از : مهندس محمد مهدی مداح

 

بحث بهینه نمودن مصرف انرژی در بخش ساختمان و مسکن می تواند جایگاه مهمی در میزان مصرف سوخت و درنتیجه مسائل آلودگی هوا و محیط زیست داشته باشد .
آنچه در سالهای اخیر کرارا مشاهده شده است اقدامات ناهماهنگ ، کوتاه مدت ، بدون پشتوانه علمی و پراکنده سازمانها و نهادهای گوناگون برای بهینه کردن مصرف انرژی است .
باید تاکید نمود که فقط با به کارگیری مکانیزم های  سه گانه ذیل و به طور همزمان ، اجرای یک برنامه سیستماتیک برای کاهش مصرف انرژی تحقق خواهد یافت :


الف ) مکانیزم های فنی :
استفاده از سوخت های جایگزین ، استفاده از مصالح جایگزین در ساخت و ساز پروژه های ساختمانی ، استفاده از عایق های حرارتی و برودتی ، استفاده از انرژی خورشیدی
ب ) مکانیزم های آموزشی ، تبلیغاتی ، فرهنگی :
تشکیل دوره های آموزشی برای سطوح مختلف اقشار جامعه به خصوص مهندسان و سازندگان پروژه های ساختمانی ، ترویج استفاده بهینه سوخت در مدارس و دانشگاهها ، تبلیغ مصرف بهینه انرژی در رسانه های گروهی به خصوص رادیو و تلویزیون
ج ) مکانیزم های تشویقی ، تنبیهی ، الزامی ، اجباری :
مانند پله ای کردن قیمت فرآورده های نفتی ريال تشویق برای به کارگیری عایق در ساختمان در مقابل دریافت سوبسید و ...
چنانچه هرکدام از مکانیزمهای مذکور به تنهایی مدنظر قرار گیرد میزان موفقیت در مجموع مطلوب نخواهد بود و مقدار موفقیت در مجموع مطلوب نخواهد بود و مقدار زیادی از تلاش ها صرف کارهای تکراری و موازی خواهد شد .
به نظر می رسد در رابطه با مکانیزمهای فنی ، استفاده از عایق در ساختمان و تاسیسات بناهای مسکونی ، اداری ، تجاری و آموزشی از نظر اجرای آسان تر از بقیه روشها بود و به لحاظ تامین عایق چه از منابع داخلی و خارجی امکان پذیرتر و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه خواهد بود .
موارد استفاده از عایق :
1- استفاده از عایق در سیستمهای مولد گرما و سرما : با توجه به عدم وجود تست های مربوط به ظرفیت در کارخانه های سازنده سرمایشی و گرمایشی در بسیاری از موارد ، استفاده از عایق جدی تلقی نمی گردد ، لذا انرژی تولیدی قبل از ورود به شبکه تلف می شود و راندمان دستگاهها کاهش می یابد.
2- با استفاده از عایق در جداره خارجی ساختمانها از نفوذ گرما به داخل ساختمان در فصل تابستان و خروج گرما به خارج در فصل زمستان جلوگیری شده و کاهش قابل توجهی در پرت حرارت و برودت حاصل می شود که نتیجتا در بهینه کردن مصرف انرژی از یکسو و متعادل شدن اندازه دستگاهها و طولانی شدن عمر آنها نیز موثر خواهد بود .
3- با استفاده از عایق در لوله ها و کانالهای ارتباط دهنده سیستمهای تولید و توزیع حرارت و برودت از به هدر رفتن سرما و گرمای تولیدی و مصرف بی مورد انرژی جلوگیری می شود .
نقش اساسی عایق ها در بهینه کردن مصرف انرژی ، اطلاع یافتن از انواع عایق ها و نحوه صحیح عایقکاری را ضروری می سازد .


اطلاعاتی پیرامون عایقها :
جنس عایق :
جنس عایقها فوق العاده  متنوع می باشد از جمله انواع سیلیکات ها ، پشم شیشه ، پولیت و زمیکولیت ، پلیمرهای مختلف ، عایقهای لاستیکی و ترموپلاستیک ها ، عایق از جنس چوب و گیاهان مختلف و بعضا ترکیب چند عایق باهم .
شکل عایق :
عایق های حرارتی و برودتی در اشکال مختلف در بازار یافت می شوند که هرکدام کاربرد متفاوتی دارند :
عایق پتویی ، عایق به شکل بلوک ، عایق با مشهای فولادی ، عایق با سطح سیمان نسوز ، عایق با کاغذ کرافت و آلومینیوم ،  عایق با پوشش منعکس کننده ، عایق پاشیدنی و عایق های پیش ساخته به شکل لوله .
خواص عایق :
1-ضریب هدایت حرارت :میزان جریان انرژی گرمایی (گرما) عبور یافته از واحد سطح که اختلاف دمایی معادل 1 درجه سانتی گراد با فارنهایت ایجاد نماید ضریب هدایت حرارتی نامیده می شود .
2-ضریب نفوذ جذب بخار آب: میزان بخار آب منتقل شده از واحد سطح در واحد ضخامت در واحد فشار که در دو سطح عایق وجود دارد .

- عایق هایی نظیر پشم سنگ و یا پشم شیشه در اثر برخورد با سطوح مرطوب ، به مرور زمان به شکل پودر در می آیند و درنتیجه هم ضخامت و هم خواص خود را از دست می دهند . از آنجاییکه هدایت گرما با ضخامت عایق نسبت عکس دارد چنانچه ضخامت عایق کاهش یابد ، انتقال حرارت افزایش خواهد یافت .
- ضریب انتقال حرارت آب تقریبا ده برابر عایق ها می باشد ، درنتیجه با تشکیل قطرات آب انتقال حرارت افزایش می یابد و میزان پرت انرژی بالا می رود .
- با تشکیل قطرات آب بر روی سطوح خارجی لوله ها ، پدیده خوردگی اتفاق می افتد و عملا عمر تاسیسات کاهش می یابد .
مجموعه عوامل فوق الذکر حساست خاصی در رابطه با نفوذپذیری آب در سطح عایق به وجود می آورد .
ضخامت عایق :
ضخامت عایق پارامتر مهمی است که در محاسبات مربوط به بهینه سازی مصرف انرژی باید مدنظر قرار گیرد . هرچند استفاده از عایقهای چند لایه و با ضخامت بیشتر امکان پذیر است اما از نظر اجرایی مشکل آفرین ب.ده . به لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست .
دانسیته عایق :
عبارت است از وزن واحد حجم یک عایق ، به عبارت دیگر میزان فشردگی یک عایق با این پارامتر سنجیده می شود . البته بالا بودن دانسیته عایق مزیتی محسوب نمی گردد و باید با درنظر گرفتن ضریب هدایت حرارت و موضوع نفوذپذیری بخار آب به آن توجه نمود .
پوشش عایق :
پوشش عایق از چند نظر دارای اهمیت است :
1- میزان نفوذ بخار آب در عایق
2- حفاظت عایق در برابر ضربات مکانیکی
3- صاف و شفاف بودن سطح خارجی عایق و ارتباط آن با ضریب هدایت حرارت
4- زیبایی در محل هایی که تاسیسات روکار وجود دارد
5- مسائل بهداشتی به خصوص در کارخانجات دارویی و مواد غذایی
محدوده دمای کاربرد :
عایق های حرارتی در دمای معینی از کاردارای حداکثر راندمان هستند . معمولا عایق های ترموپلاستیکی در محدوده دمای منهای 100 تا دمای مثبت 105 درجه سانتی گراد بیشترین راندمان را دارند .
مقاومت در برابر گسترش شعله :
از آنجا که عایق ها در جداره های داخلی و خارجی ساختمان به طور مستقیم و در لوله کشی ها و کانالها بعضا به طور مستقیم در معرض آتش سوزی قرار دارند ، باید برای آنها پوشش ضدحریق یا مقاوم دربرابر حریق طبق استانداردهای DIN4102 یا استانداردهای مشابه درنظر گرفت . علاوه بر آن برخی عایق ها از نظر ساختاری در مقابل حریق مقاومند یعنی چنانچه در معرض آتش قرار گیرند به سختی باعث گسترش حریق شده و گازهای ایجاد شده فوق العاده کم و بی خطر می باشند .
مقایسه عایق ها :
عایق ها با تنوع زیادی در شکل و جنس در بازار یافت می شوند و هریک دارای مزایا و معایب متفاوت بوده و کاربرد مختلف دارند که اجمالا در ذیل به آنها اشاره می شود :
1- ضریب هدایت حرارت : عایق ها مجوف لاستیکی و ترموپلاستیک و عایق های پشم سنگ و شیشه دارای ضریب هدایت حرارت پایین هستند .
2- ضریب نفوذ بخار آب : عایق های ترموپلاستیکی مناسب ترین عایق ها در این زمینه می باشند و با توجه به این که نفوذ آب در این زمینه می باشند و با توجه به اینکه نفوذ آب در عایق مضراتی دارد که قبلا به آنها اشاره شد ، درحال حاضر گرایش استفاده از عایق های ترموپلاستیک رو به افزایش است .
3-آسانی اجرا : نجوه اجرای عایقکاری (عایق پیچی) برای عایق های لاستیکی سلول بسته ، پلاستیکی و ترموپلاستیکی آسان بوده و با کممترین زمان و با حداقل هزینه قابل انجام می باشد .
4-مسائل زیست محیطی : مطالعات اخیر نشان داده است عایقهایی که دارای الیاف معدنی هستند سرطان زا بوده و پودر شدن عایق در زمان اجرا و پس از آن (بخصوص پس از نفوذ بخار آب در عایق) مشکلات زیادی را به وجود می آورد . درحالی که عایق های پلاستیکی(ترموپلاستیک) از این نظر مشکل ندارند .
5- عایق های ترموپلاستیکی به شکل ورق(Sheet) و لوله (Pipe) از نظر زیبایی و ظاهر از بقیه عایق ها مناسب ترند .

مراجع:
1-استاندارد ASTM CS18
2-کاتالوگ عایق شرکت arma cell