الحرارة التي تنتقل عبر الجدران والأسقف في الصيف تقدر ب 70% بأجهزة التكييف

"العزل الحراري" وسيلة مهمة للتوفير وتخفيض استهلاك الطاقة

يوصف "العزل الحراري" بأنه الوسيلة التي يتم بوساطتها حفظ الطاقة وتوفيرها، من خلال تخفيض قيمة الكسب الحراري، أو الفقد الحراري من الأبنية، والتجهيزات.
وقال مختصون في كفاءة الطاقة وترشيد الاستهلاك: إن الحرارة تنتقل صيفًا من خارج المبنى إلى داخله، وينعكس هذا الاتجاه شتاءً، وذلك نتيجة للفرق في درجات الحرارة بين الداخل والخارج، أما كمية الحرارة المنتقلة فتعتمد على عوامل عدة أهمها الفرق بين درجات الحرارة الداخلية والخارجية، وسماكة عناصر البناء كالجدران والأسقف والأرضيات ومساحتها، وطبيعة المواد التي تتكون منها، وعلى سبيل المثال تعد الخرسانة العادية والطوب المصمت وأحجار البناء مواد جيدة التوصيل الحراري، فيما يعد الخشب من المواد الرديئة التوصيل، ويكمن سبب ذلك إلى ما تحتويه المادة من هواء أو غازات محبوسة داخلها، فالمواد التي تحتوي على نسبة عالية من الفراغات أو الفجوات المليئة بالهواء أو الغازات الساكنة تكون رديئة التوصيل الحراري والعكس صحيح.
وأوضحوا أن العوازل الحرارية في العالم توضع لأغراض عزل الأبنية والمنشآت بشكل واسع ومنذ أمد طويل، حيث إن صناعة العوازل قد تطورت بشكل ملحوظ كما تعددت أشكالها وأنواعها، إلا أن استخدام هذه العوازل في المملكة العربية السعودية لا زال قليلا.
وبينوا أن الدراسات المحلية تُشير إلى أن الحرارة التي تنتقل عبر الجدران والأسقف في أيام الصيف تقدر بنسبة 60 - 70% من الحرارة المراد إزاحتها بأجهزة التكييف، أما البقية فتأتي من النوافذ وفتحات التهوية، ويتطلب ذلك استهلاك طاقة كهربائية في الصيف لتبريد المبنى تصل إلى ما نسبته 66% من كامل الطاقة الكهربائية المستهلكة في المبنى.
وأكدوا أن أهمية العزل الحراري تكمن في خفض استهلاك الطاقة الكهربائية المستخدمة في أغراض التكييف، وذلك بسبب الحد من تسرب الحرارة خلال الجدران والأسقف، الأمر الذي يؤدي أيضا إلى خفض التكلفة.
وقال المختصون إن فوائد العزل الحراري ومزاياه تتلخص في عدة أمور منها:
أولا: تحقيق نطاق الراحة
حيث إن الإنسان يكتسب ويفقد الحرارة عبر عدة وسائل، ويحافظ جسم الإنسان على درجة حرارته الداخلية الضرورية لاستمرار حياته، ويستطيع أن يتخلص من الحرارة الزائدة بعدة طرق منها التعرق، إلا أن معظم هذه الطرق تشعر الإنسان بالإجهاد، ولذا فإن توفير نطاق حرارة مريحة للإنسان يمكنه من أداء وظائفه بسهولة ويمكن ذلك من خلال استخدام العزل الحراري في المباني.
ثانياً: تخفيض استهلاك الطاقة
إن جزءاً كبيراً من الطاقة المستهلكة في المباني يذهب لأغراض التبريد والتدفئة، ويمكن تقليل الطاقة المستهلكة عن طريق استخدام أنظمة عزل حراري جيدة في المباني ، ويعتمد هذا التخفيض على تكامل النظرة إلى جميع عناصر المبنى بدءاً من تخطيط الأحياء مروراً بتصميم المباني واختيار المواد والأنظمة المناسبة، وتستطيع باستخدام نظام عزل حراري جيد تخفيض استهلاك الطاقة في المباني السكنية والتجارية بنسب تصل الى 40% من استهلاك المكيفات للطاقة الكهربائية.
ثالثاً: تقليل تكلفة الطاقة
إن الطلب العالي على الطاقة في وقت محدد يؤدي إلى رفع كلفتها بسبب ارتفاع تكاليف إنتاج الطاقة الرأسمالية وعدم توظيف طاقات التشغيل بشكل مثالي، بالإضافة الى تكاليف التشغيل والصيانة الإضافية.
ويمكن باستخدام نظام عزل حراري جيد إطالة مدة انتقال الحرارة للمبنى الذي يؤدي إلى تقليل استهلاك الكهرباء وبالتالي تخفيض الحمل على الشبكات وقت الذروة.
رابعاً: تقليل التكاليف الرأسمالية وتكاليف التشغيل والصيانة
إن استخدام نظام عزل جيد يقلل من سعة أجهزة "التبريد / التدفئة" المطلوبة مما يقلل من التكاليف الاستثمارية، كما أن استخدام أنواع العوازل المناسبة المخففة للأحمال يقلل من تكاليف الإنشاء، ويؤدي أيضا إلى حماية الأجهزة والمعدات من خلال إطالة عمرها الفعال، والمحافظة على كفاءتها، وبالتالي تقليل تكاليف التشغيل والصيانة لتلك الأجهزة.
خامساً: تقليل مستوى الضجيج.
إن معظم عوازل الحرارة تتمتع بقدرات متفاوتة على عزل الصوت، مما يقلل من مستويات الضجيج.
سادساً: التحكم في نفاذ البخار
إن سرعة تسرب الحرارة في عناصر المبنى ذات المحتوى المائي المرتفع "سواء على شكل ماء أو بخار ماء" إضافة إلى ما يسببه تكاثف بخار الماء من أضرار للمباني يجعل استخدام عوازل حرارة ذات خلايا مغلقة أو حاجزا لمنع نفاذ البخار أمراً ضرورياً ومفيداً، كما أن بالإمكان من خلال التصميم المدروس واستخدام عازل الحرارة المناسب التحكم في مستوى التكثيف في عناصر المبنى، ووضع حاجز منع البخار عند النقطة التي سيحدث فيها التكثيف.
سابعاً: تقليل التشققات
يحدث التمدد والتقلص المفاجئ في عناصر المبنى التي لا تتمتع بالمرونة الكافية لمقاومة هذا التمدد والتقلص السريع عند حدوث الصدمة الحرارية، وتتعرض معظم المباني المكيفة بشكل شبه يومي إلى هذه الظاهرة الطبيعية، ويعتمد تأثر المباني بالصدمة الحرارية على نوع المواد المستخدمة من حيث الموصلية والسعة الحرارية، وإن توفير الاستقرار الحراري يقلل بشكل كبير من نفقات الترميم الباهظة التي أصبحت بعد اكتمال معظم البنية التحتية في منطقة الخليج العربي تستنزف أموالا كثيرة.
ثامناً: تخفيف الأحمال الإنشائية
يمكن بالاستعاضة عن بعض مواد البناء التقليدية تخفيف نسبة عالية من الأحمال، فعلى سبيل المثال يُمكن استخدام بلوكات الهوردي ستايرين ذات الوزن الخفيف لتوفير ما يزيد عن 95% من وزن البلوك الهوردي المستخدم في الأسقف، كما يمكن باستخدام ألواح العزل المائلة الاستعاضة عن خرسانة الميول العادية أو الخفيفة، وبالتالي توفير ما يزيد على 95% من وزن خرسانة الميول.
تاسعاً: مقاومة الحريق
تتمتع عوازل الحرارة بقدرات متفاوتة على مقاومة الحريق، فبعض العوازل الحرارية تقاوم ارتفاع درجات الحرارة مثل الصوف الصخري والصوف الزجاجي والبيرلايت، والبعض الآخر من العوازل ينصهر أو يحترق أو يخرج دخانا عند درجات حرارة معينة مثل البوليسترين والبولي يوريثين.
عاشراً: المساهمة في حماية البيئة
من المعروف أن استخدام الوسائل الميكانيكية للتكييف يساعد على انبعاث الغازات الضارة بالبيئة مثل ثاني أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين التي تنتج عن احتراق الطاقة اللازمة لتشغيل أجهزة التكييف ، ويمكن تقليلها بشكل كبير باستخدام عوازل الحرارة.