صبح یه روز دی‌ماه، بابلسر. پرده رو کنار می‌زنید و اولین چیزی که می‌بینید آبه: پایین شیشه پر از قطره‌ست، یه خط آب روی لبه‌ی پایین قاب نشسته و گوشه‌ی سیلیکون کم‌کم داره سیاه می‌شه. دستتون رو روی قاب می‌ذارید: سرده، خیلی سردتر از هوای اتاق.
این صحنه برای خیلی از ویلاهای شمال آشناست، و معمولاً همین‌جاست که بحث همیشگی شروع می‌شه: «پنجره UPVC بهتره یا آلومینیوم؟» یکی می‌گه آلومینیوم سرده، UPVC بگیر. یکی دیگه می‌گه آلومینیوم ترمال‌بریک از UPVC هم بهتره. جالب اینه که هر دو یه جاهایی راست می‌گن. بیاید با عدد ببینیم کجا.
یه عدد که نصف ماجرا رو توضیح می‌ده
رسانایی گرمایی یعنی یه ماده چقدر راحت گرما رو از خودش رد می‌کنه. آلیاژ آلومینیومی که معمولاً برای قاب پنجره به کار می‌ره (6063) رسانایی‌ای حدود ۲۰۱ تا ۲۱۸ وات بر متر‌کلوین داره. PVC سخت، همون جنس قاب‌های UPVC، حدود ۰٫۱۴ تا ۰٫۲۸. یعنی آلومینیوم بین ۷۰۰ تا ۱۵۰۰ برابر بیشتر از PVC گرما رو رد می‌کنه.
یه قاشق فلزی رو توی چای داغ بذارید؛ چند ثانیه بعد دسته‌ش داغه. قاشق پلاستیکی این‌طوری نیست. قاب آلومینیومی یکپارچه همون قاشق فلزیه، فقط برعکس: سرمای بیرون رو مستقیم می‌آره تا سطح داخلی قاب. Efficient Windows Collaborative، یه مرجع آمریکایی پنجره‌های کم‌مصرف، هم صریح می‌گه بزرگ‌ترین ضعف آلومینیوم توی قاب پنجره همین رسانایی بالاست، و توی هوای سرد، قاب آلومینیومی ساده راحت اون‌قدر سرد می‌شه که روی سطح داخلیش آب یا حتی یخ بشینه.
منابع: 6063 aluminium alloy — Wikipedia؛ Polyvinyl chloride — Wikipedia؛ Efficient Windows Collaborative — Metal Frames
چرا توی شمال این‌قدر زود عرق می‌کنه؟
میانگین کمینه‌ی دمای بابلسر توی ژانویه (تقریباً دی‌ماه) حدود ۵٫۴ درجهست. حالا فرض کنید داخل ویلا ۲۰ درجهست و رطوبت هوا ۶۰ درصد؛ برای خونه‌ای که توش آشپزی می‌کنن، دوش می‌گیرن و لباس خشک می‌کنن، اصلاً عدد عجیبی نیست. نقطه‌ی شبنم این هوا حدود ۱۲ درجهست. یعنی هر سطحی توی اتاق که از ۱۲ درجه سردتر بشه، آب جمع می‌کنه.
شبی که بیرون ۵ درجهست، قابی که سرما رو مثل سیم رد می‌کنه خیلی راحت از ۱۲ درجه پایین‌تر می‌ره. بقیه‌ش رو خودتون صبح روی قاب می‌بینید. اینکه نقطه‌ی شبنم چیه و چرا توی شمال این‌قدر مهمه، توی رطوبت، کپک و میعان در ویلاهای شمال مفصل گفتیم.
منابع: Babolsar — Wikipedia (نرمال‌های ۱۹۹۱ تا ۲۰۲۰، NOAA)؛ نقطه‌ی شبنم با فرمول ماگنوس: Alduchov & Eskridge, 1996
ترمال‌بریک یعنی چی؟
راه‌حل آلومینیوم ساده‌ست: قاب رو از وسط دو نیم کنید و دو نیمه رو با یه ماده‌ی کم‌رسانا به هم وصل کنید. اسم این برش «ترمال‌بریک» یا «قطع پل حرارتی»ه. رایج‌ترین ماده برای این کار نوارهای پلی‌آمید تقویت‌شده با الیاف شیشه‌ست (PA66 GF25). طبق برگه‌ی مشخصات یکی از سازنده‌های اصلی این نوارها، رسانایی گرمایی‌ش ۰٫۳۰ وات بر متر‌کلوینه؛ یعنی حدود ۷۰۰ برابر کمتر از خود آلومینیوم. حالا سرما باید از یه پل پلاستیکی رد بشه، نه از یه تکه فلز یکپارچه.
ولی همه‌ی ترمال‌بریک‌ها یه‌اندازه نیستن. جدولی که پایین‌تر بهش می‌رسیم، عدد پنجره‌ی فلزی رو بسته به عرض نوار ترمال‌بریک تنظیم می‌کنه: از ۰٫۳ بدتر برای قاب بدون ترمال‌بریک، تا ۰٫۴ بهتر برای نوار ۳۲ میلی‌متری، نسبت به نوار ۴ میلی‌متری. پس سؤال درست فقط «ترمال‌بریک داره؟» نیست؛ «عرض نوارش چند میلی‌متره؟» هم هست.
منابع: Technoform — Material data sheet, PA 66 GF25؛ SAP 10.2، جدول 6e، یادداشت ۳
پس UPVC برنده‌ست؟ نه به این سادگی
اینجا یه عدد دیگه به کار میاد: U. عدد U می‌گه چقدر گرما از هر متر مربع پنجره، به ازای هر یک درجه اختلاف دمای داخل و بیرون، فرار می‌کنه. هرچی کمتر، بهتر.
روش رسمی بریتانیا برای محاسبه‌ی انرژی خونه‌ها (SAP 10.2) یه جدول داره برای وقتی که مشخصات دقیق پنجره معلوم نیست. عددهاش برای کل پنجره‌ست، قاب و شیشه با هم. چند تا عددش رو کنار هم بذاریم:
| قاب | دوجداره‌ی ساده (۱۲ میلی‌متر هوا) | دوجداره‌ی Low-E با آرگون (۱۶ میلی‌متر) |
|---|---|---|
| UPVC | ۲٫۸ | ۱٫۷ |
| آلومینیوم بدون ترمال‌بریک | ۳٫۷ | ۲٫۴ |
| آلومینیوم، ترمال‌بریک ۴ میلی‌متری | ۳٫۴ | ۲٫۱ |
| آلومینیوم، ترمال‌بریک ۲۰ میلی‌متری | ۳٫۱ | ۱٫۸ |
منبع: SAP 10.2 (BRE، ۲۰۲۳)، جدول 6e؛ عددها بر حسب W/m²K. ردیف‌های «بدون ترمال‌بریک» و «۲۰ میلی‌متری» با تعدیل‌های یادداشت ۳ همین جدول حساب شده‌اند.
از این جدول سه تا چیز درمیاد:
- با شیشه‌ی یکسان، UPVC همیشه جلوتره. توی هر دو ستون، کمترین عدد مال UPVCه.
- ولی شیشه فرق بزرگ‌تری می‌سازه. همین جدول به پنجره‌ی UPVC با شیشه‌ی تک‌جداره ۴٫۸ می‌ده و با دوجداره‌ی ساده ۲٫۸؛ دو واحد بهتر. در حالی که عوض کردن قاب آلومینیومی بی‌ترمال‌بریک با UPVC، با شیشه‌ی یکسان، کمتر از یک واحد فرق می‌کنه (۳٫۷ به ۲٫۸).
- یه آلومینیوم خوب از یه UPVC معمولی بهتره. آلومینیوم با ترمال‌بریک ۲۰ میلی‌متری و شیشه‌ی Low-E آرگون‌دار ۱٫۸ می‌گیره؛ UPVC با دوجداره‌ی ساده ۲٫۸.
دلیلش ساده‌ست: قاب و لنگه معمولاً فقط ۱۰ تا ۳۰ درصد سطح پنجره‌ن و بقیه‌ش شیشه‌ست. پس اگه قراره روی یه چیز وسواس داشته باشید، اول شیشه.
و یه نکته‌ی منصفانه: این‌ها عددهای پیش‌فرض و محتاطانه‌ن. خود همین راهنما می‌گه اگه سازنده عدد U گواهی‌شده‌ی پنجره‌ش رو داره، اون عدد مقدمه. پس از فروشنده عدد U کل پنجره (Uw) رو بخواید، نه فقط عدد شیشه.
منبع: Efficient Windows Collaborative — Frame Types
لبه‌ی شیشه: جایی که UPVC هم عرق می‌کنه
اگه فکر می‌کنید با UPVC دیگه خیالتون از قطره راحته، این عکس رو ببینید.
دو جداره‌ی شیشه با یه نوار فاصله‌نگه‌دار به اسم اسپیسر از هم جدا می‌شن که دور تا دور لبه‌ی شیشه می‌چرخه. اسپیسرهای قدیمی و ارزون از آلومینیوم یا فولادن، و همون داستان قاب تکرار می‌شه: فلز سرما رو رد می‌کنه و ممکنه پایین شیشه آب یا حتی یخ جمع بشه. راه‌حلش اسپیسرهای «لبه‌ی گرم» (warm edge)ه که از مواد کم‌رساناترن یا خودشون یه لایه‌ی جداکننده‌ی حرارتی دارن. موقع سفارش بپرسید اسپیسر شیشه‌تون از چیه.
یه نکته‌ی دیگه هم برای کسایی که ویلای ساخته‌شده می‌خرن: اگه بخار بین دو جداره‌ی شیشه نشسته، نه روی سطح داخلی، دیگه تقصیر قاب نیست. یعنی آب‌بندی دور شیشه خراب شده و رطوبت‌گیر داخلش اشباع شده، و معمولاً تنها راهش عوض کردن خود شیشه‌ست. این رو هم بذارید توی فهرست بازدیدتون، کنار بقیه‌ی چیزهایی که توی خرید ویلای ساخته‌شده در شمال گفتیم.
منبع: Insulated glazing — Wikipedia
شمال یه امتحان دیگه هم داره: نمک
بابلسر، سرخرود و بقیه‌ی نوار ساحلی فقط مرطوب نیستن؛ هواشون نمک هم داره. خزر از دریاهای آزاد کم‌نمک‌تره، ولی بی‌نمک نیست (توی اسکلت فلزی یا بتنی برای ویلا در شمال بیشتر گفتیم). پس هر دو جور پنجره یه سؤال اضافه دارن.
آلومینیوم: دریا دشمنش نیست، خراش دشمنشه
شاید عجیب باشه، ولی آلومینیوم آنودایزشده با دریا مشکل خاصی نداره. Qualanod، مرجع اروپایی کیفیت آنودایز، می‌گه این پوشش از دهه‌ی ۱۹۳۰ روی نمای ساختمان‌ها استفاده شده و بعضی از اون ساختمان‌ها حالا حدود ۸۰ سال‌شونه و آلومینیومشون هنوز سالمه. توی آزمایش‌های تا ۲۰ ساله‌ی فضای باز، پوشش آنودایز توی مناطق شهری سالی ۰٫۲ تا ۰٫۴ میکرون نازک شده، و توی مناطق ساحلی همین‌قدر یا حتی کمی کمتر.
ولی بیشتر قاب‌های آلومینیومی امروز رنگ پودری (الکترواستاتیک) دارن. دردسر این‌ها توی هوای نمکی پدیده‌ایه به اسم خوردگی رشته‌ای: از یه خراش یا لبه‌ی برش شروع می‌شه و رشته‌های کرم‌مانندش زیر رنگ جلو می‌رن.
برای همین Qualicoat، مرجع بین‌المللی کیفیت رنگ پودری آلومینیوم، یه گواهی جدا داره به اسم Seaside که آزمایش مقاومت در برابر همین خوردگی رشته‌ای رو هم شامل می‌شه. توی این کلاس، آماده‌سازی سطح قبل از رنگ عمیق‌تره: حداقل لایه‌ای که از سطح آلومینیوم برداشته می‌شه از ۱ به ۲ گرم بر متر مربع می‌رسه، و معمولاً برای ساختمان‌هایی که تا حدود ۵ کیلومتری ساحلن پیشنهاد می‌شه. برای ویلایی توی بابلسر یا سرخرود، این دقیقاً سؤالیه که باید از تولیدکننده‌ی پروفیل یا رنگ‌کار پرسید.
منابع: Qualanod — Architectural applications؛ QUALICOAT — Specifications؛ EN ISO 4623-2؛ Glass Times — Qualicoat Seaside Class
UPVC: خود پلاستیک زنگ نمی‌زنه، ولی توش فولاده
PVC زنگ نمی‌زنه، ولی پروفیل UPVC تنها نیست: معمولاً داخل حفره‌ی اصلیش یه پروفیل فولادی می‌ذارن. REHAU، یکی از سازنده‌های بزرگ این پروفیل‌ها، توی راهنماش می‌گه این فولاد هم برای استحکامه و هم برای اینکه انبساط و انقباض پروفیل رو با تغییر دما مهار کنه، مخصوصاً وقتی پروفیل روکش رنگی داره.
چرا انبساط مهمه؟ ضریب انبساط حرارتی PVC سخت حدود ۲ برابر آلومینیومه. فرض کنید یه قاب ۲ متری بین یه شب زمستونی و یه ظهر آفتابی تابستون ۴۰ درجه تغییر دما ببینه: PVC حدود ۴ میلی‌متر دراز و کوتاه می‌شه، آلومینیوم کمتر از ۲ میلی‌متر. فولاد داخل پروفیل جلوی این حرکت رو می‌گیره.
و اینجاست که نمک دوباره پیداش می‌شه. همون راهنمای REHAU می‌گه فولاد با پوشش روی Z275 (حدود ۲۰ میکرون) دست‌کم ۱۰ سال بدون زنگ‌زدگی می‌مونه، ولی فولادهای ارزون‌تر با پوشش Z140 (حدود ۱۰ میکرون) یا کمتر ممکنه بعد از چند سال ردّ زنگشون از روی پروفیل پیدا بشه. این حرف یه سازنده‌ست، ولی پرسیدنش برای شما هزینه‌ای نداره: فولاد داخل پروفیل گالوانیزه‌ست؟ چه کلاسی؟
یه چیز دیگه هم هست: آفتاب. PVC برای اینکه زیر نور خورشید خراب نشه به افزودنی‌های پایدارکننده در برابر UV نیاز داره، و PVC سفید بی‌کیفیت با گذشت زمان زرد می‌شه. این رو موقع خرید با چشم نمی‌شه فهمید؛ برای همینه که سازنده و گواهی پروفیل مهمه.
منابع: REHAU — The use of reinforcement in UPVC windows and doors؛ Polyvinyl chloride — Wikipedia؛ 6063 aluminium alloy — Wikipedia
یه فرق دیگه: سفتی
مدول کشسانی آلومینیوم 6063 حدود ۶۹ گیگاپاسکاله و PVC سخت حدود ۳٫۴؛ یعنی آلومینیوم حدود ۲۰ برابر سفت‌تره. ترجمه‌ش به زبون ویلا: اگه یه در کشویی بزرگ رو به دریا یا جنگل می‌خواید و قاب باریک دوست دارید، آلومینیوم دستتون رو بازتر می‌ذاره. UPVC برای همون دهانه بیشتر به فولاد داخلش تکیه داره.
خب، بالاخره کدوم؟
- آلومینیوم بدون ترمال‌بریک، نه. برای ویلایی که زمستون گرم و تابستون خنکش می‌کنید، این تنها گزینه‌ایه که عددها راحت کنارش می‌ذارن.
- UPVC وقتی خوب جواب می‌ده که پنجره‌ها اندازه‌ی معمولی دارن و اولویت شما عایق بودنه؛ به شرطی که پروفیلش از سازنده‌ی معتبر باشه و فولاد داخلش گالوانیزه‌ی درست.
- آلومینیوم ترمال‌بریک وقتی خوب جواب می‌ده که دهانه‌ها بزرگن، قاب باریک می‌خواید یا رنگ تیره؛ به شرطی که نوار ترمال‌بریکش پهن باشه و رنگش برای کنار دریا (Seaside) باشه، یا آنودایز.
- در هر دو حالت شیشه رو جدی بگیرید: دوجداره‌ی Low-E، گاز آرگون و اسپیسر لبه‌ی گرم.
چند سؤال قبل از امضای قرارداد پنجره
- عدد U کل پنجره (Uw) چنده و از کجا اومده؟ گواهی آزمایش داره؟
- شیشه Low-E هست؟ گاز آرگون داره؟ اسپیسرش از چیه؟
- اگه آلومینیومه: ترمال‌بریک داره؟ عرض نوارش چند میلی‌متره؟ رنگ‌کارش گواهی Qualicoat (و Seaside) داره، یا پروفیل آنودایزه؟
- اگه UPVCه: پروفیل مال کدوم سازنده‌ست؟ فولاد داخلش گالوانیزه‌ست و چه کلاسی؟
- درز بین قاب و دیوار با چی آب‌بندی می‌شه؟ بهترین پروفیل هم با نصب بد، از کنار قاب آب و هوا رد می‌کنه.
خلاصه
آلومینیوم ساده واقعاً سرده؛ صدها برابر بیشتر از PVC گرما رو رد می‌کنه و صبح‌های زمستون شمال این رو روی قاب نشونتون می‌ده. ترمال‌بریک این مشکل رو تا حد زیادی حل می‌کنه، و عددهای رسمی نشون می‌دن یه آلومینیوم ترمال‌بریک خوب با شیشه‌ی خوب، از یه UPVC با شیشه‌ی معمولی بهتر عمل می‌کنه. پس دعوای اصلی بین UPVC و آلومینیوم نیست؛ بین پنجره‌ی خوب و پنجره‌ی معمولیه، و بخش بزرگش توی شیشه‌ست.
اندازه، جهت و جای پنجره‌ها هم به اندازه‌ی جنسشون مهمن، و این‌ها از روز اول طراحی تعیین می‌شن. اگه دارید ویلایی در بابل، بابلسر یا سرخرود طراحی یا بازسازی می‌کنید و می‌خواید پنجره‌ها از اول درست انتخاب بشن، با ما تماس بگیرید.
هنوز نظری ثبت نشده. اولین نفر باشید.