بررسی اثر استفاده از عایق های نوین در عایق کاری حرارتی ساختمان

احمدرضا صالحی
احسان مهرابی گوهری

چکیده
بدون تردید یکی از مهم ترین موضوعات قرن اخیر،مسئله ی انرژی و مهم تر از آن بهینه سازی مصرف انرژی است که در این مقاله به بررسی میزان مصرف انرژی در ساختمان و راه کارهایی برای بهینه سازی مصرف انرژی پرداخته شده است.
برای این منظور از 4 نمونه شیشه از جمله شیشه ساده، کم گسیل E-low super ،دو جداره با 6 میلی متر الیه هوا 111درصد و دو جداره با 6 میلی متر الیه کریپتون 58 درصد و عایق های پلی استارین و پشم سنگ و نانو مولتیزو کریستالی جهت جداره های ساختمان استفاده شده است. نتایج نشان داد با استفاده از عایق های حرارتی تا حد زیادی میتوان در میزان مصرف انرژی صرفه جویی کرد. و همچنین مقایسه سه نوع شیشه با عایق های حرارتی متفاوت نشان داد که استفاده از شیشه کم گسیل کمترین اتلاف حرارت را دارا میباشد.
1 -مقدمه
در چند دهه اخیر مصرف انرژی در حوزه های مختلف چه در کشورهای توسعه یافته و چه در کشورهای در حال توسعه مورد توجه قرار گرفته و در دستور کار دولت ها و صاحبان صنایع و مسولان ذیربط قرار داده شده است.از این رو در تمامی حوزه های مصرف انرژی، محققان را بر بهینه سازی مصرف انرژی متمرکز ساخته است
[1 [از صنعت ساختمان سازی و شهرها به عنوان مصرف کننده عمده )حدود دو سوم( انرژی در جهان هستند
[2 [یاد شده که میزان قابل توجهی از انرژی به دلیل عدم رعایت اصول بهینه سازی انرژی در ساختمان اتلاف میشود.
که از این رو اگر مجریان امر با رویکردی جدید به این مسئله برخورد کنند و با استفاده از پیشرفت های چشم گیر که در این صنعت هم در زمینه مصالح ساختمانی و هم در زمینه عایق های ساختمانی شاهد هستیم میتوانند گامی اساسی در زمینه کاهش مصرف انرژی در ساختمان ها را همره داشته باشند که این امر خود سبب کاهش مصرف سوخت های فسیلی که از عمده سرمایه های کشورمان نیز نیز هست را سبب میشود و از سوی دیگر نکته ای مهم تر که مسئله آلودگی های زیست محیطی هست را کاهش داده و آثار مخرب آن را بر محیط پیرامون کاهش میدهد.
در این مقاله تعدای از عایق های حرارتی نوین ساختمانی معرفی شده و به محاسبه میزان کارآیی آن ها در صنعت ساخت و ساز پرداخته شده است.
2 -مشخصات اقلیمی محل مورد مطالعه
ساختمان مورد مطالعه ساختمان شهرداری شهر آبدان است که در فاصله ی 181 کیلومتری شهر بوشهر که مرکز استان بوشهر نیز هست قرار دارد و با اقتصادی مبتنی بر کشاورزی که تولید کننده بخش عمده ای از گوجه فرنگی کشور است .در عرض جغرافیایی 10/25 درجه شمالی و طول جغرافیایی این شهر 06/81 درجه شرقی است [3 [و طبق سالنامه آماری اداره کل هواشناسی استان بوشهر میانگین بیشینه دما 8/32 درجه سانتی گراد و میانگین کمینه دما 0/23 درجه سانتی گراد میباشد.[4[
3 -مشخصات ساختمان مورد مطالعه
3-1-دیواره های ساختمان
آجر معمولی به ضخامت 18 سانتی متر و از داخل گچ به ضخامت 2 سانتی متر و بیرون آزبست سیمان به ضخامت 3 سانتی متر و در نمای خارجی جلوی ساختمان از آجرنمایی به ضخامت 3 سانتی متر استفاده شده است.
3-2-سقف ساختمان
سقف ساختمان از بتن متخلخل به ضخامت 31 سانتی متر و از بیرون الیه معدنی آغشته به قیر به ضخامت 3 میلی مترپوشیده شده و از داخل آن 2 سانتی متر گچ استفاده شده است.
3-3-کف ساختمان
موزائیکی به ضخامت 3 سانتی متر و الیه ای از سیمان و ماسه رودخانه ای به ضخامت 2 سانتی متر استفاده شده است.

4 -محاسبه بار حرارتی
با توجه به مصالح مصرفی در ساختمان ضریب مقاومت حرارت )λ )هر نمونه را داریم سپس مقاومت حرارتی )R )که حاصل ضخامت سطح )t )بر ضریب مقاومت حرارتی )λ )محاسبه میکنیم سپس ضریب انتقال حرارت )U )که برابر است با 1تقسیم بر مقاومت حرارتی )R] )6[؛سپس به محاسبه بار حرارتی )Q )پرداخته شده است .
بیشترین انتقال بار حرارتی در کف با 36 درصد و در سقف با 29 درصد که برای کاهش بار در سقف از عایق نانو کریستالی Multiso Nano Crystal استفاده شده است[9.[ بخش اصلی این عایق ترکیبی از چندین نانو سیلیکاسول میباشد، این ماده طوری طراحی و ساخت شده است که با
تشکیل واحدهایی با پرزهایی فراوان و چگالی پایین و محبوس کردن هوا در ابعاد نانومتری افزون بر جلوگیری از نفوذ رطوبت،از انتقال حرارت نیز جلوگیری مینماید این عایق به صورت مایع بوده و به راحتی قابل اجرا روی سطوح مختلف میباشد و با ضخامت 8 میلی متر ضریب انتقال حرارت بسیار پایین دارد oc.m/017W.0] 9.[ کف ساختمان که از عایق حرارتی پشم سنگ میباشد ضریب مقاومت حرارتی و ضخامت 2 سانتی متری را دارا میباشد[5.[
در دیواره های ساختمان که 21 درصد کل انتقال حرارت را دارد از عایق پلی استارین با ضریب مقاومت حرارتی و ضخامت 4 سانتی متری استفاده شده است[12

محاسبات نشان میدهد اتلاف حرارتی از کف با استفاده از عایق حرارتی پشم سنگ به میزان 3/95 درصد، از سقف با عایق نانو مولتیزو کریستالی به میزان 09/96 درصد و از دیوار ها با عایق پلی استارین به میزان 13/95 در صد کاهش یافته است.
5 -بررسی اثر استفاده از شیشه با عایق های متفاوت در این بخش اثر استفاده از شیشه با سه نوع عایق متفاوت شیشه کم گسیل E-low super ،شیشه دو جداره با 6 میلی متر الیه هوا 111 درصد و شیشه دو جداره با 6 میلی متر الیه کریپتون 58 درصد بررسی شده است.
ابتدا از شیشه کم گسیل E-low super ساخت گروه صنعتی کاوه با ضریب انتقال حرارتی 20.1=U] 11 [که به روش
کندوپاش مغناطیسی از پوشش دادن چندین الیه فلزی و اکسیدی نیترید فلزی با ضخامت های کنترل شده روی سطح شیشه ایجاد میشود و ترکیب الیه های تارگت نقره و نیکل کروم و سیلیس آلومینیوم روی سطح شیشه با ضخامتی در حد نانو برای تولید شیشه های کم گسیل در نظر گرفته میشود [11 [استفاده شده است
همچنین مقایسه سه نوع شیشه با عایق های حرارتی متفاوت نشان داد که استفاده از شیشه کم گسیل به میزان 64/99 درصد کاهش اتلاف حرارتی نسبت به شیشه معمولی و کمترین اتالف حرارت در مقایسه با دیگر عایق های حرارتی مورد استفاده دارا میباشد.
6 -نتیجه گیری
بار حرارتی )Q )سطح مورد نظر را از طریق رابطه ای که از حاصل ضرب ضریب انتقال حرارت )U )در مساحت سطح )A ) مورد نظر در اختلاف دما )ΔT )در دو طرف سطح در دو حالت عایق کاری شده و بدون عایق محاسبه شد و بر اساس این محاسبات دریافت شد که استفاده از عایق های ذکر شده برای جداره های ساختمان و شیشه کم گسیل برای پنجره ها به میزان 14/95 درصد کاهش اتلاف حرارت نسبت به حالت بدون عایق را داشته است. همچنین مقایسه سه نوع شیشه با عایق های حرارتی متفاوت نشان داد که استفاده از شیشه کم گسیل به میزان 64/99 درصد کاهش اتالف حرارتی نسبت به شیشه معمولی و کمترین اتلاف حرارت در مقایسه با دیگر عایق های حرارتی مورد استفاده دارا میباشد.

ضمن تشکر از نویسندگان آقایان احمدرضا صالحی و احسان مهرابی گوهری

توجه شما را به مطالعه مشخصات آخرین فناوری روز در زمینه عایقهای حرارتی با نام پادنار که ماندگاری آن در حد بتن است و آسیب ناپذیر در برابر رطوبت و ضربه و دارای خاصیت صددرصد ضدآتش است جلب مینماییم

مراجع
]1 ]سرقلی کرمی، م. کریمیان، الف. تاثیر استفاده از خانه هوشمند و تکنولوژی در کاهش هدر رفت انرژی، اولین کنفرانس بین المللی
دستاوردهای نوین پژوهشی درمهندسی برق وکامپیوتر، 1398.
]2 ]امیر معینی، م. سیاست گذاری در ایران، گروه پژوهشی اقتصاد، تهران، 1355.
.https://wikipedia.org اینترنتی پایگاه[ 3[
]4 ]سالنامه آماری سال 1394 اداره کل هواشناسی بوشهر.
]8 ]نرم افزار نقشه کشی Autocad Autodesk.
]6 ]طباطبایی، م. محاسبه تاسیسات ساختمانی، انتشارات روزبهان، چاپ شانزدهم، 1392.
]0 ]ملک زاده، غ. کاشانی حصار، م. Holman Philip Jack Transfer Heat ،ویرایش دهم.
]5 ]مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان،صرفه جویی در مصرف انرژی

جهت دریافت مشاوره رایگان محصولات و اخذ اطلاعات تخصصی با شماره های زیر تماس بگیرید :
09127606716
09305501606
09303613350

پادنار بر قله افتخار