العزل الحراري هو أفضل وسيلة لتوفير الطاقة فى منزلك والذي يغنيك فى بعض الأوقات عن شراء أجهزة المكيفات المكلفة فى النفقات إلى حد كبير مما يجعل قضاء الوقت فى المنزل مريحا وغير مجهد بالنسبة لنا ويحقق أقصي قدر من الراحة وبقدر معقول من التكلفة.
يعتبر استخدام العزل الحراري من المكونات الاساسية فى المبنى فى هذا العصر لتحقيق الراحة لك ولافراد اسرتك طوال أيام العام فى فترة الشتاء والصيف ، حتى أن البعض يشبه العزل الحراري بمثابة الملابس بالنسبة للمنزل ، فى فترة الشتاء تحتاج لمزيد من الملابس لتشعر بالدفء وهكذا.
اذا افترضنا ان خارج المباني 40 درجة مئوية وتريد الحد منها لتصبح 20 بالداخل ، سيساعدك العزل الحراري على تحقيق هذا الغرض ، وهذا يؤدى الى رفع كفاءة تشغيل جهاز المكيف لأنه فى ذلك الوقت لن يحتاج للعمل المتواصل ، وستوفر المزيد من الطاقة.
عند عمل عزل حراري عن المباني قد يبدو في الوهلة الأولى بسيط الى حد ما لكنه فى الحقيقة معقد وبه الكثير من التفاصيل ، حتى أن هناك بعض المعاهد والجامعات تختص بدراسة هذا العلم وتفاصيله ، لذلك نتناول فى هذا الموضوع حقائق ومعلومات مهمة عن كيفية العزل الحراري لتستطيع تحقيق متطلباتك فى البيت مع شركات العزل التى تقوم بتنفيذ أعمال بيتك.
تعريف العزل الحراري Thermal Insulation
يمكن توضيح مفهوم العزل الحراري بأنه استخدام مواد لها خواص عازلة للحرارة بحيث تساعد على حجب نقل الحرارة من خارج المبني إلى داخله فى وقت الصيف ، والعكس فى أيام الشتاء ، وقد تم عمل دراسة على بعض المباني وجد أن نسبة 66% من الطاقة الكهربائية المستهلكة صيفا موجهة للتبريد فقط ، بمعنى أن معظم هذه الطاقة مهدورة بغرض التخلص من حرارة الجدران المكتسبة والأسقف.
كيف تنتقل الحرارة داخل المباني
الوظيفة الرئيسية للعزل الحراري هى التحكم فى تدفق وانتقال الحرارة بين الاسطح والأجسام ، ولكى تكون على دراية بطريقة عمل العزل لابد أن تعرف أولا كيف يحدث التدفق الحراري .
هناك مصدر رئيسى للحرارة وهو الشمس إلى جانب مصادر صناعية أخرى أهمها الوقود المحترق ، بالاضافة الى الحرارة الناتجة عن الافراد الموجودين أنفسهم والحيوانات الاليفة ومصادر الاضاءة والاجهزة المنزلية ، وفى الحقيقة أن حوالى 30% من الحرارة الموجودة داخل المباني هى ناتجة عن مصادر الاضاءة والاجهزة المنزلية.
يحدث تسرب حراري لأسباب متعددة و تنتج عن كل هذه المصادر بإحدى الوسائل التالية :
تسرب الحرارة الإشعاعي Radiation
الطريقة الاولى للتسرب الحراري هى الإشعاع ، وفى هذه الطريقة تنتقل الحرارة من خلال موجات كهرومغناطيسية مثل الحرارة المنبعثة من مصادر الضوء او الاجهزة.
تنشأ هذه الطاقة الحرارية من الأجسام الساخنة وتنتقل بسهولة عبر الوسائط الشفافة والمنفذة مثل الجو أو الزجاج او الاسطح المنفذة للضوء والحرارة إذا لم يكن هناك استخدام عزل حراري كافى.
يمكن امتصاص تلك الطاقة الحرارية عند اصطدامها بأي سطح ، وتتعدد مصادر تسريب الحرارة بالإشعاع مثل المنبعثة من جسمك أو من مصادر الاضاءة او الاجهزة او الحرارة المنبعثة من الشمس.
الانتقال بالحمل الحراري Convection
الوسيلة الثانية للحرارة في انتقالها عبر الجو هي الحمل الحراري ، وهى تعمل ببساطة بالنظرية العلمية التى تشبه تحريك الهواء الساخن لأعلى والهواء البارد للأسفل.
يمكننا تشبيه تلك الطريقة بإشعال نيران فى الصحراء الباردة ووضع حامل حديد مثلا فوقها لتسخين بعض المأكولات فى رحلة معينة ، عندها ستنتقل الطاقة الحرارية الى وعاء الطعام بطريقة الحمل الحراري ، أي أن الهواء الساخن انتقل لاعلى وبقى الهواء البارد لأسفل ، لذلك نجد أن معظم مكيفات الهواء تعمل بتلك الطريقة لكي تبقى المكان باردا.
انتقال الحرارة عبر التوصيل Conduction
الطريقة الاخيرة من طرق الانبعاث الحراري هى التوصيل ، والتى يتم الانتقال فيها عبر الاتصال المباشر بين الأسطح وبعضها ، إذا ضربنا نفس مثال الرحلة فى الصحراء لنعرف كيف يحدث انتقال الحرارة بالتوصيل.
بعد أن وضعنا الآنية فوق النيران ووضعنا المأكولات ليتم تسخينها ، سنجد أن المأكولات ملامسة تماما لسطح الآنية الساخنة هذا التلامس هو عبارة عن توصيل مباشر للحرارة ليتم طهى الطعام.
كيف يؤثر انتقال الحرارة على منزلك
ينتقل الانبعاث الحراري من المناطق الساخنة للمناطق الباردة ، صيفا عندما يكون الطقس حار فى خارج البناء يحدث التدفق الحراري عبر الحوائط الخارجية والرووف والتأسيسات لداخل المنزل ، تسمى هذه العملية اكتساب حرارة.
فى فصل الشتاء يحدث العكس ، عندما تقوم بتشغيل جهاز المكيف على الوضع الساخن للتدفئة ، تتسرب بعض الحرارة للخارج عن طريق النوافذ أو عند فتح الابواب او من الحوائط نفسها ، تسمى هذه العملية فقد للحرارة.
فى الموسم الصيفي عدم التحكم فى اكتساب هذه الحرارة يسبب لك شعور بعدم الراحة ، وبالتالي عند ضبطك لحرارة التكييف على رقم معين يقوم المستشعر بمعرفة الحرارة الزائدة ، وعندها سيعمل التكييف بقوة أكبر وفترات أطول ليقوم بالتعويض ، وهذا سيؤدى الى ارتفاع فاتورة الكهرباء.
نفس الطريقة تحدث فى فصل الشتاء عند فقدان التحكم الحراري سيحدث تسرب لبعض البرودة داخل بيتك ، فيقوم المستشعر بمعرفة الحرارة المنخفضة ، وعندها سيعمل المكيف بقوة أكبر وفترات أطول لتعويض هذه الكمية المفقودة ، وهذا أيضا سيؤدى لارتفاع فاتورة الكهرباء.
استخدام نوافذ عازلة للحرارة
تنتقل الحرارة فى حجرات البيت عبر الجدران والنوافذ والرووف فى اعلى المباني عن طريق المزج بين طرق نقل الحرارة الثلاثة الإشعاع والحمل والتوصيل المباشر وهنا تظهر أهمية العزل الحراري.
كيف يعمل العزل الحراري Thermal Insulation
لكى نفهم تقنيات نظام العزل الحراري بكفاءة مثالية لابد من دراسة خصائص المباني جيدا ومعرفة الطقس الموجود به ، لكى تتحكم فى اكتساب الحرارة وفقدها من خلال الفتحات الموجودة فى المبني مثل الأسطح والحوائط والأساسات.
يحدث ذلك من خلال إبطاء معدلات التدفق الحراريه داخله وهذا من خلال إضافة طبقة من المادة العازلة أو عدة طبقات من مواد العزل الحراري التى سوف نذكرها وهذا بناء على دراسة شركة أعمال العزل الحراري ، وهذا يحدث تأثيرا واضحا وفارق كبير تجده فى راحتك أنت وكل أفراد أسرتك والمحيطين بك.
مقياس أنظمة العزل الحراري
لكى تختار الخامة المثالية للعزل الحراري فى المبنى لابد اولا من معرفة الفرق بين كل المواد ، فهناك مجموعة مواد عزل مختلفة اختر الخامة عالية الجودة ، ولكى تعرف الافضلية بين مواد العزل الحراري لابد أن تعرف مقياس أو معامل العزل الحراري والذى يشار إليه بقيمة R وهى القيمة التى تعبر عن قدرة الخامة على مقاومة التدفق الحراري بداخلها ، فكلما زادت قيمة R تزيد قدرة الخامة على العزل الحراري.
إذا كنت تسكن فى منطقة ذات طقس بارد تحت الصفر مثلا تحتاج الى خامة عزل بمعدل R-19 بدلا من R-13 للجدران لان الخامة ذات المعدل الاعلى لها قدرة أكبر على مقاومة التدفق الحراري ، هذا المقياس يختلف من بلد لأخرى ، بمعنى انه فى الولايات المتحدة الأمريكية يعتمد المقياس على قيمة R أى أنه كلما زادت كلما كان العزل الحراري أفضل ، لكن فى أوروبا المقياس بقيمة U وهى عكس مقياس R أى أنه كلما انخفضت قيمة U كلما كان العزل أفضل ، وهذه القيم المتعارف عليها عند تصنيع الابواب المصفحة وقيمة العزل الحراري فيها.
مواد العزل الحراري
السليلوز
يعتبر السليلوز من أشهر مواد العزل الحراري المنتشرة فى السوق ، فهى مصنوعة من خامات طبيعية مثل الورق المقوى المعاد تصنيعه ، متوفر فى شكل ألواح عازلة ، وقد بينت بعض الدراسات إلى أن استخدام طبقة من هذه المادة هو الأمثل فى تحقيق عزل حراري ممتاز و الحد من أضرار الحريق.
الصوف الصخري
من افضل مواد العزل الحراري في المباني مصنوع من الألياف الزجاجية ( فايبر جلاس ) من الزجاج المعاد تدويره البعض يسميه الصوف الزجاجي ، وأحيانا يصنع من البازلت ، يصنع بطريقة الألواح العازلة والغير قابلة للاشتعال بالمقارنة مع مواد عزل حراري أخرى.
أفلام العزل الحراري
تستخدم أفلام العزل الحراري فى تحسين العزل الحراري للمباني من خلال منع انتشار اى تدفق حراري من خلال النوافذ عن طريق طبقات من البلاستيك الرقيق جدا والتي يتم وضعها على الأسطح الخارجية لزجاج النوافذ من خلال مادة لاصقة قوية ، متوفر منها نوعين :
افلام منع تأثير أشعة الشمس
تساعد هذه الافلام في العزل الحراري فى الحد من الأشعة فوق البنفسجية لحماية الأثاث دائما فى بيتك وذلك من خلال عكس أشعة الشمس والأشعة تحت الحمراء ، وتمنع وهج الرؤية فى حال إذا كان الأشعة مباشرة على النوافذ.
افلام منع التبادل الحراري
يساعد استخدام هذا الفيلم فى الحد من التبادل الحراري من خلال تكوين فجوة تعمل على إبطاء انتقال الحرارة من النافذة للهواء مثل الزجاج المزدوج ، يتم تثبيته على إطار النافذة فى أيام الشتاء ثم إزالته فى فصل الربيع.
تختلف كل منطقة فى استخدام مواد العزل الحراري فيها طبقا للمناخ فى تلك المنطقة ، يمكنك الاطلاع على ذلك فى تعليمات الشركات المصنعة لتلك المواد عند قيامك بأعمال العزل.
نجاح تقنيات العزل الحراري
لكى تشعر بفارق كبير فى بيتك وتحقق أعلى مستوى من العزل الحراري لابد من إحكام نظم العزل الحراري الموجودة عن طريق غلق جميع الاماكن والفتحات التى يمكن أن تتسرب منها الحرارة ، لان وجود فتحات تسريب يشبه ارتدائك معطف جيد فى وقت البرودة لكن مع فتحات فى هذا المعطف ، حينها ستشعر بتسرب البرودة إليك.
هناك العديد من الفتحات والشقوق فى البيت مثل أعتاب النوافذ والأبواب التى يتم اغلاقها فى عزل الصوت و الجدران وعلب تأسيس الكهرباء ومواسير السباكة أثناء مراحل التأسيس ، بالاضافة إلى كشافات السقف ، كل هذه الفتحات لابد أن يتم إغلاقها بإحكام وهذا دور شركات العزل الحراري.
هناك أيضا وسيلة إضافية للحصول على عزل حرارى جيد وهى تكسية الأرضيات الخارجية بخامات بديل الخشب والذى أثبت فاعلية جيدة فى عزل الحرارة عن سطح الأرضية الأولية للحديقة المنزلية.
فوائد العزل الحراري Thermal Insulation
توفير الطاقة المهدورة والنفقات
كما رأينا فى الامثلة المذكورة أن العزل الحراري يصنع فارقا كبيرا فى توفير استهلاك الكهرباء ، عن طريق التحكم فى كل تدفق حراري سواء بالفقد او الاكتساب ، لأنه يقلل من عمل المكيف فى التبريد او التدفئة ، وهذا يزيد من العمر الافتراضى لأجهزة التبريد.
تحديد سعة أجهزة التكييفات يكون بناء علـى مساحة المبني المراد تبريده ، لذلك فإن استخدام مواد عازلة للحرارة والتي تساهم فى تقليل و الحد من الانتشار الحراري إلى تركيب أجهزة ذات قدرة أقل ومع زيادة أسعار المكيفات فى السنوات الأخيرة فى السوق السعودية و البحرين وباقى دول الخليج فمن الضروري إيجاد عزل حراري عالي الجودة لتقليل مصاريف التشغيل.
المحافظة على المباني
يؤثر اختلاف درجات الحرارة بين الداخل و الخارج إلى حدوث تكثيف مياه وتزايد نسبة الرطوبة ، وهذا يؤدى لحدوث تعفن فى حوائط المبني مع مرور الوقت إذا لم تحل تلك المشكلة ، كما يعمل العزل الحراري على حماية مواد بناء المنازل والمباني من تغيرات الطقس الخارجيه والتي تحدث نتيجة الفروق الكبيرة فى درجات الحرارة أثناء ساعات اليوم و خلالها مما يؤدى لحدوث إجهاد حراري على مواد البناء بشكل خطير وقد يسبب حدوث تصدعات وشروخ.
العزل الحراري يزيد من راحتك
تخيل وجودك فى منزل بحوائط خرسانية أو السقف الإسمنتي الذي يطل مباشرة على أشعة الشمس ، ستتأثر بالحرارة خارجه بكل سهولة ، وقتها سيكون بقاءك في البناء دائما مسألة مرهقة للغاية إن لم تكن مستحيلة لانك ستشعر بالحرارة العالية بسرعة ، وأحيانا لن تستطيع البقاء ، ونفس الكلام ينطبق على المنزل فى المناطق الباردة.
يساعد تطبيق العزل الحراري على رفع مستوي الراحة بسبب ثبات درجات حرارة المبنى باستمرار طول العام وذلك لأن العزل الحراري يعمل على تحسين الهواء فى المبنى ليكون مقبول إلى حد ما بدون الحاجة لتكييف حتى فى موسم الصيف ، وذلك لأن مواد العزل الحراري تساهم فى تقليل أى تسرب حراري داخل المبنى ليكون الهواء مقبولا للشخص فى نطاق 25 – 27 مئوية.
حماية الأثاث والفرش
يعتبر العزل الحراري الحل الأمثل لحماية ، حيث تتأثر المبانى بدون وجود العوازل سريعا من حرارة الخارج مما يجعل حرارة المبنى داخليا غير مستقرة وبالتالى يتأثر الأثاث ويتفكك إذا لم يكن هناك جهاز تكييف مناسب.
مقاومة الحريق
تتمتع عوازل الحرارة بإمكانات مختلفة فى مكافحة الحريق ، فبعض مواد العزل الحرارية تقاوم الدرجات المرتفعة مثل الصوف الصخري و الصوف الزجاجي و مادة البيرلايت لذلك فهم مستخدمين على نطاق واسع فى العزل الحراري و هناك بعض العوازل تنصهر وتحترق ويخرج منها دخان عند حرارة معينة مثل البوليسترين و البولي يوريثان ، لذلك احرص على استخدام مواد عزل بجودة عالية للجدران.
مصادر الصور
الغلاف BanksPhotos/istockphoto
موضوع في غاية الاهمية شكرا
أشكرك جدا ونتمنى دوام الزيارة
لطلب تسويق موقعك الإلكترونى أو نشر أى روابط برجاء التواصل على صفحة اتصل بنا