پل‌های حرارتی در عایق‌بندی ساختمان‌ها

پل‌های حرارتی در عایق‌بندی

تعریف پل‌های حرارتی

پل‌های حرارتی در عایق‌بندی نقاطی در پوسته ساختمان هستند که مقاومت حرارتی آن‌ها به دلیل ناپیوستگی در لایه عایق کاهش یافته است. این پدیده باعث افزایش موضعی نرخ انتقال حرارت می‌شود و می‌تواند منجر به اتلاف انرژی و مشکلاتی در آسایش حرارتی گردد.

علل ایجاد پل‌های حرارتی

پل‌های حرارتی به دلایل مختلفی در ساختمان‌ها ایجاد می‌شوند:

1. وجود اجزای با رسانایی حرارتی بالا
   استفاده از موادی مانند پروفیل‌های فلزی که به‌طور مداوم از داخل به خارج دیوار یا سقف امتداد دارند، می‌تواند باعث ایجاد پل‌های حرارتی شود.
2. تغییرات ضخامت در مواد
   کاهش موضعی ضخامت مواد، به‌ویژه عایق حرارتی، در بخش‌هایی از پوسته ساختمان مقاومت حرارتی را کاهش می‌دهد و پل حرارتی ایجاد می‌کند.
3. ناپیوستگی لایه‌ها در اتصالات
   عدم پیوستگی لایه عایق در محل اتصالات بین دیوارهای خارجی و دیوارها یا کف‌های داخلی، نقاط ضعف حرارتی را به وجود می‌آورد.

اثرات پل‌های حرارتی

1. افزایش اتلاف حرارت :پل‌های حرارتی می‌توانند تا ۴۰ درصد از کل انتقال حرارت از پوسته ساختمان را به خود اختصاص دهند و تقاضای گرمایش یا سرمایش ساختمان را افزایش دهند.
2. ایجاد تراکم سطحی :در فصل‌های سرد، پل‌های حرارتی باعث کاهش دمای سطحی شده و تراکم بخار آب و رشد کپک را افزایش می‌دهند که می‌تواند کیفیت هوای داخل ساختمان را تحت تأثیر قرار دهد.
3. راحتی ساکنان :ناهماهنگی دمایی ناشی از پل‌های حرارتی ممکن است منجر به ایجاد نقاط سرد یا جریان‌های هوای ناخوشایند شود.

دسته‌بندی پل‌های حرارتی

پل‌های حرارتی بر اساس هندسه و رفتار حرارتی خود به دو دسته تقسیم می‌شوند:

1. پل حرارتی خطی (دو‌بعدی)
   این نوع پل در لبه‌ها یا محل اتصالات، مانند اتصال دیوارهای خارجی به کف‌ها، رخ می‌دهد. ضریب انتقال حرارت خطی ΨW/(m⋅K) برای اندازه‌گیری این نوع پل استفاده می‌شود. انتقال حرارت کل این نوع پل از رابطه زیر محاسبه می‌شود:

Q=Ψ⋅L⋅Δدر این رابطه، L طول پل حرارتی و ΔT اختلاف دما است.

2.پل حرارتی نقطه‌ای (سه‌بعدی)
این نوع پل حرارتی در نقاط خاص مانند اتصال کف با دیوارهای خارجی رخ می‌دهد. ضریب انتقال حرارت نقطه‌ای χ [W/K] برای این موارد استفاده می‌شود و انتقال حرارت کل از رابطه زیر محاسبه می‌شود

Q=χ⋅ΔTQ

راهکارهای کاهش پل‌های حرارتی

1. استراتژی‌های بهبود عایق‌بندی
   • لایه‌های عایق را به‌صورت پیوسته در تمام اجزای ساختمان ادامه دهید.
   • استفاده از شکست‌های حرارتی در موادی با رسانایی حرارتی بالا مانند فلزات توصیه می‌شود.
2. طراحی بهینه
   • از نرم‌افزارهای طراحی پیشرفته برای شناسایی و کاهش پل‌های حرارتی در مراحل اولیه طراحی استفاده کنید.
   • محاسبات مطابق استاندارد ISO EN 10211-1 انجام شود.
3. استفاده از مواد با کارایی بالا
   • جایگزینی مواد ساختمانی معمولی با مواد کم‌رسانا مانند ژل‌های هوا و پنل‌های عایق خلأ می‌تواند مؤثر باشد.
4. تکنیک‌های پیشرفته ساخت و ساز
5. نصب صحیح عایق برای جلوگیری از شکاف یا فشردگی.
6. استفاده از تصویربرداری حرارتی برای شناسایی و رفع پل‌های حرارتی در طول و پس از ساخت.

نمونه‌هایی از پل‌های حرارتی

1. تیرهای فولادی در دیوارهای عایق‌دار
   تیرهای فولادی که از دیوارهای عایق‌دار عبور می‌کنند، مسیرهای مستقیم انتقال حرارت ایجاد می‌کنند و مقاومت حرارتی کل دیوار را کاهش می‌دهند.

2.قاب‌های پنجره
قاب‌های پنجره، به‌ویژه قاب‌های آلومینیومی بدون شکست حرارتی، به‌عنوان پل‌های حرارتی خطی عمل می‌کنند.

3.اتصالات دیوار و کف
محل اتصال دیوارهای خارجی با کف‌ها معمولاً عایق‌بندی ضعیفی دارند که منجر به اتلاف حرارت می‌شود.

4.نفوذ عناصر ساختمانی از عایق

• لوله‌ها، کانال‌ها یا اجزای ساختاری که از لایه‌های عایق عبور می‌کنند، مسیرهایی برای انتقال گرما ایجاد می‌کنند.

5.بالکن‌ها

• بالکن‌های بتنی که از دیوارهای عایق‌بندی شده عبور می‌کنند، یک پل حرارتی مهم ایجاد کرده و گرما را از داخل به خارج منتقل می‌کنند.

محاسبه و استانداردهای پل‌های حرارتی

استاندارد ISO EN 10211-1 چارچوبی برای مدل‌سازی و تعیین عملکرد حرارتی اجزای ساختمانی ارائه می‌دهد. این استاندارد روشی تجویزی است که مقادیر مقاومت حرارتی از پیش تعریف‌شده آن، اثر پل‌های حرارتی را نیز در نظر می‌گیرد و نیاز به محاسبات جداگانه را از بین می‌برد.

نتیجه‌گیری

مدیریت پل‌های حرارتی در عایق‌بندی برای طراحی ساختمان‌های بهینه از نظر انرژی ضروری است. با کاهش اتلاف حرارت و جلوگیری از مشکلاتی مانند تراکم بخار آب، عملکرد حرارتی پوسته ساختمان بهبود می‌یابد. استفاده از مواد مناسب، تکنیک‌های طراحی پیشرفته و رعایت استانداردهایی مانند ISO EN 10211-1 می‌تواند راهکار مؤثری برای مدیریت پل‌های حرارتی باشد.

منبع : مبحث 19 مقررات ملی ساختمان

گروه مهندسی بکتاش بانی با تکیه بر دانش فنی و تجهیزات پیشرفته، خدمات جامع عایق‌کاری و بهینه‌سازی انرژی ساختمان را به شما ارائه می‌نماید. با بهره‌گیری از راهکارهای نوین، مصرف انرژی ساختمان خود را کاهش داده و از محیط زیست نیز حفاظت کنید.