مدیریت مصرف انرژى با عایقکاری
با گسترش صنایع در دهه‌هاى اخیر و با توجه به معضل سوخت‌هاى فسیلى که ذخایر آن رو به پایان مى‌باشد. امروزه نگرش صحیح و استفاده بهینه از منابع انرژى و مبحث آن، صنعت گران را برآن داشته تا نگاهى جامع به استفاده از عایق در صنایع مختلف داشته باشند. وجود یارانه‌هاى انرژى، اهمیت عایق و عایق کارى را تا حدودى کم رنگ نموده، لیکن با حذف این یارانه‌ها، نیاز هر چه بیشتر آن نه تنها در صنعت، بلکه در زندگى روزمره به وضوح مشاهده مى‌گردد. در این میان صنایعى چون پالایشگاه‌ها، پتروشیمى‌ها، نیروگاه‌ها، صنایع سیمان، فولاد، کارخانه‌هاى صنعتى و مواد غذایى و تأسیسات خانگى از مهمترین مصرف کنندگان عایق مى‌باشند.
اگر از مبحث انرژى مصرفى صنعت ساختمان، که قبل از اجراى بنا و براى مواردى چون تولید، تبدیل و حمل و نقل مصالح و نیز اجراى ساختمان بکار مى‌رود بگذریم، الگوى مصرف انرژى در ساختمان و مسکن را مى توان با 4 شیوه مختلف اصلاح نمود.
- شیوه ساختمانى: افزایش مقاومت حرارتى پوسته‌ی ساختمان، افزایش هوابندى و غیره
- شیوه مرتبط با تکنولوژى (تاسیساتى): بهینه کردن سیستم‌هاى حرارتى، برودتى و روشنایى، افزایش سهم منابع انرژى‌هاى نو در تامین انرژى ساختمان و غیره
- اصلاح الگوهاى رفتارى مصرف شهروندان
- شیوه‌ی معماری: استفاده از طراحی متناسب با شرایط اقلیمی جهت کاهش مصرف انرژی در ساختمان)
هرچند همه‌ی شیوه‌هاى فوق براى کاهش مصرف انرژى ساختمان‌ها مناسب بوده و بایستى از همه آنها بهره گرفت، لیکن شیوه‌هاى معمارى از جنبه‌هاى متعدد براى شرایط اقتصادى و اجتماعى ایران مناسب‌تر بوده و قابلیت عملى شدنشان بیشتر است. شیوه معمارى کاهش مصرف انرژى به این امر مى‌پردازد که چگونه مى‌توان تنها با طراحى معمارى و با انتخاب مناسب فاکتورهاى معمارى براى هر اقلیم، میزان مصرف انرژى ساختمان‌ها را کاهش داد. کاهش مصرف انرژى ساختمان‌ها با طراحى معمارى نسبت به دیگر شیوه‌ها داراى مزایاى زیر بوده و به این دلیل براى شرایط ایران از اولویت برخوردار است:
- اقتصادى بودن
- مناسب بودن گروه مخاطب طرح
- میزان بالاى اثربخشى
عایقکارى نقش بسیار مهمى در گرم نگه داشتن ساختمان در فصل زمستان و خنک نگه داشتن آن در فصل تابستان دارد. به کمک عایقکارى می‌توان یک خانه را در زمستان ۵ درجه گرم‌تر و در تابستان ۱۰ درجه خنکتر نگه داشت. در شکل ۲-۱ اتلاف حرارتی در یک ساختمان بصورت شماتیک نشان داده شده است. عایقها دو گروه اصلى دارند که روش کار آنها کاملا متفاوت است:
- عایق هایى که در ساختار آنها حباب‌هاى هوا وجود دارد و باعث کاهش هدایت حرارت می‌شوند
- عایق‌هایى که حرارت را باز مى‌تابانند. پشت این عایقها باید حدود ۲۰ میلیمتر فاصله‌ی هوایى تعبیه شود.
فاکتور مهم در انتخاب عایقها، میزان مقاومت حرارتى آن‌هاست. هر قدر ضریب هدایت کمتر باشد، عایق حرارت را کمتر از خود عبور مى‌دهد و صرفه‌جویى که به همراه دارد افزایش مى‌یابد، پس به جاى ضخامت عایقها، باید مقاومت حراتى آن ها با هم مقایسه شوند. عایق‌هاى گوناگون با مقاومت‌هاى حرارتى برابر، از نظر میزان صرفه جویى در انرژى همانند هستند و تنها اختلاف آنها در قیمت و محل کاربرد است. همانطوری که در شکل ۲-۱ مشخص شه است، عایقها در مکان‌های زیر قابل نصب است:
- سقف‌ها: با عایق کارى سقف مصرف انرژى براى گرمایش و سرمایش ساختمان حداقل ۳۵ تا ۴۵ درصد کاهش می‌یابد.
- دیوار هاى خارجى: مصرف انرژى براى گرمایش و سرمایش ساختمان را دست کم حدود ۱۵ درصد کاهش مى‌دهد.
- کف : مصرف انرژى در زمستان را ۵ درصد کاهش مى‌دهد.
- لوله‌هاى آبگرم: براى عایق کارى لوله‌هاى آبگرم مى‌توان از عایق‌هاى پتویى یا عایق‌هایى که به طور ویژه براى لوله ها ساخته شده و به راحتى قابل نصب هستند استفاده کرد.
- سقف و کف ساختمان‌هاى موجود را مى‌توان به راحتى عایق نمود. بر اساس مقررات ملى ساختمان، تمامى ساختانهایى که ساخته می‌شوند باید به اندازه کافى عایق کارى شوند. میزان عایق مورد نیاز در همین مقررات تعیین شده است.
عایقها در صورتى خوب کار خود را انجام مى‌دهند که به طور صحیح نصب شده باشند. موارد زیر کمک می‌کند تا بهترین کارایى از عایق‌هایى که نصب شده مشاهده شود:
- هرگز عایق فشرده نشود. عایق باید پس از نصب همان ضخامت اولیه خود را داشته باشد، در غیر این صورت مقدار مقاومت حرارتى آن کاهش مى‌یابد و نمى‌توان آن طور که انتظار مى‌رود جلوى انتقال حرارت را بگیرد.
- عایق کارى باید به طور کامل روى تمام سطح انجام گیرد. چرا که اگر تنها ۵ درصد از سطح خالى بماند، ممکن است تا 50 درصد از کارایى عایق کارى کاسته شود.
- مواد عایق باید خشک نگه داشته شوند، زیرا به استثناى پلى استایرن که نسبت به آب مقاوم است، بقیه عایقها بر اثر رطوبت کارایى آنها پایین مى‌آید. در برخى عایق‌هاى آزاد مقدار مقاومت حرارتى متناسب با تراکم عایق است نه ضخامت آن. در این عایقها، مقدار مقاومت ممکن است بعد از مدتى تا 20 درصد کاهش یابد.
- در صورت استفاده از عایق‌هاى بازتابنده باید حتما پشت آنها یک لایه هواى ساکن به ضخامت 20 میلى متر وجود داشته باشد. تمام سوراخ‌ها و پارگى‌ها و درزها باید با نوارچسب پوشیده شوند.
- اطراف کابل‌هاى برق و لوازم الکتریکى هرگز عایق کارى نشوند، ایمن بودن عایق کارى باید توسط یک فرد متخصص بررسى شود.
- در فاصله کمتر از 90 میلیمتر، فن‌هاى خروجى عایق نصب نشوند.
- در فاصله کمتر از 25 میلیمتر حباب‌هاى لامپ و سرپیچ آنها عایقکارى نشود.
برآوردها نشان مى‌دهد که ۹ سانتیمتر عایق حرارتى پشم شیشه و ۵/۰ میلیمتر نانو عایق متخلخل ایروژل (که در این تحقیق به عنوان عایق مورد نظر انتخاب شده است) معادل ۳ متر سیمان در کاهش مصرف سوخت و جلوگیرى از اتلاف حرارت داخل ساختمان و همچنین کاهش ورود سر و صدا به داخل ساختمان عمل مى‌کند.
با 2 درصد هزینه‌ی اضافى در ساختمان‌سازى براى عایق کارى با پشم شیشه مى‌توان 40 درصد در مصرف انرژى صرفه‌جویى کرد و همچنین مانع ورود صداهاى مزاحم به داخل ساختمان شد. به عقیده‌ی کارشناسان صنعتى و دست اندرکاران ساختمان‌سازى، هزینه عایق کارى ساختمان‌ها 8/1 درصد هزینه کل ساختمان است، اما مزایاى استفاده از عایقکارى مانند کاهش مصرف سوخت وجلوگیرى از اتلاف گرما و سرماى داخل
ساختمان و همچنین اثرات جلوگیرى از ورود آلودگى هوا و آلودگى صوتى به داخل محیط زندگى و کار بسیار بالاتر از سرمایه گذارى اولیه براى عایق کارى است. خانوارها و ساکنان ساختمان‌هاى عایق کارى شده در سال اول سکونت خود، کل هزینه عایق کارى را از محل صرفه جویى در سوخت و برق پرداخت خواهند کرد. آمارهاى صرفه‌جویى در هزینه‌ها و کاهش مصرف سوخت در اثر عایقکارى صنایع و ساختمان‌ها درکشورهاى مختلف نشان مى‌دهد که ترکیه در سال ۱۹۹۵ با اجبارى کردن عایق کارى با ضخامت ۵ سانتى متر در ساختمان‌ها ۲۰ هزار تن گازسمى co2 را کاهش داد، سایرآلاینده‌ها نیز به میزان قابل توجهى کاهش یافت ۵ .
این کشورها علاوه بر کاهش آلودگى هوا از سایر مزایاى عایق کارى مانند کاهش مصرف سوخت و برق، جلوگیرى از ورود سروصدا به داخل خودروها و ساختمان‌ها محیط زندگى و کاهش سروصدا و اتلاف انرژى در کارخانه ها، خیابان‌ها و ساختمان‌ها، میلیاردها دلار صرفه جویى داشته‌اند و محیط زندگى شهرى وخانواده‌ها با آرامش بیشترى همراه شده است.
کارشناسان محیط زیست، متخصصین انرژى و روان شناسان، امروزه اجبارى کردن عایق کارى و استفاده از عایق‌هاى رطوبتى و حرارتى را عاملى درکاهش ناراحتى هاى روحى، عصبى، اتلاف انرژى، کاهش آلودگى هوا و بیمارى‌هاى مختلف معرفى کرده‌اند. درشرایطى که تولید خودرو درکشور به 700 هزار دستگاه در سال رسیده وساخت وساز رونق زیادى دارد و به معابر و خیابان‌هاى محدود تهران هر روز تعداد زیادى خودرو اضافه مى‌شود، ساختمان‌هاى تک واحدى و 2 واحدى تخریب مى‌شوند و به جاى آنها آپارتمان‌هاى 10 الی ۲۰ واحدى ساخته مى شود، خانوارهاى شهرى به صورت متراکم در نقاط مختلف شهر سکونت مى‌کنند، تراکم جمعیت، ترافیک، مصرف سوخت، ایجاد آلودگى هوا، آلاینده سمى co2 ، صداهاى مزاحم و … هر روز رو به افزایش است، باید راهکارهایى نظیر استفاده از عایق‌هاى مختلف در صنایع خودروسازى مورد توجه قرار گیرد تا علاوه برکاهش مصرف سوخت از افزایش آلاینده‌ها و صداى مزاحم، از ورود آلودگى هوا و آلودگى صوتى به داخل ساختمان‌ها و محیط زندگى خانوارها جلوگیرى و محیط زندگى براى خانوارهاى شهرى با آرامش و رفاه نسبى بیشترى همراه شود.
فرهنگ عمومى استفاده از پشم شیشه و نانوعایق‌هاى رطوبتى و حرارتى و عایق‌هاى صوتى درکشور ما گسترش نیافته است و متخصصین توجه زیادى به استفاده از عایق‌هاى مختلف در صنایع و ساختمان‌ها ندارند. یکى از دلایل اصلى در این زمینه وجود منابع سرشار نفت و گاز درکشور و ارزانى قیمت نفت، گاز و گازوییل بوده که باعث شده استفاده از عایق‌هاى مختلف در ساختمان‌ها مورد توجه قرار نگیرد. دولت نیز توجهى به کاهش مصرف سوخت در ساختمان‌ها نداشته و خانوارها هم تمایلى به پرداخت هزینه براى عایق کارى ساختمان، درها و پنجره ها نداشته‌اند.
اما امروزه با گسترش آپارتمان نشینى در تهران و ساخت 20 واحد جدید به جاى یک واحد ساختمان قدیمى، ضرورت کاهش مصرف سوخت بیشتر مورد توجه قرار گرفته است و سروصداى موجود در آپارتمان‌هاى مجاور، راه‌پله‌ها، کوچه‌ها و خیابان‌ها خانوارها را به چاره اندیشى و تفکردرباره راهکار جلوگیرى از ورود سر و صدا به داخل منازل و ساختمان‌ها وکاهش مصرف سوخت مشغول کرده است.
دولت نیز از آمار رو به افزایش مصرف سوخت، گاز، گازوییل و بنزین نگران است. درحال حاضر سازمان بهینه‌سازى مصرف انرژى و سایر نهادهاى دولتى طرح‌هایى براى کاهش مصرف سوخت خودروها با استفاده از پشم شیشه و نانو عایق‌هاى رطوبتى و حرارتى و عایق‌هاى صوتى درخودروها، ساختمان‌ها و صنایع مختلف در نظر گرفته‌اند که البته تا همگانى شدن این طرح‌ها و گسترش فرهنگ و اجبارى شدن عایقکارى راه درازى پیش رو داریم؛ اما با اطمینان باید گفت که اگر عایقکارى همه گیر شود و همه، از مردم و ساختمان‌سازها تا مدیران صنایع آن را جدى بگیرند علاوه برصرفه جویى در هزینه‌ها و بهبود کیفیت کالاهاى صنعتى و ساختمان‌ها، باعث کاهش مصرف سوخت و اتلاف منابع نفت وگاز و همچنین کاهش اثرات مخرب سروصداى خودروها در محیط زندگى شهرى خواهد شد و به کاهش عصبیت در بین افراد جامعه نیز کمک خواهد کرد.
نویسنده: مهندس ابوالفضل مظفری
