Nguyên lí cách nhiệt- Các yếu tố liên quan đến lựa chọn cách nhiệt cho tòa nhà

Cách nhiệt là giải pháp ngăn ngừa tổn thất nhiệt hoặc nhận nhiệt với việc tạo ra rào cản nhiệt giữa các mặt kết cấu bao che có sự chênh lệch nhiệt độ. Rào cản ngăn cản dòng nhiệt truyền vào tòa nhà có thể được chế tạo từ vật liệu cách nhiệt dạng khối hoặc vật liệu cách nhiệt phản xạ hoặc kết hợp cả hai, thực hiện theo các cách thức khác nhau.

Theo kết quả nghiên cứu đã được công bố trên thế giới trong các tòa nhà thấp tầng không được cách nhiệt thì lượng nhiệt truyền qua tường chiếm 25-35%, 10-20% qua cửa kính; 5-10% qua sàn; 25-35% qua mái và 5-25% do rò lọt khí. Ở Việt Nam đối với các tòa nhà cao tầng thì lượng nhiệt truyền qua tường 10-45%; 45-80% qua cửa kính; 1-5% qua mái; 1-10% qua sàn và 5-18% do rò, lọt.

 

  1. Sự cần thiết của việc cách nhiệt

Việc cách nhiệt cho các tòa nhà là giải pháp hữu hiệu để góp phần đạt được sự thoải mái tiện nghi  cho người sinh sống, làm việc, nghỉ ngơi cũng như tiết kiệm năng lượng cho sưởi ấm điều hòa thông gió, thông qua đó giảm phát thải khí nhà kính và ứng phó với biến đổi khí hậu. Việc thi công cách nhiệt cho mái, tường… giúp giảm được 15-25% năng lượng tiêu thụ cho sưởi ấm hoặc làm mát. Hiệu quả cách nhiệt cũng phụ thuộc vào một số các yếu tố sau: loại vật liệu cách nhiệt, chiều dày, nhà sản xuất, chất lượng thi công….

Cách nhiệt sẽ giúp làm giảm sự tổn thất nhiệt hoặc thu nhận nhiệt không mong muốn và qua đó làm giảm nhu cầu năng lượng của hệ thống sưởi ấm và làm mát. Hiểu theo nghĩa hẹp thì đó là việc sử dụng các vật liệu cách nhiệt có hệ số dẫn nhiệt thấp để hạn chế sự truyền nhiệt qua vỏ kết cấu bao che tòa nhà hoặc tăng mức độ phản quang. Cách nhiệt cho tòa nhà liên quan đến một loạt các thiết kế và giải pháp kỹ thuật để giải quyết các phương thức chính của quá trình truyền nhiệt như: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ nhiệt. Việc cách nhiệt có thể thực hiện cho bề mặt bên trong hoặc bên ngoài của kết cấu tường bao che của tòa nhà. Đối với những tòa nhà đã được xây dựng từ trước, các loại vật liệu cứng dạng tấm là lựa chọn thích hợp có thể sử dụng để cách nhiệt cho toàn bộ ngôi nhà từ móng đến mái.

Một tòa nhà nếu không được thiết kế cách nhiệt thì sẽ dẫn đến bị mất nhiệt đáng kể trong mùa đông và gia tăng nhiệt vào mùa hè. Quá trình mất nhiệt từ trong tòa nhà ra môi trường và nhận nhiệt từ môi trường vào trong tòa nhà được giới thiệu mô phỏng trong hình 1.

2. Nguyên lý cách nhiệt

Trước khi quyết định lựa chọn vật liệu cách nhiệt cho tòa nhà thì cần xem xét các yếu tố sau đây:
2.1 Hiệu suất nhiệt – Giá trị nhiệt trở R
Khi sử dụng cách nhiệt cho tòa nhà, điều quan trọng là xác định giá trị nhiệt trở đã được qui định theo Quy chuẩn Xây dựng Quốc gia. Hiệu suất nhiệt và nhiệt trở của các vật liệu cách nhiệt là các tính chất rất quan trọng cần phải được xem xét.
2.2 Hiệu suất vòng đời
Hiệu suất vòng đới vật liệu cách nhiệt cần phải được xét đến. Bởi vì để đảm bảo tiết kiệm năng lượng theo thiết kế cho tòa nhà, điều quan trọng là lớp cách nhiệt không bị hư hỏng hoặc lún xẹp theo  thời gian đáp ứng tuổi thọ công trình.
2.3 An toàn phòng cháy
Vật liệu cách nhiệt phải là loại không gây cháy, khi kiểm tra theo các tiêu chuẩn hiện hành và có thể được đặt trong tất cả các loại nhà hoặc các vật liệu được xếp vào loại dễ cháy theo các tiêu chuẩn hiện hành, phải được kiểm tra và phân loại theo qui định để sử dụng và ứng dụng cho phù hợp.
2.4 Độ ẩm
Vật liệu cách nhiệt sẽ mất hiệu quả cách nhiệt hoặc giá trị nhiệt trở thiết kế khi tiếp xúc với độ ẩm.
Một số sản phẩm cách nhiệt không thấm nước hoặc khi tiếp xúc với độ ẩm, sẽ không giữ nước hay có thể làm cho nước thoát ra được ưu tiên sử dụng.
2.5 Kiểm soát rò lọt khí
Rò lọt khí thường xảy ra ở những khu vực của một tòa nhà chưa được đóng kín hay cách nhiệt phù hợp, chẳng hạn như: Các vị trí xung quanh cửa sổ, cửa ra vào, lò sưởi, đường ống dẫn của hệ thống sưởi ấm điều hòa thông gió…. Để kiểm soát rò lọt khí có thể bịt chỗ hở bằng các giải pháp thích hợp như: Gắn các nẹp, lắp gioăng hoặc xảm keo vào các khe  hở xung quanh cửa ra vào, cửa sổ và các kẽ hở khác.
2.6 Phân tích vòng đời
Phân tích vòng đời là đánh giá tác động môi trường liên quan tới một sản phẩm thông qua việc kiểm tra các đặc tính môi trường của sản phẩm trong nhiều giai đoạn gồm: Trước khi sản xuất; sản xuất; phân phối/đóng gói; sử dụng; tái sử dụng; bảo quản và quản lý chất thải. Khi đánh giá từng giai đoạn này, đánh giá vòng đời chỉ rõ các thuộc tính có lợi về môi trường.

3.Các loại vật liệu cách nhiệt được sử dụng phổ biến nhất hiện nay

Thuật ngữ “vật liệu cách nhiệt” dùng để chỉ các vật liệu hoặc tổ hợp vật liệu có khả năng ngăn cản dòng nhiệt truyền từ môi trường bên ngoài vào trong tòa nhà hoặc ngược lại. Khi các vật liệu cách nhiệt được thiết kế lắp đặt trên mái, trần, tường và sàn của một tòa nhà sẽ làm giảm dòng nhiệt truyền từ môi trường bên ngoài vào tòa nhà vào mùa hè, đi ra môi trường bên ngoài vào mùa đông và đồng thời giảm thiểu được nhu cầu năng lượng sử dụng cho sưởi ấm và làm mát tòa nhà.

Hiện nay, các loại vật liệu cách nhiệt được kết hợp đan xen với nhau, tạo ra những sản phẩm vừa mang tính thẩm mỹ cao, vừa có khả năng cách nhiệt tuyệt vời. Một số sản phẩm tiêu biểu phải kể đến như: Mái nhôm EuroZip, tấm ốp tường nhôm composite Alubond USA,….do công ty TNHH Hệ thống Xây dựng Châu ÂU (EuroCS) cung cấp.

Xem thêm: Công ty TNHH Hệ thống xây dựng Châu Âu

Để lại bình luận