نقش عایق های حرارتی در ساختمان و تاسیسات

واژه عایق های حرارتی به موادي اطلاق مي‌شود که مانع هدر رفتن و اتلاف انرژي حرارتي شود. جلوگيري از اتلاف انرژي حرارتي موجب صرفه‌جويي در انرژي و پول مي‌گردد و از طرفي زمينه‌هاي ايمني و آسايش‌ را فراهم مي سازد. عايق‌کاري سطوح داغ يکي از ساده‌ترين و مقرون به صرفه‌ترين روش‌هاي افزايش بازدهي انرژي است. درجه حرارت لوله‌ها مي‌تواند بسيار متغير باشد، ولي به طور تقريب مدت زمان برگشت سرمايه عايق کاري حرارتي، کمتر از يک سال است. از طريق ارتقا کارآيي انرژي امکان کاهش اندازه و ظرفيت تجهيزات  حرارتي، برودتي و تهويه مطبوع بسر بوده و بدين ترتيب حجم سرمايه‌گذاري براي خريد آن‌ها نيز کاهش مي‌يابد. از ديگر مزاياي عايق‌کاري مي‌توان به کنترل مطلوب‌تر دماي فرآيند‌ها اشاره‌ نمود.پوشش‌هاي عايقي در انواع صفحه‌اي، تخته‌اي، بلوکي، آجري، ورقه‌اي، نواري و قالبي به باز ارائه مي‌گردد. انتخاب نوع عايق‌ حرارتي به قيمت مورد نظر، کاربرد آن و ايمني و شرايط محيط بستگي دارد. ضخامت عايق حرارتي بايد حتما بر اساس ضخامت بهينه اقتصادي مورد محاسبه و ارزيابي قرار گيرد. تا هزينه هاي خريد و نصب عايق در برابر صرفه‌ اقتصادي سود حاصل از صرفه‌جویی انرژي درحد مطلوب تعيين گردد.

 

براي انتخاب مواد عايق بايستي به خصوصيات عايق توجه ويژه شود از جمله خصوصيات مهم مي‌توان موارد زیر را نام برد:

  1. مقاومت حرارتي
  2. قابليت احتراق
  3. .سميت
  4. چروک خوردگي
  5. مقاومت در برابر قارچ و ميکروب
  6. خاصيت شيميايي خنثي
  7. ضريب انبساط و انقباض
  8. مقاومت فشاري
  9. پل حرارتي
  10. خاصيت مویینگی
  11. چگالي

 

نصب صحيح مواد عايق کاري مي‌تواند طول عمر اين موارد را تا حد طول عمر دستگاه‌ها و يا لوله‌هايي که بر روي آن ها لايه‌هاي عايق نصب شده اند تضمين نمايند. عايق‌هاي مکانيکي مي‌بايست همواره بر اساس توصيه‌هاي توليدکنندگان آن نصب مورد بهره‌برداري قرار گيرند.پس از انجام عايق‌کاري بايستي به مسئله حفاظت و درز گيري پوشش عايق نمود که اين مسئله در ۲ مقوله به صورت زير خلاصه مي‌شود:

  1. پوشش حفاظتي و پرداخت نهايي
  2. بخاربندها

۱-پوشش حفاظتي و پرداخت نهايي :عایق های حرارتی بايستي در برابر موارد زير محافظت شود.

  • حفاظت عايق در برابر صدمات مکانيکي
  • حفاظت عايق در برابر بخار آب موجود در هوا
  • حفاظت عايق در برابر شعله و حتي در برابر خوردگي
  • پوشش و پرداخت نهايي عايق به نوعي که در محيط‌ هاي باز از لحاظ جلوه ظاهري زشت نباشد.
  • پوشش بهداشتي به نوعي که در سطوح  عايق قارچ و باکتري رشد ننمايد.

 

۲-بخاربندها: بخاربندها به موادي اطلاق مي‌شود که از انتقال بخار آب جلوگيري نمايند. اين نوع مواد معمولا در دماي کمتر از دماي محيط کاربرد دارند. معمولا بخار آب موجود در هوا ميل نفوذ به عايق را دارد و در صورتي که اين عمل حادث شود موجب افت کيفيت و عملکرد عايق مي‌گردد. شايان ذکر است که نفوذ بخار آب به داخل عايق قادر به ايجاد خوردگي نيز مي باشند.

 

بخاربند‌ها در سه شکل قابل دستيابي هستند:
  • روکش يکپارچه : ساخته شده از پلاستيک تقويت شده، آلومينيوم يا فولاد ضذ زنگ با ابعاد دقيق و چسب آب‌بندي نفوذ بخار آب.
  • روپوش پوستي : ورق‌هاي فلزي، ورقه‌هاي چندلايه‌ و روکش‌ هاي کاغذي که عموما توسط کارخانه سازنده عايق روي مواد عايق کشيده شده است. ممکن است در شرايطي به روکش بخار ضد بخار علاوه بر اين نيز ، نياز باشد که بستگي به شرايط دما و رطوبت محيط دارد.
  • کاربردهاي لاستيک : از انواع حلال‌ها يا شيره محلول به شکل يکپارچه تهيه شده و براي خشک شدن نياز به زمان دارد.
عایق های حرارتی به طور کلي به سه دسته دمايي قابل تقسيم مي باشند:

۱- عايق هاي حرارتي دما پايين : عايق‌هايي که در اين گروه قرار مي‌گيرند خود به سه دسته زير تقسيم مي‌شوند:

  • ۱۶ تا صفر درجه سانتيگراد (معادل  ۶۰ تا ۳۲ درجه فارانهايت)- آب سرد.

  • ۱- تا ۳۹- درجه سانتيگراد (معادل ۳۱ تا ۳۹- درجه فارانهايت)- انواع بردها
  • ۴۰- تا ۷۳- درجه سانتگراد (معادل ۴۰- تا ۱۰۵- درجه فارانهايت)- انواع بردها

 

مهمترين شکل درباره عایق های حرارتی دما پايين نفوذ رطوبت و قيمت آن است . به هر حال اين نوع عايق‌ها بايد مانع ورود رطوبت به داخل خود شوند و حتي اگر آب به آن نفوذ نمايد بايد قادر به رفع آن باشد. عايق‌هاي ضد بخار آب وجود ندارد. فشار جريان بخار از سطوح گرم بيروني تا حدي است که حتي با وجود عايق‌هاي ضد‌ آب، بخار آب از طريق شکاف و درز وارد عايق شده و در اثر برودت يخ مي‌زند و نهايتا منجر به وارد آوردن صدمات جدي مي‌گردد.محدوده‌ دمايي براي به کارگيري اين نوع عايق بين ۱۶ تا ۳۱۵ درجه سانتي‌گراد (۶۱ تا ۶۰۰ درجه فارنهايت) مي باشد. چنين محدوده دمايي معمولا در اکثر فرآيند‌هاي صنعتي، آب گرم و سيستم‌هاي بخار ساختمان‌هاي تجاري وجود دارد.

 

۲- عايق‌هاي حرارتي دما بالا: محدوده دمايي براي به کار گيري اين نوع عايق‌ها بين ۳۱۵ تا ۸۷۰ درجه سانتيگراد(۶۰۰تا۱۶۰۰درجه فارانهايت) است. براي عايق‌هاي حرارتي نسوز، موارد کاربردهاي محدودتري وجود دارد، محدوده کاربرد اين نوع عايق‌ها در صنايع توليد برق، نيروگاه‌ و پالايشگاه، بويلرهاي صنعتي‌ و تجاري، دودکش‌ها، کوره‌ها، زباله‌سوز سوزها و چندين فرآيند صنعتي ديگر مي‌باشد. براي توليد عایق های حرارتی دما بالا، بايد ترکيبي از چند ماده را مورد استفاده قرار داد واز پيوند‌دهنده‌هاي ويژه براي انسجام اين موارد بهره‌ گرفت.

 

در صورت مواجهه با کمبود منابع مالي، مناسب است تا عمليات عايق‌کاري در سطوحي صورت پذيرد که بيشترين تلفات حرارتي را در بر دارند. در اولين گام پيشنهاد مي‌گردد تا حداقل ضخامت پوشش عايق ۲۵ ميليمتر در نظر گرفته شود تا بيشترين بهينه‌سازي در کاهش مصرف انرژي حاصل گردد.