی با اشاره به ترکیب اختصاصی این رنگ نانویی، گفت: نام محصول ما نانو شیلد زیگورات است. این پوشش شامل ترکیبی از مواد پایه و برخی نانومواد نایاب است که موجب ایجاد خواص منحصربه‌فرد آن می‌شود؛ از جمله جذب گرما و فیلتر کردن پرتوهای مضر خورشید بدون افت محسوس در میزان روشنایی.

نماینده این شرکت اظهار کرد: امیدوارم با توجه به ترک فعل‌هایی که طی سال‌های گذشته در حمایت از نوآوری‌ها در این صنعت صورت گرفته، نهادهای تصمیم‌گیر امروز بیدار شوند، موانع را کنار بگذارند و هم‌پای مردم، تولیدکنندگان داخلی را همراهی کنند. ما امروز توانایی تولید داریم و تنها به حمایت نیاز داریم، نه موانع بی‌مورد. اگر نمی‌خواهند کمکی کنند، حداقل مزاحم نشوند و اجازه دهند کارآفرینان واقعی مسیر توسعه را با آرامش طی کنند.