مرکزآهن

تلفن دفتر فروش     03135155

031-33332323

با بهترین عایق حرارتی ساختمان بیشتر آشنا شویم

عایق ساختمان

نحوه انتخاب مناسب ترین عایق حرارتی برای ساختمان

امروزه انتخاب عایق برای کاربردهای گوناگون اعم از پشم شیشه و پشم سنگ براساس روش های مختلفی انجام می پذیرد و در فعالیت های صنعتی امری بسیار مهم و ضروری به نظر می رسد. اگر انتخاب مواد براساس روش های علمی و با دقت انجام شود می تواند ضررها را به حداقل ممکن برساند. به عنوان مثال استفاده نادرست از مصالح ساختمانی و یا استفاده نکردن از عایق های حرارتی مناسب در ساختمان ها باعث اتلاف مقدار زیادی انرژی و سوخت می شود. عایق های حرارتی الیافی مانند پشم شیشه ، پشم سنگ و سرباره از مقدار کمی ماده جامد با مقاومت حرارتی زیاد تشکیل می شود. ماده جامد به صورتی توزیع شده است که تعداد زیادی فضای خالی کوچک ایجاد کند. جامدها دارای مقاومت کمتری نسبت به گازها هستند. به این دلیل سعی می شود تا حد امکان از مواد جامد کمتری استفاده شود. با این حال اگرچه گازها مقاومت زیادی دارند، اما وقتی به تنهایی استفاده شوند، عایق های حرارتی ضعیفی هستند چون به سادگی جابجا می شوند و حرارت را منتقل می سازند.

امروزه در حدود ۶۰ درصد هزینه های مصرفی، مربوط به مصرف سوخت می باشد که می توان با استفاده از عایق های حرارتی آن را به حدود نصف این مقدار رساند. عایق کاری به ما کمک می کند که مصرف بهینه تری از سوخت داشته باشیم. انتخاب مناسب عایق های حرارتی در ساختمان و در نتیجه به کار رفتن تاسیسات کوچک تر حرارتی و استفاده کمتر از سوخت های فسیلی و گازها، گامی بزرگ در تمیز نگه داشتن محیط زیست خواهد بود.

هم اکنون که ارزش سوخت کاملا (مشخص گردیده و این ماده حیاتی به عنوان یکی از سرمایه های اصلی هر کشور محسوب می شود، بهینه سازی مصرف آن بایستی به طور جدی در اولویت قرار گرفته تا علاوه بر جلوگیری از مصرف بی رویه سوخت، هزینه های این قسمت را کاهش داد.

بنابراین انتخاب مناسب ترین عایق حرارتی ساختمان از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در انتخاب بهترین عایق مناسب برای ساختمان بسته به کاربرد مورد نظر در ابتدا تمام مواد موجود مهندسی را در نظر گرفته و سپس با اعمال محدودیت های دامنه عایق های قابل استفاده کاهش یافته تا نهایتا به بهترین عایق مورد نظر برای ساختمان از میان عایق هایی از جمله پشم شیشه، پشم سنگ و پشم سرباره دست یابیم.

عایق حرارتی ساختمان

  • انتخاب عایق براساس شرایط محلی

نخستین مرحله انتخاب عایق مناسب برای ساختمان از بین موادی که در حال رقابت هستند بستگی به شرایط محلی دارد. به طور مثال در دسترس بودن ماده می تواند معیار نهایی باشد. در هر صورت انتخاب مراحل قبلی به صورت سیستماتیک می باشد ولی در مرحله نهایی بستگی به فرد تصمیم گیرنده با توجه به شرایط موجود دارد.

  • انتخاب عایق براساس محاسبه اندیس مواد

اندیس یک عایق ترکیبی از خواص مختلف ماده است که نشان دهنده رفتار آن برای استفاده در یک کاربرد و سازه خاص می باشد. معیار تعیین این اندیس شامل سه تابع می باشد. تابع نخست شامل کارهایی می باشد که سازه قرار است انجام دهد. این کارها عبارتند از حمل نیرو، انتقال حرارت، ذخیره انرژی و ….

حتما بخوانید :  کارتن پلاست و ویژگی های منحصر به فرد آن

تابع دوم مربوط به پارامترهای هندسی و شکل سازه می باشد و تابع سوم نیز خواص مواد را در بر می گیرد. در مرحله انتخاب عایق مناسب بایستی به پارامترهای ذکر شده توجه گردد. به عنوان مثال اگر دمای محیط مورد نظر ۲۵۰ درجه سانتی گراد باشد، موادی که دامنه کاربرد آن ها زیر این دما می باشد به طور خودکار حذف می گردند.

  • انتخاب عایق براساس اطلاعات کمکی

برای ادامه کار و تعیین بهترین عایق به اطلاعات بیشتری از مواد احتیاج داریم که با اطلاعات مراحل قبل کاملا متفاوتند. در این مرحله از اطلاعاتی که عموما به صورت منحنی و یا توضیحات کامل توسط سازنده ماده تهیه گردیده استفاده می شود.

  • انتخاب عایق حرارتی براساس نمودار ضریب انتقال حرارت و ضریب نفوذپذیری حرارتی

در این مرحله می خواهیم موادی را به عنوان عایق حرارتی در دیوارها انتخاب کنیم تا کمترین میزان انرژی مصرفی را داشته باشیم.

با توجه به جدول زیر می توانیم مدلی را برای این منظور طراحی کنیم:

خواص عایق حرارتی

با توجه به موارد بالا، اگر دمای درون ساختمان (Ti)، دمای متوسط محیط بیرون (To) و ضریب انتقال حرارت (λ) باشد، میزان حرارت از دسته رفته در واحد سطح و در زمان t مقدار زیر خواهد بود.

فرمول عایق حرارتی

که در این رابطه w ضخامت لایه مورد نظر است.

Q1 مقدار حرارتی است که در اثر اختلاف دمای داخل و بیرون ساختمان از دیوار عبور کرده و به هدر می رود. اما مقداری حرارت نیز صرف بالا بردن دمای لایه و رسیدن به دمای اتاق می شود که اگر گرمای ویژه لایه عایق را cp فرض کنیم، خواهیم داشت.

فرمول عایق حرارتی

که در این رابطه w ضخامت لایه مورد نظر است.

Q1 مقدار حرارتی است که در اثر اختلاف دمای داخل و بیرون ساختمان از دیوار عبور کرده و به هدر می رود. اما مقداری حرارت نیز صرف بالا بردن دمای لایه و رسیدن به دمای اتاق می شود که اگر گرمای ویژه لایه عایق را cp فرض کنیم، خواهیم داشت.

فرمول عایق حرارتی

در این جا دانسیته ماده عایق می باشد.

حتما بخوانید :  تفاوت ورق گالوانیزه سرد و گرم چیست ؟

در نتیجه مقدار کل حرارت به هدر رفته از لایه عایق برابر است با:

فرمول عایق حرارتی

اگر ضخامت لایه عایق خیلی کم باشد مقدار Q1 افزایش می یابد و اگر ضخامت آن بیش از حد زیاد باشد Q2 افزایش پیدا می کند که در هر دو حالت میزان هدر رفته افزایش می یابد.

قیمت پشم شیشه

انتخاب عایق براساس قیمت

قیمت مواد عایق انتخاب شده برای این منظور بسیار با اهمیت است و نقش اساسی در اقتصادی بودن طرح دارد. در این مرحله باید موادی را انتخاب کنیم که علاوه بر کاهش دادن حرارت به هدر رفته و میزان سوخت مصرفی، هزینه تمام شده عایق کاری نیز کاهش یابد. برای مثال قیمت پشم شیشه با قیمت پشم سنگ براساس کاربرد آن ها متفاوت می باشد.

قیمت پشم شیشه

فرمول عایق حرارتی

در این رابطه دانسیته ماده Wmax حداکثر ضخامت لایه عایق، cm قیمت عایق به ازای هر کیلوگرم از آن و c قیمت کل تمام شده است.

برای کاربردهای با عمر زیاد نظیر عایق های حرارتی در ساختمان بهترین عایق، عایقی است که کمترین میزان انتقال حرارت را داشته باشد.

میزان سوخت ذخیره شده با استفاده از عایق های حرارتی

همانگونه که تا به اینجا بیان شد استفاده از عایق های حرارتی در ساختمان ها به میزان قابل توجهی سوخت مصرفی را کاهش می دهد. با داشتن روابط زیر می توان تا حدودی میزان سوخت ذخیره شده را محاسبه نمود:

فرمول عایق حرارتی

که در این رابطه پارامترهای فوق به صورت زیر تعریف می شوند

F میزان سوخت ذخیره شده

λ ضریب انتقال حرارت سطح عایق کاری نشده

λI ضریب انتقال جرارت سطح عایق کاری شده

N تعداد ساعات فصل گرمایش

C ارزش سوخت

TO دمای متوسط خارج

Ti دمای متوسط داخل

A سطح خالص عایق کاری شده

E بازدهی سوخت

و طبق رابطه زیر می توان میزان کاهش در انتقال حرارت در اثر عایق کاری را معین نمود:

فرمول عایق حرارتی

با استفاده از روابط فوق می توان میزان کاهش در سوخت مصرفی را با قرار دادن مواد عایق در ساختمان ها محاسبه نمود و مشاهده می شود تا چه میزان هزینه های مصرفی بابت سوخت کاهش می یابد.

عایق پشم شیشه

پشم شیشه بهترین عایق ساختمانی

با در نظر گرفتن کلیه مسائل فوق و همچنین پارامترهای دیگری که مصالح ساختمانی باید دارا باشند، نظیر مقاومت در برابر آتش سوزی، استحکام بالا، قابلیت جذب رطوبت و غیره می توان بهترین عایق حرارتی را انتخاب نمود. اما علاوه بر این عوامل یکی از شرایط بسیار مهم در انتخاب عایق های حرارتی برای ساختمان ها موجود بودن مواد اولیه است. با توجه به موارد بالا مشخص شد که بسیاری از انواع فوم های پلیمری انتخاب مناسبی هستند که می توانند هم میزان سوخت مصرفی را کاهش دهند و هم قیمت تمام شده آن ها در مقایسه با سایر مواد پایین تر است اما باید با توجه به شرایط موجود تصمیم گیری نمود که این مواد انتخاب درستی هستند یا باید ماده ای جایگزین آن ها شود.

حتما بخوانید :  3 نکته طلایی در انتخاب باربری برای حمل آهن الات

در ایران از بهترین مواد عایق که می تواند مورد استفاده قرار گیرد پشم شیشه است که تولید داخلی نسبتا خوبی هم دارد.

خواص پشم شیشه

با مقایسه خواص حرارتی پشم شیشه با بتن و آجر ساختمانی در می یابیم که قدرت عایق بودن ۹ سانتی متر پشم شیشه معادل ۳ متر بتن و یا ۲ متر آجر می باشد. علاوه بر قدرت بالای عایق بودن حرارتی، یکی از بزرگ ترین محاسن پشم شیشه دانسیته پایین آن است. به طور متوسط دانسیته آن را می توان حدود ۲۴-۱۲ کیلوگرم بر متر مکعب در نظر گرفت و مقدار متوسط ضریب انتقال حرارت آن نیز در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد ۰٫۰۲۸-۰٫۰۳۲ است که در مقایسه با اکثر مواد بسیار پایین می باشد.

از دیگر خواص آن استحکام فشاری، استحکام در برابر پارگی و مقاومت در برابر آتش می باشد. همگی این خواص خصوصا پایین بودن دانسیته آن می تواند پشم شیشه را به عنوان بهترین و اقتصادی ترین انتخاب عایق حرارتی در ساختمان ها در ایران معرفی کند. به وسیله یک محاسبه ساده و تقریبی می توان میزان کاهش در انتقال حرارت را محاسبه نمود.

اگر فرض کنیم دو لایه بتنی با ضخامت ۱۰ سانتی متر داشته باشیم که در میان آن ها یک لایه ۲۵ میلی متری پشم شیشه قرار داده ایم می توان محاسبات زیر را انجام داد:

فرمول پشم شیشه

فرمول پشم شیشه

اگر W ضخامت در نظر گرفته شود می توان طبق رابطه زیر مقاومت حرارتی را محاسبه کرد.

فرمول پشم شیشه

که در آن A سطح مقطع است. با فرض اینکه سطح مقطع ۱ متر مربع باشد داریم:

برای بتن

فرمول پشم شیشه

برای پشم شیشه

فرمول پشم شیشه

و در نتیجه برای کل دیواره خواهیم داشت:

پشم شیشه

ملاحظه می شود که با به کار بردن حدود ۲۵ میلی متر پشم شیشه در میان دو لایه ۱۰ سانتی متری بتن تا چه میزان در اتلاف حرارت و سوخت مصرفی کاهش وجود دارد.

بنابراین پیشنهاد می گردد از پشم شیشه به عنوان یکی از بهترین و ارزان ترین عایق های حرارتی و همچنین صوتی در ساختمان های آینده استفاده بیشتری گردد.

تاریخ
نام آیتم
با بهترین عایق حرارتی ساختمان بیشتر آشنا شویم
امتیار نویسنده
۴1star1star1star1stargray

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *