سه شنبه , ۶ تیر ۱۳۹۶
اعلان

کاربردهای عایق و مقایسه آن ها

کاربردهاي عايق و مقايسه آن ها

کاربردهاي عايق و مقايسه آن ها

 

کاربردهای عایق

هدف اصلی استفاده از عایق های حرارتی کنترل انتقال گرما از دیوارهای بیرونی یک خانه است. لایه حرارتی پیرامون یک خانه به عنوان محیط بیرونی تنها جایی است که خروج انرژی از آنها صورت می‌گیرد. بنابراین آخرین لایه دفاعی را که محل ورود و خروج انرژی است به عنوان دیواری محکم فرض کرده در حقیقت جهت اطمینان از آسایش ساکنان خانه و کارآئی مناسب انرژی و دوام خانه، مانع حرارتی یا همان عایق و مانع هوا باید یک لایه مستحکم دفاعی را پیرامون خانه تشکیل دهند. کلیه اجزاء تشکیل دهنده موانع حرارتی و هوائی با یکدیگر باید تماس فیزیکی داشته تا از نفوذ هرگونه عنصر بیرونی یا حذف شده به لایه پیرامون ساختمان جلوگیری کنند. نصب نامناسب مصالح، مصالح نامرغوب، یا جا انداختن فواصل تحت عایق کاری همگی باعث می‌شوند تا کارائی سیم گرمایشی و سرمایشی ساختمان پایین آید.

مکان یابی

عایق کاری فقط برای دیوارهای بیرونی یا اتاق های زیر شیروانی نیست. بسیاری از نواحی ساختمان که همواره نادیده گرفته می‌شوند نیز باید عایق کاری شوند. این مناطق را می‌توان بدین گونه نام برد: پنجره های اتاق زیر شیروانی، قسمت اتصال دیوارها و سقف، دیوارهای شیب دار و سقف شیروانی، سقف های قوس دار، نواحی مجاور با دال ها، نواحی مجاور با هواکش ها، فضاهای باز مثل ایوان ها و گاراژها، دیوارهای زیر زمین، دهنه تیرچه ها، کف زیر زمین، فضای زیر طاق کنسول ها، دیواره انبارها، و حتی نواحی که به عایق صوتی نیز احتیاج دارن مثل رخت شوی خانه و دستشویی.
ویدها و شکاف ها جزء مناطقی هستند که باید عایق شوند ولیکن همواره نادیده گرفته می‌شوند و در نتیجه گرما از طریق رسانش و هم رفت منتقل می‌شود. یک شکاف به جایی گفته می‌شود که عایق به طور کامل به لبه آن نرسیده باشد. یکم وید به حفره ای گفته می‌شود که در لایه پیرامون ساختمان قرار دارد برای مثال می‌توان از گردش لوله ها در ساختمان، سوراخ های سیم کشی، محفظه شومینه، فضای زیر طاق ها، و هواکش ها نام برد.

فونداسیون ها:

در بعضی مناطق آب و هوایی یک فونداسیون عایق نشده تا حدود ۵۰% نسبت به فونداسیون عایق شده باعث هدر رفت انرژی گرمایی می‌شود. نصب صحیح عایق فونداسیون جهت جلوگیری از میعان شدن رطوبت، آسیب دیدگی مصالح و فرسوده شدن اسکلت ساختمان که به خاطر اختلاف دما بین زمین و داخل ساختمان می‌افتد ضروری است. طراحی و نصب نامناسب می‌تواند باعث نفوذ مواد شیمیایی و هجوم حشرات به داخل ساختمان شود. از این رو بهتر است که روش های معمول و استانداردهای محلی را با توجه به اقلیم خاص آن منطقه، نوع خاک، و شرایط طراحی به کار برد.
اگر چه عایق کردن فونداسیون می‌تواند صرفه جویی مناسبی در هزینه های انرژی باشد و لیکن باید در نظر گرفت که هزینه های نصب عایق به خصوص در پروژه های ساخته شده اغلب بالاست. نوع ماده مورد استفاده، مکان و کاربردآن، و محدوده زمانی همگی بر روی قیمت موثراند. در حالی که پس انداز در مصرف انرژی از طریق کاهش آن صورت می‌گییرد بسته های مالی صرفه جویی انرژی، و برنامه های صرفه جویی خانگی از روش های تحلیل بازگشت هزینه هستند. چنان چه نصب عایق به سادگی و توسط مالک صورت گیرد بازگشت هزینه ۶ ماه خواهد بود و چنانچه به صورت حرفه ای انجام شود تا ۲۰ سال ادامه دارد.

دیوارهای زیر زمین:

یکی از فعالیت های مناسب عایق کردن دیوارهای بیرونی زیر زمین است. عایق بیرونی از هدر رفت انرژی جلوگیری می‌کند و در نتیجه از طریق فونداسیون ساختمان میزان هدر رفت گرما به حداقل می‌رساند چرا که فونداسیون را ضد آب می‌نماید و از نفوذ مویینگی رطوبت جلوگیری می‌کند و هرگونه چرخه یخ زدگی فونداسیون را از بین می‌برد. بعضی از عایق های ساختمانی نسبت به هجوم حشرات حساس هستند بنابراین انتخاب نوع عایق خود امری مهم است. عایق فوم اشباع شده با حشره کشی مثل اسیدبوریک موفقیت هایی را در از بین بردن هجوم موریانه ها نشان داده است. اگر چه این عایق موریانه ها را دور می‌کند و لیکن اسید بوریک اشباع شده به آرامی‌نشت می‌کند و مصالح را در معرض رطوبت قرار می‌دهد. نصب مناسب عایق یا استفاده از عناصر مرغوب در عایق بیرونی مشکلات ناشی از رطوبت را تا حد زیادی کاهش می‌دهد و ساختار خود عایق را نیز حفظ می‌کند.
تحلیل های بیشتری نیاز است تا بتوان روکش های محافظتی مناسب را مشخص نمود، میزان جذب روطوبت عایق را محاسبه کرد و عواقب کاهش بلند مدت میزان مقاومت عایق را درک کرد. در تحقیقی که توسط وزارت خدمات عمومی‌ایالت میندسوتا در آمریکا انجام شده ۵۹ خانه از آپریل تا ژوئن سال ۱۹۸۸ مورد بررسی قرار گرفتند. در این مطالعه نمونه خاک و نمونه عایق فونداسیون ها جهت عملکرد طولانی مدت مورد آزمایش قرار گرفتند.
نتایج تحقیق نشان داد که عملکرد و طول عمر فونداسیون های بیرونی تحت تاثیر کیفیت و کارآیی روکش های محافظتی سطوح بالاتر ساختمان هستند و جنس عایق به کار گرفته شده در درجه دومن اهمیت است.
اکثر روکش های ساختمانی جذب رطوبت را به حداقل رسانده و میزان عامل را افزایش می‌دهند و لیکن ۶۰% روکش های قیدی که بسیار رایج نیز هستند در این آزمایش یا پوسته شده بودند و یا سوراخ گشته بودند که خود باعث کاهش کارایی شده بود. وزارت انرژی آمریکا با همکاری گروه های مشخصی تلاش می‌کند تا دستورالعمل های مناسبی را که بتوانند انرژی حرارتی ساختمان را محافظت کنند به وجود آورد. دانشمندان علوم ساختمانی بر این عقیده اند که بهترین روش جهت خشک نمودن زیر زمین این است که دیوارهای خارجی را با مواد مناسب مثل فایبرگلاس یا پشم سنگ عایق نمایند و استفاده از روکش های محصور کننده رطوبت یا بازدارنده های بخار را حذف نمایند. عایق های فیبری مثل شکاف های مویینگی عمل می‌کنند و در این حالت توده های آب راحتی در حین سیل نیز بیرون نگه می‌دارند. بتون در اکثر مواقع دیواره بیرونی اش به خاطر اختلاف حرارت خشک می‌شود. چنین ساختمانی از میعان در فصل تابستان ایمن است و معمولاً به عنوان عامل ضد رطوبت در زیر زمین عمل می‌کند. در زمستان بخار آب به طرف داخل ساختمان نفوذ خواهد کرد و به مکان هایی که رطوبت نسبی زیر ۳۳% است جویان می‌یابد.
مصالح فونداسیون قالبی مثل بلوک های سیمانی غالباً به عنوان عایق استفاده می‌شود در اکثر مواقع در این قالب های سیمانی از عایق های فوم یا دانه های پلی استرین و یا مواد شن مانندی مثل ورمیکولیت استفاده می‌شود.
برای ساختمان های جدید از بلوک های سیمانی نیز به عنوان عایق استفاده می‌شود. این مصالح همرفت را در داخل سلول ها کاهش می‌دهند ولیکن مقدار زیادی گرما از طریق رسانش در بین مصالح ساختمانی عبور می‌کند. بعضی از تولید کنندگان این بلوک های سیمانی تلاش می‌کنند تا با استفاده از خرده های چوب یا پلی استیلن مقاومت این بلوک ها را حین ترکیب سیمان افزایش دهند.
از عایق می‌توان در قسمت داخلی فونداسیون یا دیوار زیر زمین نیز استفاده نمود. از این روش می‌توان بویژه برای نوسازی یا مدل بندی مجدد پروژه هایی که نیاز به حفاری ندارند استفاده کرد. تحلیل مصالح به منظور جایگزینی مناسب و هم چنین اطمینان از انسجام اسکلتی خانه ضروری است. برای مثال بعضی از عایق ها را باید از مکان های قابل سکونت جدا نمود چرا که این مواد به شدت آتش زا هستند و در هنگام شعله ور شدن گازهای سمی‌خطرناکی آزاد می‌کنند.
عایق های داخلی نمی‌توانند به خوبی عایق های بیرونی اسکلت یا ضد آب بودن ساختمان را تضمین کنند از این رو نصب مناسب درزگیرها و بازدارنده های بخار جهت کارایی مناسب عایق های درونی ضروری است.

فونداسیون های بدون زیر زمین:

خروج گرما از کف معمولاً ۱۰% کل خروجی گرمای خانه را تشکیل می‌دهد. ممکن است این مقدار ناچیز باشد اما از دیدگاه آسایش حرارتی کف های سر بسیار نامطلوب هستند. فونداسیون های سطح صفر یا فوندانسیون های خانه هایی که زیر زمین ندارند نیز باید به صورت عمومی‌از بیرون یا به صورت افقی از بالا یا پاین کف ساختمان عایق شوند. چنان چه یک عایق بیرونی منسجم در فونداسیون بیرونی دیوار قرار گیرد شاهد کاهش گرما هم از طرف فونداسیون و هم از طریق کف خواهیم بود. به منظور کاهش بیشتر جریان انتقال گرما حتی می‌توان عایق را به سطوح پایین تر نیز رساند و از طرفی هرگونه سطح بالاتر از تراز را نیز عایق نمود.
در بعضی مواقع سازنده نیز می‌تواند قبل از کارگذاشتن دال ها سطح داخلی یا کناری فونداسیون را به صورت عمودی عایق کند. مقاومت محیطی ۱۰-R پیرامون لبه یک دال را شاید بتوان رایج ترین نوع داشت. اگر بالاترین سطح تر از آب ۲ یا پایین تر از سطح مقطع باشد باید محیط پیرامونی عایق را در نظر گرفت و عایق را به صورت عمودی یا افقی نصب کرد. در بعضی مواقع نیز حتی می‌توان عایق را به شکل یا انگلیسی نیز نصب کرد. باید همیشه خطر هجوم حشرات و حیوانات موذی را در نظر داشت و با توجه به این مطلب محصولات عایق مناسب را برای بیرون یا درون فونداسیون انتخاب کرد.

دیوارها:

در فصل بعدی این کتاب به شما نشان می‌دهیم که استانداردهای ساختمان یا انرژی هستند که ارزش واقعی عایق بیرونی دیوارها را مشخص می‌کند. تحقیقات نشان می‌دهند که عایق هایی مثل عایق تخته ای، پتویی، فیبری، و یا حتی تخته بندی زیرکار اگر دارای مقاومت R-19 باشند مورد تأیید هستند. شکاف ها و درزهای پنجره ها و درها باید گرفته شوند. در جاهایی که کنار چارچوب ها، دهنه ها و آستانه درها سطوح نامنظم و فضای باز است باید با استفاده از فوم یا پشم خام پر شوند. هم چنین درب های عایق شده نیز با مقاومت ۵- R نیز موجود است.پنجره های عایق شده که به صورت دو جداره یا سه جداره هستند از خروج گرما جلوگیری می‌کند. ولیکن به منظور موثرتر بودن باید فضای بین شیشه ها را باید باگازی خنثی پر نمود، البته چنین پنجره هایی کمی‌گران قیمت هستند .

کف ساختمان:

در بیشتر مناطق آب و هوایی باید عایق های با حداقل مقاومت ۱۹- R را در کف اتاق هایی که بر روی زیر زمین، راه پله ها و فضاهای زیر زمین ساختمان واقع شده اند مثل بارکینگ، ایوان یا هر فضایی که خروجی دما دارد نصب کرد. البته می‌توان در مورد کف هایی که زیر زمین یا فضای خیزروهای زیر آن گرم هستند و یا اینکه فونداسیون های کاملاً عایق شده دارند را از عایق کاری مجدد معاف کرد. فونداسیون زیر زمین هایی را که گرم هستند نیاز نیست که عایق کاری مجدد معاف کرد. فونداسیون زیر زمین هایی را که گرم هستند نیاز نیست که عایق کنیم و تنها در صورتی نیاز به عایق دارند که ۵۰ % فضای دیوار در معرض هوای آزاد باشد و از طرفی از زیر زمین به عنوان اتاق مسکونی استفاده شود.

سقف ها:

عایق کاری سقف باید محدوده بالای قسمت های داخلی دیوار را بپوشاند و هم چنین محدوده بیرونی آن را پوشش دهد و لیکن این عایق کاری نباید باعث جلوگیری از تهویه پیشامدگی لبه بام شود.

اتاق های زیر شیروانی :

اتاق های زیر شیروانی باید با استفاده از عایق های پتویی یا عایق های خام فضاهای بین تیرهای سقف را جهت حفظ مقاومت حرارتی ۳۸- R بپوشاند. فضاهایی که در سقف بصورت شیب دار هستند عموماً به خاطر سختی نصب عایق مشکل ساز می‌شوند. حداقل مقاومت لازم برای مصالح ساختمانی و ترکیب آنها  ۳۰- R است. باید در نظر داشت که برای آنکه بتوانیم به چنین سطحی از مقاومت برسیم باید حداقل فضای باز بین عایق و سطح پایینی سقف CM5 باشد. چارچوب بندی استاندارد ساختمان معمولاً ۵/۲ سانتی متر است لذا باید این حداقل فاصله را به منظور وجود حداقل تهویه حفظ کرد.
همان گونه که قبلاً ذکر شد فضاهای زیر شیروانی را که دارای خمیدگی های کوچکی هستند نباید نادیده گرفت. هر کدام از این فضاهای ذکر شده در تعیین میزان مقاومت دیوارها که ۱۹-R است، مقاومت ۳۰- R بین ستون های سقف های شیب دار و مقاومت ۳۸- R بین تیرهای افقی ساختمان موثر هستند. (شکل شماره ۱- ۵)

مکان هایی که باید عایق شوند

شکل ۵٫۱ : مکان هایی که باید عایق شوند

سوپر عایق:

در حدود سال ۱۹۸۰ روشی جدید جهت ذخیره سوخت و انرژی توجه معماران و پیمانکاران را جلب کرد. این روش که به آن سوپر عایق می‌گویند سطح بالایی از آسایش در زمستان و تابستان را به ارمغان آورد و میزان مصرف سوخت را با توجه به مقایسه بافت خانه های قدیمی‌۹۵- ۷۵% کاهش داد. در ابتدا این روش را در کتاب ها، مقالات و هماش های مرتبط با صنعت ساختمان انتشار دادند و به صورت شفاهی بر سر زبان ها افتاد. شوق عمومی‌نسبت به این روش جدید سریعاً گسترش یافت و در نتیجه تا سال ۱۹۸۷ ده ها هزار خانه سوپر عایق در ایالات متحده و کانادا ساخته شده اند. منشا اصلی طراحی سوپر عایق به سال های دهه ۱۹۴۰ بر می‌گردد در آن زمان بود که برای اولین بار یک گروه از دانشجویان دانشگاه ILLINOIS تحقیقاتشان را در مورد هدر رفت گرما در خانه ها آغاز کردند. در سال ۱۹۷۶ محققان ثابت کردند که سوپر عایق تنها به ۳/۱ از آن حرارتی که طرح های ساختمانی وزارت مسکن و شهرسازی آمریکا ارائه کرده بودند جهت گرمایش خانه نیاز دارد. نام جدیدی که امروزه برای سوپر عایق استفاده می‌کنند روش غیر قابل نفوذ هوا در درایوال است (ADA).
امروزه این روش در مناطق بسیار سرد بهترین روش جهت ساخت و ساز است. البته شایان ذکر است که برای این روش نمی‌توان استاندارد جهانی ذکر کرد چرا که آن طراحی که برای یک نقطه بهینه است ممکت است برای مکانی دیگر نامناسب باشد. تأکید اصلی این روش بر ذخیره گرماست چرا که یک عایق عالی میتواند به طور عالی گرمای داخلی را حفظ کند. به غیر از انرژی تابشی خانه های سوپر عایق ظرفیت کمتری نسبت به جا و مکان دارند. البته امکان اینکه این خانه ها را در مکانی معتدل و جنگلی ساخت نیز وجود دارد و لیکن عامل مکان بسیار مهم است.
ویژگی متمایز و یا نشان اعتبار یک خانه سوپر عایق استفاده زیاد از عایقی ضخیم است در این خانه میزان مقاومت موثر در دیوارها، سقف ها، و کف ها حداقل ۲۵- R است. در این خانه ها حتی در آستانه درها، سردرها، چارچوب پنجره ها، چارچوب درب ها، خروجی های برق و غیره مقدار مناسبی از عایق استفاده شده است. در حالی که ساختمان محفوظ از هوای بیرونی است میزان مناسب و کنترل شده ای از هوای تازه وجود دارد. ساکنان خانه دیگر سرمای نزدیک پنجره ها، کف ساختمان، و ورود باد به خانه را تجربه نمی‌کنند. یک خانه سوپر عایق در سرمای زمستان همیشه گرم است و این گرما را نیز از طریق انرژی خورشدی و حرارت تولیدی داخلی بدست می‌آورد.
حرارت داخلی در حقیقت همان حرارتی است که به وسیله لوازم خانگی تولید می‌شود. اجاق گاز، سیستم گرمایش آب، بدن انسان، ماشین لباسشویی، خشک کن لباس، ماشین ظرفشویی، چراغ ها، رادیو و تلویزیون، یخچال، و دیگر لوازم الکتریکی همگی از منابع اصلی تولیدگرمای داخلی هستند.
در این خانه دیگر نیازی به موتور خانه جهت گرمایش نیست. در اکثر این خانه ها گرما از سیستم گرمایش آب داغ و یا حداقل استفاده از گرمایش الکتریکی صورت می‌گیرد. یک شومینه یا بخاری برقی در پایین ترین های ممکن جهت گرمایش مناب این خانه ها کافی است. با توجه به حذف موتور خانه و یا سیستم توزیع گرمای حجیم هزینه ساخت چنین خانه ای بیشتر از خانه های معمولی نیست. حقیقت آن است که میزان گرمایی که این خانه ها نیاز دارند در مقایسه با خانه های هم سایزشان قبل از سال ۱۹۷۴ کمتر از ۱۵ درصد است. در تابستان این خانه خنک هستند چرا که از طرف جنوبی ساختمان گرما به حداقل رسیده و به خاطر کاهش اندازه پنجره ها و لبه پشت بام ها جذب گرما بسیار کم است.

سوپر عایق

سوپر عایق

هزینه سوپر عایق کردن یک خانه معمولاً بین ۳ تا ۶ درصد کل هزینه ساخت است. کارشناسان معتقدند که بهترین نوع عایق مصرفی برای طراحی این خانه ها آنهایی هستند که بالاترین مقاومت را در هر سانتی متر داشته باشند و از طرفی با قیمت مناسب و طول عمر بالا بتوان از آنها استفاده کرد. محصولات پتویی فایبرگلاس در این مورد مشهور هستند. چرا که قیمت مناسبی دارند، به راحتی نصب می‌شوند، و مقاومت شان در برابر آتش بالا است. فایبرگلاس به خاطر فشردگی و قابلیت نصب راحت در سخت ترین فضاها مشهور است و لیکن از لحاظ زیست محیطی خشک ساز است از این رو بعضی از این عایق ها را توصیه نمی‌کنیم، مثل ورمیکولیت و پرلیت. عایق فوم فرمالدهیداوره (UFFI)معمولاً به خاطر افت حجم ومسائل مرتبط انتشار فرمالدهید توصیه نمی‌شود.
چارچوب های گرد نسبت به چارچوب های صاف در مورد خانه های سوپر عایق برتری دارد. چارچوب های صاف معمولاً مشهورتر هستند، ساخت شان آسان است، و قیمت شان نیز ارزان تر است و لیکن از دیدگاه  حرارتی ذاتاً مشکل ساز هستند و در مناطقی که به تیرها، ستون ها، و سردرها متصل می‌شوند به عنوان پل های حرارتی عمل کرده و گرمای زیادی را منتقل می‌کنند.

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*