عایق کاری چیست؛ انواع آن

برای جلوگیری از ورود و خروج جرم یا نوعی از انرژی از محیط بیرون به داخل و برعکس در یک سازه از عایق کاری (insulation) استفاده می‌کنند. حرارت همیشه از محیط گرم به محیط سرد منتقل می‌شود. برای همین عایق‌کاری سطوح و درزها باعث می‌شود که در فصل سرد سال گرما از داخل آن به خارج منتقل نشود. همچنین در فصل گرم سال همین عایق باعث جلوگیری از ورود یا خروج گرما از بیرون خانه به داخل خانه می‌شود. به همین دلیل عایق‌کاری برای انرژی همیشه باعث جلوگیری از اتلاف انرژی می‌شود. در کنار عایق‌های حرارتی، عایق‌های رطوبتی و صوتی هم داریم. این نوع عایق‌کاری از ورود رطوبت و صدا به یک محیط و آسیب رساندن آن جلوگیری می‌کند. ما در این مقاله قصد داریم که انواع عایق‌کاری را برای شما توضیح دهیم و کاربرد آن را زیر ذره‌بین قرار دهیم. با ما همراه باشید.

یکی از مهم‌ترین کاربردهای عایق‌کاری، در ساختمان‌ها و خطوط انتقال انرژی در صنایع بزرگ است. عایق در ساختمان سبب بهره‌وری بیشتر از انرژی می‌شود و دوام لوله‌ها و ورق‌های استفاده شده در ساختمان را بالا می‌برد. عایق می‌تواند جلوی حریق در ساختمان را بگیرد و برای ایجاد آسایش و کاهش صداهای آزاردهنده از عایق‌کاری استفاده می‌کنند. همچنین جلوگیری از نفوذ رطوبت و مقاومت در برابر خطرات شیمیایی عمر سازه را بالا می‌برد.

عایق کاری چیست؟

عایق‌کاری به اقدامی گفته می‌شود که در آن از ورود و خروج گرما، رطوبت، سرما، صدا و حرارت جلوگیری می‌شود. برای مثال، در لوله‌های انتقال آب گرم از عایق‌کاری استفاده می‌کنند تا در فصل سرد سال آب بر اثر انتقال از لوله گرمای خود را از دست ندهد. هدف مهم عایق کاری جلوگیری از هدر رفت انرژی، بهبود کارایی انرژی و کاهش هزینه‌های جانبی آن است. همچنین، عایق‌ها به کاهش آلودگی صوتی نیز کمک می‌کنند و محیطی آرام‌تر را در داخل ساختمان فراهم می‌سازند. با توجه به مزایای متعدد، انتخاب نوع عایق مناسب (حرارت، الکتریسیته، رطوبت و صوت) با توجه به نیاز و شرایط محیطی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

عایق چیست؟

عایق، ماده‌ای است که به‌عنوان یک محافظ از انتقال حرارت، سرما، صوت و الکتریسته میان دو محیط یا دو ناحیه جلوگیری می‌کند. هدف اصلی عایق‌، ممانعت از ورود جرم یا انرژی به محیط دیگری است تا از تأثیرات بیرونی محفوظ بماند. این ویژگی عایق‌کاری باعث بهینه‌سازی مصرف انرژی، کاهش هزینه‌ها و افزایش دوام سازه‌ها می‌شود. 

کاربرد عایق ‌کاری چیست؟

عایق‌ها در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از کاربردهای عایق‌کاری کنترل تراکم یک سطح مثل سطح لوله است. معمولا در شرایطی که دمای لوله کمتر از دمای محیط باشد، بخار روی لوله متراکم می‌شود. این موضوع باعث افزایش رطوبت در سطح لوله می‌شود که موجب زنگ‌زدگی و خوردگی لوله می‌شود. مورد پرکاربرد دیگر در عایق‌کاری جلوگیری از انجماد یک لوله است. در برخی از نقاط جغرافیایی ماه‌های زیادی از سال دمای هوا زیر صفر درجه سانتی‌گراد است. در این دما آب به راحتی از حالت مایع به جامد تبدیل می‌شود. آب ماده‌ای است که وقتی از حالت مایع به جامد تبدیل می‌شود، حجمش زیاد می‌شود. بنابراین جامد شدن آب علاوه بر جلوگیری از جریان آب در لوله ممکن است باعث ترکیدن لوله هم شود. عایق نمی‌تواند به طور قطعی جلوی یخ زدن آب ایستا در لوله را بگیرد ولی می‌تواند تاخیر ایجاد کند.

حفظ حرارت داخل لوله دیگر کاربرد مهم عایق‌ کردن لوله‌ است. بالا بودن دمای لوله نسبت به محیط باعث انتقال گرما از لوله به محیط و سرد شدن داخل لوله می‌شود. بنابراین برای حفظ گرما مخصوصا در نقاط سرد از عایق‌کاری لوله بهره می‌برند. همچنین برعکس این موضوع هم وجود دارد. عایق می‌تواند از لوله در برابر گرمای بسیار بالا محیط از لوله و ماده سیال آن حفاظت کند. از دیگر کاربردهای جالب عایق‌کاری، جلوگیری از انتقال نویز و صدا است! به دلیل فلزی بودن اکثر سازه‌ها، ممکن است صدا و انواع نویز به وسیله همین فلز منتقل شود و باعث آزار و اذیت دیگران شود. این اتفاق در لوله‌های فاضلاب یک ساختمان و حتی یک شهرک ممکن است رخ دهد. به همین دلیل در صورت نیاز، عایق‌کاری به کمک آرامش و آسایش شهروندان می‌آید.

انواع عایق از نظر جنس

عایق‌ها را از مواد مختلف می‌سازند. بیشتر موادی که از آن‌ها در عایق‌کاری استفاده می‌شوند از مشتقات نفتی هستند. یکی از این موارد دو ماده قیر و آب در کنار هم است. نام این امولسیون که قیرآبه است، این ماده را ساختند که بتوانند در جایی که قیر را نمی‌توان گرم کرد، از مزایای عایق‌کاری قیر در انواع ورق و لوله بهره ببرند. ترکیب قیر با گونی نوع دیگر عایق رطوبت است. این عایق پرکاربردترین عایق در ایران است. در پشت‌بام منازل این ترکیب بسیار زیاد دیده می‌شود. متریال پرکاربرد دیگر در عایق‌های به خصوص رطوبتی قطران است. قطران قطعه‌های سیاه‌رنگی است که حاصل سرد کردن بخار حاصل از حرارت دادن ذغال‌سنگ ساخته می‌شود. این ماده ممکن است هنگام ترکیب با آب باران برای گیاهان و محیط زیست خطرناک باشد، بنابراین باید هنگام استفاده از آن دقت نمود.
مواد پیش‌ساخته هم در عایق‌کاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از مهم‌ترین این مواد پشم شیشه است. این مواد معمولا از ترکیب قیر و مواد پلیمری ساخته می‌شود. ورق آلومینیوم هم گاهی برای عایق کردن نور و حرارت مورد استفاده قرار می‌گیرد. پرایمر (آستر) نوع دیگری از مواد است که می‌تواند عایق اجسام باشد. پایه این مواد معمولا از قیر و رزین و سایر افزودنی‌ها ساخته می‌شود. از مزایای این دسته از مواد، حالت مایع بودن و قابلیت اسپری و مالیدن با قلم‌مو است. مالیدن این ماده روی سطوح باعث جلوگیری از نفوذ رطوبت و مانع زنگ‌زدگی می‌شود. 
ماستیک‌ها که معمولا از پایه قیر و پلیمر و رزین‌ها ساخته می‌شوند ماده عایق‌کاری هستند. بتن و فلز و چوب و... سطوحی هستند که از این عایق‌کاری در آن‌ها ممکن است، استفاده شود. این ماده بیشتر سطوح را در برابر خطرات شیمیایی محافظت می‌کند. سیلرها که جز خانواده رنگ‌ها هستند دیگر کاندیدای محافظت از سطوح در برابر خطرات بیرونی است. این عایق علاوه بر محافظت در برابر زنگ‌زدگی، از خطراتی که نور آفتاب هم دارد نیز محافظت می‌کند. عایق‌های پلیمری علاوه بر عایق رطوبت، عایق حرارت هم هستند. این مواد که به صورت ورقه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند، در درزهای در و پنجره هم پرکاربرد هستند. عایق‌های ساخته شده بر پایه سیمانی هم بعد از خشک شدن از ورود حرارت و انرژی به خوبی محافظت می‌کنند.

انواع عایق کاری از نظر انرژی

در دنیای امروز صرفه‌جویی در انرژی به یک ضرورت تبدیل شده‌ است. یکی از ارکان‌های صرفه‌جویی در انرژی استفاده از عایق‌های انرژی است. جلوگیری از هدررفت انرژی در سقف، کف و دیواره‌های یک سازه همگی در این امر تاثیرگذار هستند. عایق‌های انرژی انواع مختلف دارند. موادی مانند پشم و خزه طبیعی انواع حیوانات و پارچه‌های ضخیم می‌تواند تا ۵۵ درصد در مصرف انرژی چه در سیستم‌های سرمایشی و چه در سیستم‌های گرمایشی صرفه‌جویی کرد. در واقع این مواد بسته‌های هوا در ساختار خود نگه می‌دارند و چون هوا یک عایق بسیار مناسب انرژی است باعث جلوگیری از انتقال گرما می‌شود.

عایق‌های حجیم نوعی عایق انرژی هستند که میلیون‌ها حباب ریز هوا را در خود نگهداری می‌کنند. این عایق انتقال گرما از طریق رسانش و تابش را کاهش می‌دهد. عایق‌های انعکاسی نوعی از عایق‌ها هستند که گرما را با بازتاب منتقل می‌کند. عایق سیلیکات هم نوعی عایق حرارتی ساخته شده از اکسید فلزات کلسیم و ذرات سیلیکا و منیزیم و آلومینیوم است. این عایق‌ در برابر شوک‌های حرارتی مقاوم است و در محیط‌های دارای دمای بسیار بالا پرکاربرد است. الیاف آزبستی دیگر نوع عایق انرژی است. این ماده داری ساختار بلوری و به شکل رشته‌ای است و در محیط‌های با خطر بالای حریق مورد استفاده قرار می‌گیرد.
از ترکیب اتیلن و پروپیلن و داین EPDM به وجود می‌آید. این ماده به عنوان عایق در مناطق سردسیر پراستفاده است. این عایق به شدت در برابر انواع مواد خورنده و خطرناک مقاوت بالایی دارد. توصیه می‌شود، ترکیب اتیلن و پروپیلن در عایق کردن سطوح در محیط نفتی استفاده نشود. تکنولوژی نانو نیز در این صنعت کاربرد دارد؛ عایق میکرو گویچه سرامیکی عایقی است که با تکنولوژی نانو ساخته شده است. این ماده که از نانوسرامیک ساخته شده، مقاومت بالایی در برابر نور خورشید و اشعه ماورای بنفش دارد. فوم PVC یک عایق بسیار قوی صوتی و حرارتی است. این عایق در برابر نفوذ بخار و رطوبت مقاومت بسیار بالایی دارد. این فوم پلیمری در برابر سایر هم‌خانواده‌هایش مقاومت بیشتری نسبت به حریق دارد. 
عایق‌های سلولوزی ساخته شده از الیاف شبیه کاغذ دیگر عایق انرژی موجود در بازار است. این محصول حاصل ترکیب پایه کاغذ با مواد چسبنده است. این عایق مقاومت بالایی در برابر آتش‌سوزی دارد و می‌تواند بسته‌های هوای بیشتری در خود نگهداری کند. پشم سنگ ساخته شده از سنگ‌های بازالت هم یک نوع عایق است. این محصول علاوه بر عایق انرژی، عایق حشرات موذی، انگل، قارچ و... هم است.

عایق کاری ساختمان

یکی از مهم‌ترین کاربرد عایق‌کاری، در ساختمان‌ها است. همانطور که اشاره کردیم، عایق در ساختمان سبب بهره‌وری بیشتر از انرژی می‌شود و دوام لوله‌ها و ورق‌های استفاده شده در ساختمان را بالا می‌برد. همچنین عایق می‌تواند جلوی حریق در ساختمان را بگیرد. حتی برای ایجاد آسایش و کاهش صداهای آزاردهنده از عایق‌کاری استفاده می‌کنند. جلوگیری از نفوذ رطوبت و مقاومت در برابر خطرات شیمیایی عمر سازه را بالا می‌برد. 
با عایق‌کاری یک ساختمان می‌توان با صرف انرژی یکسان نسبت به حالت استفاده نکردن از عایق، در زمستان خانه را پنج درجه بیشتر گرم کرد و در تابستان خانه را ۱۰ درجه بیشتر خنک نگه داشت. تقریبا تمام انواع عایق‌هایی که تا الان معرفی کردیم، در ساختمان کاربرد دارند. بنابراین سازنده‌های خانه و مراکز تجاری برای عایق‌کاری دستشان باز است. عایق کردن سطوح علاوه بر مزایای زیادی که دارد و توصیه می‌شود، از نظر قانونی لازم‌الاجرا است. طبق مبحث نوزدهم مقررات ساختمان باید مقاومت حرارتی و صرفه‌جویی در ساختمان وجود داشته باشد.

اهمیت و کاربردهای عایق‌کاری در جلوگیری از اتلاف انرژی

برای جلوگیری از انتقال حرارت و رطوبت باید از عایق استفاده کرد. با عایق‌کاری هر سطح می‌توان تا حدودی آن را در برابر نفوذ رطوبت، خوردگی و حتی آتش‌سوزی را ایمن کرد. همچنین، دانستن نکات عایق سطوح فلزی باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی در وسایل گرمایشی و حتی سرمایشی می‌شود.انواع مختلف عایق با مواد مختلف وجود دارند که غالبا از مشتقات نفتی ساخته شده‌اند. هر کدام از این عایق‌ها کاربرد مخصوص خودش را دارد. برای مثال، عایق‌های حرارتی برای جلوگیری از اتلاف گرما در سیستم‌های گرمایشی به کار می‌روند، در حالی که عایق‌های رطوبتی معمولاً در ساختمان‌ها و تاسیسات برای جلوگیری از نفوذ آب و رطوبت استفاده می‌شوند.