مقاله چند توصیه مهم برای کاهش مصرف سوخت در ساختمان

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله چند توصیه مهم برای کاهش مصرف سوخت در ساختمان دارای ۹۱ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله چند توصیه مهم برای کاهش مصرف سوخت در ساختمان  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله چند توصیه مهم برای کاهش مصرف سوخت در ساختمان،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن مقاله چند توصیه مهم برای کاهش مصرف سوخت در ساختمان :

چند توصیه مهم برای کاهش مصرف سوخت در ساختمان

روشهای گوناگون بهینه سازی با توجه به ماهیت و کارآیی، دارای درصدهای متفاوتی در متوسط صرفه جویی مصرف سوخت می باشند. به عنوان مثال نوار درزگیر تا ۵درصد و یا سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه تا ۴۰ درصد در کاهش مصرف سوخت موثر می باشند.

محمد میرزایی- کارشناس ارشد مکانیک،
امیر حسین محمودی- کارشناس الکترونیک،
تورج بطحایی- کارشناس مکانیک

در اقتصاد، ساختمان را بخشی غیر مولد می نامند به عبارت دیگر سرمایه گذاری در این بخش صرف نظر از افزایش قیمت های کاذب آن، با عمر مفید ساختمان مستهلک می گردد. در حدود ۴۰ درصد از مصرف انرژی کشور نیز به این بخش اختصاص یافته است. این در حالیست که بدلیل قیمت پائین انرژی، عدم وجود الگوی صحیح و فرهنگ مناسب مصرف آن، عدم رعایت استاندارد های لازم در زمان طراحی، اجرا و ساخت ساختمان و تأسیسات مربوطه، وجود مصالح ساختمانی نامرغوب و ; متوسط مصرف انرژی در این بخش چندین برابر متوسط جهانی آن می باشد. بنابراین ضرورت بهینه سازی مصرف انرژی در بخش ساختمان بیش از پیش آشکار می گردد.

با توجه به اهمیت ویژه موضوع و با تأسیس سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور، طی چند سال گذشته پروژه های مختلفی در قالب طرحهای پایلوت و یا اجرای گسترده در سطح کشور انجام شده است.
در مقاله حاضر، روشهای بهینه سازی مصرف سوخت و انرژی در ساختمان از زوایای مختلف مورد ارزیابی قرار می گیرد تا با مقایسه مزایای نسبی هریک، الگوی مناسبی برای انتخاب بهترین روش متناسب با شرایط و نوع کاربری ساختمان فراهم گردد.

روشهای بهینه سازی مورد مقایسه عبارتند از: عایق کاری دیوارکف، مصالح بهینه سازی شده، عایق کاری حرارتی سیستمهای لوله کشی، آبگرمکن خورشیدی، بخاری کم مصرف، شیرترموستاتیک، پنجره دوجداره، مشعل پربازده سیستمهای کنترل هوشمند موتورخانه، نوار درزگیر، تنظیم مشعلهای موتورخانه، دمپردودکش، کاورکولرآبی، تعویض یا نصب عایق حرارتی دیگ و منابع آب گرم و ;
ارزیابی روشهای بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان:

محورهای مقایسه روشهای مختلف بهینه سازی در این مقاله به دو دسته تقسیم می شوند:
الف- موقعیت و جایگاه استفاده از روشهای بهینه سازی بر حسب شرایط ساختمان(در حال احداث یا مورد بهره برداری)
ب- ارزیابی و بررسی مزیت های نسبی روشها با یکدیگر

موقعیت و جایگاه استفاده از روشهای بهینه سازی بر حسب شرایط ساختمان:
منظور از شرایط ساختمان، وضعیت احداث یا بهره برداری آن می باشد. اجرای برخی از روشهای بهینه سازی مصرف سوخت تنها در مرحله احداث ساختمان توجیه دارد. بعضی دیگر فقط در مرحله بهره برداری توجیه اقتصادی دارند و دسته ای از آنها نیز در هر دو وضعیت قابل اجرا می باشند.
روشهای بهینه سازی قابل استفاده در ساختمانهای در حال احداث:

برخی از روشهای بهینه سازی تنها در ساختمانهای در حال احداث توجیه اجرایی دارند. مانند عایق کاری دیوار و کف، انتخاب مصالح مناسب، انتخاب عایق کاری مناسب سیستم لوله کشی ساختمان که می بایست در زمان ساخت ساختمان مورد توجه قرار گیرند. در این روشها با صرف هزینه کمی در هنگام ساخت ساختمان علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی، آسایش حرارتی محیط زندگی را نیز افزایش می دهد.
روشهای بهینه سازی قابل استفاده در هنگام بهره برداری از ساختمان:
برخی روشهای بهینه سازی هم در ساختمانهای در حال ساخت و هم در ساختمانهای ساخته شده و مورد بهره برداری قابل اجرا می باشند مانند شیر ترموستاتیک و پنجره دو جداره، آبگرمکن خورشیدی، مشعل پربازده، بخاریهای گازسوزکم مصرف و.. .

البته اجرای برخی از این ایده ها در ساختمانهای مورد بهره برداری و در صورت جایگزینی با مصالح قبلی موجب پرت سرمایه گذاری اولیه می گردد و تجهیزات نصب شده قبلی غیر استفاده می گردند. به عنوان نمونه برای نصب پنجره های دو جداره باید پنجره های قبلی را تعویض و محل نصب را مجددا تعمیر و تزئین نمود و برای نصب شیر ترموستاتیک می بایست شیرهای اولیه را که جزء سرمایه های ساختمان محسوب می شود کنار گذاشته و همچنین بدلیل زمان بر بودن عملیات نصب می بایست فصل مناسبی را جهت اجرای کار انتخاب نمود.
روشهای قابل اجرا در ساختمانهای در حال احداث و یا مورد بهره برداری:

سومین گروه از ایده های بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمانهای در حال احداث و مورد بهره برداری قابل استفاده بوده و اجرای آنها بدلیل عدم تعویض و جایگزینی با مصالح و روشهای قبلی موجب اتلاف سرمایه گذاری اولیه نگردیده و بعلاوه در تمامی فصول سال قابل اجرا بوده و بدلیل عدم نیاز به تغییرات مکانیکی ساکنین ساختمان را دچار مشکل نمی نمایند.
برخی از این روشها عبارتند از :

نوار درزگیر، سیستم کنترل هوشمند موتورخانه، تعویض و یا نصب عایق حرارتی دیگ و منبع آب گرم، تنظیم مشعل و استفاده از کاور برای کولر های آبی .
ارزیابی و بررسی مزیت های نسبی روشها با یکدیگر:
هریک از روشهای بهینه سازی مصرف سوخت در بخش ساختمان دارای ویژگیهای خاصی می باشند که موجب بروز قابلیت های گوناگون می گردد.
در این بخش سعی بر آن است تا حتی المقدور این موارد در جنبه های مختلف با یکدیگر مقایسه شوند.
این موارد شامل :

توجیه اقتصادی استفاده از روش در زمان احداث یا بهره برداری ساختمان، زمان اجرا روش و یا تعویض با تجهیزات قبلی، دوره مناسب اجرای طرح، مدت زمان موثر فرآیند بهینه سازی، پرت سرمایه گذاری اولیه در صورت تعویض با تجهیزات قبلی، متوسط درصد صرفه جویی، دوره بازگشت سرمایه، مشکلات پس از نصب، آسایش حرارتی ساکنین، عمر مفید روش، کاهش استهلاک تجهیزات، کنترل بهینه تجهیزات، کاهش هزینه سوخت مصرف کننده و کاهش(مستقیم- غیر مستقیم) هزینه انرژی الکتریکی می باشند.
در ادامه روشهای مختلف بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان مورد مقایسه قرار گرفته اند. برای آشنایی بیشتر با عناوین مورد مقایسه، با ذکر مثال موارد توضیح داده می شود :
زمان اجرای روش متناسب با وضعیت کاربری ساختمان:

روشهای عایق کاری کف و دیوار، استفاده از مصالح با ضریب انتقال حرارت مناسب و حتی پنجره دوجداره می بایست در زمان ساخت ساختمان اجرا شوند و منطقی و معقول نمی باشد که پس از ساخت ساختمان اقدام به اجرا و یا تعویض موارد نمود. در رابطه با کاور کولر آبی نیز حتماً می بایست پس از بهره برداری از ساختمان مورد استفاده قرارگیرد.
در رابطه با سایر روشها مانند آب گرم کن خورشیدی، شیر ترموستاتیک، مشعل پر بازده، سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه و ; می توان در زمان ساخت یا هنگام بهره برداری از ساختمان این روشها را اجرا نمود.

نفر ساعت نصب و یا تعویض با سیستم قدیمی :
عایق کاری حرارتی دیوار و کف یک ساختمان با مساحت بنای ۱۰۰۰ متر مربع حدوداً نیاز به ۲۰۰۰ نفر ساعت داشته و در مقایسه نصب سیستم کنترل هوشمند و یا بخاری کم مصرف دارای حداقل زمان اجرا و نصب می باشد.

زمان مناسب اجرای پروژه در حین بهره برداری :
اجرای برخی از روشها که در مورد (زمان اجرا) به آنها اشاره شد هنگام بهره برداری از ساختمان توجیهی ندارد و یا اجرای برخی دیگر مانند آب گرمکن خورشیدی یا مشعل پر بازده و ; در ۱۲ ماه سال امکان پذیر است. روشهایی مانند شیر ترموستاتیک و پنجره دوجداره نیز در فصل گرما و در زمانی که از سیستم گرمایش استفاده نمی شود قابل اجرا می باشد.
دوره موثر بهینه سازی مصرف سوخت :
هر روش بهینه سازی مصرف سوخت بدلیل ماهیت کاربرد متناسب با نحوه عملکرد آن، دارای زمانی موثر برای بهینه سازی مصرف سوخت در طی سال می باشد. از آن جمله روشهایی مانند بخاری کم مصرف، کاور کولر آبی، شیر ترموستاتیک دریک دوره سرما (۶ ماه) و برخی دیگر مانند پنجره دوجداره، نوار درزگیر، سیستم کنترل هوشمند موتورخانه در تمام سال(۱۲ ماه) بهره وری و کارآیی صرفه جویی در مصرف سوخت را دارند.

بهینه سازی فرآیند سرمایش :
در میان روشهای بهینه سازی مصرف سوخت برخی از آنها در دوره گرما (تابستان) و هنگام استفاده از سیستم های سرمایش نیز کارایی دارد از جمله این روشها پنجره دوجداره، نوار درزگیر، عایق کاری دیوار و کف، مصالح مناسب و عایق کاری سیستم های لوله کشی (در صورت وجود چیلر جذبی) می باشند.
پرت سرمایه گذاری اولیه :

برای اجرای بعضی از روشهای بهینه سازی مصرف سوخت و در ساختمانهایی که مورد بهره برداری می باشند، اجرای روش موجب پرت سرمایه گذاری اولیه می شود. بعنوان مثال با تعویض پنجره دوجداره، شیر ترموستاتیک و تعویض مشعل پربازده هزینه سرمایه گذاری اولیه تجهیزات قدیمی (پنجره و شیر رادیاتور قدیمی، مشعل قدیم) که هنوز مستهلک نشده اند از بین می رود.
متوسط درصد صرفه جویی در مصرف سوخت :

روشهای گوناگون بهینه سازی با توجه به ماهیت و کارآیی، دارای درصدهای متفاوتی در متوسط صرفه جویی مصرف سوخت
می باشند. به عنوان مثال نوار درزگیر تا ۵ درصد و یا سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه تا ۴۰ درصد در کاهش مصرف سوخت موثر می باشند.
رابطه مساحت ساختمان با هزینه اجرای پروژه (دوره بازگشت سرمایه ) :

در اکثر قریب به اتفاق روشهای بهینه سازی مصرف سوخت با افزایش مساحت زیربنای ساختمان، هزینه اجرای پروژه نیز افزایش می یابد. بعنوان مثال هرچه مساحت زیربنای ساختمان بیشتر باشد نیاز به مساحت بیشتری پنجره دوجداره، نوار درزگیر، شیر ترموستاتیک و یا عایقهای حرارتی دیوار، کف و سیستم های لوله کشی می باشد و در مقابل استفاده از مشعل پربازده، سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه، تنظیم مشعل، دمپر و دودکش و اصولاً تمامی روشهای بهینه سازی مصرف سوخت که اساس عملکرد آنها، کنترل از مبداء تجهیزات حرارتی- برودتی ساختمان می باشد مستقل از مساحت بنای ساختمان عمل نموده و بنابراین هزینه اجرایی آنها با افزایش مساحت زیربنای ساختمان افزایش نمی یابد.
عمر مفید روش:

هر روش بهینه سازی مصرف انرژی بنابر ماهیت کاری و نوع تجهیزات و وسایل بکار رفته دارای عمر مفید معینی می باشد. به عنوان مثال استفاده از کاور کولر آبی و یا نوار درزگیر، تنظیم مشعل ها، عایق کاری سیستم های لوله کشی از عمر مفید کوتاهتری بین ۱ تا ۴ سال برخوردار می باشد. روش های دیگر نظیر شیر ترموستاتیک رادیاتور، مصالح ساختمانی، پنجره دوجداره، سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه از عمر مفید بیشتری برخوردار می باشند.

اثر عملکرد بر روی کاهش استهلاک تجهیزات و کنترل بهینه آنها :
اثر عملکرد روشهای مختلف بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان بر روی کاهش استهلاک تجهیزات حرارتی به صورت مستقیم و غیر مستقیم می باشد. بعنوان مثال پنجره دوجداره، عایق های حرارتی، مصالح مناسب، نوار درزگیر وکاور کولر آبی از جمله روشهایی هستند که بصورت غیر مستقیم موجب کاهش استهلاک تجهیزات حرارتی ساختمان (پمپ، مشعل، سیستم لوله کشی) می شوند. برخی دیگر از روشها مانند تتظیم مشعل، مشعلهای پربازده، دمپر دودکش، سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه بدلیل کنترل و ارتباط مستقیم تجهیزات حرارتی موتورخانه بصورت مستقیم موجب کاهش استهلاک آنها می شود. همچنین با استفاده از این دسته از روشهای بهینه سازی، تجهیزات نظیر پمپ و مشعل در وضعیت بهینه و مفید کاری کنترل می شود.
کاهش هزینه انرژی الکتریکی تجهیزات :

مطابق توضیحات فوق روشهای بهینه سازی مصرف سوخت بصورت مستقیم و یا غیر مستقیم بر روی کاهش هزینه های انرژی الکتریکی تجهیزات حرارتی ساختمان نیز اثرگذار می باشند. در کلیه روشهایی که از مبداء (موتورخانه) فرآیند گرمایش را کنترل می نمایند این اثر گذاری بصورت مستقیم
می باشد. سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه دمپر و دودکش، مشعل پربازده از این قبیل می باشند.
ویژگی های بهترین روشهای بهینه سازی:

با توجه به بررسی های انجام شده به منظور انتخاب بهترین روش بهینه سازی در مصرف سوخت و انرژی ساختمان رعایت موارد زیر ضروری می باشد :
۱ روش بهینه سازی در ساختمان های در حال احداث و یا مورد بهره برداری توجیه اقتصادی به منظور اجرا داشته باشد.
۲ حداقل پرت سرمایه گذاری اولیه به دلیل جایگزینی با تجهیزات قبلی را داشته باشد.
۳ با حداکثر درصد صرفه جویی سالانه، کوتاهترین دوره بازگشت سرمایه را برای مصرف کننده داشته باشد.
۴ در هر زمان از سال قابل اجرا باشد.

۵ به هنگام اجرا در ساختمانهای مورد بهره برداری در مدت زمان کوتاهی به بهره برداری برسد تا کمترین وقفه در آسایش ساکنین ساختمان را به وجود آورد.
۶ دوره موثر بهینه سازی مصرف انرژی دارای حداکثر زمان و در فصول مختلف سال باشد.
۷ صرفه جویی قابل ملاحظه درمصرف انرژی الکتریکی تجهیزات حرارتی و کاهش استهلاک آنها داشته باشد.
۸ حداقل مشکلات پس از نصب برای مصرف کننده را داشته باشد.
۹ آسایش حرارتی ساکنین را تامین نماید.

۱۰ طول عمر مفید و قابل قبولی داشته باشد.
عایق حرارتی:
عایق حرارتی مواد و مصالحی هستند که مقاومت زیادی در مقابل عبور گرما دارندو می توان بوسیله آنها تا آنجا که ممکن است از انتقال حرارت محل گرم شده یا لوله های حامل آبگرم یا کانالها و;جلوگیری کردتا در مصرف سوخت جلوگیری شود.
انواع عایقهای حرارتی را می توان به انواع ۱- پشم شیشه۲ – پشم سنگ ۳- پشم سنگ تقسیم نمود .

عایق رطوبتی:
نفوذ رطوبت به عایق های حرارتی باعث کاهش خاصیت آن شده برای جلوگیری از این امرباید از عایق های رطوبتی استفاده نمود عایق های رطوبتی موادی هستند که از رسیدن رطوبت از یک طرف به طرف دیگر جلوگیری می کنند.
انواع عایق های رطوبتی را میتوان به انواع ۱-گونی ۲- مواد آغشته به قیر ۳-لاستیک ۴-پلاستیک ۵-انواع ضد زنگ تقسیم نمود.

عایق صوتی:
این عایق از انتقال صدااز یک محل به محل دیگر جلوگیری می کند. مسئله کنترل صدای حاصل ازفن ها و موتورهاو حتی حرکت سیال در لوله در تاسیسات از اهمیت بالایی برخوردار می باشد.

اسفنج اوره فرم آلدئید
اسفنج اوره فرم آلدئید Urea formaldehyde foam
ماده عایقکاری پلاستیک سلولی با ساختاری اساسا” سلول باز است که بر پایه یک رزین آمینو بوده به وسیله چند بار تغلیظ اوره با فرم آلدئید ساخته میشود..(استاندارد ملی ۸۰۸۴ بند ۴-۲-۷)

اسفنج اوره فرم آلدهید
اسفنج پلی اتلین
اسفنج پلی اتلین(پلی فوم) Polyethylene foam

ماده عایقکاری پلاستیک سلولی قابل انعطاف یا نیمه صلبی برپایه پلیمره است که عمدتا” از اتیلن و/یا پرو پیلن مشتق می شود. ( استاندارد ملی۸۰ ۸۴ بند۴-۲-۵)

پلی اتلین دارای خواص مهمی از جمله عایق الکتریکی, خاصیت فیلم و ورقه شدن و مقاومت شیمیایی در برابر رسوبات را داراست . از جمله معایب پلی اتلین این است که در برابر حلالها تحت دما و شرایط معین , مقاومت کمتری نشان میدهد و اکسیژن می تواند در آن خرابی بوجود آورد . به طوری که در طولانی مدت وقتی در برابر آب قرار می گیرد اکسیژن آزاد شده تولید پوسیدگی می کند این امر استفاده از این عایق هارا در شبکه آبرسانی آب گرم محدود می کند. در صورت استفاده از این عایق در صنایع برودتی وحرارتی با پدیده کندانس و اتلاف حرارت مواجه خواهیم شد ضریب انتقال حرارت این عایق در دما ی ۲۵ درجه سانتیگراد W/mk 042/0است . این عایق قابل اشتعال است و برابر شعله مستقیم باعث افزایش دامنه حریق می گردد و نباید از آن در معرض تابش مستقیم نور خورشید استفاده شودگسترده دمائی قابل استفاده از این فوم بین دماهای -۴۰C –تا ۹۰C است.

اسفنج پلی استایرن اکسترود شده
اسفنج پلی استایرن اکسترود شده – Extruded Polystyrene Foam

پلاستیک سلولی منبسط و اکسترود شده با ساختار سلول بسته که دارای یک پوسته پلی استایرن یا یکی از کوپلیمرهای آن بوده یا بودن پوسته است.(استاندارد ملی ۸۰۸۴ بند ۴-۲-۲)

اسفنج پلی استایرن منبسط شده
پلی استایرن منبسط شده (فوم پلی استایرن ,پلاستو فوم یا یونیلیت)
(Expanded Polystyrene(EPS
ماده عایقکاری پلاستیک سلولی صلب است که به وسیله قالبگیری دانه های پلی استایرن قابل انبساط یا یکی ازکوپلیمرهای آن ساخته میشود که اساسا” دارای یک ساختار سلولی بسته و پرشده از هواست. ( استاندارد ملی۸۰ ۸۴ بند۴-۲-۱)

برای اولین بار پلی استایرن توسط یک شرکت آلمانی در سال ۱۹۴۰برای عایق در صنایع الکتریکی ساخته شد.و در جریان جنگ جهانی دوم جهت ساخت لاستیک مصنوعی از آن استفاده شد . محصولات پلی استایرن در سه گرید تولید می شود.
گرید ۱- مقاوم در برابرضربه که جهت مصارفی مانند : تهیه ظروف , بدنه لوازم خانگی استفاده می شود.
گرید۲- نوع معمولی که مقاومت کمتری در مقابل ضربه دارد که کاربردهای در صنایع اتومبیل سازی و الکتریکی و غیره دارد.
گرید۳- پلی استایرن منبسط یا فوم پلی استایرن (پلاستو فوم )

این نوع عایق از مواد یکپارچه به شکل سلول بسته ساخته شده است. میزان هدایت حرارتی این ماده مایق ممکن است در مدت زمان بهره برداری ( افزایش طول عمر ) به علت نفوذ هوا در بین سلولهای آن افزایش پیدا کند. از فومهای پلاستیکی سبک بوده و به راحتی بریده می شود.
در صنایع بسته بندی کار برد وسیعی داشته و به عنوان عایق حرارتی نیز استفاده می شود دامنه استفاده از این فوم در حال افزایش است به عنوان مثا ل اخیرادر سقفهای تیرچه بلوک به جای بلوک سیمانی از بلوک های پلاستو فوم استفاده می شود.
مزایای عمده فوم پلی استایرن عبارتند از :

۱-انتقال حرارت کم جهت استفاده عایق حرارتی
۲-جذب خوب انرژی برای بسته بندی مواد
۳-شناوری بالا
۴-بالا بودن نسبت سفتی به وزن به طوری که قطعات ساخته شده دارای وزن کم و استحکام خوب هستند
۵-هزینه کم به ازای واحد حجم .

معایب عمده فوم پلی استایرن عبارتند از :
۱-خاصیت اشتعال پذیری وکمک به گسترش حریق
۲-تولید گازهای سمی در هنگام سوختن
۳- انتقال بخار آب و جذب رطوبت
۴-نمی توان در بالاتر از C 74 درجه سلسیوس به کار برد .

فوم پلی استایرن به طور وسیعی در عایق حرارتی -۵۴CتاC 74 به کار برده شده است که دلائل عمده آن قیمت پائین بوده , در دسترس می باشد و به راحتی ساخته می شود , محکم و پایدار بوده و در برابرتخریب مقاوم است . پلی استایرن اکسترود شده به صورت تخته در اندازه های مختلف جهت ساخت دیوار و عایق بام در دسترس است . دانه های قابل انبساط پلی استایرن را نیز می توان به صورت صفحاتی برای نما در ساختمان سازی ساخته و به کار برد. در مواردی که کاربردعایق حرارتی مورد نظر است مقاومت بالا لازم نبوده و پلی استایرن منبسط به اندازه کافی مقاومت دارد .

فوم پلی استایرن را در جرم ویژه های بسیار پائین نیز می توان تولید کرد. ولی کاهش جرم ویژه به افزایش ضریب هدایت حرارتی با کاهش عایق حرارتی و افزایش انتقال بخار آب می انجامد .از این رو از این نوع فوم های بسیار سبک در کارهای بسیار حساس نمی توان استفاده کرد.

اسفنج پلی یورتان
اسفنج پلی یورتان POLYURETHANE FOAM

ماده عایق کاری پلاستیک سلولی نیمه صلب یا صلبی است که دارای ساختار اساسا” سلول بسته و بر پایه پلی یورتان میباشد. ( استاندارد ملی۸۰ ۸۴ بند۴-۲-۶)

پلی یورتان و محصولات آن در واقع یکی از زیر شاخهای علم شیمی است که فراورده های آن مقاومت زیادی به انتقال حرارت و سایش از خود نشان میدهند.به همین دلیل کاربرد آن در صنایع هر روز در حال گشترش میباشد. استحکام و مقاومت قطعات تولیدی از پلی یورتان بسار بهتر از لاستیک است .

فوم پلی یورتان با یک ساختار سلولی بسته که برپایه پلی یورتان ,درحضور کاتالیزورها و مواد دمنده باواکنش شیمیایی پلی ایزوسیانات ها با ترکیبات حاوی هیدروژن اسیدی ساخته می شوند. مزیت های فوم پلی یورتان عبارتند از : هدایت حرارتی کم که از تمامی مصالح عایق متداول دیگر کمتر است , وزن سبک , استحکام بالا, قابلیت بسیار زیاد در پذیرش تغییر در فومولاسیون جهت برآورده کردن انتظارات کاربردی, چسبندگی قوی به بسیاری از مواد, نفوذپذیری کم در برابر بخار آب, مقاومت حرارتی در دمای بیش از ۱۰۰ در جه سلسیوس, قابلیت فوم شوندگی در محل برای پر کردن شکل های پیچیده, فوم سخت پلی یورتان در گستره وسیعی از دما به عنوان عایق حرارتی به کار برده شده است .برای مثال این نوع فوم در عایق کاری ازت مایع در-۱۹۶ درجه سلسیوس و بخار در +۱۲۶ درجه سلسیوس به کار برده شده است .
فرم انعطاف پذیر پلی یورتان نیز در عایق کاری لوله ها می تواند به کار برده شود . فوم های پلی یورتان به صورت یک لایه نازک با کارآرایی بالا عایق کاری بدنه یخچال ها و فریزرها به کار برده می شود . امروزه سعی می شود که فوم پلی یورتان باگازی غیر از CFC(کلروفلوئور کربن- مبرد های فریونی )

به عنوان ماده دمنده ساخته شود . اگر چه این گازها به خوبی گاز هایCFC عایق کاری را انجام نمی دهند ,ا ما به لایه ازن سیاره زمین آسیب کمتری وارد می کنند, چگالی فو م های ساخته شده توسط روش جدید معمولا ۳۲ کیلو گرم بر متر مکعب است . فومهای پلی یورتان سلول باز با چگالی کم (۸کیلو گرم بر متر مکعب)نیز وجود دارد .بعضی انواع با چگالی کم از دی اکسید کربن به عنوان ماده دمنده استفاده می کنند و همچنین فوم های کم چگالی به داخل دیوار های دو جداره باز اسپری می شوند و به سرعت منبسط می شوند و فضای خالی راپر از درزبندی می کنند فو مهای آهسته منبسط شونده برای ساختمان های موجود که عایق حرارتی ندارند در نظر گرفته شده است . این فوم مایع بسیار آهسته منبسط می شود و بنابراین احتمال آسیب رسیدن به دیوار ناشی از انبساط بیش از حد کاهش می یابد . فوم در برابر بخار آب نفوذ پذیر است, قابل انعطاف بوده و در برابر مکش آب این عایق درزبندی هوای خوبی انجام می دهد . همچنین کندسوز است و بعد از براشتن آتش , شعله پایدار نخواهد بوداما نکته با اهمیت این است که متصاعد نمودن گازهای سمی سیانید هیدروژن(HCN) در مجاورت حرارت یا در هنگام سوختن می باشد.

اسفنج پلی یورتان PU Foam
اسفنج فنولیک
اسفنج فنولیک Phenolik foam

اسفج سلولی صلبی است, که از ساختار پلیمری آن عمدتا” از تغلیظ فنل , همولوگ های آن و / یا مشتقات آن با آلدئیدها یا کتن ها ساخته میشود. ( استاندارد ملی۸۰ ۸۴ بند۴-۲-۴)

فوم فنلیک سخت(pf)
مواد عایق بندی از جنس فنلیک سخت مواد پلاستیکی سختی هستند با یک ساختمان سلوله بسته که از رزین های فنلیک ادغام شده با یک عامل دمنده و یک کاتالیزر با / یا بدون افزایش حرارت خارجی ساخته شده اند.
( استاندارد ملی ۵۶۴۲ بند۴-۲)

یکی از مصالح عایقکاری حرارتی فوم فنولیک صلب بوده که از انواع پلاستیک سلولی است . این ماده از جمله عایقهای گرما سخت بوده که عمده ساختار ملکولی آن بسته است و از رزین فنولیک در ترکیب با یک ماده ساده دمنده (مانند هوا) و یک کاتالیزور ساخته می شود و به صورت عایق فوم شده درمحل در دسترس است.
رزین فنولیک از پلیمریزاسیون مولکولها در واکنش تراکمی فنلها و فرم آلدئید ساخته می شود.مکانیزم واکنش بین فنل و فرم آلدئید هنوز بطور کامل شناخته نیست.اما توضیحاتی درعلم شیمی آلی و پلیمر موجود بوده که قابل بررسی است در این واکنش سه مرحله اصلی وجود دارد که مرحله اولین آن تراکم بودهکه رزین در این مرحله گرما نرم است.

مرحله دوم آن شبکه ای شدن جزئی به همراه افزایش جرم مولکولی و ویسکوزیته آن بوده و انحلال آن کاهش پیدا می کند.در این حالت رزین گرما نرم شده و ذوب می شودو در هنگام سخت شدن شکننده می شود.مرحله سوم میزان پلیمریزاسیون و شبکه ای شدن بسیار زیاد است و رزین غیر قابل ذوب و انحلال می شود که در این واکنش ۲ نوع رزین فنولیک تولید می شود. ۱- رزول ۲ – توالاک
رزینهای فنولیک دارای رنگ تیره بوده و رنگ آنها از کهربایی کمرنگ تا قهوه ای تیره و سیاه تغییر میکند.و یکی از دلایل مصرف پایین رنگ تیره آنها می باشد.
مزایا و معایب فوم فنولیک در مقایسه با فوم پلی یورتان و پلی استایرن عبارت است از:
الف) معایب

۱- قیمت آن گرانتر است .
۲- پس از زمان عمل آوری (Curing time) تا ۲ درصد جمع می شود .
۳- هدایت حرارتی آن از ۲ نوع دیگر بالاتر است که به دلیل آن وجود سلول های باز در پوسته فوم می باشد که باعث جذب و سرعت نفوذ آب در آن می شود.
ب: مزایا

۱- تحمل دمایی آن بالاست و حداکثر تا ۱۴۹C به صورت پیوسته می باشد. در حالی که فوم پلی استایرن و پلی اتیلن را نمی توان در دمایی بالاتر از ۷۱-۷۹ درجه سانتیگراد بکار برد.
۲- این فوم خود خاموشگر بوده و در هنگام سوختن چکه نمی کند و ذغال سختی از آن تولید می شود که از توسعه شعله جلوگیری می کند.
۳- گازهای حاصل از سوختن آن دارای سمیت پایین تری می باشد.
۴- دارای استحام مکانیکی بالاست
فوم EPDM

اتیلن – پروپیلن- داین-منومر
این ماده مخلوط اتیلن , پروپیلن و داین است EPDM مصالح ساختمانی مناسب برای مناطق سردسیر است و حتی دردماهای زیر ۳۰ درجه سانتی گراد خصوصیات عالی از خود نشان می دهد.محدوده دمایی آن -۵۰Cتا ۱۳۰C سلسیوس است. مقاومت زیادی در برابر ازن دارد .زمان مند شدن , اکسید شوندگی , پیر شدن درجه ناشی از گرما آن کم است در برابر مواد شیمایی آلی و غیرآلی مقاوم است. ضعف آن مقاومت کم در برابر مایعات بر پایه نفت است.EPDMانتخاب معمول در بین فوم هاست. مقاومت عالی در برابر ازن , هوازدگی و زمان مندی دارد. هم چنین مقاومت شیمیایی آن در برابر فرآورده های بر پایه غیر محلول کم است .

عایق لوله از جنس EPDM

بتن سبک
بتن سبک دانه
lightweight concrete
بتن سبک دانه
بتن سبک دانه

از اختلاط سنگدانه های سبک طبیعی و یا مصنوعی (بجای ماسه)با آب و سیمان خمیر بتن سبکدانه تولید می گردد .در یک فرایند تولید ، قالبگیری و پرس باعث تولید بلوکه های یکنواخت و همگن می گردد.این سبک دانه ها میتوانند پرلیت و یا ورموکولیت فرآوری شده و یا پوکه های معدنی صنعتی رس منبسط – دیاتومه و یا هرنوع سبک دانه ای که قابلیت اختلاط با سیمان را دارا باشد ، باشند.
عدم و جود ماسه باعث سبک و همگن شدن ساختار بتنی می گردد.

خصوصیات بتن سبکدانه :
۱- وزن کم
۲- عایق حرارت
۳- عایق صدا
۴- مقاومت در برابر زلزله

۵- ضد رطوبت
۶- ماستیک کاری راحت
۷- کاهش وزن ساختمان
۸- قابلیت بالا بردن استحکام توسط میله های ویا شبکه های فلزی
بتن سرباره اسفنج شده
بتن سرباره اسفنج شده (foamed slag concrete)

سرباره کوره بلند که برای تولید سنگدانه سبک عمل آوری می شود.
بتن عایق حرارتی با سرباره اسفنج شده به عنوان سنگ دانه است.
( استاندارد ملی ۸۰۸۴- بند ۴-۲۲)

بتن سرباره اسفنج شده
بتن سلولی – فوم بتن ( cellular concrete )

واژه عمومی برای بتن حاوی تعداد زیادی سلولهای کوچک هوا می باشد.
( استاندارد ملی ۸۰۸۴- بند ۴-۲۰)

بتن سلولی – فوم بتن
این بتن از ترکیب سیمان –ماسه بادی – آب و کف تولید شده توسط مواد شیمایی بدست می آید ماده کف زا در دستگاه مخصوص تولید حبابهای پایدارهوا نموده که پس از اختلاط با سایر اجزاء بتن به صورت خمیر روان در خواهد آمد خمیر حاصله پس از قالبگیری و یا استفاده در جا خشک و آماده بهره برداری میگردد. وزن مخصوص نهایی بین ۳۰۰تا ۱۶۰۰ کیلو گرم به متر مکعب وابسته به میزان هوای موجود در بتن خواهد بود.
خواص بتن سلولی
ضریب انتقال حرارت پایین این بتن آنرا به عایق موثر در مقابل حرارت تبدیل نموده و باعث جلوگیری از هدر رفتن انرژی در جدارها و کف و سقف ساختمان می نماید ضمن آنکه سبکی وزن باعث کم شدن بار ساختمان گردیده و از مخارج فنداسیون و اسکلت می کاهد از خواص دیگرآن میتوان به مقاومت در برابر صوت و خاصت آگوسیتی آن اشاره کرد که باعث رفاه ساکنین می گردد. این نوع بتن دارای خواص ضد رطوبتی بوده و در برابر حریق مقاوم است.

دستگاه تولید بتن سبک کفی
پرلیت منبسط, پرلیت
Expanded perlit, perlit

پرلیت منبسط که به اختصار پرلیت گفته میشودماده( عایق ) دانه ای سبک است که معمولا” از سنگ طبیعی آتشفشانی منبسط شده در اثر حرارت ساخته میشودتاتشکیل ساختار سلولی دهد..(استاندارد ملی ۸۰۸۴ بند ۴-۷)

پرلیت نوعی سنگ آتش فشانی با ترکیب اسیدی تا حد وسط است که درمحیط آب ویا مرطوب تشکیل میشود.پرلیت دارای بافت شیشه ای است وبه سبب همراه داشتن آب اشکال کروی درآن ایجاد شده است .میزان آب هراه با پرلیت درحدود ۲تا ۵ درصد است.

بعضی از داشمندان معتقداند پرلیت ازهیدراسیون اسبیدین به وجود آمده است و آب موجود در آن به صورت مولکولی و هیدروکسیل است.نسبت مقدار این دونوع آب در پرلیت به میزان فراوانی اکسید کلسیم و منیزیم بستگی دارد. پرلیتها ناپایدار هستند وبا گذشت زمان شروع به تبلور میکنند وسپس خاصیت اصلی خود را از دست میدهند. بیشتر پرلیتهای مرغوب به دورانهای سوم و چهارم زمین شناسی تعلق دارد.
پرلیت منبسط شده:

سنگ پرلیت رانخست خرد کرده سپس دانه بندی می نمایند .آنگاه پرلیت دانه بندی شده را ابتدا به بخش پیش گرم و ازآنجا به داخل کوره هدایت میگردد. دمای داخل کوره بین ۱۱۰۰ تا ۱۷۰۰ درجه سانتیگراد است وبر پایه ترکیب شیمیائی و میزان آب موجود در پرلیت تنظیم میشود.پرلیت در داخل کوره منبسط شده و به کمک جریان هوا به طرف بالا رسانده می شود و مواد زاید به طرف پائین کوره سقوط میکنند .
کار برد پرلیت منبسط شده:

مصارف مهم پرلیت منبسط شده عبارت است از تهیه بتن سبک وزن , پرکنندگی, عایق حرارتی و صوتی , و کشاورزی و نیز به عنوان صافی ویا ساینده بکار میرود. پرلیت را میتوان با نسبتهای مختلف با سیمان مخلوط کرد و از ان قطعات سبک وزن تهیه کرد . ملات پرلیت از ملات سیمان سبکتر بوده و هدایت گرمائی آن کم و جذب صدای آن بیشتر است . صفحات پرلیتی را به کمک یک ماده چسباننده مانند گچ میتوان تهیه نمود . این صفحات وزن کم داشته و به عنوان عایقهای صوتی و حرارتی بکار میروند .
(منبع سایت www.aftab.ir )

پرلیت
رس منبسط ( expanded clay) – لیکا (LECA)

ماده دانه ای (عایق) سبک که ساختاری سلولی دارد و از کانی های رسی منبسط شده در اثر حرارت تشکیل میشود . ( استاندارد ملی ۸۰۸۴- بند ۴-۶)

واژه لیکا از عبارت Light Expanded Clay Aggregate ( دانه رس منبسط شده ) گرفته شده است.این دانه ها در کوره های گردان و در حرارت حدود ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد ، از انبساط نوع خاصی از خاک رس تولید می شوند.دانه های لیکا دارای شکل تقریبا گرد و سطح زبر و ناهموارند.رویه میکروسکوپی خارجی دانه ها دارای خلل و فرج زبر قهوه ای رنگ و بخش داخلی دانه ها دارای بافت سلولی سیاه رنگ است.

لیکا

LECA
ورمیکولیت ( vermiculite)

ورمیکولیت منبسط که به اختصار ورمیکولیت گفته می شود ماده عایقی استکه از منبسط کردن یا ورقه ای کردن یک کانی طبیعی میکا در اثر حرارت بدست می آید. ( استاندارد ملی ۸۰۸۴- بند ۴-۸)

پشم چوب(wood wool)

تراشهای بلند چوب است. ( استاندارد ملی ۸۰۸۴- بند ۴-۱۴)
دال پشم چوب (wood wool slab)
فرآورده عایق صلبی است که از پشم چوب فله ای که با یک چسباننده معدنی بهم متصل شده و تا ضخامت نهایی فشورده می گردد ساخته می شود. ( استاندارد ملی ۸۰۸۴)
تخته نرم الیاف چوب: فرا ورده عایقکاری که از الیاف چوب , با افزودن یک ماده چسباننده یا بدون آن ساخته می شود تا به شکل نهایی آن با بکار بردن حرارت یا بدون آن متراکم گردد. ( استاندارد ملی ۸۰۸۴)
از مذاب سنگهای طبیعی آذرین ساخته می شود. ( استاندارد ملی۸۰ ۸۴ بند۴-۱۶-۲)

 

پشم سنگ که در زبان انگلیسی Rock wool نامیده می‌شود، جزو خانواده عایق‌های حرارتی متشکل از الیاف معدنی است.
ماده اولیه اصلی برای تولید این عایق، سنگ بازالت، از گروه سنگ‌های آذرین است که بازمانده فعالیت‌های آتش‌فشانی است و در کشور ما به وفور وجود دارد. بدلیل رگه ای بودن مواد اولیه آن محصول تولیدی آن ممکن است دارای خلوص یکنواخت نباشد.

روش تولید پشم سنگ به این صورت است که ابتدا سنگ بازالت در دمای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد ذوب می شود و به صورت سیلیکات مذاب در می آید و سپس مذاب به دست آمده تحت روشهای خاصی به الیافی به قطر حدود ۶ میکرون تبدیل میشود .که مجموعه این الیاف پشم سنگ را تشکیل می دهد. نسبت به انواع دیگر پشم های معدنی مقاومت بهتری به حرارت داردو در مقابل شعله مستقیم تا حدود ۴ ساعت مقاومت می کند.

نقطه ذوب این الیاف ۱۰۰۰درجه سانتیگراد بوده و میتواد تا دمای تا ۸۰۰ درجه سانتیراد کاربرد عایقی داشته باشد.
در جذب و کاهش صدا موثر بوده و می تواند به عنوان عایق صوت نیز به کار رود.
آنالیز شیمیایی و مواد تشکیل دهنده آن عبارتند از :

اکسید سیلیس sio2 46%
اکسید آلومینوم Al2 o3 14%
اکسید تیتانیوم Tio2 1.5%
اکسیدهای آهنFe2 o3+Feo 7.5-8%
اکسید کلسیوم cao 18%
اکسید منیزیمMgo 10%

شکل زیر: پروسه تولید پشم سنگ

ب
عایق دیاتومه ای ( diatomaceous insulation )

ماده عایق که عمدتا” از بقایای دیاتومه ها ( ذرات سیلیسی سلولی با اندازه میکروسکپی) تشکیل شده است و به شکل ماده پودری , متصل یا دانه ای در دسترس است.
( استاندارد ملی ۸۰۸۴- بند ۴-۹)
آجر دیاتومه ای : آجر عایق پخته شده ای است که عمدتا” از اسکلت ( بقایای) دیاتومه ها تشکیل می شود. ( استاندارد ملی ۸۰۸۴)

رستنی ذره بینی از گروه جلبکها (رستنیهای ابتدائی فاقد ریشه و ساقه و برگ و گل ولی دارای کلوروفیل و از منابع عمده غذای ماهیها) دیاتومه ها بصورت سلولهای منفرد و هم بصورت دسته جمعی وجود دارند رنگ آنها معمولا مایل به زردی یا خرمایی است و در آبهای شیرین یا شور یا در خاکهای مرطوب یا بر سطح مرطوب رستنیهای دیگر زیست میکنند در نواحی شمالی و سایر نواحی سرد فراوانتر از جاهای دیگرند. قریب پانزده هزار جنس از آنها شناخته شده است . ماده حیاتی دیاتومه ها در صدفی سیلیسی جای دارد. پوسته خارجی دیاتومه در زیر میکرسکوپ دارای نقوش ظریف و زیباست و از آن در صنعت برای عایق سازی نسبت به حرارت و صوت و در ساختن دینامیت و سایر مواد منفجره ، در ساختن صافیها وغیره بکار میبرند و از منابع غذایی عمده ماهیها و سایر حیوانات آبی میباشند و بیشتر سنگهای آهکی زمین از دیاتومه ها ساخته شده است و دیاتومه ها منشاء قسمت عمده ذخایر نفتی است .
عایق سلولزی: (cellulose insulation)

عایق الیافی که از کاغذ , مواد خام تخته کاغذی یا چوب با چسباننده ها , کند سوز کننده ها و سایر افزودنی ها یا بدون آنها مشتق میشود.
( استاندارد ملی ۸۰۸۴- بند ۴-۱۱)

عایق دیاتومه ای

پشم شیشه (GLASS WOOL)
پشم معدنی که از مذاب شیشه ساخته میشود. ( استاندارد ملی۸۰ ۸۴ بند۴-۱۶-۱)

از معروف ترین و قدیمی ترین انواع عایقهاست ,در حدود ۴۰سال است که در ایران تولید می شود.پشم شیشه شامل فیبرهای انعطاف پذیر شیشه است که از ذوب مواد اولیه شیشه به دست می آیددر حالت استاندارد ضخامت الیاف آن می بایست بین ۲/۳ الی ۴/۶ میکرون بوده که در این حالت محصول نرم تر بوده وخواص ارتجاعی خود را برای مدت بیشتر حفظ می کند و ریزش ذرات آن کمتر خواهد بود.
از انواع عایقهای سلول باز بوده و می تواند رطوبت محیط را جذب نمائیدو در مجاورت با بخار آب (خصوصا در سطوح گرم )تولید اسید سیلیسیک می نمایدو اگر محافظت آن به نحو مطلوب انجام نشود باکتریها و قارچها در لایه های الیاف آن تکثیر پیدا می کنند.