اساسيات وانواع العزل المختلفة في المباني

تنقسم عملية العزل في العملية البنائية الي انواع كثيرة وتختلف حسب المنشأ او المبني المراد العزل فيه

فمنها عزل الرطوبة وعزل الحرارة وعزل الصوت 

وتعتمد ادوات العزل ايضا علي مدي اهمية واستخدام المنشأ نفسه فما يستخدم في المنازل يختلف عما يستخدم في المدارس والمستشفيات والمحاكم والسينمات والمسارع

فلكل نوع من انواع النشاط مايناسبه من ادوات ومواد للعزل 

والان مع انواع العزل المختلفة

أولا: عوازل الرطوبة

مقدمة :

تحتاج جميع المنشآت إلى عزل مبانيها عزلا تاما من الرطوبة والمطر والمياه الجوفية والسطحية ورشحهما . فمن مساوئ تأثير الرطوبة ومياه الرشح على المباني أنها تساعد على تلف عناصر موادها الانشائية والبنائية مما يؤدي إلى قصر عمر المبنى بخلاف تعفن هذه المواد وصدور روائح كريهة منها للمنتفع بالمبنى مع تكاثر الحشرات والفئران وجلب الأمراض له كذلك

أسباب الرطوبة :

1- توجيه المبنى : فالحوائط التي يصلها طرطشة دائمة من المطر وقليل من الشمس تجعلها رطبة
2- مياه المطر : وتختلف كمية سقوطها من مكان إلى آخر فعادة مياه المطر تمثل خطورة على المباني الغير مجهزة بموانع للرطوبة نظرا لقدرة المياه على الاختراق المباشر لسقف المبنى وعناصره المختلفة ولذلك يجب عزل السقف والدروة والطبانة من الرطوبة . كذلك يمكن أن تخترق الرطوبة الحوائط الخارجية المعرضة للمطر الشديد أن لم يعمل لها عازل مناسب
3- المياه السطحية : وتتكون من الأنهار أو البحار أو البرك المتكونة نتيجة المطر أو السيول ففي بعض الأحيان تختلط هذه المياه بالتربة الأرضية وتكون مناطق من الطين المشبع بالمياه قرب أساسات لمبنى وقد تتسرب بعض هذه المياه داخل التربة وتتجمع مع المياه الجوفية وبذلك يزيد منسوبها وقد تصل هذه المياه إلى أساسات المبنى القريبة منها عن طريق الخاصية الشعرية الأفقية مما يهدد المبنى إن لم يعمل له عازل من تأثير هذه المياه
4- المياه الجوفية : وهي المياه المتكونة تحت سطح الأرض من خلال مسام تربتها إلى أن تستقر على منسوب يكاد يكون ثابت لكل منطقة وعلى ذلك فالتربة القريبة من المياه الجوفية تكون عادة مشبعة بالمياه ولا يفضل أن تخترق بدرومات المباني هذه المنطقة بدون عمل موانع للمياه فيها وإلا حدث البلل أو الفيضانات داخل هذه البدرومات
5- صعود الرطوبة الأرضية : تصعد الرطوبة من التربة الرطبة تحت المنشأ إلى أرضية الدور الأرضي أو البدومات في المباني عن طريق الخاصية الشعرية خلال مسام التربة والمواد البنائية المستعملة في المبنى
6- التكثيف : يحتوي الهواء البارد على كمية بخار أقل من الهواء الساخن وعلى ذلك فالرطوبة تترسب في الحوائط والأسقف والأرضيات عندما يبرد الهواء الساخن المحمل بالرطوبة وهذا ما يعرف بالتكثيف
7- سوء صرف المياه في الموقع : يحدث تجميع لمياه الصرف تحت المبنى إذا صعب صرفها من أراضي الموقع المنخفضة وخصوصا إذا كانت تربة الموقع غير منفذه للمياه وعلى ذلك يحدث رطوبة لهذه المباني المنشأة على تلك الأراضي
8- التشييد الحديث : الحوائط المشيدة حديثا تبقى في حالة رطبة لفترة معينة
9- العمالة السيئة : عيوب تقفيلات وصلات السقف والطبانة وجلسات الشبابيك والأجهزة الصحية ...إلخ في المباني نتيجة العمالة السيئة تحدث رطوبة شديدة لسماح المياه بدخولها داخل المبنى .

تأثير الرطوبة :

1- خلق حالة غير صحية للأفراد الذين يسكنون المبنى
2- يحدث تمليح لحوائط وأرضيات وأسقف المبنى
3- يحدث عدم تماسك البياض للبياض مع المباني
4- يحدث انحناء وافساد وضعف للأخشاب المستعملة في المبنى
5- الحديد المستعمل في المباني يكون عرضة للصدأ
6- يحدث فصل بين بوية الزيت والمباني
7- تفسد التركيبات الكهربائية
8- تفسد جميع تكسيات الأرضيات والحوائط والأسقف
9- يزيد من نشاط السوس والفطريات والبكتريا في أخشاب المبني

مصطلحات العزل الرطوبي:

نفاذية المياه : وهو مصطلح يعبر عن مادة لها سماحية مرور المياه وبخارها من خلال مسامها بدون انقطاع

منفذ المياه : وهو مصطلح يعبر عن مادة بها شقوق أو ثقوب أكبر قليلا من مسام الخاصية الشعرية والتي تسمح بمرور المياه من خلال مسامها وعكسها هي المادة الغير منفذه للمياه

مقاوم للمياه : وهو مصطلح يعبر عن مادة بعض أو عدم وجود ثقوب أكبر من مسام الخاصية الشعرية وهذه المادة لا تسمح بنفاذ الرطوبة أو مرور المياه أو بخارها كما تعتبر المادة التي بها هذه الصفة عازلة للرطوبة

مقاوم للبلل: وهو مصطلح يعبر عن مادة لا تبل ولكنها لا تنقل المياه خلالها بواسطة الخاصية الشعرية وحدها . والمياه يمكن أن تمر خلالها تحت ضغط هيدروليكي عالي وتعتبر المادة التي بها هذه الصفة عازلة للرطوبة أيضا

عازل المياه : وهو مصطلح يعبر عن مادة غير مسامية للمياه أو بخارها فهي تمنع مرور المياه أو بخارها خلالها سواء كانت بضغط هيدروليكي أو بدونه وتعتبر المادة التي لها هذه الصفة شديدة العزل للرطوبة والمياه

اختيار نوع العازل : يجب أن تراعى العناصر الرئيسية الآتية عند تحديد نوع الطبقات العازلة للرطوبة والمياه :

1- الغرض من العزل في المباني
عزل الرطوبة الأرضية
عزل الرطوبة للبدرومات وما تحتها
عزل الرطوبة من الحمامات وما في حكمها
عزل الرطوبة عن الأسقف واأسطح العلوية
2- طبيعة الأرض التي تقام عليها المباني :
أرض رملية أو صخرية جافة
أرض طينية جافة
أرض طينية مشبعة بالمياه
أرض طينية أو رملية معرضة لتسرب المياه إليها من مصادر محيطة بها
3- طبيعة الجو في المناطق التي تقام عليها المباني
جو معتدل الرطوبة خفيف الأمطار
جو معتدل الرطوبة معتدل الأمطار
جو عالي الرطوبة كثير الأمطار
جو معرض لتساقط الثلج

الطبقات العازلة للرطوبة :

الغرض من الطبقات العازلة للرطوبة هو منع انتقال مسارات الرطوبة أو المياه من منطقة إلى أخرى . ويعتبر عزل الرطوبة هو الطريقة التي تمنع مرور الرطوبة أو المياه بين مواد البناء من انتشارها داخل المباني سواء كان مصدرها المباشر من المياه الجوفية أو مياه الرشح أو المطر أو كان مصدرها غير مباشر وذلك بانتقالها عن طريق الخاصية الشعرية المندفعة بالضغط الأسوزي من المصادر الرئيسية لها وتتجه حركة مسارات الرطوبة والمياه بين مواد البناء إلى أعلى في حوائط الأساسات والدور الأرضي وقد تتجه إلى أسفل من دراوي السطح والمداخن كذلك قد تتجه أفقيا في حالة روابط واتصال الحوائط المفرغة عند كلين الشبابيك أو ما شابه
وتتميز طريقة عزل الرطوبة عن طريقة عزل المياه بوضع مادة عازلة للأخيرة تقاوم الضغط الهيدروستاتيكي المستمر
ويجب وضع طبقة أفقية عازلة فوق الأرض في الحوائط التي لها أساسات تحت منسوب الأرض الطبيعية لمنع مسارات الرطوبة الأرضية المتجهة إلى أعلى من خلال أساساتها لأن عدم منع هذه الرطوبة سوف تعرض الحوائط التي فوق الأرض الطبيعية للترطيب والعفن واتلاف تشطيبات الحوائط الداخلية والخارجية لذبك يجب أن توضع الطبقة العازلة للرطوبة فوق سطح الأرض مستمرة على كل الحوائط وتكون على ارتفاع حوالي 15 سم فوق الرصيف وقد جرى العرف عند تشييد أعمال هذه المباني أن تقف عند هذا الارتفاع مؤقتا حتى يضع على جدران المباني الطبقة العازلة لها بجانب مطابقة وضع المبنى بقوانين التخطيط والتنظيم التابعة للمنطقة المنشأ عليها

تقسم المواد العزلة للرطوبة على النحو التالي :

أولا : مواد عازلة مرنة

1- الألواح المعدنية وهي ألواح تستعمل لشدة عزلها للرطوبة والمياه في الأسطح والحوائط والأرضيات وصناديق الزهور وخلافه والألواح المعدنية لها أشكال كثيرة منها :
ألواح الرصاص : يجب أن يكون سمك اللوح لا يقل عن 3 مم ويزن 19.5 كجم / م2 يعتبر الرصاص مانع جيد للرطوبة والمياه وهو قابل للصدأ عند ملامسته أو دفنه في طبقة من مونة الجير أو الأسمنت وعلى ذلك يجب حماية فرخ الرصاص قبل استعماله بدهان وجهيه بالبتومين
ألواح النحاس : يجب أن يكون سمك اللوح لا يقل عن 0.25 مم ويزن 2.28 كجم / م2 ويعتبر النحاس مانع جيد للرطوبة والماء وهو مادة لدنة ومن صفاته قوة تحمله للشد العالي والانبعاج حتى عند هبوط المبنى الخفيف ومن عيوب هذه المادة أنها تصدأ وتتغير معالم سطحيها حيث يتحول الصدأ إلى لون أخضر أما استعماله في المباني فهو مثل أفرخ النحاستماما ويضاف إلى ذلك إمكان استعماله لتغطية السطح الجارجي للقباب والقبوات وخلافه لسهولة تشغيله
ألواح الألومنيوم : وهي مادة لا تصدأ بالعوامل الجوية بسرعة ويمكن معالجتها بعملية الأنودة وكسبها ألوانا كثيرة ويسهل استعمالها كمادة عازلة لكسوة الأسطح الخارجية للحوائط والقباب والقبوات نظرا لصيانتها الغير مكلفة وسهولة تركيبها بالضافة إلى ألواح الألومنيوم من أكثر الألواح المعدنية استعمالا في الوقت الحاضر نظرا لمقاومتها الشديدة للرطوبة الماء في المباني بخلاف ثمنها وخفة وزنها بالمقارنة إلى ألواح المعادن الآخرى
ألواح الحديد المجلفن : لا تصدأ إلا بعد تلف الطبقة المجلفنة التي تغطيها ويستعمل دائما في تغطية النهايات
ألواح حديد الاستنلس استيل : مقاومة للصدأ وتستعمل عادة في الأماكن الظاهرة للعين المجردة مثل تغطية النهايات للدراوي والأسطح وخلافه
2- البتومين : يصنع البتومين من ما تبقى من تقطير البترول الخام حيث يتراوح قوامه بين الصلابة وشبه الصلابة كما أن لونه يتراوح بين الأسود والبني وهو قابل للذوبان في كبريتيور الكربون ومن أشهر أنواعه المستعملة في العزل الرطوبي :
البتومين المنفوخ (المؤكسد) : ينتج من خفض نسبة الهيدروجين إلى الكربون في البتومين المصهور مع انقاص الزيوت السائلة التي يحتويها بنفخ الهواء فيه مما يزيد من ليونته وقابليته للشد والثني
البتومين المتصلد ويتكون بتقطير البتومين تحت ضغط تفريغي لطرد الزيوت الثقيلة والمختلطة به فيتحول إلى حالة الصلابة ويستخدم لذلك عند وجود أحمال ميكانيكية عالية ودرجات حرارة منخفضةفي نفس الوقت ويستبعد لهذا السبب استخدامه لعزل المنشآت العادية
معلقات بتيوميتية : وهي معلقات للبتومين تنتج من تفتيته تفتيتا زائدا في الماء وفي وجود عوامل مساعدة وعند استخدام هذا النوع في أعمال البناء ينفصل فيه الماء عن البتومين
يعتبر البتومين من المواد المرنة التي تقاوم انبعاج المباني نتيجة هبوط حوائطها الطفيفة بدون تلف كما يعتبر البتومين من أكثر المواد المستعملة في الوقت الحاضر في عزل الرطوبة نظرا لرخص ثمنه عن بقية المواد العازلة الأخرى بخلاف مرونته وسهولة استعماله ومقاةمته لتكاثر الفطريات والسوس والنمل وخلافه
أما الورق أو الخيش المشبع بالبتومين والمصنع في لفائف لغرض وضعه لتغطية سمك الحوائط فيجب أن يثبت بركوب 10 سم على الأقل
3- سائل عزل المياه : يصنع هذا السائل من خلط مادة البرافين إلى الزيت الطيار حيث يدهن المخلوط السائل بالفرشاة أو يرش بماكينات الرش الخاصة على المناطق المنفذه للمياه أعلى منسوب الأرض ويمكن الاعتماد على هذه الطريقة لمنع الرطوبة من 3 – 5 سنوات حسب نوع المادة وكيفية تعرضها للرطوبة
4- مشمع البولي ايثيلين : وهو أسود اللون ولاستعماله كمادة عازلة للمباني يجب أن يكون سمكه لا يقل عن 0.46 مم ووزنه حوالي 0.48 كجم / م2 ويعتبر البولي ايثيلين من المواد المرنة التي تقاوم الانبعاج المترتب على هبوط المباني الخفيفة بدون تلف ونظرا لرقة سمك هذا المشمع عن مادة البتومين لذلك يفضل وضعه في لحامات مونة المباني وكذلك في عزل الحمامات والأدشاش

ثانيا : مواد نصف صلبة

1- الأسفلت : وهو عازل جيد للزطوبة ومن عيوبه عدم قوة تحمله للشد العالي والنبعج وخصوصا عند هبوط المبنى الخفيف لأن الأسفلت ينشرخ ويتلف ويكون عرضه لتخلل المياه وعلى ذلك لا يفضل وضعه في الأماكن إلا بعد دراسة خاصة وللأسفلت أنواع كثيرة منها الأسفلت الطبيعي والصناعي والمستيكة

2- لفائف الأسفلت : تعتبر هذه النوعية ذات امكانية العزل والنهو معا فهي مصنعة من مادة أسفلتية وملصق بها مادة رقيقة جدا من المعدن مثل الألومنيوم أو خلافه وتوضع هذه المادة عادة لعزل الرطوبة والحرارة أيضا داخل الحوائط والأسقف أو على الأسطح النهائية
3- قطع رقائق اسفلتية صغيرة : وتوجد هذه الرقائق بأشكال وألوان مختلفة حيث توضع على بعض بركوب وهذه كثيرة الاستعمال على الأسطح المائلة نظرا لسهولة تركيبها ومقاومتها للرطوبة والأمطار بجانب ثمنها المناسب بالمقارنة للمواد الأخرى وقد تعتبر هذه المادة من النوعية ذات امكانية عزل ونو معا

ثالثا : مواد عازلة جائسة

1- بياض أسمنتي : قد تعمل هذه المادة لتكون مواد عزل فقط أو مواد نهو وعزل معا وعلى ذلك فبياض الأسمنت يعمل غالبا بزيادة كمية الأسمنت في مخلوط الأسمنت والرمل ويوضع على حوائط الأساسات والبدرومات المعرضة للرطوبة الأرضية وغالبا يوضع هذا البياض على أساسات المباني في التربة العادية من طبقتين سمك كل منهما 0.6 سم ومن مساوئ هذه الطريقة أنه نظرا لتصلب هذه الطبقة فقد يحدث شروخ يمكن أن ترى بالعين المجردة ولذلك يجب أن تصلح وترمم باستمرار أما في حالة التربة المبللة جيدا يجب دهان البتومين على طبقة البياض الأسمني
2- إضافات لعزل المياه : خلط مواد إضافية أو سوائل مانعة للمياه للخرسانة لوقف نفاذية الماء فيها ويتم عمل ذلك بملأ الفراغات بين حبيبات الخرسانة بهذه المكونات لتمنع نفاذية المياه فيها كما تسرع من العملية الكيميائية لنشاط الأسمنت ومن بين هذه المواد الدائمة الاستعمال :
الجير المائي
الدهن الحامضي
بودرة الحديد
مواد السيكا والسمنتون والمدسا والبدلو
3- ألواح الإردواز : استعملت هذه الألواح كثيرا عبر التاريخ لعزل الرطوبة قبل اكتشاف مادة البتومين والأسفلت وقد استعملت بوضع مدماكين من ألواح الارتواز داخل عراميس المونة الأفقية فب المباني كمادة عازلة وتعتبر هذه الطريقة غير مستعملة في الوقت الحاضر نظرا لتكاليفها الباهظة بجانب مظهرها السيئ ونظرا لصلابتها فغالبا يحدث فيها كسر عندما تهبط المباني
4- ألواح الاسبستوس الصغيرة : وهي اسبستوس صغيرة لها أشكال كثيرة تركب على الأسقف بركوب مناسب فوق بعضها وتعتبر هذه الألواح ذات امكانية عزل ونهو معا
5- ألواح وشطف خشبية صغيرة : وهذه المواد شائعة الاستعمال في الأسطح المائلة والحوائط وتستعمل بكثرة في البلاد الباردة لأن معالجة لمقاومة الرطوبة والمياه ويساعد وجودها على أسطح مائلة طرد المياه من عليها بسرعة والعيب الوحيد فبها أنها سؤيعة الاحتراق وعلى ذلك فتعتبر من المواد ذات امكانية العزل والنهو معا
6- ألواح الاسبستوس الأسمنتي : وهي مواد ذات امكانية عزل ونهو معا وتصنع من خلط الأسمنت البورتلاندي خع ألياف الاسبستوس التي تكون مبللة ثم تشكل وتضغط إلى ألواح وانتاج هذا النوع يكون قوي ومعمر ومقاوم للحريق والمياه والأحماض والعفن والفطريات والحشرات وتستعمل هذه الألواح أحيانا في تكسية الأسطح المائلة وتمتاز بخفة الوزن والعزل الحراري ويصنع منها نوعين :
ألواح مموجة وتصنع بعرض 95 سم وبطول 1.2 – 1.5 متر وسمك 6 مم
ألواح مسطحة وتصنع بمقاس 1.20 * 1.22 متر وسمك 6 – 8 مم
7- طبقة البلاستيك : وهي مواد ذات امكانية عزل ونهو معا ولعمل طبقة البلاستيك للألواح الديكورية يغمس ورق الكرافت في محلول شمع الفيتول ثم يوضع فوق كل ذلك لوح من شمع الميلامين ولعمل الفورمايكا يوضع لوح رقيق من الألومنيوم تحت اللوح السابق عمله حيث سيزيل الحرارة بسرعة ويعمل طبقة رقيقة جدا لمقاومة اللهب وهذه الطبقة عازلة للمياه والحرارة معا
8- القرميد المزجج : وهي مواد ذات امكانية عزل ونهو معا ويصنع القرميد من مادة فخارية جيدة وتستعمل لتكسية الأسطح المائلة وهو جيد لعزل الرطوبة والمياه ويساعد وجوده على أسطح مائلة طرد المياه من عليها بسرعة ويعتبر القرميد من المواد المعمرة لحماية الأسقف المائلة من مياه المطر بجانب منظره الجميل ويمكن طلاؤه ببوية الأنامل بالألوان المطلوبة كما يوجد أنواع كثيرة منه أهمها :
القرميد اليوناني
القرميد الروماني
القرميد الأسباني
القرميد السادة

تطبيق عملي لعزل الرطوبة الأرضية :

لعزل الرطوبة الأرضية للحوائط توضع الطبقة العازلة لحوائط المبنى على ارتفاع 15 سم من فوق رصيف المبنى الخارجي مكونة من مخلوط الأسفلت الساخن والرمل بسمك يتراوح بين 1.5 – 2 سم ثم يوضع فوقها طبقة من مونة الأسمنت والرمل بسمك 1 سم لتكملة مباني حائط المبنى كما يمكن عزل هذه الحوائط بوضع طبقات من الخيش المقطرن ودهانها بالبتومين بدلا من طبقة مخلوط الأسمنت والرمل ويحدد ذلك تبعا لرطوبة التربة كالآتي :
في المناطق التي تكون فيها التربة جافة تعمل الطبقة العازلة من طبقة واحدة من الخيش المقطرن ووجهين بتومين
في حالة التربة ذات الرطوبة البسيطة تعمل الطبقة العازلة من طبقتين من الخيش المقطرن وثلاثة أوجه بتومين بينهم
في حالة التربة ذات الرطوبة العالية تعمل الطبقة العازلة من 3 طبقات من الخيش المقطرن مع أربعة أوجه بتومين بينهم
ولعزل الرطوبة الأرضية لأرضيات الدور الأرضي والبدرومات والحمامات وما شابه ذلك توضع الطبقات العازلة بعد صب الخرسانة العادية أو المسلحة لزوم أعمال الأرضيات حيث يفرش فوقها مونة الأسمنت والزمل بسمك 2 – 3 سم وذلك لضبط أفقيتها وتنعيم سطحها ليكون أملس ثم يفرش فوقها بعد جفافها طبقة من مخلوط الأسفلت والرمل بسمك لا يقل عن 2 سم ثم يوضع عليها طبقة الرمل سمك 3 سم ثم المونة 2سم ثم البلاط 2 سم وقد تصب طبقة من الخرسانة الفينو سمك 5 سم فوق الطبقة العازلة مباشرة لحفظها ثم يوضع على الأرضية التشطيبات اللازمة
ويمكن عزل هذه الأرضيات أيضا باستعمال الخيش المقطرن والبتومين على أن توضع لفات الخيش المقطرن خلف خلاف

تطبيق عملي لعزل الرطوبة بالأسطح الأفقية

وطريقة عمل طبقات الأسطح الأفقية تتوقف على طبيعة الجو الذي سينشأ فيه المبنى وعموما فالطريقة الشائعة في مصر تتم بعمل مونة أسمنتية مكونة من 300 كجم أسمنت لكل 1 م3 لتسوية السطح وملأ الفراغات ةالنتوءات التي قد تكون موجودة في بلاطة الخرسانة المسلحة أو في أركان الدراوي ثم يدهن وجه بتومين ساخن على السطح كوجه تحضيري لتسهيل جودة الالتصاق ثم يفرش عليه طبقات من الخيش المقطرن مع عمل ركوب أو طيات بينهما بمقاس لا يقل عن 10 سم مع مراعاة رفع الخيش المقطرن رأسيا ولصقه بالبتومين على الدراوي العلوية بارتفاع 15سم ثم يدهن هذا السطح بالكامل بالبتومين الساخن ويوضع عليه طبقة أخرى من الخيش المقطرن متعامدة على الطبقة السابقة مع رفع هذه الطبقة أيضا على الدراوي بارتفاع 15 سم ثم يدهن وجه أخير من البتومين الساخن بالكامل ويرش عليه الرمال لحين تصلبه ثم يصب عليه خرسانة الميول وتكون عادة بسمك 3 – 7 سم ثم يوضع عليها الرمل 2 سم والمونة 2 سم والبلاط الأسمنتي 2 سم كما يمكن عمل ( بربقة ) أو تستيكه أسمنية بدلا من وضع البلاط في كلتا الحالتين يجب عمل ميول كبيروذلك لسهولة صرف مياه المطر من السطح مع عمل مزاريب لطرد المياه المتكونة في السطح إلى الخارج

 

ثانيا : عوازل الحرارة

مقدمة :

يحدث انتقال الحرارة عندما يوجد فرق في درجات الحرارة بين داخل المبنى وخارج المبنى أو بين عناصره . فالحرارة نوع من أنواع الطاقة تنتقل من المباني الدافئة إلى الباردة ومسارها يكون بإحدى الطرق الآتية أو بخليط منهما :
1- التوصيل الحراري Conduction : ويتم بانتقال الحرارة خلال المادة من الوجه البارد بمعدل ثابت ولايمكن أن ترتفع درجة الحرارة للوجه البارد أكثر من المصدر الأساسي له والقدرة على التوصيل ترجع سرعة انتقال الحرارة خلال المادة فمثلا انتقال الحرارة خلال الحديد عالية إذا ماقورنت بمادة عازلة مثل الصوف المعدني أو الفلين
2- الحمل الحراري Convection ويتم بانتقال الحرارة بواسطة الهواء المحيط بها حيث تنتقل جزيئات الغاز أو السائل من المناطق الساخنة إلى الناطق الباردة حاملة الطاقة الحرارية معها وبتصادم الجزيئات الباردة والساخنة تنتشر الحرارة خلال المادة في الحمل الطبيعيفالجزيئات الساخنة تقل كثافتها تصعد إلى أعلى ويحل محلها الجزيئات الباردة التي كثافتها أكبر وبذلك تتكون تيارات الحمل المعروفة بجانب ذلك يوجد الحمل القسري الذي يتأثر بحركة الهواء داخل المبنى
3- الاشعاع الحراري Radiation ويتم بانتقال الحرارة بالاشعاع الذي لا يتطلب وسيط أو حركة هواء وهي الطريقة التي تنتقل بها حرارة الشمس إلى الأرض فنجد أن الحرارة تنتقل من المصدر الساخن إلى المكان الأقل برودة كما نلاحظ أن الأسطح العاكسة كمثل الرقائق المعدنية تعكس الاشعاعات الحرارية وتقلل من امتصاص الحرارة للأسطح المشيدة عليها

وللحد من انتقال هذه الحرارة يجب عزل المباني بغرض حمايتها من الحرارة النفقودة في فصل الشتاء والحرارة المكتسبة في فصل الصيف فنجد أن حوالي 25% من الحرارة المكتسبة تتسرب خلال الشقوق وفتحات الشبابيك وأبواب المبنى وأن حوالي 25% أخرى تتسرب خلال الزجاج أما باقي الحرارة وهي حوالي 50% فتتسرب مباشرة خلال أسقف وحوائط المبنى
ويتم انتقال الحرارة أساسا في حوائط المبنى بطريقة التوصيل الحراري وتعتمد كمية انتقال الحرارة على فرق درجات الحرارة بين سطحي الحائط وسمك الحائط ومساحة الأسطح المعرضة للحرارة والفترة الزمنية للمسار الحراري ومعدل التوصيل الحراري للمادة
العوامل المؤثرة في مسار الحرارة
يعتبر الحمل الحراري الاشعاعي من أهم الطرق في نقل الحرارة خلال مواد البناء ففي داخل المباني نجد كمية هائلة من الهواء المتحرك يتم نقل حرارته خلال مواد البناء بطريقة الحمل الحراري بالإضافة إلى الأسطح المصقولة والظاهرة لحوائط مواد البناء تعكس الحرارة الآتية من أشعة الشمس بطريقة الإشعاع الحراري وعلى ذلك نجد أن العوامل التالية تلعب دورا هاما في مسار الحرارة من خارج المبنى إلى داخله
قدرة توصيل مادة الأسطح المعرضة للخارج للحرارة مثل الحوائط والأسقف والأرضيات .....إلخ
فرق درجات الحرارة المعرض لها وجهي الحائط الخارجي والداخلي
مساحة الحوائط الخارجية للمبنى
المساحة الكلية المغطاة بالأبواب والشبابيك وكمية الحرارة التي تهرب من خلال شقوق الأبواب والشبابيك بالمقارنة إلى الحائط العادي
معدل حركة الهواء داخل المكان المغلق في المبنى
معدل التغيير الهوائي داخل المبنى

المواد العازلة للحرارة

لتقليل فاقد الحرارة من المبنى يجب استعمال مواد عازلة للحرارة في المباني ذات قدرة منخفضة في التوصيل الحراري Low conductivity هذه المواد تعرف باسم المواد العازلة للحرارة .
والمواد الجيدة لعزل الحرارة يجب أن يكون لها قدرة عالية على مقاومة الحرارة بالنسبة لوحدة سمكها كما يجب تثبيتها على الحوائط أو الأسقف أو الأرضيات في سمك مناسب ولا يجب أن تتعدى قدرتها الحرارية عن 1250 كالوري ( حيث الكالوري يساوي 3.9685*10^-3 وحدة حرارية بريطانية )
وتوجد أيضا مادة أخرى عازلة للحرارة وهي رقائق الألومنيوم والتي يعتمد معامل العزل الحراري لها على انعكاسها العالي وليس على قدرة توصيلها المنخفض للحرارة
ويعتمد اختيار مادة العزل الحراري على خواصها الطبيعية ومعامل مقاومتها للعزل الحراري وتكلفتها أيضا كما تحدد قيمة العزل الحراري لكل المواد العازلة في المعمل
تعتبر كل مواد البناء لها القدرة على العزل الحراري ولكن المادة تعتبر عازلة للحرارة في العرف المعماري هي المادة التي يكون معامل التوصيل الحراري لها أقل من نصف الوحدة الحرارية البريطانية

أنواع المواد العازلة

تستعمل أنواع كثيرة من المواد العازلة للحرارة في المباني وأهم هذه المواد ما هو مبين
طرق العزل الحراري
تمتاز المواد العازلة الجيدة للحرارة عادة بمقاومتها الحريق والفطريات والحشرات كذلك فإنها لا تمتص الرطوبة كثيرا إذا ما تعرضت لها أما إذا امتصت هذه المواد الرطوبة فإنها تفقد خاصتها في العزل الحراري ويمكن تقسيم طرق العزل الحراري كالآتي :
1-الحبيبات أو الألياف السائبة : تصب الحبيبات أو الألياف داخل الفراغات بين القوائم في الحوائط الخشبية أو بين كمرات السقف كذلك يمكن ضخ هذه الحبيبات في ثنايا الأماكن الفارغة لعزلها وذلك باستعمال ماكينة خاصة تعمل بضغط الهواء موصلة بخرطوم بلاستيك طري. ويجب الحرص والتأكد من ملء الفراغات كلها . كذلك يمكن ملء البلوكات الخرسانية بهذه الحبيبات كمثل ملئها بمادة الفيرميكوليت أو البيرليت ويتم صب هذه المادة أثناء بناء الحوائط بالبلوكات الخرسانية كما يمكن خلطها بالبياض للحصول على بياض عازل للحرارة
2-اللباد أو البطانية وتوضع في الفراغات بين الحوائط أو الأسقف المراد عزلها من الحرارة في المباني على ألا تكون عرضه للهبوط الغير منتظم وعلى ذلك فيوضع اللباد أو البطانية في الأماكن بين القوائم الخشبية في الحوائط أو بين الكمرات في الأسقف كما أنها تثبت بالميامير الخاصة بها
3-الألواح : وهي ألواح صلبة تستعمل كحوائط غشيمة على الواجهة للمباني كتشطيب نهائي كما يمكن وضعها فوق السقف المعلق مباشرة أو وضعها تحت الطبقة العازلة للرطوبة
4-عواكس عازلة : ويعتمد نوع العاكس على عاكسها الحراري الكبير وليس على تأثير توصيلها للحرارة المنخفضة ومع ذلك فقد يوجد أنواع منها مثبت عليها مواد عازلة مثل اللباد وقد تغلف الرقائق النعدنية من الوجهين
5-العوازل الخرسانية : يوضع ألواح عازلة صلبة أو مادة رغاوي البلاستيك في الحوائط والأسقف والأرضيات الخرسانية لتحسين العزل الحراري للمبنى
6-البلوكات الخرسانية العازلة : وتوضع لعزل الحوائط أو الأسقف
7-الستائر العازلة : كما يمكن وضع الستائر على الزجاج لعزل الحرارة وقت النهار وترفع عنه وقت الليل
8-الحوائط المفرغة : تحتوي الحوائط المفرغة على هواء فراغي سواء كان الفراغ لسبب إنشائي أو لغرض عزل الحرارة وعدم فقدها من الحائط فإن الحرارة تنتقل خلال هذا الفراغ الهوائي بطريقة الحمل والتوصيل والإشعاع الحراري فالتيارات الهوائية الناتجة من الحمل الحراري تؤخذ من سطح الحرارة الساخنة وتنقلها إلى سطح الحرارة الباردة وتأثير تيارات الحمل في هذه الحالة يقل عملها بمجرد ما أن يقل حجم الفراغ الهوائي وتكون درجة الحرارة أعلى ما يمكن فيه

فائدة العزل الحراري: يوفر المبنى المعزول من الحرارة الطاقة المبذولة لتسخينه أو لتبريده . كذلك يجعل درجة الحرارة الداخلية للمبنى متساوية وغير متقلبة ولجعل عملية العزل الحراري للمبنى اقتصادية يجب اختيار العوامل الآتية بدقة
تكاليف المواد العازلة
تكاليف العمالة التي ستقوم بتركيبه
كمية توفير الطاقة للمبنى نتيجة تأثير العازل بعد تركيبه
تكاليف صيانة المواد العازلة

ثالثا : عوازل الصوت

مقدمة:

الصوت هو أحد صور الطاقة وينتقل الصوت من مكان لآخر بواسطة أمواج ميكانيكية وأمواج تضاغط تحدث ذبذبات في الهواء أو المواد البنائية وتقاس بالميكروبار ويمكن التمييز بين صوت حديث شخصين وصوت موسيقى مثلا بواسطة الأذن الآدمية أو الأجهزة الصوتية وعلم الصوت Acoustics يصف مصدر الصوت وانتقاله والاحساس به ولكي ندرك مدى قدرة الانسان على الشعور بحاسة السمع في البيئة المحيطة به يجب دراسة جهازه السمعي لتقدير ذلك

ونظرا لأن الأصوات المستمرة والمتقطعة المحيطة بالانسان تمثل طاقة خاصة قد تؤدي إلى توتره العصبي وتؤثر على طريقة سلوكياته وتصرفاته لذلك كان علينا دراسة البيئة المحيطة بالانسان سواء خارج المبنى أو داخله دراسة معمارية وتنفيذية للتحكم في تهيئة مستوى الأصوات المناسبة لمعيشته وعمله وهذا لا يتم إلا بالتحكم في شكل الفراغ الداخلي للمبنى سواء في التصميم المعماري أو التنفيذي بجانب حسن اختيار أنسب المواد العازلة للصوت ووضعها في مكانها الصحيح مع ضبط تشطيبها . كل ذلك يساعد على الحد من الأصوات الخارجية الغير مرغوب وصولها للانسان بالاضافة الى التحكم في درجة مستوى الصوت الداخلي المناسب

سرعة الصوت :
ينتقل الصوت خلال الهواء العادي في درجة حرارة 20 م بسرعة 340 مترا في الثانية على شكل موجات صوتية

تردد الصوت Frequency :
هو عدد الموجات الصوتية في الثانية الواحدة ويقاس بوحدة هيرتز

شدة الصوتIntensity :
هو مسار الطاقة الصوتية في وحدة زمنية خلال وحدة مساحية ويقاس بوحدة
وات / سم2

فتردد الصوت يحدد نوعية الصوت أما شدة الصوت فتحدد كمية الصوت وعموما فإن مدى السمع عند الانسان يتراوح بين 20 – 20000 هيرتز

امتصاص الصوت :
عندما تقع موجة الصوت على سطح ما فإن كل طاقة الصوت تتوزع إلى ثلاثة اتجاهات رئيسية . جزء منها يدخل في السطح والجزء الثاني يمتص بالاحتكاك مع السطح والجزء الأخير ينعكس من السطح ويعتمد وجود صدى صوت على كمية فقد موجة الطاقة الصوتية نتيجة احتكاك الصوت بالسطح وهذا يمثل أهمية كبرى للصوت .

معامل امتصاص الصوت:
هو النسبة بين الطاقة التي امتصت بواسطة السطح إلى الطاقة الكلية الواقعة على هذا السطح

الأساليب المعمارية في التحكم في مستوى الصوت :

1-أساليب تخطيطية بتحديد وضع مصادر الصوت مثل الشوارع وما في حكمها وربطها بالمباني والبيئة
2-أساليب تصميمية لأشكال الفراغ الداخلي بالباني
3-أساليب تنفيذية باختيار مواد عازلة للصوت

معامل الضوضاء :

وهي طريقة لتحديد مستوى شدة الصوت الذي لا يزيد عن البيئة الخاصة به . ودائما يحدد في عقود مواصفات المباني للتعبير عن أعلى مستوى للصوت في الفراغ ومنحنى معامل الضوضاء مصمم لإعطاء مستويات عالية للصوت على ترددات منخفضة آخذه في الاعتبار مميزات الأذن الآدمية لتخفيض الحساسية عند سماع الترددات المنخفضة لمستوى الضوضاء المسموحة بها للنغمات الصوتية بين 1200 هيرتز إلى 2400 هيرتز
معامل تخفيض الضوضاء :
وهو المتوسط الحسابي لامتصاص الصوت في مادة المباني على أربعة نغمات مترددة تبدأ من 250 إلى 2000 هيرتز ويحدد تخفيض الضوضاء بمجموع سمك المواد وطريقة تركيبها . كذلك يعتمد امتصاص الصوت على سمك المادة ونوع العازل الصوتي فنجد أن كبر المساحة المعرضة للصوت تؤدي إلى تصعيد الصوت في مسام المادة ويؤدي ذلك إلى زيادة معامل تخفيض الضوضاء أما اختيار مواد السقف العازل للصوت فيتحدد من عدة عوامل منها تخفيض الضوضاء لمادة السقف

رتبة انتقال الصوت :

وهي مقياس لانتقال الصوت خلال حائط ويعبر عنه بقيمة واحدة محدودة لكل مادة بحيث يقيس الاستجابة في المدى من 100 إلى 5000 هيرتز وفي هذا المدى أيضا يقارن الفقد الحقيقي بالنسبة للفقد العياري حيث الفقد الحقيقي لا ينبغي أن يقل عن 8 ديسيبل عن الفقد المعياري عند بعض الترددات الصوتية وعلى ذلك فالمقياس يستعمل خاصة لقياس كفاءة عزل المادة للصوت عند تردد صوتي مقداره 500 هرتز في مجال فقد انتقال الصوت للحائط أو الأرضية المراد قياسهم والتي تقدر عادة في حدود مجال أصوات المناقشات بين الناس

المراجع

كتاب تشييد المباني .....................د/ فاروق عباس حيدر
كتاب إنشاء المباني .....................د/ محمد أحمد عبد الله