عایق ها در تاسیسات و پایپینگ اهمیت ویژه ای دارند. آشنایی با عایق حرارتی، اینکه عایق چیست؟، انواع عایق های حرارتی و به خصوص عایق هایی که در تاسیسات کاربرد دارند برای یک مهندس تاسیسات بسیار مهم است. عایق های حرارتی برای جلوگیری از هدر رفت انرژی و جهت صرفه جویی در هزینه های اجرایی و دوره ای بسیار کاربردی هستند. در این مقاله سعی شده تا با آنها به خوبی آشنا شویم. در مقالات بعد نیز این موضوع را ادامه خواهیم داد
لوله پلیکا و اتصالات UPVC ستاره پلیمر گلپایگان با نام تجاری امپراطور گلپایگان
آنچه در این مقاله میخوانید :
عایق حرارتی (Thermal Insulation) چیست؟
عایق بندی در خانه ها و ساختمان ها باعث می شود که خانه شما در برابر جریان حرارت مقاوم شود و هزینه های گرمایش و سرمایش را کاهش خواهد داد. در واقع این عمل نه تنها هزینه های گرمایش و سرمایش محل زندگی شما را کاهش می دهد, بلکه راحتی و آسایش شما را نیز بهبود می بخشد.
یک عایق حرارتی چطور کار می کند؟
به منظور درک بهتر از عملکرد و نحوه کارکردن یک عایق, بهتر است ابتدا جریان انتقال حرارت را بشناسید, که شامل سه مکانیزم پایه ای می شوند: رسانش, همرفت و تشعشع.
رسانش: رسانش حالتی است که در آن جریان حرارت از طریق جسم یا همان ماده اتفاق می افتد, برای مثال وقتی که یک قاشق در یک فنجان چای یا قهوه قرار می گیرد, حرارت از طریق دسته قاشق به دست شما منتقل می شود.
همرفت: در روش همرفت حرارت از طریق مایعات و گازها, منتقل می شود.
تشعشع: در حالت تشعشع, حرارت در یک مسیر و خط مستقیم حرکت می کند و هر چیز جامدی را که در مسیرش باشد و انرژی آن را جذب کند, گرم می کند.
اغلب مواد عایق حرارتی رایج توسط جریان حرارت رسانش و جریان حرارت همرفت که به آهستگی اتفاق می افتد, کار می کنند. سیستم های سدهای تابشی و عایق های انعکاسی توسط کم کردن بهره های حرارت تشعشعی, کار می کنند. به منظور عملکرد موثرتر, سطح انعکاسی باید در تماس با هوای فضا باشد.
صرف نظر از مکانیزم ها, حرارت از محیط گرم تر به محیط سردتر جاری می شود و این امر تا زمانی که اختلاف دما وجود دارد ادامه پیدا می کند. این امر بدین معناست که در خانه شما, در فصل زمستان حرارت به طور مستقیم از تمام فضاهای گرم شده در خانه شما به تمام فضاهای گرم نشده مجاور مثل گاراژ, زیرزمین, اتاق زیرشیروانی و علی الخصوص محیط بیرون از خانه, جریان می یابد. همچنین, جریان هوا می تواند به طور غیرمستقیم از طریق فضاهای داخلی مثل سقف, دیوارها, و کف خانه حرکت کند و این تا زمانی که اختلاف دما وجود دارد, امری حتمی است. در طول فصول سرد, حرارت از فضاهای بیرون از خانه به فضای داخلی خانه, جریان می یابد.
به منظور نگه داشتن خانه در حالت آسایش دمایی, حرارت از دست رفته و اتلاف شده در زمستان باید توسط سیستم حرارتی و گرمایی خانه شما جایگزین شود و حرارت بدست آمده در فصل تابستان باید توسط سیستم سرمایش خانه شما, به بیرون رانده شود. به طور قطعی, عایق بندی خانه این جریان حرارت را کاهش خواهد داد و این امر توسط فراهم آوردن یک مقاومت موثر نسبت به جریان حرارت, بدست خواهد آمد.
دانلود مباحث مقررات ملی ساختمان
مقدار R یا ضریب مقاومت گرمایی عایق
مقاومت عایقی یک ماده نسبت به جریان حرارت اندازه گیری می شود و در واقع به مقاومت گرمایی آن ماده ارتباط دارد که اصطلاحا به آن مقدار R می گوییم. هر چه مقدار R بالاتر باشد, اثربخشی عایق بهتر خواهد بود. مقدار R به نوع عایق بندی, ضخامت آن و دانسیته آن بستگی دارد. مقدار R اکثر عایق های حرارتی به عوامل دیگری مثل, دما, قدمت, و میزان رطوبت هم بستگی دارد. زمانی که در حال محاسبه مقدار R یک عایق حرارتی چندلایه هستیم, باید مقدار R هر لایه را منحصرا و جداگانه حساب کرده و در نهایت باهم جمع کنیم.
نصب تعداد زیادی عایق حرارتی در خانه باعث افزایش مقدار R و مقاومت در برابر جریان حرارت می شود. به طور کلی, افزایش در ضخامت عایق, افزایش در مقدار R را به دنبال خواهد داشت. برای محاسبه اینکه خانه شما – با توجه به شرایط آب و هوایی منطقه تان – چقدر عایق نیاز دارد, با یک پیمانکار عایق بندی, مشورت کنید.
نکته دیگری که باید به آن توجه داشت این است که اثربخشی مقاومت یک ماده عایق نسبت به جریان حرارت به مکان و چگونگی نصب عایق حرارتی نیز بستگی خواهد داشت. برای مثال, عایقی که فشرده و متراکم شده است, مقدار R کامل را فراهم نخواهد کرد. مقدار R کلی یک دیوار یا سقف, مقداری متفاوت از مقدار R خود عایق خواهد بود چون حرارت از طریق مصالح ساختمانی بسیار راحت تر انتقال می یابد و این پدیده ای است که آن را با عنوان پل حرارتی می شناسیم. علاوه بر این عایقی که حفره های ساختمانی را پر می کند جریان هوا یا نشتی ها را کاهش داده و در مصرف انرژی صرفه جویی می کند.
برخلاف مواد عایق مرسوم و سنتی, سدهای تابشی مواد بسیار منعکس کننده ای هستند که به جای جذب حرارت آن را منعکس می کنند. یک سد تابشی به خودی خود مقدار R ذاتی و طبیعی ندارد.
اگرچه برای ما امکان پذیر است که مقدار R را برای یک سد تابشی یا عایق انعکاسی مشخص محاسبه کنیم, ولی اثربخشی این سیستم ها بر اساس توانایی آنها برای کاهش حرارت بدست آمده, سنجیده می شود.
میزان مقاومت عایق حرارتی یا همان مقدار R به آب و هوای محل مورد نظر, نوع سیستم سرمایشی و گرمایشی, و آن بخش از خانه که شما برای عایق بندی آن برنامه ریزی کرده اید, بستگی دارد. همچنین به خاطر داشته باشید که آب بندی کردن هوا و کنترل رطوبت برای بازده, سلامت و آسایش انرژی خانه, مهم هستند.
انواع عایق های حرارتی
برای انتخاب بهترین عایق از میان انواع متعدد و گوناگونی که در بازار موجود هستند, شما نیاز دارید تا بدانید که این عایق ها را می خواهید در کجا نصب کنید. همچنین شما باید در مورد مقدار R عایقی که می خواهید آن را نصب کنید, اطلاعات داشته باشید. دیگر ملاحظات شامل اثرات کیفیت هوای داخل خانه, مجموع هزینه های جاری در طول عمر مفید خانه, میزان بازیافت, میزان کربن موجود در ساختار, و راحتی در نصب – مخصوصا وقتی که بنا بر این است که خودتان شخصا آن را نصب کنید- می شود. بعضی استراتژی های عایق بندی نیازمند نصب حرفه ای و تخصصی هستند ولی در موارد دیگر خود صاحبخانه می تواند به راحتی عایق حرارتی را نصب کند.
جنس عایق ها
مواد عایق حرارتی از مواد فیبری پرحجم مثل فایبرگلاس, پشم شیشه, سلولز, و فیبرهای طبیعی گرفته تا فوم های جامد و صلب, ساخته می شوند. مواد حجیم در حفره های ساختمان به کار می روند و در برابر جریان حرارت رسانشی مقاوم هستند. فوم های صلب هوا یا گاز های دیگر را در داخل سلول های خود به دام انداخته و در برابر جریان حرارتی رسانشی مقاوم هستند. فویل هایی با خاصیت انعکاسی بالا در سدهای تابشی و سیستم های عایق انعکاسی, حرارت تشعشی را به خارج از محیط زندگی بازتاب می کنند. مواد دیگری هم در بازار موجود هستند که خیلی رایج نیستند, مثل مواد سیمانی و فوم های فنولیک و پرلیت.
