عایق ایروژل ساختمان یکی از نوآورانهترین و پیشرفتهترین راهکارهای عایقکاری حرارتی در صنعت ساخت و ساز است. این ماده از لحاظ بازده حرارتی، وزن و ضخامت، بر بسیاری از عایقهای سنتی (مانند پشم سنگ، پشم شیشه، فوم پلییورتان و…) برتری دارد. با پیشرفت فناوری نانو و تولید ایروژلهای مبتنی بر سیلیکا یا ترکیبی، اکنون امکان استفاده از این عایق نانومتخلخل در دیوارها، سقفها، نما، پنجرهها و بخشهای دیگر ساختمان فراهم شده است.
در این مقاله میتوانید با کاربردها و همچنین مزایای این عایق حرارتی و صوتی در ساختمان سازی آشنا شوید. مجله اینترنتی والا اینوست با ارائه تازهترین فناوریها و نوآوریهای صنعت ساختمان، در خدمت علاقهمندان و فعالان این حوزه است.
عایق ایروژل ساختمان چیست؟
عایق ایروژل یا هواژل (Aerogel Insulation) یکی از پیشرفتهترین و سبکترین مواد عایق حرارتی در جهان است که بهدلیل ساختار منحصربهفرد خود، عملکردی فوقالعاده در جلوگیری از انتقال حرارت دارد. ایروژل به عنوان سبکترین ماده جهان، از ترکیب ژل و گاز ساخته میشود؛ بهطوری که در فرآیند تولید، بخش مایع ژل با گاز جایگزین و مادهای جامد اما فوقالعاده سبک با ساختاری متخلخل ایجاد میشود.
این ساختار اسفنجی و پر از حفرههای ریز باعث میشود ایروژل تا ۹۹٪ از حجم خود را هوا تشکیل دهد، در حالی که هنوز استحکام کافی برای استفاده در صنایع مختلف را دارد. همین ویژگی موجب شده است که ایروژل یکی از بهترین مواد عایق حرارتی و صوتی در جهان باشد.
از نظر فیزیکی، عایق Aerogel ظاهری شفاف یا نیمهشفاف دارد و بسیار سبک است؛ بهطوری که به آن لقبهایی مانند «دود یخزده» یا «جامد شبحگونه» دادهاند. با وجود وزن بسیار کم، توانایی مقاومت در برابر دماهای بسیار بالا و پایین را دارد و در برابر رطوبت و مواد شیمیایی نیز پایدار است.
انواع عایق ایروژل ساختمان
عایقهای ایروژل با توجه به ترکیبات شیمیایی و نوع ماده اولیهای که برای ساخت آنها بهکار میرود، در چند نوع مختلف تولید میشوند. هر نوع ایروژل ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاص خود را دارد و برای کاربردهای متفاوتی مورد استفاده قرار میگیرد. در ادامه به مهمترین انواع عایق ایروژل و ویژگیهای اختصاصی هر یک اشاره کردهایم:
ایروژل سیلیکا (Silica Aerogel)
ایروژل سیلیکا متداولترین و پرکاربردترین نوع ایروژل است. این ماده از سیلیکاتها و ترکیبات سیلیس ساخته میشود و ظاهری شفاف تا نیمهشفاف دارد. ساختار بسیار متخلخل آن باعث میشود تا ضریب هدایت حرارتی این نوع ایروژل یکی از پایینترین مقادیر در میان تمام عایقهای موجود باشد.
از این نوع در عایقکاری ساختمانها، خطوط لوله، پنجرههای حرارتی و تجهیزات الکترونیکی استفاده میشود و در صنایع فضایی و نظامی نیز کاربرد دارد.
ایروژل کربنی (Carbon Aerogel)
ایروژل کربنی از مواد آلی و کربنی تشکیل شده و دارای رسانایی الکتریکی است. ایروژل کربنی علاوه بر خاصیت عایق حرارتی، در زمینههای ذخیرهسازی انرژی، فیلترهای کربنی، جذب آلودگیها و ابرخازنها کاربرد دارد. این نوع ایروژل وزن بسیار کمی دارد و میتواند گرما را بهخوبی حفظ کند، اما بهدلیل رسانایی الکتریکی، در پروژههایی که نیاز به عایق الکتریکی دارند مورد استفاده قرار نمیگیرد.
ایروژل آلومینا (Alumina Aerogel)
ایروژل آلومینا از ترکیبات آلومینیوم تولید میشود و نسبت به سایر انواع ایروژل، مقاومت بیشتری در برابر دماهای بسیار بالا دارد. این نوع عایق برای محیطهای صنعتی و کورههایی که با حرارت شدید سر و کار دارند، گزینهای بسیار مناسب است. ایروژل آلومینا در صنایع پتروشیمی، تجهیزات گرمایشی، و عایقکاری توربینها کاربرد گستردهای دارد.
ایروژل پلیمری (Polymer Aerogel)
ایروژل پلیمری از ترکیب پلیمرها و مواد آلی سبک ساخته میشود. برخلاف ایروژلهای معدنی، این نوع عایق انعطافپذیرتر بوده و در برابر فشار و ضربه مقاومت بیشتری دارد. همین ویژگی سبب شده تا از آن در تولید لباسهای مقاوم در برابر سرما، لباس فضانوردی، تجهیزات ورزشی و ابزارهای قابل حمل استفاده شود.
ایروژل نانوساختار ترکیبی (Composite Aerogel)
این نوع جدید از ایروژل، ترکیبی از چند ماده مختلف مانند سیلیکا، کربن و پلیمرها است که برای دستیابی به خواص چندگانه طراحی میشود. ایروژل ترکیبی میتواند همزمان مقاومت حرارتی، پایداری مکانیکی و مقاومت شیمیایی بالا داشته باشد. از این نوع ایروژل در صنایع پیشرفته مانند هوافضا، رباتیک، انرژی خورشیدی و تجهیزات ایزوله صنعتی استفاده میشود.
کاربردهای عایق ایروژل در ساختمانسازی
عایق ایروژل در ساختمانسازی یکی از نوآورانهترین مواد قرن بیستویکم به شمار میرود که تحولی چشمگیر در عایقکاری حرارتی و صوتی ایجاد کرده است. در ادامه مهمترین کاربردهای آن در صنعت ساختمان معرفی میشوند.
- عایق حرارتی دیوارها: کاهش چشمگیر اتلاف انرژی از طریق دیوارهای داخلی و خارجی؛ عملکرد بسیار بالا با ضخامت کم و حفظ دمای متعادل در فصول مختلف
- عایق سقفها و پشتبامها: کنترل حرارت و جلوگیری از نفوذ رطوبت و اشعه UV؛ افزایش دوام سازه و کاهش هزینههای انرژی
- عایق کف ساختمان: جلوگیری از انتقال سرمای زمین و حفظ گرمای محیط داخلی؛ مناسب برای ساختمانهای دارای محدودیت ارتفاع یا وزن
- عایق شیشهها و پنجرهها: استفاده در شیشههای دوجداره برای کاهش انتقال حرارت و صدا؛ حفظ شفافیت و زیبایی نما
- عایق لولهها و تاسیسات حرارتی: جلوگیری از هدررفت گرما در لولهها و سیستمهای گرمایشی و سرمایشی؛ افزایش عمر مفید تاسیسات
- عایق صوتی در دیوارها و کفها: جذب موثر صدا و جلوگیری از انتقال نویز بین واحدها؛ ایجاد محیطی آرامتر و راحتتر برای ساکنان
- نمای خارجی عایقدار: استفاده در سیستمهای نمای حرارتی مدرن؛ ترکیب زیبایی با کارایی بالا در برابر گرما، سرما و رطوبت
- کفپوشها و دیوارپوشهای سبک: جایگزین مناسب برای فومها و پشمشیشه در پروژههای مدرن؛ وزن پایین و مقاومت بالا در برابر آتش
- عایقکاری سقف گلخانهها یا سالنهای صنعتی: حفظ دمای ثابت داخلی و جلوگیری از تعریق و چگالش؛ بهبود شرایط محیطی و کاهش هزینههای انرژی
مزایای عایق ایروژل ساختمان
عایق ایروژل بهعنوان یکی از پیشرفتهترین مواد عایق در صنعت ساختمان، به دلیل ساختار نانویی و تخلخل بالا، عملکردی فراتر از عایقهای سنتی ارائه میدهد. مزایای اصلی عایق ایروژل عبارتاند از:
- ضریب انتقال حرارت بسیار پایین
- وزن فوقالعاده سبک
- ضخامت کم با عملکرد بالا
- مقاومت در برابر آتش و حرارت بالا
- جذب پایین رطوبت
- دوام و عمر طولانی
- قابلیت استفاده در سطوح مختلف
- عایق صوتی موثر
- سازگاری با محیطزیست
مقایسه عایق ایروژل با عایقهای سنتی
در جدول زیر می توانید مقایسه عایق هواژل با سایر گزینهها مانند پشم شیشه، پشم سنگ، فوم پلییورتان، پلیاستایرن را مشاهده کنید:
| ویژگیها | عایق ایروژل | پشمسنگ / پشمشیشه |
| ضریب انتقال حرارت | بسیار پایین | متوسط |
| وزن و چگالی | فوقالعاده سبک | نسبتا سنگین |
| ضخامت لازم برای عایقکاری مؤثر | بسیار کم | زیاد |
| مقاومت در برابر آتش | بسیار بالا، غیرقابل اشتعال | مقاوم در برابر حرارت |
| مقاومت در برابر رطوبت | ضدآب و آبگریز | جذب رطوبت بالا |
| دوام و طول عمر | بیش از ۲۰ سال بدون افت عملکرد | کاهش کارایی در طول زمان |
| عایق صوتی | بسیار موثر | خوب |
| ضخامت نهایی در ساختمان | نازک و ظریف | ضخیم |
| دوستدار محیطزیست | بله، قابل بازیافت و غیرسمی | نسبتاً پایدار |
| هزینه اولیه نصب | بالا | پایین |
| هزینه نگهداری و تعویض | بسیار پایین | متوسط |
| کاربردهای معمول | ساختمانهای مدرن، فضاهای محدود، پنجرهها و نماها | ساختمانهای سنتی و صنعتی |
روشهای اجرا و نصب عایق ایروژل ساختمان
عایق هواژل بهدلیل ساختار سبک و انعطافپذیر خود، بهراحتی در بخشهای مختلف ساختمان مانند دیوار، سقف، کف و تاسیسات نصب میشود. اجرای صحیح این عایق نقش بسیار مهمی در حفظ کارایی حرارتی و جلوگیری از نفوذ رطوبت دارد. در ادامه به مراحل نصب عایق هواژل اشاره شده است:
- آمادهسازی سطح
- بررسی نوع عایق مورد نیاز
- اندازهگیری دقیق سطح
- برش عایق
- نصب لایه زیرکار (در صورت نیاز)
- قرار دادن عایق روی سطح
- استفاده از چسب یا رزین مخصوص
- درزگیری محلهای اتصال
- نصب لایه پوششی نهایی
- بازبینی و تست حرارتی
- تثبیت نهایی اتصالات
- نظافت و جمعبندی
معایب استفاده از عایق ایروژل
با وجود تمام مزایا و کارایی فوقالعاده، عایق ایروژل محدودیتهایی هم دارد که باید قبل از استفاده در پروژههای ساختمانی مدنظر قرار گیرد. در ادامه به معایب اصلی عایق ایروژل ساختمان اشاره کرده ایم:
- هزینه بالا
- حساسیت به ضربه و فشار
- نیاز به نصب تخصصی
- انعطافپذیری محدود (در نوع پانلی)
- محدودیت در دسترسی به بازار و تامین
- حساسیت به رطوبت در برخی انواع
راهکارهای بهینهسازی استفاده از هواژل
برای بهرهبرداری بهتر از عایق ایروژل ساختمان، میتوان راهکارهای زیر را در نظر گرفت:
- استفاده ترکیبی از هواژل با سایر عایقها
- طراحی دقیق برای جلوگیری از پل حرارتی
- استفاده از پانلهای از پیش ساخته شده با کیفیت بالا
- بهبود تکنولوژی تولید داخلی برای کاهش هزینه
- استفاده از ایروژل در بخشهای خاص ساختمان که ضخامت یا فضا محدود است
- بهکارگیری پوشش پاششی با ذرات ایروژل در دیوارها یا سقف
- نگهداری و حفاظت مناسب از هواژل در طول عمر ساختمان
- استفاده از سیستمهای هوشمند انرژی و کنترل حرارت برای بهرهگیری حداکثری از مزایای عایق
سخن نهایی
عایق هواژل ساختمان یکی از گزینههای پیشرفته و پرپتانسیل در حوزه عایقکاری حرارتی به شمار میآید. با وجود چالشهایی چون هزینه بالا و فرآیند تولید پیچیده، مزایای آن در کاهش ضخامت، بهبود عملکرد حرارتی، وزن کم و عملکرد پایدار در طول زمان، آن را به گزینهای جذاب ویژه برای پروژههای پیشرفته، ساختمانهای کممصرف یا بازسازیهایی با محدودیت فضا تبدیل کرده است. با پیشرفت فناوری و اقتصادیشدن تولید این مواد، انتظار میرود استفاده از هواژل در صنعت ساخت و ساز گسترش پیدا کند.
