När du passerar små städer kan du ofta se de fortfarande bevarade monumenten från den socialistiska eran: byggnaderna av klubbar, palats, gamla butiker. Förfallna byggnader kännetecknas av enorma fönsteröppningar med maxim alt dubbelglas, väggar gjorda av armerade betongprodukter med relativt liten tjocklek. Expanderad lera användes som värmare i väggarna, och i små mängder. De tunna ribbade platta taket hjälpte inte heller till att hålla byggnaden varm.
När de valde material för strukturer, hade designers från Sovjetunionen litet intresse för värmeledningsförmåga. Industrin producerade tillräckligt med tegel och plattor, förbrukningen av eldningsolja för uppvärmning var praktiskt taget inte begränsad. Allt förändrades på några år. "Smarta" kombinerade pannhus med flertaxa mätanordningar, termiska rockar, återhämtande ventilationssystem i modernakonstruktion är redan normen, inte en kuriosa. Men, tegel, även om det har absorberat många moderna vetenskapliga landvinningar, eftersom det var byggnadsmaterialet nr 1, har det förblivit så.
Fenomenet värmeledning
För att förstå hur material skiljer sig från varandra när det gäller värmeledningsförmåga räcker det en kall dag utomhus att lägga handen omväxlande på metall, en tegelvägg, trä och slutligen en bit av skum. Men egenskaperna hos material för att överföra värmeenergi är inte nödvändigtvis dåliga.
Värmeledningsförmågan hos tegel, betong, trä ses i sammanhanget med materialens förmåga att hålla värmen. Men i vissa fall måste värme tvärtom överföras. Det gäller till exempel grytor, stekpannor och andra redskap. God värmeledningsförmåga säkerställer att energi används för det avsedda syftet - för att värma maten som tillagas.
Vad mäts värmeledningsförmågan för dess fysiska essens
Vad är värme? Detta är rörelsen av ett ämnes molekyler, kaotiska i en gas eller vätska, och vibrerande i kristallgittren av fasta ämnen. Om en metallstav placerad i ett vakuum värms upp på ena sidan, kommer metallatomerna, efter att ha fått en del av energin, att börja vibrera i gittrets bon. Denna vibration kommer att överföras från atom till atom, på grund av vilken energin gradvis kommer att fördelas jämnt över hela massan. För vissa material, som koppar, tar denna process några sekunder, medan det för andra tar timmar för värmen att "spridas" jämnt i volymen. Ju högre temperaturskillnad mellankalla och varma områden, desto snabbare värmeöverföring. Förresten, processen kommer att påskyndas med en ökning av kontaktytan.
Värmeledningsförmågan (x) mäts i W/(m∙K). Den visar hur mycket värmeenergi i watt som kommer att överföras genom en kvadratmeter med en temperaturskillnad på en grad.
Full keramiskt tegel
Stenbyggnader är starka och hållbara. I stenslott stod garnisonerna emot belägringar som ibland varade i åratal. Byggnader gjorda av sten är inte rädda för eld, stenen är inte föremål för förfallsprocesser, på grund av vilka åldern på vissa strukturer överstiger tusen år. Byggarna ville dock inte vara beroende av kullerstenens slumpmässiga form. Och så dök keramiska tegelstenar av lera upp på historiens scen - det äldsta byggnadsmaterialet skapat av mänskliga händer.
Värmeledningsförmåga för keramiska tegelstenar är inte ett konstant värde, i laboratorieförhållanden ger absolut torrt material ett värde på 0,56 W / (m∙K). Men verkliga driftsförhållanden är långt ifrån laboratorieförhållanden, det finns många faktorer som påverkar värmeledningsförmågan hos ett byggmaterial:
- fuktighet: ju torrare materialet är, desto bättre håller det värmen;
- tjocklek och sammansättning av cementfogar: cement leder värme bättre, för tjocka fogar fungerar som ytterligare frysbryggor;
- strukturen på själva tegelstenen: sandinnehåll, bränningskvalitet, närvaro av porer.
Under verkliga driftsförhållanden tas en tegelstens värmeledningsförmåga inom 0,65 - 0,69 W / (m∙K). Men varje år växer marknaden med tidigare okända material med förbättrad prestanda.
Porös keramik
Relativt nytt byggmaterial. En ihålig tegelsten skiljer sig från en solid motsvarighet genom lägre materialåtgång i produktionen, lägre specifik vikt (som ett resultat, lägre kostnader för lastning och lossning och enkel utläggning) och lägre värmeledningsförmåga.
Den sämsta värmeledningsförmågan hos en ihålig tegelsten är en konsekvens av närvaron av luftfickor (luftens värmeledningsförmåga är försumbar och är i genomsnitt 0,024 W/(m∙K)). Beroende på märke av tegel och kvaliteten på utförande, varierar indikatorn från 0,42 till 0,468 W / (m∙K). Jag måste säga att på grund av närvaron av lufthålrum tappar tegelstenen sin styrka, men många i privat konstruktion, när styrka är viktigare än värme, fyller helt enkelt alla porer med flytande betong.
Silikategel
Bakat lera byggmaterial är inte så lätt att tillverka som det kan verka vid första anblicken. Massproduktion ger en produkt med mycket tveksamma hållfasthetsegenskaper och ett begränsat antal frys-upptiningscykler. Att tillverka tegelstenar som tål vädret i hundratals år är inte billigt.
En av lösningarna på problemet var ett nytt material tillverkat av en blandning av sand och kalk i ett ång-"bad" med en luftfuktighet på ca 100% och en temperatur på ca +200°C Den termiska ledningsförmågan hos silikattegel är mycket beroende av märket. Den är, precis som keramik, porös. När väggen inte är en bärare, och dess uppgift bara är att behålla värmen så mycket som möjligt, används en slitsad tegelsten med en koefficient på 0,4 W / (m∙K). Värmeledningsförmågan för en massiv tegelsten är naturligtvis högre upp till 1,3 W / (m∙K), men dess styrka är en storleksordning bättre.
Luftsilikat och skumbetong
Med teknikens utveckling har det blivit möjligt att tillverka skummaterial. I förhållande till tegel är dessa gassilikat och skumbetong. Silikatblandningen eller betongen skummas, i denna form härdar materialet och bildar en finporös struktur av tunna skiljeväggar.
På grund av närvaron av ett stort antal hålrum är värmeledningsförmågan för en gassilikattegel endast 0,08 - 0,12 W / (m∙K).
Skumbetong håller värmen lite sämre: 0,15 - 0,21 W / (m∙K), men byggnader gjorda av den är mer hållbara, den kan bära en last 1,5 gånger mer än vad man kan "lita på" gassilikat.
Värmeledningsförmåga för olika typer av tegelstenar
Som redan nämnts skiljer sig värmeledningsförmågan hos en tegelsten i verkliga förhållanden mycket från tabellvärdena. Tabellen nedan visar inte bara värdena för värmeledningsförmågan för olika typer av detta byggnadsmaterial, utan även strukturer gjorda av dem.
Minskad värmeledningsförmåga
För närvarande, inom konstruktion, anlitas bevarande av värme i en byggnad sällan till en typ av material. minskaen tegelstens värmeledningsförmåga, genom att mätta den med luftfickor, vilket gör den porös, kan vara upp till en viss gräns. Ett luftigt, alltför lätt poröst byggmaterial klarar inte ens sin egen vikt, än mindre använda det för att skapa flervåningsstrukturer.
Oftast används en kombination av byggmaterial för att isolera byggnader. Vissas uppgift är att säkerställa strukturernas styrka, dess hållbarhet, medan andra garanterar bevarandet av värme. Ett sådant beslut är mer rationellt, både ur byggteknisk och ekonomisk synvinkel. Exempel: att använda endast 5 cm skum eller skumplast i väggen ger samma effekt för att spara värmeenergi som "extra" 60 cm skumbetong eller gassilikat.
