ما نوع الزجاج الذي يجب أن تختاره لغرفة الشمس المصنوعة من الألومنيوم، ولماذا يُعد هذا الاختيار بالغ الأهمية؟

يُعَد اختيار الزجاج القرار الأهم على الإطلاق في مشروع غرفة الشمس المصنوعة من الألومنيوم.

يؤدي اختيار الزجاج الخطأ إلى مشكلاتٍ يصعب جدًّا وإصلاحها باهظ التكلفة بعد التركيب. فالزيادة المفرطة في اكتساب الحرارة تجعل غرفة الشمس غير قابلة للاستخدام في فصل الصيف، بينما تؤدي الخسارة المفرطة للحرارة إلى برودتها الشديدة في فصل الشتاء. وتسبّب مشكلة التكثّف أضرارًا ناتجة عن المياه، كما أن ضعف التحكم في الأشعة فوق البنفسجية يؤدي إلى باهت الأثاث والأسقف والأرضيات. أما اختيار الزجاج المناسب منذ البداية فيوفّر عليك الكثير من المتاعب والتكاليف لاحقًا.

زجاج طبقة واحدة هي الخيار الأرخص، لكنها مناسبة فقط للاستخدام في مبانٍ مثل أكواخ الحديقة أو أماكن التخزين. فهي لا توفر عزلًا حراريًّا على الإطلاق، وتتكثَّف بشكلٍ كبيرٍ على سطحها الداخلي في الطقس البارد، ولا تقدِّم حمايةً ذات معنى من درجات الحرارة القصوى. ولأي غرفة شمسية تخطط لقضاء الوقت فيها، لا يُعتبر الزجاج ذا الطبقة الواحدة خيارًا مقبولًا.

وحدة الزجاج العازل المزدوجة القياسية (IGU) هي الحد الأدنى من المواصفات المطلوبة لغرف الشمس الموظَّفة خلال ثلاثة فصول.

وتتكوَّن من طبقتين من الزجاج تفصل بينهما مسافة مملوءة بالهواء الجاف أو غاز الأرجون، ويُستخدم في هذه المسافة إطار فاصل من الألومنيوم أو من نوع الحواف الدافئة. والتكوين النموذجي هو زجاج بسماكة ٥ مم، ومسافة ١٢ مم، وزجاج بسماكة ٥ مم، ويُكتب هكذا: ٥+١٢A+٥. وتوفر هذه الوحدة عزلًا حراريًّا أساسيًّا، وبمعامل انتقال حراري (U-value) يتراوح بين ٢,٨ و٣,٢ واط/م² كلفن. وهي مناسبة للمناخات المعتدلة، لكنها لا تزال تسمح بزيادة ملحوظة في الحرارة خلال الصيف وفقدان كبير للحرارة خلال الشتاء.

زجاج مزدوج منخفض الانبعاث الحراري (Low-E) يُعَدُّ ترقيةً كبيرةً، ويُوصى بها بشدة لأي تطبيق متعلق بغرفة شمسية قابلة للاستخدام في جميع الفصول الأربعة. وتعني عبارة «منخفض الإشعاع» (Low-E) انخفاض القدرة على الإشعاع. وهي تشير إلى طبقة معدنية دقيقة جدًّا تُطبَّق على سطح الزجاج، وتقوم بعكس أشعة الحرارة تحت الحمراء مع السماح للضوء المرئي بالعبور من خلالها. والنتيجة المحقَّقة بواسطة هذه الطبقة منخفضة الإشعاع ملحوظةٌ للغاية. ففي فصل الصيف، تعكس الإشعاع الحراري الشمسي نحو الخارج، ما يمنع ارتفاع درجة الحرارة داخل الغرفة الشمسية بشكل مفرط. أما في فصل الشتاء، فإنها تعكس الحرارة الداخلية مرةً أخرى إلى الداخل، مما يقلِّل من فقدان الحرارة عبر الزجاج.

تتوفر زجاجات Low-E بأنواع مختلفة حسب المناخ. وتُعد زجاجات التحكم الشمسي من نوع Low-E، التي تمتلك قيمة منخفضة لمعامل اكتساب الحرارة الشمسية (SHGC) تتراوح بين ٠,٢٥ و٠,٣٥، الأنسب للمناخات الحارة التي يُركَّز فيها على التبريد. فهي تحجب كمية كبيرة من الحرارة الشمسية مع السماح في الوقت نفسه بدخول كمية جيدة من الضوء الطبيعي. أما الزجاج العازل السلبي من نوع Low-E، الذي تبلغ قيمته لمعامل اكتساب الحرارة الشمسية (SHGC) حوالي ٠,٤ إلى ٠,٥٥، فهو الأنسب للمناخات الباردة، حيث يُراد الاستفادة من الحرارة الشمسية المكتسبة في فصل الشتاء، مع تقليل ارتفاع درجة الحرارة في فصل الصيف. وتتراوح قيمة معامل انتقال الحرارة (U-value) للزجاج المزدوج المزوَّد بطبقة Low-E عادةً بين ١,٤ و١,٨ واط/م².ك، وهي أفضل بكثير من الزجاج المزدوج القياسي.

يُعَدّ حشو الغاز الأرجون تحسينًا يتكامل جيدًا مع طبقة Low-E.

الأرجون غاز خاملٌ أكثر كثافةً من الهواء. وعندما يحل الأرجون محل الهواء في الفراغ بين ألواح الزجاج، فإنه يُوصِل الحرارة بكفاءة أقل من الهواء. ويؤدي ذلك إلى تحسين معامل الانتقال الحراري (U-value) للوحدة الزجاجية بنسبة تتراوح بين ١٠٪ و١٥٪ مقارنةً بوحدة زجاجية مملوءة بالهواء ذات نفس نوع الزجاج. ويُعتبر استخدام الأرجون مع طبقة الطلاء منخفضة الإشعاع (Low-E) مواصفةً قياسيةً لزجاج غرف الشمس عالية الجودة المُصمَّمة للاستخدام على مدار الفصول الأربعة. وباستخدامهما معًا، يمكن تحقيق معامل انتقال حراري (U-value) يتراوح بين ١,٢ و١,٦ واط/م²ك.

الزجاج المركب الآمن يُعد الزجاج المصفّح ضروريًّا لتطبيقات ألواح سقف غرفة الشمس. وعندما يوضع الزجاج في الأعلى، تصبح السلامة مصدر قلقٍ جوهريٍّ. فعند كسر الزجاج المقسّى العادي، يتحطّم إلى قطع صغيرة تسقط على الأشخاص الموجودين أسفله. أما الزجاج المصفّح فيحتوي على طبقة وسيطة من مادة البوليفينيل بوتيرال (PVB) أو الإيثيلين-فينيل أسيتات (SGP) التي تحافظ على بقاء شظايا الزجاج معًا حتى بعد الكسر. وقد يتشقّق الزجاج، لكنه يبقى كقطعة واحدة ولا يتساقط كالامطار. وهذه الميزة ليست اختياريةً في تصاميم غرف الشمس الجادة لأسطح الزجاج، بل هي مسألة سلامةٍ بالغة الأهمية. كما تشترط معظم لوائح البناء في الدول المتقدمة استخدام الزجاج المصفّح أو أنواع الزجاج الآمنة المحددة للزجاج المُركَّب في المواضع العلوية. ولذلك، تستخدم شركة Zcsung الزجاج المصفّح الآمن كمعيارٍ افتراضيٍّ في جميع ألواح سقف غرف الشمس.

يوفّر الزجاج ثلاثي الطبقات أعلى أداء حراري متاح.

يمكن أن تحقق طبقة الزجاج الثلاثية ذات الفراغين الممتلئين بالغاز قيمة معامل انتقال الحرارة (U-value) تتراوح بين ٠,٦ و١,٠ واط/م².ك، وهي أداء يعادل معايير المنازل السلبية. ويكون وزن زجاج الطبقات الثلاث ثقيلًا وتكاليفه أكثر من ضعف تكلفة زجاج الطبقتين، لكنه في غرف الشمس المستخدمة على مدار الأربعة فصول في المناخات الباردة جدًّا مثل كندا أو الدول الإسكندنافية أو شمال الصين، يجعل البيئة الداخلية مريحة دون الحاجة إلى أن تعمل أنظمة التدفئة المكلفة بجهدٍ كبير. وتوفّر شركة Zcsung خيار زجاج الطبقات الثلاث لمشاريع تُنفَّذ في المناخات الباردة القصوى حيث يكون الأداء الحراري الأقصى ضروريًّا.