العزل الحراري وانواع المواد العازلة ومزايا استخدام العزل الحراري,اهم الاعتبارات اللي لازم نراعيها واحنا بنطبق العزل الحراري

من خواص الخرسانة المسلحة التوصيل السريع للحرارة مما يجعل استخدامها في بناء المباني بدون عوازل حرارية  غير مريح للمستخدم.لذا فإن عدم عزل المباني جيداً يؤدي إلى ارتفاع في معدل تشغيل الأجهزة الميكانيكية مما يؤدي إلى زيادة الأعباء المادية على الساكن.  فبرزت أهمية دراسة  العزل الحراري للمباني لما في ذلك من ايجابيات على تقليل عدد ساعات تشغيل أجهزة التكييف ، وبالتالي تقليل الاستهلاك في الطاقة الكهربائية .

سوف نتعرف من خلال موضوعنا هذا عن  تعريف العزل الحراري والهدف من استخدامه في المباني ، وبيان مزاياه ، والخواص المختلفة له ، والعوامل التي تؤثر على اختيار مواده المناسبة ، ومعرفة  أنواعها وطرق تصنيعها  وأهم الاعتبارات الواجب اتباعها عند استخدام العزل الحراري.

 تعريف العزل الحراري :

هو اني استخدم مواد لها خواص عازلة للحرارة بحيث تساعد في تقليل تسرب وانتقال الحرارة من خارج المبنى إلى داخله صيفاً ، ومن داخله إلى خارجه شتاءً .

ويمكن تقسيم الحرارة التي تخترق المبنى إلى ثلاثة أنواع :

- الحرارة التي تخترق الجدران والأسقف .
- الحرارة التي تخترق النوافذ .
- الحرارة التي تنتقل عبر فتحات التهوية الطبيعية .

خصائص مواد العزل الحراري :

إن اختيار مادة عازلة معنية يستلزم معرفة خصائصها الحرارية وخصائصها الأخرى كامتصاص الماء وقابليتها للاحتراق وصلابتها و.....وغيرها من الخصائص.

 الخصائص الحرارية :

هي قدرة المادة على العزل الحراري .ويتم قياس هذه القدرة عادة بمعامل التوصيل الحراري ، فكلما قل دل ذلك على زيادة مقاومة المادة لنقل الحرارة والعكس صحيح . ومن ذلك يتضح أن المقاومة الحرارية تتناسب عكسياً مع معامل التوصيل الحراري .  ويلاحظ أن المواد العاكسة تعتبر مواداً فعالة في العزل الحراري لقدرتها العالية على رد الإشعاعات والموجات الحرارية بشرط أن تقابل فراغاً هوائياً . ولمعرفة المقاومة الكلية للانتقال الحراري لا بد من جمع المقاومات المختلفة لطبقات الحائط أو السقف بما فيها مقاومة الطبقة الهوائية الملاصقة للأسطح الداخلية أو الخارجية . وجمع هذه المقاومات يشبه تماماً جمع المقاومات الكهربائية . فهي إما أن تكون على التوازي أو التوالي .

الخصائص الميكانيكية :

بعض المواد العازلة تتميز بمتانة وقدرة عالية على التحمل ، ولهذا فيمكن أحياناً استخدامها للمساهمة في دعم وتحميل المبنى .

 خصائص الامتصاص :

إن وجود الماء بصورة رطبة أو سائلة أو صلبة في المادة العازلة يقلل من قيمة العزل الحراري للمادة ، أي يقلل المقاومة الحرارية كما أنه قد يساهم في إتلاف المادة بصورة سريعة . وتأثير الرطوبة على المادة يعتمد على خواص تلك المادة من حيث قدرتها على الامتصاص والنفاذية .

الخصائص الأمنية والصحية :

يكون لبعض المواد العازلة خواص معينة منها ما قد يعرض الإنسان للخطر سواء وقت التخزين  أو أثناء النقل أو التركيب  أو خلال فترة الاستعمال. فقد تتسبب في إحداث عاهات في جسم الإنسان دائمة أو مؤقتة كالجروح والبثور والتسمم والالتهابات الرئوية أو الحساسية في الجلد والعينين. مما يحتم أهمية معرفة التركيب الكيميائي للمادة العازلة  وأيضا صفاتها الفيزيائية من حيث قابليتها للاحتراق  وغيرها من الصفات .

 الخصائص الصوتيـة :

بعض المواد العازلة للحرارة قد تستخدم لتحقيق المتطلبات الصوتية مثل امتصاص الصوت أو تشتيته وامتصاص الاهتزازات . لذا فإن معرفة الخواص المرتبطة بهذا الجانب قد يحقق هدفين بوسيلة واحدة نتيجة لاستخدام تلك المواد.

إن من أهم العوامل التي تؤثر على اختيار مواد العزل الحراري المناسبة الاتي :

 أن تكون المادة العازلة ذات مقاومة توصيل حراري منخفض.

أن تكون على درجة علية من مقاومتها لنفاذ الماء والإشعاع . 

أن تكون على درجة عالية في مقاومتها لامتصاص بخار الماء.

أن تكون على درجة عالية في مقاومتها للاجهادات الناتجة عن الفروقات الكبيرة في درجات الحرارة .

 
 أن تكون ذات خواص ميكانيكية جيدة كارتفاع  قيمة معامل المقاومة الانضغاطية ومعامل المقاومة للكسر .

أن تكون مقاومة للبكتيريا والعفن والحريق خاصة في الأماكن المعرضة للحريق بسهولة . 

 أن تكون ثابتة الأبعاد على المدى الطويل قليلة القابلية للتمدد أو التقلص . 

 أن تكون مقاومة للتفاعلات والتغيرات الكيمائية . 

 ألا ينتج عنها أي أضرار صحية .

 أن تكون مطابقة للمواصفات القياسية. 

 سهولة التركيب . 

يمكن تقسيم مواد العزل الحراري  إلى أربعة أقسام :

 المواد العازلة من أصل حيواني: مثل صوف وشعر الحيوانات  ويعتبر استخدامها كمواد عازلة محدوداً . 

 المواد العازلة من أصل جمادي: كالصوف الزجاجي ، وهو من أفضل مواد العزل الحراري .

 
 المواد العازلة الصناعية : وتشتمل المطاط والبلاستيك الرغوي ، والأخير هو الأكثر شيوعاً ، والاكثر استخداما هو نوع البولي سترين والبولي يورثين الرغوي . 

 المواد العازلة من أصل نباتي: وتشتمل الألياف أو المواد السيلولوزية مثل القصب والقطن وخلافه . 

 أنواع المواد العازلة :

يمكن أن توجد المواد العازلة على عدة صور وهي :

 اللباد . 
 حبيبات الحشو الخفيف . 
 سائل رغوي بخاخ . 
 رغوي صلب ( لوائح أو شرائح ) . 

 اللبـــاد : 

يوجد على شكل لفائف طويلة وسماكات مختلفة . وأغلبه  مغلف بالورق أو برقائق معدنية مزودة بإطار من الجانبين لمسك الجوانب ، ويمكن أن تكون الرقيقة المعدنية على وجه واحد من تلك اللفائف ، كما يمكن أن يكون أحد الأوجه مغلفاً بالورق المغطى بالأسفلت أو البيتومين ليعمل كحاجز للبخار أو الرطوبة .

يتم صنع اللباد من مواد عضوية تشتمل على ألياف زجاجية . وكذلك يمكن توفر الألياف السليولوزية على هيئة اللباد. ويوضع اللباد على الحائط الداخلي للبناء ، و يستخدم في عزل الأسقف والحوائط .

 حبيبات الحشو الخفيف :

وتتكون هذه المادة العازلة من حبيبات صغيرة  وعند استخدام عزل الحبيبات فإن معدات الشفط الموجودة في الناقلات الحاملة لهذه المادة العازلة تقوم بشفط الحبيبات وتوجيهها للمكان المطلوب عزله .

 سائل رغوي بخاخ : 

توجد هذه المادة على هيئة نوعين إحداهما : ألياف غير عضوية من النوع اللاصق والثاني : يكون من الرشاش العضوي من ألياف الصوف المعدني . 

الألواح الصلبة أو الشرائح : 

 واسعة الانتشار ، وتستخدم في المباني لعزل الأسطح والخرسانات الرغوية. 

 أهم الاعتبارات التي يجب مراعاتها عند تطبيق العزل الحراري :

أن تخزن المواد العازلة في أماكن جافة غير مكشوفة وتجنب تهشمها أو ثقبها . 

 يراعى تغطية مواد الأسطح من كلا الجانبين . ويوضع حاجز فاصل من أعلاها وحاجز مقاوم لتسرب المياه من أسفلها أو العكس بالعكس ، وذلك حسب طريقة التركيب المناسبة لذلك . 

تغطية مواد عزل الجدران من الجانبين بحاجز عازل للرطوبة

 وذلك حسب طريقة التركيب المناسبة لذلك . 

تجنب إمكانية تهشم المادة عند البناء أو خلال عملية تركيبها . 

 أن تكون جميع أسطح المادة خالية من الغبار أو الشحوم قبل تركيبها . 

أن تنطبق قيمة وحدة معامل الانتقال الحراري القصوى الموصوفة للسطح على السقف الكرتوني 

 إذا كان سطح المباني فوق السقف الكرتوني (سوليتكس) من نوع سقوف (الجالونات) فيجب توفير تهوية ميكانيكية للفتحة الكائنة بين السطح والسقف الكرتوني . 

 في المباني الخفيفة كالمخازن وغيرها التي تستعمل الصفائح المعدنية يجب استعمال (الفيرجلاس) أو الصوف الزجاجي أو الصخري للعزل الحراري لأنها تقاوم الحريق والحرارة . 

     

مزايا استخدام العزل الحراري :

الترشيد في استهلاك الطاقة الكهربائية ، حيث أثبتت التجارب العلمية أن تطبيق استخدام العزل الحراري في المباني السكنية والمنشآت التجارية والصناعية يقلل من الطاقة الكهربائية بمعدلات تصل إلى نسبة 40% . 

احتفاظ المبنى بدرجة الحرارة  لمدة طويلة دون الحاجة إلى تشغيل أجهزة التكييف لفترات طويلة .

يؤدي إلى استخدام أجهزة تكييف ذات قدرات صغيرة . وبالتالي تقل تكاليف استهلاك الطاقة.

رفع مستوى الراحة لمستخدمي المبنى .

يقلل من استخدام أجهزة التكييف مما يقلل من تأثيراتها السلبية علي الإنسان بسبب الضوضاء الناتجة عن التشغيل لتلك الأجهزة . 

يعمل العزل الحراري على حماية وسلامة المبنى من تغيرات الطقس والتقلبات الجوية لان فرق درجات الحرارة الناتجة عن ارتفاع الحرارة بسبب أشعة الشمس نهاراً وانخفاض درجة الحرارة ليلاً يؤدي إلى إحداث اجهادات حرارية تجعل طبقة السطح الخارجي لأجزاء المبنى تفقد خواصها الطبيعية والميكانيكية ويحدث تشققات بها و تصدعات وشروخ في هيكل المبنى . 

تقليل سمك الحوائط وسمك الأسقف اللازمة لتخفيض انتقال الحرارة لداخل المبنى .

توفير العبء على محطات انتاج الطاقة وشبكات التوزيع .