لماذا تختلف الواجهتان الشرقية والغربية
في مسقط ودبي وأبوظبي تكون الشمس مرتفعة في السماء وقت الظهيرة، ولذلك يمكن تظليل الزجاج المواجه للجنوب ببروزات بسيطة نسبيًا. أما في الصباح وبعد الظهر، فتكون الشمس منخفضة في الشرق والغرب، فتسقط أشعتها على الواجهتين الشرقية والغربية بزاوية شبه عمودية وتتغلغل عميقًا داخل الغرف.
وتكون الواجهات الغربية في العادة الأكثر تطلبًا، إذ تتلقى أقوى أشعة الشمس بعد الظهر، حين تبلغ درجات الحرارة الخارجية ذروتها ويكون المبنى قد امتص الحرارة طوال اليوم. أما الواجهات الشرقية فتُدخل شمس الصباح الشديدة ووهجها إلى غرف النوم والمكاتب.
لذلك ينبغي اختيار زجاج هذه الواجهات عن قصد، لا تركه بالزجاج الشفاف نفسه المستخدم في بقية المبنى.
خصائص الزجاج الأساسية
اكتساب الحرارة الشمسية: SHGC وقيمة g
معامل اكتساب الحرارة الشمسية (SHGC) هو نسبة الطاقة الشمسية الساقطة على الزجاج التي تصل إلى داخل الغرفة على هيئة حرارة، سواء نفذت مباشرة أو امتُصّت ثم أُعيد إشعاعها إلى الداخل. ويقابله في المعايير الأوروبية قيمة g (g-value)، ويُتعامل مع الاثنين في المقارنة العملية بوصفهما كمية متقاربة تُعبَّر عنها برقم بين 0 و1.
وكلما انخفض SHGC قلّت الحرارة الشمسية الداخلة. وفي الواجهات الشرقية والغربية الحارة، تُعدّ هذه الخاصية الأهم على الإطلاق.
نفاذية الضوء المرئي (VLT)
VLT هي نسبة ضوء النهار المرئي التي تنفذ عبر الزجاج. فارتفاعها يعني غرفًا أكثر إشراقًا وإطلالة أوضح، أما انخفاضها الشديد فيجعل الغرف معتمة وقد يدفع إلى تشغيل الإنارة نهارًا.
نسبة الضوء إلى اكتساب الحرارة الشمسية
يسمح زجاج التحكم الشمسي الجيد بنفاذ نسبة كبيرة نسبيًا من الضوء مع حجب نسبة كبيرة من الحرارة. وتُعدّ النسبة بين VLT وSHGC، وتُسمى أحيانًا نسبة LSG، وسيلة مفيدة لمقارنة المنتجات؛ فارتفاعها يعني ضوءًا طبيعيًا أكثر مقابل الاكتساب الحراري نفسه.
الانعكاس
الانعكاس الخارجي هو مقدار الضوء الذي يعكسه السطح الخارجي. ويقلل الزجاج شديد الانعكاس اكتساب الحرارة، لكنه يمنح مظهرًا يشبه المرآة وقد يسبب وهجًا للجيران والطرق. وتضع بعض الجهات المختصة والمشاريع العقارية حدودًا للانعكاس الخارجي، لذا تحقّق من الاشتراطات المحلية مع الاستشاري.
معامل الانتقال الحراري (U-value)
يقيس معامل الانتقال الحراري (U-value) انتقال الحرارة الناتج عن فرق درجات الحرارة بين الداخل والخارج. وفي الخليج، حيث تكون الحرارة في الخارج أعلى بكثير من الداخل في معظم أشهر السنة، يفيد انخفاض U-value أيضًا، لكن SHGC يكون في العادة صاحب الأثر الأكبر على الواجهات المعرّضة للشمس.
الطبقات المطلية: الملوّن والعاكس وLow-E والتحكم الشمسي
- الزجاج الملوّن يكون اللون في كتلة الزجاج نفسها، فيمتص جزءًا من الطاقة الشمسية ويقلل اكتساب الحرارة بدرجة متوسطة، لكنه يقلل الضوء أيضًا ويسخن هو نفسه
- الزجاج العاكس له طبقة معدنية تعكس الطاقة الشمسية، فيحقق SHGC منخفضًا، لكن غالبًا على حساب انخفاض VLT وارتفاع الانعكاس الخارجي
- الزجاج منخفض الانبعاثية (Low-E) له طبقة رقيقة جدًا تقلل انتقال الحرارة الإشعاعية، فتحسّن U-value
- طبقات Low-E للتحكم الشمسي (وتُسمى غالبًا الانتقائية طيفيًا) مصمَّمة لتمرير جزء كبير من الضوء المرئي مع عكس جزء كبير من حرارة الأشعة تحت الحمراء، وهي توفر عمومًا أفضل توازن بين الإضاءة الطبيعية والتحكم في الحرارة في المناخات الحارة
وتوضع الطبقات المطلية عادةً على أحد الأسطح الداخلية لوحدة الزجاج المزدوج حيث تكون محمية. ويؤثر موضع الطبقة في الأداء، ولذلك ينبغي اتباع إرشادات الشركة المصنّعة للزجاج.
أنواع الزجاج المعتادة ومتى تُستخدم
القيم أدناه نطاقات معتادة لأنواع الزجاج الشائعة في وحدة زجاج مزدوج قياسية ما لم يُذكر خلاف ذلك. وتعتمد القيم الفعلية على المنتج المحدد والسماكات والطبقة المطلية، ويجب تأكيدها من بيانات الشركة المصنّعة للزجاج في كل مشروع.
| نوع الزجاج | SHGC / قيمة g المعتادة | VLT المعتادة | الاستخدام المعتاد |
|---|---|---|---|
| زجاج مفرد شفاف | معتاد 0.75–0.85 | معتاد 85–90% | غير موصى به للغرف المكيّفة على الواجهات المعرّضة للشمس |
| زجاج مزدوج شفاف | معتاد 0.65–0.75 | معتاد 75–80% | الواجهات الشمالية والمناطق المظللة |
| زجاج مزدوج بلوح خارجي ملوّن | معتاد 0.40–0.55 | معتاد 35–60% | تحكم شمسي متوسط حيث يكون اللون مقبولًا |
| زجاج مزدوج بطبقة عاكسة | معتاد 0.20–0.35 | معتاد 10–35% | التعرض الشديد جدًا حيث يكون الضوء المنخفض مقبولًا؛ تحقّق من حدود الانعكاس |
| زجاج مزدوج Low-E للتحكم الشمسي | معتاد 0.25–0.40 | معتاد 40–70% | الواجهات الشرقية والغربية للفلل والمباني، وهو الخيار الأول المعتاد |
| زجاج ثلاثي بطبقة تحكم شمسي | معتاد 0.20–0.35 | معتاد 35–60% | المشاريع عالية الأداء أو ذات المتطلبات الصوتية أو أهداف الطاقة الصارمة |
الزجاج المزدوج مقابل الثلاثي في الخليج
يشيع الزجاج الثلاثي في المناخات الباردة أساسًا للحد من فقدان الحرارة. أما في الخليج، فالمشكلة الرئيسية هي اكتساب الحرارة الشمسية، وهو يعتمد أساسًا على الطبقة المطلية لا على عدد الألواح. ولذلك تكون وحدة الزجاج المزدوج الجيدة للتحكم الشمسي عادةً الحل الأكثر جدوى من حيث التكلفة.
ومع ذلك قد يكون الزجاج الثلاثي منطقيًا في الحالات التالية:
- عند تطبيق أهداف صارمة جدًا للطاقة أو للمباني الخضراء
- عندما يكون الأداء الصوتي عاملًا حاسمًا، كما في المواقع القريبة من المطارات أو الطرق السريعة
- عندما تواجه مساحات زجاجية كبيرة جدًا الشرق أو الغرب ولا يمكن تظليلها
والزجاج الثلاثي أثقل وزنًا، ولذلك يجب تصميم الإطار والإكسسوارات لتحمّله. فعلى سبيل المثال، يستوعب باب الرفع والسحب T127-90 بقاطع حراري زجاجًا مزدوجًا 5+20A+5 أو زجاجًا ثلاثيًا، ويتحمّل ألواحًا يصل وزنها إلى 400 kg.
التظليل أولًا
لا يوجد زجاج يضاهي أثر منع الشمس قبل وصولها إلى النافذة. وعلى الواجهتين الشرقية والغربية، فكّر في:
- الزعانف الرأسية أو الحواجز، فهي أكثر فاعلية من البروزات الأفقية أمام الشمس المنخفضة
- الفتحات العميقة التي تُرجع النافذة إلى داخل الجدار
- الشرائح الخارجية (اللوفرات) أو الحواجز على طراز المشربية
- التشجير والبرجولات لفتحات الطابق الأرضي
- تقليل مساحة الزجاج على الواجهة الغربية ووضع المساحات الزجاجية الكبيرة في الشمال
وتساعد الستائر الداخلية في الحد من الوهج، لكنها أقل فاعلية بكثير في حجب الحرارة، لأن الطاقة الشمسية تكون قد نفذت عبر الزجاج بالفعل.
لا تُغفل الإطار
حتى مع زجاج ممتاز، يوصل إطار الألمنيوم غير المعزول الحرارة إلى داخل الغرفة. لذا اجمع على الواجهات الحارة بين زجاج التحكم الشمسي وإطار بقاطع حراري مثل النوافذ المفصلية S11 أو X11 أو F16 أو Q35، واحرص على إحكام جيد يمنع تسرب الهواء الحار الرطب إلى الداخل.
قائمة تحقق عملية للواجهتين الشرقية والغربية
- حدّد وحدة زجاج مزدوج Low-E للتحكم الشمسي نقطةَ انطلاق
- قارن المنتجات بقيم SHGC وVLT والنسبة بينهما، لا باللون وحده
- تحقّق من الانعكاس الخارجي مقابل اشتراطات الجهة المختصة والمطوّر العقاري
- استخدم الزجاج المقسّى (سيكوريت) أو المصفّح (لاميناتد) حيث تشترط قواعد السلامة ذلك
- أضف التظليل الخارجي حيثما يسمح التصميم
- استخدم إطارات بقاطع حراري مناسبة لوزن الزجاج
- اعتمد عينة زجاج فعلية بعد معاينتها في الخارج قبل الطلب
توصية المنيار
للواجهات المواجهة للغرب والشرق في مسقط ودبي وأبوظبي، نوصي بزجاج مزدوج Low-E للتحكم الشمسي في إطار بقاطع حراري، مع التظليل الخارجي حيثما أمكن. واحتفظ بالزجاج الثلاثي للمشاريع ذات المتطلبات الصارمة في الطاقة أو العزل الصوتي أو المساحات الزجاجية الكبيرة. شاركنا واجهات مشروعك وسنقترح تركيبات زجاج لكل واجهة، استنادًا إلى البيانات المنشورة من الشركة المصنّعة لا إلى افتراضات عامة.