5 نوع عایق حرارتی متداول برای ساختمان ها

بدون شک یکی از المان های دارای اهمیت برای جلوگیری از اتلاف بی رویه انرژی در ساختمان های مسکونی و عمومی، استفاده از مواد عایق کننده ای است که بتوانند خود را با شرایط خاص هماهنگ کنند و وقف دهند. کاهش مصرف انرژی می تواند از طریق عایق سازی مناسب ساختمان ها بدست آید، اما این کار اگر با مواد درستی انجام نشود عملا دستیابی به آن امکان پذیر نخواهد بود. به همین دلیل در این مقاله به مقایسه انواع مواد عایق کننده پرداخته خواهد شد.

از متداول ترین مواد عایق کننده می توان به پلی استایرن، پشم شیشه و فوم پلی یورتان اشاره کرد که هم به عنوان عایق حرارتی و هم به عنوان عایق صوتی می توانند در ساختمان ها استفاده شوند. با این وجود، محصولات دیگری نیز در بازار وجود دارند که پارامترهای فیزیکی و شیمیایی مطلوبی را ارائه می دهند. یکی از مهم ترین پارامتری که در هر ماده عایق حرارتی مطرح می شود، ضریب هدایت حرارتی آن (λ) است. هر چه مقدار این ضریب کوچکتر باشد، عملکرد عایق سازی ماده بهتر خواهد بود و در نتیجه، از اتلاف انرژی بیشتری جلوگیری خواهد شد. علاوه بر هدایت حرارتی، مقاومت حرارتی و نفوذ حرارت نیز می تواند برای نمونه های مختلف در آزمایشگاه ها اندازه گیری و با یکدیگر مقایسه شوند.

در سال های 1880 اولین باری بود که ساختمان ها در آمریکا عایق می کردند و بدین منظور از الیاف معدنی استفاده می شد. با این وجود، از سال های 1970، مواد موثرتری برای عایق سازی ساختمان ها کشف شده اند.

الیاف معدنی ویژگی های متنوعی دارد که موجب می گردد بتواند در کاربردهای گسترده ای بکار رود، عایق سازی مناسبی را برای ساختمان ها فراهم سازد، عایق خوبی در مقابل اموج صوتی باشد (از انرژی امواج صوتی می کاهد)، علاوه بر آنکه خواص دیگری از جمله مقاومت در برابر آتش دارد.

در واقع نام دیگر الیاف معدنی، پشم سنگ است که از بازالت ساخته شده است و مقاومت دمایی بسیار بالایی دارد. ضریب هدایت حرارتی برای آن می تواند از 0.031 تا 0.045 W/mK متغیر باشد. این ماده دوام و مقاومت بالایی نسبت به تغییر شکل دارد و در مقابل موادی که حاوی حلال باشند دچار تخریب نمی شوند. با این وجود، این الیاف جاذب آب است که بر عملکرد عایق سازی آن اختلال ایجاد می کند. به بیان دیگر، اگر عایق خیس شود، به سادگی خشک نمی شود. برای جلوگیری از جذب آب، این الیاف را با روغنی معدنی آغشته می سازند یا بر روی آن پوششی از فویل آلومینومی قرار می دهند. پشم ماده ای است که اعمال آن بر حفره ها به خصوص برای افراد بی تجربه دشوار خواهد بود، که این امر منجر به افزایش اتلاف حرارتی در ساختمان می شود. علاوه بر آن، لازم به ذکر است که پشم سنگ با گذشت زمان دچار فرورفتگی، فشردگی و ریزش از سطح می شود (به اصطلاح شکم می دهد).

یکی دیگر از مواد متداول عایق کننده ساختمان ها، الیاف شیشه است که با نام پشم شیشه نیز شناخته شده است این ماده از سنگ کوآرتز یا شیشه بازیافت شده تولید می شود و درسال های 1930 توسعه یافت. الیاف شیشه امروزه نیز به عنوان یکی از گزینه های مود در بازار است زیرا که روشی ارزان قیمت برای عایق سازی می باشد. این ماده دچار جمع شدگی نمی شود و ماده ای مقاوم در برابر آتش محسوب می شود. با این وجود، الیاف شیشه حاوی ذرات شیشه هستند که می تواند بر سیستم تنفسی انسان اثر نامطلوبی بگذارد. علاوه بر آن، الیاف شیشه نمی تواند  درزها و حفره ها را به خوبی پر کند.

فوم پلی استایرن انبساط یافته (EPS) که به دلیل فرآیند تولید آن که به حالت فوم شکل می گیرد به این نام شناخته شده است ضریب هدایت حرارتی معادل با 0.030 تا 0.045 W/mK (برای فوم سفید رنگ از 0.038 تا 0.045 و برای فوم حاوی گرافیت 0.030 تا 0.035 W/mK) است.

فوم پلی استایرن به عنوان ماده ای عایق، در ابتدا توسط جذب آب پایین آن شناخته می شود، به همین دلیل از آن می توان برای عایق سازی قسمت های ساختمان که در معرض با آب هستند به عنوان مثال دیوارهای انبار یا کف زمین استفاده کرد.

علاوه بر فوم پلی استایرن متداول، پلی استایرن به صورت اکسترود شده نیز در دسترس است که عایق سازی خوبی را در مقابل حرارت فراهم می آورد (0.021 تا 0.026W/mK )؛ این ماده سخت تر و میزان جذب آن پایین تر است و در رنگ های متنوعی (آبی، سبز یا صورتی) یافت می شود که می توان از آنها برای عایق سازی سقف ها، کف گاراژها و کف زمین هایی که نیروی زیادی به آنها اعمال می گردد، استفاده شود.

با این حال، پلی استایرن انبساط یافته معایب خاص خود را دارد؛ در مقابل بسیاری از عوامل شیمیایی از جمله حلال ها، رنگ ها، چسب ها و ... مقاومت ندارد. علاوه بر آن، بخار آب می تواند به درون این ماده نفوذ کند بدین معنی که بخار آب می تواند به درون دیوارهای عایق شده با فوم پلی استایرن نفوذ کند.

فوم پلی استایرن (Styrofoam) نسبت به دماهای بالا و آتش نیز حساس است. دماهای بالاتر از 80 می تواند به آن آسیب برساند، با این حال، این ماده می تواند دارای خاصیت خود خاموش شوندگی باشد و زمانی که آتش بگیرد شعله ور نمی شود اما به راحتی ذوب می شود و از خود مقدار زیادی دود متصاعد می کند.

 

این فوم به سرعت به ماده عایق محبوبی تبدیل شد. امروزه، دو نوع فوم پلی یورتانی، با نام های PUR پلی یورتان و PIR پلی ایزوسیانورات استفاده می شوند. این فوم ها دارای ویژگی هایی برتری هستند که آنها را از دیگر مواد متمایز می سازد؛ این فوم ها یا می توانند به صورت تخته ای یا به روش پاششی (اسپری) بر سطح مورد نظر اعمال گردند و آن را عایق کنند.

همان طور که می دانید پلی یورتان در اثر واکنش دو ماده اولیه اصلی، پلی ال و ایزوسیانات بدست می آید. در اثر واکنش این مواد اولیه سازنده با استفاده از تجهیزات مخصوص، فوم پلی یورتان حاصل می شود. امروزه از این ماده به طور گسترده ای در صنعت ساختمان سازی به عنوان ماده جایگزینی بجای دیگر مواد عایق حرارتی از فوندانسیون تا سقف ها استفاده می شود. به جرأت می توان گفت که فوم پلی یورتان علاوه بر اینکه عملکرد مناسبی را به عنوان یک عایق حرارتی از خود بروز می دهد ایمنی مناسبی را نیز با خود به همراه می آرود.

در واقع، فوم پلی یورتان سلول بسته، ضریب هدایت حرارتی پایینی (λ = 0.020 W/mK) دارد که به کمک آن امکان دستیابی به خواص بسیار خوب عایق کنندگی در مقابل حرارت فراهم می شود.

یکی دیگر از مزیت های مهم فوم پلی یورتان، اعمال ساده و سریع آن بر سطح بستر می باشد. به محض اعمال آن بر سطح به روش پاششی، در عرض چند ثانیه تا چندین برابر حجم خود منبسط می گردد و به سرعت سخت می شود. این ماده به خوبی خود را با سطح اعمالی وقف می دهد و حتی قابلیت نفوذ به کوچکترین حفره ها را دارد. عایق سازی با فوم، بسیار مقرون به صرفه تر از استفاده از دیگر مواد عایق حرارتی متداول است. این عایق به خوبی به سطح بستر می چسبد و هیچ گونه حفره یا پل حرارتی را ایجاد نمی کند که منجر به اتلاف حرارتی در ساختمان شوند.

لازم به ذکر است فوم پلی یورتان به دو دسته فوم سلول باز و بسته تقسیم بندی می شود. فوم سلول بسته دارای ساختاری با حفرات بسته است که موجب سختی ساختار آن و عملکرد مناسب آن به عنوان عایق حرارتی می شود. این فوم اجازه نفوذ آب را به درون ساختار خود نمی دهد و خواص عایق سازی خوبی را در برابر حرارت از خود نشان می دهد، بنابراین، امکان رشد قارچ یا کپک در درون فوم وجود ندارد. این ماده سبک است پس می توان بدون نگرانی آن را حتی در زیر سقف ها اعمال کرد.

 

این ماده خواص فیزیکی و شیمیایی بسیار مشابهی با الیاف معدنی دارد ضریب هدایت حرارت آن 0.039 W/mK می باشد اما، موارد استفاده از آن محدود است. الیاف سلولز عایق سازی خوبی را در مقابل امواج صوتی فراهم می آورند و امکان نفوذ بخار آب در آنها وجود دارد. در حقیقت الیاف سلولز توانایی جذب و رهاسازی آب از محیط اطراف خود را دارند پس نیازی به مانعی در برابر بخار آب در حین عایق سازی نمی باشد. با این حال، نیاز به مکانی با تهویه مناسب است تا این بخار آب بتواند به طور کامل خشک شود. الیاف می تواند به صورت خشک یا خیس اعمال گردد. در روش خشک، الیاف به حالت عادی خرد شده بر سطح اعمال می شوند؛ اما در روش خیس، الیاف قبل از اعمال بر سطح بستر، به آب و چسب آغشته می شوند.

بدون شک یکی از المان های دارای اهمیت برای جلوگیری از اتلاف بی رویه انرژی در ساختمان های مسکونی و عمومی، استفاده از مواد عایق کننده ای است که بتوانند خود را با شرایط خاص هماهنگ کنند و وقف دهند. کاهش مصرف انرژی می تواند از طریق عایق سازی مناسب ساختمان ها بدست آید، اما این کار اگر با مواد درستی انجام نشود عملا دستیابی به آن امکان پذیر نخواهد بود. به همین دلیل در این مقاله به مقایسه انواع مواد عایق کننده پرداخته خواهد شد.

شرکت ایمن پلیمر شیمی تولید کننده مواد اولیه پلی یورتان، مواد اولیه فوم اسپری حرارتی عایق ساختمان را عرضه می کند. جهت کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره فنی با ما در ارتباط باشید.