ضخامت بهینه در عایق حرارتی

ضخامت بهینه در عایق حرارتی:
این نکته را در نظر داشته باشید که عایق حرارتی قادر نیست انتقال حرارت را به صورت کامل، صفر کند. بلکه فقط آن را کاهش می دهد. هرچه ضخامت عایق بیشتر باشد، نرخ انتقال حرارت نیز کُندتر می شود ولی در عوض، هزینه هم بالاتر می رود.

بنابراین، باید به دنبال ضخامت بهینه ای باشیم که تعادلی بین هزینه و نرخ انتقال حرارت ایجاد کند. برای تعیین ضخامت بهینه عایق حرارتی نمودار زیر را در نظر بگیرید. هرچه ضخامت عایق بیشتر شود، هزینه عایق هم به صورت خطی افزایش می یابد. ولی در طرف مقابل، هزینه ای که قبلاً برای اتلاف گرما صرف می شد، به صورت نمایی در حال کاهش است.

مجموع این دو هزینه، با هزینه کل نشان داده شده است. همان طور که مشاهده می کنید، هزینه کل ابتدا کاهش می یابد تا به مقدار مینیمم برسد و پس از آن، مقدارش زیاد می شود.

ضخامت متناظر با مینیمم هزینه کل، ضخامت بهینه نامیده می شود. اگر بتوانیم معادله ای برای هزینه کل بیابیم، با مشتق گیری از آن و حل معادله به دست آمده، ضخامت بهینه به دست می آید. ضخامت بهینه عایق حرارتی به عواملی همچون هزینه سوخت وابسته است و هرچه هزینه سوخت بالاتر رود، ضخامت بهینه نیز افزایش خواهد داشت.

از این رو با توجه به این نکته که هر عایق حرارتی به مدت چند سال کارایی دارد و در طول این چند سال، هزینه سوخت ممکن است با افزایش مواجه شود، بهتر است در هنگام نصب، ضخامت بیشتری نسبت به ضخامت بهینه در نظر گرفته شود. در غیر این صورت، عایقی که امسال به عنوان ضخامت بهینه نصب شده، ممکن است چند سال بعد، ناکافی باشد.

بحث هایی که تا اینجا کردیم، مربوط به زمانی است که نوع ماده عایق تعیین شده و تنها قسمت مجهول مسئله، اقتصادی ترین ضخامت برای آن است. ولی در بیشتر موارد، چندین عایق مختلف برای یک کار مناسب است و فرآیند انتخاب از بین آنها می تواند گمراه کننده باشد. زیرا هریک از آنها ممکن است ضریب هدایت حرارتی، هزینه نصب و عمر متفاوتی داشته باشند.

در چنین مواردی، باید مطابق شکل زیر، ابتدا نمودار هزینه سالانه هریک از عایق ها برحسب ضخامت رسم شود تا عایقی که حداقل هزینه را دارد، تعیین شود. هر عایق حرارتی که کمترین هزینه سالانه را به همراه دارد، اقتصادی ترین گزینه است و ضخامت متناظر با آن باید به عنوان ضخامت بهینه انتخاب شود.

اگر ضخامت بهینه ای که بدین طریق به دست می آید، بین دو ضخامت استاندارد موجود در بازار باشد، بهتر است محافظه کار باشیم و ضخامت بیشتر را انتخاب کنیم.

ضخامت اضافه، این اطمینان را فراهم می کند که در صورت افت کیفیت و تنزل عملکرد عایق به مرور زمان، حاشیه امنیتی ایجاد شده و هنوز هم عملکرد مورد انتظار برآورده شود. در این وضعیت، حتی نگرانی خاصی بابت افزایش تولید گازهای گل خانه ای نیز وجود نخواهد داشت.