عایق

یکی از مهم ترین پارامترها در انتخاب نوع عایق، محدوده دمای کارکردی عایق است. برای هر عایق، بسته به جنس آن، محدوده دمای کاری مسخصی تعریف می شود: بدین معنی که عایق در آن محدوده دمایی، بهترین عملکرد را خواهد داشت. برخی عایق ها، در خارج از محدوده دمای کاری، خواص خود را از دست می دهند. مثلا عایق های سلولی پلیاولفینی، جزء عایق های ترموپلاستیک (Thermoplastic) محسوب می شوند به طوری که اگر دما، به بیش از محدوده دمایک اری برسد، ناگهان دچار تغییرشکل پلاستیک شدید می شوند. بنابراین، قبل از عایق کاری، باید شرایط و دمای محیط و سیستمی که قرار است عایق شود، مشخص شود و با توجه به محدوده دمای کاری، عایق مناسب انتخاب شود.

عایق ها را می توان از نظر محدوده دمای کاری به سه دسته گرم و سرد و دما متوسط تقسیم بندی نمود:

عایق های گرم

عایق های گرم بیشتر برای عایق کاری نواحی و تجهیزاتی استفاده می شوند که دمای کاری آنها بیشتر از دمای اتاق است. همچنین این عایق ها به عنوان عایق حرارتی مخصوص ساختمان و عایق کاری دیوارها و سقف ها نیز استفاده می شوند. از عایق های گرم می توان در عایق کاری خطوط انتقال گرم نیز، مانند موتوخانه ها، سیستم های گرمایش و دودکش ها، استفاده کرد. محدوده دمای کاری این نوع عایق ها معمولا بین -25⁰C الی 600⁰C است. انواع رایج عایق های گرم موجود در بازار در جدول زیر ارائه شده اند:

نوع عایق گرم	محدوده دمای کاری (متوسط)
پشم سنگ	-20⁰C الی 600⁰C
پشم سرباره	-20⁰C الی 600⁰C
پشم شیشه	-20⁰C الی 450⁰C
پشم سرامیک	-25⁰C الی 1000⁰C
فوم شیشه	-450⁰C الی 450⁰C
پرلیت قابل گیری شده	75⁰C الی 450⁰C
ایروژل	50⁰C الی 500⁰C
عایق فله ای	معمولا از جنس پشم سنگ، شیشه یا پلی یورتان است

عایق های سرد

عایق های سرد بیشتر برای عایق کاری خطوط سیستم های تهویه و کانال های انتقال گاز یا مایعات استفاده می شود. این نوع عایق ها معمولا ضریب نفوذ آب و بخار بسیار پایینی دارند و درنتیجه از چگالش (تبرید) بخار جلوگیری می نمایند. این خاصیت آنها برا برای عایق کاری سردخانه ها، یخچال ها و خنک سازها، عایقی ایده آل معرفی می کند. محدوده دمای کاری این نوع عایق ها به طور متوسط بین -100⁰C الی 100⁰C است. در صورتی که دمای محیط یا خط انتقال لوله، از محدوده دمای کاری فراتر نرود، می توان از این نوع عایق ها در عایق کاری خطوط گرمایش مانند سوفاژ و موتورخانه نیز استفاده کرد. انواع عایق های سرد موجود در بازار در جدول زیر ارائه شده اند:

نوع عایق سرد	محدوده دمای کاری (متوسط)
فوم های الاستومری (NBR & EPDM)	-180⁰C الی 100⁰C
پلی استایرن (EPS / XPS)	-180⁰C الی 75⁰C
فوم های پلی اتیلن (EPE / XPE)	-100⁰C الی 110⁰C
فوم پلی یورتان	-30⁰C الی 110⁰C
فوم شیشه	-450⁰C الی 450⁰C
فنولیک	-180⁰C الی 125⁰C
فوم پلی ایزوسیانورات	-170⁰C الی 150⁰C

عایق های دمای بسیار بالا (نسوز – Refractory)

این نوع عایق ها توانایی تحمل دمای بسیار بالایی را دارند و بیشتر در صنایع خاص مانند کوره های ذوب و کوره های عملیات حرارتی و همچنین به عنوان عایق ضدآتش استفاده می شوند. نوع بسیار رایج این نوع عایق در بازار، پشم سرامیک است که نوعV آن تا دمای 1650⁰C را نیز تحمل می کند. برخی از انواع خاص پشم سنگ که رزین های مخصوص دارند، می توانند دماهای بسیار بالا را تحمل کرده و در این دسته بندی جای گیرند.

برای اطلاعات بیشتر در مورد خواص فیزیکی انواع مختلف عایق ها، به انواع عایق ها مراجعه فرمایید.

در جهان امروز با توجه به رشد روزافزون جمعیت و کمبود سوخت های فسیلی، مقوله صرفه جویی در مصرف انرژی بسیار حائز اهمیت می باشد، چرا که سوخت های فسیلی به سادگی و در مدت کوتاه تولید نمی شوند.

یکی از روش های صرفه جویی در مصرف انرژی، جلوگیری از هدر رفتن انرژی حرارتی در ساختمان ها است و بهترین ابزار برای نیل به این هدف استفاده از عایق های حرارتی است.

عایق کاری مناسب بخش های مختلف ساختمان مانند سقف، کف و دیوارهای جانبی، همچنین عایق کاری لوله ها و سطوح داغ و سرد باعث افزایش راندمان انرژی می گردد. با عایق کاری در ساختمان می توان در انرژی گرمایی و سرمایی 45 تا 55 درصد صرفه جویی نمود.

تمام مصالح ساختمانی بخشی از گرما یا سرما را از خود عبور می دهند. در برخی مواد مثل فلز و شیشه این انتقال به راحتی انجام می شود. اما موادی مثل پشم، خزه حیوانات، پارچه های ضخیم و هوای ساکن در برابر انتقال گرما و سرما بسیار مقاوم هستند و به عنوان عایق استفاده می شوند.

انتخاب نوع عایق حرارتی به دمای محیط، ایمنی، شرایط محیطی و قیمت آن بستگی دارد. ضخامت عایق حرارتی باید به گونه ای انتخاب شود که از نظر اقتصادی بهینه باشد، یعنی اینکه با حداقل ضخامت عایق از هدر رفتن انرژی جلوگیری شود.

خصوصیات مهمی که در انتخاب مواد عایق باید مد نظر قرار گیرد عبارتند از :
مقاومت حرارتی، قابلیت احتراق، درجه سمیت، مقاومت فشاری، چروک خوردگی، مقاومت در برابر اشعه ماورای بنفش، مقاومت در برابر قارچ و میکروب، ضریب انبساط و انقباض، خنثی بودن از نظر شیمیایی (به منظور جلوگیری از آسیب رساندن به فلزات اطراف)، خاصیت مویینگی و چگالی.
عایق ها به اشکال مختلف صفحه ای، تخته ای، آجری، ورقه ای و نواری به بازار عرضه می گردند.

عایق ها از نظر مکانیسم عملکردشان در جلوگیری از انتقال گرما به دو گروه کلی زیر تقسیم می شوند :
عایق های حجیم : این نوع عایق شامل میلیون ها حباب ریز هوای ساکن یا گازهای دیگر است که درون جسم عایق محبوس شده اند. این بسته های هوا در مقابل انتقال گرما مقاوم هستند. عایق حجیم انتقال گرمای تابشی، هدایتی و رسانایی را کاهش می دهد.
عایق های بازتابی : عایق بازتابی باعث انعکاس گرما می شود.

انواع عایق های حرارتی و کاربردهای آن ها

عایق سیلیکات : این نوع عایق ترکیبی است از مواد معدنی و الیاف سرامیکی همراه با ذرات سیلیکا و اکسید فلزات کلسیم, منیزیم و یا آلومینیوم که در دمای بالا با هم ترکیب می شوند. این نوع عایق به شکل پتوئی و یا به شکل آجری یکپارچه ساخته می شود. عایق های سیلیکاتی در مقابل شوک های حرارتی مقاوم بوده و دماهای بسیار بالا را تحمل می کنند و غیر قابل اشتعال هستند. در صورت مجاورت با رطوبت، آن را جذب می کنند، لذا باید در برابر آن محافظت شوند.

الیاف آزبستی : این الیاف از جدا کردن سیلیکات های معدنی طبیعی که دارای ساختار بلوری به شکل رشته های باریک هستند به دست می آید. ضریب هدایت حرارتی آن نسبت به عایق های دیگر خیلی بالاتر بوده و بدین جهت عایق خوبی نمی باشد، اما علت اصلی استفاده از آن خاصیت ضد حریق آن است.

عایقEPDM : این ماده ترکیبی از اتیلن, پروپیلن و داین است. EPDM عایقی مناسب جهت استفاده در مناطق سردسیر است و حتی در دماهای زیر 30 درجه سانتی گراد نیز کارایی دارد. این عایق در برابر ازن و مواد شیمیایی آلی و غیرآلی بسیار مقاوم است. ضعف آن مقاومت کم در برابر مایعات نفتی است.

عایق میکرو گویچه سرامیکی : یکی از نتایج تکنولوژی نانو تولید مواد نانوسرامیک و استفاده از آنها در صنعت رنگ است. یکی از انواع این مواد که در ابعاد نانومتر تولید می گردد آلومیناسیلیکات ها هستند که در صنعت رنگ و به عنوان عایق از آنها استفاده می شود. سطوح پوشش داده شده با این مواد، مقاومت بالایی در برابر پوسته شدن، خرد شدن، خش و سایش دارند. سرامیک ها می توانند 95 درصد حرارت خورشید و 85 درصد اشعه ماوراء بنفش را بازگردانند و از اتلاف انرژی در بناها جلوگیری نمایند.

فوم PVC : فومPVC سخت عایق حرارتی و عایق صوتی بسیار خوبی است و بخار و رطوبت در آن بسیارکم نفوذ می کند. به علت بالا بودن مقاومت برشی فوم PVC، سطح آن برای برای پوشاندن با سیمان و گچ مناسب است. مزیت عمده فوم های PVC عملکرد بهتر آنها در برابر آتش نسبت به سایر فوم های پلیمری است.

عایق سلولزی : عایق الیافی متشکل از کاغذ, مواد خام تخته کاغذی یا چوب همراه با چسباننده ها, کند سوز کننده ها و سایر افزودنی ها یا بدون آنها است. اخیرا به علت مقاومت بیشتر عایق های سلولزی در برابر آتش سوزی استفاده از آنها در ایالات متحده افزایش پیدا کرده است. چگالی این عایق ها از پشم شیشه بیشتر است، در نتیجه اکسیژن لازم برای سوختن تامین نمی شود. علت دیگر افزایش مصرف عایق سلولزی، امکان بالای بازیافت آن نسبت به عایق های دیگر است.

پشم سنگ : پشم سنگ از نوع عایق های گرم معدنی و متشکل از الیاف بسیار نازک است. ماده اولیه برای تولید این الیاف سنگ بازالت از خانواده سنگ های آذرین و دولومیت می باشد که در کشور ما فراوان یافت می شود. محصول به دست آمده کاملا استریل است و در برابر خطراتی مانند انگل، قارچ، باکتری و حشرات موذی مصونیت دارد. از آن جایی که پشم سنگ یک عایق سلول باز است، لذا آب و بخار بر آن اثر می کنند و بعد از نصب باید یک پوشش بخاربند روی آن نصب شود. طول عمر پشم سنگ زیاد بوده و به اندازه عمر ساختمان می باشد.

عایق حرارتی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

عایق‌های حرارتی در بدنه هواپیمای بوینگ

در تاسیسات گرمایی، برای کم کردن تلفات حرارتی سطوح مختلف ساختمان، لوله‌ها، کانال‌ها و مخازن و جلوگیری از نفوذ رطوبت و انتقال صدا، از مواد و مصالحی به نام”عایق” استفاده می‌شود^[۱] عایق‌های حرارتی مصالحی هستند که برای جلو گیری از انتقال حرارت استفاده می‌شوند و عایقها دو گروه اصلی دارند که روش کار آنها کاملاً متفاوت است:

عایق‌هایی که در ساختار آنها حبابهای هوا وجود دارد و باعث کاهش هدایت حرارت می‌شوند.
عایق‌هایی که حرارت را بازمی تابانند. پشت این عایقها باید حدود ۲۰ میلی‌متر فاصله هوایی تعبیه شود.^[^۲^]

با پیشرفت تکنولوژی و لزوم احداث ساختمان‌های سبک تر لازم شد که ضخامت جداره‌ها به حداقل کاهش یابد؛ در پی آن مسئله گریز حرارت از پوسته خارجی بنا مطرح شد. بنابراین به منظور کاهش هزینه ایجاد گرما و سرما، با قرار دادن عایق حرارتی در پوسته ساختمان‌ها ضریب هدایت حرارتی مجموعه را به میزان قابل توجهی کاهش داده‌اند. اصولاً حرارت به سه طریق انتقال می‌یابد:تابش، همرفت هدایت. در دو طریق اول یک محیط گازی یا خلا برای انتقال گرما لازم است. ولی روش سوم انتقال در اثر تماس اجسام با یکدیگر صورت می‌گیرد. انتقال حرارت از جداره‌های خارجی ساختمان به شکل هدایت حرارت، مهمترین عامل اتلاف یا کسب حرارت در ساختمان‌های معمولی است.^[^۳^]

محتویات

انواع عایق‌های حرارتی

عایق‌های حرارتی انباشته به صورت آزاد

عایقهای انباشته به صورت آزاد یا فله به دو صورت رشته‌ها (یا تارها) و دانه‌های سبک وجود دارند. رشته‌ها شامل پشم سنگ، پشم شیشه، پشم سرباره یا الیاف گیاهی (که معمولاً پشم چوب است) می‌باشند. دانه‌ها از مواد معدنی منبسط شده مانند پرلیت، ورمیکولیت، خاک رس و نظایر آن یا از مواد گیاهی مانند خرده‌های چوب پنبه تهیه می‌شوند^[۴]

عایق هدایتی حرارت

عایق هدایتی حرارت، عایقی است که از انتقال حرارت به روش هدایت، جلوگیری می‌کند.

صورت‌های مختلف عایق‌های حرارتی

مصالح عایق حرارتی عموماً از مواد مرکب ساخته می‌شوند.

عایق‌های انباشتنی:این عایق به دو صورت الیافی یا دانه مرکب وجود دارد. الیاف شامل:پشم شیشه، پشم سنگ و…

دانه‌ها از مواد مصرفی منبسط شده مانند:پرلیت، پلی استایلین و… از این نوع عایق در داخل ملات‌ها به عنوان دانه بندی استفاده می‌شود.

عایق پتویی:این عایق از جنس پشم سنگ، پشم شیشه، پشم سرباره، پشم چوب و پشم حیوانات در ضخامت‌های متفاوت تا ۱۰۰ میلی‌متر و به عرض‌های مختلفی بریده می‌شوند. این نوع عایق‌ها برای عایق کاری مخازن و لوله‌ها استفاده می‌شود.
عایق‌های قطعه‌ای:ای نوع عایق از نظر مصالح مشابه عایق‌های پتویی هستند ولی طولشان کمتر. برخی از آنها پوشش کاغذی دارند که در دو لبه به صورت نوار روی قطعات را می‌پوشانند وئ نصب آنها را در قاب آسان تر می‌کنند. این نوع عایق در بین دیوارها و پشت مصالح استفاده می‌شود.
دال‌های عایق:دال‌های عایق به صورت قطعات سخت ساخته می‌شوند و ابعاد آنها تا حدودی از عایق‌های قطعه‌ای کوچکتر است. گاهی اوقات به صورت چند لایه ساخته می‌شوند.
عایق‌های منعکس کننده:معمولاً از سطوح فلزی ساخته می‌شوند و ممکن است با پشت بند یا بدون آن به کار روند.
عایق‌های پاشیدنی:از اختلاط تارها یا سایر مصالح ریزدانه و متخلخل با انواع ماده تهیه می‌شوند. این مواد چسبنده به مناسبت کاربری آن انتخاب میشوندو در نقاطی از ساختمان که شکل یا وضع قرار گرفتن عناصر به ترتیبی است که استفاده از آن‌ها را طلب می‌کند، پاشیده می‌شود.

برای عایق نمودن اجزای فلزی در برابر آتش، عایق مناسب ضد آتش را به آن می‌پاشند.

عایق‌های کفی تزریقی در جا:از رزین‌های پلیمری ساخته می‌شوند این عایق‌ها از دو جز تشکیل شده‌اند که پس از اختلال کف تولید می‌کنند و پس از مدتی در جایی که فضای مورد نظر را پرکرده‌اند سخت می‌شوند.
عایق‌های ویژه:عایق‌های ویژه از انواع مصالح متخلخل و سبکند که برای مصارف به خصوصی طراحی و اجرا می‌شوند.^[^۳^]

انواع مصالح عایق حرارتی متداول

تن سبک، دانه‌های سبک، کاغذ آلومینیوم، پنبه کوهی، چوب پنبه پرس شده، تخته‌های فیبری، الیاف معدنی، پشم سنگ، پشم شیشه، شیشه اسفنجی، پوکه معدنی، پرلیت، تخته‌های گچی سیک با روکش آلومینیومی و ساده، مواد پلاستیکی، ساقه‌های تو خالی و پشم چوب.

الیاف معدنی:این ماده از خرد کردن دانه بندی سنگ آتش فشانی دیر ذوب ساخته می‌شود. پشم معدنی از لحاظ ابعاد پایدار است و علاوه بر غیر نم گیر و بی‌بو بودن امکان رشد قارچ یا کپک را فراهم نمی‌سازد. در ضمن، این ماده اشتعال ناپذیر، عایق خوب حرارت و صوت است.
پشم شیشه:عبارت است از الیاف بسیار نازک تارهای شیشه که تقریباً به هم متصل اند. این الیاف را پس از سرد شدن با همدیگر دسته می‌کنند و روی کاغذ کرافت، سربی، قیری یا تور الیاف دار قرار می‌دهند. خصوصیات این مواد اشتغال ناپذیر و پایداری ابعاد، بی بویی و غیر نم گیری است.
پشم سنگ:متداول ترین و سالم ترین عایق حرارتی است و منشا آن سنگ‌های آذرین می‌باشد.
شیشه اسفنجی:این ماده با استفاده از شیشه خالص که تا بیست برابر حجم خود منبسط می‌گردد و به صورت صفحات صلب و اسفنجی عایق بندی تبدیل می‌شود. خصوصیات آب جذب نمی‌کند، غیر اشتغال است، در مقابل جانوران موذی مقاوم است و از نظر ابهاد پایدار و از مقاومت فشاری خوبی برخوردار است.
پرلیت:ااین کانی منشا آتش فشانی دارد و با کمی آب ترکیب شده است.
تخته‌های فیبری:این ماده اولین عایق حرارتی ساختمان است که از فشرده کردن پشم نمد و دیگر الیاف گیاهی به صورت تخته‌های صلب ساخته می‌شود.
تخته چوب پنبه فشرده:از فشرده کردن دانه‌های چوب پنبه توسط صمغ طبیعی آن در کنار هم تولید می‌شود.
پلاستیک‌ها^[۳]

خواص مصالح عایق حرارتی

مواد و مصالح عایق حرارتی باید از نظر شکل ظاهری یک نواخت، بدون عیب و عاری از موادی باشد که مورد هجوم حشرات، قارچ‌ها و دیگر ارگانیزم‌ها قرار می‌گیرند.

انواع عایق‌های حرارتی از نظر جنس

پشم شیشه: این ماده با وزش بخار آب بر روی الیاف تهیه شده از شیشهٔ مذاب تهیه می‌شود. جرم مخصوص آن بین 8 تا 140 کیلوگرم بر متر مکعب و حداکثر درجه حرارت کار آن 600 درجهٔ سانتی گراد است.
پشم معدنی: عایق پشم معدنی با وزش بخار آب روی الیاف تهیه شده از سنگ آهک خاک رس دار گداخته یا سربارهٔ ذوب آهن تهیه می‌شود. برای عایق کاری دمای پایین، پشم معدنی به وسیلهٔ یک ورقهٔ کاغذ قیر اندود پوشیده می‌شود. برای دمای بالا، از پشم معدنی مجهز به ورق آلومنیمی یا توری گالوانیزه استفاده می‌شود.
پشم سنگ: این عایق از سنگ‌های طبیعی سیلیس دار ساخته می‌شود. پشم سنگ از عبور الیاف سنگ مذاب از میان بخار آب یا هوای گرم ساخته می‌شود. دمای حد کاربرد آن ۸۵۰ درجه سانتی گراد است. کاربرد پشم سنگ، مانند پشم معدنی است.^[^۵^]

انواع عایق‌های حرارتی از نظر عملکرد

عایق همرفتی حرارت

عایق همرفتی حرارت، عایقی است که از انتقال حرارت به روش همرفتی از یک جدار به جدار دیگر جلوگیری می‌کند. اگر سطوح تبادل کنندهٔ حرارت ساختمان، مانند دیوارها، سقف، کف، در و شیشهٔ پنجره‌ها را به صورت دو جداره بسازیم، از انتقال حررت توسط این جداره‌ها، به روش هدایت به میزان بسیار زیادی کاسته می‌شود، چون ملکول‌های این دو جدار یا در تماس با یک دیگر نیستند یا این که بسیار کم با هم در تماس هستند.

در مورد پنجره‌ها برای جلوگیری از نفوذ گرما باید از شیشه‌های دو جداره یا سه جداره استفاده کرد. در شیشه‌های دو جداره، در بین دو سطح شیشه، لایه هوایی وجود دارد. همچنین در شیشه‌های سه جداره، در وسط سه سطح، دو لایه هوایی وجود دارد. با وجود این که شیشه‌های دو لایه و سه لایه مانع خوبی بر سر راه عبور گرما به طریق هدایت هستند، ولی از نظر تشعشع و عبور اشعهٔ آفتاب، مانعی محسوب نمی‌شوند.^[^۶^]

عایق تشعشعی حرارت

عایقی است که از جذب اشعهٔ حرارتی به وسیلهٔ جسم جلوگیری کرده، آن را منعکس می‌کند. آلومنیم ۹۵ درصد، اشعهٔ حرارتی را منعکس می‌کند.

عایق‌های حرارتی منعکس کننده

عایقهای منعکس کننده از سطوح فلزی و نظایر آن ساخته می‌شوند و ممکن است بدون پشت بند یا با پشت بند به کار روند. میزان گرمابندی عایقهای منعکس کننده بر خلاف سایر عایقها، به ویژگیهای سطحی عایق، فاصله هوایی و اختلاف درجه حرارت بستگی دارد. در مورد عایقهای منعکس کننده، نکته مهم این است که فاصله هوایی حداقل ۲۰ میلی‌متر رعایت شود. این عایقها چنانچه به نحو شایسته‌ای نصب شوند، می‌توانند به عنوان لایه بخاربندی (Vapor Barrier) نیز به کار روند.

عایق رطوبتی

نفوذ رطوبت به داخل عایق‌های هدایتی، باعث کاهش خاصیت عایقی آن‌ها می‌شود. برای جلوگیری از این نفوذ، در عایق‌های سطوح ساختمانی (نظیر دیوار، سقف و کف) و عایق لوله‌های حامل سیال گرم و همچنین برای جلوگیری از تماس رطوبت زمین با لوله‌های فلزی، باید از عایق‌های رطوبتی استفاده گردد. عایق‌های رطوبتی موادی هستند که از نفوذ رطوبت از یک طرف به طرف دیگر، جلوگیری می‌نمایند. مانند اجسامی که آغشته به قیر شده باشند مانند گونی، کاغذ و همچنین مواد لاستیکی، پلاستیکی. به عنوان مثال روی عایق‌های پشم شیشه، پشم معدنی و پشم سنگ را گاهی اوقات با کاغذ یا پارچهٔ قیر اندود و همچنین مواد لاستیکی و پلاستیکی می‌پوشانند تا از نفوذ رطوبت جلوگیری شود.^[^۶^]

انواع عایق حرارتی از نظر شکل و نحوهٔ استفاده

عایق‌های حرارتی کفی ترزیقی درجا

عایقهای کفی تزریقی درجا یا توده‌های متخلخل، از رزین‌های مایع مصنوعی ساخته می‌شوند. دو جزء تشکیل دهنده عایق، هنگام مخلوط شدن، کفی تولید می‌کنند که پس از مدتی سخت شده و فضای تزریق شده را در بر می‌گیرند.

عایق‌های حرارتی پتویی

این عایقها از پشم سنگ، پشم شیشه، پشم سرباره، پشم چوب، پنبه، پشم حیوانات در ضخامتهای متفاوت تا ۱۰۰ میلی‌متر، تهیه و به عرضهای مختلف بریده می‌شوند و گاهی دارای پوششی از ورقه آلومینیوم یا کاغذ صنعتی (کرافت) هستند.

عایق‌های حرارتی از نوع تخته‌های عایق

تخته‌های عایق از مصالح گوناگونی مانند نی، چوب و پشم سنگ ساخته می‌شوند. تخته‌های عایق برای منظورهای مختلفی از قبیل پوشش بیرونی و درونی دیوارها و عایق سقفها به کار می‌روند.

عایق‌های حرارتی قطعه‌ای

عایقهای قطعه‌ای، شبیه عایقهای پتویی هستند، ولی طولشان محدودتر، و معمولاً در حدود ۱٫۲۰ متر و کمتر، و ضخامتشان تا ۱۸۰ میلی‌متر می‌رسد. برخی از آنها دارای پوشش کاغذی هستند که در لبه‌ها به صورت باریکه‌ای روی قطعات را پوشانده و نصب آنها در قاب را آسان‌تر می‌شود.

عایق‌های حرارتی موجدار

عایقهای موجدار از جنس کاغذ چند لایهٔ موجدار هستند با پاشیدن چسب بر روی این عایق‌ها لایه‌های آنها به همدیگر چسبانده می‌شوند که به افزایش استحکام آنها کمک می‌کند در حالی که در انواع دیگر با یک ورقه پوشانده می‌شوند و دارای ویژگی گرمابندی بهتری هستند.

تاوه‌ها یا بلوکهای عایق

تاوه‌ها یا بلوکهای عایق به صورت قطعات صلب ساخته می‌شوند و ابعاد آنها تا حدودی از عایقهای قطعه‌ای کمتر است. گاهی اوقات تاوه‌ها ممکن است برای استحکام بیشتر به صورت دو لایه و بیشتر به هم چسبانده شوند. تاوه‌ها از مصالحی چون چوب پنبه، خرده چوب و سیمان، پشم سنگ با یک ماده چسباننده، ورمیکولیت با قیر، کف شیشه، بتن متخلخل (کفی یا گازی)، پلاستیکهای متخلخل، لاستیک سخت متخلخل، بتن سبک دانه از انواع پرلیتی، ورمیکولیتی یا پوکه رسی ساخته می‌شوند.^[^۴^]

عایق‌کاری ساختمان در ایران

نوشتار اصلی: مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان

طبق ضوابط مسکن و شهرسازی، تمام ساخت و سازهایی که در ایران انجام می‌شود باید مطابق مقررات ملی ساختمان سال ۱۳۷۰ انجام گیرد و از تیرماه سال ۱۳۸۱ اجرای ضوابط مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان که مربوط به صرفه‌جویی انرژی است را رعایت کنند بر اساس این مقررات، مقاومت حرارتی اجزای خارجی ساختمان نباید از حد معینی پایینتر باشد.^[^۲^]

شرایط عایق کاری

جنس عایق و روکش آن، باید برای کار در دمای سیستم لوله کشی و شرایط محل مناسب باشد.
جنس عایق و روکش آن، باید با آن چه در مقررات ملی ساختمان، برای حفاظت آن منطقه از ساختمان در برابر آتش مقرر شده، مطابقت داشته باشد.
استفاده از مواد و مصالح سوختی به عنوان عایق، روکش عایق و دیگر مواد کمکی از قبیل چسب نوار چسب و غیره، مجاز نیست.
قسمت‌هایی از لوله که از دیوار آتش عبور می‌کند، نباید عایق یا روکش عایق داشته باشد.
اگر لوله در معرض یخ زدن باشد، ضخامت عایق باید با روش‌های مهندسی مورد تایید، تایید شود، یا برای جلوگیری از یخ زدن، از روش‌های دیگری جز عایق کاری، استفاده شود.^[^۷^]

لازم نبودن عایق کاری

 در لوله کشی داخلی دستگاه‌هایی که در کار خانهٔ سازنده، عایق شده باشند.

 برای هر سیستم لوله کشی که دمای سیال داخل آن بین ۱۲٫۸ و ۴۰ درجهٔ سانتی گراد باشد.

 لوله‌هایی که سیال داخل آن‌ها با استفاده از سوخت‌های فسیلی یا انرژی الکتریکی، گرم یا سرد نشده باشد.

 اگر انتقال گرما از جدار بدون عایق لوله، مقدار کل انرژی مورد نیاز ساختمان را افزایش ندهد.

عایق حرارتی چیست ؟ اهمیت عایق حرارتی در ساختمان چیست ؟

عایق حرارتی مواد و یا ترکیبی از مواد است که مانع از انتقال حرارت می شود . حرارت ممکن است بین مواد توسط فرایند انتقال دما، هدایت و یا تابش منتقل شود. عایق های حرارتی جریان گرما را کاهش دهد.

عایق حرارتی به بیانی دیگر عبارتند از موادی که از نرخ انتقال حرارت بین سیستم های فیزیکی مختلف می کاهند و به عبارت ساده تر از اتلاف انرژی گرمایی یک سیستم تا حد امکان جلوگیری می کنند . گرما همواره از سیستم هایی که دمای بالاتری دارند به سیستم هایی با دمای کمتر جریان می یابد .

عایق های حرارتی این جریان را به شدت کاهش می دهد و هدف اصلی عایق حرارتی می باشد .

عایق حرارتی برای ثابت نگه داشتن درجه حرارت داخل ساختمان در فصول سرد به گرمایش و در فصول گرم به سرمایش نیاز است .

عایق حرارتی بصورت چشمگیری به حفظ ذخایر تجدید نشدنی انرژی کمک می کند. اهمیت صرفه جویی این منابع بر کسی پوشیده نیست وااثر مستقیم در کاهش آلودگی محیط زیست میگذارد .

عایق های حرارتی مانع از یخ زدگی تجهیزات ساختمانی و در نهایت شکستگی می شوند . در زیر مزایای عایق کاری نام می بریم .

عایق حرارتی در ساختمان

مزایای عایق حرارتی

صرفه جویی در مصرف انرژی

جلوگیری از میعان و یا تبرید بر روی سطوح سرد

کاهش خطرات و آسیب به تجهیزات و مقابله با آتش سوزی خوردگی و ضربه

کنترل دمای فرآیند و پروسه

کنترل دمای سطح برای حفاظت و ایمنی

کاهش مصرف منابع طبیعی

کاهش آلودگی محیط زیست

کاهش هزینه های انرژی

انتخاب عایق های حرارتی

برای انتخاب عایق حرارتی پارمترهای زیر را باید درنظر گرفت .

انتخاب نوع عایق/محدوده دمای کارکردی عایق است . برای هر عایق بسته به نوع آن محدوده دمایی خاصی تعریف شده است بدین صورت در این

محدوده دمایی بهترین عملکرد را آن عایق خواهد داشت و خارج از آن محدوده دمایی عایق امکان کارد کارایی خود را از دست بدهد و یا باعث تغییر

شکل آن شود مثلا عایق های سلولی پلی اولفینی در دمای بالای محدوده عملکرد آن عایق تغییر شکل داده پس ابتدا برای انتخاب باید به محدوده دمایی مورد نیاز خود و عایق دقت کنیم

عایق ها به سه دسته از لحاظ دمایی تقسیم می شوند .

عایق های گرم

عایق های سرد

عایق های دما متوسط

عایق های گرم بیشتر برای نواحی یا تجهیزاتی بکار برده می شود که دمای کاری آنها از دمای اتاق بیشتر باشد .از این عایف ها برای ساختمانها

دیوارها و سقف ها استفاده می شود و همچنین در موتور خانه ها سیستم های گرمایشی و دودکش ها بکار می روند .

محدوده دمایی این عایق ها از ۲۵ درجه سانتی گراد تا ۶۰۰ درجه سانتی گراد می باشند .

عایق های حرارتی بیشتر برای عایق کاری خطوط سیستم های تهویه و کانال های انتقال گاز یا مایعات استفاده می شود .

این نوع عایق های حرارتی معمولا ظریب نفوذ آب و بخار بسیار پایینی دارند . در نتیجه از چگالش بخار جلوگیری می کند . این خاصیت عایق های حرارتی برای عایق کاری سردخانه ها یخچالها و خنک کننده ها عایقی ایده آل می باشد . محدوده کاری این عایق ها بین ۱۰۰ منفی تا ۱۰۰ مثبت است .

عایق حرارتی چیست؟

هر نوع پوششی که بتواند مانع از انتقال حرارت و یا باعث کند شدن انتقال گردد را پوشش عایق حرارت گویند.

راه های کاهش جذب انرژی حرارتی

انعکاس
نشر
ممانعت از هدایت حرارتی
ممانعت از همرفت

عایق حرارتی هوشمند

پوشش های عایق حرارتی هوشمند به پوشش هایی گفته می شوند که در ناحیه نور خورشید (250-2500 نانومتر)حداکثر بازتابش را دارا باشند علاوه بر این در ناحیه بالاتر از 7000 نانومتر که انرژی ساطع شده از اجسام محیط می باشد، رنگ نانو عایق پس از جذب انرژی سریعاً و به بیشترین مقدار لازم انرژی را دوباره به محیط ساطع کند. این امر موجب می گردد تا دمای سطحی رنگ هیچگاه افزایش نیابد و لذا سطح زیرین رنگ دچار افزایش دما نمی گردد.

دو هدف مهم در عایق کاری

خنک نگهداشتن
گرم نگهداشتن

مشخصات یک عایق خوب

1- انعکاس گرما

2- ضریب انتقال حرارت کم

3- ضریب عبور کم

4- ضریب همرفت ناچیز

5- نصب راحت

6- تعمیر راحت

7- بازرسی راحت

8- طول عمر بالا

9- ضد زنگ و ضد کهنگی

تکنیک های عایق

ایجاد حفرات ( پشم سنگ و پشم شیشه)
استفاده از گاز ها با هدایت و ضریب همرفت اندک (فوم های پلی اورتان)
تخلخل پذیری در حد نانو ( ایروژل)
استفاده از نانو ذرات حفره ای و مکانیزم پخش فونون و فوتون

نانو عایق آکسون

انعکاس باالا (97% اشعه های گرمایی را منعکس می کند)
ضریب تشعشع بالا
ضریب هدایت اندک
طول عمر باالا
اجرای ساده مانند زنگ و یا بتونه

ویژگی های عایق سقف ساختمان

این عایق می بایستی بخش زیادی از نور خورشید را منعکس کند.
انرژی گرمایی محیط که جذب رنگ می گردد سریعاً می بایستی به محیط نشر داده شود.
این عایق می بایستی هدایت حرارتی پایینی داشته باشد.
این عایق میبایستی با ممانعت از نفوذ رطوبت و هوا مانع از انتقال حرارت از طریق همرفت گردد.

ویژگی های عایق داخل ساختمان

از آنجاییکه انرژی حرارتی داخل خانه از نوع انرژی نشر شده از سطح زمین می باشد، طول موج آن در ناحیه بالاتر از 7000 نانومتر می باشد، عایق مناسب برای داخل خانه توانایی انعکاس این طول موج را ندارد لذا می بایستی انرژی جذب شده را به سرعت به محیط نشر کند.
این عایق می بایستی هدایت حرارتی پایینی داشته باشد.
این عایق می بایستی با ممانعت از نفوذ رطوبت و هوا مانع از انتقال حرارت از طریق همرفت گردد.

ویژگی های عایق مناسب بویلرها و مخازن داغ

انرژی حرارتی داخل بویلرها در ناحیه بالاتر از 7000 نانو متر می باشد لذا عایق های لازم توانایی انعکاس آن را ندارند و همچنین انرژی جذب شده توسط رنگ توانایی انشار به داخل بویلر را ندارد. لذا در این نوع عایق ها تنها از طریق ممانعت از هدایت حرارتی می توان جلوی اتلاف حرارت را گرفت.
همچنین در این نوع عایق ها عدم نفوذ رطوبت و هوا مانع از اتلاف حرارت از طریق همرفت می گردد.