تعد عملية العزل الحراري من المهام الضرورية أثناء تشطيب الشقق والمباني، فهو يلعب دورًا هامًا في التحكم في درجات حرارة المنشآت.
شهد العالم في الآونة الأخيرة تغيرات مناخية متفاقمة، أدت إلى تغيرات كبيرة وملحوظة في درجات الحرارة. مما أوجب التدخل من الدول والحكومات للتوعية بخطر هذا التغير المناخي وكان ذلك خلال الندوات والمؤتمؤات ومنها مؤتمر تغير المناخ.
كما للدول دور هام في مواجهة هذا التغير، هناك أيضًا دور فعّال وحيوي لمجال العمارة للتغلب على هذه المشكلة أو على الأقل تقليل آثارها؛ ويتم هذا الدور خلال عمليات العزل الحراري للمباني والمنشآت وهذا ما سوف نتحدث عنه بالتفصيل خلال هذا المقال، تابع معنا.
ما هو العزل الحراري؟
هو عملية تقوم بالحد من تسرب الحرارة خلال عمليات التبادل الحراري التي تتم بين الأجزاء المختلفة داخل المبنى نفسه. أو تسرب الحرارة من خارج المبنى إلى داخله صيفًا وانتقالها من داخله إلى خارجه شتاءًا؛ وذلك لأن الحارة تنتقل من الأماكن الدافئة إلى الأماكن الباردة أو من الأمكان الأكثر حرارة إلى الأماكن الأقل حرارة.
وهناك نوعان من العزل الحراري للمباني وهما العزل الداخلي حيث توضع الطبقة العازلة للحرارة مع المواد الحامية لها من الداخل أي خلف كتلة طبقات وحدة تغليف المبنى الأساسي، والعزل الخارجي حيث يتم وضع طبقة المادة العازلة للحرارة مع المواد اللازمة لحمايتها خارج كتلة طبقات وحدة تغليف المبنى الأساسية
أنواع الحرارة التي تتسرب داخل المباني وطرق انتقالها:-
قبل التعرف على كيفية العزل الحراري هيا بنا نتعرف على أنواع الحرارة التي يتم تسريبها خلال المباني وكيف يتم انتقالها:-
- الحرارة التي تتسرب وتخترق الجدران والأسقف والأرضيات.
- الحرارة التي تنتقل خلال الأبواب والنوافذ.
- الحرارة التي تنتقل خلال فتحات التهوية.
تنتقل الحرارة داخل المباني خلال ثلاثة طرق:-
-
التوصيل
يحدث انتقال الحرارة بشكل أساسي بسبب التوصيل من خلال مواد البناء الصلبة. يعتمد انتقال الحرارة على موصلية المواد المستخدمة في البناء وسُمكها، وكذلك فرق درجة الحرارة بين سطحين، ومنطقة المادة المكشوفة والمعرضة لأشعة الشمس، وأخيرًا الوقت الذي يحدث خلاله تدفق الحرارة ويتم خلالها انتقال الحرارة من الجسم الأعلى حرارة إلى الجسم الأقل حرارة.
-
الحمل الحراري
يلعب الحمل الحراري أيضًا دورًا هامًا في عملية نقل الحرارة خلال مواد البناء. يحدث الحمل الحراري بواسطة تيارات الهواء التي يتم نقلها، حيث ترتفع جزيئات الهواء الملامسة لمصدر الحرارة لأعلى بسبب تمددها وخفة وزنها ويحل محلها جزيئات من الهواء البارد الذي يجري تسخينه أيضًا ليصعد إلى الأعلى ناقلاً الحرارة خلال جزيئاته.
-
الإشعاع
يتم خلاله تحوّل الطاقة الحرارية في جسم ما إلى طاقة حرارية إشعاعية (تُشع لخارج الجسم) وانتقالها إلى جسم أخر.
أهمية استخدام العزل الحراري:-
- تقوم عملية العزل الحراري في المباني والمنشآت بترشيد استهلاك الطاقة الكهربائية بمعدلات تصل إلى 40%.
- تقليل العبء على محطات إنتاج وتوزيع الطاقة.
- يمكّن من استخدام أجهزة تكييف ذات قدرات منخفضة مما يقل من الطاقة المستهلكة وعدد الأجهزة المستخدمة مما يقلل من التكاليف المادية.
- يحافظ على درجة الحرارة المطلوبة والمناسبة للمبنى لفترات طويلة، مما يوفر من استخدام المكييفات لمدة زمنية كبيرة.
- زيادة معدلات الراحة لمستخدمي المبنى.
- يقوم العزل الحراري للأسطح بشكل خاص على حماية المبنى من تقلبات الجو وسوء أحوال الطقس، وذلك خلال تقليل حدة أشعة الشمس نهارًا وكذلك انخفاض درجات الحرارة ليلاً وخاصةً في الشتاء.
- يقوم العزل الحراري أيضًا بوظيفة هامة خلال تقليل نسب الضوضاء والتأثيرات السلبية للاستخدام المستمر للمبردات وأجهزة التكييف.
- يحافظ العزل الحراري على جدران وحوائط المبنى من حدوث تصدعات وتشققات نتيجة حدوث إجهاد للحوائط والتي تحدث نتيجة الفروق في درجات الحرارة.
ما هي المواصفات اللازمة لمواد العزل الحراري؟
- أن يكون معامل التوصيل الحراري لمواد العزل منخفض.
- تتمتع بدرجة مقاومة عالية لنفاذية الماء والبخار.
- يجب أن تكون مقاومة للحرائق.
- آمنة ولا ينتج عنها أي أضرار صحية.
- غير ملوثة للبيئة ومقوامة للعفن والبكتريا ومسبباتهما.
- سهولة تركيبها
- مطابقتها للمواصفات القياسية
- مقوامة للتفاعلات والتغيرات الكيميائية.
- أن تتمتع بخواص ميكانيكية عالية مثل مقاومتها للكسر وارتفاع معامل مقاومة الانضغاط.
- التمتع بخواص فيزيائية جيدة بحيث لا تتأثر بالعوامل الجوية والمناخية المحيطة.
- مقاومة للإجهادات الناتجة عن الفروق الكبيرة بين درجات الحرارة.
مواد العزل الحراري:-
قبل أن نتعرف على مواد العزل الحراري وأنواعها هيا بنا نتعرف على المصادر التى يستخرج ويشتق منها أهم هذه الأنواع.
مصادر مواد العزل الحراري:-
تنقسم مواد العزل الحراري من حيث مصدرها إلى 5 أنواع هي:-
1- المواد العازلة من أصل حيواني:-
تشمل اللباد و شعر وأصواف الحيوانات، استخدامها كمواد عازلة محدود.
2- المواد العازلة من أصل جماد:-
تشمل الخرسانة– الخرسانة الخفيفة- الصوف الزجاجي وهو من أفضل أنواع مواد العزل الحراري.
3- المواد العازلة من أصل نباتي:-
تشمل الألياف و المواد السليولوزية مثل القصب والقطن.
4- المواد العازلة الصناعية:-
تشمل المطاط والبلاستيك الرغوي مثل البولي سيترين والبولي يورثين الرغوي.
5- المواد العازلة بتقنية النانو تكنولوجي:-
هي عبارة عن مواد سائلة، تدهن على سطح أفران إذابة الحديد للتخفيف من انبعاث الحرارة منها.
ما هي أهم أنواع مواد العزل الحراري؟
1- اللباد:-
يوجد اللباد في الأسواق على شكل لفائف طويلة ذات سُمك مختلف، معظمه اللباد يتم تغليفه بالورق أو رقائق معدنية مزودة بإطار من الجانبين لمسك الجوانب، ويمكن أن تكون الرقيقة المعدنية على وجه واحد من تلك اللفائف، كما يمكن أن يكون أحد الأوجه مغلفًا بالورق المغطى بمادة البيتومين ليعمل كحاجز للأبخرة والرطوبة أو طبقة من الورق الرقيق المثقب على الوجه الآخر.
2- الألياف الزجاجية:-
من أكثر أنواع مواد العزل الحراري شيوعًا واستخدامًا ، وتُستخدم أيضًا كمادة عازلة للصوت في المباني، وهي كذلك عازل جيد للحرارة بفضل الخيوط الزجاجية التي تدخل في تصميمها.
أهم ما يميز الألياف الزجاجية جودتها وانخفاض أسعارها وعدم قابليتها للاشتعال. ولكن ما يعيبها هي أنها تلزم احتياطات مشددة عند التعامل معها لخطورتها بسبب احتوائها على ألياف وشظايا زجاجية قد تلحق أضرار صحية جسيمة.
3- الصوف المعدني:-
تشير هذه المادة إلى الصوف الصخري مع اختلاطه في بعض الأحيان بمواد أخرى كالألياف الزجاجية. يمكن لهذا النوع تغطية مساحات واسعة، ولكن هذا النوع يمصل خطوره في أنه يتكون من مواد قابلة للاشتعال.
4- السليلوز:-
السليلوز هوعبارة عن مادة تتكون من ورق مقوّى معاد تدويره مسبقًا مع خلطه بمواد أخرى، وتعد من المواد الأمنة وصديقة البيئة حيث أنها مقاومة للحرائق وتقلل من حدوثها لعدم احتوائها على الأكسجين ضمن مكوناتها.
ولكن ما يعيب على هذه المادة أنها تحتاج إلى تعامل خاص وأيدي ماهرة تقوم بتركيبها.
5- ألواح البولي سيترين:-
أهم ما يميز هذه المادة أنها لا تستخدم في العزل الحراري فقط ولكن تستخدم أيضًا في عزل الصوت.
6- فوم البولي يوريثين:-
يتميز هذا النوع من مواد العزل الحراري أنه مقاوم جيد للحريق ويتميز بخفة الوزن مما يجعله اختيار مناسب للاستخدام في الأماكن الضيقة والأماكن صعبة الوصول إليها.
ختامًا:
تناولنا خلال هذا المقال كل ما يخص عملية العزل الحراري، وأهم أنواع مواد العزل الحراري وكيف أصبح استخدامه ضروريًا وخيارًا لا غنى عنه في وقتنا الحالي.
المصادر:
تابع أيضًا: