يمكن تقسيم الحرارة التي تخترق المبنى والتي من المفروض تقليلها باستعمال أجهزة التكييف للحفاظ على درجة الحرارة الملائمة إلى ثلاثة أنواع هي:
الحرارة التي تخترق الجدران والأسقف. 1
الحرارة التي تخترق النوافذ.2
الحرارة التي تنتقل عبر فتحات التهوية الطبيعية. 3
تقدر الحرارة التي تخترق الجدران والأسقف في أيام الصيف بنسبة 60 –70% من الحرارة المراد تقليلها بأجهزة التكييف. وأما البقية فتأتي من النوافذ وفتحات التهوية. 4
.
تقدر نسبة الطاقة الكهربائية المستهلكة في الصيف لتبريد المبنى بنسبة حوالي 66% من كامل الطاقة الكهربائية.5
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. 6
.
يجب استخدام المواد المقاومة للحرارة و العوازل الحرارية المتاحة محلياً في مكونات الأسطح و الجدران الخارجية للمبنى، بحيث لا يتعدى معامل انتقال الحرارة الكلي القيم المعيارية العالمية. 7
.
إذا كان الزجاج الخارجي كفتحات أو زجاج ثابت بدون جدار خلفي أو في حالة وجود منور سماوي (sky light)، أو إذا كان الزجاج مخصص للمعارض، فإنه يجب استخدام الزجاج المزدوج أو ما يكافئه بحيث لا يتعدى معامل انتقال الحرارة صيفاً عن القيم المذكورة في مواصفات Ashrae
يجب عزل قطاعات الألومنيوم حراريا باستخدام نظام الفاصل الحراري؛ و ذلك في حال زيادة مساحة الفتحات الزجاجية على (40%) من مساحة الجدران الخارجية للمبنى.8
.
يحسب الحمل الحراري للمبنى على ضوء العوامل المذكورة في الجداول القياسية في مرجع (Ashrae Fundamental) 9
.
يجب توفير التهوية المناسبة داخل المبنى لخلق الجو الصحي الملائم فيه. و لحساب معدلات التهوية المطلوبة بدقة؛ فإنه يتم الرجوع إلى (Ashrae Fundamental) 10
يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار عند وضع معاملات التخزين و التغيير الخاصة بحساب الحمل الحراري للزجاج و الإضاءة و الأشخاص لمعاملات الواردة في (Ashrae Fundamental) 11
.
يجب الالتزام بالتعميم رقم 4800/4/وف في 15/8/1406هـ بشأن عدم قبول أي مخططات للمباني الحكومية أو الاستثمارية (تجارية أو سكنية) ما لم يوضح بها نوع ومواصفات مواد العزل الحراري، و يجب الالتزام بالتعميم رقم 8103/4/وف في 18/2/1415هـ بشأن تشجيع المواطنين على استخدام العزل الحراري في مبانيهم الخاصة وعدم قبول أي مخططات للمباني الحكومية أو الاستثمارية (التجارية والسكنية) ما لم يوضح بها نوع ومواصفات مواد العزل الحراري.12
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 . 2-.
يؤدي العزل الحراري إلى استخدام أجهزة تكييف ذات قدرات صغيرة، وبالتالي تقل تكاليف استهلاك الطاقة والأجهزة المستخدمة.
-4.
رفع مستوى الراحة لمستخدمي المبنى.
-5.
يقلل العزل الحراري 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 إجهادات حرارية تجعل طبقة السطح الخارجي لأجزاء المبنى تفقد خواصها الطبيعية والميكانيكية ، ويحدث تشققات بها، وتسبب تصدعات وشروخ في هيكل المبنى. .
يؤدي العزل الحراري إلى تقليل سماكات الحوائط والأسقف اللازمة لتخفيض انتقال الحرارة لداخل المبنى.
-7
يعمل العزل الحراري على توفير العبء على محطات إنتاج الطاقة وشبكات التوزيع.
خصائص مواد العزل الحراري
-1 الخصائص الحرارية
هي قدرة المادة على العزل الحراري، ويتم قياس هذه القدرة عادة بمعامل التوصيل الحراري ، فكلما قل معامل التوصيل الحراري 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 مواد 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 و معامل التمدد والانتشار والتي يلزم معرفتها لكل مادة عازلة.
-2 الخصائص الميكانيكية
بعض المواد العازلة تتميز بمتانة وقدرة عالية على التحمل ، ولهذا فيمكن أحياناً استخدامها للمساهمة في دعم وتحميل المبنى ، وذلك إضافة لهدفها الأساسي وهو العزل الحراري . لذا يؤخذ في الاعتبار قوة تحمل الضغط والشد والقص.
3 خصائص الامتصاص
إن وجود الماء بصورة رطبة أو سائلة أو صلبة في المادة العازلة يقلل من قيمة العزل الحراري للمادة، أي يقلل المقاومة الحرارية كما أنه قد يساهم في إتلاف المادة بصورة سريعة. وتأثير الرطوبة على المادة يعتمد على خواص تلك المادة من حيث قدرتها على الامتصاص و النفاذية، كما يعتمد على الأجواء المناخية المحيطة بها كدرجة الحرارة ونسبة الرطوبة.
-4 خصائص الأمان والصحة
يكون لبعض المواد العازلة خواص معينة منها ما قد يعرض الإنسان للخطر سواء وقت التخزين، أو أثناء النقل أو التركيب، أو خلال فترة الاستعمال، فقد تتسبب في إحداث عاهات في جسم الإنسان دائمة أو مؤقتة كالجروح والبثور والتسمم والالتهابات الرئوية أو الحساسية في الجلد والعينين، مما يستوجب أهمية معرفة التركيب الكيميائي للمادة العازلة، كذلك صفاتها الفيزيائية الأخرى من حيث قابليتها للاحتراق والتسامي وغيرها من الصفات.
-5 الخصائص الصوتيـة
بعض المواد العازلة للحرارة قد تستخدم لتحقيق المتطلبات الصوتية مثل امتصاص الصوت أو تشتيته وامتصاص الاهتزازات . لذا فإن معرفة الخواص المرتبطة بهذا الجانب قد يحقق هدفين بوسيلة واحدة نتيجة لاستخدام تلك المواد ، وهما العزل الحراري والعزل الصوتي .
6 خصائص عامة
إضافة إلى ما سبق من خواص، فإن هناك خواص أخرى قد تكون ضرورية عند اختيار المادة العازلة المناسبة كمعرفة الكثافة والقدرة على مقاومة الانكماش وإمكانية الاستعمال لمرات عديدة، وسهولة الاستعمال، وانتظام الأبعاد ومقاومة التفاعلات الكيميائية والمقاسات و السماكات المتوفرة، بالإضافة للعامل الاقتصادي الذي يلعب دوراً هاماً في استخدام أو عدم استخدام تلك المواد العازلة إذ إن سعر المادة العازلة كبير عند الاختيار.
اشتراطات اختيار مواد العزل الحراري
-1.
يجب أن تكون المادة العازلة ذات مقاومة توصيل حراري منخفض.
-2.
يجب أن تكون على درجة علية من مقاومتها لنفاذ الماء والإشعاع .
-3.
يجب أن تكون على درجة عالية في مقاومتها لامتصاص المياه و الرطوبة و بخار الماء.
-4.
يجب أن تكون على درجة عالية في مقاومتها للاجهادات الناتجة عن الفروق الكبيرة في درجات الحرارة.
-5.
يجب أن تكون ذات خواص ميكانيكية جيدة، كارتفاع معامل المقاومة الانضغاطية ومعامل المقاومة للكسر.
-6.
يجب أن تكون مقاومة للبكتيريا والعفن والحريق خاصة في الأماكن المعرضة للحريق بسهولة.
-7.
يجب أن تكون ثابتة الأبعاد على المدى الطويل قليلة القابلية للتمدد أو التقلص.
-8.
يجب أن تكون مقاومة للتفاعلات والتغيرات الكيمائية.
-9.
يجب أن لا ينتج عنها أي أضرار صحية، و أن تكون مضادة للفطريات و غير قابلة لتكاثر الكائنات الجرثومية أو القوارض أو الحشرات.
-10.
يجب أن تكون مطابقة للمواصفات القياسية السعودية.
-11.
يجب أن تكون سهلة التنفيذ.
اشتراطات تجهيز و تركيب مواد العزل الحراري
-1.
يجب أن تخزن المواد العازلة في أماكن جافة غير مكشوفة وتجنب تهشمها أو ثقبها.
-2.
يراعى تغطية مواد الأسطح من كلا الجانبين ، ويوضع حاجز فاصل (غلاف) من أعلاها وحاجز (غلاف) مقاوم لتسرب المياه من أسفلها أو العكس بالعكس ، وذلك حسب طريقة التركيب المناسبة لذلك.
-3.
يجب تغطية مواد عزل الجدران من الجانبين بحاجز (غلاف) عازل للرطوبة، وذلك حسب طريقة التركيب المناسبة لذلك.
-4.
يجب تجنب إمكانية تهشم المادة عند البناء أو خلال عملية تركيبها.
-5.
يجب أن تكون جميع أسطح المادة خالية من الغبار أو الشحوم قبل تركيبها.
-6.
يجب أن تنطبق قيمة وحدة معامل الانتقال الحراري القصوى الموصوفة للسطح على السقف الكرتوني (سوليتكس) خصوصاً إذا كانت مادة العزل قد وضعت عليه.
-7.
إذا كان سطح المباني فوق السقف الكرتوني (سوليتكس) من نوع سقوف (الجالونات) فيجب توفير تهوية ميكانيكية للفتحة الكائنة بين السطح والسقف الكرتوني.
-8.
في المباني الخفيفة كالمخازن وغيرها التي تستعمل الصفائح المعدنية أسقفها وجدرانها ، من الضروري استعمال (الفيرجلاس) أو الصوف الزجاجي أو الصخري للعزل الحراري لأنها تقاوم الحريق والحرارة.
-9.
عند استخدام المواد العضوية اللدنة العازلة للحرارة في مجالات البناء المختلفة، يجب إتباع الآتي:
بالنسبة للأرضيات السفلية، لابد من جفاف طبقة الخرسانة السفلية تماماً قبل وضع ألواح المادة العازلة فوقها.
بالنسبة للجدران الحاوية على تجاويف، و في حال استخدام الطبقة العازلة داخل تجاويف الجدران، يجب أن تكون التجاويف محكمة الإغلاق أمام دخول الهواء.
-10.
يجب أن تكون الطبقة السفلية الحاملة للألواح العازلة غير قابلة للاحتراق.
-11.
يجب أن يتم تخزين ألواح البوليسترين قبل استخدامها في عزل الجدران الخارجية لمدة لا تقل عن (6) ستة أسابيع.
2-5-5-12.
عند استخدام الألياف المعدنية كطبقة عازلة في المباني، يجب إتباع الآتي:
يجب معرفة نوع و خصائص المادة العازلة و مكوناتها من المواد الرابطة وغيرها قبل الاستخدام؛ لضمان التركيب السليم للمادة العازلة في المكان المناسب. مع العلم بأن المواد الرابطة تحد من درجات الحرارة التشغيلية للمواد العازلة للحرارة.
يجب تجنب دخول الماء إلى الألواح و ذلك بتغليف كل منها تغليفاً كاملاً بأكياس من (البولي إيثيلين)، أو أي مادة أخرى مانعة لدخول الماء.
يجب المحافظة على سمك العازل الحراري الأصلي، و عدم تعريضه للانضغاط خلال عملية تركيبه في البناء. أما في الحالات التي لا يمكن فيها تجنب الانضغاط خلال، فيجب اعتماد السمك النهائي بعد التركيب.
-13.
يراعى في تركيب مواد العزل الحراري الخاصة بالجدران، و التي تحتاج إلى مرابط، أن تكون هذه المرابط مقاومة للصدأ.
اشتراطات نظام تكييف الهواء الخاصة بالعزل الحراري
-1.
يقصد بنظام تكييف الهواء الخاص بالعزل الحراري مكوناته المستخدمة في معالجة الهواء و نقله و توزيعه.
-2.
يجب أن يراعى في هذا النظام ما يلي:
الحيلولة دون تسرب الهواء الخارجي الساخن إلى داخل المبنى المكيف بوضع المساحات المكيفة دائماً تحت الضغط الموجب، و تركيب ستائر هوائية عند مداخل و مخارج المباني العامة و التجارية.
تزويد ماكينات تكييف الهواء بوحدات استعادة الطاقة، و ذلك طبقاً (Ashrae Fundamental)
يجب أن تزيد معدلات تسرب الهواء المكيف من مجاري الهواء على القيم المذكورة في (Ashrae Fundamental)
يجب تزويد وحدات التكييف المركزي بوسيلة تحكم لخفض كمية الهواء الخارجي في حالة عدم الحاجة إليها خاصة عندما يراد الحصول على كميات كبيرة نسبياً من الهواء الخارجي.
يجب استخدام وحدات ذات معامل كفاء طاقة طبقاً (Ashrae Fundamental)
-7 توجيهات عامة
-1.
يفضل استخدام الأسقف المستعارة في الأدوار العلوية.
-2.
يفضل زيادة منسوب ارتفاع سقف المبنى.
-3.
يفضل استخدام الزجاج المزدوج أو العاكس في جميع النوافذ وخاصة في الأماكن التي تتطلب مساحات كبيرة من الزجاج ، إضافة إلى عزل النوافذ باستخدام الستائر.
-4.
يفضل زراعة الأشجار حول المبنى.
-5.
يجب تقديم حسابات الحمل الحراري لاعتمادها من قبل الإدارة أو البلدية المختصة عند تقديم مستندات و مخططات الترخيص للمبنى.
-6.
يجب عزل نقاط التماس بالمبنى و التي تمثل معبراً لانتقال الحرارة من الخارج إلى الداخل، مثل نقاط اتصال الجسور الخرسانية بالجدران الخارجية و الأعمدة.
-7.
يجب إيجاد ميول لتصريف مياه الأمطار في جميع تفاصيل عزل السطح.
-8.
يراعى استخدام القطاع المقلوب في ترتيب طبقات عزل السقف الخارجي للمبنى.
-9.
يفضل أن يكون مدخل المبنى فراغياً؛ لتخفيف الفاقد الحراري و تحقيق الراحة، خصوصاً في الأماكن العامة.
-10.
يجب العمل على منع تسرب الهواء الخارجي إلى داخل المبنى عن طريق الشقوق والأبواب و النوافذ، و يراعى في هذا الصدد تركيب شريط عازل (weather strip).
-11.
يجب أن يكون لون المبنى من الخارج أبيض لون قريب من الأبيض.
-12.
يفضل استخدام الترموستات المبرمج في المباني الحكومية و المدارس و المستشفيات و العيادات الطبية؛ بحيث يمكن من خلاله رفع درجة الحرارة الداخلية لتلك المباني في الأوقات التي تكون فيها خالية من الأفراد.
-8 التعميمات الخاصة بالعزل الحراري
بشأن العزل الحراري وسبل ترشيد الاستهلاك الكهربائي بالمباني.
بشأن عدم قبول أي مخططات للمباني الحكومية أو الاستثمارية (تجارية أو سكنية) ما لم يوضح بها نوع ومواصفات مواد العزل الحراري .
بشأن تشجيع المواطنين على استخدام العزل الحراري في مبانيهم الخاصة وعدم قبول أي مخططات للمباني الحكومية أو الاستثمارية (التجارية والسكنية) ما لم يوضح بها نوع ومواصفات مواد العزل الحراري .
بشأن استخدام العزل الحراري في المب
السبت يناير 30, 2010 1:58 pm