This post is also available in: English Armenian
در دهههای اخیر، صنعت ساختمانسازی به یکی از بزرگترین مصرفکنندگان انرژی و منابع طبیعی در جهان تبدیل شده است. ساختمانها نهتنها در مرحله بهرهبرداری بلکه در مراحل تولید مصالح، حملونقل، نصب و در نهایت تخریب، سهم قابلتوجهی در انتشار گازهای گلخانهای دارند. در پاسخ به این چالش، مفهوم «ساختمان سبز» و بهطور گستردهتر «اقتصاد چرخشی» وارد ادبیات فنی و سیاستگذاری صنعت ساختمان شده است. اقتصاد چرخشی بهجای الگوی خطیِ استخراج–مصرف–دفع، بر بازیافت، استفاده مجدد و افزایش طول عمر مواد تمرکز دارد.
در این میان، پنجرههای دوجداره و سهجداره که بهطور گسترده برای بهبود عایقکاری حرارتی استفاده میشوند، حاوی گازهای نجیب بهویژه آرگون در فضای بین شیشهها هستند. این گاز که نقش کلیدی در کاهش انتقال حرارت دارد، پس از پایان عمر مفید پنجرهها معمولاً بدون بازیافت به اتمسفر آزاد میشود. با توجه به اینکه تولید صنعتی آرگون نیازمند مصرف انرژی بالا در واحدهای جداسازی هوا است، بازیافت آرگون از پنجرههای فرسوده میتواند بهعنوان یک راهکار عملی برای کاهش مصرف انرژی، کاهش هزینههای صنعتی و تقویت زنجیره اقتصاد چرخشی در صنعت ساختمان مطرح شود.
نقش آرگون در عملکرد حرارتی پنجرههای دوجداره
پنجرههای دوجداره متشکل از دو لایه شیشه هستند که فضای بین آنها با هوا یا گازهای نجیب پر میشود. هدف اصلی از این طراحی، کاهش انتقال حرارت از طریق رسانش و همرفت است. در مقایسه با هوا، گاز آرگون به دلیل چگالی بیشتر و رسانایی حرارتی کمتر، انتقال حرارت را به میزان قابلتوجهی کاهش میدهد.
رسانایی حرارتی آرگون حدود ۳۰ درصد کمتر از هواست و این ویژگی باعث میشود جریانهای همرفتی در فضای بین شیشهها به حداقل برسد. در نتیجه، ضریب انتقال حرارت کلی پنجره (U-value) کاهش یافته و مصرف انرژی برای گرمایش و سرمایش ساختمان کمتر میشود. به همین دلیل، در بسیاری از استانداردهای ساختمانی جدید، استفاده از پنجرههای گازپر بهعنوان الزام یا توصیه فنی مطرح است.
از منظر صنعتی، آرگون مورد استفاده در پنجرهها باید خلوص نسبتاً بالایی داشته باشد تا از تشکیل رطوبت و واکنشهای شیمیایی ناخواسته جلوگیری شود. این موضوع باعث میشود آرگون تزریقشده به پنجرهها، از نظر کیفیت، مشابه آرگون مورد استفاده در بسیاری از کاربردهای صنعتی دیگر باشد و بنابراین از نظر تئوریک قابلیت بازیافت و استفاده مجدد داشته باشد.
چرخه عمر پنجرههای دوجداره و فرصتهای بازیافت گاز
عمر مفید پنجرههای دوجداره معمولاً بین ۱۵ تا ۳۰ سال برآورد میشود، بسته به کیفیت ساخت، شرایط اقلیمی و نحوه نگهداری. پس از این دوره، پنجرهها به دلیل افت عملکرد عایقکاری، نشت گاز، یا تخریب قابها تعویض میشوند. در فرآیند تخریب یا نوسازی ساختمانها، تمرکز اصلی معمولاً بر بازیافت شیشه و فلز قابهاست و به گاز موجود در فضای بین شیشهها توجه چندانی نمیشود.
در اغلب موارد، شیشه شکسته میشود و گاز آرگون بهصورت کنترلنشده وارد اتمسفر میشود. هرچند آرگون گاز گلخانهای محسوب نمیشود و از نظر زیستمحیطی مستقیم خطرناک نیست، اما تولید مجدد آن نیازمند مصرف انرژی الکتریکی بالا در واحدهای کرایوجنیک جداسازی هواست. بنابراین، از منظر چرخه انرژی و ردپای کربن، آزاد شدن آرگون بازیافتنشده به معنای هدررفت یک منبع صنعتی پرهزینه است.
اگر در مرحله جمعآوری پنجرههای فرسوده، سیستمهایی برای استخراج کنترلشده گاز طراحی شود، میتوان بخش قابلتوجهی از آرگون مصرفشده در صنعت ساختمان را وارد چرخه مجدد مصرف صنعتی کرد. این رویکرد با اصول اقتصاد چرخشی کاملاً همراستا است، زیرا بهجای اتکا به تولید اولیه، از منابع ثانویه استفاده میشود.
فناوریهای بازیافت آرگون از پنجرههای دوجداره
بازیافت آرگون از پنجرههای دوجداره چالشهای فنی خاص خود را دارد، زیرا حجم گاز در هر واحد پنجره نسبتاً کم است و نیاز به تجمیع مقادیر زیاد برای توجیه اقتصادی وجود دارد. با این حال، در مقیاس صنعتی و در مراکز بازیافت ساختمانی، این فرآیند میتواند مقرونبهصرفه شود.
فرآیند معمول شامل چند مرحله اصلی است. ابتدا پنجرهها بدون شکستن کامل شیشهها وارد واحد جداسازی میشوند. با ایجاد سوراخهای کنترلشده یا باز کردن درزهای آببندی، گاز محبوسشده به داخل یک سیستم جمعآوری هدایت میشود. این گاز سپس وارد مخازن ذخیره موقت شده و برای خالصسازی به واحدهای تصفیه منتقل میشود.
از آنجا که گاز استخراجشده ممکن است حاوی مقادیر کمی هوا، رطوبت یا سایر گازها باشد، استفاده از فیلترهای مولکولی، خشککنها و سیستمهای جذب سطحی برای افزایش خلوص ضروری است. در صورت نیاز به خلوص بالا، میتوان از فرآیندهای تقطیر کرایوجنیک در مقیاس کوچک نیز استفاده کرد، هرچند این روش هزینه سرمایهگذاری بیشتری دارد.
پیشرفت در فناوریهای فشردهسازی و ذخیرهسازی گاز باعث شده است که حتی مقادیر پراکنده گاز نیز قابل تجمیع و انتقال به مراکز تصفیه مرکزی باشند. به این ترتیب، شبکهای از مراکز جمعآوری میتواند به زنجیره تأمین گازهای صنعتی متصل شود.
جایگاه بازیافت آرگون در اقتصاد چرخشی صنعت ساختمان
اقتصاد چرخشی در صنعت ساختمان بهطور سنتی بر بازیافت مصالح جامد مانند بتن، فولاد و شیشه متمرکز بوده است. با این حال، گازهای محبوس در اجزای ساختمانی نیز بخشی از منابع مصرفشده در این صنعت هستند که تاکنون کمتر مورد توجه قرار گرفتهاند. بازیافت آرگون میتواند بهعنوان یک نمونه موفق از گسترش مفهوم اقتصاد چرخشی به حوزه مواد مصرفی نامرئی مطرح شود.
ادغام بازیافت گاز در زنجیره مدیریت پسماند ساختمانی نیازمند همکاری بین شرکتهای تخریب، بازیافت، تولیدکنندگان پنجره و تأمینکنندگان گازهای صنعتی است. در چنین مدلی، پنجرههای قدیمی نهتنها بهعنوان ضایعات شیشه بلکه بهعنوان منبع گاز صنعتی ارزشمند تلقی میشوند. این تغییر نگرش میتواند به ایجاد بازارهای جدید برای خدمات جمعآوری و تصفیه گاز منجر شود.
از دیدگاه سیاستگذاری، تشویق به بازیافت گاز میتواند از طریق مشوقهای مالیاتی، استانداردهای ساختمانی و الزامات مدیریت پسماند تقویت شود. بهویژه در پروژههای بزرگ نوسازی شهری، حجم پنجرههای تعویضشده بهاندازهای است که بازیافت گاز میتواند نقش ملموسی در کاهش مصرف منابع اولیه داشته باشد.
مزایای زیستمحیطی بازیافت آرگون
اگرچه آرگون بهطور مستقیم اثر گلخانهای ندارد، اما تولید آن بهطور غیرمستقیم با انتشار دیاکسیدکربن همراه است، زیرا واحدهای جداسازی هوا انرژیبر هستند و اغلب از برق تولیدشده از سوختهای فسیلی استفاده میکنند. بنابراین هر مترمکعب آرگون بازیافتی به معنای کاهش نیاز به تولید اولیه و در نتیجه کاهش مصرف انرژی است.
علاوه بر این، کاهش تقاضا برای تولید آرگون میتواند فشار بر زیرساختهای صنعتی را کاهش دهد و نیاز به توسعه واحدهای جدید جداسازی هوا را کمتر کند. این موضوع بهطور غیرمستقیم باعث کاهش مصرف منابع طبیعی و کاهش اثرات زیستمحیطی ناشی از ساخت تجهیزات صنعتی بزرگ میشود.
از منظر مدیریت پسماند، فرآیندهای کنترلشده بازیافت گاز باعث میشود که عملیات تخریب ساختمانها ایمنتر و ساختارمندتر انجام شود. این موضوع میتواند به کاهش پراکندگی ذرات شیشه و آلودگیهای محلی نیز کمک کند، زیرا پنجرهها پیش از خرد شدن کامل وارد فرآیند جداسازی میشوند.
مزایای اقتصادی برای صنعت گازهای صنعتی و شرکتهای فعال در میعانات گازی
برای شرکتهای فعال در حوزه گازهای صنعتی و میعانات گازی، بازیافت آرگون از پنجرههای دوجداره میتواند بهعنوان یک منبع مکمل تأمین گاز مطرح شود. در شرایطی که هزینه انرژی و سرمایهگذاری برای تولید اولیه گازها رو به افزایش است، دسترسی به منابع ثانویه میتواند مزیت رقابتی ایجاد کند.
از منظر اقتصادی، هزینه جمعآوری و تصفیه آرگون بازیافتی در بسیاری از موارد کمتر از هزینه تولید کرایوجنیک آن است، بهویژه زمانی که حجم تجمیعشده زیاد باشد. علاوه بر این، شرکتهایی که در زنجیره بازیافت مشارکت میکنند میتوانند خدمات ارزشافزوده جدیدی مانند مدیریت گازهای پسماند ساختمانی، تصفیه گاز و تأمین گاز سبز برای پروژههای پایدار ارائه دهند.
در بازارهای بینالمللی، مفهوم «گاز صنعتی با ردپای کربن کمتر» بهتدریج در حال تبدیلشدن به یک مزیت تجاری است. شرکتهایی که بتوانند بخشی از سبد محصولات خود را از منابع بازیافتی تأمین کنند، در مذاکرات با مشتریان صنعتی بزرگ، بهویژه در صنایع پیشرفته و صادراتمحور، موقعیت بهتری خواهند داشت.
همچنین برای شرکتهای فروش میعانات گازی و گازهای مرتبط با زنجیره انرژی، ورود به حوزه اقتصاد چرخشی میتواند تصویر برند را بهعنوان بازیگر مسئولیتپذیر زیستمحیطی تقویت کند؛ موضوعی که در جذب سرمایهگذاران و مشارکت در پروژههای بزرگ ملی و بینالمللی اهمیت فزایندهای دارد.
چالشهای فنی و لجستیکی در مسیر پیادهسازی گسترده
با وجود مزایای متعدد، بازیافت آرگون از پنجرههای دوجداره با چالشهایی نیز همراه است. یکی از مهمترین چالشها، پراکندگی منابع است. برخلاف صنایع بزرگ که گاز بهصورت متمرکز مصرف میشود، پنجرهها در ساختمانهای متعدد و پراکنده نصب شدهاند و جمعآوری آنها نیازمند شبکه لجستیکی گسترده است.
چالش دیگر مربوط به میزان نشت گاز در طول عمر پنجره است. بخشی از آرگون در طول سالها بهتدریج از درزهای آببندی خارج میشود و بنابراین میزان گاز قابل بازیافت کمتر از مقدار اولیه تزریقشده است. این موضوع باید در محاسبات اقتصادی و طراحی ظرفیت سیستمهای بازیافت لحاظ شود.
از نظر فنی، حفظ کیفیت گاز جمعآوریشده نیز اهمیت دارد. ورود رطوبت و هوا به سیستم میتواند هزینه تصفیه را افزایش دهد و در برخی موارد استفاده مجدد از گاز را غیر اقتصادی کند. بنابراین، طراحی تجهیزات جمعآوری باید بهگونهای باشد که حداقل آلودگی را وارد جریان گاز کند.
در نهایت، نبود استانداردهای مشخص برای بازیافت گاز از مصالح ساختمانی میتواند مانع توسعه سریع این صنعت شود. تدوین دستورالعملهای فنی و حقوقی برای این حوزه، نقش مهمی در جذب سرمایهگذاری خواهد داشت.
پیوند بازیافت آرگون با مفهوم ساختمان سبز و گواهیهای زیستمحیطی
در سیستمهای رتبهبندی ساختمان سبز مانند LEED و BREEAM، استفاده از مصالح بازیافتی و کاهش ردپای کربن از معیارهای اصلی ارزیابی هستند. اگرچه این سیستمها تاکنون تمرکز اصلی بر مصالح جامد داشتهاند، اما بهتدریج توجه به کل چرخه عمر اجزای ساختمانی در حال افزایش است.
در این چارچوب، استفاده از پنجرههایی که گاز داخل آنها از منابع بازیافتی تأمین شده باشد، میتواند بهعنوان یک مزیت زیستمحیطی در پروژههای ساختمانی مطرح شود. این رویکرد نهتنها مصرف منابع اولیه را کاهش میدهد بلکه پیام روشنی درباره تعهد پروژه به اصول پایداری ارسال میکند.
برای تولیدکنندگان پنجره نیز استفاده از آرگون بازیافتی میتواند بخشی از استراتژی بازاریابی سبز باشد. در بازار رقابتی مصالح ساختمانی، ارائه محصولاتی با برچسب پایداری میتواند عامل تمایز مهمی باشد، بهویژه در پروژههای دولتی و بینالمللی که الزامات زیستمحیطی سختگیرانهتری دارند.
نقش شرکتهای تأمینکننده گاز در توسعه این زنجیره ارزش
شرکتهای فعال در حوزه گازهای صنعتی و میعانات گازی به دلیل برخورداری از زیرساختهای ذخیرهسازی، فشردهسازی و توزیع گاز، بهترین موقعیت را برای توسعه زنجیره بازیافت آرگون دارند. این شرکتها میتوانند بهعنوان حلقه واسط بین صنعت ساختمان و صنایع مصرفکننده گاز عمل کنند.
با سرمایهگذاری در واحدهای تصفیه و فشردهسازی گاز بازیافتی، این شرکتها قادر خواهند بود آرگون استخراجشده را به سطح کیفی مورد نیاز صنایع مختلف برسانند. علاوه بر این، تجربه موجود در حملونقل ایمن گازهای تحت فشار، ریسکهای عملیاتی این زنجیره را بهطور قابلتوجهی کاهش میدهد.
همکاری با شرکتهای تخریب و بازیافت ساختمانی نیز میتواند به ایجاد مدلهای تجاری مشترک منجر شود؛ بهگونهای که هزینههای جمعآوری گاز با درآمد حاصل از فروش آن جبران شود. در چنین مدلی، بازیافت گاز از یک فعالیت جانبی به یک جریان درآمدی پایدار تبدیل خواهد شد.
چشمانداز آینده و مسیرهای توسعه
با افزایش تمرکز جهانی بر کاهش انتشار کربن و بهینهسازی مصرف منابع، انتظار میرود مفهوم بازیافت گازهای صنعتی از محصولات مصرفشده بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد. در آینده، ممکن است طراحی پنجرهها بهگونهای انجام شود که فرآیند استخراج گاز در پایان عمر محصول سادهتر و کمهزینهتر باشد، مثلاً از طریق دریچههای مخصوص بازیافت یا مواد آببندی قابل جداسازی.
همچنین توسعه فناوریهای جذب و جداسازی گاز در مقیاس کوچک میتواند امکان بازیافت در محل را فراهم کند، بهویژه در پروژههای بزرگ نوسازی شهری. در چنین شرایطی، گاز جمعآوریشده میتواند بهطور مستقیم به مخازن حمل منتقل شود و بدون نیاز به انتقال پنجرهها به مراکز خاص، وارد زنجیره مصرف صنعتی شود.
از منظر سیاستگذاری، ادغام الزامات بازیافت گاز در مقررات مدیریت پسماند ساختمانی میتواند نقش کلیدی در توسعه این صنعت داشته باشد. تجربه کشورهای پیشرو در مدیریت پسماند نشان میدهد که مقررات الزامآور همراه با مشوقهای مالی بهترین ترکیب برای تغییر رفتار بازار است.
آرگون بهعنوان یکی از اجزای کلیدی پنجرههای دوجداره نقش مهمی در بهینهسازی مصرف انرژی ساختمانها دارد، اما پس از پایان عمر مفید پنجرهها معمولاً بدون بازیافت از چرخه مصرف خارج میشود. در حالی که تولید صنعتی آرگون نیازمند مصرف انرژی بالا است، بازیافت این گاز از پنجرههای فرسوده میتواند به کاهش مصرف منابع اولیه، کاهش هزینههای صنعتی و تقویت اصول اقتصاد چرخشی کمک کند.
برای صنعت ساختمان، این رویکرد به معنای گسترش مفهوم ساختمان سبز از سطح طراحی و بهرهبرداری به سطح مدیریت پایان عمر مصالح است. برای شرکتهای فعال در حوزه گازهای صنعتی و میعانات گازی نیز، بازیافت آرگون فرصتی برای توسعه منابع تأمین پایدار، ایجاد مزیت رقابتی و تقویت جایگاه در بازارهای سبز محسوب میشود.
اگرچه چالشهای فنی و لجستیکی وجود دارد، اما با پیشرفت فناوری و تدوین چارچوبهای سیاستی مناسب، بازیافت آرگون از پنجرههای دوجداره میتواند به یکی از اجزای مهم زنجیره ارزش پایدار در صنعت ساختمانسازی آینده تبدیل شود؛ زنجیرهای که در آن حتی گازهای نامرئی نیز جایگاه مشخصی در چرخه اقتصاد چرخشی خواهند داشت.
جدول ۱ – مقایسه تولید اولیه آرگون و بازیافت آرگون از پنجرههای دوجداره
| شاخص مقایسه | تولید اولیه آرگون (جداسازی هوا) | بازیافت از پنجرههای دوجداره |
| منبع گاز | هوای محیط | پنجرههای فرسوده ساختمانی |
| مصرف انرژی | بسیار بالا (واحدهای کرایوجنیک) | متوسط تا پایین (فشردهسازی و تصفیه) |
| سرمایهگذاری اولیه | بالا | متوسط |
| ردپای کربن | بالا | پایینتر |
| وابستگی به زیرساخت بزرگ | زیاد | قابل توسعه در مقیاس منطقهای |
| همراستایی با اقتصاد چرخشی | محدود | بسیار بالا |
| پتانسیل توسعه بازار سبز | متوسط | بالا |
————————————————–
منابع
• European Commission.
Circular Economy Action Plan: For a Cleaner and More Competitive Europe.
Brussels: European Union, 2020.
→ Policy framework for circular economy in construction and material recovery.
• International Energy Agency (IEA).
Energy Efficiency in Buildings: Windows and Building Envelopes.
Paris: IEA Publications, 2022.
→ Discusses performance of insulated glazing units (IGUs) and role of gas fills such as argon.
• Pilkington Glass.
Argon Gas in Insulating Glass Units: Performance and Durability.
Technical Bulletin, NSG Group, 2019.
→ Explains why argon is used in double-glazed windows and long-term gas retention.
• Saint-Gobain Glass.
Insulating Glass Units and Gas Filling Technologies.
Technical Documentation, 2021.
→ Industrial process of gas filling and sealing in glazing productio