العزل الحراري للمباني | كونستجايد.كوم

العزل الحراري للمباني

تطورت منتجات العزل الحراري للمباني بشكل كبير مع التقدم التكنولوجي ، عملت القوانين كمحفز للتنمية ، من المتطلبات الأساسية بموجب الجزمن قوانين البناء هي الامتثال لأهداف الحكومة للحد من الكربون ، مدفوعة بالبرامج المتقدمة مثل قانون المنازل المستدامة.

تختلف منتجات العزل الحراري للمباني من حيث اللون ، وتشطيب السطح ، والملمس ، والتركيب الأساسي ، والأهم من ذلك الأداء ، تعتبر مواصفات المواد العازلة قرارًا علميًا ، لكن المواصفات الناجحة تعتمد على فهم المحدد ليس فقط للأداء الجيد ، ولكن أيضًا العوامل المحيطية التي يمكن أن تؤثر على الاداء.

أهمية العزل الحراري للمباني

تمثل المباني 18٪ من الاستهلاك العالمي للطاقة ، والهدف من العزل الحراري للمابني هو الحفاظ على الحرارة بالداخل خلال الشتاء وخارجه خلال فصل الصيف ، يتم فحص هذه الطرق الثلاثة الرئيسية لعزل مبنى سكني:

- كسوة خارجية مصنوعة من ألواح عازلة من الصوف الصخري

- بلاط السقف المعزول

- استخدام مدخنة شمسية بدلاً من مدخنة تهوية في البيوت في الدول الشمالية

يمكن أن يوفر الخياران الأولان عزلًا حراريًا من 1 إلى 1.6 بيرم ، لكن المدخنة الشمسية تنتج عزلًا حراريًا يزيد عن 6 طبقات ، مما يعني أن الأرضية السفلية تكون تقريبًا باردة مثل الأرض بالخارج ، ومع ذلك هناك مخاوف بشأن التسريبات في النظام وإجراء أعمال الصيانة عليه.

من أجل التغلب على هذه المشاكل وتحقيق عزل حراري جيد ، تم تنفيذ مشروع تجريبي يتضمن تكامل هذه الطرق الثلاث: الكسوة الخارجية المصنوعة من ألواح الصوف الصخري ، وبلاط الأسقف بخصائص العزل الحراري والمدخنة التي تستخدم مواقد الطاقة الشمسية في الجزء العلوي بدلاً من دخان التهوية الطبيعية من مواقد الحطب ، هذه الطريقة الأخيرة ليست مثالية لأنها تنتج الدخان وتسبب تلوث الهواء في الداخل.

تم اختبار جميع الطرق الثلاث لقدرتها على حماية المبنى من البرد القارس ، توفر كل من الكسوة الخارجية المصنوعة من الصوف الصخري والبلاط مع خصائص العزل الحراري حماية جيدة ضد البرودة الشديدة (أقل من 0 درجة مئوية / 32 درجة فهرنهايت) ومع ذلك ، هناك عيب كبير في هاتين الطريقتين: عندما تنخفض درجة الحرارة إلى أقل من 5 درجات مئوية / 41 درجة فهرنهايت في الغرفة ، ينكسر العزل ، ويعرض المبنى لفقدان الحرارة.

الطريقة الوحيدة لتجنب هذا الشرط هي تركيب كسوة خارجية معزولة مصنوعة من ألواح الصوف الصخري واستخدام مدخنة تستخدم مواقد الطاقة الشمسية في الأعلى بدلاً من دخان التهوية الطبيعي من مواقد الخشب.

الاشعاع الحراري داخل المنازل

أي جسم تكون درجة حرارته أعلى من الأسطح المحيطة به سيفقد طاقته بسبب التبادل الحراري. يمكن للحرارة المشعة أن تنتقل فقط في خطوط مستقيمة ، أدخل جسمًا صلبًا بين النقطتين A و B ، ولن يتبادلوا الحرارة المشعة مباشرة ، الإشعاع هو آلية نقل الحرارة الوحيدة التي تعبر الفراغات ، انواع للاشعاع الحراي منها :

التوصيل

التوصيل يعتمد على الاتصال الجسدي ، إذا لم يكن هناك اتصال ، فلا يمكن أن يحدث التوصيل ، يؤدي التلامس بين مادتين مختلفتين في درجة الحرارة إلى تبادل حراري من درجة حرارة أعلى إلى مادة ذات درجة حرارة منخفضة ، كلما زاد الفرق في درجة الحرارة كلما كان التبادل الحراري أسرع.

الاشعاع الحراري عن طريق الحمل

الحمل الحراري هو نقل الطاقة عبر السوائل (الغازات والسوائل) ، هذه هي الطريقة التي تلعب الدور الأكبر في العزل الحراري للمباني ، الطريقة الأكثر شيوعًا لهذا التأثير هو من الصلب إلى الغاز ، أي جسم إلى هواء ، ثم يعود مرة أخرى ، عادةً عندما يلتقي الهواء بنسيج المبنى الخارجي.

تبدأ العملية في الواقع من خلال نقل الطاقة بسبب التوصيل ، وهي معقدة بسبب مستوى بخار الماء الذي يحمله الهواء ، تخزن جزيئات الماء الحرارة المعطاة لها من خلال التوصيل من الأسطح الدافئة. لا يمكن فصل بخار الماء والهواء كغازات ، ينفصل الهواء والبخار فقط عند الوصول إلى ضغط البخار المشبع ، أي أن كمية الماء (وإن كانت في شكل بخار) تتجاوز مستوى الحرارة المتاحة للحفاظ عليها كغاز (بخار) وبالتالي تتكثف.

يتسبب التكثيف في إطلاق هذه الحرارة الكامنة ، تتغير درجة الحرارة إلى نسبة بخار الماء ، وبمجرد أن تتغير بدرجة كافية ، ستبدأ العملية مرة أخرى ، تتبع أنظمة الطقس في العالم دورة مشابهة جدًا.

إذا كان من الممكن إبقاء الهواء ثابتًا وجافًا ، فسيؤدي ذلك إلى أداء عازل عالي الكفاءة ، ومع ذلك إذا تم تسخين الهواء ، يتمدد هيكله الجزيئي ويصبح أقل كثافة بالنسبة للهواء المحيط به ، وبالتالي يرتفع مع تقدمه بعيدًا عن مصدر الحرارة ، يبدأ في البرودة تنقبض الجزيئات وتزداد كثافتها وتتراجع ، تكون جزيئات الهواء في حالة تدفق مستمر ، وتعتمد على درجة الحرارة المحيطة ، والتداخل من أي نقطة ، أو مصادر الحرارة الخلفية.

إن عملية نقل الحرارة هذه معقدة بسبب حقيقة أن الهواء سوف يبرد بمعدل يعتمد على كمية تشبع بخار الماء ، كلما زاد التشبع ، كان التبريد أبطأ.

انواع المواد المستخدمة في العزل الحراري للمباني

تحد المواد المستخدمة في العزل الحراري للمباني من تدفق الطاقة (الحرارة) بين جسمين ليسا بنفس درجة الحرارة ، يُعزى أداء العزل الأكبر بشكل مباشر إلى التوصيل الحراري للعزل ، أي المعدل الذي تنتقل به كمية ثابتة من الطاقة عبر سمك معروف للمادة.

العكس تماما لهذا المفهوم هو المقاومة الحرارية للمادة ، والتي تقيس قدرة المادة على مقاومة انتقال الحرارة ، هناك نوعان للمواد العازلة وهم:

مواد الخلية المفتوحة

منتجات مثل العزل المعدني وصوف الأغنام ، عوازل البوليسترين الموسع (EPS) هي من الناحية الفنية "خلية مغلقة" في هيكلها ، ولكن أداؤها يشبه مادة الخلية المفتوحة بسبب الارتباط عبر بنية الجيوب الهوائية التي تحيط بحبيبات الخلية المنفوخة التي تشكل جوهر تكوينها .

ستسمح طبيعة الخلية المفتوحة لانتقال الحرارة من خلال قلبها ، لكن المسار متعرج ، وبالتالي فإن فقدان الحرارة بسبب الحمل الحراري ضئيل للغاية ، المبدأ في العملية هو تشكيل مثل هذه الجيوب الهوائية الصغيرة بحيث يتم إحضار حركة الهواء إلى توقف افتراضي ، ولكن ليس كاملًا.

ستكون المادة قادرة فقط على إشعاع الحرارة التي هي قادرة على امتصاصها ، تعتبر الخيوط الزجاجية والمواد الرابطة الخاصة بها من الموصلات السيئة للحرارة ، لذا فإن فقد الحرارة عن طريق الإشعاع يعتبر ضئيلًا.

مواد الخلية المغلقة

تشمل عوازل الخلايا المغلقة منتجات مثل البوليسترين المبثوق وألواح الرغوة الكيميائية ، تستخدم تقنية الخلية المغلقة الإدخال المتحكم فيه للغازات أثناء التصنيع التي تشكل مصفوفة أكثر كثافة من الخلايا الفردية من الصوف الزجاجي أو EPS ، تتشكل الخلايا على شكل فقاعات من الغاز يكون موصليتها الحرارية أقل بكثير من تلك الموجودة في الهواء ، ادمج هذا مع عدم قدرة بخار الماء على تلويث الخلايا بسهولة ، وهذا يوفر عازلًا عالي الأداء بشكل ملحوظ.