العزل الحراري للأسطح

إن العزل الحراري للأسطح يعتبر ضرورة ملحة فى هذه الأيام حيث تزيد
درجة حرارة الأرض العام بعد الاخر حسب التقارير الدولية لمراكز الأرصاد
نتيجة لظاهرة الاحتباس الحراري لزيادة ثاني أكسيد الكربون فى الغلاف الجوي .
نظرا لأن السطح هوأكبر مساحة من المبنى معرضه لأشعة الشمس فهو ذو أولوية
فى عملية العزل الحراري حيث يساعد على تقليل اختراق الحرارة الخارجيه لداخل المبنى مما يوفر جوا مناسبا للمعيشه وتقليل سعة المكيف المستخدم وأيضا توفير استهلاك الكهرباء ويعتبر العزل الحراري للأسطح جزءًا مكملاً لما يتم تنفيذه خلال مرحلة الهيكل الإنشائي "العظم" وذلك عند القيام بعزل الجدران المحيطة بالمبنى, إن
العزل الحراري عبارة عن عدة عوامل مترابطة بشكل كبير، يتم تنفيذها في جميع مراحل عمر المشروع بداية من الهيكل الإنشائي "العظم" وذلك عند بناء الجدران الخارجية للمبنى كما تم الإشارة إليه، وأيضاً خلال مرحلة التشطيب تستمر أعمال العزل الحراري للأسطح الخارجية المعرضة للعوامل الجوية، وكذلك زجاج النوافذ والواجهات وأبواب المداخل الرئيسية أيضاً.

يشار إلى أنه في جميع أنظمة العزل الحراري والمائي للأسطح، لا بد من توفر ميول باتجاه نقاط تصريف المطر وهذا في غاية الأهمية، يتم تنفيذ هذه الميول باستخدام الخرسانة الرغوية، والتي توفر الميول المطلوبة وتمتاز بخفة الوزن، علماً بأن الخرسانة الرغوية لا تعتبر نظاماً للعزل الحراري.

ويتم عزل الأسطح بأحد الأنظمة التالية :

أولاً نظام السطح التقليدي

بحيث تكون طبقة العازل المائي فوق طبقة العازل الحراري، وذلك لأجل حماية العازل الحراري من ملامسة الماء، خاصة عند استخدام المواد التي تكون فيها نسبة امتصاص الماء مرتفعة نسبياً، وفي هذا النظام تتعرض لفائف العازل للماء "أي العازل المائي" إلى الإجهادات الحرارية المتواصلة والناتجة عن التفاوت الكبير في درجات الحرارة بين الليل والنهار، وبين فصول السنة المختلفة والتي تؤدي إلى تمدد وتقلص هذا الغشاء حتى يفقد قدرته على العزل المائي بشكل جيد نتيجة الجفاف والتشقق الذي قد يلحق به، كذلك تتعرض لفائف العازل المائي في "النظام التقليدي" إلى الاجهادات الميكانيكية أثناء التركيب أو بعده نتيجة وجود أجهزة التكييف والأطباق الهوائية "الدش" وأعمال الصيانة على سطح المبنى وبالتالي يقل العمر الافتراضي للعازل المائي وتزداد تكاليف الصيانة، وفي حال تضررت لفائف العازل المائي فإن ذلك يؤدي إلى أضرار بالغة داخل المبنى يصعب حصرها نتيجة تسرب المياه.

ثانياً نظام السطح المقلوب

وهو الذي تكون فيه طبقة العازل الحراري فوق طبقة العازل المائي، يقوم العازل الحراري بحماية العازل المائي من الإجهادات الحرارية ومن التعرض العالي للأشعة فوق البنفسجية وكذلك من الإجهادات الميكانيكية أثناء التركيب وبعده، وهذا بالتأكيد يزيد العمر الافتراضي للفائف العازل المائي وتنخفض تكاليف الصيانة بدرجة كبيرة، وعند الرغبة في استخدام "نظام السطح المقلوب" فإنه يجب علينا اختيار العازل الحراري الأكثر مقاومة لامتصاص الماء والرطوبة. وجميع أنظمة العزل الحراري للأسطح يتم تنفيذها مع ضرورة استخدام أحد أنظمة العزل المائي ذات الجودة العالية والتي من شأنها المحافظة على سلامة المبنى وتعتبر لفائف البيتومين من أكثر المواد استخداما في عزل المياه للأسطح.

حيث ان العزل المائي يحافظ على المبنى من تسربات المياه إلى داخله ولا يقل أهمية عن العزل الحراري، حيث ان تسرب المياه يلحق الضرر على الأسقف والدهانات والأثاث وهذا الضرر المشاهد أولاً، أضرار تسرب المياه لن تقف على ما نشاهده فالمياه أو الرطوبة لها أثر كبير على حديد التسليح داخل الأسقف، مما قد يعرض سلامة المبنى للخطر.

يشار إلى أنه في جميع أنظمة العزل الحراري والمائي للأسطح، لا بد من توفر ميول باتجاه نقاط تصريف المطر وهذا في غاية الأهمية، يتم تنفيذ هذه الميول باستخدام الخرسانة الرغوية، والتي توفر الميول المطلوبة وتمتاز بخفة الوزن، علماً بأن الخرسانة الرغوية لا تعتبر نظاماً للعزل الحراري.

علما ان جميع أنظمة العزل الحراري تتمتع بقدرات متفاوتة على عزل الصوت مما يسهم كثيراً في الحد من الضجيج داخل المبنى. وتقدر التكلفة المادية لأنظمة العزل الحراري للأسطح فقط بنحو 3.5 إلى 5.5% من إجمالي تكلفة تشطيب المبنى، وتتفاوت التكاليف تبعاً للنظام المستخدم في عزل الأسطح. في حين إن إجمالي تكاليف أعمال العزل الحراري للمبني كاملاً لمرحلتي "العظم والتشطيب" فإن هذه التكلفة لا تتجاوز 5 إلى 6% من إجمالي تكاليف البناء.

المواد المستخدمه فى العزل الحراري للأسطح

تتعدد المواد المستخدمه فى العزل الحراري للاسطح ومن أفضل هذه المواد مرتبه ترتيبا تنازليا كالتالي :-

·        عزل الاسطح باستخدام رش مادة البولي يوريثان فوم

·        عزل الأسطح باستخدام الواح البوليستيرين أو الفلين

·        عزل الأسطح باستخدام الصوف الصخري

العزل الحراري للأسطح باستخدام مادة البولي يوريثان فوم أو البولي يوريثين

وهي مادة عضوية تمتاز بأن لها معامل توصيل حراري منخفض جداً وقليلة امتصاص الماء أو بخار الماء كما أنها خفيفة الوزن ومقاومة للانضغاط وتأتي بصورة ألواح جاهزة أو رش، والبولي يوريثين شائع الاستعمال كعازل حراري وخاصة في عزل الأسقف. ويتمتع العزل الحراري بهذا النوع بالمميزات الآتية  :

- مقاومته للعوامل الجوية المختلفة مع قدرة علي تحمل ضغط المياه والكيماويات .
- ينتج بكثافات وقطاعات مختلفة تناسب التصميم المطلوب
- يتفوق عن الأنواع الأخرى بطول فترة صلاحيته ومقاومته للظروف المختلفة

- يكون السطح كله عبارة عن طبقة واحدة عازلة للحرارة وعازلة لحوالي 95 % من المياة حيث لاتوجد فواصل كما فى بقية أنواع العزل الأخرى

- يتمتع بكثافة عالية فيتحمل ضغوط أكثر من بقية أنواع العزل الأخرى

- يلتصق بالسطح بدون إستخدام أي برايمر
- يمكن لصق الأنواع المنتجة بواسطة البيتومين العادي أو المطاطي

- يمكن عزل السطح ذو الاشكال الغير منتظمة والزوايا بسهولة لذلك فهو يستخدم للعزل الحراري والمائي للأسطح المعدنية كالصاج المعرج أو معالجة الساندوتش بانل

- يمكن إستخدامه كعازل حراري ومائي.

تكوين البولي يوريثان فوم

هناك نوعان من مادة البولي يوريثان الرغوي يجري انتاجها لأغراض العزل الحراري والصوتي ، وهما البولي يوريثان المرشوش ، وألواح البولي يوريثان الصلبة ، ويتم إنتاج كلا النوعين عن طريق تفاعل كيميائي بين كل من مادة الايزوثيانيت ( المادة السوداء )  مع مادة راتنجية سائلة ( المادة البيضاء ) أو البوليول، مثل الهيدروكسيل مع إضافة مواد مخفزة وغازات نافخة مثل الفلوروكربون ، وتعتمد نوعية وجودة المادة المنتجة من البوليورثين على نوع المادة الراتنجية المستعملة وكذلك المواد الاخرى الداخلة في عملية التصنيع مثل غازات النفخ ، المواد المحفزة والمواد المعيقة للاشتعال ... الخ , ويستخدم فى رش مادة البولي يوريثان فوم للأسطح ماكينة ذات ضغط عالي يصل الى 3000 psi  حيث يتم ضغط كلا المادتين منفصلتين فى خرطوم يصل طوله الى 94 م ثم يتم دمجهما فى النهاية عن طريق مسدس الرش .

من أهم الخواص التى يجب أخذها فى الإعتبار عند مراجعة أو طلب المواصفات الفنية للمادة المستخدمه من الشركة المنتجة أو من المقاول هى سرعة التفاعل والكثافة كما بالشكل الأتي :

فنلاحظ سرعة  تفاعل البولي يوريثان المستخدم فى عملية رش الاسطح   ( 12 ثانية )

أما الكثافة فتكون من 40 الى 45 كجم/م3

طريقة  عزل الأسطح باستخدام رش البولي يوريثان فوم :-

1-    يتم تنظيف الاسطح تماما من الأتربة أو العوالق أو زيوت او شحوم الخ فوجود الأتربة يقلل من قوة التصاق البولي يوريثان فوم بالسطح.

2-    يتم ضبط عددات ماكينة الرش على 2500psi  كحد أدنى ثم يتم تسخين المواد وضبط سخانات الميكنة على درجة حرارة لا تتعدى الأربعين درجة مئوية

3-    يتم رش السطح بسمك من 3 سم الى 5 سم حسب درجة الحرارة الموسمية بالمنطقة فعند العزل الحراري للأسطح فى مصر يمكن تطبيق سمك 3 سم بخلاف دول الخليج فأقل سمك يمكن تطبيقه هو 5 سم .

4-    يتم دهان السطح بطبقة من الأكريلك لحماية العزل ( البولي يوريثان فوم ) من أشعة الشمس الفوق بنفسجية حيث تعمل الأشعة على تفكيك المادة ( حرقها ) وكذلك أيضا لحمايتها من الرطوبة

5-    يتم وضع شيت من البولي ايثيلين ( المشمع ) أو طبقة من الجيوتكستيل فوق طبقة البولي يوريثان فوم كحماية إضافية للبولي يوريثان فوم ( إختياري )

6-    يتم عمل بلاط او مونة أو بلاطات خرسانية أو وضع ظلط أو حصى حسب إستخدام السطح وحسب إمكانيات المالك.

·        العزل الحراري للسطح باستخدام الواح البوليسترين

هو مادة بلاستيكية خلوية خفيفة وصلبة تتميز بالتوصيل الرديء للحرارة والانعزال الممتاز. مقاومه للضغط غير قابلة لنفوذ الماء قابلة للتدوير وسهلة الفك حيث يمكن استخدام الالواح من السقف القديم عند عمل دور ثاني عليه. تصنف عالمياً من أفضل أنواع العزل الحراري، توجد في العديد من الأشكال وتستخدم في كثيرمن تطبيقات البناء. ويوجد نوعين من البوليستيرين هما البوليستيرين المدد والبوليستيرين المشكل بالبثق

البوليسترين الممدد (البوليسترين المشكل بالقولبة):

يعتمد في انتاج مادة البوليسترين على عملية البلمرة لمادة الستايرين الخام وهي مركب كيميائي عضوي من مشتقات البترول ، ولصناعة البوليسترين يتم معالجة هذه الحبيبات حراريا وبوجود مادة محفزة ، ثم يجري خلط المركب بالماء الساخن وكميات من غاز الميثان (المساعد للتمدد) وهو ما يسمى بعملية البلمرة ، ينتج عن عملية البلمرة هذه حبيبات صغيرة من البوليسترين تكون مشبعة بغاز الميثان ، ويتم تصنيع مادة العزل الحراري من البولسترين الحبيبي الممدد على ثلاث مراحل ، وهي مرحلة التمدد الاولى للحبيبات ، ثم مرحلة إنضاج الحبيبات الممدة ، واخيرًا مرحلة القولبة ، التي يجري فيها تعبئة قوالب الإنتاج النهائي بالحبيبات الممددة ومن ثم يتم حقن الحبيبات الممددة في القوالب المغلقة ببخار الماء ، بحيث يعمل على تمدد الحبيبات وعلى تجميع سطوحها مما يؤدي الى التحامها.

البوليسترين (المشكل بالبثق):

تعتمد صناعة هذا النوع من البوليسترين على المادة الناتجة عن عملية بلمرة الستايرين والمتمثلة في حبيبات البوليسترين وتتم عملية التصنيع بوضع المادة الخام أولا وتمييعها بالحرارة في جهاز البثق ومن ثم خلطها بمادة رافعة (نافخة) غير ضارة بطبقة الأوزون ثم يجري بعدها الاستمرار في عملية بثق المادة المضغوطة الى الجو الخارجي على شكل مادة لدنه ، ويمتاز البوليسترين المشكل بالبثق في تركيبة الخلوي بدرجة عالية من التجانس وبخلاياه المغلقة وبقدرة عالية على العزل ، حيث أن معامل التوصيل الحراري لهذه المواد يعتبرمنخفضا جدا وينصح باستخدامها في المناطق المعرضة للماء أو الرطوبة دون الحاجة لاستخدام مواد أخرى لحمايتها من الماء أو الرطوبة.

والبوليسترين المشكل بالبثق يعد أقوى وأفضل من البوليسترين المشكل بالقولبه ولكنه أعلى سعرا

ولتثبيت ألواح البوليسترين يمكن استخدام برايمر كالبيتومين مثلا للصقها بالسطح أو يمكن رصها عاشق ومعشوق ثم يتم تفنيش السطح باستخدام الرمل والمونه والبلاط أو السيراميك أو وضع حصى سمك من 2سم الى 4سم حسب إمكانيات مالك العقار واستخدامه للسطح.

·        العزل الحراري للسطح باستخدام الصوف الصخري

وهو يصنع من مادة صخرية موجودة في الطبيعة، حيث يتم صهرها مباشرة في أفران خاصة، وتشكيل الناتج على هيئة لفات، وتمتاز بمعامل توصيل حراري منخفض، يستخدم في الحوائط الداخلية للبناء وعزل الأسقف. يتم صناعة الصوف الصخري من الصخور الطبيعية مثل الأحجار البازلتية ، ويمكن صناعته أيضا من خبث الحديد أو النحاس أو الرصاص بدلا من الصخور الطبيعية كمادة خام ، ويتم صهر الخبث باستخدام الفحم كوقود ، ويغزل الصوف الصخري بصورة ألياف بصب المادة المنصهرة في وعاء دائري أو قرص دوار بسرعة عالية نسبيا .
وتجفف الألياف بواسطة البخار وتبرد بسرعة لدرجة حرارة الغرفة ، ويتم رش تلك الألياف مع مادة صمغية من الفينيل ، التي تعمل كرابط ، ومن ثم يتم ضغطها ومعالجتها بتمريرها في فرن ، ويتم تقطيع الشرائح الناتجة بالحجم المناسب ، ويمكن إضافة مادة أخرى مثل الزيوت المعدنية لتقي السطح ضد الأتربة والمياه ، ولا تتأثر خواصها من حيث الثبات ومقاومة الحريق بمرور الوقت أو تغير درجات الحرارة .

وتتميز مادة الصوف الصخري بمقاومة عالية للحريق وقدرة عالية على عزل الصوت ولكن يعيبها قابليتها العالية لامتصاص الماء والرطوبة والمقاومة الضعيفة جدا للانضغاط.