عایق کاری ساختمان
عایق کاری ساختمانی و سرمایه گذاری در آنها یک مسئله مهم در بهبود کیفیت مصالح ساختمانی است. مصالح جدید امروزه مقاوم‌تر از نسل‌های قبلی خود هستند و این باعث کاهش ابعاد اجزای ساختمانی مانند ضخامت دیوارها، سقف‌ها و کف‌ها شده است. این کاهش ابعاد، تبادل حرارت را در سطح خارجی ساختمان‌ها آسان‌تر می‌کند. در کشورهایی که هزینه انرژی بالاست، استفاده از عایق حرارتی در ساختمان‌ها به طور چشمگیری مقاومت حرارتی آنها را افزایش داده است. اما در کشور ما، به دلیل ارزان بودن سوخت و منابع غنی نفت و گاز، به این مسئله کمتر توجه شده است.
عایق کاری در ساختمان‌ها حتی در مناطق گرم نیز می‌تواند منجر به کاهش بار تبرید و در نتیجه کاهش مصرف برق در فصول گرم شود. همچنین، کاهش سرمایه‌گذاری در تأسیسات تهویه و شوفاژ و جلوگیری از تعریق بخار در سطح داخلی پوسته ساختمان‌ها در نواحی مرطوب نتایج دیگری از عایق کاری حرارتی هستند.
استفاده از انرژی خورشید برای گرمایش در فصول سرد نیازمند عایق کاری حرارتی است و بدون آن، به‌طور کامل عملی نیست. میزان صرفه‌جویی در انرژی، کاهش آلودگی محیط و کاهش سرمایه‌گذاری در تأسیسات حرارتی و برودتی ساختمان به شرایط اقلیمی منطقه و کیفیت عایق کاری ساختمان بستگی دارد.
بعضی از کشورهای صنعتی با اعمال روش‌های نوین در عایق کاری حرارتی ساختمان‌ها به نتایج شگفت‌انگیزی رسیده‌اند.
شناخت ضرایب متداول در عایق کاری ساختمان
ضریب هدایت حرارتی یا گرمایی، به مقدار انرژی گرمایی اشاره دارد که یک ماده قادر است در واحد ضخامت و زمان و در دمای خاصی از خود عبور دهد. هرچه این ضریب کوچکتر باشد، نشان دهنده‌ی کمتر بودن قابلیت انتقال انرژی گرمایی ماده است و بیشتر مناسب برای استفاده به عنوان عایق است. واحد این ضریب در سیستم متریک، وات بر متر درجه کلوین (W/mK) است و با k نمایش داده می‌شود.
ضریب مقاومت حرارتی، عکس ضریب هدایت حرارتی است و برای سادگی در محاسبات، اغلب از معکوس ضریب هدایت حرارتی یعنی ۱/k استفاده می‌شود.
مقاومت حرارتی
مقاومت حرارتی یا R به مقداری اشاره دارد که در برابر جریان حرارت در یک نوع مصالح یا ترکیبی از چند مصالح با ضخامت مشخص، مقاومت ایجاد می‌کند. محاسبه مقاومت حرارتی هر نوع ماده با ضخامت مشخص از ضرب کردن ضریب واحد بر ضریب هدایت حرارتی (k) در ضخامت آن ماده به دست می‌آید. زمانی که ترکیبی از چند نوع ماده باشد که به صورت لایه‌های موازی قرار گرفته‌اند – مثلاً دیواری آجری با اندودهای داخلی و خارجی – مجموع مقاومت‌های این دیوار معادل جمع مقاومت‌های آجرچینی و اندودهای طرفین آن خواهد بود.
انتقال حرارت نیز با ضرایب R، K و ضریب مقاومت حرارتی مرتبط است، که هر سه نسبت به درجه حرارت سطح مواد وابسته هستند. درجه حرارت سطح مواد را دشوار است به طور مستقیم اندازه گرفت، اما درجه حرارت محیط داخلی و خارجی ساختمان را می‌توان به راحتی اندازه گرفت.
در فصل‌های سرد، گرما ابتدا وارد فضای داخل ساختمان می‌شود، سپس از طریق جداره‌ها عبور کرده و از سطح خارجی به محیط خارجی منتقل می‌شود. برای انتقال گرما، سطوح داخلی و خارجی پوسته ساختمان نیز مقاومت ایجاد می‌کنند. مقاومت سطوح داخلی دیوارها، کف و سقف‌ها در برابر عبور گرما تقریباً ثابت است، اما مقاومت سطوح خارجی دیوارها و بام‌ها متغیر است و به عواملی مانند نوع مصالح، ارتفاع طبقه و محل ساختمان بستگی دارد.
میزان عایق کاری ساختمان
میزان عایقکاری ساختمان در اقلیم‌های مختلف متغیر است و به درجه حرارت محیط خارج ساختمان وابسته است. در مناطق سردسیر، حداقل دما در زمستان و در مناطق گرمسیر، حداکثر دما در تابستان، تعیین کننده‌های اصلی برای میزان عایقکاری هستند. مقادیر مشخصی برای عایقکاری در طراحی و محاسبات حرارتی ساختمان‌ها در کشورهای صنعتی وجود دارد که در مقررات و آیین‌نامه‌های ساختمانی هر کشور برای سقف‌ها، دیوارها و کف‌ها تعیین شده‌اند. در برخی از کشورها، رعایت این مقادیر برای سازندگان اجباری است.
انواع عایق حرارتی از نوع ظاهری
اقسام مختلف عایق‌های حرارتی از نظر ظاهر:
- عایق‌های انباشتنی: این نوع عایق‌ها به صورت الیافی یا دانه‌ای موجود هستند. الیاف شامل موادی مانند پشم شیشه و پشم سنگ می‌شوند، در حالی که دانه‌ها از موادی چون پرلیت و پلی‌استایرن تشکیل شده و در داخل ملات‌ها به عنوان دانه بندی استفاده می‌شوند.
- عایق پتویی: این نوع عایق از جنس‌های مختلف مانند پشم سنگ، پشم شیشه، پشم سرباره، پشم چوب و پشم حیوانات با ضخامت‌های متنوع تا ۱۰۰ میلی‌متر و عرض‌های مختلف برش داده می‌شوند. این نوع عایق برای عایقکاری مخازن و لوله‌ها استفاده می‌شود.
- عایق‌های قطعه‌ای: این عایق‌ها مشابه عایق‌های پتویی هستند، اما از لحاظ طول کوتاه‌تر هستند. برخی از آنها دارای پوشش کاغذی هستند که در دو لبه به صورت نوار روی قطعات قرار می‌گیرد و نصب آنها را در قاب آسان‌تر می‌کند. این نوع عایق بین دیوارها و پشت مصالح استفاده می‌شود.
- دال‌های عایق: این دال‌ها به صورت قطعات سخت ساخته می‌شوند و ابعاد آنها تا حدودی کوچکتر از عایق‌های قطعه‌ای هستند. گاهی اوقات به صورت چند لایه تهیه می‌شوند.
- عایق‌های منعکس کننده: این عایق‌ها معمولاً از سطوح فلزی ساخته می‌شوند و ممکن است با پشت‌بند یا بدون آن استفاده شوند.
عایق‌های پاشیدنی
عایق‌های پاشیدنی از ترکیب تارها یا دیگر مصالح ریزدانه و متخلخل با انواع مواد تهیه می‌شوند. این مواد چسبنده براساس نوع کاربری، انتخاب می‌شوند و در نقاطی از ساختمان که نیاز به شکل یا وضعیت خاصی دارند، پاشیده می‌شوند. برای عایق کردن اجزای فلزی در برابر آتش، از عایق‌های ضد آتش استفاده می‌شود که بر روی آنها پاشیده می‌شود.
عایق‌های کفی تزریقی در جا از رزین‌های پلیمری ساخته می‌شوند. این عایق‌ها دارای دو جزء هستند که پس از اختلال، کف را تشکیل می‌دهند و پس از مدتی، در محل پر کردن فضا، سفت می‌شوند.
عایق‌های ویژه
عایق‌های ویژه از انواع مصالح متخلخل و سبک تهیه می‌شوند که برای مصارف خاص طراحی و استفاده می‌شوند.
انواع مصالح عایق حرارتی
انواع مختلف مصالح عایق حرارتی عبارتند از:
- الیاف معدنی: این ماده از خرد کردن دانه‌های سنگ‌های آتشفشانی دیر ذوب تولید می‌شود. پشم معدنی از نظر ابعاد پایدار بوده و امکان رشد قارچ یا کپک را فراهم نمی‌کند. این ماده اشتعال ناپذیر بوده و علاوه بر اینکه عایق خوبی از نظر حرارت و صوت است، غیر نم‌گیر و بی‌بو است.
- پشم شیشه: این عایق از الیاف بسیار نازک تارهای شیشه تشکیل شده است. پس از سرد شدن، این الیاف با همدیگر دسته می‌شوند و بر روی کاغذ کرافت، سربی، قیری یا تور الیاف دار قرار می‌گیرند. خصوصیت‌های آن شامل عدم اشتغال، پایداری ابعاد، بی‌بویی و عدم نم‌گیری است.
- پشم سنگ: این نوع عایق حرارتی، متداول‌ترین و سالم‌ترین عایق حرارتی است که از سنگ‌های آذرین به دست می‌آید.
- شیشه اسفنجی: این ماده از شیشه خالص تهیه می‌شود و در حالت منبسط تا بیست برابر حجم خود تبدیل به صفحات صلب و اسفنجی می‌شود. خصوصیات آن شامل عدم جذب آب، عدم اشتغال، مقاومت در برابر حیوانات موذی و مقاومت فشاری مناسب است.
- پرلیت: این کانی از آتشفشان‌ها به دست می‌آید و با کمی آب ترکیب می‌شود.
- تخته‌های فیبری: این ماده از فشرده کردن پشم نمد و سایر الیاف گیاهی به صورت تخته‌های صلب تولید می‌شود.
- تخته چوب پنبه فشرده: این نوع عایق از فشرده کردن دانه‌های چوب پنبه توسط صمغ طبیعی آن به دست می‌آید.
- پلاستیک‌ها: مصالح پلاستیکی نیز برای عایقکاری به کار می‌روند.
انواع عایق‌های حرارتی از نظر جنس
انواع مختلف عایق‌های حرارتی از نظر جنس عبارتند از:
- پشم شیشه: این عایق از الیاف تهیه شده از شیشه مذاب و وزش بخار آب بر روی الیاف تولید می‌شود. جرم مخصوص آن بین 8 تا 140 کیلوگرم بر متر مکعب است و حداکثر درجه حرارت کاربردی آن 600 درجهٔ سانتیگراد است.
- پشم معدنی: این عایق از الیاف تهیه شده از سنگ آهک خاک رس دار گداخته یا سربارهٔ ذوب آهن و وزش بخار آب روی الیاف ساخته می‌شود. برای عایق کاری در دمای پایین، پشم معدنی با یک ورق کاغذ قیر اندود می‌شود. اما برای دماهای بالا، از پشم معدنی با ورق آلومینیومی یا توری گالوانیزه استفاده می‌شود.
- پشم سنگ: این عایق از سنگ‌های طبیعی سیلیس تهیه می‌شود. پشم سنگ از عبور الیاف سنگ مذاب از میان بخار آب یا هوای گرم تولید می‌شود. دمای حداکثر کاربردی آن حدود 850 درجهٔ سانتیگراد است. کاربرد و نحوه استفاده از پشم سنگ مشابه پشم معدنی است.
انواع عایق‌های حرارتی از نظر عملکرد
انواع عایق‌های حرارتی از نظر عملکرد عبارتند از:
- عایق همرفتی حرارت: این عایق از انتقال حرارت به روش همرفتی از یک سطح به سطح دیگر جلوگیری می‌کند. ایجاد یک جدار دو جداره یا سه جداره می‌تواند انتقال حرارت را به روش هدایت به شدت کاهش دهد. برای مثال، استفاده از شیشه‌های دو جداره یا سه جداره در پنجره‌ها می‌تواند جلوی نفوذ حرارت را بگیرد. این نوع عایق‌ها بیشتر از نظر هدایت حرارتی موثر هستند تا انتقال تابش و اشعهٔ آفتاب.
- عایق تشعشعی حرارت: این عایق از جذب اشعهٔ حرارتی توسط جسم جلوگیری کرده و آن را منعکس می‌کند. به عنوان مثال، آلومینیوم به خوبی اشعهٔ حرارتی را منعکس می‌کند.
- عایق‌های حرارتی منعکس کننده: این نوع عایق‌ها از سطوح فلزی و مواد مشابه ساخته می‌شوند و ممکن است با پشت‌بند یا بدون آن استفاده شوند. عایق‌های منعکس کننده بسته به ویژگی‌های سطحی، فاصله هوایی و اختلاف درجه حرارت، میزان گرمابندی متفاوتی دارند.
- عایق رطوبتی: این عایق‌ها از نفوذ رطوبت از یک طرف به طرف دیگر جلوگیری می‌کنند. برای جلوگیری از نفوذ رطوبت به داخل عایق‌های هدایتی مانند دیوارها، سقف و کف و همچنین برای جلوگیری از تماس رطوبت زمین با لوله‌های فلزی، از عایق‌های رطوبتی استفاده می‌شود. این عایق‌ها معمولاً از موادی مثل قیر، کاغذ، مواد لاستیکی و پلاستیکی ساخته می‌شوند و بر روی عایق‌های هدایتی مانند پشم شیشه، پشم معدنی و پشم سنگ نیز استفاده می‌شوند.
انواع عایق حرارتی از نظر شکل و نحوهٔ استفاده
انواع عایق‌های حرارتی بر اساس شکل و نحوهٔ استفاده به شرح زیر می‌باشند:
- عایق‌های حرارتی کفی تزریقی درجا: این نوع عایق‌ها از رزین‌های مایع ساخته می‌شوند و پس از تزریق و سفت شدن، فضای مورد نیاز را پر می‌کنند.
- عایق‌های حرارتی پتویی: این عایق‌ها از مواد مختلفی مانند پشم سنگ، پشم شیشه، پشم سرباره، پشم چوب و پنبه ساخته می‌شوند و ضخامت‌ها و عرض‌های مختلفی دارند. بعضاً دارای پوششی از ورقه آلومینیوم یا کاغذ صنعتی می‌باشند.
- عایق‌های حرارتی تخته‌ای: این تخته‌ها از مصالح متنوعی مثل نی، چوب و پشم سنگ ساخته می‌شوند و برای پوشش دیوارها و سقف‌ها به کار می‌روند.
- عایق‌های حرارتی قطعه‌ای: این عایق‌ها شبیه به عایق‌های پتویی هستند اما طول کوتاه‌تری دارند و معمولاً دارای پوشش کاغذی هستند.
- عایق‌های حرارتی موجدار: این عایق‌ها از لایه‌های چند لایه کاغذ موجدار ساخته می‌شوند و برای افزایش استحکام ممکن است با چسب به هم چسبانده شوند.
- تاوه‌ها یا بلوک‌های عایق: اینها به صورت قطعات جامد ساخته می‌شوند و ممکن است از مواد مختلفی مانند چوب پنبه، خرده چوب و سیمان و یا مواد دیگر ترکیب شوند.
- عایق‌های پاشیدنی: این عایق‌ها از مخلوط کردن تارها یا مواد متخلخل با یک چسب تهیه می‌شوند و بر روی سطوح مورد نیاز پاشیده می‌شوند. از جمله مواد استفاده شده در این عایق‌ها می‌توان به آزبست، پرلیت، ورمیکولیت، پوکه رسی، کف پلی‌اورتان و دیگر مواد اشاره کرد.
ویژگی‌ها و حداقل حدود قابل قبول مصالح عایق کاری ساختمان
ویژگی‌های مصالح عایق حرارتی باید از جهات مختلف مطابق با استانداردهای مربوطه باشند. این ویژگی‌ها شامل شکل یکنواخت و بدون عیب، مقاومت در برابر شرایط جوی و هوازدگی، مقاومت در برابر حمله حشرات و میکروارگانیسم‌ها برای حفظ استحکام و کیفیت، مقاومت فشاری، برشی، و کششی، وزن ویژه، تخلخل، جذب آب، پایداری در مقابل هوازدگی و بخار آب، قابلیت هدایت حرارتی، و قابلیت حمل و نقل مناسب با در نظر گرفتن محیط و عوامل محیطی مورد استفاده در ساختمان‌ها.
در مناطق مرطوب، اهمیت جذب کم آب توسط عایق‌ها بیشتر می‌شود و در صورت لزوم، لایه‌های بخاربندی برای جلوگیری از نفوذ رطوبت به عایق‌ها باید به کار گرفته شود. استفاده از عایق‌هایی که با رطوبت اشتراک کمی دارند، بسیار حیاتی است زیرا عایق‌های مرطوب کیفیت و عملکرد خوبی ندارند.
عایق حرارتی، صوتی، و رطوبتی کالیمورا:
هر سال، ورود و نفوذ رطوبت و آب به داخل اجزا ساختمانی باعث ضررهای جدی و تخریب‌کننده می‌شود. این رطوبت موجب پوسیدگی چوب، زنگ زدگی فلزات، و ظهور حشرات و قارچ‌ها در ساختمان می‌شود. روکش‌های گچی دیوارها نیز ممکن است از اثرات این رطوبت ورودی تحت تاثیر قرار گیرند.
در دماهای مناسب، یخبندها می‌توانند باعث آسیب به مصالح ساختمانی شوند. وقتی آب به داخل مصالح نفوذ کرده و سپس منجمد می‌شود، باعث انفجار و آسیب دیدگی مصالح می‌شود. این مشکل معمولاً در اجزا مانند سنگ، آجر یا مواد دیگر قابل مشاهده است.
رطوبت به دو شکل به دیوار تاثیر می‌گذارد: اول، از طریق جذب رطوبت موجود در خاک، و دوم، تاثیر رطوبت بارانی. بدترین خسارات به دیوارهای بدون درپوش وابسته است. نقص در بام‌ها و یا درپوش‌های دیواری می‌تواند به تدریج ساختمان را فرسوده کرده و حتی به نقطه‌ای برساند که منجر به تخریب کامل ساختمان می‌شود.
چگونگی جذب رطوبت توسط دیوار
دیوارها و اجزا ساختمانی بیشتر موادی هستند که به طور متفاوتی رطوبت را جذب می‌کنند. این رطوبت با حاوی املاح، می‌تواند به تخریب دیوارها منجر شود.
رطوبت به سه روش به دیوار نفوذ می‌کند:
الف: نفوذ رطوبت از زمین و پایه دیوار ب: نفوذ رطوبت از بدنه دیوار ج: نفوذ رطوبت از روی دیوار
برای مقابله با این مشکلات، می‌توانید از عایق‌های حرارتی، صوتی، و رطوبتی استفاده کنید. عایق‌های رطوبتی به شما کمک می‌کنند تا از این نفوذ رطوبت جلوگیری کنید. علاوه بر این، عایق‌های نانوتکنولوژی مانند نانو عایق، آخرین فناوری در عرصه عایق‌های حرارتی است. این عایق دارای کمترین انتقال حرارت در بین سایر عایق‌ها است و توانایی جلوگیری از انتقال گرما را دارد، شامل تشعشع، جابجایی و همرفتی، صوت و رطوبت. این عایق ضد حریق و ضد آب بوده و ساختار سلولی بسته‌ای دارد، همچنین عمر مفید بسیار بالایی دارد و مناسب برای شرایط آب و هوایی مختلف است. با انتقال حرارت بسیار کم، نصب سریع، مقاومت در برابر خوردگی، و دوستدار محیط زیست، این عایق می‌تواند از تخریب دیوارها ناشی از رطوبت جلوگیری کند.
بدون دیدگاه