בעיות האנרגיה בעולם ובישראל עוררו את הצורך למצוא דרכים להקטנת צריכת האנרגיה. בידוד תרמי בא לידי ביטוי על מנת לפטור בעיות הללו.
בתחום הנדסת בניין נציין שני תחומים העוסקים בעניין זה:
- פיתוח מערכות סולריות לחימום מים לשימוש ביתי, המספקות כ 4% מצריכת החשמל השנתית במדינת ישראל.
- בידוד ואיטום נכונים של הבית להפחתת עלות החימום והקירור. אפשר לחסוך עד 75% מהוצאות האנרגיה לחימום ומיזוג אוויר.
בעת שיפוץ בית פרטי ישן צריך לייחס חשיבות רבה לבידוד התרמי, בעיקר בקירות חיצוניים. חיפוי קירות מעטפת, מצד הפנימי של המבנה בלוחות גבס למשל, יכול לפתור בעיות בידוד תרמי בתוך הדירה. בנוסף לשפר מראה האסתטי ולהסתיר סדקים ופגמים בקירות.
התקן הישראלי עבור בידוד תרמי בבנייני מגורים
הדרישות בתקן ת"י 1045 מבוססות על שתי הנחות שקיומן יאפשר לחמם דירה בחורף ל 18°c לפחות ולצננה בקיץ ל 28°c לכל היותר. זה מספק איכות חחים סבירה ובלי הוצאות יתרות לאנרגיה.
ההנחיות לתכנון ארכיטקטוני רציונלי הן:
- לפחות קיר חוץ אחד יהיה בכיוון דרום ובו חלונות גדולים, שעליהם אפשר להצל בקיץ.
- שטח החלונות בכיוון שאינו דרום, יצומצם ככל האפשר.
- גגות שטוחים יהיו צבע בהיר.
- קירות הפנים למזרח עד דרום-מזרח או דרום-מערב יהיו מחופים מבחוץ בגוונים בהירים.
- היחס בין שטח מעטפת הדירה לרצפה יהיה קטן ככל האפשר.
בידוד תרמי בדירה לפי תקן
כדי לבדוק אם הדירה עומדת בדרישות התקן יש לבחון שלושה נושאים:
- התנגדות תרמית אופיינית (r) מזערית של אלמנטים במעטפת.
- גשרי קור.
- מוליכות תרמית נפחית (G) מרבית של הדירה.
התקן מחלק את הארץ לארבעה אזורים אקלים וקובע דרישות שונות לכל אזור.
- א – רצועת חוף
- ב – מישור החוף והשפלה, הנגב, העמקים הצפוניים
- ג – הרי הגולן, הגליל, יהודה ושומרון
- ד – בקעת הירדן והערבה
בזמן תכנון מבנה יש לחשב חישובים תרמיים כדי לבדוק אם האלמנט עומד בדרישות התקן. כשהחומר אינו אחיד כמו קיר בלוקים, החישוב מורכב וערכים אופייניים של קירות בלוקים המקובלים בארץ נתונים בתקן.
כאשר אוויר חם, המכיל אדי מים, בא במגע עם משטח קר, המשטח מתכסה באדי מים. בקיץ השכבה מונעת חדירת חום למבנה ובחורף היא מונעת יציאת חום וחדירת קור.
כל פעם נתקלים בתופעת עיבוי, הגורמת להתפתחות עובש בקירות וריחות לא נעימים. הוספת חלון לאוורור או ונטה למקלחת יכולה לפתור תופעה זו. בנוסף צביעת קירות ותקרה בצבע נגד עובש יסייע למנוע התפתחות העובש בעתיד.
מדוע יש צורך בבידוד תרמי?
אם בידוד תרמי חסר או מותקן בצורה לא נכונה, עד 58% מהחום עלולים ללכת לאיבוד, תלוי בסוג הבית. כלומר: 25% – דרך הגג, 33% – דרך הקירות, 15% – דרך הרצפה, עוד 20% דרך חלונות ודלתות ו-15% דרך סדקים. כמובן שבדירה, במיוחד אם היא ממוקמת באמצע הבית, איבוד החום יהיה קטן מזה של דירה פינתית, או כזו הממוקמת בקומה העליונה מתחת לגג.
כפי שאנו יכולים לראות, בידוד תרמי הוא מרכיב חשוב בבית או בדירה שלך. וכפי שציינו לעיל, בידוד הבית יעזור לחסוך כסף על חשבונות החשמל ולהפוך את הבית שלך לחיסכוני יותר.
התנגדות תרמית אופיינית (r)
ערך R
ערך זה עוזר לבחור את סוג הבידוד הנכון. אחרי הכל, רמת החום בחדר תהיה תלויה בכך. ערך R הוא בדיוק הדרך שבה נמדד עד כמה חומר הבידוד מונע חדירת קור. ככל שערך ה-R גבוה יותר, כך הבידוד יהיה טוב יותר. מחוון זה מצוין על אריזת החומר. ראוי לציין כי המלצות ערך R משתנות מעת לעת. גם אם אתה גר בבניין חדש, ייתכן שרמת בידוד התרמית לא מספיקה.
קירות חוץ ותקרה במשקל ליחידת שטח מ 100 עד 300 ק"מ למ"ר ויותר. התנגדות תרמית אופיינית תיהיה בטווך של 0.50 ל 1.50 בין אזורים שונים. היא תלויה במוליכות תרמית הסגולית של החומר ובעובי השיכבה שלו.
התנגדות התרמית של בלוק בטון רגיל הינו 0.30, אשר לא מספק דרישות התקן המזעריות. אבל טיוח קירות חיצוניים ופנימיים מעלה התנגדות התרמית לדרישות מינימליות בתקן. בלוק פומיס או איטונג לדוגמא אם (r) 0.8 ו 1.1 עומדים בדרישות התקן גם ללא כל חיפוי נוסף.
סוגי חומרי בידוד לקירות ולגג
לפני שנכתוב על סוגי הבידוד התרמי, יש לציין עוד נקודה חשובה. ניתן להתקין בידוד בחוץ או בתוך המבנה, אם הבית בנוי מאפס. עיצוב הבית עצמו יכול להכיל חללי אוויר בין הקירות. אם זה לא אפשרי, ומדובר בבית שכבר בנוי, אז כמובן האפשרות הטובה ביותר תהיה בידוד חיצוני. במקרה זה, לא תאבדו שטח השמושי בחלל החדרים.
ישנם כמה חומרי בידוד פופולריים ביותר כיום: צמר זכוכית, קצף פוליאוריטן, צמר סלעים. כל אחד מהם מיוצר בצורות שונות, כגון לוחות קשיחים וגלילים, חומרי מילוי בהתזה. כעת נסתכל בקצרה על כל חומר ועל השימוש הנפוץ בו.
- צמר זכוכית – הוא חומר הבידוד הנפוץ ביותר מכיוון שהוא זול יחסית, קל להתקנה, עמיד בפני נזקים ובפני אש. צמר זכוכית נמכר בדרך כלל בגלילים או לוחות, המגיעים בצפיפויות שונות ויש להם קבוצה משלהם של ערכי R. בנוסף, בהתאם לצפיפות החומר, יש אפשרויות בידוד חזית.
אנא שימו לב כי יש ללבוש תמיד ציוד מגן בעת טיפול בחומר זה מכיוון שהוא מסוכן לריאות ולעור. הקפידו ללבוש מסכה וכפפות ולהימנע ממגע עם עור חשוף עם צמר זכוכית. קרא את הוראות הבטיחות על האריזה להנחיות נוספות.
- קצף פוליאוריטן – הוא בחירה מצוינת לבידוד תרמי לגג ולקירות. במיוחד בחדרים בעלי צורה לא סדירה או מקומות שקשה להגיע אליהם. פוליאוריטן נוזלי מתרחב ומתקשה. הוא קל משקל, עמיד בפני קורוזיה ולחות. לשטחים גדולים ניתן להשתמש בלוחות פוליאוריטן מוקצף. הם מורכבים בין הקורות על הגג ובין קורות עץ או פרופיל, עליהם מוצמדים לאחר מכן לוחות גבס.
- צמר מינרלי – הנקרא גם צמר סלעים. למרות שמבנהו דומה לצמר זכוכית, הוא יקר ואינו נושא באותם סיכונים בריאותיים. חומר זה מבודד קול ורעש מעולה. צמר מינרלי נמכר בצורת גלילים ומזרונים, מה שמפשט את התקנתו. עם זאת, שים לב שצמר מינרלי כבד יותר מצמר זכוכית, אז בדוק שוב שלמות המבנית וחוזק של הקירות והתקרה לפני התקנתו. צמר זה משמש גם כ בידוד אקוסטי לקירות ולתקרה.
גשרי קור
בכל קיר הבנוי מחומרים בעלי התנגדות תרמים המספקים דרישות התקן, עוברים עמודים, קורות וחגורות בטון מזוין. הבטון הוא חומר בעל התנגדות תרמית נמוכה מאוד אשר אינה מספקת דרישות התקן. קור או חום שנתקלים בקושי לחדור למבנה דרך הקיר, חודרים בקלות דרך הבטון. המעבר דרך הבטון הינו – גשר קור. גשרי קור עלולים לגרום להתהוות אזורי רטיבות עקב עיבוי על פני קטע הקיר הקר.
התקן מרשה שיהיו גשרי קור בשטח של עד 15% משטח הקיר. באזור א' גשרי קור יכולים להיות עשויים בטון בעובי 20 ס"מ. באזורים אחרים גשרי הקור צריכים לכלול בידוד, כך שסכום ההתנגדות התרמית של הבטון והבידוד יספק דרישות התקן.
מוליכות תרמית נפחית (G)
הערך המחשב G מבטא כושר בידוד תרמי הכולל מעטפת הדירה, בהתחשב בהפסד החום בגלל פתחים במעטפת יחסית לנפחה. ניתן כמה דוגמאות:
מוליכות תרמית של בטון במשקל סגולי של 2400 ק"ג למ"ר הינה 2.1 וואט למ' ל-°c. לאומת בלוק איטונג במשקל 570 ק"ג למ"ר ומוליכות התרמית של 0.18 וואט למ' ל-°c. בכך אפשר להבין שבלוק איטונג מבודד פי 10 מבטון מזוין. אף אלו תנאי מעבדה, כי בשטח הפרש הוא בלא עד כדי כך קיצוני.