تحقیق مقاله عایق های حرارتی

عایقکاری حرارتی تا 50 درصد هزینه سوخت خانه ها را کاهش می دهد.

کاربرد عایق حرارتی در پوسته ساختمان شامل دیوارهای خارجی، سقف و کف ها، مصرف سوخت خانه ها را تا 50 درصد کاهش می دهد. به گزارش روابط عمومی سازمان بهینه سازی مصرف سوخت، ساختمان ها به واسطه نوع مصالح مصرفی و چگونگی قرار گیری اجزای پوسته خارجی با محیط اطراف خود دارای تبادل حرارتی هستند به همین سبب، عایقکاری حرارتی نقش بسیار مهمی درگرم نگه داشتن ساختمان در فصل زمستان و خنک بودن در فصل تابستان دارد.
این گزارش می افزاید، برای عایقکاری حرارتی پوسته ساختمان باید از یک لایحه حرارتی مانند عایق های معدنی، پلیمری، اسفنجی و عایق هایی با تکنولوژی بتن سبک استفاده شود. همچنین در عایقکاری سقف ها زیر پوشش نهایی بام یک لایه عایق رطوبت و زیر عایق حرارتی یک لایه بخار بند استفاده می شود و در دیوارها نیز امکان نصب عایق حرارتی در سمت داخل و یا خارج وجود دارد.

بر اساس این گزارش، عایق های حرارتی در اثر فشرده و یا مرطوب شدن کارایی خود را تا 50 درصد از دست می دهند. همچنین عایق ها باید به صورت کامل تمام سطح مورد نظر را بپوشانند زیرا حتی خالی ماندن تنها 5 درصد از سطح، تا 50 درصد کارایی عایق را کاهش می دهد.

روش های پیشنهادی برای بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان

   بر اساس آمار ارائه شده از سوی سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور ، در سال 79 میزان مصرف انرژی در کشور 699 میلیون بشکه معادل معادل نفت خام در کل کشور بوده است که از این مقدار به ترتیب 210 میلیون و 47 بشکه معادل نفت خام در بخش های خانگی و تجاری مورد استفاده قرار گرفته است. 

  با اجرای برخی راهکارهای ساده به ویژه در ساختمان های  در حال ساخت می توان از اتلاف مقدار قابل توجهی انرژی در واحد های مسکونی و تجاری جلوگیری کرد که در ادامه به چند روش پیشنهادی اشاره می شود .

استفاده از عایق حرارتی در پوسته خارجی ساختمان

 عدم اجرای عایق کاری حرارتی در ساختمان باعث اتلاف انرژی و کاهش دما در زمستان می شود . این تلفات را می توان با اضافه کردن لایه عایق حرارتی مناسب درپوسته خارجی ساختمان کاهش داد .

سمت قرار گرفتن پنجره ها

  سمت قرار گرفتن پنجره ها از نظر استفاده بهینه از روشنایی خورشید بسیار حائز اهمیت است . این راهکار در استفاده ار گرمای خورشید درزمستان نیز قابل توجه است به طوری که با به کار گیری سطح مناسب پنجره های جنوبی ساختمان در مناطق سرد سیر می توان در مصرف سوخت صرفه جویی کرد . استفاده از پنجره با شیشه های دو جداره و قاب استاندارد :      یکی از مهمترین عوامل تلفات انرژی حرارتی ساختمان ها عبور گرما از شیشه های تک جداره و نشست هوای گرم داخل خانه از طریق درزهای در و پنجره است .

وجود شیشه های تک جداره و درز بندی مناسب در و پنجره ها علاوه بر بروز تلفات حرارتی ساختمان موجب ورود گرد و غبار و همچنین آلودگی صوتی می شود . با استفاده از پنجره هاییی با شیشه های دو جداره و قاب استاندارد در زبندی شده ، می توان تا حد زیادی از تلفات انرژی گرمایی و تسایر مشکلات ناشی از شیشه های تک جداره و قاب های غیر استاندارد در و پنجره جلو گیری کرد .

استفاده از سقف کاذب

  اجرای صحیح سقف کاذب در ساختمان ها می تواند به میزان قابل توجهی مصرف سوخت را کاهش دهد سقف کاذب با حذف بخشی از فضای مورد سرمایش و گرمایش میزان مصرف انرژی را که برای این منظور به کار می رود کاهش می دهد سقف کاذب در طبقات فوقانی می تواند از انتقال حرارت بین فضای داخل خارج ساختمان بکاهد .   استتفاده از عایق های حرارتی در سقف های کاذب و اجرای صحیح و بدون درز این گونه سقف ها تبادل حرارتی را کاهش می دهد .

عایق‌کاری حرارتی در ساختمانها و نقش مؤثر آن بر کاهش مصرف سوخت

راههای مختلفی برای بهینه‌سازی مصرف سوخت در بخش خانگی و تجاری وجود دارد.تولید و استفاده از تجهیزات و لوازم خانگی مصرف‌کننده سوخت‌های فسیلی راندمان بالا می‌باشد. اما نکته دیگری نیز که باید به آن توجه کرد آن است که ساختمانی که برای سکونت از آن استفاده می‌شود نیز در میزان مصرف سوخت بسیار مؤثر می‌باشد و میزان تبادل حرارت بین محیط گرم و سرد به مقدار زیادی در مصرف سوخت مؤثر است.

علیرغم نوسان‌های فصلی و روزانه دمای هوا، شرایط حرارتی فضاهای داخلی ساختمان باید در تمام فصول سال در حد آسایش نگاه داشته شود.

در غیر این صورت شرایط حرارتی نامطلوبی در این فضاها حاکم می‌شود که باعث ناراحتی ساکنان ساختمان شده و اثر این تغییرات بر سلامتی انسان بسیار زیان‌بار خواهد بود به طوری که کارآیی فکری و جسمی افراد را به مخاطره خواهد افکند. تنظیم دمای هوای داخل ساختمان در حد آسایش در اغلب مواقع سال تفاوتی را بین دمای هوای داخل و خارج ساختمان ایجاد می‌نماید، این اختلاف دما باعث می‌شود که حرارت از محیط گرمتر به محیط سردتر جریان یابد.

ساختمانها باید در عین اقتصادی بودن در ساخت طوری طراحی شوند که مصرف انرژی در آنها کاهش یابد. بخش عمده‌ای از انرژی مصرفی در ساختمان‌ها از طریق دیوارها، بام و کف به هدر می‌رود که با عایق کاری آنها می‌توان به میزان قابل توجهی از این اتلاف کاست.

عایق‌های حرارتی:

عایق‌های حرارتی موادی هستند که به سبب جنسشان از تبادل حرارت بین محیط گرم و سرد به مقدار زیادی می‌کاهند. این مصالح علاوه بر خاصیت فوق دارای خواصی دیگر از قبیل قابلیت تحمل بار، ممانعت از نفوذ رطوبت، عایق صوت بودن و دیگر موارد هستند.

در صورت عایق کاری حرارتی (گرمابندی) عناصر ساختمان تأمین و حفظ شرایط آسایش حرارتی فضاهای کنترل شده به راحتی و همراه با صرفه‌جویی در مصرف انرژی انجام می‌گردد. بسته به این که ساختمان در منطقه گرمسیر، سردسیر و یا معتدل قرار داشته باشد ضخامت عایق و نوع عایق‌بندی متفاوت خواهد بود.

 مبانی تعیین حداقل میزان عایق حرارتی

اصولاً در هر نوع سرمایه‌گذاری بازدهی اقتصادی آن در درجه اول اهمیت قرار دارد. عایق‌بندی ساختمان نیز از این قاعده مستثنی نیست.

بنابراین در تعیین بهینه مقدار عایق حرارتی موردنیاز در هر یک از جدارهای مختلف ساختمان بازده اقتصادی آن مبنای محاسبه خواهد بود، که از دو طریق صرفه‌جویی در مصرف سوخت و کاهش ظرفیت سیستمهای حرارتی و برودتی دخالت داده می‌شود.

 عوامل مؤثر در تعیین بهینه عایق حرارتی:

1 شرایط اقلیمی:

عوامل مؤثر گرمایش و سرمایش ساختمان عبارتند از: شدت سرما و گرما، در رابطه با شدت سرما و گرما در یک منطقه می‌توان دمای بحرانی هوای خارج را به عنوان معیاری جهت مقایسه شرایط مختلف اقلیمی و گروه‌بندی آنها به کار برد.

2 قیمت انرژی:

هر چه انرژی مصرفی گرانتر باشد هزینه جبران حرارت تلف شده بیشتر بوده و در نتیجه ضخامت بهینه عایق بیشتر است.

3 هزینه تهیه و نصب عایق:

هزینه تهیه و نصب عایق حرارتی عمده‌ترین قسمت سرمایه‌گذاری در عایق‌بندی ساختمان محسوب می‌شود.

4 هزینه تغییر سیستمهای ساختمانی:

به کار بردن عایق حرارتی در جدارهای خارجی ساختمان معمولاً تغییراتی را در سیستمهای متداول ساختمانی ایجاد می‌نماید که موجب صرفه هزینه اضافی می‌شود. این هزینه شامل هر گونه هزینه مربوط به تغییر سیستم و مصالح ساختمانی ناشی از به کار بردن عایق حرارتی در ساختمان شده و خود جزیی از سرمایه‌گذاری اولیه به حساب می آید.

5 بازده سیستم‌های حرارتی و برودتی:

برای کنترل شرایط حرارتی فضاهای داخلی ساختمان از سیستم‌های مکانیکی استفاده می‌شود. ظرفیت این سیستمها به بارهای حرارتی و برودتی ساختمان و بازده سیستمی که همان کیفیت و کمیت تبدیل انرژی‌های فسیلی به گرما و برودت است بستگی دارد.

بنابراین بازده این سیستمها نیز نقشی در تعیین میزان بهینه عایق را دارا هستند. سیستمهایی که از بازده پایینی برخوردارند توجیه اقتصادی بیشتری را برای استفاده از عایق در اجزای ساختمان به وجود می‌آورند.

6 ضرایب اقتصادی این ضرایب عبارتند از:

نرخ تورم قیمت انرژی و نرخ بهره‌برداری از سرمایه (نرخ ارزش پول) عمده‌ترین عایق‌های حرارتی در کشور ما پشم شیشه، پشم سنگ پلی استایرن (یونولیت)، پلی اورتان (فوم) می‌باشند، که در بین آنها پشم شیشه و پشم سنگ در سقف سوله‌ها و موتورخانه‌ها،‌ پلی اورتان در سردخانه‌ها و یونولیت اخیراً در پانلهای دیوارهای پیش ساخته کاربرد زیاد دارند.

ساختمان ها سرپناهی مناسب جهت حفظ آدمی در برابر شرایط نامساعد محیطی به منظور تامین آسایش و راحتی هستند، لیکن حصول بخشی از این امر به استفاده درست از منابع انرژی بازمی گردد. استفاده مدبرانه از فن آوری های نوین ساخت وساز می تواند ضمن تحقق موارد یاد شده، به میزان قابل توجهی از مصرف بی رویه انرژی جلوگیری کند.

شیشه های پخش نور عایق های حرارتی ساختمان ها

امروزه به منظور حداکثر استفاده از نور خورشید و اجرای برخی ایده های معمارانه، سطح وسیعی از ساختمان را با شیشه می پوشانند، لذا پنجره ها نقش اصلی را در کنترل نور ورودی به داخل ساختمان و میزان انرژی مورد نیاز ایفا می کنند. ضرورت کنترل انرژی هنگامی مشهودتر می شود که سطح وسیعی از ساختمان با شیشه پوشیده شود که اغلب در این شرایط، امکان حفظ گرمای محیطی مناسب و ذخیره سازی معقول انرژی به طور همزمان با مشکلاتی همراه می شود.
با پیشرفت تکنولوژی در عصر حاضر، تلاش محققان بر تولید شیشه هایی با خاصیت پخش نور بسیار کم، جهت استفاده در ساختمان هایی با کاربری تجاری متمرکز شده است، به طوری که می توان با فراهم سازی امکان ورود انرژی خورشید به داخل ساختمان و ممانعت از فرار گرمای داخل ساختمان (با ممانعت از خروج اشعه فرابنفش)، مصرف انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش داد. چنین شیشه هایی قابلیت ایفای نقش همزمان عایق حرارتی و کنترل نور خورشید را دارند. شیشه هایی با درجه شفافیت بسیار بالا، قابلیت ممتازی در ورود نور به داخل بنا داشته و محافظ خوبی در برابر شرایط جوی به شمار می روند، ولی عایق حرارتی خوب یا مانعی موثر در برابر انرژی خورشید نیستند. تکنولوژی ساخت شیشه به مرحله ای از کمال رسیده که طراحی و تولید انواع شیشه را با لحاظ کردن توأمان خواص پخشی، انعکاسی، جذبی و شفافیت جهت دستیابی به شرایط ایده آل و پاسخگویی به خواسته های مختلفی همچون کنترل نور روز و درجه حرارت مناسب ،امکانپذیر کرده است.

نور و روشنایی احساس خوبی را در انسان ایجاد می کند و باعث جلوه گر شدن افکار عالی در زندگی انسان می شود. در آسمانخراش های امروزی چنین تفکراتی حادث نمی شوند. آسمانخراش ها با وجود نزدیکی به خورشید، زندگی بشر را به تاریکترین حد ممکن رسانده اند!
امروزه شیشه هایی که با تکنولوژی پیشرفته تولید می شوند علاوه بر تامین روشنایی روز دارای کیفیات دیگری همچون کنترل خورشیدی، آسایش و راحتی از نظر دما (محافظت از گرمای تابستان و سرمای زمستان) با مشخصه هایی همچون قابلیت بازیافت، دوام پذیری، عدم نیاز به پاکیزه نمایی، محافظت از رنگ پریدگی تدریجی اشیای داخل بنا در مقابل نور خورشید و… هستند. توسط شیشه های تولیدی با تکنولوژی مدرن، عبور نور با شیشه تخت، از 88 درصد به 94 درصد افزایش یافته، در باشگاه های ورزشی وضوح دید و عدم اعوجاج و انعکاس از سال 1997 عملا حذف شده، انعکاس شیشه در حالت معمول از 8 درصد به یک درصد کاهش یافته و وضوح دید بر محیط آنسوی پنجره افزایش یافته است.

انواع شیشه ها از لحاظ کاربرد در ساختمان:

۱ - شیشه با کاربرد مدیریت انرژی

2 - شیشه مقاوم در برابر آتش

۳ - شیشه کنترل صدا

۴ - شیشه ایمن با کاربرد حفاظتی و امنیت

۵ - شیشه با کاربرد در دکوراسیون

۶ - شیشه تامین کننده نور و روشنایی

۷ - شیشه با کاربردهای خاص

۸ - شیشه نما با قابلیت های مقاوم در برابر باد و ضربه

۹ - شیشه هوشمند (چند منظوره)

۱۰ - شیشه کلتکتوری (نور و گرما)

شیشه های دو جداره نوعی عایق حرارتی

بیش از 80 سال است که شیشه دو جداره به عنوان ضرروت اصلی برای فراهم آوری عایق حرارتی در ساختمان ها شناخته شده است. پیشرفت های اخیر برعایق سازی مناسب و افزایش بهینه سازی حرارت متمرکز شده است که دلایل آن می تواند به خاطر اقتصاد و ضرورت کاهش یابی میزان انتشار دی اکسیدکربن باشد که عمدتا با بازدهی حرارتی و نحوه استفاده از انرژی در ساختمان ها ارتباط مستقیمی دارد.