مقاله تحلیلی: شکست حرارتی در سازه – قسمت اول

جلوگیری از اتلاف حرارت به‌واسطه جان‌پناه‌های بتنی

جان‌پناه‌های بتنی معمولی مانند یک پل حرارتی عمل می‌کنند و در نتیجه موجب اتلاف انرژی گرمایی می‌شوند. این جان‌پناه‌ها به‌واسطه باد سردی که بر بام می‌وزد، مانند پره‌های یک پنکه عمل می‌کنند و باعث هدر رفت گرما می‌شوند. یکی از راه‌حل‌ها این است که از شکست حرارتی بین جان‌پناه و فضای داخلی گرم استفاده شود.

جان‌پناه‌ها از لبه‌های بام در برابر نیروهای آپلیفت ناشی از وزش باد محافظت می‌کنند. بااین‌حال حل یک مشکل، مشکل دیگری را به وجود می‌آورد: یک پل حرارتی در پیرامون ساختمان که به سیستم عایق‌بندی نفوذ می‌کند و موجب انتقال حرارت از فضای داخلی به خارج می‌شود. جان‌پناه‌های عایق‌بندی نشده علاوه بر اتلاف انرژی، به دلیل توزیع غیریکنواخت دما موجب سرد شدن فضای داخلی گرم در مجاورت پوسته ساختمان می‌شود.

یکی از راهکارهای مرسوم برای کاهش پل حرارتی در جان‌پناه‌ها این است که سطح خارجی عایق‌بندی شود.

روش جدیدتر برای کاهش پل حرارتی، شکست حرارتی جان‌پناه از فضای داخلی گرم به‌واسطه المان‌های شکست حرارت بین جان‌پناه و فضای داخلی است. این المان‌ها بدون تحت تأثیر قرار دادن یکپارچگی سازه موجب بهینه‌سازی عملکرد حرارتی می‌شوند.

پل حرارتی

پل حرارتی وقتی اتفاق می‌افتد که مواد و مصالح هادی گرما به عایق نفوذ کرده و موجب تضعیف مقاومت فضا در برابر انتقال گرما شوند. پل‌های حرارتی اغلب به‌واسطه المان‌هایی از سازه اتفاق می‌افتد که بار را از پوسته ساختمان به روسازه منتقل می‌کنند. پل حرارتی موجب انتقال بیشتر گرما و در نتیجه سرد شدن فضای داخلی، افزایش مصرف انرژی برای گرمایش و سرمایش، عدم انطباق با ضوابط، عدم آسایش ساکنین، چگالش و کپک‌زدگی می‌شود.

دو نوع متداول پل حرارتی وجود دارد:

• پل حرارتی ناشی از نوع مصالح
• پل حرارتی ناشی از شکل هندسی

وقتی یک المان ساخته‌شده از مصالحی با هدایت گرمایی بالا در لایه عایق نفوذ پیدا می‌کند و موجب هدایت گرما با سرعتی بیشتر از عایق شود، یک پل حرارتی ناشی از مصالح به وجود می‌آید. به‌طور مثال می‌توان به بالکن‌ها به‌عنوان یکی از المان‌های رسانا که در داخل پوسته عمودی ساختمان نفوذ می‌کنند و جان‌پناه‌ها که در سیستم عایق‌بندی بام نفوذ می‌کنند، اشاره کرد.

 پل حرارتی ناشی از شکل هندسی وقتی اتفاق می‌افتد که سطح ساطع کننده گرما بزرگ‌تر از سطح جذب‌کننده گرما باشد. به‌طور مثال می‌توان به گوشه‌های ساختمان اشاره کرد. این نوع پل حرارتی ممکن است بر اتصالات دیوار/ سقف و دیوار/کف، محل اتصال بین پنجره‌ها، دیوارها، درها و جان‌پناه‌ها تأثیرگذار باشد.

انتقال حرارت از طریق پل‌های حرارتی را می‌توان به‌صورت خطی یا نقطه‌ای بیان کرد:

• انتقال خطی از طریق پل‌های حرارتی با ایجاد اختلال در پیوستگی پوسته حرارتی ساختمان در امتداد یک طول مشخص همراه است. به‌طور مثال می‌توان به اتصالات بالکن‌های بتنی اشاره کرد که در آن دال کف در دیوار، لبه‌های دیوار خارجی، تکیه‌گاه‌های کف و اتصالات دیوار به کف نفوذ کرده است.
• انتقال نقطه‌ای از طریق پل‌های حرارتی با ایجاد اختلال در یک نقطه که در لایه عایق نفوذ کرده رخ می‌دهد. به‌طور مثال می‌توان به بالکن‌های فلزی و سایه‌بان‌ها اشاره کرد.

باوجوداینکه اتلاف انرژی گرمایی نتیجه واضح پل حرارتی است اما چالش‌های دیگری هم وجود دارند که به‌طور مثال می‌توان به میعان و رشد کپک‌ها اشاره کرد.

ازآنجاکه اغلب ساختمان‌های قدیمی دچار نفوذ هوای بسیار زیادی هستند، میزان رطوبت فضای داخلی یا حداقل رطوبت فضای خارجی برابر می‌شود که این مقدار در زمستان حدود 18 تا 25 درصد است.

دمیدن فضای گرم در منافذ سرد یا در نزدیکی منافذ سرد مثل بالکن‌ها و جان‌پناه‌ها باعث می‌شود که رطوبت دخل هرگز به نقطه شبنم‌زدگی نرسد و بنابراین از میعان یا رشد کپک جلوگیری می‌شود.

ازآنجاکه اغلب ساختمان‌های جدید عایق هوا هستند، سطح رطوبت در آن‌ها به 30 تا 40 درصد در زمستان می‌رسد. باوجوداینکه آسایش ساکنین تأمین می‌شود، رطوبت داخلی بالا در مجاورت منافذ سرد ساختمان به نقطه شبنم‌زدگی می رسن و ممکن است باعث چگالش و در پی آن رشد کپک شود. کپک ممکن است سال‌ها قبل از اینکه به میزان قابل‌مشاهده برسند از طریق هوا منتقل شوند و بنابراین ممکن است سازنده متحمل هزینه‌های تعمیر و مسئولیت‌های قانونی شود.

بررسی دقیق‌تر جان‌پناه‌ها

جان‌پناه‌ها نقش مهمی به لحاظ معماری و سازه‌ای در ساختمان دارند. بااین‌حال در مناطق حساس (اتصالات سقف و پوسته دیوار) ممکن است با مشکلات متعددی به لحاظ عملکردی مواجه شوند.

ازآنجاکه جان‌پناه‌ها ازجمله المان‌های سازه‌ای دارای جرم زیاد هستند و در بادگیرترین نقطه باختمان قرار دارند، حساسیت زیادی در برابر پل حرارتی و پیامدهای ناشی از آن دارند.

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.