تحقیق مقاله فرآورده‌ های عایق ‌کاری حرارتی جدید

هدف از عایق‌کاری حرارتی، کاهش گرمای انتقال یافته یا به حداقل رساندن اثرات شیوه‌های جداگانه انتقال حرارت است و فرآورده های جدید سعی در تحقق بهتر این هدف دارد چندی پیش دوره‌های تخصصی آموزش آشنایی با مصالح ساختمانی جدید در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن برای گروهی از متخصصان و دست‌اندرکاران امر ساختمان برگزار شد.بخشی از این دوره آموزشی به فرآورده‌های عایق‌کاری حرارتی جدید در ساختمان اختصاص داشت که سهراب ویسه و ناهید خدابنده در این دوره‌های آموزشی به ارایه این مباحث و معرفی عایق های حرارتی جدید پرداختند. شرح این مباحث در پی می آید. اگر عایق به درستی نصب شود، انتقال گرما که از طریق جدارهای ساختمان انجام می‌شود کاهش می‌یابد. هدف از عایق‌کاری حرارتی، کاهش گرمای انتقال یافته یا به حداقل رساندن اثرات شیوه‌های جداگانه انتقال حرارت است. برای مثال عایق پتویی پشم شیشه یا یک تخته صلب پلی استایرن که فضای خالی دیوار دو جداره را پر می‌کند، انتقال حرارت را با تبدیل فضای خالی به تعداد زیادی فضاهای هوایی بسیار کوچک کم می‌کند. فضاهای هوایی کوچک حرکت هوا را کاهش داده و جریان همرفت را به حداقل می‌رساند تا از توان عایق‌کاری هوای ساکن استفاده شود. به طور کلی اثربخشی یک فرآورده‌ عایق‌کاری حرارتی به نوع مصالح و در نتیجه ضریب هدایت حرارتی، چگالی و ضخامت آن بستگی دارد. این موارد باید همراه با سایر مشخصات لازم از جمله شماره استاندارد ویژگی فرآورده‌ مربوط، مقاومت‌های مکانیکی و خواص انتقال بخار آب روی برچسب فرآورده‌ عایق‌کاری حرارتی ثبت شود. چند نوع عایق حرارتی تجاری برای دستیابی به مقاومت حرارتی مورد نیاز در دسترس است. انواع اصلی عایق‌های موجود در کشور پشم شیشه، پشم سنگ، پشم سرباره، پلی استایرن منبسط، فوم پلی یورتان صلب و فرآورده‌های پرلیت منبسط است. سایر عایق‌های رایج در کشورهای صنعتی عبارتند از: فرآورده‌های فوم فنولیک، فرآورده‌های پشم و الیاف چوب، فرآورده‌های پشم و پنبه و فرآورده‌های شیشه سلولی. در استاندارد اروپا (EN) برای فرآورده‌های عایقکاری زیر استاندارد ویژگی جداگانه وجود دارد: فرآورده‌های پشم معدنی مصنوعی، فرآورده‌های پلی استایرن منبسط ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های فوم پلی استایرن اکسترود شده ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های فوم پلی یورتان صلب ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های فوم فنولیک ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های پشم چوب ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های پرلیت منبسط ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های الیاف چوب ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های پشم پنبه ساخته شده در کارخانه فرآورده‌های شیشه سلولی ساخته شده در کارخانه انواع مصالح و فرآورده‌ عایق حرارتی شرح داده شده در زیر به عنوان جایگزین برای انواع متداول آنها مطرح شده است: پشم شیشه جدید بعضی از تولیدکنندگان اخیرا فرآورده‌های عایقکاری نوار پشم شیشه با چگالی متوسط و زیاد تولید می‌کنند که مقاومت حرارتی آنها قدری بیشتر از انواع قدیمی است. فرآورده‌های سنگین‌تر برای قسمت‌های عایقکاری با فضای خالی محدود مورد نظرند. یکی از تولیدکنندگان، یک محصول عایق الیافی غیرسنتی را بازاریابی می‌کند. این محصول ترکیبی از دو نوع شیشه است که با هم ذوب می‌شوند. همان طور که دو ماده در طی تولید سرد می‌شوند پیچ و تاب‌های اتفاقی مواد را به وجود می‌آورند. این باعث می‌شود که مواد، تحریک پوستی کمتری ایجاد کند. این محصول نیازی به چسباننده شیمیایی برای چسباندن الیاف به هم ندارد. همچنین در یک روکش استوانه‌ای پلاستیکی سوراخ‌دار عرضه می‌شود که حمل و نقل را آسان می‌سازد. انواع مختلفی از پشم شیشه فله‌ای نیز وجود دارد که برای استفاده با دستگاه‌های دمنده عایق در نظر گرفته شده‌اند. بعضی تولیدکنندگان ادعا می‌کنند که مواد بازیافتی بیشتری به کار می‌برند تا بتوانند در رقابت با تولید‌کنندگان دیگر پیشی گیرند. با این وجود، همه آنها عملکرد حرارتی مشابهی دارند. یکی از انواع اصلی «در پتو دمیده» نام دارد. این شبیه به نوع سلولزی «اسپری _ تر» است که در آن ماده با یک چسبنده لاتکس مخلوط می‌شود، با آب کمی‌ تر می‌شود تا چسب فعال شود. سپس آن را به داخل فضای خالی می‌دمند، آزمایش‌ها نشان داده‌اند که دیوارهای عایقکاری شده با سیستم BIB بسیار بهتر از انواع عایق پشم شیشه (مانند عایق‌نواری) پر می‌شوند. پشم معدنی واژه پشم معدنی به سه نوع عایق که از اساس یکسان‌اند، گفته می‌شود: پشم شیشه یا فایبرگلاس که از شیشه بازیافتی ساخته می‌شود پشم سنگ که از بازالت که نوعی سنگ آذرین است به دست می‌آید و پشم سرباره که از سرباره ذوب آهن ساخته می‌شود. بیشتر پشم معدنی تولید شده در ایالات متحده پشم سرباره است. اکثر پشم‌های معدنی شکننده و سست هستند. پشم معدنی نیازی به استفاده از مواد شیمیایی اضافی برای آن که در برابر آتش مقاوم شود، ندارد. اخیرا یک شرکت کانادایی شروع به تولید یک محصول معدنی نوع نواری نرم‌تر کرده است. این محصول سنگین‌تر است و با استاندارد دیوار دو جداره مطابقت بیشتری دارد. اتلاف حرارتی همرفت هوا در آن تا حدی کمتر از فرآورده‌های نواری پشم شیشه متداول است. مقاومت حرارتی آن با عایق سلولزی اسپری شده یا نوارهای پشم شیشه با چگالی زیاد قابل مقایسه است. فوم سیمانی ایرکرته یک عایق سیمانی (بر پایه سیمانی) سیلیکات منیزیم است که به صورت فوم در می‌آید و به داخل فضاهای خالی بسته پمپ می‌شود. غلظت اولیه فوم مشابه کرم ریش تراشی و پس از عمل‌آوری شبیه به پودینگ پرمایه است. به آسانی توسط آب آسیب می‌بیند چون از مواد استخراج شده از آب دریا ساخته شده است. غیرسمی است و نمی‌سوزد. قیمت آن نزدیک به فوم پلی یورتان است. الیاف پلاستیکی عایق الیاف پلاستیکی عمدتا از بطری‌های پلاستیکی شیر بازیافت شده (پلی اتیلن تترافتالات یا PET) ساخته می‌شود. سپس الیاف به صورت عایق نواری شبیه به پشم شیشه با چگالی زیاد شکل داده و بعد طی عملیاتی کندسوز می‌شوند. عایق الیاف پلاستیکی نسبتا غیرمحرک است و به سادگی نمی‌سوزد. با این وجود وقتی در معرض آتش قرار می‌گیرد، ذوب می‌شود. همچنین بنا بر گزارش‌ها با ابزار متداول کارگاهی، کار کردن و برش این نوع نوارها مشکل است. عایق فوم شونده در محل این محصولات دارای چسباننده فوم بر پایه لاتکس هستند که یک ماده عایق (مانند پشم شیشه)‌ را به داخل یک فضای خالی منتقل می‌کند. پس از آن که حباب‌های فوم از بنی رفت، به جای خود فضاهای خالی محبوس با توزیع یکنواخت باقی می‌گذارد که خاصیت عایق حرارتی مجموعه بدون تغییر می‌ماند. آن را برای فضاهای خالی بسته در ساختمان‌ها استفاده می‌کنند. پشم شیشه، پشم سنگ، پشم سرباره و سلولز برای این کار، مصرف می‌شود. پنل‌های عایقکاری سازه‌ای (SIP) پنل‌های عایقکاری سازه‌ای اغلب شامل یک هسته تخته فوم است که از یک یا دو طرف با تخته چندلا، تخته سیم بافته یا تخته گچی (درای وال) پوشانده می‌شود. عایق معمولا پلی استایرن یا ایزوسیانورات است اما گاهی کامپوزیت‌های فوم _ کاه نیز استفاده می‌شود. محدوده اندازه پنل‌ها معمولا 2/1×4/2 متر تا 2/1×3 متر است. به دلیل مقاومت سازه‌ای، استفاده از SIP‌ نیاز به الوار ساختمانی را کم می‌کند و امکان نشت هوا و پل‌های حرارتی را به دلیل ساختمان قاب استاد کاهش می‌دهد. همچنین سوار کردن دیوار SIP نسبت به سایر روش‌های ساختمانی سریع‌تر است. اکثر بررسی‌های مقایسه‌ای بین دیوار بنایی و SIP نشان می‌دهد که SIP صرفه‌جویی قابل ملاحظه‌ای در مصرف انرژی به همراه دارد. چون این پنل‌ها انتقال صوت را نیز کاهش می دهند، بعضی طراحان از آنها برای جداکننده‌های داخلی نیز استفاده می‌کنند. پنل‌های SIP‌ در بام نیز استفاده می‌شود. انواعی از این پنل‌های بام وجود دارد که دارای کانال‌های هوا درست در زیر پوشش خارجی برای تهویه بام است. قالب‌های بتن عایق (ICF) یک سیستم ICF از تخته‌های فوم درهم قفل شونده و گاهی از بلوک‌های فوم توخالی تشکیل می‌شود. قالب‌های تخته فوم توسط کلاف‌ها و میله‌های فولادی به صورت قائم و موازی با یکدیگر قرار داده می‌شود. پس از افزودن میله‌های فولادی مسلح کننده مناسب و ریختن بتن، نتیجه، دیوار بتنی عایقکاری شده و بسیار مستحکمی است. این نوع ساخت را می‌توان از پی تا بام انجام داد. بعضی سازندگان مبتکر بام را نیز با ICF می‌سازند. به دلیل قابلیت اشتغال، هر ICF در معرض فضای داخلی ساختمان باید با یک ماده مناسب مقاوم در برابر آتش پوشانده شود. اکثر آیین‌نامه‌ها یک تخته گچی نیم اینچی (7/12 میلی‌متر) را قابل قبول می‌دانند. نمای خارجی ساختمان را می‌توان با هر چه که طراح مطلوب تشخیص دهد، پوشش داد. در سایر سیستم‌ها از تخته عایق صلب در مرکز دیوار بتنی استفاده می‌شود. دیوارها در داخل یک قالب روی یک کف تخت ریخته می‌شوند و پس از عمل آوری آن را با یک جرثقیل بر پا داشته و به محل خود می‌برند. چون تخته عایق در داخل دیوار قرار دارد، مشکلات ناشی از آتش و هجوم حشرات کاهش می‌یابد. سیستم‌های بلوک عایق معمولا بلوک‌های پلی‌استایرن توخالی هستند که در هم قفل می شوند تا سیستم دیوار ICF را تشکیل دهند. میله‌های فولادی مسلح کننده اغلب در داخل فضاهای خالی بلوک استفاده می‌شوند تا دیوار تقویت شود. یکی از معایب ICF‌ آن است که فاصله بین فوم و بتن، دسترسی آسان برای حشرات و آب زیرزمینی برای ورود به ساختمان ایجاد می‌کنند برای به حداقل رساندن این مشکلات، بعضی تولیدکنندگان قالب‌های بهسازی شده با حشره‌کش‌ها را می‌سازند و اغلب روشی برای آب‌بندی بلوک‌های فوم اجرا می‌کنند. بلوک‌های بتنی عایق بلوک‌های بتنی عایق با اشکال و ترکیب‌های متفاوتی ساخته می شوند. واحدهای بنایی بتنی بهتر، سطح شبکه اتصال دهنده را تا حد امکان کاهش می‌دهند