شیشه و هدر رفت های حرارتی

گرچه تاريخ كشف شيشه به حدود 4000 سال قبل بـاز ميگردد اما استفاده از آن در بناها بـه ايـن انـدازه قـدمت ندارد. اين كه همزمان بتوان نور طبيعـي و هـواي گـرم را داخل بنا حفظ نمود، همواره از آرزوهاي بشر بوده است. نياز به مصالحي كه مانع ورود يا خروج گرما از بنا شـود، از ورود گرد و غبار و حشرات جلوگيري كند و همزمـان نور طبيعي مورد نياز ساختمان را تأمين كنـد، همـواره در سكونتگاههاي بشر، چه شهري و چه روستايي، احساس ميشد.

قبل از دستيابي به جام شيشه، اين نياز با مصـالح شفاف ديگر پاسخ داده ميشد. استفاده از ورقهاي نـازك سنگ مرمر، ميكا و پوست حيوانات در روم باستان، كاغذ برنج در چين و ژاپن، سنگهاي شفاف رنگي در مصـر و سـوريه و... نمونـهاي از تـلاشهـا بـراي پاسـخ بـه ايـن نياز است. استفاده از شيشـه در رم باسـتان رايـج نبـود امـا اولـين استفاده از شيشه در معماري به رم نسبت داده ميشود. تا پيش از پايان قرن دوم ميلادي، شيشه در برخي خانههـاي اشراف و ويلا هاي امپراطوري مشاهده مـيشـد. پـس از سقوط رم و تا اواسط قـرن 12 شيشـه در اروپـا اسـتفاده نشد تا اين كه شيشهاين بار در پنجرههاي كليساهاي دورة گوتيك پديدار گشت. با پيشرفتهايي كـه در روشهـاي ساخت و ساز صورت گرفت، در قرون وسطي جنبههـاي تزييني شيشه مورد توجه واقع شد. استفاده از ستون هـاي سنگي بههمراه پشت بند، بكارگيري پنجرههاي بـزرگ در بنا را ممكن ساخت و اين در حالي بـود كـه ايـن حجـم استفادة گسـترده از شيشـه در بناهـا در ايـن مقيـاس، در جهان كاملاً بيپيشينه بود. سپس شيشههاي رنگي و پركار (Glass Stained (در پنجرههاي مدور موسـوم بـه Rose window متداول شد كه با حركت خورشيد، بازي با نور و ايجاد حالات مختلـف رنـگ و نـور در طـول سـاعات در طول تاريخ معماري ايران نيز پنجره بهصـورتهـاي مختلفي وجود داشـته اسـت. در-پنجـره، روزن، شـباك، جامخانه و ارسي نمونههاي مختلف اين صورتها است. شايد كهنترين نمونههاي در و پنجره در معماري ايران را بتوان در قلعههاي مادي يافت كه دو لته دارند و اغلـب از چوب ساخته شدهاند. متأسفانه نمونههاي اندكي از انـواع پنجـره، قبـل از دوره قاجـار بـاقي اسـت. ايـن موضـوع قضاوت را در مورد ويژگيهاي پنجرهها در طـول تـاريخ معماري ايران دشوار ميكند. پنجرههاي ارسي را ميتـوان نقطة اوج پنجرهسازي در معماري ايـران دانسـت. ظـاهراً پيدايش اين پنجرهها به دوران صفويه بـاز مـيگـردد امـا اوج اســتفاده از آن در دورة قاجــار بــوده اســت. ارســي پنجرهاي كشويي است كه مشبكهـاي چـوبي بـا نقـوش هندسي دارد. درون اين مشبكها، شيشههاي رنگـي كـار گذاشته ميشود. نمونههاي گوناگون گرهچيني و طرحهـا و نقشهاي بديعي در اين گونـه از پنجـره در شـهرهـاي مختلف ايران موجود است. كاربردهاي فراواني از جملـه كاهش تابش نـور و گرمـا، حفـظ محرميـت، دور كـردن حشرات مزاحم و... براي اين پنجرهها ذكر شده است. اما قابل توجه است كه پنجره نيز مانند ديگر عناصر معماري ايراني، مطابق با نيـاز، خواسـت و خيـال ايرانـي و آيينـة فرهنگ و جهانبينيِ او بوده است. وقوع انقـلاب صـنعتي در غـرب زمينـهسـاز تحـولات اساسي در صنعت شيشه و ساختمان شـد. تحـولاتي كـه بعدها منجر به تغييراتي اساسي در معماري غـرب و بعـد از آن بسياري از كشورها از جملـه ايـران شـد. پيشـرفت سريع صنعت و تكنولوژي از نتايج انقلاب صـنعتي بـود. توليد كارگاههاي كوچك در مقياس خرد، جـاي خـود را به توليد انبوه در كارخانهها، با استفاده از قدرت ماشين و انرژي داد و همزمان صنايع مربوط بـه سـاختمان نيـز بـه سرعت پيشرفت كرد. صـنعت شيشـهسـازي در نيمـة دوم قرن هجده بسيار گسترش يافت و در سال 1806 جامهاي شيشه به ابعاد 5/2 × 7/1 متـر توليـد شـد. در سـال 1834 شيوه جديـدي بـراي توليـد شيشـه 1 رابرت لوكاس چانس ابداع كرد. در اين روش شيشه مذاب با دميـدن بـه شـكل استوانه در آمده و پس از بـرش، بـاز مـيشـد. ايـن روش در سـال 2 زمينهساز ساخت بنـاي عظـيم كريسـتال پـالاس طـراح كريسـتال پـالاس، 3 1851 شـد. جـوزف پاكسـتون بزرگترين ورق شيشهاي ممكن را از كارخانه شيشه سازي برادران چانس درخواست كرده بود. در سـاخت كريسـتال پالاس از چهارصد تن شيشه استفاده شده بود و اين ميزان شيشه، معـادل يـك سـوم توليـد شيشـه در ده سـال قبـل انگلستان بود. كريستال پالاس بيش از شش ميليون بازديـد كننده داشت. اين خود تبليغ بسيار بزرگي براي اسـتفاده از شيشه درمعماري بود. پاكستون براي ساخت اين بنا مـورد تقــدير ملكــه ويكتوريــا واقــع شــد. ايــن بنــا پايــهگــذار پيشرفتهاي بعدي در زمينـة شيشـه و در سـاختمان شـد.  تحول و توسعه در مصالح ساختماني، بـهخصـوص فـولاد تعريف جديدي از شيشه در ساختمان ارائه مي داد. در اواخر قرن 19 تغييراتـي بنيـادين در معمـاري پديـد آمد. به تدريج تكنولوژيهاي نوين و مصالح جديد ماننـد آهن، فولاد و بتن، تحول چشمگيري در صنعت ساختمان پديـــد آورد. بـــا رواج مكتـــب شـــيكاگو در امريكـــا، ساختمانهاي آجري با ديوارهاي باربر، جاي خـود را بـه سازههاي فلـزي داد. در ايـن بناهـا ديگـر شيشـه، صـرفاً حفرهاي درون بنا نبود، بلكه ميتوانست از كف تا سـقف فضاها ادامه داشته باشد و تمام ديوار خارجي را بپوشاند. معماران اين مكتب عقيده داشتند كه ساختار بنـا بايـد در نماي ساختمان نمايش داده شود

نتیجه:

نقش شيشه در معماري امروز قابل توجه است. درصد استفاده از شيشه در ساختمانهاي مسكوني، غير مسكوني، روستايي و همچنين ساختمانهاي بلند مرتبه امروزي بسيار بالاست. كيفيتي كه شيشه در معماري ايجاد ميكند در مصالح ديگر قابل دستيابي نيست. دستيابي به منظر مناسب، ورود نور كافي به محيط زندگي و كار، ايجاد شور و نشاط در ساكنان بنا و ايجاد زيبايي بصري در نماي ساختمان، همه مواردي است كه به كمك استفاده از شيشه در بنا محقق ميشود. اما همان طور كه ذكر شد با توجه به ميزان ذخاير انرژي و بهاي بالاي امروزة آن، استفاده از شيشه بايد همراه با راهكارهاي نوين كاهش مصرف انرژي باشد. با استفاده از اين راهكارها، ميتوان همزمان به ساختمانهايي با نماهاي شيشهاي بزرگ و كيفيت حاصل از آن اما معقول از نظر مصرف انرژي دست يافت. شيشههاي كنترل كننده انرژي، شيشههاي هوشمند و شيشههاي چند جداره بههمراه قابهاي UPVC و ترمال بريك، نمونهاي از فناوريهاي نوين صنعت شيشه و پنجره بود كه در راستاي كاهش اتلاف انرژي معرفي شدند. اگرچه بعضي از اين فناوريها امروزه قيمت بالايي دارند اما به مرور زمان و با افزايش توليد، از قيمت آنها كاسته خواهد شد؛ همچنين كاهش هزينههاي مصرف انرژي ساختمان، تا حدودي اين هزينهها را جبران خواهد كرد. همان طور كه در اين نوشتار اشاره شد، ابتدا بايد با طراحي صحيح و جهت گيري مناسب ساختمان و پنجرهها و نيز بكارگيري عناصري چون سايبان اتلاف  انرژي ساختمان را كاهش داد و سپس در مرحله بعد تكنولوژيهاي معرفي شده را بكار بست. لزوم بكارگيري موارد ياد شده نه تنها در معماري شهري، بلكه در معماري روستايي نيز احساس ميشود؛ چرا كه با از دست رفتن هويت معماري روستاها، معماري روستايي تقليدي از معماري شهر است و بهدليل اندك بودن بودجة روستاييان و نبود نظارت در روستاها، وضع معماري روستايي به مراتب وخيمتر است. اميد است با بكارگيري اين راهكارها گامي در جهت بهبود كيفيت معماري و اصلاح مصرف انرژي برداشته شود. لازم به ذكر است كه راهحلهاي ارائه شده در اين نوشتار بخشي از راهكارها و پژوهشها در اين زمينه بوده و پژوهش در صنعت شيشه و پنجره كماكان ادامه دارد

جهت دانلود کامل مقاله به مجله مسکن و محیط روستا مقاله نوشته علی نمازیان و همکاران مراجعه نمایید.