عایق حرارتی

عایق حرارتی با توجه به کاهش مصرف انرژی در ساختمان سازی مدرن از اهمیت ویژه ای برخوردار شده است. دلیل اصلی عایق نمودن می تواند کاهش تغییر دما در بخش های مختلف یک ساختمان و یا یک سازه دانست. از این رو بر اساس کاربرد فراوان سازه ها، انواع مختلفی از آن موجود می باشد که هر کدام دارای ویژگی های خاص و کاربردی منحصر به فرد است. از این رو در این مقاله به بررسی انواع عایق گرمایی پرداخته و مکانیزم انتقال دما، کاربرد و دیگر موارد را بررسی می کنیم.

عایق حرارتی چیست؟

عایق حرارتی یکی از بخش های لاینفک از زندگی مدرن و معماری سبز می باشد. امروزه به دلیل کمبود انرژی استفاده از عایق های گرمایی نقشی موثر هم در سطح کلان و هم در سطوح خانگی دارد. به منظور آشنایی با این عایق ها ابتدا باید با نحوه انتقال حرارت در سطوح و اجسام آشنا شویم. مکانیزم انتقال حرارت بین سطح و سیال که معمولا هوا می باشد با استفاده از روش جابجایی (همرفت صورت می پذیرد). در این روش هوا یا سطح انرژی رو به سطح یا سیال انتقال داده و از طریق جابه جای به سطوح جدید انتقال پیدا می کند. در این روش پایین بودن ضریب انتقال حرارت جابجایی در سطح بسیار موثر می باشد.

در روش دیگر انتقال حرارت درون یک سطح از طریق انتقال حرارت رسانایی صورت می پذیرد. در این روش ضریب انتقال حرارت جسم بر روی انتقال گرما تاثیر گذارد. همچنین یکی دیگر از روش های انتقال توسط تابش می باشد که در این روش توسط امواج مادون قرمز دما بدون وجود مولکول منتقل می شود.

عایق های حرارتی می توانند در دو روش انتقال تاثیر گذار است. در مرحله اول حرارت ابتدا توسط روش جابجایی به عایق منتقل شده ولی به دلیل ضریب انتقال حرارت رسانایی پایین در عایق، انتقال حرارت صورت نمیگیرد و بدون انتقال انرژی سطح عایق شده بدون تغییر دما باقی می ماند. همچنین در بعضی موارد این عایق ها در برابر تابش نیز مقاوم بوده و می توانند باعث کاهش انتقال حرارت تابشی باشند.

انواع عایق های گرمایی

عایق های حرارتی بر اساس نوع مواد سازنده آن ها دسته بندی می شوند. عایق ها شامل پلی اتیلن، پلی یورتان، پلی استایرن، الاستومر، عایق تخته فیبری، عایق پرلیت، عایق های سلولزی، پشم سنگ، پشم شیشه، پشم سرامیک، سیلیکات کلسیم، عایق های ایزوهم، اسفنج حرارتی، پی وی سی، عایق شیشه، فنولیک و فویل می باشد.

عایق های ایزوهم از نوع نانو بوده و معمولا بصورت فیبر می باشند. این عایق ها دوام بالایی دارد که می تواند تا 100 سال باشد. همچنین به دلیل ضخامت پایین و هم چنین غیر قابل اشتعال بودن از محبوبیت بالایی برخوردار هستند. پشم شیشه از قدیمی ترین نوع عایق حرارتی بوده و از ویژگی های اصلی آن می توان به آرام سوزی و سبک بودن اشاره نمود. همچنین از بدی های آن می توان به مقاومت کم در برابر رطوبت و ایجاد حساسیت اشاره نمود.

پشم سنگ نیز حاصل فعالیت آتش فشانی و مناسب شرایط پالایشگاهی می باشد. عایق های پرلیت نیز از نوع سنگ آتش فشانی بوده و مقاومت بالا داشته و بسیار سبک می باشد. عایق های تخته فیبری از فشرده شدن فیبر ها به همدیگر بوجود می آیند. این عایق ها به دلیل فشرده شدن نسبت به دیگر روش ها مقاومت کمتری در برابر انتقال دارد.

از دیگر دسته بندی ها بر اساس فرم و حالت آن می باشد که شامل عایق گرمایی تخته ای، لوله ای، لحافی، نواری، فله ای و آجری می باشد.

ویژگی عایق گرمایی

از ویژگی های مهم ضریب انتقال حرارت پایین، مقاومت فشاری مناسب، مقاومت نسبی در برابر نم و رطوبت، مقاوم در برابر فرابنفش، عمر مفید بالا، عدم چروک شدگی، از لحاظ شیمیایی خنثی و عدم رشد قارچ ها می باشد. در مواردی که نم و رطوبت وجود داشته باشد کارایی به شدت کاهش می یابد. در این حالت ممکن است ضریب انتقال حرارت تا 25 برابر کاهش یابد.

مزایای عایق حرارتی

·        صرفه جویی در مصرف انرژی

·        ضد آتش بودن

·        جلوگیری از رشد قارچ و کپک

معایب عایق گرمایی

·        عدم مقاومت در برابر رطوبت

·        طراحی دقیق نیاز دارد

·        هزینه اولیه بالا

·        قابل تعمیر است

 

نحوه انتخاب عایق های حرارتی

همانطور که گفته شد عایق حرارتی به دو صورت می توانند کاربرد داشته باشند. در وهله اول عایق های گرمایی به دلیل ضریب انتقال حرارت پایین می توانند باعث کاهش انتقال حرارت می شود. این عایق ها به دلیل صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش هزینه ها می شود. در حالت بعدی عایق ها می توانند مقاوم در برابر آتش باشد که در این حالت ها هوا جلوی عبور حرارت را گرفته و مانع انتقال آتش می شود. از این رو برای انتخاب عایق گرمایی ابتدا باید مشخص شود که مقاوم در برابر آتش باشند یا نه. همچنین از دیگر موارد می توان به نوع آن و بودجه اختصاصی آن اشاره نمود. در این حالت می توان از انواع مختلف آن استافده نمود.

یکی از نکاتی که در زمینه انتخاب عایق گرمایی، انتخاب بر اساس شرایط محیطی و آب و هوایی محل نصب می باشد. همچنین امروزه استفاده از عایق ها در زمان بازسازی ساختمان اجباری شده است.