الموصلية الحرارية للحجر. التوصيل الحراري لمواد البناء. بيانات مقارنة لمواد البناء بنفس الموصلية الحرارية

لدى 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. رغم…

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

هذا يعني انه جسم الانسانلديه 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. مهم ، وإن لم يكن كذلك النقطة الأساسيةعند الاختيار هو بالضبط قدرة المادة على التصرف طاقة حرارية. إذا اخترت خطأ مواد العزل الحراريببساطة لن تؤدي وظيفتها ، وهي الحفاظ على الحرارة في الغرفة.

الخطوة الثانية: المفهوم النظري

من دورة مدرسيةسيتذكر الفيزيائيون على الأرجح أن هناك ثلاثة أنواع من انتقال 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؟
• سوائل؟
• غازات؟

هذا صحيح ، الشبكة البلورية تنقل الطاقة أكثر من أي شيء آخر المواد الصلبة. 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؟ رقم. على سبيل المثال ، تسمح الخرسانة بتدفق الحرارة من منزلك إلى الشارع بسرعة كبيرة ، لذلك لن يتوفر لمعدات التدفئة الوقت للحفاظ على المستوى المطلوب نظام درجة الحرارةفي 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 واحدًا مشروطًا متر مربعالخرسانة مع اختلاف درجة الحرارة بدرجة واحدة مئوية قادرة 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. ولتحقيق 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. لهذا:

يمكن أن يسمى العزل مادة تعمل من خلال نفسها أقل كميةالطاقة الحرارية ، مما يمنعها من مغادرة المبنى وفي نفس الوقت تكلفتها أقل ما يمكن.

أفضل عازل للحرارة هو الهواء. لذلك ، فإن مهمة أي عزل هي إنشاء ثابت فجوة الهواءبدون حمل (حركة) الهواء بداخله. لهذا 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: كلما زادت كثافة المادة ، زادت توصيل الطاقة من خلالها. 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 مواد بناءالتي لا تعتبر من السخانات:

يشير معدل نقل الحرارة فقط إلى معدل انتقال الحرارة من جزيء إلى آخر. إلى عن على الحياه الحقيقيههذا المؤشر ليس مهمًا جدًا. لكن لا يمكنك الاستغناء عن الحساب الحراري للجدار. مقاومة انتقال الحرارة هي عكس التوصيل 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. كافية؟ ذلك يعتمد على المنطقة. يوضح المثال حساب كراسنويارسك. بالنسبة لهذه المنطقة ، تم تحديد معامل المقاومة المطلوب للهياكل المرفقة عند 3.62. الجواب واضح. حتى بالنسبة إلى كييف ، التي تقع في أقصى الجنوب ، فإن هذا الرقم هو 2.04.

المقاومة الحرارية هي عكس التوصيل الحراري.

هذا يعني أن القدرات بيت خشبيمقاومة 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 تحتها واجهة رطبةحيث يتم حماية العزل بطبقة من الجص. متراكبة على الصوف المعدني غشاء العزل المائيللحفاظ على الرطوبة خارج.

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.

الاستنتاجات

لذلك ناقشنا أن التوصيل الحراري للسخانات هو قدرتها على نقل الطاقة الحرارية. يجب ألا يطلق العازل الحراري الحرارة المتولدة نظام التدفئةفى 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. نحن لا نشعر بالراحة عندما يحاول جسمنا موازنة درجة الحرارة مع درجة الحرارة. بيئة، والتي يمكن أن تكون -30 درجة ، بدلاً من 36.6 درجة.
• البطانية عازل حراري. لا يسمح للحرارة من جسم الإنسان بالهروب.

علاوة

كمكافأة للفضوليين الذين قرأوا حتى النهاية تجربة مثيرة للاهتماممع التوصيل الحراري:

من الأفضل البدء في بناء كل كائن بتخطيط المشروع والحساب الدقيق للمعلمات الحرارية. ستسمح لك البيانات الدقيقة بالحصول على جدول التوصيل الحراري لمواد البناء. يساهم البناء السليم للمباني في المعلمات المناخية المثلى في الغرفة. وسيساعدك الجدول في اختيار المواد الخام المناسبة التي ستستخدم في البناء.

تؤثر الموصلية الحرارية للمواد على سمك الجدران

الموصلية الحرارية هي مقياس لانتقال الطاقة الحرارية من الأجسام الساخنة في الغرفة إلى الأشياء ذات درجة الحرارة المنخفضة. تتم عملية التبادل الحراري حتى يتم معادلة مؤشرات درجة الحرارة. لتعيين الطاقة الحرارية ، يتم استخدام معامل خاص للتوصيل الحراري لمواد البناء. سيساعدك الجدول على رؤية جميع القيم المطلوبة. تشير المعلمة إلى مقدار الطاقة الحرارية التي يتم تمريرها عبر مساحة وحدة لكل وحدة زمنية. كلما كان هذا التعيين أكبر ، كان نقل الحرارة أفضل. عند تشييد المباني ، من الضروري استخدام مادة ذات قيمة دنيا للتوصيل الحراري.

معامل التوصيل الحراري هو قيمة تساوي كمية الحرارة التي تمر عبر متر من سمك المادة في الساعة. استخدام مثل هذه الخاصية إلزامي للخلق عزل حراري أفضل. يجب أن تؤخذ الموصلية الحرارية في الاعتبار عند اختيار هياكل عازلة إضافية.

ما الذي يؤثر على التوصيل الحراري؟

يتم تحديد الموصلية الحرارية من خلال هذه العوامل:

• تحدد المسامية عدم تجانس الهيكل. عندما يتم تمرير الحرارة من خلال هذه المواد ، فإن عملية التبريد لا تكاد تذكر ؛
• تؤثر قيمة الكثافة المتزايدة على الاتصال الوثيق للجزيئات ، مما يساهم في نقل الحرارة بشكل أسرع ؛
• تزيد الرطوبة العالية من هذا المؤشر.

استخدام قيم التوصيل الحراري في الممارسة العملية

يتم تمثيل المواد بأصناف هيكلية وعازلة للحرارة. النوع الأول لديه موصلية حرارية عالية. يتم استخدامها لبناء الأسقف والأسوار والجدران.

بمساعدة الجدول ، يتم تحديد إمكانيات نقل الحرارة. لكي يكون هذا المؤشر منخفضًا بدرجة كافية لمناخ داخلي عادي ، يجب أن تكون الجدران المصنوعة من بعض المواد سميكة بشكل خاص. لتجنب ذلك ، يوصى باستخدام مكونات إضافية عازلة للحرارة.

مؤشرات التوصيل الحراري للمباني الجاهزة. أنواع العزل

عند إنشاء المشروع ، يجب مراعاة جميع طرق تسرب الحرارة. يمكن أن يخرج من خلال الجدران والأسقف وكذلك من خلال الأرضيات والأبواب. إذا قمت بإجراء حسابات التصميم بشكل غير صحيح ، فسيتعين عليك الاكتفاء فقط بالطاقة الحرارية المستلمة من أجهزة التدفئة. المباني المبنية من المواد الخام القياسية: الحجر أو الطوب أو الخرسانة تحتاج إلى عزل إضافي.

يتم إجراء عزل حراري إضافي في المباني الهيكلية. حيث إطار خشبييعطي صلابة للهيكل ، ويتم وضع المادة العازلة في الفراغ بين القوائم. في المباني المصنوعة من الطوب والكتل الخرسانية ، يتم العزل خارج الهيكل.

عند اختيار السخانات ، من الضروري الانتباه إلى عوامل مثل مستوى الرطوبة وتأثير درجات الحرارة المرتفعة ونوع الهيكل. ضع في اعتبارك معلمات معينة للهياكل العازلة:

• يؤثر مؤشر التوصيل الحراري على جودة عملية العزل الحراري ؛
• امتصاص الرطوبة له أهمية عظيمةعند عزل العناصر الخارجية ؛
• سمك يؤثر على موثوقية العزل. عزل رقيقيساعد على الاحتفاظ بها منطقة صالحة للاستعمالمقدمات؛
• القابلية للاشتعال مهمة. المواد الخام عالية الجودة لديها القدرة على الإطفاء الذاتي ؛
• يعكس الاستقرار الحراري القدرة على تحمل التغيرات في درجات الحرارة ؛
• الود والسلامة البيئية ؛
• عازل للصوت يحمي من الضوضاء.

تستخدم الأنواع التالية كسخانات:

• الصوف المعدنيمقاومة للحريق وصديقة للبيئة. تشمل الخصائص المهمة الموصلية الحرارية المنخفضة ؛

• الستايروفوم مادة خفيفة الوزن ذات خصائص عزل جيدة. إنه سهل التركيب ومقاوم للرطوبة. يوصى باستخدامه في المباني غير السكنية ؛
• صوف البازلت مختلف ، على عكس الصوف المعدني أفضل أداءمقاومة الرطوبة
• Penoplex مقاوم للرطوبة ، درجات حرارة مرتفعةوالنار. لديها موصلية حرارية ممتازة ، سهلة التركيب ودائمة ؛

• تُعرف رغوة البولي يوريثان بصفات مثل عدم الاحتراق ، وخصائص مقاومة الماء الجيدة ومقاومة الحريق العالية ؛
• تخضع رغوة البوليسترين المبثوق لمعالجة إضافية أثناء الإنتاج. لديها هيكل موحد

• Penofol هو طبقة عازلة متعددة الطبقات. يحتوي على رغوة البولي ايثيلين. سطح اللوحة مغطى بورق معدني لتوفير انعكاس.

يمكن استخدام أنواع المواد الخام السائبة للعزل الحراري. هذه حبيبات ورقية أو بيرلايت. إنها مقاومة للرطوبة والنار. ومن الأصناف العضوية ، يمكنك التفكير في الألياف من الخشب أو الكتان أو الفلين. عند الاختيار ، انتباه خاصانتبه لمؤشرات مثل الصداقة البيئية والسلامة من الحرائق.

ملحوظة!عند تصميم العزل الحراري ، من المهم مراعاة تركيب طبقة مقاومة للماء. سيؤدي ذلك إلى تجنب الرطوبة العالية وزيادة مقاومة انتقال الحرارة.

جدول الموصلية الحرارية لمواد البناء: ميزات المؤشرات

يحتوي جدول الموصلية الحرارية لمواد البناء على مؤشرات أنواع مختلفةالمواد الخام المستخدمة في البناء. باستخدام هذه المعلومات ، يمكنك بسهولة حساب سمك الجدران وكمية العزل.

كيف تستخدم جدول التوصيل الحراري للمواد والسخانات؟

يوضح جدول المواد المقاومة لانتقال الحرارة المواد الأكثر شيوعًا. عند اختيار خيار معين للعزل الحراري ، من المهم مراعاة ليس فقط الخصائص الفيزيائية، ولكن أيضًا خصائص مثل المتانة والسعر وسهولة التركيب.

هل تعلم أن أسهل طريقة هي تركيب رغوة البينويزول والبولي يوريثان. يتم توزيعها على السطح في شكل رغوة. تملأ هذه المواد بسهولة تجاويف الهياكل. عند مقارنة الخيارات الصلبة والرغوية ، تجدر الإشارة إلى أن الرغوة لا تشكل وصلات.

قيم معاملات انتقال الحرارة للمواد في الجدول

عند إجراء الحسابات ، يجب أن تعرف معامل مقاومة انتقال الحرارة. هذه القيمة هي نسبة درجات الحرارة على كلا الجانبين إلى الكمية تدفق الحرارة. من أجل إيجاد المقاومة الحرارية لبعض الجدران ، يتم استخدام جدول التوصيل الحراري.

يمكنك إجراء جميع الحسابات بنفسك. لهذا ، يتم تقسيم سمك طبقة العازل الحراري على معامل التوصيل الحراري. غالبًا ما يشار إلى هذه القيمة على العبوة إذا كانت عازلة. يتم قياس المواد المنزلية بشكل ذاتي. ينطبق هذا على السُمك ، ويمكن العثور على المعاملات في جداول خاصة.

يساعد معامل السحب على الاختيار نوع معينالعزل الحراري وسمك طبقة المواد. يمكن العثور على معلومات حول نفاذية البخار وكثافته في الجدول.

في الاستخدام الصحيحجدول البيانات التي يمكنك الاختيار مواد ذات جودة عاليةللخلق مناخ مواتفي الغرفة.

الموصلية الحرارية لمواد البناء (فيديو)

قد تكون أيضا مهتما ب:

كيفية جعل التدفئة في منزل خاص من أنابيب البولي بروبلينافعلها بنفسك Hydroarrow: الغرض ، مبدأ التشغيل ، الحسابات مخطط التدفئة مع تداول قسري منزل من طابقين- حل مشكلة الحرارة

واحد من أهم الخصائصالخرسانة ، بالطبع ، هي التوصيل الحراري. يتغير هذا المؤشر أنواع مختلفةيمكن أن تكون المواد ضمن حدود كبيرة. يعتمد علىصالأهم من ذلك كله ، منطيب القلبالحشو 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 المبلغ المطلوبالصوف المعدني أو رغوة البوليسترين ، تؤخذ الموصلية الحرارية للمادة الأساسية المستخدمة في بناء الهياكل المغلقة بالضرورة في الاعتبار.

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 ،منهم:

• 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 الحديثيمكن استخدام أنواع مختلفة 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.

ما يمكن أن يكون فيه هذه القضية الموصلية الحرارية للخرسانة؟ الطاولة،المعروض أدناه يوضح المؤشرات النموذجية ل أنواع مختلفةمادة ثقيلة.

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 أدنى من الثقيلة. تستخدم الخرسانة خفيفة الوزن في أغلب الأحيان في البناء نوع مختلفسكني و المباني الملحقةالتي لم يتم تحميلها بشكل كبير.

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 المصبوبة منها ملاط الاسمنت. 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.يحمي الجدران الخرسانيةوالأرضيات والسقوفغرف من مستوى منخفض درجات الحرارة 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 كعازل

كلا "الباردة" الخرسانة الثقيلة والخفيفة ، الموصلية الحراريةإلىوهو منخفض ،بالطبع،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 الشهيرة هذه.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 والهياكلإلىتصنف إلى السيراميك والسيليكات.

يمكن أن يكون كلا النوعين من الأحجار بدورهما:

• سمين؛
• مع الفراغات
• مشقوق.

بالطبع، طوب صلبتحتفظ بالحرارة أسوأ من تلك المجوفة والمشققة.

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. كعوازل للتغليف جدران من الطوببالإضافة إلى تلك المصبوبة من الخرسانة الثقيلة العادية ، غالبًا ما تستخدم رغوة البوليسترين أو الصوف المعدني. يمكن أيضًا استخدام الكتل المسامية لهذا الغرض.

كيف يتم حساب التوصيل الحراري

يتم تحديد هذا المؤشر بواسطة مواد مختلفة، 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 .

إلىالخرسانة الطينية الممتدة بكثافة 1000 كجم / م 3 لها كتلة 1 كجم. على التوالى،فمثلا،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 الأجسام أو الجزيئات المتلامسة مباشرة مع نفس الجسم درجات حرارة مختلفة، حيث يتم تبادل طاقة حركة 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.

إلى عن على تحديد الكمياتالموصلية الحرارية موجودة 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. اكتساب الشعبية مواد جديدةمع تحسين خصائص العزل الحراري -.

يشار إلى معامل التوصيل الحراري للمواد بالحرف ? (اليونانية حرف صغيرلامدا) ويتم التعبير عنها بـ W / (m2 * K). هذا يعني أنه إذا كنت تأخذ 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 درجة واحدة ، سوف تمر 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 السمك المطلوبمعبرا عنها بالأمتار.

في ارقام المبانيوالحسابات ، 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.

يتم تطبيق مصطلح "التوصيل الحراري" على خصائص المواد لنقل الطاقة الحرارية من المناطق الساخنة إلى المناطق الباردة. تعتمد الموصلية الحرارية على حركة الجسيمات داخل المواد والمواد. القدرة على نقل الطاقة الحرارية من الناحية الكمية هي معامل التوصيل الحراري. يمكن أن تحدث دورة نقل الطاقة الحرارية ، أو التبادل الحراري ، في أي مادة مع توزيع غير متكافئ لأقسام درجة الحرارة المختلفة ، لكن معامل التوصيل الحراري يعتمد على الضغط ودرجة الحرارة في المادة نفسها ، وكذلك على حالتها - الغازية ، سائل أو صلب.

فيزيائيًا ، الموصلية الحرارية للمواد تساوي كمية الحرارة التي تتدفق عبر جسم متجانس ذي أبعاد ومساحة محددة لفترة زمنية معينة عند اختلاف درجة حرارة محدد (1 كلفن). في نظام SI ، يُقاس المؤشر الفردي الذي يحتوي على معامل التوصيل الحراري عادةً بوحدة W / (m · K).

كيفية حساب التوصيل الحراري باستخدام قانون فورييه

في نظام حراري معين ، تتناسب كثافة التدفق أثناء نقل الحرارة بشكل مباشر مع الحد الأقصى لمتجه زيادة درجة الحرارة ، والتي تتغير معلماتها من قسم إلى آخر ، والمعيار مع نفس معدل زيادة درجة الحرارة في اتجاه المتجه:

q → = - ϰ x grad x (T) ، حيث:

• q → - اتجاه كثافة الجسم الذي ينقل الحرارة ، أو حجم التدفق الحراري الذي يتدفق عبر الموقع لوحدة زمنية معينة عبر منطقة معينة ، متعامدة على جميع المحاور ؛
• ϰ هو المعامل المحدد للتوصيل الحراري للمادة ؛
• T هي درجة حرارة المادة.

عند تطبيق قانون فورييه ، لا يؤخذ في الاعتبار القصور الذاتي لتدفق الطاقة الحرارية ، مما يعني أن المقصود من النقل الفوري للحرارة من أي نقطة إلى أي مسافة. لذلك ، لا يمكن استخدام الصيغة لحساب انتقال الحرارة أثناء العمليات ذات معدل التكرار العالي. هذا هو الإشعاع فوق الصوتي ، نقل الطاقة الحرارية عن طريق موجات الصدمة أو النبضات ، إلخ. يوجد حل قانون فورييه مع مصطلح استرخاء:

τ x ∂ q / t = - (q + ϰ x ∇T).

إذا كان الاسترخاء لحظيًا ، فإن الصيغة تتحول إلى قانون فورييه.

الجدول التقريبي للتوصيل الحراري للمواد:

يأخذ جدول الموصلية الحرارية المعطى في الحسبان انتقال الحرارة عن طريق الإشعاع الحراري والتبادل الحراري للجسيمات. نظرًا لأن الفراغ لا ينقل الحرارة ، فإنه يتدفق بمساعدة اشعاع شمسيأو أي نوع آخر من توليد الحرارة. في وسط غازي أو سائل ، تختلط الطبقات ذات درجات الحرارة المختلفة بشكل مصطنع أو طبيعي.

عند حساب التوصيل الحراري للجدار ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن انتقال الحرارة عبر أسطح الجدران يختلف عن حقيقة أن درجة الحرارة في المبنى وفي الشارع تختلف دائمًا ، وتعتمد على مساحة \ u200b \ u200 كرة سطوح المنزل وعلى التوصيل الحراري لمواد البناء.

لقياس الموصلية الحرارية ، تم إدخال قيمة مثل معامل التوصيل الحراري للمواد. يوضح كيف أن مادة معينة قادرة على نقل الحرارة. كلما زادت هذه القيمة ، على سبيل المثال ، الموصلية الحرارية للصلب ، زادت كفاءة الفولاذ في توصيل الحرارة.

• عند عزل منزل مصنوع من الخشب ، يوصى باختيار مواد بناء ذات معامل منخفض.
• إذا كان الجدار من الطوب ، فعندئذٍ بقيمة معامل 0.67 واط / (م 2 ك) وسماكة جدار 1 م ، بمساحة 1 م 2 ، مع اختلاف بين درجات الحرارة الخارجية والداخلية من 1 0 درجة مئوية ، سينقل الطوب 0.67 واط من الطاقة. مع اختلاف درجة الحرارة 10 درجة مئوية ، سينقل الطوب 6.7 واط ، إلخ.

القيمة القياسية لمعامل التوصيل الحراري للعزل الحراري ومواد البناء الأخرى صالحة لسمك جدار 1 متر. لحساب التوصيل الحراري لسطح بسمك مختلف ، يجب تقسيم المعامل على قيمة سمك الجدار المختارة ( أمتار).

في SNiP وعند إجراء الحسابات ، يظهر مصطلح "المقاومة الحرارية للمادة" ، فهذا يعني التوصيل الحراري العكسي. أي ، مع التوصيل الحراري لصفيحة رغوية 10 سم وموصلية حرارية 0.35 واط / (م 2 كلفن) ، تكون المقاومة الحرارية للورقة 1 / 0.35 واط / (م 2 كلفن) = 2.85 (م 2) 2 ك) / دبليو.

يوجد أدناه جدول الموصلية الحرارية لمواد البناء والعوازل الحرارية الشائعة:

بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري مراعاة التوصيل الحراري للسخانات بسبب تدفقات الحرارة النفاثة. في وسط كثيف ، من الممكن "نقل" أشباه الجسيمات من مادة بناء مسخنة إلى أخرى ، أكثر برودة أو أكثر دفئًا ، من خلال مسام تحت الميكرون ، مما يساعد على نشر الصوت والحرارة ، حتى لو كان هناك فراغ مطلق في هذه المسام.