موصلية البولستار الحرارية

أنواع توصيل الحرارة في البوليسترين

هناك نوعان من توصيل الحرارة في البوليسترين: البوليسترين الموسع (EPS) والبوليسترين المبثوق (XPS).

• 1. البوليسترين الموسع (EPS)

  يتم إنشاء حبيبات البوليسترين من خلال إعادة تدوير المواد واستخدام البخار. ثم يتم توسيع الحبيبات ودمجها لتشكيل رغوة صلبة تُعرف باسم البوليسترين الموسع (EPS). يقلّ كثافة EPS عن XPS، حيث يتراوح بين 10 و 30 كجم/م3.

  توصيل الحرارة: تتمتع EPS بتوصيل حراري (قيمة λ) تتراوح بين 0.032 و 0.038 W/m·K). على الرغم من أنّ قيمة R لكل إنش أقل من XPS، إلا أنّ فعاليته من حيث التكلفة تجعله اختيارًا شائعًا لمشاريع العزل.

  التطبيقات: نظرًا لفعاليته من حيث التكلفة وخصائصه العازلة الجيدة، يتم استخدام EPS على نطاق واسع في التعبئة والتغليف، وعزل المباني (الأسطح، والجدران، والأساسات)، والتطبيقات تحت الأرض. كما يتم استخدامه لصنع أكواب الرغوة، والمبردات، ومنتجات أخرى مصبوبة.

• 2. البوليسترين المبثوق (XPS)

  يتم إنتاج XPS من خلال عملية كيميائية تتضمن بثق راتينج البوليسترين المنصهر الممزوج بعوامل النفخ والمواد المضافة. تُنتج هذه العملية لوحًا متواصلًا من عزل رغوة البلاستيك.

  الكثافة: يمتلك XPS كثافة أعلى من EPS، تتراوح عادةً بين 25 و 45 كجم/م3.

  توصيل الحرارة: يمتلك XPS توصيلًا حراريًا أقل (قيمة λ) يتراوح بين 0.029 و 0.035 W/m·K). وهذا يعني أنّ XPS يوفر قيمة R أعلى لكل إنش من السماكة.

  التطبيقات: يُستخدم XPS بشكل شائع في التطبيقات التي تتطلب مقاومة للرطوبة وقوة ضغط عالية، مثل جدران الأساسات تحت الأرض، وأسطح السقوف المعزولة، والعزل المحيطي. كما يتم استخدامه في تطبيقات مثل هياكل الشاحنات المبردة والحاويات.

وظائف وميزات توصيل الحرارة في البوليسترين

• العزل:

  يستخدم كلا نوعي توصيل الحرارة في البوليسترين، الموسع والمبثوق، للعزل. هذه مادة تبطئ من انتقال الحرارة. تُستخدم ألواح العزل هذه في جدران المباني، والأسطح، والأساسات، والأنابيب. تساعد هذه الألواح العازلة على الحفاظ على دفء المباني في فصل الشتاء و برودة في فصل الصيف. كما تُستخدم أيضًا لعزل خزانات المياه والأماكن المبردة. يعمل العزل على تقليل فقد أو اكتساب الحرارة، مما يساعد على الحفاظ على الطاقة.

• خفيف الوزن وسهولة التعامل:

  كلا نوعي عزل البوليسترين خفيف الوزن. وهذا يجعله سهل الحمل والتعامل معه أثناء البناء. يمكن قص ألواح العزل إلى أحجام وأشكال مختلفة دون إضافة الكثير من الوزن. يسهل خفة وزنه وسهولة التعامل معه خفض تكاليف العمالة وجعل مشاريع البناء أكثر كفاءة.

• مقاومة الرطوبة:

  يحتوي عزل البوليسترين على بنية ذات خلايا مغلقة. وهذا يجعله مقاومًا للماء والرطوبة. لا تخترق المياه ألواح العزل أو تمتصها. تجعله مقاومة الرطوبة مثاليًا لعزل الأساسات والمناطق المعرضة للماء. من الأمثلة على ذلك: حول أحواض السباحة وصهاريج المياه تحت الأرض. كما يمنع نمو العفن والفطريات.

• فعال من حيث التكلفة:

  يُعدّ عزل البوليسترين أرخص من مواد العزل الأخرى مثل البولي يوريثان. وهذا يجعله اختيارًا شائعًا للبنائين الذين يرغبون في تقليل ميزانيتهم. على الرغم من أنّ سعره أرخص، إلا أنّه لا يزال يتمتع بخصائص عزل جيدة. يساعد هذا على تقليل تكاليف الطاقة على المدى الطويل.

• قوة ضغط عالية:

  يحتوي عزل البوليسترين المبثوق على قوة ضغط عالية. وهذا يعني أنّه يمكن أن يتحمل الضغط دون انهيار أو سحق. وهذا يجعله مثاليًا للتطبيقات في المناطق التي تحمل الأحمال، مثل جدران الأساسات وقوالب الخرسانة المعزولة. توفر قوته استقرارًا طويل الأمد وتوصيلًا حراريًا موثوقًا به.

• كفاءة حرارية:

  يحتوي عزل البوليسترين على قيمة توصيل حراري منخفضة. وهذا يعني أنّه يوفر عزلًا جيدًا. يمتلك النوع المبثوق قيمة توصيل حراري أقل من النوع الموسع. تساعد ألواح العزل على تقليل فقد الحرارة في المباني. وهذا يحافظ على دفء المبنى ويقلل من الحاجة للتدفئة. في المناخات الحارة، يقلل من الحاجة لتكييف الهواء.

سيناريوهات توصيل الحرارة في البوليسترين

• البناء والإنشاء:

  يستخدم البوليسترين على نطاق واسع في بناء المباني السكنية والتجارية. نظرًا لتوصيله الحراري المنخفض، غالبًا ما يُستخدم كعزل في الجدران الخارجية، والأسطح، والأساسات. يساعد هذا على الحفاظ على دفء المنازل والمباني في الشتاء و برودة في الصيف. ويؤدي ذلك إلى توفير الطاقة وتقليل فواتير المرافق. كما يُستخدم لعزل الأنابيب وخزانات التخزين. وهذا يقلل من فقد الحرارة ويحسن كفاءة الطاقة. يُعدّ البوليسترين الموسع (EPS) والبوليسترين المبثوق (XPS) أكثر الأنواع شيوعًا في صناعة البناء.

• الزراعة:

  يستخدم البوليسترين كعازل اقتصادي وفعال للبُنى في القطاع الزراعي. وهذا يشمل البيوت الزجاجية، والحظائر، وملاجئ الحيوانات. تُنشئ خصائصه الحرارية بيئة مُتحكم فيها لزراعة النباتات في البيوت الزجاجية. كما يساعد على حماية الماشية والدواجن من درجات الحرارة القصوى. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم لتصنيع أواني الزراعة والعلب المعزولة.

• التبريد وتكييف الهواء:

  يستخدم البوليسترين للعزل في الثلاجات، والمجمدات، والمبردات. يساعد توصيله الحراري المنخفض على الحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة. وهذا أمر مهم بشكل خاص بالنسبة للأغذية القابلة للتلف والمواد الصيدلانية. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم لعزل المكثفات، والمبخرات، وخزانات التخزين في أنظمة تكييف الهواء.

• التعبئة والتغليف:

  يستخدم البوليسترين لتصنيع حاويات التعبئة والتغليف المعزولة. هذه لحمل المواد الحساسة لدرجة الحرارة مثل الطعام ومنتجات الألبان واللقاحات. يضمن توصيله الحراري المنخفض بقاء محتوياتها عند درجة الحرارة المطلوبة أثناء النقل. وهذا أمر مهم بشكل خاص للشحنات التي تتطلب درجات حرارة مُبردة أو مُجمدة.

• منتجات المستهلك:

  يستخدم البوليسترين في بناء المبردات والحاويات المعزولة. تُستخدم هذه لحمل وتخزين الطعام والمشروبات. تساعد خصائصه الحرارية على إبقاء المشروبات والأطعمة ساخنة أو باردة حسب الحاجة. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم في تصنيع عبوات الطعام والشراب المعزولة، مثل الأكواب، والأطباق، وعبوات التوصيل.

• التطبيقات الصناعية:

  غالبًا ما تُستخدم رغوة PS لعزل خزانات المياه الساخنة والأنابيب. يقلل توصيله الحراري المنخفض من فقد الحرارة ويحسن كفاءة الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم لعزل الأفران الصناعية، والأفران، والفرن.

• التطبيقات المتخصصة:

  يستخدم البوليسترين في بناء أغلفة المباني المعزولة. وهذا يشمل القباب، والخيام، والبُنى المؤقتة. يساعد توصيله الحراري المنخفض على الحفاظ على درجات حرارة مستقرة. وهذا في كل من المناخات الحارة والباردة. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم في تصنيع معدات واستكشاف القطب الشمالي والقطب الجنوبي المعزولة.

كيفية اختيار توصيل الحرارة في البوليسترين

• النظر في الغرض

  عند اختيار توصيل حراري لغرض معين، من المهم مراعاة الاستخدام المقصود. على سبيل المثال، إذا كان من المفترض استخدام صفائح البوليسترين للبناء أو الإنشاء، فيجب اختيار النوع المناسب لهذا الاستخدام.

• التحقق من السماكة

  عامل أساسي يجب مراعاته عند اختيار ألواح عزل البوليسترين الموسع أو المبثوق هو سمكها. بشكل عام، توفر اللوحة السميكة عزلًا أفضل بسبب توصيلها الحراري المنخفض. ومع ذلك، سيحدد الاستخدام المقصود مدى سمك اللوحة.

• تقييم التكلفة

  عند اختيار لوح عزل البوليسترين، من المهم مراعاة سعره. من المهم أيضًا إيجاد توازن بين الجودة والقدرة على تحمل التكاليف. يجب أن يكون الخيار المثالي واحدًا مُناسبًا من حيث السعر، ولكنه يلبي أيضًا متطلبات العزل. سيمنع ذلك من اختيار خيار أرخص يثبت أنّ جودته رديئة أو خيار باهظ الثمن بشكل غير ضروري.

• تقييم البيئة

  يجب تقييم البيئة التي سيتم استخدام ألواح عزل البوليسترين فيها ومراعاتها. يشمل ذلك عوامل مثل درجة الحرارة، والرطوبة، وما إذا كانت المساحة مُعرضة لأشعة الشمس. هذا لأنّ البيئات المختلفة ستستجيب بشكل مختلف لألواح العزل المختلفة.

• التحقق من الشهادات

  من المهم التحقق مما إذا كانت ألواح عزل البوليسترين تحمل أي شهادات. سيأتي المنتج الجيد مع شهادة تُظهر أنّه يلبي معايير معينة. يشير المنتج المُعتمد إلى راحة البال، مع العلم أنّه تم اختباره وأثبت أدائه كما هو متوقع.

أسئلة وأجوبة حول توصيل الحرارة في البوليسترين

س1: هل من الأفضل استخدام صفائح البولي كربونات أو البوليسترين للعزل الحراري؟

ج1: عندما يتعلق الأمر بالعزل الحراري، تتفوق صفائح البولي كربونات على البوليسترين. تتمتع البولي كربونات بتوصيل حراري أقل وتوفر مقاومة أفضل للصدمات. ومع ذلك، يُعدّ البوليسترين خيارًا أكثر فعالية من حيث التكلفة ويُقدم عزلًا كافيًا للعديد من التطبيقات.

س2: هل يمكن إعادة تدوير البوليسترين؟

ج2: نعم، يمكن إعادة تدوير البوليسترين القابل للتوسع. غالبًا ما يُشار إليه باسم "المواد المفقودة" لأنّه يجب جمعه ونقله إلى منشأة إعادة تدوير. ومع ذلك، يمكن إعادة تدوير المواد المُجمعة إلى عبوات أو منتجات معزولة جديدة.

س3: كيف يؤثر سمك البوليسترين على توصيله الحراري؟

ج3: لا يؤثر سمك البوليسترين على توصيله الحراري. بينما يبدو من المنطقي أنّ المادة السميكة ستوفر عزلًا أفضل، إلا أنّه ليس هذا هو الحال. وفقًا لقانون المقاومة، تتأثر المقاومة الإجمالية لتدفق الحرارة بشكل مباشر بسمك المادة. لذلك، ستكون للمادة السميكة قيمة U وقيمة R أقل، مما يؤدي إلى عزل أفضل.

س4: ما هي عيوب البوليسترين؟

ج4: أحد العيوب الرئيسية للبوليسترين هو أنّه أكثر عرضة للتلف من أشعة الأشعة فوق البنفسجية والمذيبات. يمكن أن يؤدي التعرض الطويل لأشعة الأشعة فوق البنفسجية إلى تدهور EPS، مما يؤدي إلى انخفاض خصائصه الميكانيكية. كما أنّ EPS لديه مقاومة أقل للصدمات مقارنةً بمواد العزل الأخرى مثل البولي إيثيلين.