عزل حراري
العزل الحراري (Thermal insulation) يشير إلى جميع النظم والعمليات التي تُحد من التبادل الحراري بين بيئات لها درجة حرارة مختلفة. العزل الحراري في المباني يُمصمم أساسا لاحتواء الحرارة داخل المباني.
بكلمات اخرى، العزل الحراري هو استخدام مواد لها خواص عازلة للحرارة بحيث تساعد في الحد من تسرب وانتقال الحرارة من خارج المبنى إلى داخله صيفاً ، ومن داخله إلى خارجه شتاءً.

العزل الحراري
تعريف العزل الحراري
العزل الحراري: هو استخدام مواد لها خواص عازلة للحرارة بحيث تساعد في الحد من تسرب وانتقال الحرارة من خارج المبنى إلى داخله صيفاً ، ومن داخله إلى خارجه شتاءً. ويمكن تقسيم الحرارة التي تخترق المبنى والتي من المفروض ازاحتها باستعمال أجهزة التكييف للحفاظ على درجة الحرارة الملائمة إلى ثلاثة أنواع هي :
• الحرارة التي تخترق الجدران والأسقف .
• الحرارة التي تخترق النوافذ.
• الحرارة التي تنتقل عبر فتحات التهوية الطبيعية.
وتقدر الحرارة التي تخترق الجدران والأسقف في أيام الصيف بنسبة 60 –70% من الحرارة المراد إزاحتها بأجهزة التكييف . وأما البقية فتأتي من النوافذ وفتحات التهوية . وتقدر نسبة الطاقة الكهربائية المستهلكة في الصيف لتبريد المبنى بنسبة حوالي 66% من كامل الطاقة الكهربائية . ومن هنا تنبع أهمية العزل الحراري لتخفيض استهلاك الطاقة الكهربائية المستخدمة في أغراض التكييف ، وذلك للحد من تسرب الحرارة خلال الجدران والأسقف لتحقيق المسكن الوظيفي الملائم وتقليل التكلفة .

مزايا استخدام العزل الحراري
1. الترشيد في استهلاك الطاقة الكهربائية ، حيث أثبتت التجارب العلمية أن تطبيق استخدام العزل الحراري في المباني السكنية والمنشآت الحكومية والتجارية والصناعية يقلل من الطاقة الكهربائية بمعدلات تصل إلى نسبة 40%.
2. احتفاظ المبنى بدرجة الحرارة المناسبة لمدة طويلة دون الحاجة إلى تشغيل أجهزة التكييف لفترات زمنية طويلة.
3. يؤدي إلى استخدام أجهزة تكييف ذات قدرات صغيرة ، وبالتالي تقل تكاليف استهلاك الطاقة والأجهزة المستخدمة.
4. رفع مستوى الراحة لمستخدمي المبنى.
5. يقلل من استخدام أجهزة التكييف مما يقلل من التأثير الصحي والنفسي على الإنسان بسبب الضوضاء الناتجة عن التشغيل لتلك الأجهزة.
6. يعمل العزل الحراري على حماية وسلامة المبنى من تغيرات الطقس والتقلبات الجوية حيث إن فرق درجات الحرارة الناتجة عن ارتفاع الحرارة بسبب أشعة الشمس نهاراً ، وانخفاض درجة الحرارة ليلاً ، وتكرار حدوث ذلك يؤدي إلى إحداث اجهادات حرارية تجعل طبقة السطح الخارجي لأجزاء المبنى تفقد خواصها الطبيعية والميكانيكية ، ويحدث تشققات بها ، وتسبب تصدعات وشروخ في هيكل المبنى .
7. يؤدي إلى تقليل سماكات الحوائط والأسقف اللازمة لتخفيض انتقال الحرارة لداخل المبنى.
8. توفير العبء على محطات انتاج الطاقة وشبكات التوزيع.
خصائص مواد العزل الحراري
إن اختيار مادة عازلة معنية يستلزم معرفة خصائصها الحرارية وخصائصها الأخرى كامتصاص الماء وقابليتها للاحتراق وصلابتها 0000 الخ.




الخصائص الحرارية
هي قدرة المادة على العزل الحراري ، ويتم قياس هذه القدرة عادة بمعامل التوصيل الحراري ، فكلما قل معامل دل ذلك على زيادة مقاومة المادة لنقل الحرارة والعكس صحيح ، ومن ذلك يتضح أن المقاومة الحرارية تتناسب عكسياً مع معامل التوصيل الحراري. ويتم انتقال الحرارة خلال المادة العازلة عادة بواسطة جميع وسائل الانتقال المعروفة وهي (التوصيل – الحمل – الإشعاع) ويلاحظ أن المواد العاكسة تعتبر مواداً فعالة في العزل الحراري لقدرتها العالية على رد الإشعاعات والموجات الحرارية بشرط أن تقابل فراغاً هوائياً . وتزداد قدرة هذه المواد على العزل بزيادة لمعانها وصقلها ، وغالباً ما تكون المادة العازلة متكاملة مع الجدران والأسقف ، ولمعرفة المقاومة الكلية للانتقال الحراري لا بد من جمع المقاومات المختلفة لطبقات الحائط أو السقف بما فيها مقاومة الطبقة الهوائية الملاصقة للأسطح الداخلية أو الخارجية . وجمع هذه المقاومات يشبه تماماً جمع المقاومات الكهربائية ، فهي إما أن تكون على التوازي أو التوالي ، ويعتمد هذا على موضع المواد في الحائط أو السقف . وإضافة لما ذكر من خواص حرارية فإن هناك خواص أخرى كالحرارة النوعية والسعة الحرارية ومعامل التمدد والانتشار والتي يلزم معرفتها لكل مادة عازلة .
اختيار مواد العزل الحراري المناسبة
إن من أهم العوامل التي تؤثر على اختيار مواد العزل الحراري المناسبة ما يلي:
• أن تكون المادة العازلة ذات مقاومة توصيل حراري منخفض.
• أن تكون على درجة عالية من مقاومتها لنفاذ الماء والإشعاع.
• أن تكون على درجة عالية في مقاومتها لامتصاص بخار الماء.
• أن تكون على درجة عالية في مقاومتها للاجهادات الناتجة عن الفروقات الكبيرة في درجات الحرارة.
• أن تكون ذات خواص ميكانيكية جيدة كارتفاع معامل المقاومة الانضغاطية ومعامل المقاومة للكسر.
• أن تكون مقاومة للبكتيريا والعفن والحريق خاصة في الأماكن المعرضة للحريق بسهولة.
• أن تكون ثابتة الأبعاد على المدى الطويل قليلة القابلية للتمدد أو التقلص.
• أن تكون مقاومة للتفاعلات والتغيرات الكيمائية.
• ألا ينتج عنها أي أضرار صحية.
مواد العزل الحراري
يمكن تقسيم مواد العزل الحراري حسب مصادرها إلى أربعة أقسام:
1. المواد العازلة من أصل حيواني: مثل صوف وشعر الحيوانات ، ويعتبر استخدامها كمواد عازلة محدوداً.
2. المواد العازلة من أصل جمادي: كالصوف الزجاجي ، وهو من أفضل مواد العزل الحراري.
3. المواد العازلة الصناعية: وتشتمل المطاط والبلاستيك الرغوي ، والأخير هو الأكثر شيوعاً ، وأكثر ما يستخدم هو نوع البوليسترين والبوليورثين الرغوي.
4. المواد العازلة من أصل نباتي: وتشتمل الألياف أو المواد السيلولوزية مثل القصب والقطن وخلافه.
5. المواد العازلة بتقنية النانو تيكنولوجي: و هي عبارة عن مواد سائلة, تدهن على سطح أفران أذابة الحديد للتخفيف من انبعاث الحرارة منها.
أنواع المواد العازلة واستخداماتها
يمكن أن توجد المواد العازلة على عدة صور وهي:
1. اللباد.
2. حبيبات الحشو الخفيف.
3. سائل رغوي بخاخ.
4. رغوي صلب (لوائح أو شرائح).
اللبـــاد
يوجد على شكل لفائف طويلة وسماكات مختلفة ، وأغلب اللباد مغلف بالورق أو برقائق معدنية مزودة بإطار من الجانبين لمسك الجوانب ، ويمكن أن تكون الرقيقة المعدنية على وجه واحد من تلك اللفائف ، كما يمكن أن يكون أحد الأوجه مغلفاً بالورق المغطى بالأسفلت أو البيتومين ليعمل كحاجز للبخار أو الرطوبة أو طبقة من الورق الرقيق المثقب على الوجه الآخر. وغالباً ما يصنع اللباد من مواد عضوية تشتمل على ألياف زجاجية . وكذلك يمكن توفر الألياف السليولوزية على هيئة اللباد . ويوضع اللباد على الحائط الداخلي للبناء ، وغالباً ما يستخدم في عزل الأسقف والحوائط .