التوصيل الحراري لمواد البناء. الموصلية الحرارية لمواد البناء الأساسية جدول معامل انتقال الحرارة لمواد البناء

في السنوات الأخيرة ، عند بناء منزل أو إصلاحه ، تم إيلاء الكثير من الاهتمام لكفاءة الطاقة. مع أسعار الوقود الموجودة بالفعل ، هذا مهم للغاية. ويبدو أن المزيد من المدخرات ستصبح ذات أهمية متزايدة. من أجل تحديد تكوين وسمك المواد بشكل صحيح في فطيرة الهياكل المغلقة (الجدران والأرضيات والسقوف والأسقف) ، من الضروري معرفة التوصيل الحراري لمواد البناء. يشار إلى هذه الخاصية على العبوة مع المواد ، وهي ضرورية في مرحلة التصميم. بعد كل شيء ، من الضروري تحديد المواد التي يتم بناء الجدران منها ، وكيفية عزلها ، ومدى سماكة كل طبقة.

ما هي الموصلية الحرارية والمقاومة الحرارية

عند اختيار مواد البناء للبناء ، من الضروري الانتباه إلى خصائص المواد. الموصلية الحرارية واحدة من المواقف الرئيسية. يتم عرضها بواسطة معامل التوصيل الحراري. هذه هي كمية الحرارة التي يمكن أن تنتجها مادة معينة لكل وحدة زمنية. وهذا يعني أنه كلما كان هذا المعامل أصغر ، كلما كانت المادة تنقل الحرارة بشكل أسوأ. على العكس من ذلك ، كلما زاد الرقم ، تمت إزالة الحرارة بشكل أفضل.

تستخدم المواد ذات الموصلية الحرارية المنخفضة للعزل ، عالية - لنقل الحرارة أو إزالتها. على سبيل المثال ، تصنع المشعات من الألومنيوم أو النحاس أو الفولاذ ، لأنها تنقل الحرارة جيدًا ، أي أن لديها موصلية حرارية عالية. بالنسبة للعزل ، يتم استخدام مواد ذات معامل توصيل حراري منخفض - فهي تحتفظ بالحرارة بشكل أفضل. إذا كان الكائن يتكون من عدة طبقات من المادة ، يتم تحديد الموصلية الحرارية الخاصة به على أنها مجموع معاملات جميع المواد. في الحسابات ، يتم حساب التوصيل الحراري لكل مكون من مكونات "الفطيرة" ، ويتم تلخيص القيم الموجودة. بشكل عام ، نحصل على قدرة العزل الحراري لغلاف المبنى (الجدران ، الأرضية ، السقف).

هناك أيضًا شيء مثل المقاومة الحرارية. يعكس قدرة المادة على منع مرور الحرارة من خلالها. أي أنه متبادل للتوصيل الحراري. وإذا رأيت مادة ذات مقاومة حرارية عالية ، فيمكن استخدامها للعزل الحراري. مثال على مواد العزل الحراري يمكن أن يكون شائعًا من الصوف المعدني أو البازلت ، والبوليسترين ، إلخ. هناك حاجة إلى مواد ذات مقاومة حرارية منخفضة لإزالة الحرارة أو نقلها. على سبيل المثال ، يتم استخدام مشعات الألمنيوم أو الفولاذ للتدفئة ، لأنها تنبعث منها حرارة جيدة.

جدول التوصيل الحراري لمواد العزل الحراري

لتسهيل تدفئة المنزل في الشتاء والبرودة في الصيف ، يجب أن تكون الموصلية الحرارية للجدران والأرضيات والأسقف على الأقل شخصية معينة ، والتي يتم حسابها لكل منطقة. تكوين "فطيرة" من الجدران والأرضية والسقف ، وسماكة المواد تؤخذ بطريقة لا يكون الرقم الإجمالي أقل (أو أفضل - على الأقل أكثر قليلاً) الموصى به لمنطقتك.

عند اختيار المواد ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن بعضها (وليس جميعها) ينقل الحرارة بشكل أفضل في ظروف الرطوبة العالية. إذا كان من المحتمل حدوث مثل هذا الموقف أثناء التشغيل لفترة طويلة ، فسيتم استخدام الموصلية الحرارية لهذه الحالة في الحسابات. يوضح الجدول معاملات التوصيل الحراري للمواد الرئيسية المستخدمة للعزل.

يتم أخذ جزء من المعلومات من المعايير التي تحدد خصائص بعض المواد (SNiP 23-02-2003 ، SP 50.13330.2012 ، SNiP II-3-79 * (الملحق 2)). تم العثور على تلك المواد التي لم يتم توضيحها في المعايير على مواقع الشركات المصنعة. نظرًا لعدم وجود معايير ، يمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا من مصنع لآخر ، لذلك عند الشراء ، انتبه لخصائص كل مادة تشتريها.

جدول التوصيل الحراري لمواد البناء

يمكن أن تكون الجدران والسقوف والأرضيات مصنوعة من مواد مختلفة ، ولكن حدث أن الموصلية الحرارية لمواد البناء عادة ما تتم مقارنتها بالطوب. الجميع يعرف هذه المادة ، فمن الأسهل تكوين ارتباطات بها. الرسوم البيانية الأكثر شيوعًا ، والتي توضح بوضوح الفرق بين المواد المختلفة. توجد إحدى هذه الصور في الفقرة السابقة ، بينما ترد الصورة الثانية - مقارنة بين جدار من الطوب وجدار من جذوع الأشجار - أدناه. هذا هو السبب في اختيار مواد العزل الحراري للجدران المصنوعة من الطوب والمواد الأخرى ذات الموصلية الحرارية العالية. لتسهيل التحديد ، تم جدولة التوصيل الحراري لمواد البناء الرئيسية.

الخشب هو أحد مواد البناء ذات الموصلية الحرارية المنخفضة نسبيًا. يقدم الجدول بيانات إرشادية للسلالات المختلفة. عند الشراء ، تأكد من إلقاء نظرة على كثافة ومعامل التوصيل الحراري. ليست كل منهم هي نفسها كما هو منصوص عليه في الوثائق التنظيمية.

توصل المعادن الحرارة بشكل جيد للغاية. غالبًا ما تكون جسر البرد في التصميم. ويجب أيضًا أن يؤخذ ذلك في الاعتبار ، لاستبعاد الاتصال المباشر باستخدام طبقات وحشيات عازلة للحرارة ، والتي تسمى الفواصل الحرارية. يتم تلخيص الموصلية الحرارية للمعادن في جدول آخر.

كيفية حساب سماكة الجدار

لكي يكون المنزل دافئًا في الشتاء وباردًا في الصيف ، من الضروري أن تتمتع الهياكل المحيطة (الجدران والأرضيات والسقف / السقف) بمقاومة حرارية معينة. هذه القيمة مختلفة لكل منطقة. يعتمد ذلك على متوسط ​​درجة الحرارة والرطوبة في منطقة معينة.

المقاومة الحرارية للتضمين
هياكل للمناطق الروسية

لكي لا تكون فواتير التدفئة كبيرة جدًا ، من الضروري اختيار مواد البناء وسمكها بحيث لا تقل مقاومتها الحرارية الكلية عن تلك الموضحة في الجدول.

حساب سمك الجدار وسماكة العزل وطبقات التشطيب

يتميز البناء الحديث بحالة يكون فيها الجدار متعدد الطبقات. بالإضافة إلى الهيكل الداعم ، هناك مواد عازلة ومواد تشطيب. كل طبقة لها سمكها الخاص. كيف تحدد سماكة العزل؟ الحساب سهل. بناءً على الصيغة:

R هي المقاومة الحرارية ؛

p هي سماكة الطبقة بالأمتار ؛

k هو معامل التوصيل الحراري.

تحتاج أولاً إلى تحديد المواد التي ستستخدمها في البناء. علاوة على ذلك ، عليك أن تعرف بالضبط نوع مواد الجدار ، والعزل ، والإنهاء ، وما إلى ذلك. بعد كل شيء ، يساهم كل منهم في العزل الحراري ، وتؤخذ الموصلية الحرارية لمواد البناء في الاعتبار عند الحساب.

أولاً ، يتم النظر في المقاومة الحرارية للمادة الهيكلية (التي سيتم من خلالها بناء الجدار والسقف وما إلى ذلك) ، ثم يتم اختيار سمك العزل المحدد وفقًا لمبدأ "المتبقي". يمكنك أيضًا أن تأخذ في الاعتبار خصائص العزل الحراري لمواد التشطيب ، لكنها عادة ما تذهب "زائد" إلى العناصر الرئيسية. لذلك يتم وضع احتياطي معين "فقط في حالة". يتيح لك هذا الاحتياطي التوفير في التدفئة ، مما يؤثر بشكل إيجابي على الميزانية.

مثال على حساب سماكة العازل

لنأخذ مثالا. سنقوم ببناء جدار من الطوب - واحد ونصف من الطوب ، وسنعزل بالصوف المعدني. وفقًا للجدول ، يجب أن تكون المقاومة الحرارية للجدران في المنطقة 3.5 على الأقل. يتم حساب هذا الموقف أدناه.

إذا كانت الميزانية محدودة ، يمكنك أن تأخذ 10 سم من الصوف المعدني ، وسيتم تغطية المفقود بمواد التشطيب. سيكونون في الداخل والخارج. ولكن ، إذا كنت تريد أن تكون فواتير التدفئة في حدها الأدنى ، فمن الأفضل أن تبدأ النهاية بـ "زائد" للقيمة المحسوبة. هذا هو احتياطيك لوقت أدنى درجات الحرارة ، حيث يتم حساب معايير المقاومة الحرارية للهياكل المغلقة وفقًا لمتوسط ​​درجة الحرارة لعدة سنوات ، والشتاء بارد بشكل غير طبيعي. لأن الموصلية الحرارية لمواد البناء المستخدمة في الزخرفة لا تؤخذ في الاعتبار ببساطة.

يمتلك الناس أيضًا موصلية حرارية مختلفة ، بعضها دافئ مثل الزغب ، بينما يأخذ البعض الآخر الحرارة مثل الحديد.

يوري سيريزكين

تُظهر كلمة "أيضًا" في البيان أعلاه أن مفهوم "التوصيل الحراري" ينطبق على الأشخاص فقط بشروط. برغم من…

هل تعلم: معطف الفرو لا يسخن ، إنه يحتفظ فقط بالحرارة التي ينتجها جسم الإنسان.

هذا يعني أن جسم الإنسان لديه القدرة على إجراء الحرارة بالمعنى الحرفي وليس المجازي فقط. هذا كله شعر ، في الواقع ، سنقارن السخانات من حيث التوصيل الحراري.

أنت تعرف أفضل ، لأنك كتبت في محرك البحث "التوصيل الحراري للسخانات". ما الذي تريد معرفته بالضبط؟ وإذا لم يكن هناك نكات ، فمن المهم معرفة هذا المفهوم ، لأن المواد المختلفة تتصرف بشكل مختلف تمامًا عند استخدامها. من النقاط المهمة ، وإن لم تكن أساسية في الاختيار ، على وجه التحديد قدرة المادة على توصيل الطاقة الحرارية. إذا اخترت مادة عازلة للحرارة خاطئة ، فلن تؤدي وظيفتها ببساطة ، وهي الحفاظ على الحرارة في الغرفة.

الخطوة الثانية: المفهوم النظري

من خلال دورة الفيزياء المدرسية ، ستتذكر على الأرجح أن هناك ثلاثة أنواع من نقل الحرارة:

• الحمل.
• إشعاع؛
• توصيل حراري.

لذا فإن الموصلية الحرارية هي نوع من نقل الحرارة أو حركة الطاقة الحرارية. يتعلق الأمر بالبنية الداخلية للأجسام. جزيء واحد ينقل الطاقة إلى آخر. الآن هل ترغب في اختبار صغير؟

أي نوع من المواد ينقل (ينقل) أكبر قدر من الطاقة؟

• أجسام صلبة؟
• السوائل؟
• غازات؟

هذا صحيح ، الشبكة البلورية للمواد الصلبة تنقل الطاقة أكثر من أي شيء آخر. جزيئاتها أقرب إلى بعضها البعض وبالتالي يمكن أن تتفاعل بشكل أكثر فعالية. الغازات لديها أقل الموصلية الحرارية. جزيئاتهم على مسافة أكبر من بعضها البعض.

الخطوة 3: ما يمكن أن يكون سخان

نواصل حديثنا حول التوصيل الحراري للسخانات. تميل جميع الأجسام القريبة إلى معادلة درجة الحرارة فيما بينها. يسعى المنزل أو الشقة ، ككائن ، إلى معادلة درجة الحرارة بالشارع. هل كل مواد البناء قادرة على أن تكون عوازل؟ لا. على سبيل المثال ، تسمح الخرسانة بتدفق الحرارة من منزلك إلى الشارع بسرعة كبيرة ، لذلك لن يتوفر لمعدات التدفئة الوقت للحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة في الغرفة. يتم حساب معامل التوصيل الحراري للعزل بالصيغة التالية:

حيث W هو التدفق الحراري لدينا ، و m2 هي مساحة العزل بفارق درجة حرارة واحد كلفن (يساوي درجة واحدة مئوية). بالنسبة للخرسانة ، هذا المعامل هو 1.5. هذا يعني أن مترًا مربعًا واحدًا من الخرسانة بفارق درجة واحدة درجة مئوية قادر على تمرير 1.5 واط من الطاقة الحرارية في الثانية. لكن هناك مواد ذات معامل 0.023. من الواضح أن هذه المواد مناسبة بشكل أفضل لدور السخانات. هل السماكة مهمة ، تسأل؟ يلعب. ولكن ، هنا لا يزال لا يمكنك نسيان معامل انتقال الحرارة. لتحقيق نفس النتائج ، ستحتاج إلى جدار خرساني بسمك 3.2 متر أو لوح من البلاستيك الرغوي بسمك 0.1 متر ، ومن الواضح أنه على الرغم من أن الخرسانة يمكن أن تكون سخانًا تقنيًا ، إلا أنها غير مجدية اقتصاديًا. لذا:

يمكن أن يطلق على العزل مادة تقوم بتوصيل أقل قدر من الطاقة الحرارية من خلال نفسها ، مما يمنعها من مغادرة الغرفة وفي نفس الوقت يكلف أقل ما يمكن.

أفضل عازل للحرارة هو الهواء. لذلك ، فإن مهمة أي عزل هي إنشاء فجوة هوائية ثابتة بدون حمل (حركة) الهواء داخلها. هذا هو السبب ، على سبيل المثال ، البلاستيك الرغوي هو 98٪ هواء. المواد العازلة الأكثر شيوعًا هي:

• الستايروفوم؛
• رغوة البوليسترين المبثوق.
• الصوف المعدني؛
• بينوفول.
• بينويزول.
• الزجاج رغوة؛
• رغوة البولي يوريثان (PPU) ؛
• Ecowool (السليلوز) ؛

تقع خصائص العزل الحراري لجميع المواد المذكورة أعلاه بالقرب من هذه الحدود. يجدر أيضًا التفكير: فكلما زادت كثافة المادة ، زاد توصيل الطاقة من خلالها بنفسها. تذكر من الناحية النظرية؟ كلما اقتربت الجزيئات ، زادت كفاءة توصيل الحرارة.

الخطوة 4: قارن. جدول التوصيل الحراري للسخانات

يوضح الجدول مقارنة بين السخانات من حيث الموصلية الحرارية المعلنة من قبل الشركات المصنعة والمطابقة لـ GOST:

جدول مقارن للتوصيل الحراري لمواد البناء التي لا تعتبر سخانات:

يشير معدل نقل الحرارة فقط إلى معدل انتقال الحرارة من جزيء إلى آخر. في الحياة الواقعية ، هذا المؤشر ليس مهمًا جدًا. لكن لا يمكنك الاستغناء عن الحساب الحراري للجدار. مقاومة انتقال الحرارة هي المعاملة بالمثل للتوصيل الحراري. نحن نتحدث عن قدرة المادة (العزل) على الاحتفاظ بتدفق الحرارة. لحساب مقاومة انتقال الحرارة ، تحتاج إلى قسمة السماكة على معامل التوصيل الحراري. يوضح المثال أدناه حساب المقاومة الحرارية لجدار مصنوع من شعاع بسمك 180 مم.

كما ترون ، فإن المقاومة الحرارية لمثل هذا الجدار ستكون 1.5. كافٍ؟ ذلك يعتمد على المنطقة. يوضح المثال حساب كراسنويارسك. بالنسبة لهذه المنطقة ، تم تحديد معامل المقاومة المطلوب للهياكل المتضمنة عند 3.62. الجواب واضح. حتى بالنسبة لمدينة كييف الواقعة جنوبًا ، فإن هذا الرقم هو 2.04.

المقاومة الحرارية هي عكس التوصيل الحراري.

هذا يعني أن قدرة المنزل الخشبي على مقاومة فقدان الحرارة ليست كافية. الاحترار ضروري ، وبالفعل ، باستخدام أي مادة - احسب وفقًا للصيغة.

الخطوة 5: قواعد التركيب

تجدر الإشارة إلى أن جميع المؤشرات المذكورة أعلاه معطاة للمواد الجافة. إذا تبللت المادة ، فسوف تفقد خصائصها بمقدار النصف على الأقل ، أو حتى تتحول إلى "خرقة". لذلك ، من الضروري حماية العزل الحراري. غالبًا ما يتم عزل الستايروفوم تحت واجهة مبللة ، حيث يتم حماية العزل بطبقة من الجص. يتم وضع غشاء مانع لتسرب المياه على الصوف المعدني لمنع الرطوبة من الدخول.

نقطة أخرى تستحق الاهتمام هي حماية الرياح. السخانات لها مسامية مختلفة. على سبيل المثال ، دعنا نقارن ألواح البوليسترين الممدد والصوف المعدني. إذا بدا الأول صلبًا ، فإن الثاني يظهر بوضوح المسام أو الألياف. لذلك ، إذا كنت تقوم بتركيب عازل حراري ليفي ، مثل الصوف المعدني أو ecowool ، على سياج من الرياح ، فتأكد من العناية بحماية الرياح. خلاف ذلك ، لن يكون الأداء الحراري الجيد للعزل مفيدًا.

الموجودات

لذلك ناقشنا أن التوصيل الحراري للسخانات هو قدرتها على نقل الطاقة الحرارية. يجب ألا يطلق العازل الحراري الحرارة الناتجة عن نظام تدفئة المنزل. المهمة الأساسية لأي مادة هي الاحتفاظ بالهواء بالداخل. إنه الغاز الذي يحتوي على أقل موصلية حرارية. من الضروري أيضًا حساب المقاومة الحرارية للجدار من أجل معرفة المعامل الصحيح للعزل الحراري للمبنى. إذا كان لديك أي أسئلة حول هذا الموضوع ، فيرجى تركها في التعليقات.

ثلاث حقائق مثيرة للاهتمام حول العزل الحراري

• يعمل الثلج كعازل حراري للدب في العرين.
• الملابس هي أيضا عازل للحرارة. لا نشعر بالراحة عندما يحاول جسمنا موازنة درجة الحرارة مع درجة الحرارة المحيطة ، والتي يمكن أن تكون -30 درجة بدلاً من 36.6 المعتادة.
• البطانية عازل حراري. لا تسمح لحرارة جسم الإنسان بالهروب.

علاوة

كمكافأة للفضوليين الذين قرأوا حتى النهاية تجربة مثيرة للاهتمام مع التوصيل الحراري:

من ماذا نبني منزلا؟ يجب أن توفر جدرانه مناخًا محليًا صحيًا دون زيادة الرطوبة والعفن والبرد. يعتمد ذلك على خصائصها الفيزيائية: الكثافة ، مقاومة الماء ، المسامية. الأهم هو التوصيل الحراري لمواد البناء ، مما يعني قدرتها على تمرير الطاقة الحرارية من خلال نفسها عند اختلاف درجة الحرارة. من أجل قياس هذه المعلمة ، يتم استخدام معامل التوصيل الحراري.

من أجل أن يكون المنزل المبني من الطوب دافئًا مثل الإطار الخشبي (المصنوع من الصنوبر) ، يجب أن يكون سمك جدرانه ثلاثة أضعاف سمك جدران الإطار.

ما هو معامل التوصيل الحراري

هذه الكمية المادية تساوي كمية الحرارة (تقاس بالكيلو كالوري) التي تمر عبر مادة بسماكة 1 متر في ساعة واحدة. في هذه الحالة ، يجب أن يكون فرق درجة الحرارة على الجانبين المتقابلين من سطحه مساويًا لـ 1 درجة مئوية. تُحسب الموصلية الحرارية بالواط / م درجة (واط مقسومًا على ناتج المتر ودرجة).

تملي استخدام هذه الخاصية من خلال الحاجة إلى اختيار مختص لنوع الواجهة لإنشاء أقصى قدر من العزل الحراري. هذا شرط ضروري لراحة الأشخاص الذين يعيشون أو يعملون في المبنى. أيضًا ، تؤخذ الموصلية الحرارية لمواد البناء في الاعتبار عند اختيار عزل إضافي للمنزل. في هذه الحالة ، يكون حسابها مهمًا بشكل خاص ، لأن الأخطاء تؤدي إلى تغيير غير صحيح في نقطة الندى ، ونتيجة لذلك ، تتبلل الجدران ، ويكون المنزل رطبًا وباردًا.

الخصائص المقارنة للتوصيل الحراري لمواد البناء

معامل التوصيل الحراري للمواد مختلف. على سبيل المثال ، بالنسبة للصنوبر ، هذا الرقم هو 0.17 واط / متر درجة ، للخرسانة الرغوية - 0.18 واط / متر درجة: أي أنها متطابقة تقريبًا من حيث قدرتها على الاحتفاظ بالحرارة. معامل التوصيل الحراري للطوب هو 0.55 واط / م درجة ، ومعامل التوصيل الحراري للطوب العادي (الصلب) هو 0.8 واط / م درجة. يترتب على كل هذا أنه من أجل أن يكون المنزل المبني من الطوب دافئًا مثل منزل خشبي (مصنوع من خشب الصنوبر) ، يجب أن يكون سمك جدرانه ثلاثة أضعاف سمك جدران المنزل الخشبي.

الاستخدام العملي للمواد ذات التوصيل الحراري المنخفض

توفر التقنيات الحديثة لإنتاج مواد العزل الحراري فرصًا كبيرة لصناعة البناء والتشييد. اليوم ، ليس من الضروري على الإطلاق بناء منازل بجدران سميكة: يمكنك الجمع بنجاح بين مواد مختلفة لبناء مباني موفرة للطاقة. يمكن تعويض الموصلية الحرارية غير العالية جدًا للقرميد باستخدام عزل داخلي أو خارجي إضافي ، على سبيل المثال ، البوليسترين الموسع ، حيث يبلغ معامل التوصيل الحراري 0.03 واط / متر درجة فقط.

بدلاً من المنازل المبنية من الطوب باهظة الثمن والمنازل غير الفعالة المتجانسة والإطار المصنوعة من الخرسانة الثقيلة والكثيفة ، يتم اليوم بناء المباني المصنوعة من الخرسانة الخلوية. معلماته هي نفس معايير الخشب: في منزل مصنوع من هذه المادة ، لا تتجمد الجدران حتى في الشتاء الأكثر برودة.

فقدان الحرارة في المنزل كنسبة مئوية.

تسمح لك هذه التقنية ببناء مبانٍ أرخص. هذا يرجع إلى حقيقة أن انخفاض معامل التوصيل الحراري لمواد البناء قد سهل البناء بأقل تكاليف تمويل. كما أنه يقلل الوقت الذي يقضيه في أعمال البناء. بالنسبة للهياكل الأخف ، لا يلزم ترتيب أساس ثقيل ومدفون بعمق: في بعض الحالات ، يكون الشريط الخفيف أو أساس العمود كافياً.

أصبح مبدأ البناء هذا جذابًا بشكل خاص لبناء المنازل ذات الإطار الخفيف. اليوم ، يتم بناء المزيد والمزيد من الأكواخ ومحلات السوبر ماركت والمستودعات والمباني الصناعية باستخدام مواد منخفضة التوصيل الحراري. يمكن تشغيل هذه المباني في أي منطقة مناخية.

مبدأ تقنية بناء لوحة الإطار هو وضع عازل حراري بين ألواح رقيقة من الخشب الرقائقي أو ألواح OSB. يمكن أن يكون من الصوف المعدني أو رغوة البوليسترين. يتم اختيار سماكة المادة مع مراعاة التوصيل الحراري لها. الجدران الرقيقة قادرة تمامًا على التعامل مع مهمة العزل الحراري. بنفس الطريقة ، يتم ترتيب السقف. تسمح لك هذه التقنية ببناء مبنى في وقت قصير بأقل تكاليف مالية.

مقارنة بين معلمات المواد الشعبية للعزل وبناء المنازل

احتل البوليسترين الموسع والصوف المعدني مكانة رائدة في عزل الواجهات. تنقسم آراء الخبراء: يجادل البعض بأن الصوف القطني يتراكم المكثفات وهو مناسب للاستخدام فقط عند استخدامه في وقت واحد مع غشاء محكم للبخار. ولكن بعد ذلك تفقد الجدران خصائصها القابلة للتنفس ، وتكون جودة التطبيق موضع تساؤل. يدعي آخرون أن إنشاء واجهات جيدة التهوية يحل هذه المشكلة. في الوقت نفسه ، يتميز البوليسترين الموسع بموصلية منخفضة للحرارة ويتنفس جيدًا. بالنسبة له ، يعتمد ذلك نسبيًا على كثافة الأوراق: 40/100/150 كجم / م 3 = 0.03 / 0.04 / 0.05 واط / م * درجة مئوية.

خاصية أخرى مهمة يجب مراعاتها أثناء البناء هي نفاذية البخار. ويعني قدرة الجدران على تمرير الرطوبة من الداخل. في هذه الحالة لا يوجد فقدان لدرجة حرارة الغرفة ولا داعي لتهوية الغرفة. توفر الموصلية الحرارية المنخفضة ونفاذية البخار العالية للجدران مناخًا محليًا مثاليًا لعيش الإنسان في المنزل.

بناءً على هذه الظروف ، يمكن تحديد أكثر البيوت فعالية لسكن الإنسان. تمتلك الخرسانة الرغوية أقل موصلية حرارية (0.08 واط
م * ج) بكثافة 300 كجم / م 3. تحتوي مادة البناء هذه أيضًا على واحدة من أعلى درجات نفاذية البخار (0.26 Mg / m * h * Pa). المكان الثاني يحتله الخشب بحق ، على وجه الخصوص - الصنوبر والتنوب والبلوط. الموصلية الحرارية الخاصة بهم منخفضة جدًا (0.09 واط / م * درجة مئوية) بشرط أن تتم معالجة الخشب عبر الألياف. ونفاذية بخار هذه الأصناف هي الأعلى (0.32 Mg / m * h * Pa). بالمقارنة ، فإن استخدام الصنوبر المعالج على طول الحبوب يزيد من ناتج الحرارة إلى 0.17-0.23 واط / م * درجة مئوية.

وبالتالي ، فإن الخرسانة الرغوية والخشب هي الأنسب لبناء الجدران ، حيث أن لديها أفضل المعايير لضمان نظافة البيئة ومناخ داخلي جيد. رغوة البولي يوريثان ، البوليسترين الموسع ، الصوف المعدني مناسبة لعزل الواجهة. بشكل منفصل ، ينبغي أن يقال عن السحب. تم وضعه لاستبعاد الجسور الباردة أثناء وضع منزل السجل. يزيد من الخصائص الممتازة بالفعل للواجهة الخشبية: معامل التوصيل الحراري للجر هو الأدنى (0.05 واط / م * درجة مئوية) ، ونفاذية البخار هي الأعلى (0.49 ميغاغرام / م * ساعة * باسكال).

من أهم خصائص الخرسانة ، بالطبع ، التوصيل الحراري. يمكن أن يختلف هذا المؤشر بشكل كبير لأنواع مختلفة من المواد. يعتمد علىصالأهم من ذلك كله ، منعطوفالحشو المستخدم فيه. كلما كانت المادة أخف ، كان العازل أفضل من البرد.

ما هي الموصلية الحرارية: التعريف

في تشييد المباني والهياكل ، يمكن استخدام مواد مختلفة. المباني السكنية والصناعية في المناخ الروسي عادة ما تكون معزولة. أي أثناء بنائها ، يتم استخدام عوازل خاصة ، والغرض الرئيسي منها هو الحفاظ على درجة حرارة مريحة داخل المبنى. عند حساب الكمية المطلوبة من الصوف المعدني أو البوليسترين الموسع ، تؤخذ الموصلية الحرارية للمادة الأساسية المستخدمة في بناء الهياكل المغلقة في الاعتبار دون فشل.

في كثير من الأحيان ، يتم بناء المباني والهياكل في بلدنا من أنواع مختلفة من الخرسانة. أيضا لهذا الغرض ، استخدميوالطوب tsyaوالشجرة.في الواقع ، الموصلية الحرارية نفسها هي قدرة المادة على نقل الطاقة في سمكها بسبب حركة الجزيئات. يمكن أن تحدث عملية مماثلة في كل من الأجزاء الصلبة من المادة وفي مسامها. في الحالة الأولى يسمى التوصيل ، في الحالة الثانية - الحمل الحراري.يكون تبريد المادة أسرع بكثير في أجزائها الصلبة. الهواء الذي يملأ المسام يحتفظ بالحرارة ، بالطبع ، أفضل.

على ماذا يعتمد المؤشر؟

يمكن استخلاص الاستنتاجات التالية مما ورد أعلاه. يعتمد رالموصلية الحرارية للخرسانة ،الخشب والطوب وأي مادة أخرى ،من عندمعهم:

• كثافة؛
• المسامية؛
• رطوبة.

مع الزيادة ، تزداد أيضًا درجة الموصلية الحرارية. كلما زاد عدد المسام في المادة ، كان العازل أفضل من البرد.

أنواع الخرسانة

في البناء الحديث ، يمكن استخدام مجموعة متنوعة من هذه المواد. ومع ذلك ، يمكن تصنيف جميع أنواع الخرسانة الموجودة في السوق إلى مجموعتين كبيرتين:

• ثقيل؛
• رغوة خفيفة أو مع حشو مسامي.

الموصلية الحرارية للخرسانة الثقيلة: المؤشرات

تنقسم هذه المواد أيضًا إلى مجموعتين رئيسيتين. يمكن استخدام الخرسانة في البناء:

• ثقيل؛
• ثقيل بشكل خاص.

في إنتاج النوع الثاني من المواد ، يتم استخدام مواد مالئة مثل الخردة المعدنية والهيماتيت والمغنتيت والباريت. عادة ما تستخدم الخرسانات الثقيلة بشكل خاص فقط في بناء المنشآت التي يكون الغرض الرئيسي منها هو الحماية من الإشعاع. تشمل هذه المجموعة مواد بكثافة 2500 كجم / م 3.

تصنع الخرسانة الثقيلة العادية باستخدام أنواع الحشو مثل الجرانيت أو الدياباز أو الحجر الجيري ، المصنوعة على أساس الحجر المكسر. في تشييد المباني والهياكل ، يتم استخدام 1600-2500 كجم / م 3 مماثلة.

ماذا يمكن أن يكون في هذه الحالةالموصلية الحرارية للخرسانة؟ الطاولة،يظهر أدناه خصائص الأداء لأنواع مختلفة من المواد الثقيلة.

الموصلية الحرارية للخرسانة الخلوية خفيفة الوزن

يتم تصنيف هذه المواد أيضًا إلى نوعين رئيسيين. في كثير من الأحيان ، يتم استخدام الخرسانة القائمة على حشو مسامي في البناء. كأخير ، يتم استخدام الطين الموسع ، الطوف ، الخبث ، الخفاف. في المجموعة الثانية من الخرسانة خفيفة الوزن ، يتم استخدام حشو عادي. ولكن في عملية العجن ، فإن هذه المواد الرغوية. نتيجة لذلك ، بعد النضج ، تبقى العديد من المسام فيه.

تيالموصلية الحرارية للخرسانةالرئة منخفضة جدا.ولكن في الوقت نفسه ، من حيث خصائص القوة ، تكون هذه المادة أقل شأنا من الثقيلة. غالبًا ما تستخدم الخرسانة خفيفة الوزن لبناء أنواع مختلفة من المباني السكنية والمباني الخارجية التي لا تخضع لأحمال خطيرة.

مصنفة ليس فقط بطريقة التصنيع ، ولكن أيضًا حسب الغرض. في هذا الصدد ، هناك مواد:

• عازل للحرارة (بكثافة تصل إلى 800 كجم / م 3) ؛
• الهيكلية والعازلة للحرارة (حتى 1400 كجم / م 3) ؛
• الهيكلية (حتى 1800 كجم / م 3).

التوصيل الحراري للخرسانة الخلويةيتم تمثيل الرئة من أنواع مختلفةفي الطاولة.

مواد العزل الحراري

تستخدم هذه عادة في تبطين الجدران المجمعة من الطوب أو سكبها من ملاط ​​الأسمنت. كما يتضح من الجدول ،الخرسانة الموصلية الحراريةأيمكن أن تختلف هذه المجموعة على مدى واسع إلى حد ما.

غالبًا ما يتم استخدام الخرسانة من هذا الصنف كمواد عازلة. لكن في بعض الأحيان يتم إنشاء جميع أنواع الهياكل المغلقة غير المهمة منها.

المواد الإنشائية والعازلة للحرارة والمواد الإنشائية

من بين هذه المجموعة ، غالبًا ما تستخدم الخرسانة الرغوية ، وخرسانة الخبث ، وخرسانة الخبث في البناء. بعض أنواع الخرسانة الطينية الموسعة بكثافة تزيد عن 0.29W / (م ° C)قد يتم تضمينها أيضًا في هذا النوع.

في كثير من الأحيان هذايتم استخدام الخرسانة ذات الموصلية الحرارية المنخفضة بشكل مباشرمواد بناء. لكن في بعض الأحيان يتم استخدامه أيضًا كعازل لا يسمح للبرودة بالمرور.

كيف تعتمد التوصيل الحراري على الرطوبة؟

يعلم الجميع أن أي مادة جافة تقريبًا تعزل عن البرد أفضل بكثير من الرطبة. هذا يرجع في المقام الأول إلى درجة منخفضة للغاية من التوصيل الحراري للماء.يحميالجدران والأرضيات والأسقف الخرسانيةغرف من درجات حرارة منخفضة في الهواء الطلق، كما اكتشفنا ، يرجع ذلك أساسًا إلى وجود مسام مملوءة بالهواء في المادة. عندما تكون رطبة ، يتم إزاحة الأخير بواسطة الماء. وبالتالي ، زيادة كبيرةفي موسم البرد ، تتجمد المياه التي دخلت مسام المواد.والنتيجة هي أنيتم تقليل صفات الاحتفاظ بالحرارة للجدران والأرضيات والسقوف بشكل أكبر.

قد تختلف درجة نفاذية الرطوبة لأنواع مختلفة من الخرسانة. وفقًا لهذا المؤشر ، يتم تصنيف المادة إلى عدة درجات.

الخشب كعامل عازل

كلا "الباردة" الخرسانة الثقيلة والخفيفة ، الموصلية الحراريةلوهو منخفضبالتاكيد،جداًجمعهوالنظرة المرغوبةسبانينيويورك تايمزمواداوف. على أي حال ، فإن أسس معظم المباني والهياكل مبنية على وجه التحديد منملاط أسمنتي ممزوج بالحجر المكسر أو حجر الأنقاض.

يتقدمبخليط أو كتل خرسانية مصنوعة منه ولإنشاء الهياكل المغلقة. ولكن في كثير من الأحيان ، يتم استخدام مواد أخرى لتجميع الأرضية والسقوف والجدران ، على سبيل المثال ، الخشب. تختلف الأخشاب والألواح ، بالطبع ، أقل بكثير من الخرسانة. ومع ذلك ، فإن درجة التوصيل الحراري للخشب ، بالطبع ، أقل بكثير. للخرسانة ، هذا المؤشر ، كما اكتشفنا ، هو 0.12-1.74W / (م درجة مئوية).في الشجرة ، يعتمد معامل التوصيل الحراري ، من بين أمور أخرى ، على هذا النوع المعين.

في السلالات الأخرى ، قد يكون هذا الرقم مختلفًا.يُعتقد أن متوسط ​​التوصيل الحراري للخشب عبر الألياف هو 0.14W / (م ° C). أفضل طريقة لعزل الفضاء عن البرد هي الأرز. الموصلية الحرارية لها هي 0.095 واط / (م C) فقط.

لبنة كعازل

بعد ذلك ، للمقارنة ، ضع في اعتبارك الخصائص المتعلقة بالتوصيل الحراري ومواد البناء الشائعة.من حيث القوةقالب طوبليس فقط أنها ليست أقل شأنا من الخرسانة ، ولكنها غالبا ما تتفوق عليها.الأمر نفسه ينطبق على كثافة حجر البناء هذا. كل الطوب المستخدم اليوم في تشييد المباني والهياكللتصنف إلى السيراميك والسيليكات.

يمكن أن يكون كلا النوعين من الأحجار بدورهما:

• سمين؛
• مع الفراغات
• مشقوق.

بطبيعة الحال ، فإن الطوب الصلب يحتفظ بالحرارة أسوأ من الطوب المجوف والمشقوق.

الموصلية الحرارية للخرسانة والطوب ، روبالتالي عمليا نفس الشيء. كلا من السيليكات وعزل المبنى عن البرد بشكل ضعيف. لذلك ، يجب عزل المنازل المبنية من هذه المواد بشكل إضافي. غالبًا ما يتم استخدام البوليسترين الموسع أو الصوف المعدني كعوازل عند تغليف جدران من الطوب ، وكذلك تلك المسكوبة من الخرسانة الثقيلة العادية. يمكن أيضًا استخدام الكتل المسامية لهذا الغرض.

كيف يتم حساب التوصيل الحراري

يتم تحديد هذا المؤشر للمواد المختلفة ، بما في ذلك الخرسانة ، وفقًا للصيغ الخاصة. في المجموع ، يمكن استخدام طريقتين. يتم تحديد الموصلية الحرارية للخرسانة من خلال صيغة كوفمان. تبدو هكذا:

0.0935x (م) 0.5x2.28 م + 0.025 ، حيث م هي كتلة المحلول.

بالنسبة للمحاليل الرطبة (أكثر من 3٪) ، يتم استخدام صيغة نيكراسوف:(0.196 + 0.22 م 2) 0.5 - 0.14 .

لالخرسانة الطينية الممتدة بكثافة 1000 كجم / م 3 كتلتها 1 كجم. على التوالى،علي سبيل المثال،وفقًا لكوفمان ، في هذه الحالة ، سيكون المعامل 0.238.يتم تحديد الموصلية الحرارية للخرسانة عند درجة حرارة الخليط C. بالنسبة للمواد الباردة والساخنة ، قد تختلف مؤشراتها قليلاً.

إذن ما هي الموصلية الحرارية؟ من وجهة نظر الفيزياء توصيل حراري- هذا هو النقل الجزيئي للحرارة بين أجسام أو جزيئات متلامسة مباشرة من نفس الجسم بدرجات حرارة مختلفة ، حيث يحدث تبادل الطاقة لحركة الجسيمات الهيكلية (الجزيئات ، الذرات ، الإلكترونات الحرة).

من السهل القول توصيل حراريهي قدرة المادة على توصيل الحرارة. إذا كان هناك اختلاف في درجة الحرارة داخل الجسم ، فإن الطاقة الحرارية تنتقل من الجزء الأكثر سخونة إلى الجزء الأكثر برودة. يحدث انتقال الحرارة بسبب انتقال الطاقة أثناء تصادم جزيئات المادة. يحدث هذا حتى تصبح درجة الحرارة داخل الجسم كما هي. يمكن أن تحدث هذه العملية في المواد الصلبة والسائلة والغازية.

في الممارسة العملية ، على سبيل المثال ، في البناء مع العزل الحراري للمباني ، يتم النظر في جانب آخر من الموصلية الحرارية ، المرتبطة بنقل الطاقة الحرارية. لنأخذ "البيت المجرد" كمثال. يوجد في "المنزل المجرد" سخان يحافظ على درجة حرارة ثابتة داخل المنزل ، على سبيل المثال ، 25 درجة مئوية. في الخارج ، تكون درجة الحرارة ثابتة أيضًا ، على سبيل المثال ، 0 درجة مئوية. من الواضح تمامًا أنه إذا قمت بإيقاف تشغيل المدفأة ، فبعد فترة من الوقت سيكون المنزل أيضًا 0 درجة مئوية. ستخرج كل الحرارة (الطاقة الحرارية) عبر الجدران.

للحفاظ على درجة حرارة المنزل عند 25 درجة مئوية ، يجب أن يكون المدفأة قيد التشغيل باستمرار. يولد السخان الحرارة باستمرار ، والتي تتسرب باستمرار عبر الجدران إلى الشارع.

معامل التوصيل الحراري.

تعتمد كمية الحرارة التي تمر عبر الجدران (وعلميًا - شدة انتقال الحرارة بسبب التوصيل الحراري) على اختلاف درجة الحرارة (في المنزل وفي الشارع) ، في منطقة الجدران و الموصلية الحرارية للمادة التي تصنع منها هذه الجدران.

لقياس الموصلية الحرارية ، هناك معامل التوصيل الحراري للمواد. يعكس هذا المعامل خاصية مادة ما لتوصيل الطاقة الحرارية. كلما زادت قيمة التوصيل الحراري للمادة ، كان من الأفضل توصيل الحرارة. إذا أردنا عزل المنزل ، فنحن بحاجة إلى اختيار مواد ذات قيمة صغيرة من هذا المعامل. كلما كان ذلك أصغر ، كان ذلك أفضل. الآن ، كمواد لعزل المباني ، يتم استخدام السخانات ومختلف منها على نطاق واسع. مادة جديدة ذات جودة عزل حراري محسنة تكتسب شعبية -.

يشار إلى معامل التوصيل الحراري للمواد بالحرف ? (الحرف اليوناني الصغير لامدا) ويعبر عنه بـ W / (m2 * K). هذا يعني أنه إذا أخذنا جدارًا من الطوب بموصلية حرارية تبلغ 0.67 واط / (م 2 * كلفن) ، وسمكه متر واحد ومساحة 1 م 2 ، فعندئذٍ مع اختلاف درجة الحرارة بمقدار 1 درجة ، سيمر 0.67 واط من الطاقة الحرارية عبر الجدار.الطاقة. إذا كان فرق درجة الحرارة 10 درجات ، فسوف يمر 6.7 واط. وإذا كان هذا الاختلاف في درجة الحرارة مصنوعًا من 10 سم ، فسيكون فقد الحرارة بالفعل 67 واط. لمزيد من المعلومات حول طريقة حساب فقد الحرارة للمباني ، انظر

وتجدر الإشارة إلى أن قيم معامل التوصيل الحراري للمواد موضحة لسمك مادة يبلغ 1 متر. لتحديد الموصلية الحرارية لمادة لأي سماكة أخرى ، يجب تقسيم معامل التوصيل الحراري على السماكة المرغوبة ، معبراً عنها بالأمتار.

في قوانين البناء وحساباته ، غالبًا ما يستخدم مفهوم "المقاومة الحرارية للمادة". هذا هو مقلوب التوصيل الحراري. على سبيل المثال ، إذا كانت الموصلية الحرارية لرغوة بسماكة 10 سم 0.37 واط / (م 2 * كلفن) ، فإن مقاومتها الحرارية ستكون 1 / 0.37 واط / (م 2 * ك) \ u003d 2.7 (م 2 * ك) / ث

يوضح الجدول أدناه قيم معامل التوصيل الحراري لبعض المواد المستخدمة في البناء.