عایق های حرارتی

عایق های حرارتی

تعریف

عایق های حرارتی مواد ومصالحی است که برای کاهش انتقال حرارت به کار می رود . میزان عایق بودن این مواد یا مصالح بستگی به ترکیب شیمیایی و یا ساختار فیزیکی آنها دارد.

دسته بندی

۱ – پشم معدنی 

فراورده ای است دارای ماهیت و ظاهر پشم گونه که از سنگ ، سرباره یا شیشه مذاب ساخته می شود. انواع آن عبارت اند از :
الف ) پشم شیشه : پشم معدنی ساخته شده از شیشه مذاب
ب) پشم سنگ : پشم معدنی ساخته شده عمدتاً از سنگ های طبیعی آذرین مذاب
پ) پشم سرباره : پشم معدنی ساخته شده از سرباره مذاب کوره بلند ذوب آهن

۲ – پلاستیک های سلولی 

پلاستیک هایی که در آن چگالی فراورده ، در اثر وجود حفره های کوچک متعدد ( سلولها ) ، کاهش یافته است . این حفره ها ، که ممکن است به هم ارتباط داشته باشند ، در سرتاسر ماده توزیع می شوند .

انواع آن به شرح زیر است :

الف)پلی استایرن منبسط : ماده ای که با قالب گیری دانه های پلی استایرن قابل انبساط ، یا یکی از کوپلیمرهای آن ، ساخته شده و اساساً دارای ساختار سلول بسته و پر از هوا است .
ب) اسفنج پلی استایرن بیرون رانده شده (اکسترود شده ) : مادۀ عایق کاری پلاستیک سلولی منبسط واکسترود شده با ساختار سلول بسته
پ) اسفنج پلی یورتان : ماده پلاستیک سلولی نیمه صلب یا صلبی که بر پایۀ پلی یورتان است.
ت) اسفنج الاستومری خم شو : اسفنج قابل انعطاف سلول بسته ای که از لاستیک طبیعی یا مصنوعی ، یا مخلوطی از آن دو ، ساخته شده و حاوی سایر پلیمرها و مواد شیمیایی است .
ث) اسفنج پلی اتیلن : مادۀ عایق کاری پلاستیک سلولی است که عمدتاً مشتق از اتیلن یا پروپیلن است .
ج) پلی وینیل کلراید منبسط : مادۀ پلاستیک سلولی که بر پایۀ پلیمرهای وینیل کلراید منبسط است .

۳ – رس منبسط

مادۀ دانه ای که از کانی های رسی منبسط بر اثر حرارت ساخته شده است .

۴- پرلیت منبسط 

مادۀ دانه ای که معمولاً از سنگ طبیعی آتشفشانی منبسط شده بر اثر حرارت ساخته شده است.

۵ – ورمیکولیت ورقه ای 

مادۀ عایقی که از انبساط و ورقه ای کردن کانی طبیعی میکا در اثر حرارت به دست می آید .

۶ – عایق سلولزی 

عایق الیافی ساخته شده از چوب ، کاغذ یا مواد خام کاغذ با چسباننده ها و کندسوز کننده ها.

۷ – الیاف سرامیکی

الیاف غیر آلی غیر فلزی ساخته شده از اکسیدهای فلزی یا رسها .

۸ – بتن سلولی 

بتن حاوی شمار زیادی سلولهای کوچک هوا یا گاز.پ

۹ – سنگدانه سرباره اسفنجی 

سرباره کوره آهن گدازی که برای تولید سنگ دانه سبک فراوری می شود .

۱۰ – بتن سرباره اسفنجی 

بتن عایق حرارتی با سرباره اسفنجی به عنوان سنگ دانه .

استانداردها

ویژگی ها 

در انتخاب نوع عایق حرارتی ، موارد زیر باید در نظر گرفته شود :

– فرآورده های عایق حرارتی مورد استفاده در ساختمان باید مقاومت حرارتی بیش از ۵/۰ متر مربع کلوین بروات و ضریب هدایت حرارتی کمتر از ۰۶۵/۰ وات بر متر کلوین داشته باشند .

– اگر عایق حرارتی در معرض رطوبتهای نسبی زیاد تا نزدیک صد درصد و اختلاف فشار بخار اب در دو طرف ( مانند بامهای وارونه و عایق کاری زمینی محافظت نشده ) قرار گیرند، لازم است میزان جذب آب دراز مدت آن از راه نفوذ در حد مجاز استاندارد باشد .مقدار جذب آب کوتاه مدت ( ۲۴ ساعته ) به روش غوطه ور سازی جزئی نباید از حد مجاز استاندارد بیشتر باشد . با این آزمایش یک دوره بارندگی ۲۴ ساعته در طی اجرای ساختمان شبیه سازی می شود . مقدار جذب آب دراز مدت (۲۸ روزه ) به روش غوطه ور سازی کامل نباید از حد مجاز استاندارد بیشتر باشد . با این آزمایش ، جذب آب از طریق مدتی دراز درون آب مانند عایق ، شبیه سازی می شود . در برخی کاربردها ، بعضی از فرآورده ها ، در شرایط یاد شده قرار می گیرد .

– در هنگام بهره برداری ، چنانچه عایق حرارتی ، به طور مکرر در شرایط دمایی کم و تماس با آب قرار گیرد ، مانند بامهای وارونه و عایق کاری زمینی محافظت نشده ، لازم است مقاومت کافی در برابر یخ زدگی و آب شدن مطابق با استاندارد مربوط داشته باشد .
– در صورت استفاده از عایق در کف یا بام ساختمان ، بارهای وارده بر آن باید محاسبه و ، با توجه به این بارها ، کلاس مقاومت فشاری ، یا تنش فشاری،در ده درصد تغییر شکل مربوط ، مطابق با استاندارد انتخاب شود .

– مقاومت کششی موازی با سطوح عایق های حرارتی الیاف معدنی باید به اندازه ای باشد که فرآورده ، مقاومت کافی برای تحمل تنش های وارده ( حداقل دو برابر وزن کل فرآورده ) در حین حمل و بهره برداری داشته باشد .

– طراح باید ، با استناد به روش ارائه شده درراهنمای مبحث ۱۹ و با توجه به سیستم طراحی ، نفوذ پذیری بخار آب جداره را ارزیابی کند و ، در صورت وجود خطر میعان ، یا پیش بینی لایۀ بخاربند در محل مناسب آن را بر طرف کند .

– عایق باید از نظر طول ، عرض ، ضخامت ( برای همۀ فرآورده ها ) ، تخت و گونیا بودن ( برای تخته ها ) ، پایداری ابعادی ، واکنش در برابر آتش ، و سایر خواص مورد نیاز برای کاربرد مورد نظر ، با حدود مجاز استاندارد و تراز ، یا مقادیر اعلام شده از سوی تولید کننده ، مطابقت داشته باشد .
– نفوذ باران و رطوبت زیاد درون ساختمان و میعان ممکن است سبب کاهش شدید مقاومت حرارتی عایق های حرارتی شود . بنابر این ، باید احتیط لازم را برای جلوگیری از خیس شدن عایق حرارتی به کار برد . عایق های حرارتی باید با ویژگی های استاندارد فرآوردۀ مربوط مطابقت داشته باشند

 آزمایش های استاندارد

آزمایش های لازم برای تعیین کیفیت عایق های حرارتی پلیمری و پشم معدنی تخته ای و رولی در همۀ کاربردها عبارت است از : تعیین ضریب هدایت حرارتی ، مقاومت حرارتی ، طول ، عرض ، ضخامت ، گونیا بودن (تخته) ، تخت بودن (تخته) ، چگالی ظاهری ، پایداری ابعادی تحت شرایط معین ، تنش فشاری یا مقاومت فشاری (پلی یورتان و پلی استایرن اکسترود) ، مقاومت کششی موازی با سطوح (پشم معدنی) و مقاومت خمشی (پلی استایرن منبسط) .

استانداردهای مرجع

–    استاندارد ملی ایران ۸۱۱۶ : ویژگی های عایق حرارتی پشم معدنی برای مصرف در ساختمان
–    استاندارد ملی ایران ۸۳۲۰ : ویژگی های فرآورده های عایق کاری حرارتی ساخته شده در کارخانه ار پرلیت منبسط
–    استاندارد ملی ایران ۸۲۹۸ : ویژگی های فرآورده های عایق کاری حرارتی برای ساختمان – فوم پلی یورتان صلب ساخته شده در کارخانه
–    استاندارد ملی ایران ۷۱۱۳ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین طول و عرض – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۱۱۴ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین ضخامت – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۱۱۵ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین گونیا بودن – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۱۱۶ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین تخت بودن – روش آزمون
–     استاندارد ملی ایران ۷۱۱۷ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین رفتار فشاری – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۱۱۸ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین چگالی ظاهری – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۱۱۹ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین مقاومت کششی عمود بر سطوح – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۱۲۰ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین جذب آب کوتاه مدت از طریق غوطه وری جزیی – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۲۹۳ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین پایداری ابعادی در شرایط آزمایشگاهی ۲۳ درجه سلسیوس و رطوبت نسبی ۵۰ درصد – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۲۹۴ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین پایداری ابعادی در شرایط آزمایشگاهی دما و رطوبت معین– روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۲۹۵ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین تغییر شکل تحت شرایط  دما و بار فشاری مشخص – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۲۹۶ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین خزش فشاری– روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۲۹۷ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین مقاومت کششی موازی با سطوح – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۲۹۸ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین ابعاد خطی موازنه ها – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۱۱۳ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین ابعاد خطی موازنه ها – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۲۹۹ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین خواص انتقال بخار آب – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۳۰۰  : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین جذب آب دراز مدت از طریق غوطه ورسازی – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۳۰۱ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین جذب آب دراز مدت از طریق نفوذ – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۳۰۲ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین رفتار خمشی – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۳۰۳ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین رفتار برشی – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۷۳۰۴ : مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۸۰۸۴: مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، واژه نامه
–    استاندارد ملی ایران ۸۰۸۶: مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین رفتار تحت بار متمرکز – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۸۰۸۳: مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین ضخامت فرآورده های عایق کاری کف شناور – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۸۰۸۱: مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، تعیین مواد آلی – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۸۰۸۲: مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، آکوستیک – تعیین سفتی دینامیکی : مصالح مورد استفاده در زیر کف های شناور در ساختمان های مسکونی – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۸۰۸۵: مصالح ساختمانی ، فرآورده های عایق کاری حرارتی ، آکوستیک – مصالح برای کاربردهای آکوستیکی – تعیین مقاومت در برابر جریان هوا – روش آزمون
–    استاندارد ملی ایران ۸۱۸۴ : روش آزمون – آکوستیک – جذب کننده های صدا برای استفاده در ساختمان – درجه بندی جذب صدا
–    استاندارد ملی ایران ۲-۷۲۷۱ : روش آزمون – واکنش در برابر آتش برای فرآورده های ساختمانی ، آزمون قابلیت نسوختن
–    استاندارد ملی ۸۲۹۸ : ویژگی های فرآورده های عایق کاری حرارتی برای ساختمان – فوم پلی یورتان صلب ساخته شده در کارخانه (pur)
–    استاندارد ملی ۸۲۹۹ : واکنش در برابر آتش برای مصالح و اجزای ساختمانی ، طبقه بندی
–    استاندارد ملی ۱۰۹۵ : مصالح ساختمانی – فرآورده های عایق کاری حرارتی – فوم پلی استایرن اکسترود شده کارخانه ای
–    استاندارد ملی ۱۵۸۴ : صفحات پلی استایرن قابل انبساط برای مصارف عایق حرارتی – ویژگی و روش آزمون
–    استاندارد ملی ۵۸۴۳ : پلاستیک های سلولی در جا با پایه اوره فرمالدئید مورد مصرف در عایق بندی مواد ساختمانی مواد عایق حرارتی

ملاحظات زیست محیطی

عایق های پشم معدنی ممکن است سبب ایجاد حساسیت پوستی و خارش شود . توصیه می شود کاربران این مواد از دستکش استفاده کنند .
پشم های معدنی غیر قابل اشتعال اند ، اما روکش آنها ، اگر کاغذی باشد طبعاً می شوذد .

الیاف آزبستی که از سیلیکات های طبیعی با ساختار بلوری به شکل رشته های باریک تشکیل می شود ، به سبب خطر آن برای سلامتی انسان ، نباید در ساخت فرآورده های عایق کاری حرارتی استفاده شود .

مشکلات عایق های پلیمری اسفنجی عبارت است از : قابلیت اشتعال ، زباله سازی و تجزیه نشدن باطله های آنها در طبیعت . اسفنج پلی یورتان به علت استفاده از کلروفلوئورو کربن (CFC) در ساخت آن سبب تخریب لایۀ ازون می شود .

سازگاری

پلی استایرن منبسط ، و هر لایۀ همراه ، نباید با هیچ نوع مصالح ساختمانی در ساختمان که با پلی استایرن واکنش نشان می دهد و سبب انحلال یا متورم شدن آن می شود تماس داشته باشد . از جملۀ این مواد بعضی چسباننده های بر پایه حلال و محافظ چوب است .

بسته بندی ، حمل و نگهداری

عایق های حرارتی ، به ویژه آنها که میزان جذب آب آنها بالاست ، باید در بسته بندی های مناسب پلاستیکی حمل شوند . هنگام حمل و انبار کردن ، نباید بار وارده بر لایه های زیرین سبب تخریب آنها شود .
رطوبت جذب شده درعایق اثر قابل ملاحظه ای در میزان ضریب هدایت حرارتی آن دارد .
بنابراین هنگام حمل و انبارداری عایق های حرارتی باید در این مورد تمهیدات لازم در نظر گرفته شود . توصیه می شود مواد و فرآورده های عایق حرارتی در مکانی سر پوشیده و دور از رطوبت و خطر آتش سوزی و با روش مناسب نگهداری شوند .