انواع عایقهای حرارتی و موارد کاربرد آنها
در جهان امروز با توجه به رشد روزافزون جمعیت و کمبود سوخت های فسیلی ، مقوله صرفه جویی در مصرف انرژی بسیار حائز اهمیت می باشد ، چرا که سوختهای فسیلی به سادگی و در مدت کوتاه تولید نمی شوند .
یکی از روش های صرفه جویی در مصرف انرژی ، جلوگیری از هدر رفتن انرژی حرارتی در ساختمانها است و بهترین ابزار برای نیل به این هدف استفاده از عایق های حرارتی است .
عایقکاری مناسب بخشهای مختلف ساختمان مانند سقف ، کف و دیوارهای جانبی ، همچنین عایق کاری لوله ها و سطوح داغ و سرد باعث افزایش راندمان انرژی می گردد . با عایق کاری در ساختمان می توان در انرژی گرمایی و سرمایی 45 تا 55 درصد صرفه جویی نمود .
تمام مصالح ساختمانی بخشی از گرما یا سرما را از خود عبور می دهند . در برخی مواد مثل فلز و شیشه این انتقال به راحتی انجام می شود . اما موادی مثل پشم ، خزه حیوانات ، پارچه های ضخیم و هوای ساکن در برابر انتقال گرما و سرما بسیار مقاوم هستند و به عنوان عایق استفاده می شوند .
انتخاب نوع عایق حرارتی به دمای محیط ، ایمنی ، شرایط محیطی و قیمت آن بستگی دارد . ضخامت عایق حرارتی باید بگونه ای انتخاب شود که از نظر اقتصادی بهینه باشد ، یعنی اینکه با حداقل ضخامت عایق از هدر رفتن انرژی جلوگیری شود .
خصوصیات مهمی که در انتخاب مواد عایق باید مد نظر قرار گیرد عبارتند از :
مقاومت حرارتی ، قابلیت احتراق ، درجه سمیت ، مقاومت فشاری ، چروک خوردگی ، مقاومت در برابر اشعه ماورای بنفش ، مقاومت در برابر قارچ و میکروب ، ضریب انبساط و انقباض ، خنثی بودن از نظر شیمیایی (به منظور جلوگیری از آسیب رساندن به فلزات اطراف) ، خاصیت مویینگی و چگالی .
عایقها به اشکال مختلف صفحه ای ، تخته ای ، آجری ، ورقه ای و نواری به بازار عرضه می گردند.
عایقها از نظر مکانیسم عملکردشان در جلوگیری از انتقال گرما به دو گروه کلی زیر تقسیم می شوند :
عایق های حجیم : این نوع عایق شامل میلیون ها حباب ریز هوای ساکن یا گازهای دیگر است که درون جسم عایق محبوس شده اند . این بسته های هوا در مقابل انتقال گرما مقاوم هستند . عایق حجیم انتقال گرمای تابشی ، هدایتی و رسانایی را کاهش می دهد .
عایق های بازتابی : عایق بازتابی باعث انعکاس گرما می شود .
انواع عایق های حرارتی و کاربردهای آنها
عایق سیلیکات : این نوع عایق ترکیبی است از مواد معدنی و الیاف سرامیکی همراه با ذرات سیلیکا و اکسید فلزات کلسیم , منیزیم و یا آلومینیوم که در دمای بالا با هم ترکیب می شوند . این نوع عایق به شکل پتوئی و یا به شکل آجری یکپارچه ساخته می شود . عایق های سیلیکاتی در مقابل شوکهای حرارتی مقاوم بوده و دماهای بسیار بالا را تحمل می کنند و غیر قابل اشتعال هستند . در صورت مجاورت با رطوبت ، آن را جذب می کنند ، لذا باید در برابر آن محافظت شوند.
الیاف آزبستی : این الیاف از جدا کردن سیلیکاتهای معدنی طبیعی که دارای ساختار بلوری به شکل رشته های باریک هستند بدست می آید. ضریب هدایت حرارتی آن نسبت به عایق های دیگر خیلی بالاتر بوده و بدین جهت عایق خوبی نمی باشد ، اما علت اصلی استفاده از آن خاصیت ضد حریق آن است .
عایقEPDM : این ماده ترکیبی از اتیلن , پروپیلن و داین است . EPDM عایقی مناسب جهت استفاده در مناطق سردسیر است و حتی در دماهای زیر 30 درجه سانتی گراد نیز کارایی دارد . این عایق در برابر ازن و مواد شیمایی آلی و غیرآلی بسیار مقاوم است . ضعف آن مقاومت کم در برابر مایعات نفتی است.
عایق میکرو گویچه سرامیکی : یکی از نتایج تکنولوژی نانو تولید مواد نانوسرامیک و استفاده از آنها در صنعت رنگ است . یکی از انواع این مواد که در ابعاد نانومتر تولید می گردد آلومیناسیلیکات ها هستند که در صنعت رنگ و به عنوان عایق از آنها استفاده می شود . سطوح پوشش داده شده با این مواد ، مقاومت بالایی در برابر پوسته شدن ، خرد شدن ، خش و سایش دارند . سرامیکها می توانند 95 درصد حرارت خورشید و 85 درصد اشعه ماوراء بنفش را بازگردانند و از اتلاف انرژی در بناها جلوگیری نمایند .
فوم PVC : فومPVC سخت عایق حرارتی و صوتی بسیار خوبی است و بخار و رطوبت در آن بسیارکم نفوذ می کند . به علت بالا بودن مقاومت برشی فوم PVC ، سطح آن برای برای پوشاندن با سیمان و گچ مناسب است . مزیت عمده فوم های PVC عملکرد بهتر آنها در برابر آتش نسبت به سایر فوم های پلیمری است .
عایق سلولزی : عایق الیافی متشکل از کاغذ , مواد خام تخته کاغذی یا چوب همراه با چسباننده ها , کند سوز کننده ها و سایر افزودنی ها یا بدون آنها است . اخیرا ، به علت مقاومت بیشتر عایقهای سلولزی در برابر آتش سوزی استفاده از آنها در ایالات متحده افزایش پیدا کرده است . چگالی این عایقها از پشم شیشه بیشتر است ، در نتیجه اکسیژن لازم برای سوختن تامین نمی شود . علت دیگر افزایش مصرف عایق سلولزی ، امکان بالای بازیافت آن نسبت به عایق های دیگر است.
پشم سنگ : پشم سنگ از نوع عایق های گرم معدنی و متشکل از الیاف بسیار نازک است . ماده اولیه برای تولید این الیاف سنگ بازالت از خانواده سنگهای آذرین و دولومیت می باشد که در کشور ما فراوان یافت می شود . محصول بدست آمده کاملاً استریل است و در برابر خطراتی مانند انگل ، قارچ ، باکتری و حشرات موذی مصونیت دارد. از آنجایی که پشم سنگ یک عایق سلول باز است ، لذا آب و بخار بر آن اثر می کنند و بعد از نصب باید ، یک پوشش بخاربند روی آن نصب شود . طول عمر پشم سنگ زیاد بوده و به اندازه عمر ساختمان می باشد .
یکی از کاربردهای مهم پشم سنگ استفاده از آن به عنوان ضد حریق می باشد . در واقع از این پوشش می توان برای حفاظت از سازه های فلزی ، چاهک های آسانسور ، تاسیسات الکتریکی ، راهروهای فرار و ... در برابر حریق استفاده نمود.
عایقکاری مناسب بخشهای مختلف ساختمان مانند سقف ، کف و دیوارهای جانبی ، همچنین عایق کاری لوله ها و سطوح داغ و سرد باعث افزایش راندمان انرژی می گردد . با عایق کاری در ساختمان می توان در انرژی گرمایی و سرمایی 45 تا 55 درصد صرفه جویی نمود .
تمام مصالح ساختمانی بخشی از گرما یا سرما را از خود عبور می دهند . در برخی مواد مثل فلز و شیشه این انتقال به راحتی انجام می شود . اما موادی مثل پشم ، خزه حیوانات ، پارچه های ضخیم و هوای ساکن در برابر انتقال گرما و سرما بسیار مقاوم هستند و به عنوان عایق استفاده می شوند .
انتخاب نوع عایق حرارتی به دمای محیط ، ایمنی ، شرایط محیطی و قیمت آن بستگی دارد . ضخامت عایق حرارتی باید بگونه ای انتخاب شود که از نظر اقتصادی بهینه باشد ، یعنی اینکه با حداقل ضخامت عایق از هدر رفتن انرژی جلوگیری شود .
خصوصیات مهمی که در انتخاب مواد عایق باید مد نظر قرار گیرد عبارتند از :
مقاومت حرارتی ، قابلیت احتراق ، درجه سمیت ، مقاومت فشاری ، چروک خوردگی ، مقاومت در برابر اشعه ماورای بنفش ، مقاومت در برابر قارچ و میکروب ، ضریب انبساط و انقباض ، خنثی بودن از نظر شیمیایی (به منظور جلوگیری از آسیب رساندن به فلزات اطراف) ، خاصیت مویینگی و چگالی .
عایقها به اشکال مختلف صفحه ای ، تخته ای ، آجری ، ورقه ای و نواری به بازار عرضه می گردند.
عایقها از نظر مکانیسم عملکردشان در جلوگیری از انتقال گرما به دو گروه کلی زیر تقسیم می شوند :
عایق های حجیم : این نوع عایق شامل میلیون ها حباب ریز هوای ساکن یا گازهای دیگر است که درون جسم عایق محبوس شده اند . این بسته های هوا در مقابل انتقال گرما مقاوم هستند . عایق حجیم انتقال گرمای تابشی ، هدایتی و رسانایی را کاهش می دهد .
عایق های بازتابی : عایق بازتابی باعث انعکاس گرما می شود .
انواع عایق های حرارتی و کاربردهای آنها
عایق سیلیکات : این نوع عایق ترکیبی است از مواد معدنی و الیاف سرامیکی همراه با ذرات سیلیکا و اکسید فلزات کلسیم , منیزیم و یا آلومینیوم که در دمای بالا با هم ترکیب می شوند . این نوع عایق به شکل پتوئی و یا به شکل آجری یکپارچه ساخته می شود . عایق های سیلیکاتی در مقابل شوکهای حرارتی مقاوم بوده و دماهای بسیار بالا را تحمل می کنند و غیر قابل اشتعال هستند . در صورت مجاورت با رطوبت ، آن را جذب می کنند ، لذا باید در برابر آن محافظت شوند.
الیاف آزبستی : این الیاف از جدا کردن سیلیکاتهای معدنی طبیعی که دارای ساختار بلوری به شکل رشته های باریک هستند بدست می آید. ضریب هدایت حرارتی آن نسبت به عایق های دیگر خیلی بالاتر بوده و بدین جهت عایق خوبی نمی باشد ، اما علت اصلی استفاده از آن خاصیت ضد حریق آن است .
عایقEPDM : این ماده ترکیبی از اتیلن , پروپیلن و داین است . EPDM عایقی مناسب جهت استفاده در مناطق سردسیر است و حتی در دماهای زیر 30 درجه سانتی گراد نیز کارایی دارد . این عایق در برابر ازن و مواد شیمایی آلی و غیرآلی بسیار مقاوم است . ضعف آن مقاومت کم در برابر مایعات نفتی است.
عایق میکرو گویچه سرامیکی : یکی از نتایج تکنولوژی نانو تولید مواد نانوسرامیک و استفاده از آنها در صنعت رنگ است . یکی از انواع این مواد که در ابعاد نانومتر تولید می گردد آلومیناسیلیکات ها هستند که در صنعت رنگ و به عنوان عایق از آنها استفاده می شود . سطوح پوشش داده شده با این مواد ، مقاومت بالایی در برابر پوسته شدن ، خرد شدن ، خش و سایش دارند . سرامیکها می توانند 95 درصد حرارت خورشید و 85 درصد اشعه ماوراء بنفش را بازگردانند و از اتلاف انرژی در بناها جلوگیری نمایند .
فوم PVC : فومPVC سخت عایق حرارتی و صوتی بسیار خوبی است و بخار و رطوبت در آن بسیارکم نفوذ می کند . به علت بالا بودن مقاومت برشی فوم PVC ، سطح آن برای برای پوشاندن با سیمان و گچ مناسب است . مزیت عمده فوم های PVC عملکرد بهتر آنها در برابر آتش نسبت به سایر فوم های پلیمری است .
عایق سلولزی : عایق الیافی متشکل از کاغذ , مواد خام تخته کاغذی یا چوب همراه با چسباننده ها , کند سوز کننده ها و سایر افزودنی ها یا بدون آنها است . اخیرا ، به علت مقاومت بیشتر عایقهای سلولزی در برابر آتش سوزی استفاده از آنها در ایالات متحده افزایش پیدا کرده است . چگالی این عایقها از پشم شیشه بیشتر است ، در نتیجه اکسیژن لازم برای سوختن تامین نمی شود . علت دیگر افزایش مصرف عایق سلولزی ، امکان بالای بازیافت آن نسبت به عایق های دیگر است.
پشم سنگ : پشم سنگ از نوع عایق های گرم معدنی و متشکل از الیاف بسیار نازک است . ماده اولیه برای تولید این الیاف سنگ بازالت از خانواده سنگهای آذرین و دولومیت می باشد که در کشور ما فراوان یافت می شود . محصول بدست آمده کاملاً استریل است و در برابر خطراتی مانند انگل ، قارچ ، باکتری و حشرات موذی مصونیت دارد. از آنجایی که پشم سنگ یک عایق سلول باز است ، لذا آب و بخار بر آن اثر می کنند و بعد از نصب باید ، یک پوشش بخاربند روی آن نصب شود . طول عمر پشم سنگ زیاد بوده و به اندازه عمر ساختمان می باشد .
یکی از کاربردهای مهم پشم سنگ استفاده از آن به عنوان ضد حریق می باشد . در واقع از این پوشش می توان برای حفاظت از سازه های فلزی ، چاهک های آسانسور ، تاسیسات الکتریکی ، راهروهای فرار و ... در برابر حریق استفاده نمود.
دانلود مقاله عایق بندی حرارتی
