عايق کاری و مديريت مصرف انرژی – بخش سوم
.jpg)
کاربري پشم سنگ
– پرمصرفترین نوع عايق حرارتي گرم میباشند
– عايق کاري اس ختمان ها، بناها و سازهها
– عايق کاري گرم مخصوص صنايع پالايشگاهي و پتروشيمي، خطوط لوله و فرآيندهايي که دماي آنها به بيش از
2000C میرسد.
– عايق کاري کورهها، اجاقها، پاتیلها و مخازن حرارتي، کانالهای گاز گرم
مزاياي پشم سنگ
– محدوده دماي کارکرد بالا، به طوري که اين نوع عایقها از جمله عایقهای گرم محسوب میشوند.
– ضريب انتقال حرارت بسيار پايين و R-value بسيار خوب
– امکان سفارش عايق در ابعاد و چگالیهای دلخواه (غيراستاندارد)
– امکان سفارش عايق به همراه پوششهای خارجي (جکتينگ) متنوع
– عایقهای پشم معدني، علاوه بر عايق بودن در مقابل حرارت، عايق صوتي و ضد آتش نيز محسوب میشوند.
– هزينه بسيار پايين تر نسبت به عایقهای الاستومري، پليمري و انواع فومها
– امکان استفاده آسان در ساختمانها و بناها
– کاملاً از مواد طبيعي ساخته میشوند و در توليد آنها از مواد شيميايي مانند رنگها، فنول و آکریلیک استفاده نمیشود و مواد بکاررفته در آنها به راحتي قابل بازيافت میباشند.
– پايداري خوب در طول زمان
– قابليت تعويض و نوسازي آسان
معايب پشم سنگ
– متخلل هستند و در نتيجه مقاومت آنها در مقابل نفوذ آب و بخار آب پايين است
– در صورت نصب در فضاي باز يا در صورت وجود رطوبتي نسبي بالا در فضا، استفاده از پوششهای خارجي اجباري است.
توليد پشم سنگ
توليد پشم سنگ مطابق فرآيند زير صورت میگیرد:
.jpg)
.jpg)
پنل هاي دولايه
.jpg)
.jpg)
سيستم جرم و فنر
واضح است که هرچه ضخامت ديوارها بيشتر باشد، خاصيت عايق کاري صوتي آنها نيز بهبود مییابد. اما قطور کردن ديوارها محدوديت دارد، چراکه ديوار ضخيم تر، هزينه بيشتر و نياز به فونداسيون قوي تري دارد و فضاي داخلي را نيز اشغال میکند. يکي از روشهای مورد استفاده براي عايق کاري صوتي، استفاده از سازههای دو لايه است.با اَرگان معماری همراه باشید
در اين روش عايق (معمولاً از جنس پشم شيشه، پشم سنگ يا فومهای پلي مري) بين دو صفحه فلزي قرار داده شده و دو صفحه فلزي يکديگر متصل شدهاند. عايق بين دو صفحه فلزي نقش فنر را بازي میکند. میتوان به جاي ماده عايق، از فنر مکانيکي بين پنل ها استفاده کرد و بين صفحات تنها فاصله هواي وجود داشته باشد.
از مزاياي اين روش، کاهش ضخامت مورد نياز براي Rw مشخص است. براي مثال براي داشتن 42dB<Rw تنها ٧٥ميليمتر سيستم عايق با فنر کفايت میکند. در صورت استفاده از سيستم عايق – فنر تنها ٢% به هزينه کل سازه اضافه میشود. جدول زير، مقدار ضريب کاهش صوت را براي ضخامتهای مختلف ديوار ساده و سازه دو لايه (بدون عايق ارتجاعي) نشان میدهد.
.jpg)
.jpg)
میتوان يک طرف سيستم عايق و فنر را بجاي صفحه فلزي، ديوار گذاشت. در بيشتر مواقع لازم نيست فنري بين صفحات قرار داد و در صورت استفاده از عايق ارتجاعي، مانند پشم سنگ، پشم شيشه و يا برخي عایقهای پليمري، خود عايق نقش فنر را بازي میکند.
بايد توجه داشت که گاهي ماده عايق بين سیستمهای دوساختاري (مانند عايق بين دو صفحه) مانند پل صوتي عمل میکند و نه تنها انتقال صوت را کاهش نمیدهد بلکه به انتشار آن نيز کمک میکند. اين مورد بيشتر وقتي رخ میدهد که عايق تماس کامل و صددرصد با صفحات کناري دارند. به همين دليل، از ساندويچ پنل ها نمیتوان به عنوان عايق صوتي استفاده کرد.
.jpg)
پنل هاي دولايه (Double Constructions)
اين گونه پنل ها از دو صفحه نازک فلزي (فولدي يا آلومينيومي) به همراه تخته عايق ارتجاعي، از قبيل پشم سنگ يا پشم شيشه تشکيل شدهاند. ايده اصلي اين گونه پنل ها، سيستم جرم – فنر – جرم است به طوري که ماده عايق در بين دو صفحه فولادي نقش فنر را بازي کرده و انرژي صوت را ميرا میکند.
بايد دقت شود که تخته عايق نبايد با صفحات فولادي تماس حاصل کند و يا به آنها چسبانده شود، چرا که ايجاد پل صوتي کرده و از عملکرد آکوستيکي پنل میکاهد.
چهار پارامتر در تعيين ميزان راندمان آکوستيکي پنل هاي دولايه به همراه عايق ارتجاعي مانند پشم سنگ يا پشم شيشه، نقش مهمي ايفا میکنند که عبارتاند از:
مقاومت در مقابل جريان هوا
– فرکانس رزونانس
– چگالي
– قطر و راستاي الياف
مقاومت در مقابل جريان هوا (Air-flow Resistance)
از نقطه نظر آکوستيکي، مقاومت در مقابل جريان هوا براي مواد متخلل بسيار مهم است. مقاومت در مقابل جريان هوايي با سرعت v در يک پنل به ضخامت t، با اندازگيري نرخ افت فشار هوا (افت فشار در واحد زمان δP–) پس از
:عبور از پنل، قابل محاسبه است
(Airflow Resistance) R = δP. v [Pa.m]
:با تقسيم مقاومت جريان هوا بر ضخامت پنل، به مقاومت ويژه جريان هوا میرسیم که مستقل از ضخامت عايق است
(Airflow Resistivity) r = R. t [Pa.m2]
مقاومت ويژه در مقابل جريان هوا، با افزايش چگالي به صورت خطي افزايش مییابد. همچنين با توجه به رابطه فوق میتوان نتيجه گرفت که با مقاومت ويژه جريان هوا، با کاهش ضخامت افزايش مییابد که در نظر اول ممکن است غير منطقي جلوه کند اما اين نتيجه گيري براي ماده عايق کاملاً منطقي است و بدين معني است که ماده عايق با ضخامت کمتري، همان مقدار افت فشار را نتيجه میدهد و در نتيجه مقاومت در مقابل جريان هواي آن بيشتر است.
خاصيت آکوستيکي عایقهای اليافي و متخلخل بستگي زيادي به مقاومت جريان هواي آن دارد. اگر مقاومت جريان هواي پشم سنگ بسيار زياد باشد، صوت منعکس میشود و اگر مقاومت جريان هواي آن کم باشد، صوت بدون هيچ جذبي، از عايق عبور میکند. مقدار حداقل مقاومت ويژه [kPas.m2] < r 15 براي پشمهای معدني توسط شرکت Rockwool توصيه میشود.
فرکانس رزونانس (Resonance Frequency)
.پنل هاي دولايه، وقتي ضريب کاهش صوت بسيار خوبي از خود نشان میدهند که فرکانس، بالا تر از فرکانس رزونانس آنها باشد
.jpg)
نمودار مقابل، ضريب کاهش صوت يک پنل نوعي را (متشکل از دو صفحه فولادي و پشم سنگ تخته اي) در فرکانسهای مختلف نشان میدهد. همان طور که ملاحظه میشود، بعد از فراکنس رزونانس (f0) مقدار ضريب کاهش صوت به صورت پله اي افزايش يافته است. خط مستقيم lower limit نشان گر يک پنل تک لايه است که سادهترین ابزار عايق کاري صوتي محسوب میشود. پنل دولايه، در فرکانسهای بالاتر از f0، مزيت کاملاً مشهودي دارد. بنابراين هرچه فرکانس رزونانس پنل دولايه پايين تر باشد، مقدار ضريب کاهش صوت :در دامنه فرکانسي وسع تري، افزايش یافته و عملکرد آکوستيکي پنل بهتر میشود. براي محاسبه فرکانس روزنانس پنل دولايه، رابطه تقريبي زير وجود دارد
.jpg)
که در آن m1 و m2 چگالي سطحي هستند و d ضخامت پنل میباشد. ملاحظه میشود که هرچه چگالي سطحي افزايش يابد، فرکانس روزنانس کاهش يافته و در نتيجه عملکرد آکوستيکي پنل دولايه بهبود مییابد.
چگالي (Density)
در حالت کلي، افزايش چگالي، مواد متخلل ماند پشم سنگ و پشم شيشه، مقاومت در مقابل جريان هوا را بيشتر میکند و در نتيجه خاصيت عايق کاري صوت در اين عایقها بيشتر میشود. در عمل با افزايش چگالي، قابل عبور صوت به صورت هوابرد و يا انتشار از درون عايق کمتر شده و ضريب کاهش صوت بهبود مییابد اما افزايش چگالي ممکن است نتايج مختلفي بر خاصيت جذب صوت ماده بگذارد.
قطر و جهت الياف (Fiber Diameter and Orientation)
استحکام، مقاومت در مقابل جريان هوا وساير خواص آکوستيکي پشمهای معدني، بيشتر تابعي از چگالي حجمي، جهت و راستاي الیافها، ضخامت و قطر الیافها، رزين مورد استفاده و ساير چسبندهها هستند. البته تنها خاصيتي که براي مشتري قبل اندازگيري است، چگالي است.با اَرگان معماری همراه باشید
بنابراين مشتري بايد به کاتلوگ سازنده عايق براي شناسايي قطر الياف و راستاي آنها مراجعه کند چراکه ضخامت الياف و راستاي آنها میتواند خواص آکوستيکي، حرارتي و ضد آتش بودن پشم سنگ را تغيير دهد. طبق تئوري ادعا شده در شرکت Rockwool، براي اهداف عايق کاري آکوستيک، بهتر است الياف پنل پشمهای معدني و شيشه مورد استفاده، همراستا باشند.
