پارامتر‌های تأثیرگذار در انتخاب نوع عایق

  1. خانه
  2. chevron_right
  3. دسته بندی نشده
  4. chevron_right
  5. پارامتر‌های تأثیرگذار در انتخاب نوع عایق

پارامتر‌های تأثیرگذار در انتخاب نوع عایق

پارامتر‌های رایج و تأثیرگذار در انتخاب نوع عایق، برای انتخاب بهتر فهرست شده‌اند. سعی شده است پارامترها به ترتیب اهمیت فهرست شوند، به نظر طراح می‌تواند متغیر باشد.

الف. دمای کارکرد (عایق گرم یا سرد) – خواص فیزیکی عایق

ب. مشخصه‌های فیزیکی ازجمله ضریب انتقال حرارت، استحکام فشاری، چگالی و ضریب نفوذ رطوبت و بخارآب

ج. حجم عایق‌کاری و شرایط عایق‌کاری در محیط باز یا سربسته و شرایط نصب

د. هزینه

ه. در دسترس بودن (قابل تهیه بودن)

و. عمر مفید کاری، قابلیت تعویض پس از عمر مفید کاری، مقاومت در مقابل تجزیه شدن، نور خورشید و غیره.

ز. اشتعال‌پذیری و سمی بودن (در صورت اشتعال‌پذیری، برخی عایق‌ها از خود دود و بخارات سمی متصاعد‌ می‌کنند.)

الف- دمای کارکرد

محدوده دمای کاری عایق شاید مهم‌ترین پارامتری باشد که در انتخاب نوع عایق نقش مستقیم ایفا می‌کند. دمای کاری معمول عایق‌های حرارتی (Thermal Insulation)، بین 75- تا 820 درجه سانتی‌گراد است. عایق‌های مربوط به فرآیندهایی که دمای کاری آن‌ها در حدود 75- درجه سانتی‌گراد می‌باشد، به‌عنوان عایق‌های سر شناخته‌شده و واژه برودتی» (Cryogenic) برای آن‌ها استفاده می‌شود.

همچنین عایق‌هایی که در فرآیندهایی که دمای آن‌ها به بیش از 820+ درجه سانتی‌گراد می‌رسد استفاده می‌شوند، به‌عنوان عایق ‎”نسوز”  (Refractory) شناخته‌ می‌شود.

در انتخاب نوع عایق، باید دقت شود که محدوده دمای کاری سطحی که قرار است عایق شود درون محدوده دمای کارکرد عایق (که در مدارک فنی سازنده یا مراجع مختلف ذکرشده است) باشد. لازم به ذکر است که دمای کاری، در تعیین هزینه‌ها سود عایق‌کاری نیز نقش مهمی ایفا می‌کند.

ب- مشخصه‌های فیزیکی

ضریب انتقال حرارت، استحکام فشاری و ضریب نفوذ رطوبت ازجمله مهم‌ترین مشخصه‌های فیزیکی تأثیرگذار در انتخاب نوع عایق محسوب می‌شوند. هرچه ضریب انتقال حرارت عایق محسوب می‌شوند. هرچه ضریب انتقال حرارت عایق کمتر باشد (و یا در مقابل هرچه مقاومت حرارتی عایق بالاتر باشد) عایق در مقابل انتشار حرارت مقاوم‌تر بوده و مقدار سود عایق‌کاری نیز بالاتر خواهد رفت. نکته‌ای در مورد ضریب انتقال حرارت باید در نظر گرفت این است که ضریب حرارت با افزایش دما، افزایش می‌یابد. معمولاً در مدارک فنی تولیدکنندگان ضریب انتقال حرارت در دمای محیط (32+) درجه سانتی‌گراد ارائه می‌شود. برای محاسبه مقدار سرمایه برگشتی و سود عایق‌کاری، باید ضریب انتقال حرارت را برای شرایط عملی در محاسبات وارد نمود.

استحکام فشاری عبارت است مقدار فشاری (تنش) که عایق می‌تواند تا رسیدن به نقطه تسلیم تحمل کند. استحکام فشاری ازآنجاکه تابعی از درجه حرارت است در انتخاب نوع عایق تأثیرگذار خواهد بود چراکه با افزایش دما استحکام فشاری بسیاری از مواد کاهش می‌یابد. معمولاً تغییرات دمایی تأثیرات چشم‌گیری بر استحکام فشاری می‌گذارد. ازاین‌رو در انتخاب نوع عایق باید دقت شود که عایق تحت بار نباشد و اگر در شرایط کاری تحت بار است می‌بایست استحکام فشاری عایق بالا از بار اعمال‌شده به آن باشد.

ضریب نفوذ رطوبت و بخارآب (که با واحد perm اندازه‌گیری می‌شود)، از دیگر پارامترهای مهمی است که در انتخاب نوع عایق تأثیر مستقیم دارد. نفوذ رطوبت به دورن عایق، ضریب انتقال حرارت آن را افزایش می‌دهد و در موارد شدیدتر، عایق خاصیت عایق بودن خود را کاملاً از دست‌می‌دهد. هم‌چنین رطوبت زیاد و دمای بسیار پایین، باعث بروز پدیده چگالش (برفک زدن- Condensation) می‌شود؛ بنابراین درصورتی‌که دمای فرآیند پایین است یا محیط رطوبت نسبی بالایی دارد و یا اگر قرار عایق در محیط باز نصب شود، باید دقت شود که عایق در مقابل رطوبت مقاوم باشد و در صورت امکان، پوشش‌های رطوبتی نیز به فهرست اقلام عایق‌کاری اضافه شود.

چگالی ازجمله عوامل دیگری است که می‌تواند در انتخاب عایق تأثیرگذار باشد. البته بسیاری از عایق‌ها، چگالی ثابتی دارند و انتخاب نوع عایق تابع مستقیمی از چگالی ماده عایق نیست. اما چگالی برخی موارد عایق، مانند پشم سنگ، متغیر است و تولیدکنندگان این نوع عایق‌ها، چگالی‌های مختلفی را در بازار عرضه می‌کنند.

ازآنجاکه چگالی، تأثیر مستقیمی بر دیگر پارامترها ازجمله ضریب انتقال حرارت، ضریب نفوذ رطوبت و استحکام فشاری دارد، می‌تواند در انتخاب نوع عایق تأثیرگذار باشد. معمولاً موارد با چگالی بالاتر، ضریب انتقال حرارت کمتر، ضریب نفوذ رطوبت و استحکام بیشتری دارند. ضریب انتقال حرارت نیز با افزایش دما کمتر تغییر می‌کند. در نمودار روبرو، تغییرات ضریب انتقال حرارت پشم سنگ در چن چگالی متفاوت در ئماهای مختلف نشان داده‌شده است.

ج- حجم عایق‌کاری، شرایط عایق‌کاری و نصب

حجم عایق‌کاری و شرایط نصب، می‌توانند در انتخاب نوع عایق تأثیر مستقیم بگذارند. بسیاری از انواع عایق‌ها برای عایق‌کاری سطح‌ها و حجم‌های بسیار زیاد مناسب نیستند و یا هزینه عایق‌کاری بسیار گزافی خواهند داشت. برخی شرایط نصب ایجاب می‌کند که انواع خاصی از عایق‌ها مورداستفاده قرار گیرند. مثلاً عایق‌کاری شکل‌های نامنظم و پیچیده و یا فضای بین دو دیواره‌ که راهی به خارج ندارد و یا دسترسی به آن مشکل است، تنها با استفاده از عایق‌های تزریقی در محل، قابل انجام است.

د، ه – هزینه در دسترس بودن

هزینه از مهم‌ترین پارامترهایی است که در انتخاب عایق نقش دارد. البته لازم به ذکر است که سرمایه عایق‌کاری معمولاً بیش از یک سال برمی‌گردد، لیکن سرمایه اولیه می‌تواند برای طراح محدودیت ایجاد کند. در محاسبه هزینه عایق‌کاری، باید هزینه خود ماده عایق، عایق‌کاری (نیروی انسانی و متریال موردنیاز نصب) و هم‌چنین هزینه‌های نگه‌داری پس از نصب لحاظ شوند. در دسترس بودن نیز از دیگر عوامل تأثیرگذار بر انتخاب عایق است. چه‌بسا ممکن است عایق انتخاب‌شده اصلاً در بازار فعلی موجود نبوده و یا مدت‌زمانی که تأمین‌کننده می‌تواند آن را فراهم کند در زمان‌بندی اتمام پروژه اخلال ایجاد نماید.

و- عمر مفید کاری

عمر مفید کاری می‌تواند در انتخاب نوع عایق مؤثر باشد، اگرچه عمر مفید انواع مختلف عایق‌ها تقریباً در یک محدوده است. مقاومت در مقابل ماوراءبنفش (درصورتی‌که عایق‌کاری در محیط باز انجام‌شده باشد)، رطوبت، تجزیه شدن، آلودگی‌های قارچی و میکروبی، گردوخاک، سایش و غیره، از عوامل مهم در تعیین عمر مفید کاری عایق محسوب می‌شوند. لازم به ذکر است که عمر زیاد عایق، خاصیت عایق بودن آن را می‌کاهد. در نمودار روبرو، تغییرات ضریب انتقال حرارت پشم سنگ را در دو ضخامت مختلف در مقابل سال‌های سپری‌شده، نشان می‌دهد.

ز- اشتعال‌پذیری و سمی بودن

برخی شرایط طراحی ایجاب ‌می‌کند که عایق در مقابل خطراتی چون آتش‌سوزی دارای حداکثر مقاومت بوده و استاندارد باشند. به‌خصوص درصورتی‌که عایق برای مکان‌های مسکونی و عمومی چون بیمارستان‌ها، کتابخانه‌ها، مساجد و غیره استفاده‌می‌شوند، حتماً باید استانداردهای مقاومت در مقابل آتش‌سوزی و عدم انتشار گازهای سمی را دارا باشند.

ک- ضخامت مناسب عایق

ابن که عایق چه ضخامتی داشته باشد که هم بتواند از پس عایق‌کاری برآمده و هم هزینه اضافه در برنداشته باشد، برای طراح از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. محاسبه ضخامت مناسب عایق با توجه به روابط انتقال حرارت و شرایط مرزی و محیطی، به‌راحتی قابل انجام است.

معمولاً عایق‌ها در ضخامت‌های استاندارد در بازار عرضه می‌شوند و تولیدکنندگان ضخامت‌های خاصی را تولید می‌کنند که معمولاً از نیم اینچ (mm 13) شروع‌شده و با فرجه‌های نیم اینچی تا سقف 6 اینچ (mm 150) نیز می‌رسد. تولیدکنندگان عموماً کاتالوگی در اختیار خریدار قرار می‌دهند و به‌وسیله آن ضخامت مناسب عایق را، متناسب با دما و شرایط کارکرد، رطوبت و به‌خصوص قطر لوله‌ها در عایق‌کاری لوله‌ها، به مشتری توصیه می‌کنند. ضخامت‌هایی که معمولاً توسط سازندگان معتبر توصیه می‌شود، از استاندارد‌ها و مقررات ساخت‌وساز (کشوری یا بین‌المللی) تبعیت می‌کنند و درنتیجه قابل‌اعتماد هستند. بعضی عایق‌ها، معمولاً چگالی ثابت و استانداردی دارند مانند عایق‌های پلیمری و الاستومری. برخی دیگر از عایق‌ها می‌توانند چگالی‌های مختلفی داشته باشند مانند عایق‌های پشم سنگ و پشم سرباره. این موضوع مربوط به روش تولید این عایق‌ها می‌شود. باید توجه شود که چگالی تأثیر مستقیمی بر ضریب مقاومت حرارتی (R-Value) می‌گذارد. درصورتی‌که نوع عایق دارای چگالی متنوع باشد این مسئله باید در انتخاب ضخامت عایق مناسب مدنظر قرار گیرد. در این‌گونه موارد تولیدکنندگان پشم سنگ و پشم سرباره، معمولاً در کاتالوگ خود، علاوه بر ضخامت، چگالی را نیز ذکر می‌کنند.

مطالب مرتبط

فهرست