به عنوان یک جزء کلیدی برای دستیابی به نور طبیعی کارآمد در ساختمانهای مدرن، طراحی ساختاری ورقهای نورگیر نه تنها میزان عبور نور و پایداری مکانیکی آنها را تعیین میکند، بلکه مستقیماً بر مقاومت در برابر آب و هوا و عمر مفید آنها تأثیر میگذارد. درک عمیق از ویژگی های ساختاری آنها به درک منطق انتخاب و مزایای عملکرد برای سناریوهای مختلف برنامه کمک می کند.
ساختار اصلی ورق های نورگیر معمولاً از یک لایه محافظ سطحی، یک لایه بستر تقویت کننده و یک لایه اصلاح عملکردی تشکیل شده است. هر لایه تقسیم کار مشخصی دارد و به صورت هم افزایی کار می کند. لایه محافظ سطح اغلب از مواد پلیمری بالا با مقاومت عالی در برابر آب و هوا (مانند ASA، PMMA) یا پوششهای ویژه استفاده میکند که از طریق فرآیندهای اکستروژن یا پوشش روی سطح ورق اعمال میشود. عملکرد اصلی آن جلوگیری از تشعشعات فرابنفش، مقاومت در برابر باران اسیدی و فرسایش آلاینده، به تاخیر انداختن پیری و زرد شدن مواد، و تضمین پایداری طولانی مدت عبور نور است. اگرچه این لایه نسبتاً نازک است (معمولاً 0.1-0.3 میلی متر)، اولین خط دفاعی در برابر فرسایش محیطی است.
لایه زیرلایه تقویت کننده اسکلت ساختاری ورق نورگیر است که پلی استر تقویت شده با الیاف شیشه (FRP) یا پلی کربنات (PC) مواد اصلی هستند. فایبرگلاس به طور یکنواخت در یک الگوی مش{1}در داخل ماتریس رزین توزیع میشود و به طور قابل توجهی استحکام کششی و مقاومت ضربهای ماده را افزایش میدهد و کاشیهای شفاف را کمتر در معرض شکستگی تحت باد، برف یا بارهای ساختمانی قرار میدهد. پلی کربنات با ساختار زنجیره مولکولی بسیار انعطاف پذیر خود، ماهیت سبک وزن خود را حفظ می کند و در عین حال دارای مقاومت عالی در برابر ضربه است و آن را به ویژه برای محیط های مستعد در برابر ضربه های خارجی مناسب می کند. ضخامت و محتوای الیاف لایه زیرلایه باید با توجه به نیازهای دهانه و بار تنظیم شود. محصولات معمولی درجه صنعتی{4}} دارای محدوده ضخامت 1.2-3.0 میلی متر هستند تا از تعادل بین صلبیت و عبور نور اطمینان حاصل شود.
لایههای اصلاح عملکردی اغلب از طریق اکستروژن همزمان یا فرآیندهای افزودنی داخلی، مانند جاذبهای UV، بازدارندههای شعله، یا میکروذرات{1}عایق حرارت{0}}در زیرلایه ادغام میشوند. این طرحها میتوانند ویژگیهای خاصی را بدون افزایش وزن به کاشیهای نیمهشفاف بدهند-بهعنوان مثال، لایههای اصلاحکننده شعله{4}}مقاومت در برابر آتش را بهبود میبخشند و میکروذرات عایق{5}}حرارت، انتقال مادون قرمز را کاهش میدهند تا بار گرمای تابستان را کاهش دهند و بازده انرژی ساختمان را بیشتر بهینه کنند.
از نظر شکل مقطع{0}}، کاشی های نیمه شفاف اغلب از ساختارهای ذوزنقه ای، راه راه یا توخالی استفاده می کنند. طرحهای ذوزنقهای و موجی{2}}مساحت سطح را افزایش میدهند و تناسب با سقف را بهبود میبخشند در حالی که از برآمدگیها برای هدایت زهکشی استفاده میکنند. ساختارهای توخالی (مانند حفره های لانه زنبوری و I شکل) وزن را کاهش می دهند و در عین حال استحکام خود را حفظ می کنند و از لایه های هوا برای جلوگیری از انتقال گرما، متعادل کردن نیازهای سبک وزن و عایق استفاده می کنند.
به طور کلی، ساختار ورق های سقف نیمه شفاف ترکیبی-چند لایه، چند-و دقیق است. طراحی و شکل هر لایه حول سه هدف اصلی "انتقال نور، دوام و ایمنی" می چرخد. با پیشرفت در فناوری کامپوزیت مواد و فرآیندهای قالبگیری، ساختار آنها به سمت وزن سبکتر و عملکردهای یکپارچهتر تکامل مییابد و پشتیبانی ساختاری مطمئنتری برای سیستمهای روشنایی ساختمان فراهم میکند.
