Przewodność cieplna i pojemność cieplna cegieł
Przewodność cieplna i pojemność cieplna cegieł są ważnymi parametrami, które umożliwiają określenie wyboru materiału do budowy budynków mieszkalnych, przy zachowaniu wymaganego poziomu ciepła w nich. Określone wskaźniki są obliczane i podawane w specjalnych tabelach.
Co to jest i co na nich wpływa?
Przewodność cieplna to proces zachodzący wewnątrz materiału podczas transferu energii cieplnej między cząstkami lub cząsteczkami. W tym samym czasie zimniejsza część otrzymuje ciepło z bardziej ogrzanej. Straty energii i emisje ciepła występują w materiałach nie tylko w wyniku procesu wymiany ciepła, ale także podczas promieniowania. Zależy to od struktury substancji.
Każdy komponent budynku ma określony wskaźnik przewodności cieplnej, uzyskany eksperymentalnie w laboratorium. Proces dystrybucji ciepła jest nierówny, więc na wykresie wygląda jak krzywa. Przewodność cieplna to wielkość fizyczna, która tradycyjnie charakteryzuje się współczynnikiem. Jeśli spojrzysz na tabelę, łatwo zauważysz zależność wskaźnika od warunków pracy tego materiału. Rozszerzone podręczniki zawierają do kilkuset rodzajów współczynników, które określają właściwości materiałów budowlanych o różnych strukturach.
Dla odniesienia, wybór w tabeli wskazuje trzy warunki: normalny - dla klimatu umiarkowanego i średniej wilgotności w pomieszczeniu, „suchy” stan materiału i „mokry” - to znaczy praca w warunkach zwiększonej wilgotności w atmosferze. Łatwo zauważyć, że dla większości materiałów współczynnik wzrasta wraz ze wzrostem wilgotności środowiska. Stan „suchy” określa się w temperaturach od 20 do 50 stopni powyżej zera i normalnym ciśnieniu atmosferycznym.
Jeśli substancja jest używana jako izolator ciepła, wskaźniki są wybierane szczególnie ostrożnie. Porowate struktury lepiej zatrzymują ciepło, a bardziej gęste materiały oddają je środowisku. Dlatego tradycyjna izolacja ma najniższy współczynnik przewodności cieplnej.
Z reguły wełna szklana, pianobeton i gazobeton o szczególnie porowatej strukturze są optymalnie odpowiednie do budowy. Im gęstszy materiał, tym więcej ma przewodności cieplnej, przenosi energię do środowiska.
Rodzaje materiałów i ich właściwości
Cegła, produkowana obecnie w wielu gatunkach, jest wykorzystywana do budowy wszechobecnych. Ani jednego obiektu - dużego budynku przemysłowego, budynku mieszkalnego czy małego prywatnego domu nie zbudowano bez fundamentu z cegły. Budowa domków, popularnych i stosunkowo niedrogich, opiera się wyłącznie na cegle. Cegła od dawna jest głównym materiałem budowlanym.
Wynika to z jego uniwersalnych właściwości:
- niezawodność i trwałość;
- siła;
- przyjazność dla środowiska;
- doskonałe właściwości izolacji akustycznej i akustycznej.
Istnieją następujące rodzaje cegieł.
- Czerwony Wykonana jest z wypalanej gliny i dodatków. Różni się niezawodnością, trwałością i mrozoodpornością. Nadaje się do budowy ścian i fundamentów. Zazwyczaj umieszczane w jednym lub dwóch rzędach. Przewodność cieplna zależy od obecności luk w produkcie.
- Klinkier. Najbardziej wytrzymała i gęsta cegła licowa. Mocny, solidny i niezawodny materiał pieca ze względu na wysoką gęstość i najbardziej znaczący współczynnik przewodności cieplnej. Dlatego nie ma sensu używać go do ścian - w domu będzie zimno, trzeba będzie znacznie ocieplić ściany.Ale klinkier ceglany jest niezbędny w budownictwie drogowym i przy układaniu podłogi w budynkach przemysłowych.
- Krzemian. Niedrogi materiał z mieszanki wapna z piaskiem, często produkty są łączone w bloki, aby poprawić właściwości użytkowe. W budowie budynków stosuje się nie tylko pełne, ale także krzemiany z pustkami. Trwałość bloku piasku jest średnia, a przewodność cieplna zależy od wielkości połączenia, ale nadal pozostaje dość wysoka, więc dom będzie wymagał dodatkowej izolacji.
Mniejsza liczba brykietów szczelinowych w porównaniu z analogami bez wewnętrznych szczelin. Należy również zauważyć, że produkt pochłania nadmiar wilgoci.
- Ceramiczne. Nowoczesny i piękny materiał, produkowany w znacznym zakresie. Jeśli mówimy o przewodności cieplnej, to jest znacznie niższa niż zwykłej czerwonej cegły.
Brykiet pełnoceramiczny, ognioodporny i szczelinowy, z pustkami. Współczynnik przewodzenia ciepła zależy od ciężaru cegły, rodzaju i liczby szczelin w niej. Ciepła ceramika jest piękna na zewnątrz, a poza tym ma wiele cienkich szczelin, dzięki czemu jest bardzo ciepła i dlatego idealna do budowy. Jeśli w ceramice występują również pory redukujące masę ciała, cegła nazywana jest porowatą.
Wady takiej cegły powinny obejmować fakt, że poszczególne jednostki są małe i kruche. Dlatego ciepła ceramika nie nadaje się do wszystkich wzorów. Ponadto jest to materiał drogi.
Jeśli chodzi o ceramikę ogniotrwałą, ta tak zwana cegła szamotowa jest wypalonym blokiem gliny o wysokiej przewodności cieplnej, prawie takim samym jak zwykły materiał o pełnej mocy. Jednak ogniotrwałość jest cenną właściwością, która jest zawsze brana pod uwagę podczas budowy.
Kominki są zbudowane z takiej cegły „piecowej”, mają estetyczny wygląd, zatrzymują ciepło w domu ze względu na wysoką przewodność cieplną, są odporne na mróz i nie są narażone na działanie kwasów i zasad.
Pojemność cieplna właściwa to energia zużyta do podgrzania jednego kilograma materiału o jeden stopień. Ten wskaźnik jest potrzebny do określenia odporności ścian budynku na ciepło, zwłaszcza w niskich temperaturach.
W przypadku produktów z gliny i ceramiki wskaźnik ten waha się od 0,7-0,9 kJ / kg. Cegła krzemianowa daje wskaźniki 0,75-0,8 kJ / kg. Szamot jest zdolny do ogrzewania, aby zwiększyć pojemność cieplną z 0,85 do 1,25.
Porównanie z innymi materiałami
Wśród materiałów, które są w stanie konkurować z cegłami, znajdują się zarówno naturalne, jak i tradycyjne - drewno i beton oraz nowoczesny syntetyczny - penopleks i gazobeton.
Drewniane budynki od dawna budowane są na północnych i innych obszarach charakteryzujących się niskimi zimowymi temperaturami i to nie przypadek. Ciepło właściwe drewna jest znacznie niższe niż w przypadku cegły. Domy w tym rejonie zbudowane są z litego dębu, drzew iglastych, a także używane płyty wiórowe.
Jeśli drzewo jest przecięte przez włókna, przewodność cieplna materiału nie przekracza 0,25 W / M * K. Niska stawka i płyta wiórowa - 0,15. A najbardziej optymalnym czynnikiem dla konstrukcji jest drewno cięte wzdłuż włókien - nie więcej niż 0,11. Oczywiście w domach tego drzewa osiąga się doskonałą ochronę cieplną.
Tabela wyraźnie pokazuje zmienność wartości współczynnika przewodzenia ciepła cegły (wyrażoną w W / M * K):
- klinkier - do 0,9;
- krzemian - do 0,8 (z pustkami i przerwami - 0,5-0,65);
- ceramika - od 0,45 do 0,75;
- ceramika szczelinowa - 0,3-0,4;
- porowaty - 0,22;
- ciepła ceramika i bloki - 0,12-0,2.
Jednocześnie tylko ciepła ceramika i porowate cegły, które są również kruche, mogą konkurować z drzewem pod względem poziomu zachowania ciepła w domu. Jednak mur jest używany częściej w konstrukcji ścian, a nie tylko ze względu na wysoki koszt litego drewna. Drewniane ściany boją się opadów, blakną na słońcu.Nie lubi drewna i wpływów chemicznych, poza tym drewno jest zdolne do gnicia i wysychania, na nim formuje się pleśń. Dlatego ten materiał wymaga specjalnego traktowania przed budową.
Ponadto ogień może szybko zniszczyć drewnianą konstrukcję, ponieważ drewno pali się dobrze. W przeciwieństwie do tego, większość rodzajów cegieł jest dość odporna na działanie ognia, zwłaszcza cegieł szamotowych.
Jeśli chodzi o inne nowoczesne materiały, do porównania z cegłą, zazwyczaj wybierane są piankowe bloki i gazobeton. Bloki piankowe to beton z porami składającymi się z wody i cementu, kompozycji spieniającej i utwardzaczy, a także plastyfikatorów i innych składników. Kompozyt nie wchłania wilgoci, jest wysoce odporny na mróz, zatrzymuje ciepło. Używany przy budowie niskich (na dwóch lub trzech piętrach) budynków prywatnych. Przewodność cieplna wynosi 0,2-0,3 W / M * K.
Beton komórkowy - bardzo mocne związki o podobnej strukturze. Zawierają do 80% porów zapewniających doskonałą izolację termiczną i dźwiękową. Materiał jest przyjazny dla środowiska i wygodny w użyciu, a także niedrogi. Właściwości termoizolacyjne betonu komórkowego są 5 razy wyższe niż właściwości czerwonej cegły i 8 razy wyższe niż krzemianu (współczynnik przewodności cieplnej nie przekracza 0,15).
Jednak struktury bloków gazowych boją się wody. Ponadto pod względem gęstości i trwałości są gorsze od czerwonej cegły. Wytłaczany polistyren ekstrudowany lub penopleks nazywany jest jednym z najpopularniejszych materiałów budowlanych na rynku. Są to płyty przeznaczone do izolacji termicznej. Materiał jest ognioodporny, nie wchłania wilgoci i nie gnije.
Według ekspertów porównanie z cegłą tego kompozytu może wytrzymać tylko przewodność cieplną. Izolacja ma wartość 0,037-0,038. Penoplex nie jest wystarczająco gęsty, nie ma niezbędnej nośności. Dlatego najlepiej jest połączyć go z cegłą w konstrukcji ścian, z dodatkiem muru penoplex i cegieł pół pustych zapewni zgodność z kodeksami budowlanymi dla izolacji cieplnej lokali mieszkalnych. Penoplex jest również stosowany do fundamentów domów i pawilonów.
Mrozoodporność
Odporność na mróz jest określana przez cykle zamrażania i rozmrażania. Ten parametr jest ważny przy wyborze rodzaju cegły do układania ścian nośnych. Marka zależy od liczby cykli i jest podana na produktach. Najwyższą odporność na mróz mają okładziny i czerwone cegły, które mogą wytrzymać temperatury do -50 stopni Celsjusza i poniżej. Jeśli używasz cegły krzemianowej, jej właściwości są gorsze, więc układanie będzie musiało być wykonane w dwóch warstwach. Krzemian nie nadaje się do budowy fundamentu.
W warunkach zimowych ciepło w domu jest utrzymywane przez kocioł grzewczy systemu grzewczego. Aby jednak uniknąć rozpraszania ciepła, potrzebujemy ścian, podłogi i sufitu odpowiedniego materiału, zachowując pożądaną temperaturę. Rodzaj muru odgrywa ważną rolę podczas budowy. Należy wybrać materiał, biorąc pod uwagę wszystkie parametry i warunki pogodowe.
W następnym filmie znajdziesz przegląd przewodności cieplnej cegieł SB 8
