مشروع اللائحة التنفيذية لاستخدامات العزل الحراري في المباني

الفصل الأول : أحكام عامة

1 – 1 الهدف :

التعريف بأهمية استخدام العوازل الحرارية في المباني بيئياً وصحياً واقتصادياً ، وإيضاح الاشتراطات والمتطلبات الفنية لإستخدامات العزل الحراري في المباني .

1 – 2 مجال التطبيق :

تطبق التعليمات الواردة بهذه اللائحة على جميع المباني الحكومية والتجارية والسكنية لإستخدام جميع المواد العازلة ، ويستثنى من ذلك المباني القائمة .

 

1 – 3 التعاريف :

1 – 3 -1 العزل الحراري Heat Insulation :

العزل الحراري هو استخدام مواد لها خواص تساعد في الحد من تسرب وانتقال الحرارة من خارج المبنى إلى داخله صيفاً ، ومن داخله إلى خارجه شتاءً .

ويمكن تقسيم الحرارة التي تخترق المبنى والتي يفترض التخلص منها باستعمال أجهزة التكييف للحفاظ على درجة الحرارة الملائمة إلى ثلاثة أنواع هي :

1- الحرارة التي تخترق الجدران والأسقف والأرضيات .

2- الحرارة التي تخترق النوافذ والأبواب والفتحات الأخرى .

3- الحرارة التي تنتقل عبر فتحات التهوية .

وتقدر الحرارة التي تخترق الجدران والأسقف في أيام الصيف بنسبة 60-70 ? من الحرارة المراد إزاحتها بأجهزة التكييف . وأما البقية فتأتي من النوافذ وفتحات التهوية .

وتقـدر نسبة الطاقة الكهربائية المستهلكة في الصيف لتبريد المبنى بحوالي 66 ? من كامل الطاقة الكهربائية المستهلكة . ومن هنا تنبع أهمية العزل الحراري لتخفيض استهلاك الطاقة الكهربائية المستخدمة في أغراض التكييف ؛ وذلك للحد من تسرب الحرارة خلال الجدران والأسقف لتحقيق الهدف الوظيفي الملائم للمسكن وتقليل التكلفة .

 

1 – 3 – 2 معامل الانتقال الحراريThermal Transmittance, U-Value   :

ويعبر عن المعدل الزمني لمرور التيار الحراري بالوات (watt, w) من خلال العناصر الإنشائية داخل وخارج المبنى ، ويرمز له بـ U ووحدة القياس له هي : وات/ م2 . سْ (w/m2 . c°) .

وقيمة معامل الانتقال الحراري ضرورية لمعرفة كفاءة العازل الحراري ، بحيث كلما قلت قيمة معامل الإنتقال الحراري تزداد قدرة العزل الحراري .

 

1 – 3 – 3 معامل التوصيل الحراري Thermal Conductivity, k :

وهو كمية الحرارة التي تمر خلال وحدة من المساحة للعنصر الإنشائي بعامل اختلاف درجة حرارة مئوية واحدة ، ووحدة القياس له هي : وات/ م . سْ (w/m . c°) .

 

1 – 3 – 4 طرق إنتقال الحرارة Heat Transfare :

تنتقل الحرارة خلال المواد عن طريق وسائل الإنتقال فيزيائياً ، وهي التوصيل ، الحمل ، الإشعاع التي يمكن تعيفها كما يلي :

أ ) التوصيلConduction   :

هو إنتقال الحرارة من خلال جزيئات الجسم الصلب الأسخن (الأعلى حرارة) إلى جزيئاته الأكثر برودة (الأقل حرارة) والملامسة للجزيئات الساخنة فيه .

 

ب ) الحملConvection    :

وهو إنتقال الحرارة في السوائل وكذلك الغازات المتحركة . ويتم نتيجةً لحركة الجزيئات الساخنة للسائل أو الغاز حيث تُشكل هذه الحركة تيارات الحمل والتي بدورها تعمل على توازن درجة حرارة السائل أو الغاز . ففي الغاز كالهواء يكون إنتقال الحرارة بالحمل في الهواء المحيط بمصدر الحراراة فترتفع جزيئات الهواء الملامسة لمصدر الحرارة لأعلى بسبب تمددها وخفة وزنها ويحل محلها جزيئات من الهواء البارد الذي يجري تسخينه أيضاً ليصعد إلى الأعلى ناقلاً الحرارة خلال جزيئاته .

 

ج ) الإشعاع Radiation  :

وهو تحول الطاقة الحرارية في جسم ما إلى طاقة حرارية إشعاعية (طاقة تُشع إلى خارجه) وإنتقالها إلى جسم آخر يقوم بدوره بتحويلها إلى طاقة حرارية . والأشعة الحرارية هي عبارة عن موجات كهرومغناطيسية تُشبه موجات الضوء ومختلفة عنها في طول الموجة وتُسمى بالأشعة فوق البنفسجية وبالتالي فهي تحتاج إلى وسط مادي تنتقل من خلاله وبذلك يحدث الإنتقال للطاقة الحرارية إشعاعياً حتى في الفراغ .

2 – 6 أهم الاعتبارات التي يجب مراعاتها عند إستخدام العزل الحراري :

 

يراعى أن تؤخذ العوامل التالية بعين الاعتبار عند إستخدام العزل الحراري :

1 – أن تخزن المواد العازلة في أماكن جافة غير مكشوفة وتجنب تهشمها أو ثقبها أو تلفها .

2 – يراعى تغطية سطح المواد من كلا الجانبين عند التركيب ، ويوضع حاجز فاصل (غلاف) من أعلاها وحاجز (غلاف) مقاوم لتسرب المياه من أسفلها أو العكس بالعكس ، وذلك حسب طريقة التركيب المناسبة لذلك .

3 – تغطية مواد عزل الجدران من الجانبين بحاجز (غلاف) عازل للرطوبة ، وذلك حسب طريقة التركيب المناسبة .

4 – تجنب إمكانية تهشم المادة عند عملية البناء أو خلال عملية تركيبها .

5 – أن تكون جميع أسطح المادة خالية من الغبار والأوساخ أو الشحوم قبل تركيبها .

6 – إذا كان سطح المباني فوق السقف الكرتوني (سوليتكس) من نوع سقوف (الجمالونات) فيجب توفير تهوية ميكانيكية للفتحة الكائنة بين السطح والسقف الكرتوني .

7 – مراعاة معرفة قيمة الإنتقالية الحرارية (U-Value)  Thermal Transmittance لأهميتها في الحكم على نوعية ومدى كفاءة العزل الحراري للعناصر الإنشائية المختلفة في المبنى ، حيث يتم بمعرفتها حساب الطاقة الحرارية المفقودة من داخل المبنى إلى خارجه . فكلما قلت قيمة الإنتقالية الحرارية زادت قدرة العزل الحراري .

 

2 – 7 إستخدام المواد العازلة للحرارة في الأسطح والجدران والأرضيات :

 

1 – الطرق المتبعة في عزل الأسطح والجدران .

 

عزل الأسطح :

يوجد هناك نوعان من الأنظمة التي تُستخدم في عزل الأسطح ، هما نظام السطح التقليدي ونظام السطح المقلوب . ففي النوع الأول (النظام التقليدي) تكون طبقة العازل المائي فوق طبقة العازل الحراري (كما هو موضح بالأشكال الموضحة أدناه) لحماية العازل الحراري من الماء وخاصة مواد العزل الحراري التي تكون  فيها نسبة إمتصاص الماء مرتفعة نسبياً ، وفي هذا النظام يتعرض الغشاء العازل للماء (العزل المائي) إلى الإجهادات الحرارية المتواصلة والناتجة عن التفاوت الكبير في دراجات الحرارة بين الليل والنهار وبين فصول السنة المختلفـة والتي تؤدي إلى تمدد وتقلص هذا لغشاء مما يفقده مرونته وبالتالي قدرته على العزل نتيجة الجفاف والتشقق الذي قد يلحق به ، وفي هذا النظام يتعرض غشاء العازل للماء إلى إجهادات ميكانيكية أثناء التركيب أو بعده نتيجة وجود بعض أجهزة التكييف وغيرها وأعمال الصيانة على سطح المبنى وبالتالي يقل العمر الإفتراضي للعازل المائي وتزداد تكاليف الصيانة وفي حالة فشل النظام كعازل مائي فإنه قد يؤدي إلى أضرار جسيمة داخل المبنى يصعب حصرها نتيجة تسرب المياه ، وهذا عوضاً عن الأضرار التي تلحق بالعازل الحراري لوصول الماء إليه .

أما في النوع الثاني (نظام السطح المقلوب) والذي يكون فيه العزل الحراري فوق طبقة العازل المائي ، يقوم العزل الحراري بحماية العازل المائي من الإجهاد الحراري والتعرض للأشعة الفوق بنفسجية وكذلك الإجهاد الميكانيكي أثناء التركيب وبعده وعليه يزيد العمر الإفتراضي لغشاء العازل المائي ، وبالتالي تنخفض تكاليف الصيانة بدرجة كبيرة .

ولكي يتسنى إستخدام نظام السطح المقلوب يجب أن تكون مقاومة مادة العزل الحراري لامتصاص الماء والرطوبة ذا مقاومة كبيرة بحيث يجب أن لاتزيد نسبة إمتصاص مادة العازل الحراري للماء عن (0.2%) بالنسبة للحجم وذلك حسب ما جاء في المواصفة الألمانية DIN53421)) .

 


 

أمثلة على العزل الحراري للسطح :

أ ) طريقة عزل السطح التقليدي

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

أمثلة على العزل الحراري للسطح :

ب ) طريقة عزل السطح المقلوب

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

عزل الجدران الخارجية :

يوجد هناك أربعة أنواع من الأنظمة التي تستخدم في عزل الجدران الخارجية للمباني وهي :

1 – النظام الأول :

ويُعرف بنظام الجدار الواحد المبنى من الطوب الأحمر أو الطوب الأسمنتي والذي توضع في داخله شرائح متوازية الأضلاع من العزل الحراري مثل البوليسترين المبثوق أو المدد أو الصوف الصخري وغيرها ، كما هو موضح بالشكل رقم (   ) .

وفي هذه الأنظمة يوجد نوعين من الجسور الحرارية التي نُصنفها كالتالي :-

أ )  الجسور الحرارية الناتجة عن الأجزاء الموصلة بين نهايتي جسم البلوك .

ب‌)   الجسور الحرارية الناتجة عن إستخدام المونه الأسمنتيه بين البلوك أثناء التركيب . وهذه الجسور تسيء إلى نظام العزل حيث لاتؤمن الحد الأدنى من متطلبات توفير الطاقة الكهربائية .

2 – النظام الثاني :

وهو نظام الجدار الواحد من الطوب الإسمنتي المعزول بشريحة واحدة من مادة البوليستيرين المبثوق أو الممدد ، وفي هذا النظام يوجد جسور حرارية ناتجة عن إستخدام المونه الأسمنتية بين البلوك أثناء التركيب وعليه فهو أفضل من النظام الأول

ولكن نسبة تسرب الحرارة في هذا النظام قد تصل إلى 49% تقريباً لوجود الجسور الحرارية السابقة الذكر (المونة الإسمنتية) .

3 - النظام الثالث : 

وهو النظام التقليدي ، ويُعتبر الحل الأفضل في عزل الجدران ، وفي هذا النظام يتم بناء جدارين متوازيين بحيث تركب أنواع العزل الحراري بين فراغ الجدارين حيث تفصل هذه الألواح بين الجدار الخارجي والجدار الداخلي للمبنى بشكل كامل وتلغى الجسور الحرارية الموجودة في الأنظمة السابقة الذكر (الشكل ) ويؤخذ في الإعتبار عامل التكلفة والصيانة ، كما يؤخذ في الإعتبار الجسور الحرارية الموجودة في الكمرات والأعمدة والميدات الأرضية التي لا يغطيها مادة عازلة للحرارة في الجدران الخارجية .

4 - النظام الرابع :

وهو نظام العزل من الخارج حيث يتم تثبيت العوازل الحرارية على الجدران الخارجية للمبنى وبحيث يتم تغليفه تماماً ثم يتم تركيب التشطيبات الخارجية مثل الزجاج أو حجر الريـاض أو مواد ((STB من الخارج وفي هذا النظام يتم التغلب على جميع الجسور الحرارية . وهو النظام الوحيد الذي يعزل الأعمدة والجسور والميدات ويُلغي عملها كجسور حرارية ، ولكن يجب مراعاة مراجعة طريقة تثبيت مواد النهو الخارجي للمبنى والتكلفة الإجمالية لهذا النظام .

 

نظام العزل من الداخل :

يمكن إستخدام نظام العزل من الداخل في المباني ذات التشطيب الخارجي الخاص أو في عزل المباني القائمة المبنيه سابقاً والغير معزولة حرارياً وفي هذا النظام يمكن تركيب ألواح العزل الحراري على جميع الجدران الداخلية المواجهة للمحيط الخارجي باستخدام مادة لاصقة أو طريقة تثبيت تتناسب مع مادة العزل الحراري المستخدمة .

ثم يجب بعد ذلك تغطية السطح الداخلي للعزل الحراري بالتشطيبات الداخلية المناسبة مثل :-

1 -  لياسة إسمنتية بسماكة 20 مم على أن يتم تركيبها على الشبك المعدني المثبت ميكانيكياً في الحائط .

2 -  لوح من الجبس بسماكة لا تقل عن 9.5 مم .

3 -  لوح إسمنتي بسماكة لا تقل عن 8 مم .

وفي هذا النظام يتم عزل جميع الأعمدة وجزء من الكمرات من الداخل وعليه يتم التخلص من أحد الجسور الحرارية التي تؤثر بشكل كبير على نجاح أو فشل النظام الخاص بالعزل الحراري للمبنى .

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

عزل الأرضيات :

قد تصل درجات حرارة التربة على عمق 3 أمتار إلى  33 ْ مئوية تقريباً . وعليه فإن عزل الأرضيـات هام جداً . ومن شأن عملية العزل الجيد للأرضيات أو يقلل من تدفق الحرارة من الأرضيات في المباني المكيفة ويجب أن تتوفر في مادة العزل الحراري للأرضيات شروط أساسية وهي :

1 -  أن تكون ذات قوة إنضغاطية عالية .

2 -  أن تكون مقاومة لامتصاص الماء والرطوبة .

3 – أن تكون ذات معامل توصيل حراري منخفض ، أي أنه لابد أن توفر الحد الأدنى المطلوب للعزل الحراري .

 

ومن التطبيقات الخاصة في عزل الأرضيات المخازن المبردة والأسطح المستعملة كمواقف للسيارات وفي هذه التطبيقات يجب إستخدام مواد عزل لاتقل قوة إنضاغطها عن 680 كيلوباسكال .

ويمكن تركيب عزل الأرضيات بأحد النظامين التاليين :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 - 7 المواصفات المخبرية للمواد العازلة

 

 

Extruded Polystyrene

Property

Standard

Unit

Roof

Wall

Density

DIN 53420

Kg/m3

32 – 35

26 – 28

Thermal conductivity laboratory value at 10oC   mean test temperature

ASTM C177 or

ASTM C518

 

W/M.K

 

0.027

 

0.028

Compressive strength at 10% deflection

ASTM D  1621-73

KPa

300

210

Water absorption

DIN 53428

% by Vol.

0.2

0.2

 

Polyurethane Wall Insulation

Density

30 Kg/m3

Compressive strength

150 KN/m2

K Value at (24oC) mean temp.

0.023 W/mK

Temperature limit

110oC

Water absorption max

1.5% by volume

 

Polyurethane Roof Insulation

Density

35 Kg/m3

Compressive strength

210 KN/m2

K Value at (24oC) mean temp.

0.023 W/mK

Temperature limit

110oC

Water absorption max

1.5% by volume

 

Rockwool Panels for Wall

Thickness

mm

Thermal Conductivity

(K)

Mean Temperature

oC

Density

Kg/m3

50

0.033

10

50

60

0.033

10

50

50

0.0385

50

70

60

0.0382

50

70


 

 

 

2 – 8 المتطلبات البلدية الخاصة بالعزل الحراري

2 – 8 – 1 معامل الإنتقال الحراري

1 ـ ألا تزيد قيمة معامل الإنتقال الحراري للعوازل المستخدمة في أسقف المباني عن القيمة التالية : 0.75 وات / م2 . سْ .

2 ـ ألا تزيد قيمة معامل الإنتقال الحراري للعوازل المستخدمة في جدران المباني عن القيمة التالية : 0.741 وات / م2 . سْ .

3 ـ استخدام الزجاج العازل في نوافذ المباني التي يزيد ارتفاعها عن دورين ، أو أن تكون مساحة الزجاج فيها تقل عن 20 % من مساحة الواجهة .

4 ـ اسـتخدام الزجـاج العازل والمزدوج في المباني التي تزيد مسـاحة الزجاج في واجهاتها عن 20 % .

 

2 – 8 – 2 المخططات الهندسية المطلوبة

يقوم المكتب الهندسي أو الاستشاري المصمم للمبنى بإرفاق مخطط بمقياس رسم مناسب يوضح تفاصيل العزل الحراري المستخدم في المبنى وفقاً لما يلي :

1 – قطاعات تفصيليه بمواد العزل المستخدمة في الأسطح والجدران والأرضيات والجسور وغيرها موضحاً عليها الأبعاد والمقاسات ونوعية مادة العزل المناسبة .

2 – قطاعات تفصيلية للزجاج (في حالة اسـتخدامه) موضحاً عليها الأبعاد والمقاسات ونوعية الزجاج المستخدم .

3 – المذكرة الحسابية للأحمال الحرارية .

4 – إعداد المتطلبات التنفيذية والملاحظات الخاصة بالتركيب .

 

2 – 8 – 3 إرشادات عامة

1 –  يقوم المهندس المصمم بتحديد مادة العزل المناسبة للمبنى ومواصفاتها الفنية حسب موقع المبنى ودرجات الحرارة الخارجية والرطوبة ، ويتم الاسترشاد بالمواصفات الواردة بجدول الخصائص العامة لمواد العزل الحراري المستخدم في المباني ، كحد أدنى .

2 – توضح نماذج وقطاعات العزل الحراري المستخدمة في كل من الأسقف والأسطح والجدران ، وطريقة حساب الأحمال الحرارية لها .

3 -  الرفع من كفاءة عزل المبنى من حيث توجيه المبنى ، وتظليل النوافذ ، والتقليل من ارتفاعات الأسقف ، وزراعة الأشجار المناسبة وما إلى ذلك .

5 –   الالتزام بالألوان الفاتحة ومشتقاتها في واجهات المباني استناداً على التعميم الوزاري رقم 79/5 في 11/ 3/1406هـ بشأن إلزام أصحاب المباني الجديدة وكذلك الذين يرغبون في ترميم واجهات مبانيهم باستخدام اللون الأبيض ومشتقاته .


 

2 – 9 الخصائص العامة لمواد العزل الحراري المستخدمة في المباني[1]

 

المادة العازلة

الكثافة

كجم/م3

الاستخدام

معامل التوصيل الحراري

عند 24 ْ مئوية

واط/م.كلفن

النسبة المئوية لامتصاص الماء[2]

% من حجم المادة

(ASTM C272)

نفاذية بخار الماء2

بيرم/بوصة

(ASTM E96)

قوة تحمل الضغط

كجم/م2

مقاومة الحريق

تغير الصفات الحرارية مع الزمن

قوالب أو الواح البوليستيرين الحبيبي الممدد

Expanded or Molded Polystyrene

13 - 20

الجدران

0.0374

2.5

0.6 - 5

80 - 528

يحترق ويخرج دخاناً

لا يتأثر

32 – 35

الأسطح

0.0331

ألواح البوليسيرين المبثوق

Extruded Polystyrene

26 - 28

الجدران

0.0288

0.3

0.4 – 1.4

240 - 2000

يحترق ويخرج دخاناً

يتأثر كثيراً لاستخدام غاز الفريون في إنتاجه

32 - 35

الأسطح

0.0288

البوليوريثين

Polyliurethene

26 - 28

الجدران

0.026

2 - 5

2 - 4

320 - 960

يحترق ويخرج دخاناً

يتأثر كثيراً لاستخدام غاز الفريون في إنتاجه

35 - 48

الأسطح

0.023

الخرسانة الخفيفة

Light Weight Concrete

240 - 1040

للجدران والأسقف

0.065 –  0.43

12.52 – 49.33

امتصاص عالي يمكن معالجته

-

-

يقاوم الحرارة وينصهر عند 1100ْ س

لا يتأثر

الزجاج الرغوي

140

للجدران والأسقف

0.55

صفر

-

-

يقاوم الحرارة وينصهر عند 430ْ س

لا يتأثر

الألياف الزجاجية

Fiber Glass

17 - 120

الأسقف المعدنية والجدران

0.051

مرتفعة جداً

مرتفعة جداً

ضعيفة

الألياف مقاومة للحريق والمواد الرابطة تحترق

لا يتأثر

الصوف الصخري

Rock wool

29 - 120

الأسقف المعدنية والجدران

0.051

مرتفعة جداً

مرتفعة جداً

ضعيفة

الألياف مقاومة للحريق والمواد الرابطة تحترق

لا يتأثر

البيرلايت

Perlite

80 - 240

الجدران

0.16 – 0.39

مرتفعة جداً

مرتفعة جداً

يعتمد على قوة تحمل الخلطة الإسمنتية

يقاوم الحرارة وينصهر عند 1300ْ س

لا يتأثر

المصدر : Insulation Materials, Testing and Applications (ASTM STP 1030) 

 

 



[1] هدف البيانات الموضحة أعلاه هو لمقارنة العامة . هذه القيم قد لا تمثل بشكل دقيق كل منتج متوفر في الأسواق وفقاً لاختلاف تكنولوجيا وجود التصنيع بين كل مصنع وآخر . وبشكل عام معظم هذه القيم تمثل الأداء على المدى الطويل ، إلا أنه لا تتوفر حتى الآن البيانات والإحصائيات الكافية لإعطاء العمر الافتراضي أو القيم النهائية لأداء هذه المواد خاصة أن ذلك يعتمد على اختلاف ظروف الاستخدام والمناخ وطرق التركيب من مكان لآخر .

[2] إن الهدف من مقارنة امتصاص الرطوبة والماء هو تحديد طرق الاستخدام والتركيب المناسبة لهذه المواد بحيث نطيل من عمرها الافتراضي ونحافظ على قدرتها على العزل (نشير هنا بأن للماء توصيل حراري عالي جداً بالمقارنة مع مواد العزل الحراري كما يؤثر على عمر المادة) .