نجات نمای ساختمان از رطوبت : راهنمای جامع جلوگیری و معرفی پوشش نانو

نفوذ رطوبت به نمای ساختمان یکی از چالش های اساسی و مخرب در صنعت ساخت و ساز به شمار می رود. این پدیده نه تنها از منظر زیبایی شناختی نمای ساختمان را تحت تاثیر قرار داده و منجر به ایجاد لکه ها شوره زدگی و تغییر رنگ می شود بلکه به مرور زمان آسیب های جدی تری را به ساختار بنا وارد می کند.

از جمله این آسیب ها می توان به تخریب تدریجی مصالح خوردگی میلگردها کاهش عمر مفید ساختمان و افزایش هزینه های تعمیر و نگهداری اشاره کرد. از این رو شناخت راهکارهای موثر برای جلوگیری از نفوذ رطوبت و اجرای صحیح آن ها امری حیاتی برای حفظ سلامت و پایداری ساختمان ها محسوب می گردد.

اثرات مخرب رطوبت بر نمای ساختمان

به گفته سرزمین نانو؛ رطوبت به طرق مختلف می تواند به نمای ساختمان نفوذ کند. باران برف رطوبت موجود در هوا و حتی رطوبت ناشی از کندانس بخار آب در داخل ساختمان همگی می توانند منابع نفوذ رطوبت به نما باشند. وقتی رطوبت به داخل مصالح نما نفوذ می کند مجموعه ای از واکنش های مخرب آغاز می شود که به طور خلاصه به آن ها اشاره می کنیم: 

• تخریب مصالح : رطوبت می تواند باعث فرسایش ترک خوردگی و خرد شدن مصالح نما مانند آجر سنگ بتن و ملات شود. این امر به ویژه در مناطق سردسیر که سیکل های ذوب و انجماد آب رخ می دهد تشدید می گردد. آب منجمد شده در داخل مصالح با افزایش حجم فشار زیادی به ساختار مصالح وارد کرده و باعث تخریب آن می شود.
• شوره زدگی : رطوبت با خود املاح و نمک های محلول را به سطح نما منتقل می کند. با تبخیر آب این املاح به صورت لکه های سفید رنگ (شوره) بر روی نما باقی می مانند که علاوه بر ظاهر نامناسب می توانند به مرور زمان به مصالح آسیب برسانند.
• رشد قارچ و کپک : رطوبت محیط مناسبی برای رشد قارچ ها کپک ها و جلبک ها فراهم می کند. این موجودات علاوه بر ایجاد لکه های سیاه و سبز رنگ و بوی نامطبوع می توانند باعث تخریب بیولوژیکی مصالح و بروز مشکلات تنفسی برای ساکنین ساختمان شوند.
• خوردگی فلزات : رطوبت و اکسیژن عوامل اصلی خوردگی فلزات به شمار می روند. در نماهای ساختمان اجزای فلزی مانند میلگردها اتصالات فلزی و پروفیل های نما در معرض رطوبت قرار گرفته و به مرور زمان دچار خوردگی و زنگ زدگی می شوند. این امر می تواند منجر به ضعف سازه ای و کاهش ایمنی ساختمان گردد.
• کاهش عایق حرارتی : رطوبت موجود در مصالح نما رسانایی حرارتی آن ها را افزایش می دهد. به عبارت دیگر نمای مرطوب حرارت را راحت تر از خود عبور می دهد و در نتیجه عایق حرارتی ساختمان کاهش می یابد. این امر منجر به افزایش مصرف انرژی برای گرمایش و سرمایش ساختمان و بالا رفتن هزینه های انرژی می گردد.

راهکارهای سنتی جلوگیری از نفوذ رطوبت

در طول سالیان متمادی روش های مختلفی برای مقابله با نفوذ رطوبت به نمای ساختمان مورد استفاده قرار گرفته اند. برخی از این روش های سنتی عبارتند از : 

• استفاده از مصالح مقاوم به رطوبت : انتخاب مصالحی که به طور ذاتی مقاومت بالایی در برابر جذب رطوبت دارند یکی از اولین گام ها در طراحی نمای ساختمان است. به عنوان مثال استفاده از سنگ های متراکم و کم تخلخل آجرهای مقاوم به یخ زدگی و بتن های آب بند می تواند تا حد زیادی از نفوذ رطوبت جلوگیری کند.
• اجرای صحیح درزهای انبساط و انقباض : تغییرات دمایی باعث انبساط و انقباض مصالح نما می شوند. در صورت عدم اجرای صحیح درزهای انبساط و انقباض ترک هایی در نما ایجاد شده و مسیر نفوذ رطوبت فراهم می گردد. اجرای اصولی درزهای انبساط و انقباض با استفاده از مواد درزگیر مناسب از ایجاد ترک و نفوذ رطوبت جلوگیری می کند.
• آب بندی نما با مواد سنتی : استفاده از موادی مانند قیرگونی ایزوگام و سیمان اندود برای آب بندی نما از روش های رایج سنتی بوده است. این روش ها اگرچه تا حدی موثر هستند اما معایبی نیز دارند. به عنوان مثال قیرگونی و ایزوگام به مرور زمان دچار فرسودگی و ترک خوردگی می شوند و سیمان اندود نیز به تنهایی نمی تواند به طور کامل از نفوذ رطوبت جلوگیری کند.
• ایجاد سایه بان و پیش آمدگی : طراحی نما با سایه بان ها و پیش آمدگی ها می تواند از برخورد مستقیم باران به نما جلوگیری کرده و میزان رطوبت وارده به نما را کاهش دهد. این روش به ویژه در مناطق پرباران و در نماهای رو به جنوب که بیشتر در معرض تابش آفتاب و باران قرار دارند موثر است.

پوشش نانو : راهکاری نوین برای مقابله با رطوبت

با پیشرفت فناوری نانو نسل جدیدی از مواد با خواص منحصر به فرد به صنعت ساختمان معرفی شده اند. پوشش های نانو یکی از این دستاوردها هستند که به دلیل ویژگی های برجسته خود به عنوان یک راهکار نوین و کارآمد برای جلوگیری از نفوذ رطوبت به نمای ساختمان مطرح شده اند.

پوشش های نانو موادی هستند که از ذرات بسیار ریز در مقیاس نانومتر (یک میلیاردم متر) ساخته شده اند. این ذرات نانومتری به دلیل سطح ویژه بسیار بالا و خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت ویژگی های منحصر به فردی به پوشش می بخشند. یکی از مهم ترین ویژگی های پوشش های نانو در زمینه جلوگیری از نفوذ رطوبت خاصیت آب گریزی (Hydrophobicity) یا فوق آب گریزی (Superhydrophobicity) آن ها است.

حتما ببینید: ویدئو یوتیوب

مکانیزم عملکرد پوشش های نانو آب گریز

خاصیت آب گریزی پوشش های نانو به دو عامل اصلی بستگی دارد : 
انرژی سطح پایین : مواد نانو به گونه ای طراحی می شوند که انرژی سطح بسیار پایینی داشته باشند. این انرژی سطح پایین باعث می شود که قطرات آب تمایل کمتری به پخش شدن بر روی سطح پوشش داشته باشند و به صورت کروی باقی بمانند.
زبری سطح : ساختار میکروسکوپی و نانوسکوپی سطح پوشش های نانو به گونه ای طراحی می شود که دارای زبری بسیار زیادی باشد. این زبری سطح باعث می شود که سطح تماس قطرات آب با سطح پوشش به حداقل برسد و در نتیجه نیروی چسبندگی بین آب و سطح کاهش یافته و قطرات آب به راحتی از سطح غلتیده و جدا شوند.

ترکیب این دو عامل یعنی انرژی سطح پایین و زبری سطح باعث ایجاد خاصیت آب گریزی یا فوق آب گریزی در پوشش های نانو می شود. سطوح فوق آب گریز به گونه ای هستند که زاویه تماس قطره آب با سطح آن ها بیشتر از ۱۵۰ درجه است و قطرات آب به راحتی بر روی سطح حرکت کرده و آن را تمیز نگه می دارند (خاصیت خود تمیز شوندگی).

مزایای استفاده از پوشش نانو برای نمای ساختمان

استفاده از پوشش های نانو آب گریز برای نمای ساختمان مزایای متعددی را به همراه دارد که به مهم ترین آن ها اشاره می کنیم : 

• جلوگیری از نفوذ رطوبت : مهم ترین مزیت پوشش های نانو ایجاد یک لایه محافظ آب گریز بر روی سطح نما است که به طور موثری از نفوذ آب باران برف و رطوبت موجود در هوا به داخل مصالح نما جلوگیری می کند.
• افزایش طول عمر نما : با جلوگیری از نفوذ رطوبت و اثرات مخرب آن پوشش های نانو به طور قابل توجهی طول عمر نمای ساختمان را افزایش می دهند و نیاز به تعمیرات و بازسازی های پرهزینه را کاهش می دهند.
• حفظ زیبایی نما : پوشش های نانو از ایجاد لکه های ناشی از رطوبت شوره زدگی رشد قارچ و کپک و تغییر رنگ نما جلوگیری می کنند و نمای ساختمان را همواره تمیز و زیبا نگه می دارند. خاصیت خود تمیز شوندگی برخی از پوشش های نانو نیز به این امر کمک می کند.
• بهبود عایق حرارتی : با جلوگیری از جذب رطوبت توسط مصالح نما پوشش های نانو به حفظ خاصیت عایق حرارتی مصالح کمک کرده و از کاهش راندمان عایق حرارتی نما جلوگیری می کنند. این امر منجر به کاهش مصرف انرژی و هزینه های مربوط به گرمایش و سرمایش ساختمان می شود.
• مقاومت در برابر آلودگی : برخی از پوشش های نانو علاوه بر خاصیت آب گریزی خاصیت روغن گریزی (Oleophobicity) نیز دارند. این خاصیت باعث می شود که آلودگی های روغنی و چربی نیز به سطح نما نچسبند و نما به راحتی تمیز شود.
• اجرای آسان و سریع : پوشش های نانو معمولاً به صورت مایع قابل اجرا هستند و به راحتی با استفاده از روش های ساده مانند اسپری قلم مو یا غلتک بر روی سطح نما اعمال می شوند. زمان خشک شدن آن ها نیز معمولاً کوتاه است و اجرای آن ها باعث ایجاد اختلال کمتری در روند ساخت و ساز یا بهره برداری از ساختمان می شود.
• دوستدار محیط زیست : بسیاری از پوشش های نانو بر پایه آب بوده و فاقد حلال های آلی و مواد مضر برای محیط زیست و سلامتی انسان هستند.

مقایسه پوشش نانو با روش های سنتی

در مقایسه با روش های سنتی آب بندی نما پوشش های نانو مزایای قابل توجهی دارند : 

نکات مهم در انتخاب و اجرای پوشش نانو

برای بهره مندی کامل از مزایای پوشش های نانو انتخاب محصول مناسب و اجرای صحیح آن از اهمیت بالایی برخوردار است. در هنگام انتخاب و اجرای پوشش نانو به نکات زیر توجه کنید : 

• نوع پوشش نانو : انواع مختلفی از پوشش های نانو با خواص و کاربردهای متفاوت در بازار موجود است. انتخاب نوع مناسب پوشش نانو باید با توجه به نوع مصالح نما شرایط آب و هوایی منطقه و انتظارات عملکردی صورت گیرد.
• کیفیت محصول : کیفیت پوشش های نانو موجود در بازار متفاوت است. انتخاب محصول با کیفیت و از برندهای معتبر تضمین کننده عملکرد و طول عمر مطلوب پوشش خواهد بود.
• آماده سازی سطح : قبل از اجرای پوشش نانو سطح نما باید به طور کامل تمیز و خشک شود. هرگونه آلودگی گرد و غبار چربی و رنگ های قدیمی باید از سطح پاک شوند تا پوشش نانو به خوبی به سطح بچسبد.
• روش اجرا : روش اجرای پوشش نانو باید مطابق با دستورالعمل تولید کننده باشد. معمولاً پوشش های نانو به صورت چند لایه و با فاصله زمانی مشخص بین لایه ها اجرا می شوند.
• شرایط آب و هوایی : اجرای پوشش نانو باید در شرایط آب و هوایی مناسب انجام شود. دمای هوا و سطح نما باید در محدوده توصیه شده توسط تولید کننده باشد و از اجرای پوشش در هوای بارانی یا بسیار گرم و آفتابی خودداری شود.

نتیجه گیری

نفوذ رطوبت به نمای ساختمان یک مشکل جدی و پرهزینه است که نیازمند راهکارهای موثر و دائمی است. پوشش های آبگریز نانو نما به عنوان یک فناوری نوین راه حلی کارآمد و پیشرفته برای مقابله با این مشکل ارائه می دهند. این پوشش ها با ایجاد یک لایه محافظ نامرئی بر روی سطح نما از نفوذ رطوبت جلوگیری کرده طول عمر نما را افزایش داده و هزینه های نگهداری ساختمان را کاهش می دهند.

با توجه به مزایای متعدد و عملکرد بالای پوشش های نانو استفاده از این فناوری در پروژه های ساختمانی به ویژه در مناطق با آب و هوای مرطوب و بارانی به شدت توصیه می گردد. مهندسان معماران و پیمانکاران می توانند با بهره گیری از این فناوری نوین ساختمان هایی با نمای زیبا بادوام و مقاوم در برابر رطوبت طراحی و اجرا نمایند.

پرسش و پاسخ متداول

۱. آیا پوشش نانو بر روی تمام انواع نما قابل اجرا است؟
بله پوشش های نانو آب گریز بر روی انواع مختلف نما از جمله نماهای سنگی آجری بتنی سیمانی چوبی و فلزی قابل اجرا هستند. با این حال انتخاب نوع مناسب پوشش نانو و روش آماده سازی سطح باید با توجه به نوع مصالح نما انجام شود.

۲. طول عمر پوشش نانو چقدر است؟
طول عمر پوشش نانو به عوامل مختلفی از جمله نوع پوشش کیفیت اجرا شرایط آب و هوایی منطقه و میزان آلودگی هوا بستگی دارد. به طور معمول طول عمر پوشش های نانو با کیفیت بین ۵ تا ۱۰ سال یا بیشتر است. پس از این مدت ممکن است نیاز به تجدید پوشش باشد.

۳. هزینه اجرای پوشش نانو در مقایسه با روش های سنتی چقدر است؟
هزینه اولیه اجرای پوشش نانو ممکن است کمی بیشتر از روش های سنتی باشد. اما با توجه به مزایای بلندمدت پوشش نانو از جمله افزایش طول عمر نما کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری و بهبود عایق حرارتی ساختمان در مجموع استفاده از پوشش نانو از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر خواهد بود. همچنین با پیشرفت فناوری و افزایش تولید انتظار می رود قیمت پوشش های نانو در آینده کاهش یابد.