پ ١١-١ علل بروز پل‌های حرارتی
ایجاد پل‌های حرارتی در ساختمان دلایل مختلفی دارد، که مهم‌ترین آنها عبارت است از:
– وجود قطعات یا اجزایی، با ضریب هدایت حرارت زیاد، در پوسته خارجی سـاختمان کـه بـه صورت موضعی یا گسترده از داخل به خارج جدار ادامه می‌یابند، مانند پروفیل‌های فـولادی در دیوارها و سقف‌ها؛
-تغییر ضخامت موضعی مصالح، خصوصاً عایق‌هـای حرارتـی، کـه در بخـش‌هـایی از پوسـته خارجی سبب کاهش مقاومت حرارتی می‌گردد؛
تداوم نداشتن بعضی لایه‌ها، خصوصاً عایق‌های حرارتی، در محل‌های اتصال پوسـته خـارجی به جدارهای داخلی (کف طبقات، تیغه‌های داخلی، …).
پل‌های حرارتی موجب می‌گردند انتقال حرارت از پوسته خارجی به میـزان قابـل تـوجهی افـزایش یابد. در برخی ساختمانها، این افزایش می‌تواند حدود ٤٠ درصد از کل انتقال حرارت ساختمان را شامل شود. از دیگر تبعات پل‌های حرارتی، ایجاد یا تشدید میعـان سـطحی در اوقـات سـرد سـال است.
به همین علت، لازم است در طراحی پوسته خارجی ساختمان، علاوه بـر محاسـبه انتقـال حـرارت (سطحی) از اجزای پوسته خارجی، انتقال حرارت خطی یا نقطه‌ای ناشی از پـل‌هـای حرارتـی نیـز محاسبه گردد.
پل حرارتی، به‌طور کلی، دو گونه است:
– پل حرارتی خطی، یا دو بعدی، که با ضریب انتقال حـرارت خطـی Ψ بـه واحـد [W/m.K] تعریف می‌شود. برای مثال، اتصال یک دیوار خارجی با عایق از داخل بـه کـف طبقـات. در این حالت، انتقال حرارت از این پل‌ها برابر حاصل ضرب ضـریب انتقـال حـرارت خطـی و طول پل حرارتی است.
– پل حرارتی موضعی، یا سه بعدی، که با ضریب انتقال حرارت نقطـه‌ای ℵ بـه واحـد [W/K] تعریف می‌شود. برای مثال، اتصال کف طبقه به دو دیوار متعامد پوسته خارجی.
برای محاسبه انتقال حرارت خطی طرح، باید علاوه بر تعیین ضرایب انتقال حرارت (خطی) پل‌های حرارتی پوسته خارجی، که دارای مشخصات حرارتـی متفـاوتی هسـتند یـا در مجـاورت فضـاهای متفاوتی از نظر کنترل دما قرار گرفته‌اند، طولهای هر یک از پل‌ها نیز مشخص گردد. ایـن مقـادیر شامل طولهای خالص انواع اتصال دیوارها، بامها، کف‌های مجاور هوا، درها و پنجره هاسـت، کـه در مجاورت فضای خارج، یا فضاهای کنترل نشده، قرار گرفته‌اند. در محاسبه این طـولهـا، بایـد ابعـاد داخلی فضاها ملاك قرار گیرد.
تعیین میزان ضریب انتقال حرارتی پل‌ها را می‌توان با محاسبه (مطابق بند پ ١١-٣) یا با اسـتفاده از جداول و مقادیر از پیش‌تعیین‌شده (مطابق بند پ ١١-٤) به‌دست آورد.
لازم به ذکر است در صورت استفاده از روش تجـویزی و موازنـه‌ای، نیـازی بـه محاسـبه پـل‌هـای حرارتی نیست، زیرا در مقادیر مربوط به مقاومت حرارتی (روش تجویزی) و ضریب انتقـال حـرارت (روش موازنه‌ای) اثر پل‌های حرارتی در نظر گرفته شده است؛ ولی در موارد زیـر لازم اسـت انتقـال حرارت (خطی) از پل‌های حرارتی پوسته خارجی ساختمان نیز محاسبه گردد:
- در صورتی که از روشهای نیاز انرژی ساختمان یـا روش کـارایی انـرژی سـاختمان اسـتفاده شود.
- در صورتی که از روش موازنه‌ای برای طراحی پوسته خارجی با عایق‌کاری حرارتی منقطع (از داخل یا همگن) استفاده شود، و مقادیر تعیین‌شده برای حالت عایق‌کاری حرارتی از خارج مبنای محاسبه ضریب انتقال حرارت مرجع ساختمان قرار گیرد.
مقادیر پل‌های حرارتی شامل موارد زیر است:
پ ١١-٢ محاسبه طول های پل‌های حرارتی پوسته خارجی
- محیط کف و دیوار مجاور خاك؛
- محیط کف‌های زیرین؛
- محیط سقف‌های میانی (که باید در عدد ٢ ضرب شود)؛
- محیط سقف‌های نهایی؛
- طول اتصالات دیوارهای داخلی و خارجی (که باید در عدد ٢ ضرب گردد)؛
- طول اتصالات بازشوها و جدارهای غیرنورگذر.
در صورتی که عایق‌کاری حرارتی یکپارچه و بدون انقطاع در محل تقاطع جدارها باشد، تعیـین اثـر پل‌های حرارتی الزامی نیست و می‌توان انتقال حرارت از پوسته خارجی ساختمان را بـا مبنـا قـرار دادن ابعاد خارجی محاسبه کرد. در این صورت، پل‌های حرارتی قابل چشم‌پوشی خواهند بـود. امـا اگر ابعاد داخلی اجزای پوسته ساختمان مبنای کار در محاسبات قرار گرفته‌باشد، فقـط لازم اسـت ضریب انتقال حرارت سطحی جدارهای متقـاطع ایجادکننـدة پـل حرارتـی بـه میـزان ١٠ درصـد افزایش یابد.
در صورتی که عایق‌کاری حرارتی غیر یکپارچه و یا با انقطاع در محل تقاطع جدارها باشد، پل‌هـای حرارتی را می‌توان، بسته به مورد، با استفاده از روشها و مقادیر ارائه شده در این پیوست محاسـبه کرد. البته در این حالت نیز، برای تسریع و ساده سازی محاسبات، می‌توان به جای محاسبه پل‌های حرارتی، ضرایب انتقال حرارت سطحی اجزای مورد نظر پوسته خارجی را در مقادیر تعیین‌شـده در یک ردیف از جدول پ١١-١ ضرب کرد.
پ ١١-٣ تعیین ضرایب انتقال حرارت (خطی) به‌روش محاسبه
محاسبه پل‌های حرارتـی را مـی‌تـوان بـر مبنـای اسـتاندارد ملـی شـماره ١٢٥٩٦و بـا اسـتفاده از نرمافزارهای تخصصی معتبر و شبیه‌سازی دوبعدی یا سه‌بعدی (بسته به وضـعیت جـدارها و شـکل پل حرارتی) انجام داد.
در این صورت، لازم است انطباق نرمافزار مورد استفاده با انتظارات تعیین‌شده مطابق با پیوست الف استاندارد ملی شماره ١٢٥٩٦ کنترل شود.
پ ١١-٤ تعیین ضرایب انتقال حرارت (خطی) با اسـتفاده از جـداول و مقـادیر از پیش‌تعیین‌شده
در این بخش، ضرایب انتقال حرارت پل‌های حرارتی متداول آمده است. چنانچه پـل‌هـای حرارتـی مورد نظر با شرایط تعیین‌شده در این بخش انطباق کامل نداشته باشند، ضروری اسـت محاسـبات عددی طبق بند پ-١١-٣ صورت پذیرد.
پ١١-٤-١ کف‌های زیرین مجاور خاك
پ١١-٤-١-١ کف روی خاك بدون عایق حرارتی
در مواردی که دیوار و کف ساختمان فاقد هر گونه عـایق حرارتـی اسـت، ضـرایب انتقـال حـرارت خطی، در محل اتصال دیوار به کف روی خاك، برحسب اختلاف ارتفـاع بـین کـف‌سـازی داخـل و محوطه‌سازی خارج از ساختمان (Z)، با استفاده از جدول پ١١-٢ تعیین می‌گردد.
پ١١-٤-١-٢ کف روی خاك با عایق حرارتی
برای کاهش انتقال حرارت از کف روی خاك، می‌توان در زیر تمام سطح کف، یا به‌صورت پیرامونی زیر کف، یا به‌صورت ادامه عایق حرارتی دیوار، عایق‌کاری حرارتی را اجرا کرد. در هر کـدام از ایـن حالات، بسته به نحوة عایق‌کاری در محل تلاقی کف و دیوار، سه حالـت در نظـر گرفتـه مـی‌شـود: قطع‌شده، کاهش‌یافته و یکسره.
عایق حرارتی قطع‌شده
در مواردی که، در محل تلاقی کف و دیوار، عایق‌کاری حرارتی به صـورت منقطـع اجـرا مـی‌گـردد (مانند نمونه‌های شکل پ١١-٣)، جدول پ١١-٣ ضریب انتقال حرارت خطی مربوط به اتصال کف را، با توجه به پارامترهایی، از جمله اختلاف ارتفـاع کـف‌سـازی داخـل و محوطـه z، عـرض عـایق حرارتی l، و مقاومت حرارتی آن r، داده است.
عایق حرارتی کاهش‌یافته
در برخی موارد، عایق‌کاری دیوار در محل تلاقی با کف، با ضخامت کمتر و بـا حفـظ ضـخامت اصلی دیوار، در بخش زیر کف اجرا می‌شود. البته در هیچ نقطه‌ای مقاومت حرارتـی عـایق حرارتـی نباید کمتر از 0/20 [m2.K/W] باشد. در این شرایط، ضریب انتقال حرارت خطـی بـا اسـتفاده از مقادیر جدول پ١١-٣ و با کسر مقادیر جدول پ١١-٤ به‌دست می‌آید.
| z (متر) | کاهش Ψ [W/m.K] |
| کمتر از یا مساوی با 0/45- | 0/00 |
| بین 0/40- و 0/25- | 0/05 |
| بیشتر از یا مساوی با 0/20- | 0/10 |
عایق حرارتی یکسره
در صورت ادامه یـافتن عـایق حرارتـی از خـارج، تـا روی شالوده، ضریب انتقال حرارت خطی، بسته بـه مقاومـت عـایق حرارتی و اختلاف تراز داخـل و خـارج، بـا اسـتفاده از مقـادیر جدول پ١١-٣ و کسر مقادیر ارائـه‌شـده در جـدول پ١١-٥، به‌دست می‌آید.
پ١١-٤-٢ دیوارهای مجاور خاك
ضرایب انتقال حرارت خطی دیوار مجاور خـاك، بسـته بـه عمق زیرزمین و ضریب انتقال حرارت سطحی دیوار، با اسـتفاده از جدول پ١١-٦، تعیین می‌گردد.
پ١١-٤-٣ اتصالات متداول کف‌های مجاور خارج یا فضای کنترل نشده اتصال کف با عایق از خارج با دیوار بتنی دارای عایق از داخل
ضرایب انتقال حرارت خطی Ψ اتصـال دیـوار بتنـی بـا عایق از داخل بـه کـف بـا عـایق از خـارج بسـتگی بـه ضخامت کف e1 و ضخامت دیـوار e2 دارد و بـا مقـادیر جدول پ١١-٧ تعیین می‌گردد.
اتصال کف با عایق از خارج با دیوار بنایی دارای عایق از داخل
ضرایب انتقال حرارت خطی Ψ اتصـال دیـوار بتنـی بـا عایق از داخل به کف با عایق از خارج به ضـخامت کـف e1 و ضخامت دیوار e2 بستگی دارد و با مقـادیر جـدول پ١١-٨ تعیین می‌گردد.
اتصال کف با عایق از داخل با دیوار داخلی
ضرایب انتقال حرارت خطی Ψ اتصال دیوار بتنی داخلـی‌به کف با عایق از داخل به ضـخامت کـف e1 و ضـخامت‌دیوار e2 بستگی دارد و با مقادیر جدول پ١١-٩ تعیـین‌می‌گردد.
پ١١-٤-٤ اتصالات متداول سقف‌های میانی
ضرایب انتقال حرارت خطی Ψ اتصال سقف‌های بین طبقات به دیوارهـای خـارجی بـا عـایق از داخـل بـه ضخامت سقف e1 و ضخامت دیوار e2 بسـتگی دارد و با مقادیر جدول پ١١-٩ تعیین می‌گردد.
پ١١-٤-٥ اتصالات متداول بامها و دیوار
ضرایب انتقال حرارت خطی اتصال بامهای تخت و دیوار، چنانچـه عـایق حرارتـی دیـوار و بـام بـه یکدیگر متصل نگردد (مانند حالات مشخص‌شده در شکل پ١١-١١)، بسته به ضخامت سقف e1 و ضخامت دیوار e2، با مقادیر جدول پ١١-٩ تعیین می‌گردد. در صورتی که دیوار و سقف از داخل و به صورت یکپارچه عایق‌کاری حرارتی گردد، در محل اتصال بام و دیوار، پل حرارتی وجود نخواهـد داشت.
پ١١-٤-٦ اتصال دیوارهای داخلی و خارجی
ضرایب انتقـال حـرارت خطـی Ψ اتصـال دیوارهـای داخلــی و دیوارهــای خــارجی بــا عــایق از داخــل بــه ضخامت دیوار داخلی e1 و ضخامت دیوار خارجی e2 بستگی دارد. این ضرایب با مقادیر جـدول پ١١-١٠ تعیین می‌گردد.
پ١١-٤-٧ اتصالات بین بازشوها و جدارهای غیر نورگذر بازشوهای همباد داخل در دیوارهای بدون عایق حرارتی یا با عایق همگن
ضــرایب انتقــال حــرارت خطــی Ψ اتصــال بازشــوهای همبــاد داخــل بــه جــدارهای غیرنورگذر (دیوارهای خـارجی) بـه ضـخامت جــدار e بســتگی دارد و بــا مقــادیر جــدول پ١١-١١ تعیین می‌گردد.
بازشوهای همباد خارج در دیوارهای بدون عایق یا با عایق همگن
ضرایب انتقال حرارت خطی Ψ اتصال بازشوهای همبــاد خــارج بــه جــدارهای غیرنورگــذر (دیوارهــای خارجی) به ضخامت جدار e بستگی دارد و با مقـادیر جدول پ١١-١٢ تعیین می‌گردد.
بازشوهای همباد با عایق حرارتی دیوار
ضرایب انتقال حرارت خطی Ψ اتصال بازشوهای همباد با عایق حرارتـی دیـوار خـارجی (بـه ضـخامت جدار e ) برابر صفر در نظر گرفته می‌شود.
