חומרי בידוד תרמי נפוצים
בידוד תרמי מתאר שיטות שונות וחומרים שונים המשמשים למזעור מעברי חום בין שני גופים הנושאים טמפרטורה שונה. בידוד זה מתבצע באמצעות חומרי בידוד תרמי שונים.
מהו למעשה בידוד תרמי?
בידוד תרמי בהוויתו מתאר למעשה שיטות שונות וחומרים שונים המשמשים למזעור מעברי חום בין שני גופים הנושאים טמפרטורה שונה.
מעברי החום בין שני גופים אלו יכולים להופיע בשלוש צורות שונות:
הולכה
מתבצעת דרך החומר עצמו לסוגיו השונים
הסעה
מתבצעת באמצעות תנועה של החומר כגון רוח.
קרינה
מתבצעת על ידי פליטה באמצעות קרינת חום
בידוד תרמי בא איפה למנוע מניעת הולכת חום דרך החומרים השונים, מניעת הסעה של חום או קור ומניעת קרינה על צורותיה השונות.
חומר בידוד תרמי הופיע כבר לפני אלפי שנים, ולמעשה הינו הבגד אותו עטה על גופו האדם הקדמון בצורת פרוות החיות אותם צד לעצמו לשם מחיה ופרוות החייה הניצודה שימשה למעשה הבגד הראשון ששמר על האדם מפני פגעי הטבע ובודד את גופו מטמפרטורות קיצוניות לאורך כל תקופת עונות השנה.
אם כך חומר בידוד תרמי ראשון בטבע הינו פרוות החיות שהאדם אימץ לעצמו להגן על טמפרטורות חום וקור קיצוניות שעזרו לו לשרוד בתנאי מזג אויר קשים וקיצוניים ובכך ליצור בידוד חום קור.
ברבות השנים מצא לעצמו האדם שיטות חדשות ושונות לשמירת בידוד חום גופו באמצעות חומרי בידוד שונים והחל בין היתר לארוג לעצמו בגדים בצורות שונות שהלכו והשתכללו עד ימינו אלה. בדרך זו או אחרת הפליא האדם ללמוד לעטות על גופו מספר שכבות ביגוד, שבינהם נוצרו חללי אויר כלואים המצמצמים את יכולת ההסעה של מעבר הטמפרטורה ושמירה על חום הגוף. יתרה מזו, הבגד מצמצם בצורה משמעותית את יכולת הקרנת החום מהגוף אל הסביבה. וכך אנו רואים למעשה כיצד ללא יודעין נוצר בידוד חום קור הראשון בטבע.
ממהר? עסוק? שמע אותי מקריא את המאמר עבורך
הקשיבו לפודקאסט העוסק במאמר
חומרי בידוד שונים נפוצים בשימוש יומיומי ומתחלקים בעיקר לשני סוגים, פולימרים ואחרים.
חומרי הבידוד הפולימריים הינם מוצרי לוואי של הזהב השחור – הנפט. בתהליך זיקוק הנפט מופרדים ממנו החומרים הפולימריים שמהם מיוצרים הפולאסטירן המוקצף והפוליאוריטן המוקצף שהינם חומרי בידוד תרמי וחומרים נוספים שאינם משמשים לבידוד אלא לשימושים אחרים כגון: פוליאטילן, פוליפרופילן, פוליאפוקסיד, פוליוויניל, פולימטיל, פוליקרבונט ועוד.
שני חומרי הבידוד הפולימריים הנפוצים ביותר הינם:
פוליאסטירן מוקצף הוא חומר בידוד המוכר בשמו העממי כ- קלקר
הפוליאסטירן המוקצף מיושם אך ורק במפעל מיוחד וגרגירי חומר הגלם נאפים ונכבשים לגוש גדול שלאחר תהליך הקירור נפרסים ממנו לוחות בצפיפויות של עשרים ושלושים ק״ג למ״ק ובמידות ועוביים שונים לפי הזמנת הלקוח. בתהליך היצור משולבים בדרך כלל חומרים מעכבי בעירה אך בכלליות הפוליאסטירן המוקצף אינו עמיד בשריפה.
פוליאוריטן מוקצף
הפוליאוריטן המוקצף הוא חומר בידוד תרמי המיושם על ידי ערבוב של שני חומרים ומגדיל את נפחו בזמן פעולת הריאקציה הכימית פי שלושים ותאיו הסגורים מונעים מעבר של חום וקור ויוצרים בידוד חום קור. בזמן הקצפת הפוליאוריטן המוקצף בצורה ידנית מתקבלים תאי אויר גדולים שמונעים את מעבר הטמפרטורה. ברוב המקרים מתבצעת פעולת ההקצפה באמצעות מכונה מיוחדת שעובדת בטמפרטורה קבועה של כ- 28 מעלות צלזיוס הניתנת לכיוון ובקרה אוטומטית בהתאם לטמפרטורת החום או הקור בהתאם לעונות השנה. היציקה במכונה מתבצעת בלחץ גבוה של אלף וחמש מאות פי.אס.איי ותאי האויר הנוצרים הינם קטנים וצפופים יותר בצורה משמעותית ותוצאת הבידוד התרמי המתקבלת גדולה בעשרות מונים. גם בפוליאוריטן המוקצף ניתן לשלב בתהליך יצור חומרי הגלם חומרים מעכבי בעירה אך אינו עמיד בזמן שריפה ואסור לשימוש בתוך מבנים היות ונפלטים ממנו גזים רעילים בזמן שריפה. ניתן בכל זאת להשתמש בו במקרים מסוימים בתוך מבנה בתנאי שיהיה נתון בתוך ״שכבה כלואה״. שכבה כלואה נחשבת לפחות כלוח גבס בעובי 19 מ״מ.
ישנם הרבה חומרי בידוד תרמי, שני חומרים עיקריים שאינם ממשפחת הפולימרים הינם צמר סלעים וצמר זכוכית.
צמר הסלעים מיוחד ומתאים בעיקר לבידוד בסביבות טמפרטורה גבוהות של מאתים וחמישים מעלות צלזסיס ובמקרים מסוימים אף למעלה מזה.
צמר הסלעים מיוצר במפעל מסלעי בזלת וסלעים מינרלים שונים. בתהליך התכה מיוחד אשר בסופו נוצרים סיבים אשר נדחסים ללוחות בעוביים שונים לפי דרישת הלקוחות. הגוון המתקבל הינו חום בהיר. יתרונם הגדול של לוחות צמר הסלעים הינה עמידותם בתנאי חום גבוהים ואף אינם דולקים בעת שריפה.
את צמר הסלעים ניתן לקבל גם בצורת תרמילים לצורכי בידוד צנרת מים חמים, צנרת קיטור, צנרת שמן חם ועוד.
צמר הזכוכית הינו בידוד דו-תכליתי (תרמו-אקוסטי) המשמש לבידוד של מחיצות גבס, תקרות וגגות רעפים. שימוש בצמר זכוכית (פיברגלס) ממתן את המעבר בין טמפרטורת יום ולילה. צמר הזכוכית מיוצר מפסולת זכוכית ממוחזרת ועמיד עד לטמפרטורה של מאתים וחמישים מעלות צלזיוס. גם את צמר הזכוכית ניתן להשיג בצורת תרמילים בוורסיות שונות. נקודת ההיתוך שלו בעת שריפה הינה אלף מעלות צלזיוס.
השימוש בחומרי בידוד צמר סלעים או צמר זכוכית נקבע בעיקר על ידי המהנדסים והמתכננים בהתאם לתנאי השטח והסביבה וגורמים נוספים הנלקחים בחשבון.
לסיכום, בידוד תרמי הינו חלק בלתי נפרד מחיינו המשפיע על איכותם בחיי היום יום שלנו.
בידוד תרמי באמצעות קלקר
קלקר הינו אחד מחומרי הבידוד התרמי הנפוצים בארץ ובעולם. הקלקר מיוצר במפעל מיוחד בו אופים גרגירים קטנים שתופחים בתהליך חימום מיוחד ונכבשים בגוש גדול בדומה לתהליך הכנת הפופקורן מגרעיני התירס. מגוש הקלקר נפרשים לוחות באמצעות חוטי להט לעוביים שונים לפי הזמנת הלקוח. המידות הסטנדרטית של לוחות הקלקר הינם: אורך 1.25 מטר ורוחב 0.5 מטר. הקלקר כחומר בידוד תרמי משמש בין היתר לבידוד גגות באופן הבא: על גג הבטון מניחים לוחות קלקר בעובי 2-5 ס״מ צמודים זה לזה. השלב הבא הינו יציקת בטקל שהינו בטון מוקצף ביחד עם בועות סבון. גם לבטקל יש אפקט מסוים של בידוד תרמי והוא מיושם בעיקר ליצירת שיפועים בגג לצורך נקוז מי הגשם למרזבים. בשלב השלישי מתבצע איטום ביריעות ביטומניות בעובי 0.4-0.5 מ״מ. בידוד תרמי באמצעות קלקר משמש גם לבידוד רצפות בתי קירור. במקרה זה מזמינים ישירות מהמפעל לוחות קלקר גדולים ולפי העובי הדרוש. את לוחות הקלקר מדביקים בדרך לרצפת הבטון באמצעות זפת חמה ומקפידים להשאיר רווח של כ-4 ס״מ בין הלוחות. את החריצים שבין הלוחות ממלאים בדרך כלל בפוליאוריטן מוקצף באמצעות מכונת התזה מיוחדת.
לצורך בניית בתי מגורים ניתן היום להשיג בלוק מבודד בפוליסטירן מוקצף – קלקר, שחללו המרכזי ממולא בלוח פוליסטירן מוקצף המותאם להגברת תכונות הבידוד של המבנה.
לסיכום, בידוד תרמי באמצעות קלקר משמש לבידוד גגות, בידוד רצפות של בתי קירור ולצורך בניית בתי מגורים.
דבר איתנו עכשיו ונסביר מה רצוי לעשות בנקודה בה אתה נמצא
בידוד תרמי לצינורות
בידוד תרמי לצינורות הינו ענף מיוחד בתחום הבידוד שתפקידו למנוע הפסדי חום וקור במתקני מיזוג אוויר, בצנרת שמן חם במפעלים, בצנרת קיטור, בצנרת אמוניאק לטמפרטורות נמוכות מתחת לאפס בבתי קירור והקפאה ובצנרת מים חמים וקרים בבתי חולים ומחנות צבא וכדומה. כאשר מדובר על בידוד תרמי לצינורות, כדי למנוע אובדן של חום וקור, ביזבוז משאבי אנרגיה רבים ושמירה על בידוד חום קור, מוטלת על כולנו החובה לבודד את כל הצינורות אשר מוליכים מים קרים וחמים במערכת בידוד הולמת. את הצנרת של המים הקרים מבודדים בדרך כלל בדרך הבאה: על גבי הצנרת שמוליכה את המים הקרים מתקינים שרוולי פח לבן בעובי 0.6 מ״מ על גבי חישוקי מרווח בעובי הבידוד הנדרש. קיימים סוגים אחרים מלבד הפח הלבן כגון נירוסטה, פח אלומניום ופי וי סי.
בבידוד תרמי לצינורות עובי הבידוד הנדרש בדרך כלל הינו 50 מ״מ. בטמפרטורות נמוכות יותר עובי הבידוד עולה בהתאם. את המרווח הנוצר ממלאים על ידי יציקת פוליאוריטן מוקצף, דרך חורים שנקדחים מראש בקוטר של 6 מ״מ. יציקת הפוליאוריטן המוקצף מתבצעת באמצעות מכונה משוכללת שמובאת לאתר במיוחד. חומר בידוד תרמי – הפוליאוריטן הינו דו רכיבי ומגיע בחביות A ו- B של 250 ק״ג. מכונת היציקה של הפוליאוריטן המוקצף עובדת בלחץ גבוה של 1500 פי אס איי ובטמפרטורה קבועה ומבוקרת של 28 מעלות צלזיוס.
בידוד תרמי לצינורות מים חמים נעשה בדרך הבאה:
עד טמפרטורה של 60 מעלות צלזיוס, ניתן לבודד את צינורות ההולכה באותה שיטה כלומר התקנת ציפוי הפח ויציקת חומר בידוד, במקרה הזה פוליאוריטן מוקצף במכונת יציקה.
בטמפרטורות חמות יותר נתקין על הצינורות תרמילי צמר סלעים או תרמילי צמר זכוכית ועליהם נתקין שרוולי פח מתאימים.
אודות כותב המאמר:
זכי רותם מנכ”ל רותם בידוד בעל ניסיון עשיר ומגוון בבידוד ואיטום.
כבר בתחילת שנות השבעים של המאה הקודמת ניהל את פרויקט הבידוד של הקמת
בית הזיקוק לנפט באשדוד. פיקח וניהל צוות עובדים גדול של עובדים וקבלני משנה של עשרות עובדים.
במשך השנים צבר ניסיון מעשי בשטח והמשיך לנהל פרויקטים של הקמת בתי קירור בשיטת הטרן קי ועבודות בידוד ואיטום מכל הסוגים.
עבר השתלמויות וסיים בהצלחה את לימוד רזי האיטום במיכללת מישלב בהדרכתו של מהנדס האיטום מר רפי מיימון וקיבל תעודה של אוטם מקצועי מוסמך.
למה משמשות יריעות בידוד תרמי?
סוג של חומר בידוד נוסף הינו יריעות בידוד תרמי. השימוש ביריעות בידוד תרמי הינו בעיקר לגגות רעפים.
את היריעות מחברים אל הקורות המשופעות הנושקות לרעפים שעל הגג באמצעות מכשיר סיכות פנאומטי או באמצעות ברגי עץ עם דיסקיות פח.
קיימים מספר סוגים של יריעות בידוד תרמי:
יריעות רפלקטיביות בעלות שני צדדים של ציפוי אלומיניום. יריעות הבידוד הללו הינם יריעות פוליאתילן עם בועות אויר בעובי 4 מ״מ, אשר מצופות משני צדדיו ברדיד אלומיניום. לדברי היצרן, יריעות אלו מביאות לצמצום משמעותי בצריכת האנרגיה הנדרשת לחימום וקירור. רדיד האלומיניום מחזיר בעונת הקיץ החמה כ- 95% מהקרינה המגיעה אל גג הרעפים ובעונת החורף הקרה משמש כחוסם אדים אשר מונע חדירת לחות למבנה.
צמר זכוכית חשוף המשמש כחומר בידוד דו תכליתי, גם כבידוד תרמי וגם כבידוד אקוסטי נגד רעש. צמר הזכוכית משמש לבידוד של מחיצות גבס, גגות רעפים ותקרות אקוסטיות.
צמר זכוכית פלוס אלומיניום. יריעות אלו צמודות לנייר אלומיניום מצד אחד המשמש כחוסם אדים, מונע נשירת סיבים ומשפר את הבידוד הרפלקטיבי בפני קרינה.
יריעות הבידוד התרמי ניתנות לביצוע בהרכבה עצמית לפי הוראות היצרן ומשווק המוצר בארץ.
בידוד תרמי בהתזה
המושג בידוד תרמי בהתזה כולל בתוכו בנוסף להתזת פוליאוריטן מוקצף גם התזת תאית צלולוז באמצעות מכונה מיוחדת.
התאית מורכבת מ- 80% נייר עיתונים גורס עם תוספי מלחים טבעיים. את התאית ניתן ליישם בצורה יבשה או בצורה רטובה.
בבידוד תרמי בהתזה התאית מיועדת למילוי לתוך חללי קירות, רצפות, על גגות רביץ, תקרות וסביב צנרת מרעישה.
התאית משווקת בישראל על ידי חברת רוטנברג חומרים, ציוד ופתרונות לבנייה. מכאן אנו למדים שבידוד תרמי בהתזה חשוב ביותר.
רותם בידוד בהנהלת זכאי רותם מבצעת עבורנו עבודות בידוד ואיטום בפוליאוריטן מוקצף ובחומרי איטום שונים במשך תקופה של למעלה מ-10 שנים לשביעות רצוננו המלאה
א.ש עבודות בידוד ופחחות בע"מ
חברת רותם בידוד ביצעה עבורנו עבודת איטום בתשתיות של חוות המכלים החומציים והבסיסיים כהכנה יסודית וציפוי פוליאוריאה. אנו שבעי רצון מהעבודה המקצועית והשירות האדיב והמסור הכולל עמידה בזמנים וביצוע העבודה עם שימת לב לכל הפרטים
שרותי אקולוגיה - מפעל למחזור וטיפול בפסולת תעשייתית
בידוד תרמי באמצעות התזת פוליאוריטן
אחד מחומרי הבידוד התרמי הנפוצים הוא פוליאוריטן. הבידוד התרמי באמצעות התזת פוליאוריטן תופס נתח נכבד בחשיבותו בתחום הבידוד התרמי והאיטום בארץ ובעולם מזה עשרות שנים ולמעלה משמונים שנים. הפוליאוריטן הומצא בסוף שנות ה-40 ע״י ד״ר אוטו פון באייר, במסגרת עבודתו בחברת באייר. תרכובות פוליאוריטן משמשות לייצור מגוון אדיר של מוצרים מוקצפים גמישים בעלי צפיפות נמוכה המשמשים לבידוד תרמי. הפוליאוריטן המוקצף הינו בעל מוליכות תרמית נמוכה ביותר ויכולה להגיע ל-0.018 ק״ג למ״ק ובכך הוא מהווה את חומר בבידוד התרמי הטוב ביותר הקיים מלבד הוואקום.
הפוליאוריטן המוקצף הינו חומר הבידוד העיקרי איתו משתמשים כיום במקררים ביתיים ומסחריים, בתי קירור, דודים, קולטים לחימום מים וכו׳. לפוליאוריטן המוקצף כושר ציפה מעולה עד כדי כך שבאמצעותו ניתן אפילו לחלץ אוניות טבועות ממעמקי הים ע״י טכניקה מיוחדת של הזרקתו לחללי האוניות הטבועות.
ישומי הפוליאוריטן המוקצף מבוצעות באמצעות מכונות הקצפה משוכללות בעלות לחץ גבוה של 1500 פי אס איי ובטמפרטורה קבועה ומבוקרת של 28 מעלות צלסיוס:
בידוד גגות רעפים, גגות פח איסכורית וגגות בטון
איטום חיבורי קירות ותקרה במבנים נגד חדירת אבק ומזיקים
בידוד צנרת מים חמים וקרים באמצעות יציקת פוליאוריטן מוקצף
יציקת פוליאוריטן בחללי מרווח בעת בנייה והרכבת בתי וחדרי קירור
מילוי חללי פרופילי מתכת בתעשיית מרכבים
בידוד תעלות מיזוג אוויר ע״י התזת פוליאוריטן מוקצף והשלמת ציפוי הגנה חיצוני נגד קרינת השמש
מילוי מיכלי ציפה של כלי שייט בשימושים אזרחיים וצבאיים
חשוב מאוד לציין כי השימוש במושג פוליאוריטן יכול גם להטעות מבלי משים. קיימים בשוק חומרי איטום על בסיס פוליאוריטן כמו למשל היפרדסמו פי בי שהינו למעשה חומר איטום משחתי על בסיס פוליאוריטן וביטומנים ואנשי האיטום נוטים לפעמים לכנות אותו בשם פוליאוריטן – דבר שיכול להטעות את הלקוח המזמין.
לסיכום, הבידוד התרמי באמצעות התזת פוליאוריטן מוסיף נוחות אין קץ לחיי היום יום שלנו ובעלויות נמוכות השוות לכל נפש.
בידוד תרמי לקירות פנים
בידוד תרמי לקירות פנים חשוב מאוד בעת תכנון והקמת בית המגורים שלנו. בידוד תרמי לקירות פנים הבית מתבצע בכמה אופנים.
ראשית כדאי מאוד לקחת בחשבון האם בעת בידוד תרמי כדאי לנו באותה הזדמנות לשקול אפשרות של שילוב בידוד תרמי ובידוד אקוסטי נגד רעש.
עלינו לשקול בכובד ראש את כל היתרונות והחסרונות ולבחור בחומר הבידוד התרמי המתאים לנו לביצוע המשימה.
לדוגמה, חומר הבידוד הטוב ביותר הינו הפוליאוריטן המוקצף. מוליכות החום שלו הינה הנמוכה ביותר אבל מאידך הוא אינו מאושר לשימוש
בתוך חללים סגורים מפני שבעת שריפה יכולים להיפלט גזים רעילים ובנוסף האפקט האקוסטי שלו נמוך.
ניתן בכל זאת להשתמש בפוליאוריטן המוקצף בדרך הבאה: על גבי הקירות החיצוניים מתיזים פוליאוריטן מוקצף באמצעות מכונה מיוחדת
ולאחר מכן בונים בצמידות אליו קיר פנימי נוסף מבלוקים בעובי 10 ס״מ כך ששכבת הפוליאוריטן המוקצף תהייה כלואה כפי שמתאפשר
על פי התקן הישראלי שמספרו 755. במקרה זה אף שיפרנו את נושא הבידוד האקוסטי בצורה משמעותית.
אפשרות אחרת היא ציפוי הקירות הפנימיים בשתי שכבות של מזרוני צמר זכוכית ובניית קירות גבס פנימיים.
במקרה זה הבידוד התרמי שנקבל יהייה נמוך מזה של הפוליאוריטן המוקצף אבל הבידוד האקוסטי נגד רעשים חיצוניים יהיה משמעותי בצורה ניכרת.
חשוב מאוד לא לשכוח באזורים קרים במיוחד, כדאי להשתמש בחלונות בעלי זיגוג כפול כגון בידודית ודומיו.
ממאמר זה ניתן ללמוד את החשיבות הגדולה של ביצוע בידוד תרמי לקירות פנים.
עם סיום פרויקט המיגון שביצענו במוקד הארצי של מד"א בקרית אונו, אני רוצה להודות לך על ביצוע עבודות האיטום בפוליאוריאה. העבודה נעשתה ללא דופי תוך עמידה בלוחות הזמנים ולשביעות רצונם של כל המעורבים בפרויקט. ישר כח!
אורטק - מערכות מיגון בע"מ
חברת רותם בידוד ביצעה עבורנו איטום בריכות מזרקה בעזריאלי שרונה תל אביב באמצעות פוליאוריאה חמה ואיטום משטח תקרה באותו אתר באמצעות יריעות ביטומניות. העבודות בוצעו במקצועיות רבה וביעילות לשביעות רצוננו המלאה. אנו ממליצים על זכי רותם מכל הלב!
אברהם ברדריאן בע"מ
טבלת השוואת טמפרטורות של חומר בידוד תרמי
יעילותו של חומר בידוד תרמי נמדדת במוליכות מעבר החום דרכו. ככל שמקדם מוליכות החום נמוך יותר – חומר הבידוד טוב יותר. התהליך עצמו של הולכת החום קורה בעת מעבר אנרגיה דרך מגע ישיר בין חומרים שונים, או מעבר בתוך חומר הבידוד התרמי עצמו כתוצאה מהפרשי טמפרטורה שונים זה מזה.
בטבלה זו ניתן לראות מספר חומרי בידוד שונים, את מוליכות החום שלהם וללמוד קצת יותר על בידוד חום וקור:
מטבלה זו ניתן ללמוד שיש לתת את הדעת על מוליכות החום של חומר בידוד תרמי בכל עת.
