Når du går gennem små byer, kan du ofte se de stadig bevarede monumenter fra den socialistiske æra: bygningerne i landdistrikterne klubber, paladser, gamle butikker. Forfaldne bygninger er kendetegnet ved enorme vinduesåbninger med maksim alt termoruder, vægge lavet af armeret betonprodukter af relativt lille tykkelse. Ekspanderet ler blev brugt som varmelegeme i væggene og i små mængder. De tynde ribbede pladelofter hjalp heller ikke med at holde bygningen varm.
Når de valgte materialer til strukturer, havde designere fra USSR-æraen ringe interesse for termisk ledningsevne. Industrien producerede nok mursten og plader, forbruget af brændselsolie til opvarmning var praktisk t alt ikke begrænset. Alt ændrede sig i løbet af få år. "Smarte" kombinerede kedelhuse med multi-tarif måleanordninger, termiske frakker, rekuperative ventilationssystemer i modernekonstruktion er allerede normen, ikke en kuriosum. Men mursten, selv om den har absorberet mange moderne videnskabelige resultater, da den var byggematerialet nr. 1, er det forblevet sådan.
Fænomenet varmeledning
For at forstå, hvordan materialer adskiller sig fra hinanden med hensyn til varmeledningsevne, er det på en kold dag udenfor nok at lægge hånden skiftevis på metal, en murstensvæg, træ og til sidst et stykke af skum. Materialernes egenskaber til at overføre termisk energi er dog ikke nødvendigvis dårlige.
Den termiske ledningsevne af mursten, beton og træ betragtes i sammenhæng med materialers evne til at holde på varmen. Men i nogle tilfælde skal varme tværtimod overføres. Det gælder for eksempel gryder, pander og andre redskaber. God varmeledningsevne sikrer, at energi bruges til det tilsigtede formål - til at opvarme den mad, der tilberedes.
Hvad måles den termiske ledningsevne af dens fysiske essens
Hvad er varme? Dette er bevægelsen af et stofs molekyler, kaotisk i en gas eller væske, og vibrerende i krystalgitre af faste stoffer. Hvis en metalstang placeret i et vakuum opvarmes på den ene side, vil metalatomerne, efter at have modtaget en del af energien, begynde at vibrere i gitterets reder. Denne vibration vil blive overført fra atom til atom, hvorved energien gradvist vil blive fordelt jævnt over hele massen. For nogle materialer, såsom kobber, tager denne proces sekunder, mens det for andre vil tage timer for varmen at "sprede sig" jævnt i volumen. Jo højere temperaturforskellen mellemkolde og varme områder, jo hurtigere varmeoverførsel. Forresten vil processen fremskyndes med en stigning i kontaktområdet.
Den termiske ledningsevne (x) måles i W/(m∙K). Den viser, hvor meget varmeenergi i watt, der vil blive overført gennem en kvadratmeter med en temperaturforskel på en grad.
Fuld keramisk mursten
Stenbygninger er stærke og holdbare. I stenslotte modstod garnisoner belejringer, der nogle gange varede i årevis. Bygninger lavet af sten er ikke bange for brand, stenen er ikke udsat for forfaldsprocesser, på grund af hvilke alderen på nogle strukturer overstiger tusind år. Bygherrerne ønskede dog ikke at være afhængige af brostenens tilfældige form. Og så dukkede keramiske mursten af ler op på historiens scene - det ældste byggemateriale skabt af menneskehænder.
Termisk ledningsevne af keramiske mursten er ikke en konstant værdi; under laboratorieforhold giver absolut tørt materiale en værdi på 0,56 W / (m∙K). Reelle driftsforhold er dog langt fra laboratorieforhold, der er mange faktorer, der påvirker et byggemateriales varmeledningsevne:
- fugtighed: Jo tørrere materialet er, jo bedre holder det på varmen;
- tykkelse og sammensætning af cementfuger: cement leder varme bedre, for tykke fuger vil tjene som yderligere frysebroer;
- strukturen af selve murstenen: sandindhold, brændingskvalitet, tilstedeværelse af porer.
Under virkelige driftsforhold tages en murstens termiske ledningsevne inden for 0,65 - 0,69 W / (m∙K). Men hvert år vokser markedet med hidtil ukendte materialer med forbedret ydeevne.
Porøs keramik
Relativt nyt byggemateriale. En hul mursten adskiller sig fra en solid pendant ved lavere materialeforbrug i produktionen, lavere vægtfylde (som følge heraf lavere omkostninger til lastning og losning og nem udlægning) og lavere varmeledningsevne.
Den dårligste termiske ledningsevne af en hul mursten er en konsekvens af tilstedeværelsen af luftlommer (luftens termiske ledningsevne er ubetydelig og i gennemsnit 0,024 W/(m∙K)). Afhængigt af murstenens mærke og kvaliteten af udførelse varierer indikatoren fra 0,42 til 0,468 W / (m∙K). Jeg må sige, at på grund af tilstedeværelsen af lufthulrum mister mursten sin styrke, men mange i privat byggeri, når styrke er vigtigere end varme, fylder simpelthen alle porerne med flydende beton.
Silikatmursten
Bagt lerbyggemateriale er ikke så let at fremstille, som det kan se ud ved første øjekast. Masseproduktion producerer et produkt med meget tvivlsomme styrkeegenskaber og et begrænset antal fryse-tø-cyklusser. Det er ikke billigt at lave mursten, der kan modstå vejret i hundreder af år.
En af løsningerne på problemet var et nyt materiale fremstillet af en blanding af sand og kalk i et damp-"bad" med en luftfugtighed på omkring 100 % og en temperatur på omkring +200°C Den termiske ledningsevne af silikat mursten er meget afhængig af mærket. Det er, ligesom keramik, porøst. Når væggen ikke er en bærer, og dens opgave kun er at holde på varmen så meget som muligt, bruges en slidset mursten med en koefficient på 0,4 W / (m∙K). Den termiske ledningsevne af en massiv mursten er selvfølgelig højere op til 1,3 W / (m∙K), men dens styrke er en størrelsesorden bedre.
Luftsilikat og skumbeton
Med udviklingen af teknologi er det blevet muligt at producere skummaterialer. I forhold til mursten er der tale om gassilikat og skumbeton. Silikatblandingen eller betonen er opskummet, i denne form hærder materialet og danner en fint porøs struktur af tynde skillevægge.
På grund af tilstedeværelsen af et stort antal hulrum er den termiske ledningsevne af en gassilikatmursten kun 0,08 - 0,12 W / (m∙K).
Skumbeton holder varmen lidt dårligere: 0,15 - 0,21 W / (m∙K), men bygninger lavet af det er mere holdbare, det er i stand til at bære en belastning 1,5 gange mere, end hvad man kan "stole på" gassilikat.
Vermeledningsevne for forskellige typer mursten
Som allerede nævnt er den termiske ledningsevne af en mursten under virkelige forhold meget forskellig fra tabelværdierne. Tabellen nedenfor viser ikke kun de termiske ledningsevneværdier for forskellige typer af dette byggemateriale, men også strukturer fremstillet af dem.
Formindskelse af termisk ledningsevne
I øjeblikket, i byggeri, er bevarelsen af varme i en bygning sjældent betroet til én type materiale. reducereden termiske ledningsevne af en mursten, der mætter den med luftlommer, gør den porøs, kan være op til en vis grænse. Et luftigt, alt for let porøst byggemateriale kan ikke engang bære sin egen vægt, endsige bruge det til at skabe strukturer i flere etager.
Oftest bruges en kombination af byggematerialer til at isolere bygninger. Nogles opgave er at sikre styrken af strukturer, dens holdbarhed, mens andre garanterer varmen. En sådan beslutning er mere rationel, både ud fra et byggeteknisk og økonomisk synspunkt. Eksempel: Brug af kun 5 cm skum eller skumplast i væggen giver samme effekt for at spare termisk energi som "ekstra" 60 cm skumbeton eller gassilikat.
