آشنایی با انواع عایق حرارتی برودتی
هدر رفت حرارت و حفظ انرژی حاصل از هر واکنش گرمایی در محیط، چالش مهمی بعد از تولید انرژی حرارتی است. عمل عایق‌بندی به منظور جلوگیری از هدررفت گرما، همیشه یکی از دغدغه‌های اصلی در صنعت ساختمانی و نیز کارخانه‌های صنعتی بوده است؛ این دغدغه به طور کلی‌تری شامل هدر رفت سرما یا برودت هوا نیز می‌شود. آنچه در هر شرایطی برای ما اهمیت دارد حفظ تعادل و رسیدن به شرایط مطبوع در محیط است.
هر چقدر هم که برای ایجاد آب و هوای راحت و مطلوب در داخل خانه تلاش کنید، اگر مصالح ساختمانی آن قادر به حفظ آب و هوای مطلوب نباشد، می‌تواند منجر به افزایش بی‌مورد مصرف انرژی شود و هزینه‌های شما زیاد شود. در این مقاله درباره‌ی عایق حرارتی برودتی بیشتر توضیح می‌دهیم.
عایق بندی چیست و چرا به آن نیازمندیم؟
به طور کلی عایق‌بندی یعنی پوشاندن یک جسم یا محیط با استفاده از مواد و مصالحی که رسانش یا هدایت گرمایی کمی دارند و البته ضخامت بالایی نیز دارند. اگر رسانش حرارتی به میزان قابل توجهی پایین باشد در واقع انتقال حرارت را به صفر نزدیک کرده و یا شکست تابش به جای جذب آن اتفاق می‌افتد.
البته این طور نیست که همیشه عایق‌بندی در ارتباط مستقیم با دما باشد یا برای حفظ تعادل محیط و جلوگیری از هدررفت گرما و انرژی داخلی باشد، بلکه در موارد صنعتی و حتی خانگی، گاهی عملیات عایق‌بندی به منظور جلوگیری از آتش‌سوزی و محافظت از قطعات الکتریکی انجام می‌شود و یا در موارد صنعتی پیشرفته عایق‌کاری برای محافظت از سلامت دستگاه‌ها صورت می‌گیرد.
جالب است بدانید که در عایق‌بندی توجه ویژه‌ای به گازها می‌شود زیرا رسانش گرمایی بسیار ضعیفی دارند؛ اما مهار کردن یک گاز برای کاربرد عایق‌بندی مسئله آسانی نیست و اغلب از هوا برای پرکردن و عایق بندی فضای بین فوم های عایق حرارتی استفاده می شود.
انواع عایق‌ها بر اساس کاربرد
شاید بهتر باشد عایق‌ها را به سه نوع حرارتی، برودتی و صوتی تقسیم نماییم، اما در زیردسته اول و دوم عایق سومی به نام عایق حرارتی‌برودتی نیز جای دارد که در نوع معروف‌تر آن عایق الاستومری است که در ادامه با آن بیشتر آشنا می‌شویم.
عایق حرارتی چیست؟
اگر انتقال حرارت را به معنای انتقال انرژی حرارتی بین اجسام با دمای متفاوت تعریف کنیم، در آن صورت عایق حرارتی باید بتواند برای اجسام در تماس با هم و یا در محدوده یک تشعشع تابشی، مانع این انتقال حرارت شود. عایق حرارتی ماده‌ای است که به دلیل ویژگی‌های فیزیکی خود به راحتی دما را هدر نمی‌دهد.
به عنوان مثال می‌توانیم یک چوب را از یک طرف بگیریم و بدون ترس از سوختن خود طرف دیگر آن را در آتش بگذاریم، اما با میله آهنی نمی‌توانیم این کار را انجام دهیم. چوب ماده‌ای عایق و آهن رسانای گرما است.
از منظر فیزیکی انتقال حرارت را به سه نوع کلی: هدایت، همرفت و تشعشع تقسیم می‌کنند، که برای هر سه نوع این‌ها بسته به نیاز خانگی و نیمه صنعتی یا صنعتی، عایق‌بندی مناسب، طراحی و استفاده می‌شود.
در کنار عامل کاهش رسانش گرمایی، کاهش سطح تماس نیز مسئله مورد توجهی در عایق‌بندی است که باید به آن توجه شود. هرچند این مسئله باید پیش از عایق‌بندی و در طراحی جسم و محیط اولیه در نظر گرفته شده باشد.
با توجه به عوامل گفته شده در بالا و براساس معیارهای دقیق تر علمی می توان عملکرد عایق ها را علاوه بر جنس مواد و شرایط محیطی بر اساس عوامل زیر ارزیابی کرد:
- هدایت حرارتی که اغلب با ضریب k و یا لاندا معرفی می شود،
- میزان انتشار سطحی با نشان اپسیلون
- ضخامت عایق
- تراکم یا چگالی
- ظرفیت حرارتی خاص
- پل حرارتی
عایق برودتی چیست؟
از سوی دیگر برای جلوگیری از نشت و یا هدر رفت هوای خنک حاصل از وسایل سرمایشی در مناطق گرم، حفظ سرمایش موجود در محیط برای سردخانه‌ها و یا مواردی نظیر آن و یا عدم نفوذ هوای گرم و نامطبوع برای برخی موارد صنعتی حساس به دمای بالا، استفاده از عایق‌های برودتی را نیز ضروری کرده است.
اهمیت عایق‌های حرارتی برودتی
محافظت در برابر دمای شدید بیرون و حفظ دمای داخلی خانه و رسانایی متعادل آن به تمام قسمت‌های خانه 2 دلیل اهمیت استفاده از عایق های حرارتی برودتی است.
بین داخل و خارج خانه همیشه اختلاف دما وجود دارد و اغلب دیوار یا نماها اجازه انتقال گرما و سرما را می‌دهند. در خانه‌های فعلی، ضخامت دیوارها و نماها با یک لایه عایق جایگزین می‌شود. بدین ترتیب از اتلاف انرژی جلوگیری می‌شود.
اکثر ما در روزهای سرد سال، سرمای قطبی و برف را تجربه کرده‌ایم. داشتن عایق حرارتی برودتی خوب در هوای سرد، نقش مهمی در مواجه با دمای سردتر از حد معمول دارد. داشتن عایق با کیفیت به ما کمک می‌کند تا دمایی بهتر در خانه داشته باشیم، بدون اینکه انرژی بیش از حد لازم مصرف کنیم.
خانه‌ای که به خوبی عایق‌بندی شده باشد گرمای داخل را راحت تر حفظ می‌کند.
این همان چیزی است که برای مقاومت در برابر هوای سرد و برفی به آن نیاز داریم. گرما تمایل دارد پراکنده شود و از یک محیط گرم به یک محیط سرد و همچنین از داخل به بیرون منتقل شود. بنابراین، خانه‌هایی با عایق‌بندی ضعیف به صرف انرژی بیشتری برای حفظ دمای مناسب نیاز دارند.
گرما چه از طریق دیوارها و چه از پنجره‌ها، به تدریج فرار می‌کند. بنابراین افراد به دنبال راهی برای حفظ دمای مطلوب خانه هستند. یکی از بهترین راه‌ها برای حفظ دمای مطلوب، استفاده از عایق‌های حرارتی برودتی است.
انواع عایق حرارتی برودتی
ابتدا متداول‌ترین عایق‌های حرارتی برودتی را معرفی می‌کنیم:
- عایق الاستومری
- فوم پلی‌اورتان
- پشم سنگ
- پشم شیشه
- پلی استایرن منبسط شده
- پلی‌استایرن اکسترود شده
انواع دیگر نیز وجود دارند که زیاد متداول نیستند:
- چوب پنبه
- تراشه های چوب
- سلولز
- پرلیت منبسط شده
- شیشه سلولی
- کنف
- پنبه
عایق الاستومری
عایق الاستومری یکی از انواع عایق‌های حرارتی برودتی و صوتی است که ساختاری منسجم و به اصطلاح ساختار سلول بسته دارد. این عایق حرارتی برای عایق‌بندی لوله‌های سرمایشی و کانال‌ها و سیستم‌های تهویه مطبوع دستگاه‌های تاسیساتی مخزن‌های صنعتی بسیار مناسب است.
در یک کلام بهتر است بگوییم که عایق الاستومری نسل نو از سری عایق‌های سنتی است که هرکدام دارای محاسن و معایبی بودند. برای مثال عایق‌های پشم شیشه و یا عایق‌های فیبری برای استفاده در شرایط محیطی خانگی مناسب نبودند و یا عایق‌های صلب و غیرقابل انعطاف برای هر نوع استفاده کارایی لازم را نداشتند.
عایق الاستومری این حُسن را دارد که با داشتن ویژگی انعطاف‌پذیری بالا و در دو قالب رولی و لوله‌ای در شرایط مختلف و تنوعی به کار رود. در واقع اصطلاح دیگر برای این عایق، عایق پلاستیکی است که معمولا یک لبه صاف یا پوسته دارد و از خروج بخار داخلی به فضای بیرون جلوگیری می‌کند. همچنین اگر قصد دارید عایق روکش دار تهیه کنید، این عایق در نوع روکش دار هم در بازار موجود است.
بهین فلکس به عنوان نمایندگی فروش محصولات سانا عایق و لینکران، انواع عایق های الاستومری را با بهترین قیمت به فروش می‌رساند.
در صورت نیاز به دریافت مشاوره رایگان با ما در تماس باشید:
02188944188-9
نام‌های دیگر عایق الاستومری بر اساس همین ویژگی‌ها نسبت داده شده است. برای مثال اگر جایی با عنوان‌هایی چون: عایق لاستیکی یا عایق فومی و یا عایق تک‌سلولی یا به طور ساده عایق سلولی و حتی عایق ضد تعریق و … مواجه شدید، در تمام این موارد منظور، عایق الاستومری است.
موارد استفاده از عایق الاستومری به ویژه در صنعت ساختمانی جلوگری از پدیده رایج خوردگی است. عایق‌های حرارتی و برودتی برای حفظ دمای محیط، به مقدار قابل توجهی در مواجهه با رطوبت هوا و بخار آب مقاوم هستند. اگر عایق حرارتی بافت سلولی باز، یا به اصطلاح عایق سلول‌باز باشد نمی‌تواند از این مسئله در امان باشد و خود عایق بعد از مدتی دچار فرسودگی می‌شود.
عایق الاستومری چون عایقی سلول‌بسته است تا حد زیادی از نفوذ بخار آب جلوگیری کند. جالب است بدانید که عایق الاستومری علاوه بر مصرف خانگی و ساختمانی در صنعت قایقرانی نیز کاربرد دارد. در حقیقت ویژگی نفوذناپذیری آن در برابر رطوبت یک برگ برنده برای استفاده در صنایع دریایی و لوله‌کشی آب در صنایع ساختمانی است. در صنعت قایقرانی امریکا حدود 70 سال است که از این محصول استفاده می‌شود.
پشم سنگ
پشم سنگ به صورت ملات متشکل از پشم سنگ و سیمان سفید است. عایق حرارتی پیش بینی‌شده که از ایجاد پل‌های حرارتی جلوگیری می‌کند، نسوز است و به سرعت قابل اجرا است. ضخامت آن می‌تواند تا 70 میلی‌متر باشد و برای ضخامت بیشتر لازم است از توری فلزی استفاده شود.
عایق حرارتی پشم شیشه
پشم شیشه یا فایبرگلاس، محصولی با منشاء طبیعی و معدنی (شن سیلیس، کربنات کلسیم و منیزیم) است که از رشته های شیشه‌ای تشکیل شده است و توسط رزین ضدحریق به هم متصل شده‌اند. با فرآیند مشابه پشم سنگ به دست می‌آید و در برابر رطوبت مقاومت خوبی دارد. مانند پشم سنگ، به شکل پتو و پانل نیز استفاده می‌شود و یک عایق حرارتی نسوز است.
عایق حرارتی فوم پلی‌اورتان
فوم پلی‌یورتان (PUR) محصولی است که ترکیب اصلی آن روغن و شکر است. یک فوم سفت و سبک با بیش از 90 درصد سلول‌های بسته و ضریب هدایت حرارتی خوبی (بین 0.019 و 0.040) است. به عنوان ویژگی های اصلی میتوان به استحکام ساختاری، چسبندگی زیاد بر روی سطوح مختلف، جذب کم یا عدم جذب رطوبت و نسبت عایق به قیمت خوب اشاره کرد. همچنین این مزیت را دارد که با تفنگ فوم اعمال می‌شود و محفظه‌ها و سوراخ‌ها را پر می‌کند.
پانل‌های پشم سنگ
پانل‌های پشم سنگ به طور کامل از سنگ با منشاء آتشفشانی با درصد کمی از چسب آلی تشکیل شده است. از ذوب سنگ در دماهای بالا، قرار دادن آن در معرض حرکات و استفاده از چسب‌ها و روغن‌های ضدآب و تبدیل آن به پانل‌ها، پتوها و غیره به دست می‌آید.
برخلاف پلی‌استایرن EPS/XPS و پلی‌اورتان، پشم معدنی قابل اشتعال نیست، اما هنگام استفاده از آن باید از چشم، پوست و سیستم تنفسی محافظت کرد. هدایت حرارتی پشم‌های معدنی (سنگ و شیشه) بین 0.03 و 0.05 است. پشم سنگ به دلیل آرایش چند جهته الیاف، ظرفیت خوبی به عنوان عایق صوتی نیز دارد.
عایق پلی استایرن منبسط شده (EPS)
پلی استایرن منبسط شده (EPS) ماده‌ای با منشاء مصنوعی است که بدون اقدامات حفاظتی قابل حمل است و به طور گسترده در ساخت و ساز استفاده می‌شود. چوب پنبه سفید با منفذی کلاسیک است که به طور گسترده استفاده می‌شود.
در ساختمان‌سازی به عنوان ماده‌ای برای سبک‌سازی و به عنوان عایق حرارتی استفاده می شود. این ماده با ضخامت و چگالی در محدوده 10 تا 25 کیلوگرم بر مترمکعب، با هدایت حرارتی بین 0.029 و 0.053 یافت می‌شود. ترکیب پلی استایرن منبسط، تقریباً 95٪ پلی استایرن و 5٪ گاز است و دارای ساختار بسته است. بنابراین یک عایق حرارتی است که می‌تواند بدون از دست دادن خواص خود خیس شود.
پلی استایرن اکسترود شده (XPS)
پلی‌استایرن اکسترود شده (XPS) ماده‌ای است، بسیار شبیه به EPS اما با خواص دیگر. شاید مهمترین ویژگی این باشد که می‌تواند خیس شود، به همین دلیل است که روی عرشه‌ها نصب می‌شود. معمولاً به صورت زبانه و شیار، در صفحات و با ضخامت‌های معمولی 40 / 50 / 60 / 80 میلی‌متر استفاده می‌شود. هدایت حرارتی آن بین 0.025 و 0.040 است. جذب میزان کم آب و مقاومت در برابر چرخه‌های یخ و ذوب، آن را برای سقف‌هایی که عایق‌ها در زیر کاشی قرار می‌گیرد ایده‌آل می‌کند.
از طرف دیگر، مقاومت مکانیکی زیاد آن اجازه می‌دهد تا بارها مستقیماً روی عایق قرار گیرند. میتوان از آن به عنوان عایق در دیوارهای جداکننده با پانل‌هایی که از طبقه‌ای به طبقه دیگر می‌روند و روی سقف‌ها (صفحه‌های فلزی) استفاده کرد.
تفاوت اصلی بین پلی استایرن منبسط شده و پلی‌استایرن اکسترود شده به شرح زیر است:
- پلی‌استایرن منبسط شده چگالی کمتری دارد.
- دارای زبانه و شیار است.
- از آنجایی که ساختار باز دارد، برخلاف پلی‌استایرن اکسترود شده، رطوبت را جذب می‌کند.
- مقاومت مکانیکی کمتری دارد.
یک نکته مهم در پایان
در این مقاله قصد داشتیم اشاره کوتاهی به انواع عایق‌های حرارتی و برودتی داشته و به نوع کاربرد آن‌ها در صنایع مختلف بپردازیم. در ابتدا عایق‌بندی و چرایی آن را توضیح دادیم و در ادامه انواع رایج عایق‌های موجود در بازار را مورد بررسی قرار دادیم.
در پایان ذکر این نکته ضروری است که با کیفیت‌ترین و عالی‌ترین عایق اگر در جای مناسب خود استفاده نشود، می‌تواند بدترین انتخاب باشد. برای انتخاب یک عایق مناسب حرارتی برودتی باید به موارد استفاده آن با توجه به شرایط محیطی و نوع آب و هوا و کاربرد صنعتی و خانگی آن توجه کنید. به یقین برای این کار نیاز به یک کارشناس خبره در آن زمینه دارید. متخصصین بهین فلکس آماده ارائه مشاوره رایگان به شما می‌باشند.