عایق حرارتی

عایق حرارتی چیست؟

عایق حرارتی یکی از مواد و مصالح پرکاربرد در صنعت نوین ساختمانی است که برای کاهش هدر رفت انرژی در ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرد و پس از اجرا، ضریب تبادل حرارتی بخش‌های مختلف ساختمان را به حداقل می‌رساند.. به دلیل اهمیت بالای بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش هدر رفت انرژی در ساختمان، استفاده از انواع عایق های حرارتی اهمیت ویژه‌ای یافته است.

از جمله مهم ترین این مواد عایق می توان به انواع گچ های پلیمری عایق صوتی حرارتی اشاره کرد که در کارخانه گچ اسپندار سمنان تولید می گردد.

یکی از عوامل مهم در تأمین شرایط آسایش انسان در فضاهای داخلی، تنظیم درجه حرارت آنهاست. امروزه با پیشرفت تکنولوژی، ضخامت پوسته خارجی ساختمان به حداقل کاهش یافته، از این رو تبادل حرارتی آن با محیط خارج افزایش یافته است. عایق های حرارتی به میزان قابل توجهی مانع این تبادل حرارت شده و هزینه های گرمایش و سرمایش فضاهای داخلی را تا حد زیادی کاهش می دهند. همین امر موجب صرفه جویی در مصرف انرژی نیز خواهد شد. به طوریکه به کمک عایق حرارتی میتوان یک خانه را در زمستان ۵ درجه سانتیگراد گرمتر و در تابستان ۱۰ درجه خنکتر نگه داشت. بنابراین گرچه عایق کاری ممکن است تا حدودی هزینه ساخت و قیمت تمام شده ساختمان را افزایش دهد ولی در دراز مدت و حتی چند سال اولیه بهرهبرداری، هزینه اولیه را با صرفه جویی لازم جبران خواهد کرد و موجبات آسایش و صرفه اقتصادی را فراهم می کند.

با توجه به مطالب ذکر شده، می توان گفت که عایق کاری حرارتی، با مصالح مرغوب مزایای زیر را به همراه خواهد داشت:

1. می توان دیوارها را با ضخامت کمتری ساخت، در این صورت فضای قابل استفاده داخل ساختمان بیشتر می شود.
2. با جلوگیری از هدر رفتن گرما و سرمای تولید شده در داخل ساختمان، علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی و هزینه های گرمایش و سرمایش، میتوان حجم تأسیسات حرارتی و تهویه را تا ۲۵% کاهش داد.
3. با عایق کاری مناسب می توان دمای فضاهای مختلف را ثابت نگه داشت. حرارت مناسب در محیط مسکونی ۲۰ درجه سانتیگراد، در حمام ۲۵ درجه، در محیط کار ۱۸ درجه و در کارگاه های فعال ۱۷ درجه است.
4. در صورتی که اختلاف درجه حرارت هوای داخل اتاق و سطح دیوارها کمتر از ۳ درجه سانتیگراد باشد، علاوه بر ایجاد جریان آزار دهنده هوا، ساکنین اثر ناخوشایند مرسوم به «دیوار سرد» را احساس می کنند که ناشی از تابش انرژی از پوست به سطح دیوار است. در شرایط گرما نیز به طور مشابه انتقال انرژی تابشی از دیوار به ساکنین، احساس ناخوشایندی در آن ها ایجاد می کند که این مشکل با ایزولاسیون حرارتی دیوار حل خواهد شد.

اصولا حرارت از محل گرمتر به محل سردتر به سه طریق جابجا می شود که عبارتند از:

• هدایت
• همرفت
• تابش

در روش هدایت (رسانایی) انتقال حرارت از طریق تماس اجسام با یکدیگر صورت می گیرد ولی در دو طریق همرفت و تابش یک محیط گازی یا خلاء برای انتقال گرما لازم است. انتقال حرارت از جداره های خارجی ساختمان از طریق هدایت حرارتی، مهم ترین عامل اتلاف یا کسب حرارت در ساختمان های معمولی است.

اما علاوه بر در نظر گرفتن عایق کاری سطوح مختلف ساختمان اعم از دیوارها، سقف و کف، باید به مقاطع برخورد اسن سطوح نیز توجه کافی شود. تجربه نشان داده است که انتقال حرارت از این مقاطع می تواند عملکرد حرارتی کل ساختمان را به شدت کاهش دهد. مهندسین معمار و سازه از این مورد با نام «پل های حرارتی» یاد می کنند.

خواص

امروزه انواع متنوعی از عایق های حرارتی با خواص ویژه تولید شده که در مباحث آتی بررسی خواهند شد. لذا در این نوشتار به چند ویژگی کلی و بررسی برخی خواص عایق های حرارتی بسنده می شود.

• وزن مخصوص: عایق های حرارتی معمولاً پوک هستند زیرا هر چه خلل و فرج در آنها بیشتر باشد، کارایی آنها نیز افزایش خواهد یافت. مصالح عایق حرارتی معمولاً کمتر از ۰٫۷ gr/cm^۳ وزن مخصوص دارند.
• مقاومت حرارتی: مقاومت در برابر انتقال حرارت یکی دیگر از خواص عایق های حرارتی می باشد. این خصوصیت نشان دهنده ارزش حفظ حرارت مصالح ساختمانی است و هر چه میزان آن بیشتر باشد، مطلوبتر است زیرا تبادل حرارتی داخل و خارج ساختمان را به حداقل کاهش می دهد. میزان مقاومت حرارتی مصالح مختلف در درجه اول به جنس آن ها و سپس به ضخامت آن ها بستگی دارد. به عنوان مثال مقاومت حرارتی یک دیواره بتنی با ضخامت ۱۱۵ سانتیمتر با یک لایه پشم شیشه به ضخامت ۲٫۵ سانتیمتر برابر است. در مورد مصالح با جنس یکسان، آنکه ضخامت بیشتری دارد، از مقاومت حرارتی بالاتری نیز برخوردار است. لذا هنگام عایق کاری حرارتی ساختمان باید از پرس کردن عایق پرهیز کرد زیرا در اثر فشردن، ضخامت آن و در نتیجه مقاومت حرارتی آن کاهش می یابد. در انتخاب نوع عایق بهتر است حتی الامکان عایق سبکتر ولی با ضخامت بیشتر انتخاب شود.
• ضریب انبساط: مصالح عایق حرارتی باید در مقابل حرارت، ازدیاد طولی زیاد و مخرب نداشته باشند. در غیر این صورت با منبسط شدن و ایجاد فشار به مصالح مجاور و اتصالات، مشکل آفرین خواهند شد.

آشنایی با اشکال مختلف

عایق های حرارتی جهت سهولت استفاده به اشکال مختلفی ساخته می شوند که در ادامه به آنها پرداخته خواهد شد:

• عایق پتویی – Blanket Insulation:  این عایق ها با مصالح انعطاف پذیر نظیر پشم سنگ، پشم شیشه و …، در ضخامت های مختلف تولید می شوند و بعضاً دارای روکش های آلومینیومی یا روکش هایی از جنس کاغذهای صنعتی هستند و برای ایزولاسیون لوله ها و سطوح منحنی به کار می روند.
  
• عایق پانلی (تخته ای) –  Panel Insulation:  این عایق ها جهت پوشش سطوح از قبیل دیوارها، سقف و کف به کار می روند و عموماً از جنس پلی استایرن، پلی یورتان، پشم سنگ و … هستند.
• عایق های بلوکی (دال های عایق) – Block Insulation:  دال ها یا بلوک های عایق به صورت قطعات صلب و گاهی نیز به صورت چند لایه از مصالحی نظیر کف شیشه، پلاستیک ها، انواع بتن های سبک و… ساخته می شوند.
• عایق های حرارتی فله ای (انباشتی):  این عایق های حرارتی به دو صورت الیافی (نظیر الیاف پشم سنگ، پشم شیشه، پشم سرباره، الیافگیاهی و …) و دانه ای (نظیر پرلیت، پلی استایرن، پوکه های معدنی، خرده های چوب و …) در مکان هایی که شکل هندسی مشخصی ندارند یا در ملات ها به کار می روند.
• عایق های پاشیدنی – Spray-on Insulation:  این عایق ها از مخلوط تارها و مصالح ریزدانه با انواع مواد چسباننده ساخته شده و به روی سطوح مختلف پاشیده می شوند. عموماً از پوکه های معدنی، پرلیت، پنبه کوهی و … به عنوان ریزدانه و از دوغاب سیمان، گچ و یا چسب های شیمیایی به عنوان ماده چسباننده استفاده می کنند.
  
• عایق های حرارتی کفی – Foam Insulation:  این عایق ها از دو جزء رزین های پلیمری ساخته می شوند که هنگام اختلاط با هم کف کرده و فضاهای خالی را پر می کنند. از عایق های کفی در میان دیوارها و منافذی که دسترسی به آنها وجود ندارد، استفاده می کنند.

علاوه بر اشکال رایج یاد شده، امروزه عایق های حرارتی گوناگونی به صورت های مختلف نظیر رنگ های عایق، ورق هایی با ضخامت های بسیار کم و … نیز تولید شده اند که کاربردهای خاص و ویژه خود را دارند.

آشنایی با انواع مصالح عایق

مصالح عایق حرارتی دارای انواع گوناگون هستند.  مصالح عایق های حرارتی را بر حسب موادی که در ساخت آنها مورد استفاده قرار می گیرند، دسته بندی می کنند. در ساختار برخی از این عایق ها حباب های هوا وجود دارد که این حباب ها باعث کاهش هدایت حرارت می شوند. برخی دیگر از عایق ها حرارت را باز می تابانند که در این صورت باید پشت آنها حدود ۲ سانتیمتر فاصله هوایی تعبیه شود.

انواع مصالح عایق حرارتی عبارتند از:

• عایق های حرارتی بر پایه مواد معدنی
• عایق های حرارتی بر پایه مواد طبیعی (گیاهی – حیوانی)
• عایق های حرارتی بر پایه مواد شیمیایی
• عایق های حرارتی چند لایه و عایق های مرکب
• عایق های حرارتی سپرتابشی – Radiation Shield Insulation
• عایق های مصالح ساختمانی
• عایق های مدرن (نانو عایق) – Nansulate

انواع عایق بر پایه مواد معدنی

مواد اولیه عایق های حرارتی بر پایه مواد معدنی چه به صورت خالص و چه ناخالص، از معادن استخراج شده و فرآوری های انجام شده بر روی مواد اولیه، ساختار مولکولی آن ها را دگرگون نکرده است. در اکثر عایق های این گروه، عنصر سیلسیم (Si) یکی از مواد اصلی بوده که ساختار عایق بر پایه آن شکل گرفته است. مهمترین تشابهات در این گروه عبارتند از:

1. تحمل حرارتی بالا (حتی برخی از آن ها جزء مواد دیرگداز به شمار می آیند.)
2. مقاومت کم در برابر نفوذ رطوبت.

عایق های حرارتی بر پایه مواد معدنی انواع گوناگونی به شرح زیر دارند:

• پشم های معدنی – Mineral Wool
• پرلیت – Perlite
• الیاف کربنی – Carbon Fiber
• الیاف سرامیکی نسوز – Ceramic Fiber
• فویل آلومینیوم – Aluminum Foil
• عایق های سیلیکات – Silicate Insulation
• مگنزیا – Magnesia

پشم های معدنی

به انگلیسی: Mineral Wool

فرآورده های پشم های معدنی از قدیمیترین و شناخته شده ترین انواع عایق ها هستند که از مذاب سنگ، سرباره و یا شیشه ساخته می شوند. بارزترین وجه تشابه اعضای این گروه، الیافی بودن ذرات آنهاست که در دانسیته های بالا به صورت پانل های فشرده در دسترس می باشند. برخی ویژگی های پشم های معدنی به قرار زیر است:

• حداکثر تحمل حرارتی این نوع عایق ها در حدود ۸۰۰ درجه سانتیگراد و مربوط به پشم سرباره است.
• بزرگتر شدن ضخامت الیاف آنها از حدود ۶ میکرون (خارج از استاندارد) باعث شکننده شدن آنها شده و حالت ارتجاعی خود را از دست می دهند.
• برخی از انواع آنها می توانند به صورت عایق صوتی نیز به کار روند ولی در مقابل رطوبت باید کاملاً محافظت شوند.
• پاشش ذرات آنها در فضا و تداوم مجاورت با آنها می تواند سبب بروز ناراحتی های تنفسی یا پوستی گردد.
• برای شکل دادن به آنها از نوعی چسب رزینی مخصوص استفاده می شود که به دلیل پایینتر بودن تحمل حرارتی آن، مقاومت حرارتی محصولات چسبدار تا حدود ۳۵۰ درجه سانتیگراد کاهش می یابد.

انواع پشم های معدنی عبارتند از:

1. پشم شیشه
2. پشم سنگ
3. پشم سرباره

پشم شیشه

پشم شیشه (به انگلیسی: Glass Wool) یکی از انواع محصولات عایق حرارتی بر پایه مواد معدنی بوده که در حقیقت در دسته بندی پشم های معدنی قرار می گیرد. پشم شیشه عبارت است از الیاف بسیار نازک تارهای شیشه که تقریباً به هم متصل می باشند. این الیاف را با هم یکپارچه می کنند و روی کاغذهای آلومینیومی، سربی، قیری، کرافت (کاغذهای صنعتی) و یا تورهای سیمی قرار می دهند. از پشم شیشه برای عایق کردن بام های شیبدار بر روی ورقه های پوشش زیرین و در بام های تخت در زیر پوشش آسفالتی یا نمدی استفاده می شود.

از جمله ویژگی های این محصول می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مقاومت حرارتی عایق پشم شیشه با دو عامل ضخامت و دانسیته رابطه مستقیم دارد. چنانچه در عایق کاری در مورد ضخامت عایق با محدودیت رو به رو باشیم، استفاده از عایق پشم شیشه با دانسیته بالاتر توصیه می شود.
• پشم شیشه جزء مواد اشتعال ناپذیر به شمار می آید.
• ضریب جذب صدای پشم شیشه ۰٫۸۵ است بنابراین استفاده از آن تا ۳۰ دسی بل صدا را کاهش می دهد. این در حالی است که با کاهش هر ۵ دسی بل، شدت صوت به نصف کاهش می یابد.
• مقاومت کششی پشم شیشه به علت به هم پیوستگی الیافش بیشتر از مقاومت فشاری و خمشی آن است.
• این عایق با توجه به نوع محصول و کارخانه سازنده آن، وزن مخصوص متفاوتی دارد.

پشم سنگ

به انگلیسی: Rock Wool

پشم سنگ (به انگلیسی: Rock Wool) یکی از انواع محصولات عایق حرارتی بر پایه مواد معدنی بوده که در حقیقت در دسته بندی پشم های معدنی قرار می گیرد.

پشم سنگ عمدتاً از ذوب کردن سنگ های طبیعی آذرین مانند سنگ بازالت و تبدیل این مواد مذاب (سیلیکات مذاب) به شکل الیاف، ساخته می شود. پشم سنگ عایق نسبتاً سبکی است که می تواند تا دمای ۷۰۰ درجه سانتیگراد خاصیت عایق بودن خود را حفظ کند و تا ۴ ساعت نیز در برابر شعله مستقیم مقاومت می کند. این ماده زمانی که از آب اشباع شود، ساختارش تخریب نمی شود و پس از خشک شدن ویژگی های خود را حفظ می کند. پشم سنگ مقاومت مکانیکی قابل ملاحظه ای ندارد و می توان آن را با چاقو برید.

از ویژگی‌های مهم این محصول، مقاومت آن در برابر آتش می‌باشد. این عایق حرارتی به مثابه نوعی حفاظ در برابر آتش شناخته می‌شود چون آتش‌گیر نمی‌باشد و شعله‌ور نمی‌شود. هنگام بروز حریق سازه‌های فلزی (جذب حرارت زیاد و داغ شدن)، مقاومت مکانیکی خود را از دست داده و کل سازه فرو می‌ریزد؛ بنابراین از این کالا برای عایق کاری سازه‌های فلزی استفاده می‌گردد (ستون‌ها و تیرهای ساختمان را با پشم سنگ با روش‌های مناسب عایق کاری می‌کنند) و حتی تا ده ساعت در صورت تداوم حریق برای سازه هیچ مشکلی به وجود نمی‌آید.

بررسی اثرات این محصول بر سلامتی انسان نیاز به آزمایش‌های بلندمدت دارد. ولی براساس برخی از گزارش‌ها این عایق می‌تواند در مواردی موجب خارش پوست، سوزش چشم و حساسیت گردد. همچنین در یک گزارش اگرچه اثرات منفی پشم سنگ بر سلامتی انسان را کمتر از پشم شیشه گزارش کرده ولی این ماده را بدون عوارض جانبی گزارش ننموده است.

به نظر می‌رسد برای حفظ سلامتی در هنگام استفاده از این محصول و نصب آن حتماً باید از ماسک، عینک و دستکش استفاده کرد. چرا که در هنگام نصب این ماده احتمال ریزش ذرات پشم سنگ و ورود آن به سیستم تنفسی، چشم و ایجاد حساسیت در پوست وجود دارد.

از جمله موارد منفی دیگر این محصول می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• ریزش پشم سنگ بعد از گذشت زمان
• افت کیفی عایق و افزایش ضریب انتقال حرارتی با گذشت زمان
• ایجاد خارش حتی پس از نصب
• نیاز به شاسی کشی برای نصب و هزینه بالا نصب

پشم سرباره چیست؟

پشم سرباره یکی از انواع محصولات عایق حرارتی بر پایه مواد معدنی است که در حقیقت در دسته بندی پشم های معدنی قرار می گیرد.

سرباره محصول فرعی کوره بلند ذوب آهن است. این ماده را به صورت الیاف در می آورند و به عنوان عایق حرارتی مورد استفاده قرار می دهند. سر الیاف آن کروی شکل است، از این رو باعث خراش و تحریکات پوستی کمتری می شود و به علت کوچک بودن ذرات آن، عایق الکتریسیته نیز می باشد.

همچنین به عنوان عایق صوتی نیز می تواند به کار رود. بازگشت پذیری این نوع عایق حرارتی به طبیعت سریع انجام می گیرد و این یکی از مزایای عمده آن است.

ضریب انتقال حرارت در این محصول در مقایسه با پشم سنگ بالاتر است و این موضوع موجب شده تا پشم سنگ عایق حرارتی مناسب تری نسبت به پشم سرباره باشد. هر میزان که ضریب انتقال حرارت هدایت کمتر باشد، راندمان عایق حرارتی بیشتر است. ضریب انتقال حرارت هدایتی در پشم سنگ w/mk 0.037 و در پشم سرباره w/mk 0.040 است. یعنی میزان مقاومت حرارتی پشم سنگ در مقایسه با این محصول و دیگر عایق های حرارتی بالاتر است.

الیاف کربن

الیاف کربن (به انگلیسی: Carbon Fiber) یکی از عایق های حرارتی بر پایه مواد معدنی می باشد. در زبان انگلیسی این محصول را با عبارت Carbon Fiber می شناسند.  الیاف کربن به الیافی گفته می شود که حداقل دارای ۹۰% کربن هستند و از حرارت دادن الیاف آلی نظیر الیاف سلولزی (ریون، پنبه و …)، الیاف پلی اکریلونیتریل (PAN) و نوع ویژه ای از الیاف فنولیک به دست می آیند. این الیاف کربنی بسیار ترد و شکننده هستند.

این الیاف در صنایع مختلف نظیر الکترونیک، هواپیما سازی، پزشکی، ساخت قطعات خودرو و … کاربرد دارند. در صنعت ساختمان نیز الیاف کربنی به عنوان عایق حرارتی، تقویت کننده بتن، استفاده در رمپ ها برای جلوگیری از ریزش خاک و… به کار می روند.

فیبر کربن یکی از محصلات ساخته شده با الیاف کربنی است که دارای مقاومت بسیار بالایی می باشد. این محصول عنصری با چگالی ۲٫۲۷ gr/cm^۳ است و اشکال بلوری مختلفی دارد. رشته الیاف کربن که از فیبرهای کربن تشکیل می‌گردد، به مراتب نازکتر از موی انسان در قطر بین ۶ تا ۱۰ میکرومتری می‌باشند. علیرغم حجم بالای استفاده از آن‌ها، قیمت الیاف کربن هنوز نسبتاً بالا است. این مسئله باعث محدودیت فروش الیاف کربن می‌گردد.

مزایا

• نسبت بسیار زیاد استحکام به وزن – مقاومت کششی بالا (مقاومت کششی فوق‌العاده نسبت به وزن آن (الیاف کربن تقریباً یک سوم فولاد وزن و ۵ الی ۱۰ برابر آن مقاومت دارد))
• نسبت بالای مدول کششی الاستیسیته به وزن
• استحکام مناسب در برابر خستگی
• ضریب انبساط حرارتی بسیار پائین (کامپوزیت‌های سبک و مستحکم و پایداری در برابر حرارت آن را از سایر مواد مهندسی متمایز می‌سازد)
• قابلیت بافت و تولید پارچه
• مقاومت بالا در برابر خوردگی (دوام و عمر طولانی در برابر مواد شیمیایی و نفوذ ناپذیری در برابر اشعهX از بارزترین خصوصیات الیاف کربن به‌شمار می‌رود)

معایب

• کرنش گسیختگی بسیار کم و شکننده بودن
• کربن هادی الکتریکی است. هدایت الکتریکی بالا ممکن است سبب ایجاد اتصالات کوتاه در قطعات غیر عایق الکتریکی گردد
• کرنش کم در لحظه شکست
• قیمت بالا
• مقاومت ضربه‌ای کم

الیاف سرامیکی نسوز

الیاف سرامیکی نسوز (به انگلیسی: Ceramic Fiber) الیاف غیر آلی هستند که از اکسیدهای فلزی یا رس ساخته می شوند. از این الیاف جهت عایق کردن بخش های مختلف ساختمان خصوصاً تأسیسات استفاده می کنند.

الیاف سرامیکی نسوز در حقیقت فیبرهای سیلیکات آلومینیوم می باشند که از ذوب و دمیدن مذاب کائولن با درصد آلومینای بالا و یا مواد مرسوم تری شامل ترکیبی از پودر خالص آلومینا و سیلیس مخلوط شده تشکیل میگردد.

مخلوط آلومینا و سیلیس پس از ذوب در کوره قوس الکتریکی در دمایی حدود  ۲۰۰۰ºC بوسیله هوای فشرده دمیده می شود و یا بروی غلتک های چرخان بوسیله نیروی گریز از مرکز به الیاف سرامیکی نسوز تبدیل می شوند . در حین دمش، جریان مذاب به قطرات کوچکی تبدیل می شود که در ادامه پروسه به صورت الیاف کشیده می شوند.

الیاف سرامیکی نسوز طول های متفاوت حداکثر تا اندازه ۵ میلیمتر و قطر تقریبی ۲ الی ۳ میکرومتر دارند که البته در روش سانتریفیوژ، اعمال نیروی گریز از مرکز و دمش تواماً، عمل ساخت الیاف را تکمیل کرده و طول الیاف در این روش ۲۵۰ میلیمتر و قطر آن معمولاً همان ۲ الی ۳ میکرومتر می باشد.

الیاف تشکیل شده سفید رنگ، شیشه ای یا غیر بلوری بوده (آمورف) و این الیاف می توانند جهت ساخت انواع عایق های نسوز با شکل های متفاوت جهت کاربرد در دمای بالا تا  ۱۴۵۰ºC استفاده گردد.

ویژگی‌ها

• ثبات درجه حرارت بالا
• هدایت حرارتی کم
• ذخیره سازی کم حرارت
• مقاومت در برابر شوک عالی
• وزن سبک

کاربرد

• کوره صنعتی، کوره و اجاق گاز
• مفاصل گسترش کوره، درب، سقف عایق بندی سقف
• مواد عایق لوله با درجه حرارت بالا
• پوشش بخاری لوله های خشک کن ها و پوشش های تجاری
• کوره های حرارتی
• توربین قابل استفاده مجدد

فویل آلومینیوم

فویل آلومینیوم (به انگلیسی: Aluminum Foil) یکی از محصولات عایق حرارتی می باشد و می توان این محصول را در دسته بندی عایق های حرارتی بر پایه مواد معدنی جای داد.

ورق نازک فویل آلومینیوم بر خلاف هدایت الکتریکی زیاد، مقاومت خوبی در برابر حرارت دارد و ضریب انتقال حرارتی آن پایین می باشد. از این ورق بیشتر در ساخت ساندویچ پانل ها یا به عنوان روکش مصالح و عایق های دیگر استفاده می کنند.

ورق آلومینیومی که در زبان انگلیسی با عبارت Aluminium foil یا پوش‌برگ شناخته می شود، به آلومینیومی گفته می‌شود که به صورت برگه‌های نازک درآمده باشد. ضخامت این ورق‌ها معمولاً کمتر از ۰٫۲ تا ۰٫۰۰۶ میلی‌متر است.

فویل آلومینیوم قابل انعطاف است و می‌تواند به‌آسانی خم یا در اطراف اجسام پیچیده شود. ورق‌های آلومینیومی نازک، شکننده هستند و گاهی اوقات مانند پلاستیک یا کاغذ از آنها به عنوان روکش استفاده می‌شود. ورق آلومینیومی در اواسط قرن بیستم جایگزین قلع شد.

عایق سیلیکات

عایق های سیلیکات (به انگلیسی: Silicate Insulation) از انواع عایق های حرارتی بر پایه مواد معدنی هستند. این نوع عایق ها از مواد معدنی و الیاف سرامیکی همراه با ذرات سیلیکا و اکسید فلزات قلیایی (نظیر کلسیم، منیزیم و آلومینیوم) که در دماهای بالا به هم دوخته می شوند، تولید می گردند. عایق های سیلیکات به صورت پتویی و یا به شکل آجرهای یکپارچه ساخته می شوند. این مواد در برابر شوک های حرارتی مقاومند، تحمل دماهای بالا را دارند و غیر قابل اشتعال هستند. نقطه ضعف این عایق ها خاصیت جذب رطوبت آنها است.

از معروفترین و پرکاربردترین عایق های سیلیکات می توان به کلسیم سیلیکات اشاره کرد. سیلیکات کلسیم ماده ایست عایق با فرمول شیمیایی ۲CaO.SiO_۲ (با نسبت های مختلف اکسیژن، کلسیم و سیلیس) که از سیلیکات کلسیم آبدار به همراه الیاف تقویت کننده تشکیل شده است. کلسیم سیلیکات برای اولین بار در سال ۱۹۵۰ از تکامل عایق های دما بالای دیگری چون کربنات منیزیم تهیه شد. در ابتدا از آزبست به عنوان الیاف تقویتی استفاده می شد. در سال ۱۹۷۲، به دلیل سمی بودن آزبست، تولیدکنندگان عایق به سمت الیاف های شیشه، گیاهی و پنبه ای روی آوردند. در دهه ۱۹۷۰، کلسیم سیلیکات بدون آزبست، به عنوان عایق حرارتی مناسب در بسیاری از پالایشگاه ها و پتروشیمی ها، استفاده شد.

سیلیکات کلسیم قالب گیری شده و به شکل مقاطع استاندارد به بازار عرضه می شود. مقاطع دایره ای عایق های سیلیکات کلسیم به شکل های نیم کره و یا قسمت هایی از کمان در بازار ارائه میشوند و ابعاد آنها به گونه ای است که اکثر لوله های استاندارد را میتوان به وسیله آنها عایق کاری نمود. همچنین بلوک های عایق سیلیکات کلسیم در ابعاد مختلف از ۶ اینچ تا ۱۸ اینچ در بازار موجود هستند. استاندارد ASTM C533 کلسیم سیلیکات را به سه گروه I و II و III تقسیم بندی می کند که نوع III بالاترین تحمل دمایی را دارد.

کلسیم سیلیکات به عنوان یکی از بهترین عایق های سیلیکات ضدآتش شناخته می شود. در صورتی که از سیلیکات کلسیم به عنوان عایق ضدآتش استفاده شود، معمولا آن را برروی سطح اسپری می کنند (روش اروپایی) و یا آن را به صورت روکش های نازک برروی سطح می کشند (روش آمریکایی). از آنجایی که سیلیکات کلسیم به آب و رطوبت حساس است و با آب واکنش می دهد، استفاده از روکش ها و پوشش های ضدرطوبت و ضدآب برروی آن اجباری است.

همچنین سیلیکات کلسیم یکی از مواد سازنده سرباره آهن در کوره ذوب و کوره بلند است و از آن در افزایش pH اسیدها استفاده می شود.

مگنزیا – Magnesia

مگنزیا ماده عایقی است که در دسته عایق های حرارتی بر پایه مواد معدنی قرار می گیرد و عمدتاً از کربنات منیزیم ساخته میشود و از الیاف ویژه ای به عنوان مسلح کننده در آن استفاده می کنند.

سنگ مگنزیا یکی از عناصر تشکیل دهنده پوسته زمین است که از نظر فراوانی در رتبه ۱۲ می باشد. این ماده همانند سنگ آهن معدنی دارای سختی زیادی می باشد به طوری که درجه سختی آن برابر با ۶ است.

سنگ معدنی منگنز به عنوان منبع اصلی در تولید ترکیبات منیزیم دار مطرح است. این ماده به منظور تولید استنلس استیل در صنایع ذوب آهن و فولاد و تولید عایق های حرارتی مصرف شده و همچنین دارای کاربرد های زیادی در تولید شیشه است.

عایق‌ بر پایه مواد طبیعی (گیاهی – حیوانی)

عایق های حرارتی بر پایه مواد طبیعی یکی دیگر از انواع مصالح عایق حرارتی هستند؛ این محصولات عایق هایی هستند که در تولید آن ها از مواد طبیعی و غیر معدنی استفاده شده است. مواد طبیعی به دلیل خواص ویژه خود کاربرد فراوانی در صنایع مختلف برای بخش عایق سازی و کاهش ضریب انتقال حرارتی پیدا کرده اند. تعدادی از عایق های حرارتی بر پایه مواد طبیعی ساخته می شوند که در ادامه به چند مورد از آن ها اشاره خواهد شد.

• پشم چوب – Wood Wool
• چوب پنبه – Cork
• عایق سلولوزی – Cellulose Insulation
• عایق دیاتومه ای – Diatomaceous Insulation

پشم چوب

پشم چوب که در انگلیسی بار کلمه Wood Wool شناخته می شود یکی از انواع عایق های حرارتی بر پایه مواد طبیعی می باشد که در واقع الیاف و تراشه های بلند چوب است. این ماده را به عنوان عایق حرارتی به دو صورت مورد استفاده قرار می دهند:

• دال پشم چوب: فرآورده عایق صلبی از لیاف و ترشاه های چوب بصورت فله ای است که با یک چسباننده معدنی به هم متصل شده و تا ضخامت نهایی فشرده می گردد.
• تخته نرم الیاف چوب: فرآورده عایق کاری که از الیاف چوب با افزودن یک ماده چسباننده یا بدون آن ساخته می شود و به وسیله حرارت یا بدون آن متراکم می گردد.

امروزه نوعی کاشی از جنس پشم چوب تولید میشود که عایقی مناسب برای ساختمان بوده و به راحتی قابل نصب می باشد. این نوع کاشی از ترکیب پشم چوب، سیمان، فیبر و آب معمولی بوده و قابل بازگشت پذیری به محیط زیست می باشد. این نوع عایق برای افرادی که دوستدار محیط زیست هستند انتخابی مناسب خواهد بود. ساختار این کاشی به نحوی است که راه های ورود صدا به طور کامل بسته می شود و اجازه ورود به داخل ساختمان را نمی دهد.

چوب پنبه

چوب پنبه که در زبان انگلیسی با عبارت Cork شناخته می شود، نوعی از عایق های حرارتی بر پایه مواد طبیعی بوده که برای عایق سازی سطوح مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

چوب پنبه ماده است که بطور دوره ای از ساقه درخت چوب پنبه (کرکس سابرال) که لایه محافظ آن را تشکیل می دهد، گرفته می شود.

دانه های چوب پنبه را منبسط کرده و تحت فشار و حرارت به یکدیگر متصل می کنند تا بصورت تخته در آید و از آن برای عایق سازی سطوح مختلف استفاده می کنند.

در زمینه خواص فیزیکی این محصول می توان به این نکته اشاره کرد که این محصول یک عایق عالی و غیرقابل نفوذ (درمقابل مایعات و گازها) بوده و نرم، سبک و دارای چگالی ناچیز است و بریدن و شکل‌ دهی آن بسیار ساده‌ است. این کالا از نظر خواص فیزیکی بسیار شبیه به کوتین می‌باشد.

صنعت تولید این محصول به عنوان صنعت دوستدار محیط زیست شناخته می‌شود. چرا که دارای عمر چرخه بازیافت ناچیز است. همچنین جنگل های چوب پنبه، از بیابان زایی جلوگیری نموده و محل زندگی جانوران کمیاب و در معرض خطر است.

در گذشته در کنار چخماق برای روشن کردن آتش از این محصول استفاده می‌ شده است. بعدها در قطعات استوانه‌ ای شکل بریده و برای مسدود کردن درب بطری و شیشه استفاده گردیده. حدود ۶۰٪ از کل چوب پنبه تولیدی جهان به مصرف درب بطری شراب می‌رسد. حدود ۸۰٪ از بطری‌های شراب تولید شده در جهان، سرپوش چوب پنبه‌ای دارند. امروزه علاوه بر کاربرد سرپوش بطری‌ها، به عنوان کفپوش و دیوارپوش عایق نیز بکار می‌ رود.

از دیگر کاربردهای چوب پنبه، صنایع تولید آلات موسیقی، نما سازی عایق برخی ساختمان ها، صنایع ورزشی (بیسبال) و حتی تمبر پستی است.

سطح خارجی قسمت چوب شده برخی درختان دولپه‌ ای و بازدانگان از چوب پنبه تشکیل می‌شود. بر روی قسمت های چوب شده و آسیب دیده گیاه، یک یا چند لایه سوبرین تشکیل می‌شود. عمر پروتوپلاسم یاخته‌ های چوب پنبه‌ای کوتاه است.

عایق سلولزی

عایق سلولزی یکی دیگر از عایق های حرارتی ساخته شده بر پایه مواد طبیعی می باشد که از کاغذ یا چوب به همراه چسباننده ها، کندسوز کننده ها و سایر افزودنی های ساخته می شود.

عایق سلولزی برخلاف تصور بسیاری از افراد که در ویژگی های این محصول تردید دارند، دارای کارایی و بازدهی بالایی است و با عایق های پشم شیشه و پشم سنگ در رقابت است و می توان آن را جز چند عایق برتر در رده خود دانست.

سلولز قدیمی ترین ماده عایق کاری است. انواع زیادی از مواد سلولزی مورد استفاده قرار می گیرند. مانند روزنامه، کارتن، پارچه، کاه، خاک اره ،کنف، چوب ذرت، عایق های سلولزی جدید، از بازیافت روزنامه با استفاده از ماشین های آسیاب و جدا کننده و افزودن، موادی که باعث به تعویق انداختن آتش می شوند (کندسوز کننده ها)، در سال ۱۹۵۰ آغاز و در سال های ۱۹۷۰ در آمریکا مورد استفاده قرار گرفت.

اخیرا، استفاده از عایق سلولزی در صنعت ساختمان سازی ایالات متحده آمریکا افزایش چشم گیری پیدا کرده است. یکی از دلایل این افزایش این است که نتایج تحقیقات نشان داده اند که سلولز بهتر از عایق پشم شیشه، ساختمان ها را در برابر خسارت ناشی از آتش سوزی محافظت می کنند. زیرا چگالی این عایق ها بیش از پشم شیشه است در نتیجه اکسیژن لازم، برای سوخت اجزاء ساختمانی تامین نمی شود. دلیل دیگر افزایش مصرف عایق سلولزی گنجایش بالای بازیافت آن نسبت به هر ماده عایق دیگری است.

چهار شکل کلی محصولات سلولزی عبارتند از:

1. سلولز خشک
2. اسپری سلولز
3. سلولز تثبیت شده
4. سلولز با ذرات کم

این انواع در قسمت های مختلف ساختمان و به دلایل گوناگون استفاده می شوند.

مزایای عایق سلولزی

1. کارآیی گرمایی کارآیی حرارتی عایق سلولزی در مقایسه با سایر انواع عایق های مطلوب می باشد. هدایت گرمایی عایق سلولزی تقریبا ۴۰ می باشد که این تقریبا برابر یا کمی بهتر از پشم سنگ و پشم شیشه است.
2. عایقکاری سلولزی باعث کاهش مصرف انرژی و در نتیجه کاهش مبلغ قبوض پرداختی صاحبخانه ها می شود.
3. چگالی عایقکاری سلولزی تقریبا سه برابر چگالی پشم شیشه است. این چگالی بالا به باعث کاهش عبور صدا از دیوارها و نیز انتقال صدا بین طبقات می شود.
4. عایقکاری سلولزی باعث کنترل شدید قارچ، حشره، آفت و جانورهای جونده می شود.
5. این عایق از نظر ایمنی در برابر آتش در سطح بالایی قرار دارد.
6. این عایقکاری با پرکردن کامل حفره های دیوار به جلوگیری از نفوذ رطوبت کمک می کند. 

معایب عایق سلولزی

1. نیاز به نیروی متخصصی برای نصب دارد.
2. اسپری تر سلولز نیاز به زمان زیادی برای خشک شدن دارد که این زمان معمولا با استفاده از گرمکن ها کاهش می یابد و با توجه به شرایط رطوبتی محیط نیاز به چند روز تا چند هفته زمان دارد.
3. عایق سلولزی ۷۵%-۸۵% از بازیافت الیاف کاغذ دست دوم خبر نامه ها تشکیل شده است که این بالاترین درصد در بین بقیه عایق های موجود است. برای مثال الیاف پشم شیشه حداکثر ۳۰% از مواد بازیافتی تشکیل می شوند.
4. سایر مواد خام تشکیل دهنده این عایق نیز در مقایسه با سایر عایق ها دارای سازگاری بیشتری با محیط زیست می باشند.
5. انرژی مورد نیاز برای تولید این عایق بسیار کمتراست برای تولید این عایق از ماشین های الکتریکی استفاده می شود در حالی که که عایق های معدنی باید در کوره ساخته شوند و برای تولید به انرژی ۲۰ تا ۴۰ برابر عایق های سلولزی نیاز است.

عایق دیاتومه ای

عایق دیاتومه ای که در زبان انگلیسی با عبارت Diatomaceous Insulation شناخته می شود یکی از انواع عایق های حرارتی بر پایه مواد طبیعی می باشد. این نوع عایق، ماده ای است که عمدتاً از بقایای دیاتومه ها (ذرات سیلیسی با اندازه میکروسکوپی) تشکیل شده است و به شکل پودر یا دانه در دسترس می باشد. بعضاً آن را پخته و بصورت آجر نیز در می آورند.

خاک دیاتومه که در زبان انگلیسی Diatomaceous earth خوانده می شود، نوعی خاک است که از بقایای فسیلی جلبک‌ های تک سلولی پوسته‌ سخت دیاتوم بوجود آمده است. از این خاک در تصفیه، ساخت حشره‌ کش‌ ها، جذب مایع، پوشش‌ های پلاستیک و لاستیک، کاتالیزور، و تولید انواع عایق حرارتی استفاده می‌ شود.

عایق های بر پایه مواد شیمیایی

عایق های حرارتی بر پایه مواد شیمیایی یکی دیگز از انواع مصالح عایق حرارتی می باشند که  انواع پلاستیک ها را شامل می شوند.

به طور کلی در ساختار عایق ها، سلول هایی وجود دارند که درون آن ها گازهایی محبوس هستند و این فضاها مملو از گاز هستند که خاصیت عایق بودن آن ها را تعریف می کند. به عبارت دیگر وجود این گارها باعث می شود که ضریب انتقال حرارتی در این مواد کاهش یدا کند و همین خاصیت باعث می شود از این مواد برای عایق سازی سطوح استفاده نمایند.

در عایق های حرارتی بر پایه مواد شیمیایی یا آلی سلول ها از هم جدا و گازها را درون خود محبوس کرده اند که در اصطلاح به آنها عایق های سلول بسته می گویند.

از انواع محصولات عایق حرارتی شیمیایی می توان به موارد زیر اشاره نمود:

1. فوم های پلی استایرن
2. پلی اتیلن
3. پلی یورتان
4. فنولیک
5. پلی وینیل کلراید
6. اوره فرم آلدئید
7. فوم EPDM (اتیلن – پروپیلن – داین – منومر)
8. نیتریل فوم

پلی استایرن

از میان محصولات معرفی شده، فوم پلی استایرن بیشتر کاربرد را در صنایع ساختمانی دارد. این محصول با ابعاد و اشکال مختلف در بخش سقف و دیوارهای ساختمانی استفاده می شود. پلی‌استایرن یک پلیمر مصنوعی معطر از مونومر استایرن (یک ماده پتروشیمی) می‌ باشد که به سه نوع معمولی، مقاوم و انبساطی وجود دارد.

پلی استایرن انبساطی را با نام تجاری یونولیت نیز می شناسند، در حقیقت پلی استایرن مورد استفاده در صنایع ساختمانی همین یونولیت می باشد.

بلوک سقفی جدید از مواد پلی استایرن انبساطی ساخته شده و بهترین جایگزین بلوک های سیمانی و سفالی می‌ باشد.

ویژگی‌های بلوک سبک پلاستوفوم سقفی EPS

1. سبکی
2. سرعت و سهولت در اجرای سقف
3. پایدار در مقابل زلزله: به دلیل کاستن بار مرده در مقابل زلزله پایداری بیشتری دارد و در هنگام زلزله خرد نمی‌شود.
4. صرفه جوئی در گچ و خاک: برای اولین بار شیارهایی در سمت تحتانی بلوک مذکور ایجاد شده و در قسمت زیر سقف قرار می‌گیرد.
5. صرفه جوئی در آهن آلات: در هر متر مربع ۲۲٪ کاهش می‌یابد.
6. ضربه پذیر
7. حمل و نقل سریع و آسان
8. کاهش ۱۵ تن وزن در هر ۱۰۰ متر مربع
9. سرعت زیاد در اجرا و کاهش هزینه‌های دستمزد
10. صرفه جوئی در تیرهای بتنی سقف می‌شود به طوری که می‌توان فاصله محور تیرچه بتنی را از ۵۰ سانت به حداقل ۶۰ سانت تغییر داد.

عایق های چند لایه و عایق مرکب

عایق مرکب و عایق چند لایه یکی از انواع مصالح عایق حرارتی هستند که دارای انواع مختلف می باشند و در ادامه به تعریف هرکدام از آن ها خواهیم پرداخت.

عایق چند لایه: ترکیبی از دو یا چند لایه از یک ماده عایق است که ضخامت لایه های منفرد آن ممکن است با هم متفاوت باشد. بنا به این تعریف می توان نتیجه گرفت که عایق چند لایه را می توان از یک نوع عایق حرارتی به صورت لایه ای ایجاد نمود.

عایق مرکب: ترکیبی از لایه هایی که حداقل از دو ماده عایق مختلف باشند را عایق مرکب می نامند. در برخی موارد استفاده از ساختار مرکب و چند لایه در عایق ها بسیار مؤثرتر از کاربرد یک لایه عایق با همان ضخامت است. یکی از کاربردهای مناسب این روش در محل هایی است که نیاز به کاهش ضخامت عایق کاری باشد. بنا به این تعریف می توان نتیجه گرفت که عایق مرکب یک نوع عایق چند لایه است که از ترکیب چند نوع عایق حرارتی به صورت لایه ای ایجاد شده است.

عایق های شیشه پنجره ای

عایق های شیشه پنجره ای که در زبان انگلیسی با نام Window Film شناخته می شوند، یکی دیگر از انواع عایق های حرارتی سپر تابشی هستند.

این عایق ها پوشش های چند لایه ای هستند که به وسیله چسب مخصوص به سطح شیشه می چسبند. بستر اصلی عایق های شیشه پنجره ای، پلی استر است که حاوی ماده جاذب اشعه ماوراء بنفش نیز بوده و تا حدود ۹۹% از ورود این اشعه جلوگیری می کند. در لایه بعدی به کمک روش های پیشرفته، ذرات فلزات سنگین نظیر وانادیم، طلا، آلیاژ نیکل – کروم و… بر روی لایه پلیمری اندود می گردد.

خاصیت این لایه بازتابش اشعه مادون قرمز است. لایه سوم باعث تقویت استحکام کششی شده و خواصی ضد خش نیز به محصول می دهد. مزیت دیگر این پوشش جلوگیری از خطر پاشیدگی شیشه هنگام شکسته شدن آن و یا هنگام زلزله است.

عایق های منعکس کننده

عایق های منعکس کننده یکی از انواع عایق های سپر تابشی هستند که در بخش های قبلی معرفی گردیده اند.

عایق های منعکس کننده سیستمی متشکل از یک یا چند لایه ماده با ضریب تابش کم که تابش حرارتی را محدود می کند. این عایق ها معمولاً از سطوح فلزی ساخته می شوند و چنانچه به طور صحیح طراحی و نصب گردند، مانع نفوذ بخار به داخل بنا نیز می شوند. بین ورق این عایق رها و جداره پشت آن ها باید حداقل ۲ سانتیمتر فاصله تعبیه شود.

میزان مقاومت عایق های منعکس کننده در برابر عبور حرارت، به خصوصیات سطحی عایق، فاصله میان آن با جدار پشتی (فاصله هوایی) و اختلاف درجه حرارت دو طرف بستگی دارد.

عایق سپر تابشی

عایق های حرارتی سپر تابشی یکی دیگر از انواع مصالح ساختمانی عایق هستند که در صنایع مختلف، از جمله صنعت ساختمانی، برای کاهش ضریب انتقال حرارتی بکار می روند. در زبان انگلیسی با عبارت Radiation Shield Insulation از این نوع عایق ها یاد می کنند.

عایق های حرارتی سپر تابشی عموماً به شکل ورق با ضریب تابش اندک هستند که به منظور کاهش اثر تابش حرارتی به کار می روند. عمده ترین این عایق ها، عایق های منعکس کننده و عایق های شیشه پنجره ای هستند.

بیشترین کاربرد این نوع عایق ها، در بخش نمای  شیشه ای ساختمان است، کارشناسان در این بخش با کار گذاشتن این نوع عایق سعی می کنند تا حد امکان حرارت تابشی نور خورشید را منعکس کرده تا از نفوذ حرارت خورشید به محیط داخل ساختمان جلوگیری شود. این عمل باعث می شود که در فصول گرم سال حرارت به داخل ساختمان نفوذ نکرده و دمای محیط داخل در حد متعادل باقی بماند.

استفاده از عایق های حرارتی سپر تابشی در ساختمان های نما شیشه ای کاربرد وسیع و حیاتی دارد.

عایق‌های مدرن – نانو عایق

نانو عایق ها یکی از انواع عایق های مدرن هستند که در دسته بندی مصالح عایق حرارتی قرار می گیرند. پدیده نانو تکنولوژی در ارتباط با تغییر خصوصیت مولکولی مواد در جهت ارتقا کیفی آن ها می باشد. در واقع با بکارگیری روش هایی ، فواصل بین مولکول ها یا اتم های مواد را کاهش داده که با حفظ ویزگی های اصلی آن ها، خواص جدیدی از جمله سختی، عایق بودن و شفافیت را ایجاد می نماید.

نانو عایق های حرارتی مواد جدید از فناوری نانو هستند که محافظ و عایق حرارتی مناسبی در مقابل هر سه نوع انتقال گرما (هدایت، همرفت و تابش) می باشند. با این ویژگی که می توان از آن ها به راحتی در ساختمان های در دست بهره برداری نیز استفاده نمود و هیچ گونه تغییر ظاهری در ترکیب ساختمان ایجاد نمی کند. این عایق ها دارای کمترین میزان انتقال حرارت در میان تمام عایق های موجود بوده و به علت مایع بودن، قابلیت اجرا بر روی تمامی سطوح، به وسیله هر نوع ابزار رنگ آمیزی (قلم مو، غلطک، اسپری و …) را دارند.

خواص عایق‌های نانو

1. ضخامت بسیار کم (بر خلاف عایق های دیگر)
2. جلوگیری از خوردگی سطح زیر عایق
3. امکان مشاهده سطح زیر عایق جهت بررسی بصری آن (به علت رنگ نیمه شفاف این عایق ها)
   
4. مقاوم در برابر آتش (تحمل دمای بالا تا مرز ۴۰۰ درجه سانتیگراد)
   
5. مقاوم در برابر رطوبت و انواع قارچ ها  و کپک ها
   
6. قابل رنگ آمیزی
   
7. قابل شستشو با آب و صابون
   
8. غیر سمی بر پایه آب

این عایق ها اولین بار در کشور آمریکا و در سازمان ناسا مورد استفاده قرار گرفته است. ساخت و تکنولوژی این عایق ها در ایران توسط متخصیص بخش نانو تکنولوژی تحصیل کرده امریکا مطابق با استاندار و مواد اولیه امریکایی در ایران تولید شده است.

عایق کاری ساختمان در برابر گرما و سرما

اولین اقدام برای عایق کاری حرارتی ساختمان، انتخاب عایق حرارتی مناسب و سازگار با شرایط محل مورد استفاده است. هنگام انتخاب عایق، علاوه بر توجه به خواص حرارتی آن، چند نکته مهم زیر را نیز باید مورد نظر قرارداد:

• در مکان هایی که امکان آتش سوزی وجود دارد، استفاده از مصالح قابل احتراق مجاز نیست. در صورت لزوم استفاده از این مصالح، باید آن ها را به مواد ضد آتش آغشته کرد. باید یادآور شد که گونه بندی واکنش در برابر آتش از دو جنبه حائز توجه است:

1. مشارکت در آتش سوزی (افروزش): بعضی از مصالح از جمله فوم پلی استایرن به شدت در گسترش دامنه آتش مشارکت نموده و فرایند آن را سرعت می بخشند.
2. مقاومت در برابر گسترش حریق: این جنبه از گونه بندی عملکرد مصالح، تعیین کننده توانایی یک عنصر ساختمانی در شرایط حریق و ممانعت از سرایت آن به فضاهای همجوار است.

• بنابراین لازم است در عایق کاری حرارتی ساختمان از عایق هایی استفاده شود که علاوه بر عدم مشارکت در آتش سوزی و حفظ مقاومت ایستایی ساختمان، از سرایت شعله به بخش های دیگر و ایجاد خسارت بیشتر جلوگیری به عمل آورند.
• هنگام انتخاب عایق، علاوه بر توجه به اثر آتش بر آن، باید اثر آب و رطوبت بر عایق ها نیز مورد توجه قرار گیرد. زیرا ضریب هدایت حرارت در محیط مرطوب ۲۵ برابر محیط خشک است.

پس از انتخاب عایق مناسب، اقدام به نصب آن می شود. عایق حرارتی می تواند از داخل، خارج و یا به صورت لایه ای در میان عناصر ساختمانی اجرا شود. عایق کاری از خارج، اینرسی حرارتی ساختمان را به حداکثر می رساند و سبب می گردد که نوسان های دمای داخل ساختمان کاهش یابد و تنظیم دما به سادگی انجام پذیرد. این روش برای ساختمان های با استفاده مداوم (مسکونی) و … بسیار مناسب است. عایق کاری از داخل اغلب برای ساختمان های با استفاده منقطع (ادار) و … توصیه می شود.

عایق ها در صورتی درست عمل می کنند که به طور صحیح نصب شده باشند. رعایت موارد زیر کمک می کند که بهترین کارآیی از عایق های نصب شده، گرفته شود:

• عایق ها هرگز نباید فشرده شوند. عایق باید پس از نصب همان ضخامت اولیه خود را داشته باشد در غیر این صورت مقاومت حرارتی آن کاهش می یابد. در برخی از عایق های آزاد مقدار مقاومت حرارتی متناسب با تراکم عایق است نه ضخامت آن. مقاومت حرارتی این عایق ها ممکن است پس از مدتی تا ۲۰% کاهش یابد. لذا باید از نصب کننده عایق تضمین گرفت.
• عایق کاری باید به طور کامل روی تمام سطح انجام شود. چرا که اگر تنها ۵% از سطح خالی بماند، ممکن است تا ۵۰% از کارآیی عایق کاسته شود.
• در صورتی که از لایه های ضد رطوبت برای عایق حرارتی استفاده می شود، باید توجه داشت که پیوستگی عایق و قشر ضد رطوبت آن حفظ شود.
• از عایق های آزاد در سقف هایی که شیب زیادی دارند، استفاده نشود.
• عایق های انباشتی یا پر کردنی معمولاً برای سقف ها مناسبند. هنگام استفاده از این عایق ها باید حتی الامکان سطح صاف و ضخامت یکنواختی از آن ها به وجود آید.
• چنانچه عایق های حرارتی تخته ای یا ورقه ای در دو یا چند لایه اجرا شوند، جهت قرار گرفتن عایق در هر لایه باید عمود بر لایه زیرین باشد.
• روی سطوح پلی استایرن نباید از رنگ های روغنی استفاده کرد، زیرا خطر آتش سوزی را افزایش می دهند.
• اطراف کابل های برق و لوازم الکتریکی را نباید عایق کرد.
• نباید در فاصله کمتر از ۹ سانتیمتر فن های خروجی، عایق نصب کرد.
• در فاصله کمتر از ۲٫۵ سانتیمتر از حباب های لامپ و سرپیچ آنها عایق نصب نشود.
• مصالح نصب عایق ها ترجیحاً غیر فلزی انتخاب گردند تا موجب افزایش ضریب انتقال حرارت نشوند. در صورت لزوم استفاده از آن ها، حتماً باید پوشش مناسب داشته باشند.

صفحات عایق حرارتی XPS

صفحات عایق حرارتی XPS ، فوم های روزن رانی شده پلی استایرن بوده که دارای بافت تودرتو و به هم فشرده و خالی از حفره می باشند که کمک زیادی به مقاومت این فوم در برابر نفوذ رطوبت می کند.

کاربرد این صفحات عایق حرارتی XPSدر عایق کاری کف، سقف و دیوارهای ساختمان های مسکونی و صنعتی می باشد. به دلیل اینکه در ساختار آن ها حباب وجود ندارد، مقاومت فشاری آن ها بالاست. جذب آب آن ها نیز کم و تنها ۲/۰% است. در آن ها نفوذ آب از طریق مویینگی نیز وجود ندارد. این فوم ها به راحتی با تیغ اره یا چاقو بریده شده و نیازی به سیم داغ نمی باشد و به آسانی به وسیله چسب و یا پیچ، در جای خود تثبیت می شوند. ضریب انتقال حرارت آنها نیز بین ۰۱۴/۰ تا ۰۲۲/۰ می باشد.

این محصول در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مورد ارزیابی قرار گرفته و کاربرد آن در حیطه الزامات ارائه شده مجاز است.

الزامات کاربرد صفحات عایق حرارتی XPS

رعایت الزامات استاندارد ملی ایران شماره ۱۰۹۵۲ با عنوان مصالح ساختمانی – فرآورده های عایق کاری حرارتی – فوم پلی استایرن اکسترود کارخانه ای – ویژگی ها و الزامات زیر در استفاده از عایق حرارتی XPS الزامی است.

• کاربرد XPS به عنوان عایق حرارتی، رعایت مبحث سوم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان “حفاظت ساختمان ها در مقابل حریق” و همچنین الزامات نشریه شماره ۴۴۴ مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مربوط مقاومت اجزای ساختمان در مقابل حریق با در نظر گرفتن ابعاد ساختمان، کاربری و وظیفه عملکردی اجزای ساختمان الزامی است.
• محافظت از این محصول به وسیله پوشش مانع حرارتی مناسب ضروری است و این پوشش باید دارای اتصالات مکانیکی کافی به سازه یا عناصر ساختمانی باشد. پوشش مناسب می تواند یک اندود یا تخته گچی با ضخامت حداقل۵/۱۲ میلی متر یا پوشش دیگری با مقاومت معادل در برابر دمای بالا باشد.
• پلی استایرن باید از نوع کندسوز (خود خاموش شو) باشد.
• لایه های XPS نباید بین طبقات یا واحد های مستقل امتداد داشته باشد.
• در کاربرد XPS به عنوان عایق حرارتی ، رعایت الزامات مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان، جهت صرفه جویی در مصرف انرژی الزامی است.
• کلیه مصالح و اجزا در این سیستم از حیث دوام و مسائل زیست محیطی و… باید بر مبنای مقررات ملی ساختمان ایران و یا آئین نامه های معتبر بین المللی به کار گرفته شوند.
• کلیه ضوابط ایمنی ئدر برابر آتش که برای صفحات EPS تهیه و توسط مرکز اعلام شده است، برای این محصول نیز لازم الاجرا می باشد.
• اخذ گواهینامه فنی برای محصول تولیدی، پس از راه اندازی خط تولید کارخانه، از مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن الزامی است.

نمای مرکب عایق حرارتی بیرونی برپایه پلی استایرن منبسط (ETICS)

نمای ترکیبی چند لایه (با استفاده از نمای مرکب عایق حرارتی بیرونی برپایه پلی استایرن منبسط شده)، عموماً در سطوح بیرونی دیوارها و یا زیر طاق های موجود یا جدید به منظور ایجاد عایق حرارتی، رطوبتی، محافظت در برابر هوازدگی و بهبود ظاهر ساختمان استفاده می شود. نمای ترکیبی عایق حرارتی بیرونی برپایه پلی استایرن منبسط نقشی در پایداری دیوار و یا زیرطاقی که روی آن نصب می شود، ندارد.

در مرحله اول اجرای این نوع نما، از چسب مخصوص به همراه پیچ های مقاوم در برابر خوردگی در فواصل و اندازه های مشخص برای اتصال پلی استایرن به لایه خارجی ساختمان استفاده می شود. سپس با استفاده از چسب ویژه، لایه های تقویت کننده از شبکه الیاف شیشه، به پلی استایرن متصل شده و سطح برای اجرای لایه نهایی نازک کاری آماده می شود. در نمای ترکیبی همچنین از تقویت کننده مخصوص در اطراف بازشوها به منظور تأمین یکپارچگی و استحکام سامانه استفاده می شود. در آخرین مرحله، پوشش نهایی به صورت اسپری و غلطک بر روی کار اجرا می شود.

در اجرا چسب و پوشش های میانی اتصال دهنده، رعایت ملاحظات اجرا از نظر شرایط آب و هوایی، رطوبت هوا، سرعت وزش باد و تانبش نور خورشید باید مورد توجه قرار بگیرد. این سامانه در مقایسه با سایر سامانه های متداول در زمینه نماسازی سبکتر بوده و در نتیجه، در کاهش بار مرده ساختمان و نیروهای جانبی وارده می تواند موثر باشد.