رغوة الرش

قيمة R هي مصطلح يُطلق على مقاومة تدفق الحرارة. كلما ارتفعت قيمة R لمنتج العزل، زادت فعالية خصائصه العازلة. يتوفر رغوة البولي يوريثان الرشاشة بكثافات وهياكل خلوية متنوعة. تُعرف الرغوات منخفضة الكثافة باسم رغوة البولي يوريثان الرشاشة ذات الخلايا المفتوحة، بينما تُعرف الرغوات عالية الكثافة باسم رغوة البولي يوريثان الرشاشة ذات الخلايا المغلقة. تتميز رغوة البولي يوريثان التي يتراوح وزنها بين 1.8 و2 رطل بأعلى قيمة R بين أنواع رغوة العزل الرشاشة المتوفرة بسهولة والمستخدمة في المنازل والمباني. ^{[ 5 ]}

البولي يوريثان مادة عازلة رغوية ذات خلايا مغلقة، تحتوي في البداية على غاز منخفض التوصيل الحراري داخل خلاياها. ^{[ 6 ]} نتيجةً للمقاومة الحرارية العالية لهذا الغاز، تتراوح قيمة المقاومة الحرارية (R-value) لعزل البولي يوريثان المرشوش عادةً بين 3.4 و6.7 لكل بوصة. ^{[ 6 ]} في المقابل، تتراوح قيمة المقاومة الحرارية (R-value) للصوف الزجاجي عادةً بين 3 و4 لكل بوصة. ^{[ 7 ]}

يمنع العزل الرغوي جميع أشكال انتقال الحرارة الثلاثة:

انتقال الحرارة بالتوصيل

انتقال الطاقة الحرارية عبر مادة ما من منطقة ذات درجة حرارة أعلى إلى منطقة ذات درجة حرارة أقل. تقلل اللدائن الحرارية الرغوية من انتقال الحرارة بالتوصيل، ويعود ذلك جزئيًا إلى ضعف الروابط الجزيئية فيها. إضافةً إلى ذلك، تُملأ خلايا الرغوة الرشاشة إما بالهواء في حالة الرغوة ذات الخلايا المفتوحة، أو بمركبات الهيدروفلوروكربون (HFCs) ( 365mfc ، 227ea ، 245fa ) أو مركبات الهيدروكلوروفلوروكربون (H(C)FOs) ( 1336mzz(Z) )، 1233zd(E) ) في حالة الرغوة ذات الخلايا المغلقة.

انتقال الحرارة الإشعاعي

عملية انتقال الحرارة الإشعاعية هي عملية يتم من خلالها انبعاث الطاقة الحرارية على شكل ضوء (عادةً الأشعة تحت الحمراء ما لم يكن السطح ساخنًا بدرجة كافية للتوهج في نطاق الضوء المرئي) بشكل أقوى من الأسطح الدافئة، وامتصاصها بواسطة مواد أخرى، وخاصة تلك ذات الانعكاسية المنخفضة للأشعة تحت الحمراء (مثل الطلاء الأسود غير اللامع). لا تتطلب عملية انتقال الحرارة الإشعاعية وجود وسيط. مواد العزل الرغوي، مثل عزل الرغوة الرشاشة، معتمة للإشعاع الحراري، مثل معظم المواد الصلبة.

انتقال الحرارة بالحمل الحراري

الحرارة المتولدة في مكان آخر والتي تنتقل عبر سائل، كالماء أو الهواء في حالتنا. أهم ما يميز عزل الرغوة الرشاشة هو قدرتها على منع تسرب الهواء، مما يُنشئ غلافًا محكمًا داخل هيكل المبنى. وتتمثل الفائدة الإضافية لمنع تسرب الهواء في القدرة على منع انتقال الحرارة بالحمل الحراري من الداخل إلى الخارج خلال أشهر التدفئة، والعكس صحيح خلال أشهر التبريد، إذ لا يمكن للحرارة أن تتسرب عبر فجوات غلاف المبنى دون مساعدة حركة الهواء الناتجة عن التسرب كوسيلة نقل.

رغوة الرش مادة تغليف متخصصة للغاية، وغالبًا ما تُستخدم لشحن الأشياء الثمينة والهشة . صُممت مبادئ التغليف الهندسي لحماية المنحوتات، والمزهريات، والحفريات الكبيرة، وقواعد المصابيح، والتماثيل النصفية، وأجهزة الكمبيوتر، والأثاث، والثريات، وغيرها من الأشياء ذات الأشكال غير المألوفة. وبفضل قدرة الرغوة السائلة على التمدد بما يصل إلى 30-60 ضعف حجمها في حالتها السائلة، فإنها توفر حماية فعالة لأي حجم وشكل ووزن تقريبًا.

يُوفر القالب المُصمم خصيصًا، من الأعلى والأسفل، حمايةً مُحكمةً ومتساويةً للجسم. تتوفر أنواع عديدة من المواد البديلة التي يُمكن استخدامها لتلبية احتياجات أكثر تحديدًا.

يُعد عزل الرغوة الرشاشة أو رغوة البولي يوريثان الرشاشة (SPF) بديلاً عن عزل المباني التقليدي مثل الألياف الزجاجية . يتكون هذا العزل من مزيج ثنائي المكونات من الإيزوسيانات وراتنج البوليول ، حيث يتم مزجهما عند فوهة مسدس الرش، لتشكيل رغوة متمددة تُرش على بلاط الأسقف، أو ألواح الخرسانة، أو في تجاويف الجدران، أو من خلال ثقوب محفورة في تجويف جدار مُجهز.

يُعتبر رغوة البولي يوريثان (PU) ذات الخلايا المغلقة مادة متعددة الاستخدامات، وتُستخدم في تطبيقات متنوعة تتجاوز عزل الجدران والأسقف التقليدي. فهي تُستخدم عادةً لعزل الأسقف والأرضيات والنوافذ والجدران، بالإضافة إلى الحاويات والقوارب والمساحات الضيقة والأقبية. وإلى جانب توفيرها للمقاومة الحرارية، تُساعد على منع تكثف الرطوبة على النوافذ والجدران، والحد من انتقال الضوضاء عن طريق ملء الفراغات، وتقليل الجسور الحرارية. وبفضل بنيتها الكثيفة، تُستخدم رغوة البولي يوريثان ذات الخلايا المغلقة أيضًا بشكل متكرر لسد الشقوق وفواصل البناء، مما يُساهم في إحكام إغلاق الهواء والحفاظ على السلامة الهيكلية. ^{[ 8 ]}

يُستخدم مصطلح "رغوة الرش" أيضاً بشكل غير رسمي للإشارة إلى أنواع مختلفة من مواد الرغوة البلاستيكية المستخدمة في البناء لتوفير العزل الحراري وتقليل تسرب الهواء . البولي يوريثان والبولي إيزوسيانورات نوعان من الرغوة المستخدمة في هذا التطبيق.

الأنواع

يمكن تصنيف عزل رغوة البولي يوريثان الرشاشة (SPF) إلى نوعين مختلفين: عزل رغوة الرش ذو الخلايا المفتوحة خفيف الكثافة، وعزل رغوة الرش ذو الخلايا المغلقة متوسط ​​الكثافة. كلا النوعين من رغوة البولي يوريثان الرشاشة عبارة عن بلاستيك خلوي متصلد حرارياً يتكون من ملايين الخلايا الصغيرة. ^{[ 9 ]}

يمكن سحق العزل ذي الخلايا المفتوحة باليد، وله قيمة عزل أقل. أما العزل ذو الخلايا المغلقة فهو صلب الملمس، وكل خلية هوائية فيه محكمة الإغلاق تمامًا. ورغم أن رغوة الخلايا المغلقة تتمتع بقيمة عزل حراري أعلى، إلا أنها أغلى ثمنًا. ^{[ 10 ]}

رغوة الرش ذات الخلايا المغلقة متوسطة الكثافة (ccSPF)

يُشار غالبًا إلى عزل الرغوة ذات الخلايا المغلقة متوسطة الكثافة باسم  رغوة وزنها رطلان (2 رطل). وهي مادة عازلة صلبة ذات مقاومة حرارية طويلة الأمد (LTTR) تتراوح قيمتها بين 5.1 و6 لكل بوصة ^{[ 11 ].} عند تركيبها بالسماكة الدنيا المطلوبة البالغة 50  مم، تعمل رغوة البولي يوريثان ذات الخلايا المغلقة كحاجز للبخار والهواء معًا .

في كندا، يشير قانون البناء الوطني إلى معيارين ينطبقان على تصنيع وتركيب ألواح رغوية شبكية معزولة (ccSPF): معيار المواد CAN/ULC S705.1 ومعيار التطبيق الوطني CAN/ULC S705.2. ويشترط معيار التركيب أن يكون جميع مُركّبي ألواح ccSPF في كندا مرخصين وأن يحملوا بطاقة هوية شخصية مزودة بصورة. ^{[ 12 ]}

عادةً ما يكون اللون الطبيعي للرغوة أصفر، ولكن في كندا، يُشترط أن يكون لجميع أنواع رغوة الحماية من الشمس المعتمدة من قبل مجلس إدارة الرغوة الكندية لون مميز لتسهيل التعرف عليها ميدانياً. ^{[ 13 ]}

رغوة الرش ذات الخلايا المفتوحة خفيفة الكثافة (ocSPF)

يُعرف رغوة البولي يوريثان ذات الخلايا المفتوحة خفيفة الكثافة باسم رغوة نصف باوند. وهي مادة شبه صلبة ذات مظهر إسفنجي تتمدد أثناء التركيب، مكونةً خلايا صغيرة مفتوحة مملوءة بثاني أكسيد الكربون. وبفضل قدرتها على التمدد أثناء عملية التطبيق، فإنها تملأ الشقوق والفجوات، وتلتصق بالأسطح أو الركائز غير المنتظمة لتشكيل عازل مانع لتسرب الهواء. ^{[ 14 ]}

مع أن قيمة R تختلف، إلا أن معظم منتجات ocSPF تتمتع بقيمة R تبلغ حوالي 3.8 لكل بوصة. على عكس رغوات الرش ذات الخلايا المغلقة متوسطة الكثافة، فإن الطبقات الرقيقة من ocSPF ليست فعالة بشكل خاص كحاجز للبخار لأن الهواء يتسرب عبر بنية الخلايا المفتوحة. ومع ذلك، عند تركيبها بسماكة 5.5 بوصة أو أكثر، تعمل ocSPF كحاجز للهواء. وغالبًا ما تُستخدم للجدران الداخلية لأنها تُقلل الضوضاء عن طريق منع وامتصاص تسرب الهواء. وعادةً ما يُنصح باستخدامها في التطبيقات الداخلية فقط.