م. فيصل اليماني – الهيئة العامة للتعليم التطبيقي
العزل الحراري هو الحد من تسرب وانتقال الحرارة من خارج المبنى إلى داخله صيف ًا ومن داخله إلى خارجه شتاء، ويحدث انتقال الحرارة عندما يوجد فرق في درجات حرارة المبنى في الداخل والخارج، ويحدث العزل باستخدام مواد لها خواص تساعد على العزل. والحرارة التي تخترق المباني ثلاثة أنواع: * الحرارة التي تخترق الجدران والأسقف والأرضيات. * الحرارة التي تخترق النوافذ والأبواب والفتحات الأخرى. * الحرارة التي تنتقل عبر فتحات التهوية. والحرارة التي تخترق الجدران في فصل الصيف تبلغ نسبة 60-70 % من الحرارة المراد إزاحتها بأجهزة التكييف والبقية تأتي من النوافذ وفتحات التهوية. وتقدر نسبة الطاقة الكهربائية المستهلكة في الصيف لتبريد المبنى 66 % من مجموع الطاقة الكهربائية المستهلكة، وهنا تظهر أهمية العزل الحراري لتخفيض استهلاك الطاقة الكهربائية المستخدمة في أغراض التكييف وذلك للحد من تسرب الحرارة خلال الجدران والأسقف.
فوائد العزل الحراري ترشيد استهلاك الطاقة الكهربائية أثناء عمليات التبريد والتدفئة بنسب
عوازل البناء
قد تصل إلى )30-40 ٪ ( بالإضافة إلى حماية العناصر الإنشائية للمبنى والمحافظة على الأثاث من تغيرات درجات الحرارة وأيضا زيادة مستوى الراحة والسلامة لسكان المبنى وتخفيض تكلفة شراء أجهزة التكييف والتدفئة من خلال تقليل سعتها, وأخير ًا التقليل من التلوث البيئي والانبعاث الحراري والضجيج.
كيف يتم اختيار مواد العزل الحراري؟ أولا: لابد أن تكون المواد العازلة ذات معامل توصيل حراري منخفض. ثانيا: لا بد أن تكون على درجة عالية في مقاومتها لنفاذ الماء وبخار الماء. ثالثا: أن تكون على درجة عالية في مقاومتها للإشعاع الحراري، ولابد كذلك أن تكون على درجة عالية في مقاومتها للإجهادات الناتجة عن الفروقات الكبيرة في درجات الحرارة التي تؤدي إلى التمدد والانكماش المتبادل والمستمر الذي يتسبب في فقد بعض الخواص الميكانيكية الهامة لمادة العزل الحراري, ولابد أيضا أن تكون ذات خواص ميكانيكية جيدة كارتفاع معامل المقاومة الانضغاطية ومعامل المقاومة للكسر, ويجب أن تكون مواد العزل الحراري كذلك مقاومة للحريق وألا ينتج عنها أضرار صحية وأن تكون مقاوم للبكتريا والعفن وغير قابلة لنمو الحشرات فيها، وأن تكون كذلك ثابتة الأبعاد على المدى الطويل قليلة القابلية للتمدد أو التقلص تحت تأثير العوامل الجوية والمناخية المحيطة وأن تقاوم التفاعلات والتغيرات الكيميائية, ولابد أن تكون العوازل سهلة التركيب ومطابقة للمواصفات القياسية الخليجية.
مواد العزل الحراري وتقسم مواد العزل الحراري من حيث المنشأ والتركيب الفراغي لها إلى أربعة أقسام, هي مواد من أصل حيواني مثل الصوف وشعر الحيوانات واللباد ويعتبر استخدامه كمواد عازلة محدود. * مواد عازلة من أصل جمادي كالصوف الزجاجي والخرسانة. * المواد العازلة الصناعية، وأيضا المواد العازلة من أصل نباتي وتشمل
الألياف أو المواد السيلولوزية مثل القصب والقطن وخلافه. أنواع المواد العازلة واستخداماتها
توجد المواد العازلة في عدة صور ومنها اللباد ) ألياف غير معدنية( ويوجد على شكل لفائف طويلة بسماكات مختلفة وأغلبه مغلف بالورق أو برقائق معدنية مزودة بإطار من الجانبين لمسك الجوانب, ويمكن أن تكون الرقيقة المعدنية على وجه واحد من تلك اللفائف, كما يمكن أن يكون أحد الأوجه مغلف بالورق المغطى بالأسفلت أو البيتومين ليعمل كحاجز للبخار أو الرطوبة، وغالب ًا يصنع اللباد من مواد عضوية تشتمل على ألياف زجاجية، ويمكن توفير الألياف السليولوزية على هيئة اللباد، ويوضع اللباد على الحائط الداخلي للبناء، وغالب ًا ما تستخدم في عزل الأسقف والحوائط. – حبيبات الحشو الخفيف ) مواد مسامية طبيعية ( وتتكون هذه المادة العازلة من حبيبات صغيرة، وعند استخدام عزل الحبيبات فإن معدات الشفط الموجودة في الناقلات الحاملة لهذه المادة العازلة تقوم بشفط الحبيبات وتوجيهها للمكان المطلوب عزله حيث يتم ثقبها. – سائل رغوي مبثوق ) مواد خلوية عضوية ( وتوجد هذه المادة بنوعين ألياف غير عضوية والثاني مبثوق حيث يتصلب بعد بثقه بفترة وجيزة. – الألواح الصلبة أو الشرائح، مواد رغوية واسعة الانتشار وتستخدم في المباني لعزل الأسطح والخرسانة وتصنع المواد العازلة كما يلي: * الألياف الزجاجية Fiber Glass تكون المادة الأولية لمادة الزجاج الليفي والذي يطلق عليه الصوف الزجاجي من الرمل والصودا يتم مزجها مع إضافات أخرى وصهرها في فرن عند درجة )1400 س( حيث تنتقل بعدها إلى جهاز العزل لتحويلها إلى ألياف معدنية ثم تعالج الألياف بمادة رابطة ) Binder (، ويتم إنتاج الزجاج الليفي بأشكال مختلفة ويتميز بمقاومته للاحتراق. * الصوف الصخري :Wool Rock يتم صناعته من الصخور الطبيعية، ويمكن صناعته من خبث الحديد
أو النحاس أو الرصاص كمادة خام، ويتم صهر الخبث باستخدام الفحم كوقود، ويغزل الصوف الصخري في ألياف بصب المادة المنصهرة في وعاء دوار، وتجفف الألياف بواسطة البخار وتبرد بسرعة لدرجة حرارة الغرفة ويتم رش تلك الألياف مع مادة صمغية من الفينيل والتي تعمل كرابط Binder ويتم معالجتها بتمريرها في فرن، ويتم تقطيع الشرائح الناتجة بالحجم المناسب، وتتميز مادة الصوف الصخري بمقاومتها للحريق أو تغير درجات الحرارة وقدرتها على عزل الصوت ويعيبها قابليتها العالية لامتصاص الماء والرطوبة. * البوليسترين الممدد :Polystyrene Expanded or Molded يعتمد في إنتاجه على عملية البلمًرة لمادة الستايرين الخام ولصناعته يتم معالجة هذه الحبيبات حراريا، ثم يتم خلط المركب بالماء الساخن وكمية من غاز الميثان وهو ما يسمى بعملية البلمرة وينتج عنها حبيبات من البوليسترين مشبعة بغاز الميثان. * البوليسترين المشكل بالبثق extruded polystyrene تعتمد صناعة هذا النوع من البوليسترين على المادة الناتجة من عملية بلمرة الستايرين، وتتم عملية التصنيع بوضع المادة الخام أولا وتمييعها بالحرارة في جهاز البثق ومن ثم خلطهـــــا بمادة رافعة )HCFC(، ويمتاز البوليسترين المشكل بالبثق في تركيبه الخلوي بدرجة عالية من التجانس وبخلاياه المغلقة وبقدرته العالية في العزل وينصح باستخدامه في المناطق المعرضة للماء والرطوبة. * مادة البوليوريثين Polyliurethene تنتج لأغراض العزل الحراري والصوتي، وهي نوعان البوليوريثين المرشوش وألواح البوليوريثين الصلبة، ويتم انتاجهما عن طريق تفاعل كيميائي بين الايزوسيانيد مع مادة راتينجية سائلة مثل الهيدروكسيل وبإضافة مواد محفزة وغازات ناضجة ويتم تركيبها في الأسطح بطريقة أن تكون الألواح العازلة للحرارة تحت طبقة العازل المائي وذلك لحمايتها من الماء والرطوبة، وبعد رشه يزود سطح البوليورثين بطبقـة واقية coating وذلك لحماية المادة من الأمطار وأشعة الشمس. وتستخدم تلك المواد لتغليف هياكل المباني ويمكن بذلك الحصول على عزل كامل لهيكل المبنى وكذلك تأثير الحرارة.
* البيرلايت الممدد Extruded perlite ينتج البرلايت الممدد كمادة عازلة، وهو على شكل حبيبات بيضاء من هشيم مادة البيرلايت الصخرية، وبمعالجة المادة الأولية صناعيا بالحرارة مما يؤدي إلى تمددها ثم تعرض إلى درجات حرارة عالية ينتج عنها تميع السطح الزجاجي للحبيبات، ويتم إنتاج حبيبات البيرلايت الممدد بكثافات تتراوح بين 35، 240كغم/م3، وتستعمل الحبيبات كمادة عازلة للحرارة لملء التجاويف والفراغات في مجال البناء، وتحتوي المادة على مسامات مفتوحة مملوءة بالهواء، ويتم معالجتها بالسيلكون لتقليل امتصاص الماء والرطوبة، ويمكن خلطه مع الأسمنت ليعطي خرسانة خفيفة عازلة. * الخرسانة الخلوية: تتراوح كثافتها بين )1400-200( كجم/م3، وتنقص مقاومتها للكسر ويجب معالجتها للحد من امتصاص الرطوبة. والزجاج الرغوي: يتكون من الزجاج الصافي ولا يحتوي على أي مواد رابطة بين جزئياته، وهو من نوع المواد العازلة ذات التركيب الخلوي، وتصل كثافته إلى )140كجم/م3(، ويمتاز بمقاومة ميكانيكية عالية للكسر أو الشد أو الثني وغير منفذ للماء، وكذلك فهو غير قابل للاحتراق. وأخيرا يجب على الدولة تركيب أفضل العوازل في المباني والبحث عن الأفضل.
