עוברים דרך עיירות קטנות, לעתים קרובות תוכלו לראות את המונומנטים שנשמרו עדיין של העידן הסוציאליסטי: מבנים של מועדונים כפריים, ארמונות, חנויות עתיקות. מבנים רעועים מתאפיינים בפתחי חלונות ענקיים עם מקסימום זיגוג כפול, קירות עשויים ממוצרי בטון מזוין בעובי קטן יחסית. חימר מורחב שימש כמחמם בקירות, ובכמויות קטנות. גם תקרות הלוח המצולע הדקות לא עזרו לשמור על חום הבניין.
כאשר בחרו חומרים למבנים, למעצבים של עידן ברית המועצות היה עניין מועט במוליכות תרמית. התעשייה ייצרה מספיק לבנים ולוחות, צריכת המזוט לחימום כמעט ולא הייתה מוגבלת. הכל השתנה תוך כמה שנים. בתי דוודים משולבים "חכמים" עם מכשירי מדידה רב-תעריפים, מעילים תרמיים, מערכות אוורור החלמה במודרניותבנייה היא כבר נורמה, לא קוריוז. עם זאת, הלבנה, למרות שהיא ספגה הישגים מדעיים מודרניים רבים, מכיוון שהיא הייתה חומר הבנייה מספר 1, היא נשארה כזו.
תופעת הולכת חום
כדי להבין כיצד חומרים שונים זה מזה מבחינת מוליכות תרמית, ביום קר בחוץ, מספיק לשים את היד לסירוגין על מתכת, קיר לבנים, עץ, ולבסוף, חתיכה של קצף. עם זאת, התכונות של חומרים להעברת אנרגיה תרמית אינן בהכרח רעות.
המוליכות התרמית של לבנים, בטון, עץ נחשבות בהקשר ליכולת של חומרים לשמור על חום. אבל במקרים מסוימים, חום, להיפך, חייב להיות מועבר. זה חל, למשל, סירים, מחבתות וכלים אחרים. מוליכות תרמית טובה מבטיחה שימוש באנרגיה למטרה המיועדת לה - לחימום המזון המתבשל.
מה נמדדת המוליכות התרמית של המהות הפיזית שלו
מהו חום? זוהי תנועת המולקולות של חומר, כאוטית בגז או בנוזל, ורוטטת בסריגי הגביש של מוצקים. אם מוט מתכת המונח בוואקום מחומם בצד אחד, אטומי המתכת, לאחר שקיבלו חלק מהאנרגיה, יתחילו לרטוט בקנים של הסריג. רטט זה יועבר מאטום לאטום, עקב כך האנרגיה תתפזר בהדרגה באופן שווה על פני כל המסה. עבור חומרים מסוימים, כמו נחושת, תהליך זה לוקח שניות, בעוד שלאחרים, ייקח שעות עד שהחום "יתפזר" באופן שווה בכל הנפח. ככל שהפרש הטמפרטורות ביןאזורים קרים וחמים, ככל שהעברת החום תהיה מהירה יותר. אגב, התהליך יואץ עם הגדלת אזור המגע.
המוליכות התרמית (x) נמדדת ב-W/(m∙K). זה מראה כמה אנרגיית חום בוואט תועבר דרך מטר מרובע אחד בהפרש טמפרטורה של מעלה אחת.
לבנת קרמיקה מלאה
בנייני אבן חזקים ועמידים. בטירות אבן עמדו כוחות מצב במצורים שנמשכו לפעמים שנים. מבנים עשויים אבן אינם מפחדים מאש, האבן אינה נתונה לתהליכי ריקבון, שבגללם גילם של מבנים מסוימים עולה על אלף שנים. עם זאת, הבנאים לא רצו להיות תלויים בצורה האקראית של אבן המרוצפת. ואז הופיעו לבני קרמיקה עשויות חימר על בימת ההיסטוריה - חומר הבנייה העתיק ביותר שנוצר בידי אדם.
מוליכות תרמית של לבנים קרמיות אינה ערך קבוע; בתנאי מעבדה, חומר יבש לחלוטין נותן ערך של 0.56 W / (m∙K). עם זאת, תנאי ההפעלה האמיתיים רחוקים מלהיות מעבדתיים, ישנם גורמים רבים המשפיעים על המוליכות התרמית של חומר בניין:
- לחות: ככל שהחומר יבש יותר, כך הוא שומר טוב יותר על החום;
- עובי והרכב חיבורי המלט: מלט מוליך חום טוב יותר, חיבורים עבים מדי ישמשו כגשרי הקפאה נוספים;
- מבנה הלבנה עצמה: תכולת חול, איכות שריפה, נוכחות של נקבוביות.
בתנאי פעולה אמיתיים, המוליכות התרמית של לבנה נלקחת בתוך 0,65 - 0.69 W / (m∙K). עם זאת, מדי שנה השוק גדל עם חומרים שלא היו ידועים בעבר עם ביצועים משופרים.
קרמיקה נקובה
חומר בניין חדש יחסית. לבנה חלולה שונה ממקבילה מוצקה בצריכת חומרים נמוכה יותר בייצור, משקל סגולי נמוך יותר (כתוצאה מכך, עלויות נמוכות יותר עבור פעולות העמסה ופריקה וקלות הנחת) ומוליכות תרמית נמוכה יותר.
המוליכות התרמית הגרועה ביותר של לבנה חלולה היא תוצאה של נוכחותם של כיסי אוויר (המוליכות התרמית של האוויר זניחה ועומדת בממוצע על 0.024 W/(m∙K)). בהתאם למותג הלבנים ולאיכות הביצוע, המחוון משתנה בין 0.42 ל-0.468 W / (m∙K). אני חייב לומר שבשל נוכחותם של חללי אוויר הלבנה מאבדת את החוזק שלה, אבל רבים בבנייה הפרטית, כאשר החוזק חשוב יותר מחום, פשוט ממלאים את כל הנקבוביות בבטון נוזלי.
לבני סיליקט
חומר בנייה מחימר אפוי אינו קל לייצור כפי שהוא עשוי להיראות במבט ראשון. ייצור המוני מייצר מוצר בעל מאפייני חוזק מפוקפקים מאוד ומספר מוגבל של מחזורי הקפאה-הפשרה. הכנת לבנים שיכולות לעמוד במזג האוויר במשך מאות שנים אינה זולה.
אחד הפתרונות לבעיה היה חומר חדש העשוי מתערובת של חול וסיד ב"אמבט" אדים עם לחות של כ-100% וטמפרטורה של כ-200+.מעלות צלזיוס המוליכות התרמית של לבני סיליקט תלויה מאוד במותג. זה, בדיוק כמו קרמיקה, הוא נקבובי. כאשר הקיר אינו מנשא, ומשימתו היא רק לשמור על חום ככל האפשר, משתמשים בלבנה מחוררת עם מקדם של 0.4 W / (m∙K). המוליכות התרמית של לבנה מוצקה, כמובן, גבוהה יותר עד 1.3 W / (m∙K), אך חוזקה טוב יותר בסדר גודל.
סיליקט מוגז ובטון מוקצף
עם התפתחות הטכנולוגיה, אפשר היה לייצר חומרי קצף. ביחס ללבנים מדובר בגז סיליקט ובטון מוקצף. תערובת הסיליקט או הבטון מוקצף, בצורה זו החומר מתקשה ויוצר מבנה נקבובי דק של מחיצות דקות.
בשל נוכחותם של מספר רב של חללים, המוליכות התרמית של לבנת סיליקט גז היא רק 0.08 - 0.12 W / (m∙K).
בטון מוקצף מחזיק חום קצת יותר גרוע: 0.15 - 0.21 W / (m∙K), אבל מבנים העשויים ממנו עמידים יותר, הוא מסוגל לשאת עומס פי 1.5 ממה שאפשר "לסמוך עליו" סיליקט גז.
מוליכות תרמית של סוגים שונים של לבנים
כפי שכבר הוזכר, המוליכות התרמית של לבנה בתנאים אמיתיים שונה מאוד מהערכים הטבלאיים. הטבלה שלהלן מציגה לא רק את ערכי המוליכות התרמית עבור סוגים שונים של חומר בניין זה, אלא גם מבנים העשויים מהם.
ירידה במוליכות התרמית
כיום, בבנייה, שימור החום בבניין הוא רק לעתים רחוקות סומך על סוג אחד של חומר. לְהַפחִיתהמוליכות התרמית של לבנים, הרוויה אותה בכיסי אוויר, והופכת אותה לנקבוביות, יכולה להגיע לגבול מסוים. חומר בניין אוורירי וקל מדי, לא יכול אפילו לתמוך במשקל שלו, שלא לדבר על להשתמש בו ליצירת מבנים רב קומות.
לרוב, שילוב של חומרי בניין משמש לבידוד מבנים. המשימה של חלקם היא להבטיח את חוזקם של מבנים, את עמידותו, בעוד שאחרים מבטיחים את שימור החום. החלטה כזו היא רציונלית יותר, הן מנקודת המבט של טכנולוגיית הבנייה והן מבחינה כלכלית. דוגמה: שימוש רק ב-5 ס"מ של קצף או פלסטיק קצף בקיר נותן את אותו אפקט לחיסכון באנרגיה תרמית כמו "תוספת" של 60 ס"מ של בטון קצף או סיליקט גז.
