صباح يوم من أيام يناير في بابلسر. تزيح الستارة فيكون أول ما تراه الماء: أسفل الزجاج مغطّى بالقطرات، وخط من الماء يستقر على الحافة السفلية للإطار، والسيليكون في الزاوية يسودّ شيئًا فشيئًا. تضع يدك على الإطار: بارد، أبرد بكثير من هواء الغرفة.
هذا المشهد مألوف في كثير من فيلات الشمال، وعنده يبدأ عادةً الجدال المعهود: «نوافذ UPVC أفضل أم الألمنيوم؟» أحدهم يقول إن الألمنيوم بارد فاختر UPVC، وآخر يقول إن الألمنيوم بالقاطع الحراري أفضل حتى من UPVC. والطريف أن كليهما محق في جانب ما. فلنرَ بالأرقام في أي جانب.
رقم واحد يفسّر نصف القصة
الموصلية الحرارية تعني مدى سهولة مرور الحرارة عبر المادة. سبيكة الألمنيوم المستخدمة عادةً في إطارات النوافذ (6063) موصليتها نحو ٢٠١ إلى ٢١٨ واط لكل متر·كلفن. أما PVC الصلب، وهو مادة إطارات UPVC، فنحو ٠٫١٤ إلى ٠٫٢٨. أي أن الألمنيوم ينقل الحرارة بما بين ٧٠٠ و١٥٠٠ ضعف ما ينقله PVC.
ضع ملعقة معدنية في شاي ساخن، وبعد ثوانٍ يسخن مقبضها. الملعقة البلاستيكية لا تفعل ذلك. والإطار الألمنيومي المصمت هو تلك الملعقة المعدنية، لكن بالعكس: ينقل برد الخارج مباشرة إلى الوجه الداخلي للإطار. ويقول Efficient Windows Collaborative، وهو مرجع أمريكي للنوافذ الموفّرة للطاقة، صراحةً إن أكبر عيب للألمنيوم في إطارات النوافذ هو هذه الموصلية العالية، وإن الإطار الألمنيومي البسيط في الطقس البارد قد يبرد بسهولة إلى حدّ تكثّف الرطوبة أو حتى تكوّن الصقيع على أسطحه الداخلية.
المصادر: 6063 aluminium alloy — Wikipedia؛ Polyvinyl chloride — Wikipedia؛ Efficient Windows Collaborative — Metal Frames
لماذا يتعرّق بهذه السرعة في الشمال؟
متوسط درجة الحرارة الدنيا اليومية في بابلسر خلال يناير نحو ٥٫٤ درجات. لنفترض الآن أن داخل الفيلا ٢٠ درجة والرطوبة النسبية ٦٠٪؛ وهو رقم غير مستغرب في بيت يُطبخ فيه ويُستحم وتُجفف فيه الملابس. نقطة الندى لهذا الهواء نحو ١٢ درجة. أي أن كل سطح في الغرفة أبرد من ١٢ درجة سيتجمع عليه الماء.
في ليلة تكون فيها الحرارة في الخارج ٥ درجات، ينزل الإطار الذي ينقل البرد كالسلك إلى ما دون ١٢ درجة بسهولة. والباقي ستراه بنفسك على الإطار في الصباح. وقد شرحنا ما نقطة الندى ولماذا تهم كثيرًا في الشمال في مقال الرطوبة والعفن والتكاثف في فيلات الشمال.
المصادر: Babolsar — Wikipedia (المعدلات المناخية ١٩٩١–٢٠٢٠، NOAA)؛ نقطة الندى بمعادلة ماغنوس: Alduchov & Eskridge, 1996
ما القاطع الحراري؟
حل مشكلة الألمنيوم بسيط: يُقسم الإطار إلى نصفين ويُوصل النصفان بمادة ضعيفة التوصيل. هذا الفصل هو «القاطع الحراري» (Thermal Break). وأكثر المواد استخدامًا لذلك أشرطة البولي أميد المقوّاة بألياف الزجاج (PA66 GF25). وبحسب ورقة المواصفات لدى أحد كبار مصنّعي هذه الأشرطة، فإن موصليتها الحرارية ٠٫٣٠ واط لكل متر·كلفن؛ أي أقل بنحو ٧٠٠ مرة من الألمنيوم نفسه. والآن على البرد أن يعبر جسرًا بلاستيكيًا لا قطعة معدن مصمتة.
لكن القواطع الحرارية ليست كلها سواء. فالجدول الذي سنصل إليه بعد قليل يعدّل قيمة النافذة المعدنية بحسب عرض الشريط: من أسوأ بـ٠٫٣ للإطار الخالي من القاطع، إلى أفضل بـ٠٫٤ لشريط عرضه ٣٢ ملم، مقارنةً بشريط ٤ ملم. فالسؤال الصحيح ليس «هل فيه قاطع حراري؟» فحسب، بل أيضًا «كم عرض الشريط؟»
المصادر: Technoform — Material data sheet, PA 66 GF25؛ SAP 10.2، الجدول 6e، الملاحظة ٣
إذن UPVC هو الفائز؟ ليس بهذه البساطة
هنا يأتي دور رقم آخر: U. تخبرك قيمة U بكمية الحرارة التي تتسرب من كل متر مربع من النافذة لكل درجة فرق بين الداخل والخارج. كلما قلّت كان أفضل.
للطريقة الرسمية في بريطانيا لتقييم استهلاك الطاقة في المنازل (SAP 10.2) جدول يُستخدم حين لا تكون مواصفات النافذة الدقيقة معروفة. وأرقامه للنافذة كاملة، الإطار والزجاج معًا. لنضع بعض أرقامه جنبًا إلى جنب:
| الإطار | زجاج مزدوج عادي (١٢ ملم هواء) | زجاج مزدوج Low-E بالأرغون (١٦ ملم) |
|---|---|---|
| UPVC | ٢٫٨ | ١٫٧ |
| ألمنيوم بلا قاطع حراري | ٣٫٧ | ٢٫٤ |
| ألمنيوم بقاطع ٤ ملم | ٣٫٤ | ٢٫١ |
| ألمنيوم بقاطع ٢٠ ملم | ٣٫١ | ١٫٨ |
المصدر: SAP 10.2 (BRE، ٢٠٢٣)، الجدول 6e؛ القيم بوحدة W/m²K. صفّا «بلا قاطع حراري» و«٢٠ ملم» محسوبان بتعديلات الملاحظة ٣ من الجدول نفسه.
ثلاثة أمور تخرج من هذا الجدول:
- بالزجاج نفسه، يتقدم UPVC دائمًا. في العمودين كليهما أدنى رقم هو لـUPVC.
- لكن الزجاج يصنع الفرق الأكبر. يعطي الجدول نفسه نافذة UPVC بزجاج مفرد ٤٫٨، وبزجاج مزدوج عادي ٢٫٨؛ أي أفضل بوحدتين كاملتين. أما استبدال إطار ألمنيوم بلا قاطع بإطار UPVC مع الزجاج نفسه فيغيّر أقل من وحدة واحدة (من ٣٫٧ إلى ٢٫٨).
- الألمنيوم الجيد يتفوق على UPVC العادي. ألمنيوم بقاطع ٢٠ ملم وزجاج Low-E بالأرغون يسجّل ١٫٨، بينما UPVC بزجاج مزدوج عادي يسجّل ٢٫٨.
والسبب بسيط: الإطار والضلفة لا يشكلان عادةً إلا ١٠ إلى ٣٠٪ من مساحة النافذة، والباقي زجاج. فإن كنت ستدقق في شيء واحد، فليكن الزجاج أولًا.
وللإنصاف: هذه قيم افتراضية متحفظة. ويقول الدليل نفسه إنه إذا كانت لدى المصنّع قيمة U معتمدة لنافذته، فهي المقدَّمة. فاطلب من البائع قيمة U للنافذة كاملة (Uw)، لا قيمة الزجاج وحده.
المصدر: Efficient Windows Collaborative — Frame Types
حافة الزجاج: حيث يتعرّق UPVC أيضًا
إن كنت تظن أن UPVC يعني وداعًا للقطرات، فانظر إلى هذه الصورة.
يفصل بين لوحي الزجاج المزدوج شريط يسمى الفاصل (Spacer) يدور على طول حافة الزجاج. والفواصل القديمة والرخيصة من الألمنيوم أو الفولاذ، فتتكرر قصة الإطار: المعدن ينقل البرد، وقد يتجمع الماء أو حتى الجليد أسفل الزجاج. والحل فواصل «الحافة الدافئة» (Warm Edge) المصنوعة من مواد أضعف توصيلًا أو المزوّدة بعازل حراري خاص بها. اسأل عند الطلب: مِمّ صُنع فاصل الزجاج؟
ونصيحة أخرى لمن يشتري فيلا جاهزة: إذا كان الضباب بين لوحي الزجاج لا على السطح الداخلي، فالإطار ليس الملوم. معنى ذلك أن الإحكام حول وحدة الزجاج قد فشل وأن المادة الماصّة للرطوبة في داخلها تشبّعت، وغالبًا لا علاج إلا استبدال وحدة الزجاج نفسها. أضف هذا إلى قائمة المعاينة، إلى جانب ما ذكرناه في شراء فيلا جاهزة في شمال إيران.
المصدر: Insulated glazing — Wikipedia
للشمال اختبار آخر: الملح
بابلسر وسرخرود وبقية الشريط الساحلي ليست رطبة فقط؛ فهواؤها يحمل الملح أيضًا. بحر قزوين أقل ملوحة من البحار المفتوحة، لكنه ليس خاليًا من الملح (تحدثنا عن ذلك أكثر في هيكل فولاذي أم خرساني لفيلا في شمال إيران). لذا يواجه كلا النوعين من النوافذ سؤالًا إضافيًا.
الألمنيوم: البحر ليس عدوّه، بل الخدش
قد يبدو الأمر غريبًا، لكن الألمنيوم المؤكسَد (الأنودايز) يتحمل البحر جيدًا. تقول Qualanod، الهيئة الأوروبية لجودة الأنودة، إن هذا الطلاء يُستخدم في واجهات المباني منذ ثلاثينيات القرن الماضي، وإن بعض تلك المباني بلغ عمرها اليوم نحو ٨٠ عامًا وما زال ألمنيومها بحالة جيدة. وفي اختبارات خارجية امتدت حتى ٢٠ عامًا، فقدت طبقات الأنودة في المناطق الحضرية ٠٫٢ إلى ٠٫٤ ميكرون من سماكتها سنويًا، وفي المناطق الساحلية القدر نفسه أو أقل قليلًا.
لكن معظم إطارات الألمنيوم اليوم مطلية بالبودرة (الدهان الكهروستاتيكي). ومتاعبها في الهواء المالح ظاهرة تسمى التآكل الخيطي: تبدأ من خدش أو حافة قطع وتزحف خيوطها الدودية تحت الطلاء.
ولهذا لدى Qualicoat، علامة الجودة الدولية لطلاء الألمنيوم بالبودرة، اعتماد خاص اسمه Seaside يشمل اختبار مقاومة هذا التآكل الخيطي تحديدًا. وفي هذه الفئة تكون معالجة السطح قبل الطلاء أعمق: يرتفع الحد الأدنى لما يُزال من سطح الألمنيوم من ١ إلى ٢ غرام لكل متر مربع، ويُوصى به عادةً للمباني الواقعة في حدود ٥ كيلومترات من الساحل. ولفيلا في بابلسر أو سرخرود، هذا بالضبط السؤال الذي يجب طرحه على مصنّع المقاطع أو على ورشة الطلاء.
المصادر: Qualanod — Architectural applications؛ QUALICOAT — Specifications؛ EN ISO 4623-2؛ Glass Times — Qualicoat Seaside Class
UPVC: البلاستيك لا يصدأ، لكن في داخله فولاذ
لا يصدأ PVC، لكن مقطع UPVC ليس وحده: عادةً ما يوضع داخل تجويفه الرئيسي مقطع فولاذي. وتقول REHAU، إحدى كبرى الشركات المصنّعة لهذه المقاطع، في دليلها إن هذا الفولاذ موجود للمتانة، وكذلك للحد من تمدد المقطع وانكماشه مع تغير الحرارة، خاصةً حين يكون المقطع مكسوًّا بغشاء ملوّن.
لماذا يهم التمدد؟ معامل التمدد الحراري لـPVC الصلب نحو ضعف معامل الألمنيوم. افترض أن إطارًا طوله متران يشهد فرقًا في الحرارة قدره ٤٠ درجة بين ليلة شتوية وظهيرة صيفية مشمسة: يتمدد PVC وينكمش بنحو ٤ ملم، والألمنيوم بأقل من ٢ ملم. والفولاذ داخل المقطع يكبح هذه الحركة.
وهنا يظهر الملح من جديد. يقول دليل REHAU نفسه إن الفولاذ المطلي بالزنك من فئة Z275 (نحو ٢٠ ميكرون) يصمد ١٠ سنوات على الأقل قبل أن يبدأ أي تآكل، بينما قد تبدأ علامات الصدأ بالظهور عبر المقطع بعد سنوات قليلة فقط في الفولاذ الأرخص المطلي بفئة Z140 (نحو ١٠ ميكرون) أو أقل. هذا كلام مصنّع، لكن السؤال لا يكلّفك شيئًا: هل الفولاذ داخل المقطع مجلفن، وبأي فئة؟
وثمة أمر آخر: الشمس. يحتاج PVC إلى مثبّتات ضد الأشعة فوق البنفسجية كي لا تتلفه الشمس، وPVC الأبيض الرديء يصفرّ مع الزمن. ولا يمكن الحكم على ذلك بالعين في صالة العرض، ولهذا يهم من صنع المقطع وما شهاداته.
المصادر: REHAU — The use of reinforcement in UPVC windows and doors؛ Polyvinyl chloride — Wikipedia؛ 6063 aluminium alloy — Wikipedia
فرق آخر: الصلابة
معامل المرونة لألمنيوم 6063 نحو ٦٩ غيغاباسكال، ولـPVC الصلب نحو ٣٫٤؛ أي أن الألمنيوم أصلب بنحو ٢٠ مرة. وبلغة الفيلا: إن أردت بابًا منزلقًا كبيرًا يطل على البحر أو الغابة بإطارات نحيفة، فالألمنيوم يمنحك حرية أكبر، أما UPVC فيعتمد أكثر على الفولاذ الذي في داخله للفتحة نفسها.
إذن، أيّهما؟
- الألمنيوم بلا قاطع حراري: لا. لفيلا تدفئها شتاءً وتبرّدها صيفًا، هو الخيار الوحيد الذي تستبعده الأرقام بسهولة.
- UPVC مناسب حين تكون النوافذ بمقاسات عادية وأولويتك العزل، بشرط أن يكون المقطع من مصنّع موثوق والفولاذ في داخله مجلفنًا كما ينبغي.
- الألمنيوم بالقاطع الحراري مناسب للفتحات الكبيرة أو الإطارات النحيفة أو الألوان الداكنة، بشرط أن يكون شريط القاطع عريضًا وأن يكون الطلاء معتمدًا للمناطق الساحلية (Seaside)، أو أن يكون مؤكسدًا (أنودايز).
- وفي الحالتين خذ الزجاج بجدية: زجاج مزدوج Low-E، وغاز الأرغون، وفاصل بحافة دافئة.
بضعة أسئلة قبل توقيع عقد النوافذ
- ما قيمة U للنافذة كاملة (Uw)، ومن أين جاءت؟ هل لها شهادة اختبار؟
- هل الزجاج Low-E؟ هل فيه غاز الأرغون؟ ومِمّ صُنع الفاصل؟
- إن كان ألمنيومًا: هل فيه قاطع حراري؟ كم عرض الشريط؟ هل ورشة الطلاء معتمدة من Qualicoat (ومعها Seaside)، أم أن المقطع مؤكسد؟
- إن كان UPVC: من صنع المقطع؟ وهل الفولاذ في داخله مجلفن، وبأي فئة؟
- بماذا يُحكم الفاصل بين الإطار والجدار؟ فحتى أفضل مقطع يمرّر الماء والهواء من حوافه إذا رُكّب تركيبًا سيئًا.
الخلاصة
الألمنيوم العادي بارد فعلًا: ينقل الحرارة أكثر من PVC بمئات المرات، وصباحات الشتاء في الشمال ستريك ذلك على الإطار. القاطع الحراري يحل معظم هذه المشكلة، والأرقام الرسمية تُظهر أن ألمنيومًا جيدًا بقاطع حراري وزجاج جيد يتفوق على UPVC بزجاج عادي. فالمنافسة الحقيقية ليست بين UPVC والألمنيوم، بل بين نافذة جيدة ونافذة عادية، وجزء كبير منها في الزجاج.
ومقاس النوافذ واتجاهها وموضعها لا تقل أهمية عن مادتها، وهذه كلها تتحدد منذ اليوم الأول للتصميم. إن كنت تصمم فيلا أو تجددها في بابل أو بابلسر أو سرخرود وتريد اختيار النوافذ صحيحًا من البداية، تواصل معنا.
لا توجد تعليقات بعد. كن الأول.