اﻟﻌﺰل اﻟﺤﺮاري ﻓﻲ اﻟﻤﺒﺎﻧﻲ ”اﻟﻤﺰاﻳﺎ واﻟﻔﻮاﺋﺪ“
ﻣﺎﻳﻮ 2015
املحتويات املقدمة � ......................................................................صفحة 4 تعريف العزل احلراري � ......................................................صفحة 5 مزايا العزل احلراري � .......................................................صفحة 6 بع�ض مواد العزل احلراري املتوفرة يف الأ�سواق � .............................صفحة 9 تطبيقات العزل احلراري � ...................................................صفحة 12 �أنظمة العزل احلراري يف املباين اجلديدة � ..................................صفحة 13 مناذج للعزل احلراري للجدران والأ�سقف � ..................................صفحة 16 �سلبيات ا�ستخدام العزل احلراري � ..........................................صفحة 20 االختيار الأمثل للعزل احلراري � .............................................صفحة 20 �سبل التقليل من ا�ستهالك الطاقة � ..........................................صفحة 22 ت�أثري ت�صميم املبنى يف توفري الإ�ستهالك � ...................................صفحة 24 ار�شادات عامة حول ا�ستخدام العزل احلراري يف املباين � ...................صفحة 25
(العزل احلراري)
يوفر الراحة ويقلل من الإ�ستهالك وقيمة الفاتورة ال�شهرية
3
مقدمة... ي�سود اململكة مناخ قاري تتفاوت فيه درجات احلرارة �صيف ًا و�شتا ًء تفاوت ًا كبري ًا ،مما ي�ؤثر ب�شكل ملحوظ على عنا�صر املبنى حيث يكون الفرق بني درجتي احلرارة داخل وخـارج املبنى كبري ًا جد ًا ي�ضطر معه القاطن �إلى ا�ستخدام �أجهزة التكييف لفرتات طويلة وذلك للحد من �إرتفاع درجات احلرارة داخل املبنى. ونظر ًا لكون �أجهزة التكييف متثل حم ًال �أ�سا�سي ًا ال ي�ستهان به وت�ستحوذ على الإ�ستهالك الأعظم من الطاقة الكهربائية يف اململكة حيث ي�شكل تكييف الهواء %70من كامل الطاقة الكهربائية امل�ستهلكة خالل �أ�شهر ال�صيف �سنوي ًا ،لذا ف�إن ا�ستخدام مواد العزل احلراري يف املباين يعترب �أحد �أهم تقنيات تر�شيد ا�ستهالك الطاقة الكهربائية . للعزل احلراري مردود �إقت�صادي �إيجابي على امل�ستهلك لذا بادرت العديد من الدول ب�سن ت�شريعات وو�ضع لوائح جلعل ا�ستخدامه �إلزامي ًا يف كل املباين ،ومن هذا املنطلق وحر�ص ًا على الطاقة الكهربائية املتاحة من الهدر ،التي تتكبد الدولة الكثري يف �سبيل توفريها للمواطن ب�أ�سعار تقل عن تكلفتها الفعلية ،وتعاين مرافق الكهرباء امل�شقة يف �سبيل تو�صيلها لكل بقعة من بقاع اململكة التي حر�صت على �سن الت�شريعات الالزمة لتطبيق العزل احلراري ب�صفة �إلزامية. وقد توج هذا التوجه ب�صدور الأمر ال�سامي الكرمي رقم /905/7م بتاريخ 1405/4/29هـ القا�ضي بالت�أكيد على اجلهات املخت�صة باحلد من الإ�ستهالك الكهربائي يف املباين احلكومية القائمة حالي ًا والعمل على ا�ستخدام العزل احلراري يف مباين الدولة واملباين اخلا�صة التي �سيتم �إن�شا�ؤها م�ستــقب ًال ،ومت حتديثه بالأمر ال�سامي الكرمي رقم /6927م ب بتاريخ 1431/9/22هـ والذي ن�ص على �إلزامية تطبيق العزل احلراري على جميع املباين اجلديدة ال�سكنية والتجارية واملن�شئات الأخرى �أ�سوة باملن�شئات احلكومية يف املدن الرئي�سية باململكة. وعليه برزت �أهمية �إعداد دليل �إر�شادي عن العزل احلراري والهدف من ا�ستخدامه يف املباين ،وبيان مزاياه، واخلوا�ص املختلفة له ،والعوامل التي ت�ؤثر على اختيار مواده املنا�سبة ،وبيان �أنواعها وطرق ت�صنيعها ،و�أهم الإعتبارات الواجب �إتباعها عند ا�ستخدامه.
4
تعريف العزل احلراري ميكن تعريف العزل احلراري على �أنه ا�ستخدام مواد لها خوا�ص عازلة للحرارة بحيث ت�ساعد على احلد من ت�سرب احلرارة وانتقالها من خارج املبنى �إلى داخله �صيفا والعك�س يف ال�شتاء. ويف درا�سة على �أحد املباين وجدنا �أن ن�سبة ٪66من الطاقة الكهربائية امل�ستهلكة يف ال�صيف تذهب لتربيد املبنى، �أي �أن معظم هذه الطاقة تذهب للتخل�ص من احلرارة املكت�سبة من اجلدران والأ�سقف ،ومن هنا تنبع �أهمية العزل احلراري� ،إذ �أنه يلعب دور ًا كبري ًا يف تخفي�ض ا�ستهالك الطاقة الكهربائية امل�ستخدمة يف �أغرا�ض التكييف ،وذلك باحلد من ت�سرب احلرارة خالل اجلدران والأ�سقف ،وهذا بدوره ي�ؤدي �إلى وفر كبري.
5
مزايا العزل احلراري هناك عدة مزايا جتعل العزل احلراري ذا �أهمية خا�صة يف �إن�شاء املباين ومن هذا املزايا ما يلي: -1تخفي�ض الطاقة الكهربائية امل�ستهلكة للتربيد والتدفئة. -2تقليل �سعة �أجهزة التكييف وتكاليف �صيانتها. -3حماية مواد املبنى من تغريات درجة احلرارة. -4حماية الأثاث داخل املبنى. -5رفع م�ستوى الراحة. -6مقاومة احلريق. -7تقليل قيمة الأحمال الذرويه. -8حماية البيئة. و�إذا �ألقينا نظرة �أكرث تف�صي ًال على هذه املزايا الرئي�سية يتبني لنا ما يلي:
-1تخفي�ض ا�ستهالك الطاقة الكهربائية
ي�ساهم تطبيق ا�ستخدام العزل احلراري يف تخفي�ض الطاقة الكهربائية امل�ستهلكة يف �أجهزة التكييف مبعدالت كبرية ترتاوح ما بني � %40-30إذا طبق على �أ�سا�س علمي وتقني �سليم ،حيث يعمل العزل احلراري على احلد من ت�سرب احلرارة عرب اجلدران ،و �أ�سقف ال�سطح والتي متثل حوايل %65من احلمل احلراري للمبنى املراد �إزاحته بـ�أجهزة التكييف مما ي�ؤدي �إلى تقليل فرتات ت�شغيل ال�ضاغط (الكمربو�سور) باملكيف وبالتايل تقليل اال�ستهالك ، كما ينتج عن ذلك �إطالة عمر �أجهزة التكييف وتقليل نفقات ال�صيانة.
-2تقليل �سعة وقدرة �أجهزة التكييف
يتم حتديد �سعة �أجهزة التكييف على حجم ودرجة حرارة الهواء باحليز املطلوب تربيده ،لذا ف�إن ا�ستخدام العزل احلراري والذي يحد من ت�سرب تلك احلرارة ي�ؤدي �إلى احلاجة �إلى �أجهزة تكييف ذات �سعات وقدرات �أقل وحيـث �أن �أ�سعار �أجهزة التكييف ترتفع ح�سب ارتفاع قدراتها ف�إن ا�ستخدام العزل احلراري ي�ؤدي بالتايل �إلى خف�ض تكلفة �شراء معدات التكييف وتقليل ر�سوم التو�صيل الكهربائية.
-3حماية املبنى
يعمل العزل احلراري على حماية مواد �إن�شاء املبنى من تغريات الطق�س اخلارجية والتي حتدث نتيجة للفروق الكبرية يف درجات احلرارة خالل �ساعات اليوم وت�ؤدي �إلى حدوث �إجهادات حرارية م�ستمرة على مواد البناء وحدوث ت�صدعات و�شروخ فيها.
6
-4حماية الأثاث داخل املبنى
تت�أثر املباين غري املعزولة �سريعـ ـ ـ ًا ومبا�شر ًة بدرجات احلرارة اخلارجية مما يجعل احلرارة داخل املبنى غري ثابتة وبالتايل تت�أثر مواد الأثاث وتتفكك �إذا مل يتوفر تكييف منا�سب ًا ،ويلج�أ البع�ض �إلى ترك �أجهزة التكييف يف حالة ت�شغيل م�ستمر �أثناء مغادرتهم املنازل لفرتات طويلة (الإجازات) مث ًال ،للمحافظة على �سالمة الأثاث مما يعنى �إهدار طاقة بدون مربر.
-5رفع م�ستوى الراحة
ي�ساعد تركيب العزل احلراري يف املباين على رفع م�ستوى الراحة ب�سبب ثبات درجة احلرارة طوال العام داخل املبنى وحيث �أن العزل احلراري يجعل من الهواء داخل املبنى بدون تكييف مقبو ًال ن�سبي ًا ،حتى يف �أ�شد �أيام ال�صيف حر ًا� ،إذ �أن مواد العزل احلراري حتد من ت�سرب احلرارة لداخل املبنى ،وتكون درجة حرارة الهواء الداخلي قريبة ن�سبي ًا من الدرجة املريحة للإن�سان ،والتي تكون من � 25إلى 27درجة �سل�سيو�س مما يخفف من معاناة م�ستخدم املبنى من �شدة احلرارة اخلارجية ،ويقلل فرتات ت�شغيل �أجهزة التكييف ،بعك�س املبنى غري املعزول ،حيث تكون درجة حرارة الهواء بالداخل قريبة من م�ستوى الدرجة اخلارجية ،مما يجعل الفرق بينهما وبني الدرجة املريحة املطلوبة كبيـ ــر ًا ،ويرتتب على ذلك عدم ال�شعور بالراحة ،وبالتايل احلاجة املا�سة لت�شغيل �أجهزة التكييف فرتات طويلة ،للو�صول لهذه الدرجة املريحة ،انظرال�شكل رقم (.)1
7
-6مقاومة احلريق
تتمتع عوازل احلرارة بقدرات متفاوتة على مقاومة احلريق ،فبع�ض العوازل احلرارية تقاوم ارتفاع درجات احلرارة مثل ال�صوف ال�صخري وال�صوف الزجاجي والبرياليت ،والبع�ض الآخر من العوازل ين�صهر �أو يحرتق �أو يخرج دخان ًا عند درجات حرارة معينة مثل البولي�سرتين والبويل يوريثني.
-7تقليل قيمة الأحمال الذروية
ينتج عـن ذلك تقليل قيمة الفاقد من الطاقة يف ال�شبكة الكهربائية وتخفي�ض ال�ضغط على وحدات التوليد و�شبكات النقل والتوزيع.
-8حماية البيئة
من املعروف �أن ا�ستخدام الو�سائل امليكانيكية للتكييف ي�ساعد على �إنبعاث الغازات ال�ضارة بالبيئة مثل ثاين �أك�سيد الكربون و�أك�سيد النيرتوجني التي تنتج عن احرتاق الطاقة الالزمة لت�شغيل �أجهزة التكييف وميكن تقليلها ب�شكل كبري با�ستخدام عوازل احلرارة.
8
بع�ض مواد العزل احلراري املتوفرة يف الأ�سواق -1البولي�سرتين و هو مادة بال�ستيكية خلوية خفيفة و�صلبة تتميز بالتو�صيل الرديء للحرارة واالنعزال املمتاز .مقاومه لل�ضغط غري قابلة لنفوذ املاء قابلة للتدوير .ت�صنف عاملي ًا من �أف�ضل �أنواع العزل احلراري ،توجد فـي العديد من الأ�شكال وت�ستخدم يف كثري من تطبيقات البناء .
-2البويل يوريثني وهي مادة ع�ضوية متتاز ب�أن لها معامل تو�صيل حراري منخف�ض جد ًا وقليلة امت�صا�ص املاء �أو بخار املاء كما �أنها خفيفة الوزن ومقاومة لالن�ضغاط وت�أتي ب�صورة �ألواح جاهزة �أو ر�ش ،والبويل يوريثني �شائع اال�ستعمال كعازل حراري وخا�صة يف عزل الأ�سقف.
9
-3ال�صوف ال�صخري
وهو ي�صنع من مادة �صخرية موجودة يف الطبيعة ،حيث يتم �صهرها مبا�شرة يف �أفران خا�صة ،وت�شكيل الناجت على هيئة لفات ،ومتتاز مبعامل تو�صيل حراري منخف�ض ،ي�ستخدم يف احلوائط الداخلية للبناء وعزل الأ�سقف.
-4ال�صوف الزجاجي
وميتاز ال�صوف الزجاجي ب�أن له معامل تو�صيل منخف�ض ويتغري معامل التو�صيل ح�سب الكثافة ،فكلما كانت كثافة ال�صوف الزجاجي مرتفعة كلما قل معامل التو�صيل.
-5البرياليت
وهي �صخور بركانية زجاجية لها معامل تو�صيل حراري منخف�ض ،ومتما�سكة وال حترتق ،وت�ستخدم البرياليت املعروفة بجدواها يف العزل ولعمل الأ�سقف بطريقة مائلة وعزل اجلدران.
� -6سيبورك�س
وهي مادة خر�سانية خلوية و�إن�شائية عازلة للحرارة ومقاومة للحريق ،وهي وا�سعة االنت�شار وت�ستخدم لعزل اجلدران اخلارجية والأ�سطح ولعزل اخلر�سانات الرغوية.
10
العوازل احلرارية:
11
تطبيقات العزل احلراري هذه التطبيقات ميكن �أن ت�شمل املباين القائمة حالي ًا والتي �سيتم �إن�شا�ؤها م�ستقب ًال.
-1عزل املباين القائمة حالياً ميكن �أن يتم ذلك بعدة طرق منها: �أ -اجلدران الداخلية
عزل اجلدران با�ستخدام �ألواح عزل جاهزة ميكن تثبيتها على اجلدران من الداخل مع دهنها ب�ألوان فاحتة وعاك�سة لل�ضوء. ب ـ الأ�سقف
عزل الأ�سقف من اخلارج با�ستخدام مواد العزل املنا�سبة لها مع �إمكانية العزل من الداخل با�ستخدام الأ�سقف امل�ستعارة. ج ـ النوافذ الزجاجية
تعترب النوافذ الزجاجية غري املعزولة من نقاط ال�ضعف املوجودة يف املباين ،حيث يت�سرب منها الهواء احلار �إلى داخل املباين ،لذا ين�صح برتكيب الزجاج املزدوج ،والذي يتمتع بخا�صية تقليل ن�سبة انتقال احلرارة من خالله، ويعترب عزل النوافذ الزجاجية مكم ًال لعزل املبنى للح�صول على العزل اجليد واملنا�سب. د .عزل الأ�سطح
ميكن �إ�ضافة �ألواح من البويل �ستارين �أو البويل يوريثني فوق الأ�سطح ومن ثم و�ضع البح�ص �أو البالط فوقة ،كما ميكن ا�ستخدام البالط العازل (بالط +عازل من البويل �ستارين) بو�ضعة مبا�شرة فوق الأ�سطح.
12
� -2أنظمة عزل املباين اجلديدة -1اجلدران اخلارجية �أ -النظام الأول
و ُيعرف بنظام اجلدار الواحد املبني من الطوب الأحمر �أو الطوب الأ�سمنتي والذي تو�ضع يف داخله �شرائح متوازية الأ�ضالع من العزل احلراري مثل البولي�سرتين املبثوق �أو املدد �أو ال�صوف ال�صخري وغريها. و يف هذا النظام يوجد نوعني من اجل�سور احلرارية التي ُن�صنفها كالتايل: �أ) اجل�سور احلرارية الناجتة عن الأجزاء املو�صلة بني نهايتي ج�سم البلوك. ب) اجل�سور احلرارية الناجتة عن ا�ستخدام املونه الأ�سمنتية بني البلوك �أثناء الرتكيب. وهذه اجل�سور ت�سيء �إلى نظام العزل حيث الت�ؤمن احلد الأدنى من متطلبات توفري الطاقة الكهربائية.
ب -النظام الثاين:
وهو نظام اجلدار الواحد املبني من الطوب الإ�سمنتي املعزول ب�شريحة واحدة من مادة البويل �ستايرين املبثوق �أو املمدد ويف هذا النظام يوجد ج�سور حرارية ناجتة عن ا�ستخدام املونه الأ�سمنتية بني البلوك �أثناء الرتكيب وعليه فهو �أف�ضل من النظام الأول ولكن ن�سبة ت�سرب احلرارة يف هذا النظام قد ت�صل �إلى %49تقريب ًا لوجود اجل�سور احلرارية ال�سابقة الذكر (املونة الإ�سمنتية).
13
ج -النظام الثالث:
وهو النظام التقليدي ،و ُيعترب احلل الأف�ضل يف عزل اجلدران ويف هذا النظام يتم بناء جدارين متوازيني بحيث تركب �أنواع العزل احلراري بني فراغ اجلدارين حيث تف�صل هذه الألواح بني اجلدار اخلارجي واجلدار الداخلي للمبنى ب�شكل كامل وتلغى اجل�سور احلرارية املوجودة يف الأنظمة ال�سابقة الذكر وي�ؤخذ يف االعتبار عامل التكلفة وال�صيانة كما ي�ؤخذ يف االعتبار اجل�سور احلرارية املوجودة يف الكمرات والأعمدة وامليدات الأر�ضية التي ال يغطيها مادة عازلة للحرارة يف اجلدران اخلارجية.
د -النظام الرابع:
وهو نظام العزل من اخلارج حيث يتم تثبيت العوازل احلرارية على اجلدران اخلارجية للمبنى بحيث يتم تغليفه متام ًا ثم يتم تركيب الت�شطيبات اخلارجية مثل الزجاج �أو حجر الريا�ض �أو مواد ()STBمن اخلارج ،ويف هذا النظام يتم التغلب على جميع اجل�سور احلرارية ،وهو النظام الوحيد الذي يعزل الأعمدة واجل�سور وامليدات ويلغي عملها كج�سور حرارية ،ولكن يجب مراعاة مراجعة طريقة تثبيت مواد التهوية اخلارجية للمبنى والتكلفة الإجمالية لهذا النظام.
14
-2عزل الأر�ضيات قد ت�صل درجات حرارة الرتبة على عمق � 3أمتار �إلى � 33س oتقريب ًا ،وعليه ف�إن عزل الأر�ضيات هام جد ًا ومن �ش�أن عملية العزل اجليد للأر�ضيات �أن تقلل من تدفق احلرارة من الأر�ضيات يف املباين املكيفة ويجب �أن تتوفر يف مادة العزل احلراري للأر�ضيات �شروط �أ�سا�سية وهي :
•�أن تكون ذات قوة ان�ضغاطية عالية. •ن تكون مقاومة المت�صا�ص املاء والرطوبة. •�أن تكون ذات معامل تو�صيل حراري منخف�ض� ،أي �أنه البد �أن توفر احلد الأدنى املطلوب للعزل احلراري. •ومن التطبيقات اخلا�صة يف عزل الأر�ضيات املخازن املربدة والأ�سطح امل�ستعملة كمواقف لل�سيارات وفـي هذه التطبيقات يجب ا�ستخدام مواد عزل ال تقل قوة ان�ضغاطها عن 680كيلو با�سكال.
-3عزل الأ�سطح يكون عزل الأ�سطح با�ستخدام �أحد النظامني : �أ -نظام ال�سطح التقليدي
تكون طبقة العازل املائي فوق طبقة العازل احلراري حلماية العازل احلراري من املاء وخا�صة مواد العزل احلراري التي تكون فيها ن�سبة امت�صا�ص املاء مرتفعة ن�سبي ًا ،ويف هذا النظام يتعر�ض الغ�شاء العازل للماء (العازل املائي) �إلى الإجهادات احلرارية املتوا�صلة والناجتة عن التفاوت الكبري يف درجات احلرارة بني الليل والنهار وبني ف�صول ال�سنة املختلفة والتي ت�ؤدي �إلى متدد وتقل�ص هذا الغ�شاء مما يفقده مرونته وبالتايل قدرته على العزل نتيجة اجلفاف والت�شقق الذي يلحق به ،ويف هذا النظام يتعر�ض غ�شاء العازل للماء �إلى �إجهادات ميكانيكية �أثناء الرتكيب �أو بعده، نتيجة وجود بع�ض �أجهزة التكييف ،وغريها و �أعمال ال�صيانة على �سطح املبنى ،وبالتايل يقل العمر االفرتا�ضي للعازل املائي وتزداد تكاليف ال�صيانة ويف حالة ف�شل النظام كعازل مائي ،ف�إنه قد ي�ؤدي �إلى �أ�ضرار ج�سيمة داخل املبنى ي�صعب ح�صرها نتيجة ت�سرب املياه ،وهذا عو�ض ًا عن الأ�ضرار التي تلحق بالعازل احلراري لو�صول املاء �إليه. ب -نظام ال�سطح املقلوب
والذي يكون فيه العزل احلراري فوق طبقة العازل املائي ،ويقوم العازل احلراري بحماية العازل املائي من الإجهاد احلراري والتعر�ض للأ�شعة فوق البنف�سجية وكذلك الإجهاد امليكانيكي �أثناء الرتكيب وبعده وعليه يزيد العمر االفرتا�ضي لغ�شاء العزل املائي وبالتايل تنخف�ض تكاليف ال�صيانة بدرجة كبرية. ولكي يتاح ا�ستخدام نظام ال�سطح املقلوب ،يجب �أن تكون مقاومة مادة العزل احلراري المت�صا�ص املاء والرطوبة ذات مقاومة كبرية يجب �أن ال تزيد ن�سبة امت�صا�ص العازل احلراري للماء عن ( )%0,2بالن�سبة للحجم.
15
مناذج للعزل احلراري للجدران والأ�سقف يو�ضح �شكل ( )1مناذج ملوقع العازل احلراري �ضمن طبقات الأ�سقف ،كما يو�ضح �شكل ( )2مناذج ملوقع العازل احلراري �ضمن طبقات اجلدران.
عزيزي امل�ستهلك:
يالحظ يف الر�سومات �أنه مل يحدد �سمك معني للعازل احلراري ،حيث يجب الرجوع للمخت�صني ملعرفة �سمك العازل الأمثل بناء على نوع العازل املختار ،ونوع �سماكات الطبقات الأخرى من اجلدار �أو ال�سقف، و�أولويات �صاحب املبنى.
�شكل ( )1مناذج خمتلفة للأ�سقف بالط 20مم مونة ا�سمنتية 30مم عازل حراري عازل مائي خر�سانة ميول 75مم
خر�سانة ا�سمنتية بول�ستريين �أو بلوك ا�سمنتي �أو بلوك �أحمر
منوذج لعزل الأ�سقف رقم ( :)1العازل املائي �أ�سفل العازل احلراري وميكن العك�س
16
تابع � :شكل ( )1مناذج خمتلفة للأ�سقف
عازل مائي عازل حراري
خر�سانة ا�سمنتية بول�ستريين �أو بلوك ا�سمنتي �أو بلوك �أحمر
منوذج لعزل الأ�سقف رقم ( : )2ا�ستخدام العازل املائي والعازل احلراري دون ا�ستخدام خر�سانة ميول
بالط 20مم مونة ا�سمنتية 30مم عازل مائي خر�سانة ميول 75مم عازل حراري
خر�سانة ا�سمنتية بول�ستريين �أو بلوك ا�سمنتي �أو بلوك �أحمر
منوذج لعزل الأ�سقف رقم ( : )3خر�سانة امليول فوق العازل احلراري
17
تابع� :شكل ( )1مناذج خمتلفة للأ�سقف بح�ص عازل حراري عازل مائي خر�سانة ميول 75مم
خر�سانة ا�سمنتية بول�ستريين �أو بلوك ا�سمنتي �أو بلوك �أحمر
منوذج لعزل الأ�سقف رقم ( : )4ا�ستخدام بح�ص فوق العازل احلراري �شكل ( : )2مناذج خمتلفة للجدران ليا�سة ا�سمنتية 25مم
ليا�سة ا�سمنتية 25مم
بلوك ا�سمنتي 200مم
بلوك �أحمر 200مم
عازل حراري
خارجياً
عازل حراري
خارجياً
داخلياً
منوذج ( :)2ا�ستخدام العزل احلراري من الداخل مع بلوك �أحمر
منوذج ( :)1ا�ستخدام العزل احلراري من اخلارج مع بلوك ا�سمنتي
18
داخلياً
تابع � :شكل ( : )2مناذج خمتلفة للجدران
ليا�سة ا�سمنتية 25مم
ليا�سة ا�سمنتية 25مم بلوك ا�سمنتي 100مم
بلوك �أحمر 150مم
عازل حراري
عازل حراري
بلوك ا�سمنتي 200مم
خارجياً
بلوك ا�سمنتي 100مم داخلياً
خارجياً
منوذج ( :)3ا�ستخدام العزل احلراري بني جدارين من البلوك الأ�سمنتي
داخلياً
منوذج ( :)4ا�ستخدام العزل احلراري بني جدارين من البلوك الأحمر واال�سمنتي
ليا�سة ا�سمنتية 25مم
ليا�سة ا�سمنتية 25مم بلوك ا�سمنتي 200مم
بلوك ا�سمنتي 200مم
عازل حراري فراغ من الهواء 30مم
عازل حراري من البولي�سرتين
بلوك ا�سمنتي 100مم خارجياً
خارجياً
داخلياً
منوذج ( :)5ا�ستخدام العزل احلراري بني جدارين من البلوك الأ�سمنتي وفراغ هوائي
داخلياً
منوذج ( :)6ا�ستخدام البلوك املعزول
19
�سلبيات ا�ستخدام العزل احلراري �إن من �أبرز �سلبيات مواد العزل احلراري يف املباين الواقعة يف املناطق ال�ساحلية الرطبة �إن ا�ستخدامها قد ال ي�ساعد على التخل�ص من الرطوبة الزائدة خا�صة �إذا ما مت تقليل ن�سبة التهوية داخل املبنى ،وقد ي�ؤدي ذلك �إلى الإ�ضرار بالعنا�صر الإن�شائية للمبنى. كما �أن لبع�ض املواد العازلة خ�صائ�ص معينة منها ما قد يعر�ض الإن�سان للخطر �سواء وقت التخزين �أو �أثناء النقل �أو الرتكيب �أو خالل فرتة اال�ستعمال فقد تت�سبب يف �إحداث عاهات يف ج�سم الإن�سان ،دائمة �أو م�ؤقتة ،كاجلروح والبثور والت�سمم وااللتهابات الرئوية �أو احل�سا�سية يف اجللد والعينني مما ي�ستوجب �أهمية معرفة الرتكيب الكيميائي للمادة العازلة ،كذلك �صفاتها الفيزيائية الأخرى من حيث قابليتها لالحرتاق والت�سامي.
الإختيار الأمثل للعزل احلراري تتواجد �أنواع كثرية من مواد العزل احلراري بالأ�سواق املحلية التي تتباين من حيث قيمة املو�صلية احلرارية، كما �أن معامل التو�صيل احلراري لنف�س املادة يختلف باختالف الكثافة لذا ف�إنه من ال�ضرورة �أخذ ر�أي املكاتب الهند�سـية امل�صممة الختيار النوع اجليد من العزل احلراري وعدم االعتماد على ر�أي امل�صانع يف املواد التي ي�صنعونها كو�سيلة لت�سويق منتجاتهم ومن �أهم عوامل اختيار مادة العزل احلراري ما يلي: ـ الكلفة النهائية املرتتبة عن ا�ستخدام العازل للح�صول على العزل احلراري املطلوب ـ مالئمة املادة العازلة و�سهولة احل�صول عليها. ـ توفر املادة العازلة و�سهولة احل�صول عليها. ـ �أن تكون ذات معامل تو�صيل حراري منخف�ض. ـ �أن تكون على درجة عالية يف مقاومتها لنفاذ املاء. ـ �أن تكون على درجة عالية يف مقاومتها المت�صا�ص بخار املاء. ـ �أن تكون على درجة عالية يف مقاومتها للإجهادات الناجتة عن تغري درجة احلرارة. ـ �أن تكون ذات خوا�ص ميكانيكية جيدة كـ�أرتفاع معامل املقاومة لالن�ضغاط ومعامل املقاومة للك�سر ومقاومة للت�آكل وللرت�سيب. ـ �أن تكون مقاومة للبكترييا والعفن واحلريق ،و�أال ينتج عنها �أي �أ�ضرار �صحية. ـ �أن تكون ثابتة الأبعاد على املدى الطويل. ـ �أن تكون مقاومة للتفاعالت والتغريات الكيمائية. ـ �أن تكون مطابقة للموا�صفات واملقايي�س ال�سعودية. كما ميكن تطبيق العزل احلراري الفعال يف املباين القائمة عن طريق عزلها من الداخل �أو من اخلارج والعزل من اخلارج �أف�ضل بكثري مقارنة بالعزل من داخل املبنى حيث تبقى م�ساحات من املبنى غري معزولة. عزيزي امل�ستهلك..
الميكن �أن جتتمع املعايري يف مادة عزل واحدة وعليه فيمكن اختيار املادة املنا�سبة ح�سب حتقيقها لأولوياتك.
20
املقارنة: درا�سة حتليلية لتكلفة ا�ستخدام العزل احلراري.
لقد مت �إجراء درا�سة لبيان �أهمية ا�ستخدام العزل احلراري عن طريق بناء وحدتني متماثلتني ،م�ساحة كل منهما ( )25مرت ًا مربع ًا ،وب�إرتفاع ثالثة �أمتار ،طبق ًا للموا�صفات التالية: اخلر�سانة� :صبة عادية وم�ستوية. اجلدران :بلوك خر�ساين مفرغ �سماكة �20سم. النوافذ ( 2نافذة مكونة من الزجاج والأملونيوم مقا�س 1x1م ). الزجاج :مثلج �سماكة 4مم. الباب :خ�شب كب�س عادي مقا�س � 210 * 90سم. الت�شطيب الداخلي :ليا�سة �أ�سمنتية (� 1أ�سمنت 2 :رمل) ،دهان بال�ستيك �أبي�ض.
اجلدران:
الغرفة املعزولة� :ألواح عازلة من البولي�سرتين املبثوق �سماكة 40مم ،وملي�سة مبادة �شبه �أ�سمنتية. الغرفة الغري معزولة :ليا�سة �أ�سمنتية (� 1أ�سمنت 2 :رمل) ،دهان بال�ستيك �أبي�ض. ال�سقف:
الغرفة املعزولة :خر�سانة م�سلحة �سماكة 150مم مركب عليها �ألواح البولي�سرتين الرغوية املتميزة بالكثافة العالية ،وب�سماكة 50مم ،ومت و�ضعها فوق �صبة ال�سقف من اخلارج ،وغطيت بح�صى مدرجة مقا�س 25-15مم حلفظها من الفقدان. الغرفة الغري معزولة :خر�سانة م�سلحة �سماكة 150مم.
21
الإ�ستنتاج: • ا�ستخدام �أجهزة تكييف للمباين املعزولة �أقل �سعة بن�سبة ٪40من املباين الغري معزولة وهذا بدوره يقلل عدد �أجهزة التكييف و�سعتها وينعك�س على الفاتورة ال�شهرية. • حمدد ال�سنوات لإ�ستعادة املبلغ امل�ستثمر يف العزل احلراري (� 4سنوات وثالثة �أ�شهر).
�سبل التقليل من ا�ستهالك الطاقة -1االهتمام باملناخ امل�صغر للمبنى ،وذلك بتكثيف الت�شجري والتظليل و�إيجاد قنوات تربيد لأ�سطحه اخلارجية. -2التوجيه ال�شم�سي ال�سليم للمبنى ،وذلك بتوجيه امل�سطحات الكربى من احلوائط نحو ال�شمال واجلنوب. -3االهتمام بت�شكيل الغالف اخلارجي للمبني. -4االهتمام برتتيب وتنظيم املواد الداخلة يف بناء وحدات تغليف املبنى. -5تقليل الهواء املت�سرب من املبنى و�إليه عن طريق النوافذ والأبواب. -6اختيار النوع املوفر ال�ستهالك الطاقة من �أنظمة التربيد والتدفئة والتهوية. -7ا�ستخدام الإ�ضاءة الطبيعية يف �إنارة احليزات الداخلية خالل النهار. -8ا�ستخدام الألوان العاك�سة للحرارة يف وحدات التغليف اخلارجي للمبنى للتقليل من احلرارة املمت�صة يف كتلة بنائها.
22
فر�ص تقليل ا�ستهالك الكهرباء املكيف:
�ضبط املكيف على الدرجة املعتدلة. اغالق الأبواب والنوافذ يف حالة ت�شغيل املكيف. تنظيف فلرت املكيف مرة كل �أ�سبوعني. تظليل معدات املكيف من اخلارج. �شراء املكيفات ذات معامل الكفاءة العالية. مكيف الفريون ي�ستهلك ثمانية �أ�ضعاف املكيف ال�صحراوي. عزل قنوات تربيد املكيف ال�صحراوي لتقليل ت�سرب احلرارة داخل القنوات. -ا�ستبدال ق�ش املكيف ال�صحراوي دوري ًا.
الإ�ضاءة:
ت�ستهلك امل�صابيح املوفرة للطاقة ربع ا�ستهالك م�صابيح التنج�سنت وعمرها ع�شرة �أ�ضعاف كما �أن حرارتها �شبه معدومة. ا�ستخدام العواك�س ال�ضوئية يزيد من �شدة الإ�ضاءة .٪50 -ا�ستخدام اخلاليا ال�ضوئية بالأ�سوار اخلارجية لإطفاء الإ�ضاءة �أثناء النهار.
ال�سخان:
الت�أكد من �سالمة منظم احلرارة (الرثمو�ستات) و�ضبطه على درجة معتدلة ( 70-60درجة �سل�سيو�س). ف�صل ال�سخان يف ف�صل ال�صيف وعند عدم احلاجة. -الت�أكد من �سالمة تو�صيالت املياه وعمل �صيانة دورية.
�أفران الطبخ:
ا�ستخدم الأفران التي تعمل بالغاز لتخفي�ض اال�ستهالك الكهربائي. ا�ستعمال الأواين ذات احلجم املنا�سب حلجم عني الفرن. -يف كل مرة تفتح باب الفرن يحدث فقدان للحرارة بن�سبة ٪25تقريب ًا.
ال�سقف:
-ا�ستخدام �سقف م�ستعار لتخفي�ض ارتفاع ال�سقف وبالتايل تخفي�ض املكان املراد تربيده.
الت�شجري :احلدائق والأ�شجار حول املنزل ت�ساعد على تلطيف اجلو وت�شكل ظ ًال للمبنى.
الثالجة� :ضبط درجة التربيد على الدرجة املعتدلة وعدم و�ضع الثالجة يف الأماكن احلارة.
23
النوافذ :اغالق النوافذ يف حالة ت�شغيل املكيف وتركيب �ستائر �سميكة لتقليل ت�سرب احلرارة داخل املبنى.
ت�أثري ت�صميم املباين يف توفري اال�ستهالك مبا �أننا نعي�ش يف ظروف بيئية ومناخية حارة ،ف�إنه ال �شك يف �أن لت�صميم املباين وتخطيطها دور ًا هام ًا يف خف�ض درجة احلرارة داخلها ،وبالتايل تخفي�ض ا�ستهالك الأجهزة الكهربائية ،من تكييف و�إنارة من خالل تقليل �ساعات ت�شغيلها ،وتخفي�ض حجمها ،لذا ف�إنه من الواجب على امل�صممني املعماريني ا�ستغالل الظروف الطبيعية يف ت�صميم املبنى واال�ستفادة من التكييف الطبيعي ،والإنارة الطبيعية قدر امل�ستطاع ونورد هنا عدة طرق خمتلفة ت�ساعد يف حت�سني املناخ داخل املبنى ،وذلك للمباين اجلديدة قيد الت�صميم.
-1ال�شكل العام للمبنى واجتاهاته
�إن ال�شكل العام املثايل للمبنى هو الذي ميكنه من ا�ستقبال �أقل كمية من �إ�شعاع ال�شم�س ،وعلية ف�إن ال�شكل امل�ستطيل هو ال�شكل املثايل للمبنى بحيث يكون ال�ضلع الطويل للمبنى مواجه ًا لل�شمال.
-2ت�صميم النوافذ
تعترب فتحات النوافذ من نقاط ال�ضعف يف املبنى ،والتي ت�سمح بانتقال احلرارة من و �إلى املنزل ب�سهولة �أكرث من خالل احلوائط اجلانبية ،لذا يجب تقليل م�سطحات النوافذ �إلى احلد الذي ال ي�شوه جمال املبنى وال مينع من الإ�ضاءة الطبيعية املنا�سبة من الدخول مع التقليل ما �أمكن من مواجهة النوافذ املبا�شرة لأ�شعة ال�شم�س ،كما �أنه ب�إمكان املهند�س املعماري ت�صميم �أ�شكال هند�سية من الربوزات ،بحيث تعمل كمظلة لفتحات النوافذ ،الأمر الذي يقلل من ت�سرب �أ�شعة ال�شم�س �إلى الداخل ،كما يجب �أن ي�شمل الت�صميم جعل زجاج النوافذ من النوع املزدوج للم�ساعدة يف تقليل ت�سرب احلرارة داخل املبنى.
-3الت�شجري
الت�شجري املنا�سب يعطي راحة وتوفري ًا يف الطاقة يف ال�شتاء وال�صيف ،فمن الناحية اجلنوبية للمبنى من املف�ضل زراعة الأ�شجار املت�ساقطة الأوراق يف ال�شتاء ،وذلك لعمل تظليل من �أ�شعة ال�شم�س يف ال�صيف ،وال�سماح لأ�شعة ال�شم�س باملرور يف ال�شتاء� ،أما يف النواحي ال�شمالية والغربية وال�شرقية فمن املف�ضل زرع �أ�شجار دائمة اخل�ضرة لتمنع �أ�شعة ال�شم�س من الدخول �إلى داخل املنزل يف ال�صيف ،ولتعمل م�صد ًا للرياح يف ال�شتاء يحد من قوة الرياح.
-4ا�ستخدام الألوان الفاحتة
تتمتع الألوان الفاحتة بخا�صية عك�س الأ�شعة �سواء كانت �أ�شعة �شم�س �أو �أ�شعة �إنارة داخلية ،لذا يف�ضل �أن تكون دهانات احلوائط اخلارجية �أو الرخام �أو احلجر امل�ستخدم من النوع الفاحت ،وذلك لعك�س �أ�شعة ال�شم�س، وتقليل امت�صا�صها للحرارة ،وت�سريبها داخل املبنى ،مما يعني تخفي�ض ا�ستهالك التكييف ،وبالتايل التوفري يف اال�ستهالك. كما يف�ضل �أن تكون الدهانات الداخلية من النوع الفاحت ،وذلك حتى ميكن ا�ستخدام احلد الأدنى من �أجهزة الإنارة ،وبالتايل تخفي�ض ت�أثري حرارة الإنارة داخل املباين ،والذي ي�ؤدي بدورة �إلى تقليل حجم معدات التكييف، وتقليل �ساعات عملها ،مما يعني تقلي ًال يف اال�ستهالك على املدى البعيد.
24
-5ارتفاع ال�سقف
تقا�س �أحجام �أجهزة التكييف على �أ�سا�س حجم املكان املراد تربيده ،فعندما يقل ارتفاع ال�سقف ف�إنه من الطبيعي تخفي�ض حجم املكان وبالتايل تقليل �سعات �أجهزة التكييف ،مما يعني تقلي ًال يف قيمة �أجهزة التكييف وكمية ا�ستهالك الطاقة الالزمة للتكييف. فلو فر�ضنا �أن ارتفاع ال�سقف املعمول به حالي ًا هو 3مرت ف�إنه لو مت انتقا�صه �إلى 2.70مرت لتم تخفي�ض الطاقة بن�سبة %10وبالإمكان ا�ستخدام الأ�سقف امل�ستعارة من جب�س وغريه يف خف�ض �سقف املباين احلالية واجلديدة.
�إر�شادات عامة حول ا�ستخدام العزل احلراري يف املباين تخزين املواد العازلة للحرارة يف �أماكن جافة ،وعدم تعر�ضها لأ�شعة ال�شم�س لفرتة طويلة.ويجب عدم ته�شمها�أو ثقبها. عند عزل الأ�سقف يراعى و�ضع حاجز من البال�ستيك (البويل �إيثلني)� ،أو الألياف (الفيرب) للف�صل بني العزلاملائي ،وعازل احلرارة .و�إ�ضافة حاجز �آخر بني عازل احلرارة والبح�ص يف حالة عدم ا�ستخدام البالط كطبقة نهائية. وقاية عوازل احلرارة ،وعدم تعري�ضها لأي تلف عند النقل �أو التخزين �أو الرتكيب. تثبيت عوازل احلرارة دون ترك فراغات بينها تتجاوز ن�صف �سنتيمرت. �إذا كان �سطح املبنى فوق ال�سطح امل�ستعار من نوع اجل�سور املعدنية ال�شبكية فيجب توفري تهوية للفراغ املوجودبني ال�سقفني (امل�ستعار وال�شبكي). فـي املباين التي ت�ستخدم يف �إن�شائها �أو ت�صفيحها الألواح املعدنية كامل�ستودعات وغرف التربيد ف�إنه يجب مراعاةا�ستخدام عوازل حرارة مقاومة لالن�صهار ،وذات مقاومة منا�سبة للحريق جتنب ًا لالنت�شار ال�سريع للحريق ال قدّر اهلل .مثل الفيرب جال�س �أو ال�صوف الزجاجي �أو ال�صخري. �أن تكون جميع �أ�سطح املادة خالية من الغبار �أو احلتات �أو ال�شحوم قبل و�ضعها. يجب �أن تتم �أعمال العزل احلراري ب�إ�شراف مهند�س خمت�ص. عند �شروعك يف بناء منزل �أو من�ش�أة ميكن اال�ستعانة ب�أحد املكاتب اال�ست�شارية الهند�سية املعتمدة ل�ضمان تطبيقا�شرتاطات تر�شيد ا�ستهالك الكهرباء بكود البناء ال�سعودي .
25
عزيزي امل�ستهلك: �إن تكاليف مواد العزل احلراري بالن�سبة للمباين اجلديدة متثل حوايل ٪ 7،5 - ٪5من �إجمايل تكاليف كامل املبنى . ا�ستخدام العزل احلراري يف اجلدران ب�سماكة �6 - 4سم ،وال�سقف ب�سماكة 7 - 6ي�ؤدي �إلى توفري الطاقةامل�ستهلكة �سنوي ًا بحدود ٪45
27