שימושיו המועילים של בידוד תרמי

בידוד תרמי מהו בעצם ?

צרוף מקרים ייחודי גורם לדמיון די גדול בין מזגו של עמנו היושב בציון, על הטמפרמנטים והזרמים המרכיבים אותו, לבין מועקת מזג האוויר בארצנו שבלב הגשר הארו-אפרו-אסיתי, על החום והלחות, הקור והיובש בחילופי העונות.

אנו חיים בעצם גם מעל וגם מתחת לטמפרטורה הנינוחה והנכונה, ואף פעם לא ממש בתוכה. טמפרטורה נוחה בעבודה ובבית, (קרויה "נוחות תרמית"), נחשבת בערך של 18 מעלות בחורף וכ- 25 בקיץ, תלוי בלחות הקיימת באזור.

המושג "נוחות תרמית" די מבלבל: זו אינה נוחות המיועדת לפינוק ולנופש, אלא טמפרטורה המסייעת במיקוד וביעילות ובשיפור רמת ואיכות חיינו, והיא גם שומרת על חיי האדם. מחקרים סוציולוגיים וקרימינולוגיים כבר הדגימו שבניו יורק למשל מתרחשת גאות בגלי האלימות המזדמנת ברחוב והמתרחשת לפעמים גם בתוך הבית – בתקופות של טמפרטורות חמות וגבוהות במיוחד (בניו יורק הפרשי טמפרטורה גדולים מאד בין קיץ לחורף. בקיץ עשוייה הטמפרטורה להגיע ל- 40 מעלות ובחורף מינוס 10 ואף פחות). ישראל לא לבד בענין זה: תושבי מדינות רבות נזקקים לחסדי מיזוג האוויר: הסקנדינבים מחממים, האוסטרלים בעיקר מקררים, במיוחד אלה החיים בפנים המדינה ולא לאורך החופים, ובישראל מחממים בחורף ובעיקר מקררים בקיץ החם. אולם מיזוג אויר לבדו בוודאי אינו מספיק: מתקיימת תמיד מה שנקרא 'בריחה של הטמפרטורות הטובות' החוצה מהבית, והדרך היחידה להאט את הבריחה ולסיע במיזוג הבית ובחסכון בחשמל, היא לבודד ולהחזיק את הטמפרטורות באוויר המצוי בדירה כך שלא 'יברחו', בידוד זה קרוי בידוד תרמי.

בידוד מפני מה ?

בידוד תרמי הוא שם כולל לשיטות וחומרים שמסיעים לכלוא את הטמפרטורות באויר בחלל הרצוי לנו, כלומר ממזערות את מעבר החום בין הפנים לחוץ. החום או הטמפרטורה שאנו מעוניינים לבודד, עשויים לעבור ו'לברוח' בשלוש דרכים: הולכה, הסעה, וקרינה. הולכה היא מעבר החום דרך החומר – דרך גופים מוצקים כגון קירות ותיקרות. הסעה או זרימה היא מעבר החום דרך תנועת החומר – למשל האוויר החם שעולה למעלה בחדר. קרינה היא פליטת חום בקרינה, למשל גג לבן יקרין יותר חום מהשמש חזרה החוצה וישמור פחות מגג זפת שחור, שבכך יחמם את הגג, או כבתנור סלילים חשמלי.

מוליכות חום ובידוד

אם בהובלת חשמל אנו מעוניינים שקווי המתח יהיו מוליכים כמה שיותר ולכן משתמשים בנחושת ולא בעץ, אז בבידוד תרמי עושים ההפך: מעוניינים שהחומר המבודד יהיה בעל מוליכות מינימלית להעברת חום: ככל שהחומר יהיה צפוף ומנוקבב יותר, כך הוא יהיה מוליך פחות לחום – ולכן מבודד טוב יותר. עלינו רק להשתמש בחומרים שמצטיינים במוליכות נמוכה- ולכן הבידוד גבוה. לבטון מוליכות גבוהה – כלומר חום עובר בו היטב, ולכן הוא מבודד גרוע: אך קלקר למשל, לאור צפיפות הפלסטיק הגבוהה בו והכמות העצומה של נקבוביות האויר שבו – מוליך חום גרוע, יהיה קשה יותר לטמפרטורה לעבור דרכו, ולכן הוא מבודד מעולה. לכן ה'ארטיק קרטיב' בחוף הים מסתובב עם בלוק קלקר, ולא בלוק בטון, מלבד המשקל כמובן... אגב, בלוק איטונג מבודד טוב יותר – כי בהליך הכנתו נכלאות בועיות גז רבות, בדומה לקלקר: לכן הוא מבודד טוב יותר מבטון!

בידוד בבגדים

חשבו עלינו: בקיץ חם, ולכן אנו משתמשים במינימום בגדים – כדי שגופנו יוכל לסלק את עודפי החום בקלות. בחורף לעומת זאת אנו מתלבשים במספר שכבות בגדים– שכולאות אוויר בין שכבה לשכבה, ובכך קטנה מוליכות החום שלנו, הבגדים מבודדים טוב יותר מגופית קיץ – והגוף מאבד פחות חום. לכן גם השימוש בפוך נוצות: כל נוצה בנויה משכבות שכולאות אוויר ביניהן, והנוצות מגובבות זו על זו – וכולאות אוויר גם ביניהן. כך בסך הכל מפרידות שכבות אויר רבות בין החלל שמתחת לשמיכה לבין הקור שבחוץ, מוליכות החום נמוכה והבידוד מעולה.

הבידוד התרמי בבניה

שיטות הבניה של ימינו למדו למצוא חומרים צפופים יחסית ומנוקבבים בבועיות אויר- כלומר בעלי מוליכות חום-תרמית נמוכה – שהיא יכולת בידוד גבוהה. נעשה שימוש בעיקר בפוליסטירן מוקצף– הוא קלקר בתפזורת או בלוחות, חסרונו בכך שהוא שביר, רגיש לשמש, דליק ופולט גזים בשריפה. דומה לו הפוליאוריתן מוקצף – בדומה לקלקר רק בשפריץ התזה לקצף: חזק ביותר ולא חלש, נדבק ומתקשה, לא רגיש לשמש, ואדיש למים והרטבה, אך גם הוא דליק ופולט גזים רעילים בשריפה; צמר סלעים – תוצר חיתוך עיבוד וגריסת בזלת, לא דליק ולא פולט גזים בשריפה ואינו נתקף בקטריות וחרקים, אך עשוי לאבד בידודו ברטיבות, לכן משווק ביריעות מבודדות גם ממים; צמר זכוכית הידוע כפיברגלאס- דומה לו בשימושיו ויתרונותיו, קל מהסלעים במשקל ועמיד במים; ורדיד אלומיניום – בעיקר למניעת קרינה.