استفاده از پنل‌های کامپوزیتی در ساختمان

می متالز - صنعت ساختمان بعد از صنایع حمل‌و‌نقل، پرمصرف‌کننده‌ترین صنعت از فلز آلومینیوم به‌شمار می‌رود. مصرف آلومینیوم این صنعت در سال ۲۰۱۵ بیش از ۱۸.۴ میلیون تن برآورد شد. از مهم‌ترین مصارف فلز آلومینیوم در صنعت ساختمان، پنل‌های کامپوزیتی آلومینیومی است که عمدتا در نمای ساختمان استفاده می‌شود. این پنل‌ها علاوه بر کاربردهای تزئینی در افزایش بازدهی مصرف انرژی ساختمان نقش مهمی ایفا می‌کنند.

امروزه صنعت ساختمان با سهمی در حدود ۲۳ درصد، بعد از صنایع حمل‌و‌نقل، بیشترین مصرف آلومینیوم را در بین صنایع مختلف داراست. نمودار ۱، حجم مصرف آلومینیوم در صنعت ساختمان را از ابتدای دهه ۱۹۵۰ نشان می‌دهد. همان‌طور که در این نمودار مشاهده می‌شود، مصرف جهانی آلومینیوم در صنعت ساختمان، همراه با رشد این صنعت در جوامع مختلف، خصوصا جوامع جهان اول، به‌طور متوسط سالانه حدود ۶.۱ درصد رشد داشت و در سال ۲۰۱۵ به حدود ۱۸.۴ میلیون تن رسید. گرچه در سال‌های اخیر سهم مصرف آلومینیوم در این صنعت به مقداری جزئی کاهش داشته (از ۲۳.۹ درصد در سال ۲۰۰۷ به ۲۲.۶ درصد در سال ۲۰۱۵ کاهش یافته است) که این امر ناشی از رشد مصارف آلومینیوم در صنایع دیگری همچون خودروسازی بوده است، ولی نمودار ۱ رشد قابل توجهی از مصرف آلومینیوم در صنعت ساختمان را نشان می‌دهد.

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های آلومینیوم که سبب مصرف قابل توجهی از این فلز در صنعت ساختمان شده، خاصیت انعکاس عالی نور مادون قرمز نسبت به بسیاری از فلزات دیگر همچون آهن و فولاد است. این ویژگی که مانع از جذب گرمای نور خورشید می‌شود در ساختمان‌های ساخته شده در مناطقی که نور خورشید زیادی دارد از اهمیت بالایی برخوردار است.

اولین استفاده از آلومینیوم در صنعت ساختمان به دهه ۱۹۲۰ برمی‌گردد که در آن آلومینیوم عمدتا کاربرد تزئینی برای نمای ساختمان را داشت. بعد از آغاز ساخت برج اِمپایر استِیت در سال ۱۹۳۰ که در آن، آلومینیوم علاوه بر کاربردهای تزئینی، مصارف داخلی نیز (مثل فریم‌های درب و پنجره) داشت، سبب شد تا این فلز جایگاه تازه‌ای در صنعت ساختمان پیدا کند. امروزه آلومینیوم در صنعت ساختمان‌سازی، علاوه بر کاهش وزن ساختمان (که سبب مقاوم شدن آن در برابر زلزله می‌شود)، در افزایش بازدهی مصرف انرژی نیز کاربرد دارد. همان‌طور که گفته شد، آلومینیوم دافع خوبی از گرما (نور مادون قرمز) است؛ این امر از خروج گرما از ساختمان در مناطق سردسیر و یا از ورود گرمای اضافی به داخل ساختمان در مناطق گرم‌سیر جلوگیری می‌کند. از همین رو این فلز، برای ساخت ساختمان‌های سبز که در آن‌ها مصرف انرژی به مقدار کمینه کاهش می‌یابد، کاربرد ویژه‌ای پیدا کرده است.

آلومنیوم استفاده شده در نمای ساختمان، عمدتا به صورت پنل‌های کامپوزیتی است. این پنل‌ها، از لایه‌های متفاوت پلیمری و ورق آلومینیومی تشکیل شده‌اند. هسته این پنل‌ها عموما از جنس پلیمرهای پلی‌اتیلن و پلی‌اورتان است تا خاصیت عایق حرارتی آن را بهبود بخشد. گفتنی است که در استفاده از این پنل‌ها، باید توجه ویژه‌ای به قابل اشتعال بودن هسته‌های به‌کار رفته در آن‌ها شود. تا آن‌جا که در حادثه آتش‌سوزی هفته گذشته برج گرنفل لندن، استفاده از پنل‌های کامپوزیتی آلومینیومی در نمای ساختمان سبب انتقال سریع آتش به سایر طبقات شد و عملیات مهار آتش را با دشواری همراه کرد. همین امر سبب خسارت‌های مالی و جانی قابل توجهی شد. در پی انتشار همین خبر، ایالات متحده استفاده از پنل‌های آلومینیوم در ساختمان را با هسته‌های قابل اشتعال تحریم کرد. این امر در وهله اول شاید بتواند از مصرف و جایگاه فلز آلومینیوم در کوتاه‌مدت بکاهد، ولی با جایگزین شدن سایر مواد با هسته‌های پلیمری قابل اشتعال کنونی، گرمی بازار پنل‌های آلومینیومی و جایگاه آلومینیوم در صنعت ساختمان باز خواهد گشت.