Når du passerer små byer, kan du ofte se de fortsatt bevarte monumentene fra den sosialistiske tiden: bygningene til landlige klubber, palasser, gamle butikker. Falleferdige bygninger er preget av enorme vindusåpninger med maksim alt doble vinduer, vegger laget av armert betongprodukter med relativt liten tykkelse. Ekspandert leire ble brukt som varmeovn i veggene, og i små mengder. De tynne ribbede platetakene hjalp heller ikke med å holde bygningen varm.
Når de valgte materialer for strukturer, hadde designere fra USSR-tiden liten interesse for termisk ledningsevne. Industrien produserte nok murstein og plater, forbruket av fyringsolje til oppvarming var praktisk t alt ikke begrenset. Alt endret seg i løpet av få år. "Smarte" kombinerte kjelehus med multitariffmåleapparater, termiske strøk, recuperative ventilasjonssystemer i modernekonstruksjon er allerede normen, ikke en kuriositet. Men, murstein, selv om den har absorbert mange moderne vitenskapelige prestasjoner, siden den var byggematerialet nr. 1, har den forblitt slik.
Fenomenet varmeledning
For å forstå hvordan materialer skiller seg fra hverandre når det gjelder varmeledningsevne, på en kald dag ute, er det nok å legge hånden vekselvis på metall, en murvegg, tre og til slutt et stykke av skum. Egenskapene til materialer for å overføre termisk energi er imidlertid ikke nødvendigvis dårlige.
Vermeledningsevnen til murstein, betong, tre vurderes i sammenheng med materialenes evne til å holde på varmen. Men i noen tilfeller må varme, tvert imot, overføres. Dette gjelder for eksempel gryter, panner og andre redskaper. God varmeledningsevne sikrer at energien brukes til det tiltenkte formålet - for å varme opp maten som tilberedes.
Hva måles den termiske ledningsevnen til dens fysiske essens
Hva er varme? Dette er bevegelsen av molekylene til et stoff, kaotisk i en gass eller væske, og vibrerende i krystallgitteret til faste stoffer. Hvis en metallstang plassert i et vakuum varmes opp på den ene siden, vil metallatomene, etter å ha mottatt en del av energien, begynne å vibrere i gitterets reir. Denne vibrasjonen vil bli overført fra atom til atom, på grunn av dette vil energien gradvis fordeles jevnt over hele massen. For noen materialer, for eksempel kobber, tar denne prosessen sekunder, mens for andre vil det ta timer før varmen "spres" jevnt over hele volumet. Jo høyere temperaturforskjell mellomkalde og varme områder, jo raskere varmeoverføring. Prosessen vil forresten bli raskere med en økning i kontaktflaten.
Varmeledningsevnen (x) måles i W/(m∙K). Den viser hvor mye varmeenergi i watt som vil bli overført gjennom én kvadratmeter med en temperaturforskjell på én grad.
Full keramisk murstein
Steinbygninger er sterke og holdbare. I steinslott motsto garnisoner beleiringer som noen ganger varte i årevis. Bygninger laget av stein er ikke redd for brann, steinen er ikke utsatt for forfallsprosesser, på grunn av hvilke alderen til noen strukturer overstiger tusen år. Byggherrene ønsket imidlertid ikke å være avhengig av den tilfeldige formen på brosteinen. Og så dukket keramiske murstein laget av leire opp på historiens scene – det eldste byggematerialet skapt av menneskehender.
Vermeledningsevnen til keramiske murstein er ikke en konstant verdi, under laboratorieforhold gir absolutt tørt materiale en verdi på 0,56 W / (m∙K). Virkelige driftsforhold er imidlertid langt fra laboratorieforhold, det er mange faktorer som påvirker varmeledningsevnen til et byggemateriale:
- fuktighet: jo tørrere materialet er, desto bedre holder det på varmen;
- tykkelse og sammensetning av sementfuger: sement leder varme bedre, for tykke fuger vil tjene som ekstra frysebroer;
- strukturen til selve mursteinen: sandinnhold, brennkvalitet, tilstedeværelse av porer.
Under reelle driftsforhold, måles den termiske ledningsevnen til en murstein innenfor 0,65 - 0,69 W / (m∙K). Men hvert år vokser markedet med tidligere ukjente materialer med forbedret ytelse.
Porøs keramikk
Relativt nytt byggemateriale. En hul murstein skiller seg fra en solid motpart ved lavere materialforbruk i produksjonen, lavere egenvekt (som et resultat, lavere kostnader for laste- og losseoperasjoner og enkel legging) og lavere varmeledningsevne.
Den dårligste varmeledningsevnen til en hul murstein er en konsekvens av tilstedeværelsen av luftlommer (luftens varmeledningsevne er ubetydelig og gjennomsnittlig 0,024 W/(m∙K)). Avhengig av mursteinsmerket og kvaliteten på utførelse, varierer indikatoren fra 0,42 til 0,468 W / (m∙K). Jeg må si at på grunn av tilstedeværelsen av lufthulrom mister mursteinen sin styrke, men mange i privat konstruksjon, når styrke er viktigere enn varme, fyller ganske enkelt alle porene med flytende betong.
Silikatmurstein
Bakt leire byggemateriale er ikke så lett å produsere som det kan virke ved første øyekast. Masseproduksjon gir et produkt med svært tvilsomme styrkeegenskaper og et begrenset antall fryse-tine-sykluser. Det er ikke billig å lage murstein som tåler været i hundrevis av år.
En av løsningene på problemet var et nytt materiale laget av en blanding av sand og kalk i et damp-"bad" med en luftfuktighet på ca. 100 % og en temperatur på ca. +200°C Den termiske ledningsevnen til silikat murstein er veldig avhengig av merke. Den, akkurat som keramikk, er porøs. Når veggen ikke er en bærer, og dens oppgave bare er å holde på varmen så mye som mulig, brukes en slisset murstein med en koeffisient på 0,4 W / (m∙K). Den termiske ledningsevnen til en solid murstein er selvfølgelig høyere opp til 1,3 W / (m∙K), men styrken er en størrelsesorden bedre.
Luftsilikat og skumbetong
Med utviklingen av teknologi er det blitt mulig å produsere skummaterialer. I forhold til murstein er dette gassilikat og skumbetong. Silikatblandingen eller betongen er skummet, i denne formen stivner materialet og danner en finporøs struktur av tynne skillevegger.
På grunn av tilstedeværelsen av et stort antall hulrom, er den termiske ledningsevnen til en gassilikatmurstein bare 0,08 - 0,12 W / (m∙K).
Skumbetong holder varmen litt dårligere: 0,15 - 0,21 W / (m∙K), men bygninger laget av den er mer holdbare, den er i stand til å bære en last 1,5 ganger mer enn det som kan "stoles på" gassilikat.
Vermeledningsevne for forskjellige typer murstein
Som allerede nevnt, er den termiske ledningsevnen til en murstein under reelle forhold svært forskjellig fra tabellverdiene. Tabellen nedenfor viser ikke bare de termiske konduktivitetsverdiene for ulike typer av dette byggematerialet, men også strukturer laget av dem.
Reduksjon i varmeledningsevne
For tiden, i konstruksjon, er bevaring av varme i en bygning sjelden tiltrodd til én type materiale. redusereden termiske ledningsevnen til en murstein, som metter den med luftlommer, gjør den porøs, kan være opp til en viss grense. Et luftig, altfor lett porøst byggemateriale tåler ikke engang sin egen vekt, enn si bruke det til å lage strukturer i flere etasjer.
Oftest brukes en kombinasjon av byggematerialer for å isolere bygninger. Oppgaven til noen er å sikre styrken til strukturer, dens holdbarhet, mens andre garanterer bevaring av varme. En slik beslutning er mer rasjonell, både fra et konstruksjonsteknisk og økonomisk synspunkt. Eksempel: bruk av kun 5 cm skum eller skumplast i veggen gir samme effekt for å spare termisk energi som "ekstra" 60 cm skumbetong eller gassilikat.
