گردآورنده: پروانه شاه سوار
پانل های عایق خلاء
پانل های عایق خلا با امکان ایجاد لایه های عایقی نازک تر از عایق های معمولی، برای کاربرد ساختمانی بسیار مناسب بوده و از ضخامت عایق و به تبع آن، ضخامت جداره ها می کاهند. در مقایسه با مصالحی مانند پلی استراین، هدایت حرارتی این پانل ها بیش از ده برابر کمتر است. ضخامت معمول این پانل های عایق بین 2 تا 40 میلی متر است. پانل های عایق خلا، در ساختمان های جدید و نوسازی ساختمان های فرسوده در کف و دیوار قابل کاربرد است. ایده پانل های عایق خلا، با ساخت فلاسک های چای شروع شد. روش ساخت پانل ها به این صورت است که ابتدا یک پوسته نازک از ورق پلاستیکی انعطاف پذیر، مصالح میانی که در خلا هواگیری می شوند را در بر می گیرند. مصالح میانی شکلی شبیه به فوم، پودر یا الیاف شیشه داشته و دارای تخلخل زیادی هستند که می توانند در برابر فشار نیز مقاومت کنند. برای درزبندی، لبه ها را جوش می دهند.
نکته بسیار مهمی که باید در هنگام نصب به آن توجه داشت این است که باید مراقب بود تا در زمان نصب پانل، پوسته بیرونی پانل سوراخ نشود. این بدان معناست که نمی توان در کارگاه به راحتی مبادرت به بریدن قطعات پانل نمود. علاوه بر آن در هنگام نصب باید توجه داشت درزبندی مناسب بین پانل ها صورت گیرد به قسمی که تا حد امکان پانل های مجاور به هم چسبیده و درز بین آن ها به حداقل ممکن برسد، تا پل حرارتی ایجاد نشود. میزان بازدهی و کیفیت عایق بودن این پانل ها، صرف نظر از ضرdب انتقال حرارتی، نه فقط به نحوه نصب و اجرا، بلکه به ابعاد و اندازه پانل نیز بستگی دارد. هرچه پانل عایق بزرگ تری انتخاب کنیم، درزهای کمتری وجود خواهد داشت و از مزایای عایق بودن بیشتری بهره مند خواهیم شد.
به عنوان مثال چنانچه بخواهیم جداره های فضایی به ابعاد 10*10 متر را عایق کاری کنیم. به طور معمول کمترین ضخامتی که برای عایق دیوار در نظر گرفته می شود در حدود 5 سانتی متر است. چنانچه از پانل های عایق خلا جهت عایق کاری استفاده شود ضخامت عایق را می توان به یک سانتی متر کاهش داد. در این صورت 4 سانتی متر از ضخامت دیوار کاسته می شود. حال اگر این میزان را در محیط فضا ضرب کنیم، خواهیم دید که در حدود 1.6 مترمربع زیربنای مفید به دست خواهیم آورد. این تغییر کوچک، تاثیر بزرگی در ساختمان های بزرگ و کلان می گذارد. عمر مفید پانل های عایق خلا را بین 30 تا 50 سال براورد کرده اند. البته نکاتی مانند یکپارچگی پوسته پانل، میزان خلا ایجاد شده، کیفیت درزبندی و نصب بر میزان عمر مفید پانل ها تاثیر گذارند. یکی از مشکلاتی که در زمینه استفاده از این عایق ها وجود دارد، پیشگیری از نفوذگازها به درون پانل است. از آنجا که لایه بیرونی پانل نقش بسیار مهمی در پیشگیری از نفوذ گازها به درون پانل عایق دارد، پوشش نهایی آن باید از کیفیت عالی ساخته شود. همچنین به مدد فناوری نانو می توان با استفاده از مواد نانو متخلخل اسپن آئروژل، که ماده آب گریز است، دیواره ای نازک در اطراف عایق ایجاد کرد تا قطرات آب را پس زده و مانع از نفوذ آن ها به کالبد عایق گردید.
عایق حرارتی آئروژل
از آنجا که هوای محبوس بهترین عایق صوتی و حرارتی است، برای دستیابی به کیفیت عایق حرارتی و صوتی در ساختمان، از مواد متخلخل استفاده می شود. چنانچه این حفره ها در مقیاس نانو باشند مزایای بسیاری را در پی دارند. بهتین کیفیت عایق ماده زمانی حاصل می شود که هوای درون حفره ها مکیده شده و در آن ها خلا ایجاد شود. بنابراین هرچه حفره های درون ماده کوچک تر باشد به مکش کمتری برای ایجاد خلا نیز است. علاوه بر همرفت و انتقال با ایجاد حفره های کوچک تر، تابش حرارتی نیز از این مواد رو به کاهش می گذارد. یکی از محصولاتی که در زمینه عایق کاری ساختمان مناسب است آئروژل نام دارد. آئروژل ها نه تنها قابلیت خوبی در عایق بندی حرارتی ساختمان دارند بلکه تاثیر بسزایی در عایق کاری صوتی نیز بر جای می گذارند.
در تماس اولیه، ائروژل ها سخت و صلب به نظر می رسند اما این مواد از حداقل ملزومات مکانیکی مانند مقاومت و سختی برای کاربردهای ساختمانی برخوردارند. آئروژل ها دارای دانه های کروی به رنگ شیری هستند که نیمه شفاف بوده و ابر مانند به نظر می رسند. هنگامی که آن ها را در دست می می گیریم به صورت ژلی خالص، گریزان و ناپایدار احساس می شوند. ترکیب اجزای سازنده آئروژل شامل 99.8 درصد هوا و 0.2 درصد سیلیسیم اکسید می باشد. آن ها قابلیت بازگشت به چرخه طبیعت را نیز دارند. آئروژل سبک ترین ماده جامد با کمترین چگالی است. چگالی آئروژن 1.9 گرم بر سانتی متر مکعب است. این ماده اگرچه می تواند رنگی هم باشد ولی معمولا همانند دود سفید نیمه شفاف و متمایل به آبی کم رنگ به نظر می رسد. آئروژل جامدی است که هم می تواند متخلخل باشد و هم شفاف و این سبب حفره های 5-10 نانومتری است. هر گرم آئروژل می تواند به طور تئوری سطحی معادل 250 تا 3000 متر مربع را بپوشاند.
امروزه بزرگ ترین مشکل در تولید آئروژل ها قیمت بسیار بالای تولید آن است. به طوری که یک تا پنج دلار برای هر سانتی متر مکعب آن هزینه لازم است که معادل وزنی آن برابر 0.003 گرم است. چنان چه هزینه تولید آن کاهش و میزان تولیدات افزایش یابد تحول شگرفی در زندگی رخ خواهد داد. صرفه جویی بسیاری در هزینه وانرژی خواهد شد. آئروژل ها ترکیباتی هستند که از روش سل-ژل تهیه می شوند.
تحریریه معماری آرل
گردآورنده: پروانه شاه سوار
منبع: فصلنامه تخصصی طراح شماره 7 مقاله نانوتکنولوژی در عایق های ساختمانی نوشته مریم ملازاده یزدانی
پانل های عایق خلا با امکان ایجاد لایه های عایقی نازک تر از عایق های معمولی، برای کاربرد ساختمانی بسیار مناسب بوده و از ضخامت عایق و به تبع آن، ضخامت جداره ها می کاهند. در مقایسه با مصالحی مانند پلی استراین، هدایت حرارتی این پانل ها بیش از ده برابر کمتر است. ضخامت معمول این پانل های عایق بین 2 تا 40 میلی متر است. پانل های عایق خلا، در ساختمان های جدید و نوسازی ساختمان های فرسوده در کف و دیوار قابل کاربرد است. ایده پانل های عایق خلا، با ساخت فلاسک های چای شروع شد. روش ساخت پانل ها به این صورت است که ابتدا یک پوسته نازک از ورق پلاستیکی انعطاف پذیر، مصالح میانی که در خلا هواگیری می شوند را در بر می گیرند. مصالح میانی شکلی شبیه به فوم، پودر یا الیاف شیشه داشته و دارای تخلخل زیادی هستند که می توانند در برابر فشار نیز مقاومت کنند. برای درزبندی، لبه ها را جوش می دهند.
نکته بسیار مهمی که باید در هنگام نصب به آن توجه داشت این است که باید مراقب بود تا در زمان نصب پانل، پوسته بیرونی پانل سوراخ نشود. این بدان معناست که نمی توان در کارگاه به راحتی مبادرت به بریدن قطعات پانل نمود. علاوه بر آن در هنگام نصب باید توجه داشت درزبندی مناسب بین پانل ها صورت گیرد به قسمی که تا حد امکان پانل های مجاور به هم چسبیده و درز بین آن ها به حداقل ممکن برسد، تا پل حرارتی ایجاد نشود. میزان بازدهی و کیفیت عایق بودن این پانل ها، صرف نظر از ضرdب انتقال حرارتی، نه فقط به نحوه نصب و اجرا، بلکه به ابعاد و اندازه پانل نیز بستگی دارد. هرچه پانل عایق بزرگ تری انتخاب کنیم، درزهای کمتری وجود خواهد داشت و از مزایای عایق بودن بیشتری بهره مند خواهیم شد.
به عنوان مثال چنانچه بخواهیم جداره های فضایی به ابعاد 10*10 متر را عایق کاری کنیم. به طور معمول کمترین ضخامتی که برای عایق دیوار در نظر گرفته می شود در حدود 5 سانتی متر است. چنانچه از پانل های عایق خلا جهت عایق کاری استفاده شود ضخامت عایق را می توان به یک سانتی متر کاهش داد. در این صورت 4 سانتی متر از ضخامت دیوار کاسته می شود. حال اگر این میزان را در محیط فضا ضرب کنیم، خواهیم دید که در حدود 1.6 مترمربع زیربنای مفید به دست خواهیم آورد. این تغییر کوچک، تاثیر بزرگی در ساختمان های بزرگ و کلان می گذارد. عمر مفید پانل های عایق خلا را بین 30 تا 50 سال براورد کرده اند. البته نکاتی مانند یکپارچگی پوسته پانل، میزان خلا ایجاد شده، کیفیت درزبندی و نصب بر میزان عمر مفید پانل ها تاثیر گذارند. یکی از مشکلاتی که در زمینه استفاده از این عایق ها وجود دارد، پیشگیری از نفوذگازها به درون پانل است. از آنجا که لایه بیرونی پانل نقش بسیار مهمی در پیشگیری از نفوذ گازها به درون پانل عایق دارد، پوشش نهایی آن باید از کیفیت عالی ساخته شود. همچنین به مدد فناوری نانو می توان با استفاده از مواد نانو متخلخل اسپن آئروژل، که ماده آب گریز است، دیواره ای نازک در اطراف عایق ایجاد کرد تا قطرات آب را پس زده و مانع از نفوذ آن ها به کالبد عایق گردید.
عایق حرارتی آئروژل
از آنجا که هوای محبوس بهترین عایق صوتی و حرارتی است، برای دستیابی به کیفیت عایق حرارتی و صوتی در ساختمان، از مواد متخلخل استفاده می شود. چنانچه این حفره ها در مقیاس نانو باشند مزایای بسیاری را در پی دارند. بهتین کیفیت عایق ماده زمانی حاصل می شود که هوای درون حفره ها مکیده شده و در آن ها خلا ایجاد شود. بنابراین هرچه حفره های درون ماده کوچک تر باشد به مکش کمتری برای ایجاد خلا نیز است. علاوه بر همرفت و انتقال با ایجاد حفره های کوچک تر، تابش حرارتی نیز از این مواد رو به کاهش می گذارد. یکی از محصولاتی که در زمینه عایق کاری ساختمان مناسب است آئروژل نام دارد. آئروژل ها نه تنها قابلیت خوبی در عایق بندی حرارتی ساختمان دارند بلکه تاثیر بسزایی در عایق کاری صوتی نیز بر جای می گذارند.
در تماس اولیه، ائروژل ها سخت و صلب به نظر می رسند اما این مواد از حداقل ملزومات مکانیکی مانند مقاومت و سختی برای کاربردهای ساختمانی برخوردارند. آئروژل ها دارای دانه های کروی به رنگ شیری هستند که نیمه شفاف بوده و ابر مانند به نظر می رسند. هنگامی که آن ها را در دست می می گیریم به صورت ژلی خالص، گریزان و ناپایدار احساس می شوند. ترکیب اجزای سازنده آئروژل شامل 99.8 درصد هوا و 0.2 درصد سیلیسیم اکسید می باشد. آن ها قابلیت بازگشت به چرخه طبیعت را نیز دارند. آئروژل سبک ترین ماده جامد با کمترین چگالی است. چگالی آئروژن 1.9 گرم بر سانتی متر مکعب است. این ماده اگرچه می تواند رنگی هم باشد ولی معمولا همانند دود سفید نیمه شفاف و متمایل به آبی کم رنگ به نظر می رسد. آئروژل جامدی است که هم می تواند متخلخل باشد و هم شفاف و این سبب حفره های 5-10 نانومتری است. هر گرم آئروژل می تواند به طور تئوری سطحی معادل 250 تا 3000 متر مربع را بپوشاند.
امروزه بزرگ ترین مشکل در تولید آئروژل ها قیمت بسیار بالای تولید آن است. به طوری که یک تا پنج دلار برای هر سانتی متر مکعب آن هزینه لازم است که معادل وزنی آن برابر 0.003 گرم است. چنان چه هزینه تولید آن کاهش و میزان تولیدات افزایش یابد تحول شگرفی در زندگی رخ خواهد داد. صرفه جویی بسیاری در هزینه وانرژی خواهد شد. آئروژل ها ترکیباتی هستند که از روش سل-ژل تهیه می شوند.
تحریریه معماری آرل
گردآورنده: پروانه شاه سوار
منبع: فصلنامه تخصصی طراح شماره 7 مقاله نانوتکنولوژی در عایق های ساختمانی نوشته مریم ملازاده یزدانی