العزل

العَزْل حَصْر الحرارة أو الصوت أو الكهرباء داخل مساحة معيّنة. كذلك يشير العزل الى المواد المستخدمة لإيقاف سريان هذه العناصر.

تناقش هذه المقالة العزل والتحكم في سريان الحرارة والعزل ضد الصوت. من أجل معلومات عن العزل ضد الكهرباء


العزل للتحكم في سريان الحرارة
تسري الحرارة من المنطقة الساخنة إلى الباردة بواحدة من الطرق الآتية: 1- التوصيل 2- الحمل 3- الإشعاع. يوقف العزل هذه الظواهر الطبيعية. والتُرموس مثال للعزل، حيث يحفظ السوائل ساخنة أو باردة وذلك بمنع الحرارة من المرور إلى الداخل أو الخارج. والترموس له وعاء داخلي داخل الوعاء الزجاجي. ويصنع الوعاءان المكونان للوعاء الداخلي من زجاج البوروسليكات، ومن خواصه أنه موصِّل رديء للحرارة. ولهذا تمر خلاله كمية حرارة قليلة. وبالإضافة إلى ذلك فإن الزجاج مطلي بالفضة التي توقف سريان الحرارة بانعكاسها إلى مصدرها. لكن إذا مرت كمية من الحرارة خلال أحد سطحي القارورتين فإن الفراغ الموجود بينهما يحجب سريان الحرارة.

يمنع العزل ـ في المنازل والمباني الأخرى ـ الحرارة من المرور خارج المباني في الطقس البارد، وإلى داخل المباني في الطقس الحار. أمّا في الصناعة، فيساعد العزل على الحفاظ على درجات حرارة لازمة للعمليات المستخدمة في التصنيع وعمليات أخرى.


تتضمن المواد المستعملة للعزل الألياف الزجاجية، والرقائق المعدنية، والألياف الصوفية، وأنواعًا معينة من البلاستيك. وهذه المواد مثل زجاج البوروسليكات في الترموس، ضعيفة التوصيل الحراري. وإذا وضعت أمام سطح ساخن، فإنها تكون حاجزا لمرور الحرارة. وبالإضافة إلى ذلك فإن أغلب المواد العازلة تصنع من ألياف ذات خلايا فراغية تمنع مرور الهواء الساخن أو البارد.


في المباني. يكون العزل في مناطق الفقدان الكبيرة للحرارة. وفي أغلب المنازل تمثل هذه المساحات الطبقة الموجودة تحت السطح؛ أي سطح الطابق الأسفل والحوائط الجانبية. وتعزل الحوائط الجانبية داخل الفراغ بين الحائط الداخلي والخارجي. وإذا سخّن الطابق الأرضي فإن حوائطه يجب أن تُعزل.

هناك خمسة أنواع رئيسة لعزل المباني هي: 1- العوارض وطبقات الإعتام الرقيقة 2- عوازل مالئة للفراغات 3- بلاستيك خلوي 4- ألواح العـوازل الصلبة 5- عوازل عاكسة.

تكون العوارض وطبقة الإعتام وحدات ناعمة مصنوعة من الألياف الزجاجية والصوف الزجاجي. يقطع الصانع العوارض إلى أحجام محددة. أما الطبقة المعتمة فتباع لفائف طويلة حتى يمكن تقطيعها إلى أي حجم خلال عملية العزل. وتستعمل العوارض والطبقة المعتمة بين العوارض التي تقوي السقف والأرضية وكذلك بين قوائم الحوائط التي تكون الجزء الرئيسي في هيكل المبنى.

تتكون العوازل المالئة للفراغات من ألياف قصيرة من السليلوز، والألياف الزجاجية، والبرليت (زجاج طبيعي)، والصوف الصخري. وتستعمل أساسًا في الأسقف والحوائط الجانبية. وتوضع العوازل بين الحوائط الخارجية والداخلية بإدخالها خلال ثقب صغير في أحد الحوائط.

ويستخدم البلاستيك الخلوي لعمل ألواح رغوية بلاستيكية يمكن أن تلتصق بالحوائط. كذلك تستعمل هذه القطع البلاستيكية لعمل رغوة عازلة يمكن حفظها داخل الحوائط.

وتتكون العوازل العاكسة من رقائق رفيعة من الألومنيوم. وتُنظّم هذه الألواح في طبقات مفصولة بفراغ حتى تحجر الهواء الساخن. وتستعمل العوازل العاكسة بين عوارض الأرضيات وقوائم الحوائط.

وتتطلب أغلبية العوازل حاجزًا بخاريًا يمنع نفاذ الرطوبة من خلالها والإقلال من كفاءتها. والحاجز البخاري يمكن أن يكون لوحًا أو رقيقة بلاستيك أو ورقًا معالجًا. ويجب أن يوضع العازل على الجانب المواجه للمنطقة الساخنة.

تختار كفاءة المادة العازلة بقياس معدل مقاومة المادة لسريان الحرارة (R – value) والمواد ذات الكفاءة العالية تكون مقاومتها لسريان الحرارة أكبر. وتحتاج المباني في المرتفعات الباردة إلى مقاومة أعلى لسريان الحرارة أكثر من المباني التي تكون في المناطق الدافئة. والعازل المناسب يكون ذا كفاءة تؤثر في تقليل كمية الوقود اللازمة لتدفئة المبنى.

يجب أن يكون العازل مقاومًا للحريق وقادرًا على مقاومة التغيرات الطبيعية والكيميائية التي يمكن أن تقلل من كفاءته. كذلك يجب أن يكون مقاومًا للحيوانات الصغيرة مثل الحشرات والفئران والجرذان.


في الصناعة. يؤدي العزل دورًا مهمًا في أغراض مختلفة. فمثلاً، تغطى بعض الأفران الصناعية بطبقات كالتي تستعمل في العزل المنزلي. ويُصنع العزل الصناعي من الألياف الخزفية للوصول إلى درجات عالية من التحمّل تبلغ حوالي 1300°م. وتقوم هذه الطبقات بإيقاف السريان الحراري من الأفران، وبهذا يمكن الوصول إلى درجات حرارة عالية خلال عملية التسخين.

تعزل أفران صناعة الفولاذ بطوب فخاري حتى ترتفع درجات الحرارة إلى 2000°م. يمنع الطوب الفخاري الفلز السائل الداخلي من إفساد الأجزاء الفلزية في الأفران. كذلك يجب أن يكون الطوب الفخاري قادرًا على أن يقاوم التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة بالإضافة إلى عدة أنواع من التفاعلات الكيميائية.

كذلك تستعمل العوازل لتثبيت درجات الحرارة داخل خطوط الأنابيب التي تنقل مواد ساخنة أو باردة. فمثلاً تعزل الألياف الزجاجية خط أنابيب عبر ألاسكا الذي يحمل النفط الخام إلى مسافة تقدر بحوالي 1300كم. هذا العزل يساعد على ثبات درجة الحرارة العالية اللازمة لضخ النفط الخام خلال خط الأنابيب. وهي كذلك تمنع سريان الحرارة خلال خط الأنابيب والتي تفسد الأرض المجمدة حوله.


العزل ضد الصوت
يستعمل العزل ضد الصوت في المباني لتقليل الضوضاء. وبعض أنواع هذه العوازل تمنع الصوت من المرور من حجرة إلى أخرى. وهناك أنواع أخرى، تمتص الصوت، تقلل من مستوى الضوضاء داخل الحجرة.

تعترض الحوائط السميكة الثقيلة التي لا تحتوي على أي شروخ سبيل الأصوات والموسيقى العالية والمناقشات المزعجة. لكن أغلب المباني الحديثة التي تحتوي على الحوائط الرفيعة الخفيفة الوزن تسمح بمرور الصوت بسهولة خلالها. وفي هذه الأحوال، تعزل الحوائط بألواح لامتصاص الصوت، تُصْنع هذه الألواح من الألياف الخشبية وتقام في الحوائط والأسقف. وهذا العزل يجب أن يغطي كل السطح الداخلي؛ لأن وجود فجوة صغيرة به سوف يسمح بمرور أصوات كثيرة خلالها. وتساعد السجاجيد وغيرها من أغطية الأرضيات على إيقاف الصوت من المرور إلى الحجرات السفلى.

يُمْكن التقليل من الضوضاء داخل الحجرة بوساطة السجاجيد والستائر والأثاث المنجد، حيث تمتص جميعها الصوت. وبالإضافة إلى عوازل الصوت يمكن استعمال رقائق الفلين عوازل صوتية في الأسقف والحوائط. ولهذه الرقائق المطاطية ثقوب دقيقة تعمل على امتصاص الصوت ومنع ارتداده مرة أخرى إلى الحجرة.

ويعني عزل الصوت في الصناعة إنقاص الضوضاء في المصانع والآلات المستعملة في أماكن التصميمات. وبعض المصانع تشيِّد حواجز عازلة للصوت بين العمال والآلات. وبعض المصانع الأخرى تصب على آلاتها مواد عازلة للصوت لتقليل مستوى الضوضاء. كذلك تُستعمل العوازل لتقليل ضوضاء آلات التشييد والحفارات الهوائية.