🌡️ عملکرد عایق حرارتی بلوک هبلکس | کاهش مصرف انرژی با دیواری هوشمند

بررسی عملکرد عایق حرارتی بلوک هبلکس

مقدمه

با توجه به روند فزاینده مصرف انرژی در ساختمان ‌ها و الزامات روزافزون مربوط به صرفه ‌جویی انرژی در مقررات ملی ساختمان، انتخاب مصالحی با عملکرد مناسب در حوزه عایق‌کاری حرارتی اهمیت ویژه ‌ای پیدا کرده است. در این میان، بلوک هبلکس (Autoclaved Aerated Concrete – AAC) به عنوان یکی از مصالح ساختمانی نوین و مهندسی ‌شده، به دلیل ساختار متخلخل و سبک خود، توانسته است جایگاه ویژه‌ ای در میان طراحان، مهندسان و سازندگان کسب کند. ساختار سلولی هبلکس، که حاصل فرآیند اتوکلاو و ترکیب دقیق مواد اولیه است، موجب کاهش ضریب هدایت حرارتی آن شده و این ویژگی، هبلکس را به گزینه ‌ای مناسب جهت ارتقاء عملکرد حرارتی پوسته خارجی ساختمان ‌ها بدل کرده است. عملکرد مطلوب این نوع بلوک ‌ها در کاهش تبادل حرارت میان فضای داخلی و محیط بیرونی، نه تنها به بهینه‌ سازی مصرف انرژی کمک می‌کند، بلکه موجب افزایش آسایش حرارتی ساکنان نیز می‌شود.

در این مقاله، ضمن معرفی ویژگی‌های فنی و ساختاری بلوک هبلکس، عملکرد حرارتی آن بر اساس استانداردها و شاخص‌ های مهندسی تحلیل شده و نقش آن در کاهش مصرف انرژی در ساختمان‌ ها مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

ساختار و ترکیب بلوک هبلکس و تاثیر آن بر عملکرد حرارتی

بلوک هبلکس یا بتن گازی اتوکلاو شده (AAC)، نوعی بتن سبک است که از ترکیب دقیق موادی همچون سیلیس، آهک، گچ، سیمان، پودر آلومینیوم و آب ساخته می‌شود. در فرآیند تولید، واکنش شیمیایی میان آلومینیوم و هیدروکسید کلسیم موجب تولید گاز هیدروژن و تشکیل میلیون‌ ها حفره ریز درون بتن می‌شود که این حباب ‌ها پس از اتوکلاو شدن (فرآیند پخت تحت فشار و دمای بالا) به صورت پایدار در ساختار بلوک باقی می‌مانند. این حفره‌ های هوا، عامل اصلی سبک ‌وزنی و همچنین عملکرد مطلوب حرارتی هبلکس به شمار می‌آیند. هوای محبوس ‌شده در منافذ ریز این بلوک ‌ها، مانعی مؤثر در برابر انتقال حرارت بوده و باعث کاهش چشم‌گیر ضریب هدایت حرارتی (λ) در مقایسه با مصالح متداول مانند آجر فشاری، سفال یا بتن سنگین می‌شود. به طور معمول، ضریب هدایت حرارتی بلوک هبلکس در حدود ۰٫۱۱ تا ۰٫۱۳ W/mK است که این مقدار بسته به چگالی و شرایط تولید ممکن است اندکی متفاوت باشد. همچنین، یکنواختی ساختار داخلی و فقدان پل ‌های حرارتی در بلوک هبلکس، عملکرد آن را از نظر پایداری حرارتی تقویت می‌کند. بدین ترتیب، استفاده از این مصالح در دیوارهای خارجی ساختمان منجر به کاهش انتقال گرما در تابستان و جلوگیری از اتلاف گرمای داخلی در زمستان خواهد شد.

تاثیر هبلکس بر کاهش مصرف انرژی و آسایش حرارتی

کاهش اتلاف انرژی و ارتقای آسایش حرارتی ساکنان از مهم ‌ترین اهداف در طراحی و اجرای ساختمان‌ های نوین است. بلوک هبلکس با ویژگی ‌های فنی خاص خود، نقش قابل ‌توجهی در تحقق این اهداف ایفا می‌کند. ساختار سلولی و ضریب انتقال حرارت پایین این نوع بلوک، امکان کنترل تبادل حرارتی میان فضای داخل و خارج ساختمان را فراهم می‌آورد و این ویژگی در شرایط اقلیمی متنوع ایران، به ‌ویژه در مناطقی با نوسانات دمایی بالا، مزیتی چشمگیر به شمار می‌آید. بررسی های انجام شده نشان می‌دهد که استفاده از دیوارهای ساخته ‌شده با بلوک هبلکس، می‌تواند منجر به کاهش قابل‌ ملاحظه ‌ای در بار گرمایشی و سرمایشی سالانه شود. این موضوع مستقیماً منجر به کاهش مصرف انرژی تجهیزات تأسیساتی نظیر پکیج، کولر گازی یا چیلر می‌گردد و نهایتا صرفه‌جویی اقتصادی بلندمدت برای بهره‌ بردار ساختمان به همراه دارد. از طرفی با توجه به ظرفیت گرمایی ویژه مناسب و یکنواختی رفتار حرارتی هبلکس، تغییرات دمایی در فضای داخلی به ‌صورت تدریجی اتفاق می‌افتد. این موضوع باعث می‌شود احساس راحتی حرارتی در ساکنان افزایش یابد و نوسانات دمایی ناگهانی که عامل نارضایتی و کاهش بهره ‌وری افراد در محیط‌ های مسکونی و اداری است، کاهش پیدا کند. همچنین، با توجه به افزایش اهمیت مقررات ملی ساختمان، به ‌ویژه مبحث ۱۹ که به صرفه ‌جویی انرژی اختصاص دارد، استفاده از مصالحی همچون هبلکس می‌تواند نقش مهمی در اخذ برچسب انرژی ساختمان، دریافت پایان‌کار قانونی، و بهره‌ مندی از مشوق‌ های مربوط به ساختمان‌های سبز ایفا کند. در نهایت باید توجه داشت که عملکرد حرارتی بلوک هبلکس زمانی به حداکثر کارایی خود می‌رسد که با اجرای دقیق، جزئیات فنی، استفاده از درزگیرهای مناسب، چسب‌ های استاندارد، و نازک‌کاری به روش خشک همراه شود.

انطباق عملکرد حرارتی هبلکس با الزامات مبحث 19 مقررات ملی ساختمان

مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان به عنوان مرجع در حوزه بهینه ‌سازی مصرف انرژی در ساختمان ‌ها، ضوابط و الزامات مشخصی، برای طراحی پوسته خارجی ساختمان از منظر حرارتی تعیین کرده است. این الزامات، شامل حداکثر مجاز ضریب انتقال حرارت کلی دیوارها (U-value) و دیگر اجزای ساختمان در مناطق اقلیمی مختلف ایران می‌باشد. ضریب انتقال حرارت کلی دیوار (U) به عوامل مختلفی مانند نوع مصالح، ضخامت لایه‌ها، اتصالات، و نحوه اجرای نازک‌کاری وابسته است. در این میان، انتخاب مصالح پایه ‌ای با ضریب هدایت حرارتی پایین، تأثیر بسزایی در کاهش U-value و تحقق الزامات قانونی دارد.

مطالعات تحلیلی و محاسبات نرم ‌افزاری نشان داده ‌اند که در بسیاری از موارد، دیوارهای ساخته‌ شده با بلوک هبلکس نیاز به هیچ ‌گونه عایق‌کاری اضافی (نظیر پلی ‌استایرن یا پشم سنگ) ندارند و به‌تنهایی قادر به تامین الزامات مبحث 19 در خصوص مصرف انرژی ساختمان هستند. این موضوع باعث کاهش هزینه‌ های اجرایی، افزایش سرعت ساخت و کاهش خطا های اجرایی در مقایسه با روش‌های سنتی عایق‌کاری می‌شود. علاوه بر آن، استفاده از سیستم‌های نازک‌کاری خشک روی بلوک هبلکس، در صورت اجرای دقیق، می‌تواند عملکرد حرارتی دیوار را ارتقاء داده و همچنین از تشکیل پل ‌های حرارتی جلوگیری نماید؛ موضوعی که مورد تأکید صریح مبحث ۱۹ نیز قرار گرفته است. بنابراین، می‌توان نتیجه گرفت که بلوک هبلکس به عنوان یک مصالح ساختمانی هم ‌راستا با رویکرد های نوین ساخت ‌و ساز پایدار و کم ‌مصرف، کاملاً با الزامات مبحث ۱۹ سازگار است و می‌تواند به عنوان راهکاری مطمئن جهت ارتقاء سطح انرژی ساختمان ‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

مقایسه بین بلوک هبلکس و بلوک لیکا از نظر عملکرد عایق حرارتی

با توجه به اینکه ضریب هدایت حرارتی در بلوک هبلکس در بازه ‌ای بین ۰٫۱۱ تا ۰٫۱۳ W/m·K و در بلوک لیکا بین ۰٫۲ تا ۰٫۳۳ W/m·K قرار دارد، می‌توان نتیجه گرفت که بلوک هبلکس به واسطه ساختار یکنواخت، متخلخل و ضریب انتقال حرارت پایین‌ تر، از منظر عملکرد حرارتی، عملکردی به ‌مراتب مؤثرتر و بهینه‌ تر نسبت به بلوک لیکا دارد.

از سوی دیگر، باید در نظر داشت که نوع و ضخامت ملات مصرفی نیز در عملکرد نهایی حرارتی دیوار نقش مهمی ایفا می‌کند. در سیستم اجرای دیوار با بلوک لیکا، ضخامت ملات ماسه‌ سیمان معمولاً حدود ۱۵ میلی‌ متر در هر رج است که به ‌دلیل ضریب هدایت حرارتی بالای ملات، نه ‌تنها خاصیت عایق ندارد، بلکه به عنوان پل حرارتی عمل می‌کند. این در حالی است که در دیوارچینی با بلوک هبلکس، به ‌واسطه استفاده از چسب مخصوص با ضخامت حدود ۳ میلی‌متر در هر رج، تلفات حرارتی از محل درزها به حداقل ممکن کاهش یافته و یکنواختی حرارتی دیوار حفظ می‌شود. در نتیجه، علاوه بر برتری ذاتی بلوک هبلکس از لحاظ جنس و ساختار، جزئیات اجرایی آن نیز نقش تقویتی در عملکرد عایق حرارتی دیوار ایفا کرده و موجب می‌شود سیستم دیوار هبلکس در مجموع، نسبت به دیوار لیکا عملکرد حرارتی مطلوب‌ تر، پایدارتر و مؤثرتری داشته باشد.

کلام آخر

در عصر حاضر که افزایش بهره ‌وری انرژی و دستیابی به ساختمان ‌های کم‌ مصرف به یک ضرورت ملی تبدیل شده است، انتخاب مصالح ساختمانی با عملکرد حرارتی مطلوب نقش بسزایی در دستیابی به این هدف ایفا می‌کند. در این میان، بلوک هبلکس با ساختار سلولی، وزن سبک، و ضریب هدایت حرارتی پایین، به عنوان گزینه ‌ای برتر در مقایسه با مصالح سنتی و حتی نیمه‌ صنعتی مانند بلوک لیکا مطرح است. مطالعات و محاسبات حرارتی نشان می‌دهند که دیوارهای ساخته‌ شده با بلوک هبلکس، در ضخامت ‌های متعارف و بدون نیاز به عایق‌کاری مضاعف، قادرند الزامات حرارتی مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان را تأمین کرده و سهم قابل ‌توجهی در کاهش بار گرمایشی و سرمایشی ساختمان‌ ها داشته باشند. همچنین استفاده از چسب ‌های مخصوص با ضخامت کم به جای ملات سنتی، از ایجاد پل ‌های حرارتی جلوگیری کرده و یکنواختی عملکرد حرارتی را تضمین می‌نماید. در مقایسه با بلوک لیکا، هبلکس نه ‌تنها ضریب انتقال حرارت پایین‌تری دارد، بلکه جزئیات اجرایی آن نیز در راستای کاهش اتلاف انرژی طراحی شده است. از این رو، می‌توان گفت که هبلکس راهکاری مهندسی‌شده و مقرون ‌به صرفه برای ساخت دیوارهایی با عملکرد حرارتی بالا، آسایش بیشتر ساکنان و کاهش هزینه ‌های بهره‌برداری انرژی در بلند مدت محسوب می‌شود.

گروه صنعتی بیلدر – www.digibuilder.ir عرضه کننده بلوک های هبلکس در سایز های متفاوت به همراه چسب و کلیه اتصالات می باشند. کارشناسان این مجموعه آماده پاسخگویی 05631086 به سوالات شما در خصوص جزییات اجرایی نازک کاری خشک روی دیوار هبلکس , خرید و قیمت بلوک هبلکس و مشاوره رایگان جهت انتخاب بهترین روش اتصال می باشند.