على مدى قرون، كان الزجاج جزءًا لا يتجزأ من تاريخ البشرية، وتطور ليصبح عنصرًا أساسيًا في الهندسة المعمارية الحديثة، ومتوفر بأشكال مختلفة.
جذابة لجاذبيتها الجمالية وشفافيتها وقدرتها على نقل الضوء الطبيعي، وصفه جان جاك روسو بشكل جميل بأنه “أكثر الحجارة براءة”، وكان الزجاج يستخدم بشكل أساسي في النوافذ.
ومع ذلك، فقد حظيت استدامة الزجاج كمادة بناء باهتمام أوسع في السنوات الأخيرة، بالتوازي مع الطلب المتزايد على ممارسات البناء الصديقة للبيئة.
ومكنت التقنيات المبتكرة المهندسين المعماريين من صياغة ليس فقط أشكالًا غير تقليدية ولكن أيضًا منتجات مستدامة باستخدام هذه المواد المتنوعة.
نقوم بدراسة استدامة الزجاج، وتقييم تأثيره على البيئة، وكفاءة الطاقة، واستهلاك الموارد.
الابتكارات في تكنولوجيا الزجاج
عندما نفكر في الابتكار، فإننا نفكر في التكنولوجيا المتقدمة، أو الروبوتات التي يُعتقد أنها ستحل محل البشر، أو علوم الفضاء.
نادرًا ما نعتبر ناطحات السحاب مركزًا للابتكار، ومع ذلك، فإن صناعة البناء تشهد ثورة، وهي ثورة من المقرر أن تغير الطريقة التي نفكر بها في البناء وكفاءة الطاقة، في قلب هذه الثورة يكمن الزجاج.
حاليًا، قد تفاجئك نسبة الزجاج إلى مواد البناء الأخرى، في ناطحات السحاب الحديثة، يصل استخدام الزجاج إلى أكثر من 50% من مساحة السطح الخارجي.
لقد منح التقدم التكنولوجي الزجاج العديد من الخصائص الجديدة، مما أدى إلى تغيير شكله وما يمكن أن يفعله.
أصبح الزجاج الآن أكثر من مجرد زجاج شفاف؛ ويمكن أيضًا أن تكون شفافة وعاكسة وحتى تنتج الطاقة وتحميها، ولم تعد الشفافية تقتصر على الزجاج فحسب.
الزجاج المسطح، الذي يستخدم عادة في ناطحات السحاب، له عيوبه. ينقل الحرارة بسهولة من الداخل إلى الخارج لأنه يوصل الحرارة بسرعة.
وهذا يمكن أن يؤدي إلى زيادة استهلاك الطاقة للتدفئة والتبريد، كما أن نفاذية الضوء العالية يمكن أن تؤدي إلى وجود الكثير من ضوء الشمس في الداخل وتقلبات في درجات الحرارة.
تاريخ النوافذ الموفرة للطاقة
عندما ظهرت أزمة الطاقة في السبعينيات، بدأت الحكومات الأوروبية في اتباع سياسات لتنظيم استهلاك الطاقة.
قررت وزارة الطاقة الأمريكية، أن حوالي 25% من تكاليف التدفئة السكنية هي نتيجة مباشرة لفقد الطاقة من نوافذ المباني، ولهذا السبب، بدأت في تمويل الدراسات البحثية التي يمكن أن تقلل من كمية الطاقة المتسربة من المباني.
في السبعينيات، وصلت النوافذ متعددة الأجزاء إلى السوق وبدأ المصنعون في تسويق النوافذ الموفرة للطاقة لأول مرة.
أثبتت النوافذ والأبواب ذات الزجاج المزدوج أنها حل فعال لأنها تقلل بشكل كبير من انتقال الحرارة عبر النوافذ، مما يقلل الحاجة إلى التدفئة المفرطة أو تكييف الهواء.
ظهرت أيضًا النوافذ ذات الانبعاث المنخفض (Low-e) في السبعينيات، تم تصنيع أولى الطلاءات منخفضة الانبعاث باستخدام طبقات رقيقة من الذهب، مما أدى إلى خلق لون أخضر.
في عام 1981، تم إنتاج أول طلاءات عديمة اللون منخفضة الانبعاث باستخدام طبقات الفضة.
ما هو زجاج Low-e وكيف يكون أكثر كفاءة في استخدام الطاقة؟
تم تطوير زجاج Low-e لحل هذه المشكلات. تشكل الطلاءات الناعمة، بما في ذلك زجاج Low-e، 65% من إجمالي سوق الطلاء، تبلغ القيمة السوقية للزجاج المطلي الناعم حوالي 28 مليون دولار في عام 2022.
والتوقعات للفترة 2023-2028 معدل نمو سنوي مركب قدره 9.23%، مما يدفع القيمة السوقية إلى ما يقدر بـ 47 مليون دولار بحلول عام 2028، وفقًا لتقرير أبحاث سوق الزجاج المطلي العالمي.
والتحليل والتوقعات حتى عام 2028، المادة الفضية بمقياس النانومتر الموجودة في الزجاج المطلي منخفض الانبعاث مطلية من بين مواد أخرى توفر خصائص مختلفة مضادة للانعكاس.
وبهذه الطريقة، يتم تحقيق الانتقائية في الطيف الكهرومغناطيسي وتسمح لضوء النهار بالدخول إلى داخل المبنى.
تتميز الزجاجات المطلية بطبقة منخفضة على هذا المقياس النانومتري بخصائص تحمي الجزء الداخلي من التأثيرات الضارة لأشعة الشمس بسبب خصائصها العاكسة للأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية.
بفضل هذه الخصائص البصرية، يجعلنا الزجاج المطلي منخفض الإضاءة نشعر بمزيد من الرحابة في المباني.
كما يتم استخدام زجاج Low-e على نطاق واسع في المباني في إصداراتها القابلة للحرارة، مما يمكنها من تقديم حلول للاحتياجات المختلفة للمباني.
بالإضافة إلى ميزة العزل الحراري، يوفر الزجاج Low-e ذو الخصائص المقسى أيضًا الأمان في المباني.
يوفر ميزات الأمان عند تصفيحه، ونتيجة لذلك، فإن النظارات منخفضة الإشعاع تقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة في المبنى، وتعزز الراحة الداخلية، وتخلق بيئة صحية لشاغلي المبنى.
علاوة على ذلك، فإن تأثيرها الإيجابي على استهلاك الطاقة وعمرها الطويل يساعد على تقليل البصمة الكربونية.
اعتماداً على لوائح كفاءة الطاقة في البلدان المتقدمة والنامية، يصبح استخدام الزجاج المزدوج أو الثلاثي المطلي في المباني الجديدة إلزامياً.
وفي الوقت نفسه، يلعب الاتجاه العالمي في زيادة التحضر وزيادة مشاريع البنية التحتية دورًا مهمًا في سوق الزجاج المطلي.
التقدم في تكنولوجيا الزجاج
الطلب المتزايد على الحلول الذكية في المباني اليوم يدفع إلى اعتماد الزجاج الذكي، مما يجعله اتجاهًا رئيسيًا في سوق الزجاج المطلي. وبالتوازي مع ذلك، تعمل الاتجاهات الرئيسية على تشكيل مستقبل السوق.
التقدم في تقنيات الزجاج الذكي، والابتكارات في تقنيات الطلاء، والتفاني المتزايد على مستوى الصناعة لتحقيق الاستدامة كلها عوامل تساهم في تطور السوق المغلفة.
يمكننا تقليل قيمة 5.7 W/m2K U في الزجاج الفردي إلى 0.5 W/m2K مع زجاج عازل ثلاثي مطلي بطبقة Low-e، وهذا يعني أننا نقدم ما يقرب من 10 أضعاف العزل الحراري.
توفر مجموعة منتجات Solar Low-e التحكم في الحرارة والطاقة الشمسية في نفس الوقت بطبقة واحدة.
بفضل طلائه الذي يمنع الحرارة الداخلية من الهروب، فهو يوفر عزلًا أفضل بنسبة 50% من الزجاج المزدوج القياسي، كما يتمتع أيضًا بخصائص التحكم في الطاقة الشمسية، وبهذه الطريقة، فإنه يساهم في تقليل أحمال التدفئة والتبريد للمباني.
يوجد مشروع خاص في أنقرة بتركيا يلبي جميع احتياجاتها من التدفئة والتبريد والطاقة الكهربائية من خلال الألواح الشمسية.
وبفضل وحدة الزجاج العازل الثلاثي الزجاج، التي تم استخدامها في المشروع، تم تحقيق عزل حراري بنسبة 81% وتحكم أكثر فعالية في ضوء النهار بنسبة 57% مقارنة بوحدة الزجاج العازل المزدوج غير المطلي.
الاستثمار في نظام الطاقة الشمسية يؤتي ثماره خلال سنتين إلى ثلاث سنوات.
كيف يمكننا أن نجعل دورة حياة الزجاج أكثر استدامة؟
على الرغم من مساهمة استخدام زجاج Low-e في صناعة البناء في تقليل البصمة الكربونية، إلا أنه لا تزال هناك مخاوف بشأن استدامة إنتاج الزجاج، مثل الاستهلاك العالي للطاقة واستخدام الموارد الطبيعية.
يساهم استخدام الوقود الأحفوري في انبعاثات الغازات الدفيئة وتغير المناخ. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخراج ومعالجة المواد الخام اللازمة لإنتاج الزجاج يمكن أن يضر بالنظم البيئية الطبيعية، خاصة بسبب أنشطة مثل استخراج الرمال.
لهذه الأسباب، غالبًا ما يكون إنتاج الزجاج غير مستدام، ومع ذلك، يمكن لصناعة الزجاج تقليل هذه التأثيرات من خلال اعتماد حلول أكثر استدامة، على سبيل المثال، يمكن تقليل الآثار البيئية لإنتاج الزجاج عن طريق زيادة استخدام الزجاج المعاد تدويره، وتحسين كفاءة الطاقة، والتحول إلى مصادر الطاقة المتجددة.
نتيجة لدراسات سيشكام لتحديد أفضل الممارسات فيما يتعلق بكفاءة الطاقة واستعادة الطاقة المفقودة وتقليل احتياجات الطاقة، تمكنا من تقليل استهلاك الطاقة المحدد بنسبة 12% في صناعة الزجاج على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية.
ونهدف إلى توسيع استخدام الطاقة المتجددة في محطاتها بمقدار ثمانية أضعاف بحلول عام 2030.
عند تقييم الاستدامة، من الضروري مراعاة دورة حياة الزجاج بأكملها، بما في ذلك إنتاجه واستخدامه والتخلص منه.
يتيح هذا النهج الشامل اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن استخدام الزجاج في المباني ويعزز ممارسات البناء المستدامة.
تقع على عاتقنا مسؤولية ترك عالم صحي ومستدام للأجيال القادمة، ويتعين على الشركات أن تتصرف بناء على هذه المسؤولية.
ومن خلال تنفيذ استراتيجيات محددة جيدا تركز على حماية البيئة، والمسؤولية الاجتماعية، والتأثير المجتمعي الإيجابي، يمكننا أن نسعى جاهدين لخلق مستقبل مستدام، صناعة الزجاج يمكنها قيادة هذه الرحلة نحو مستقبل أكثر استدامة.
