מוליכות תרמית של חומרי בניין: מה המשמעות של המחוון + טבלת הערכים

עסק הבנייה כולל שימוש בחומרים מתאימים כלשהם. הקריטריונים העיקריים הם בטיחות לחיים ובריאות, מוליכות תרמית, אמינות. להלן מחיר, אסתטיקה, צדדיות וכו '.

קחו למשל את אחד המאפיינים החשובים ביותר של חומרי בניין - מקדם המוליכות התרמית, שכן דווקא בנכס זה תלוי, למשל, ברמת הנוחות בבית.

מהו חומר בנייה של KTP?

באופן תיאורטי, ובעצם זהה, עם חומרי בניין, ככלל, נוצרים שני משטחים - חיצוניים ופנימיים. מבחינת הפיזיקה, אזור חם תמיד נוטה לאזור קר.

ביחס לחומר בניין, החום ייטה ממשטח אחד (חם יותר) למשטח אחר (פחות חם). כאן למעשה, יכולתו של חומר ביחס למעבר כזה נקראת מקדם המוליכות התרמית או, בקיצור, KTP.

תוכנית המסבירה את השפעת המוליכות התרמית: 1 - אנרגיה תרמית; 2 - מקדם מוליכות תרמית; 3 - טמפרטורה של המשטח הראשון; 4 - טמפרטורה של המשטח השני; עובי 5 של חומר בניין

המאפיינים של תחנת השנאי מבוססים בדרך כלל על בדיקות, כאשר נלקח דגימה ניסיונית בגודל 100X100 ס"מ וההשפעה התרמית מוחלת עליה, תוך התחשבות בהבדל הטמפרטורה בין שני המשטחים של מעלה אחת. זמן החשיפה הוא שעה.

בהתאם, מוליכות תרמית נמדדת בוואט למטר לתואר (W / m ° C). המקדם מסומן על ידי הסמל היווני λ.

כברירת מחדל, המוליכות התרמית של חומרים שונים לבנייה בערך של פחות מ 0.175 W / m ° C, משווה חומרים אלה לקטגוריית חומרי בידוד.

הייצור המודרני שולט בטכנולוגיה של ייצור חומרי בניין, שרמת תחנות השנאי בהן פחות מ- 0.05 W / m ° C.בזכות מוצרים כאלה ניתן להשיג השפעה כלכלית בולטת מבחינת צריכת משאבי אנרגיה.

השפעת גורמים ברמה של מוליכות תרמית

לכל חומר בנייה אינדיבידואלי יש מבנה מסוים ויש לו סוג של מצב פיזי.

הבסיס לכך הוא:

• ממד גבישים של המבנה;
• מצב שלב של החומר;
• דרגת התגבשות;
• anisotropy של המוליכות התרמית של גבישים;
• נפח נקבוביות ומבנה;
• כיוון זרימת החום.

כל אלה הם גורמי השפעה. ההרכב הכימי והזיהומים משפיעים גם הם על רמת ה- KTP. כמות הזיהומים, כפי שהוכח בפועל, משפיעה במיוחד על רמת המוליכות התרמית של רכיבים גבישיים.

בידוד חומרי בניין - סוג של מוצרים לבנייה, שנוצר תוך התחשבות בתכונות של KTP, קרוב לתכונות האופטימליות. עם זאת, השגת מוליכות תרמית מושלמת תוך שמירה על איכויות אחרות קשה מאוד

בתורו, ה- KTP מושפע מתנאי ההפעלה של חומר הבניין - טמפרטורה, לחץ, לחות וכו '.

חומרי בניין עם מינימום KTP

על פי מחקרים, לערך המינימלי של מוליכות תרמית (כ- 0,023 W / m ° C) יש אוויר יבש.

מנקודת המבט של השימוש באוויר יבש במבנה של חומר בניין, יש צורך בתכנון בו האוויר היבש שוכן בתוך מספר חללים סגורים בנפח קטן. מבחינה מבנית, תצורה כזו מיוצגת בתמונת נקבוביות רבות בתוך המבנה.

מכאן המסקנה ההגיונית: חומרי בניין, שהמבנה הפנימי שלהם הוא יצירה נקבובית, חייבים להיות בעלי רמת KTP נמוכה.

יתר על כן, תלוי בנקבוביות המרבית המותרת של החומר, ערך המוליכות התרמית מתקרב לערך של מקדם ההעברה התרמי של אוויר יבש.

יצירת חומר בנייה במוליכות תרמית מינימלית מקלה על ידי המבנה הנקבובי. ככל שנקבוביות בנפחים שונים נמצאים יותר במבנה החומר, כך ניתן לקבל KTP טוב יותר

בייצור מודרני משתמשים במספר טכנולוגיות להשגת נקבוביותו של חומר הבניין.

בפרט משתמשים בטכנולוגיות הבאות:

• קצף;
• היווצרות גז;
• אספקת מים;
• נפיחות;
• הכנסת תוספים;
• ליצור מסגרות סיבים.

יש לציין: מקדם המוליכות התרמית קשור ישירות לתכונות כמו צפיפות, קיבולת חום, מוליכות תרמית.

ניתן לחשב את ערך המוליכות התרמית על ידי הנוסחה:

λ = Q / S * (T₁-ט₂) * t,

איפה:

• ש - כמות חום;
• ס - עובי חומר;
• ט₁, ט₂ - טמפרטורה משני צידי החומר;
• t - זמן.

הצפיפות הממוצעת והמוליכות התרמית עומדים ביחס הפוך לנקבוביות. לכן, על סמך צפיפות מבנה חומר הבניין, ניתן לחשב את תלות המוליכות התרמית עליו באופן הבא:

λ = 1.16 √ 0.0196 + 0.22d² – 0,16,

איפה: ד הוא ערך הצפיפות. זו הנוסחה של V.P. Nekrasov, מדגים את השפעת הצפיפות של חומר מסוים על ערך ה- KTP שלו.

השפעת הלחות על המוליכות התרמית של חומרי בניין

שוב, אם לשפוט על פי דוגמאות לשימוש בחומרי בניין בפועל, נחשפת ההשפעה השלילית של הלחות על חומרי הבנייה של חומרי הבניין. ניתן לשים לב אליו - ככל שחומר הבניין נתון בו יותר לחות, כך עולה ערך ה- KTP.

בדרכים שונות הם מבקשים להגן על החומר המשמש בבנייה מפני רטיבות. מדד זה מוצדק, נוכח העלייה במקדם של חומרי בנייה רטובים

קל להצדיק רגע כזה. השפעת הלחות על מבנה חומר הבניין מלווה בהשפלה של האוויר בנקבוביות והחלפה חלקית של האוויר.

בהתחשב בכך שהפרמטר של מקדם המוליכות התרמית למים הוא 0.58 W / m ° C, מתברר עלייה משמעותית במוליכות התרמית של החומר.

יש לציין גם השפעה שלילית יותר, כאשר מים החודרים למבנה הנקבובי קפואים בנוסף - הם הופכים לקרח.

בהתאם, קל לחשב עלייה גדולה עוד יותר במוליכות התרמית, תוך התחשבות בפרמטרים של KTP של קרח, שווים לערך של 2.3 W / m ° C. עלייה של כארבע פעמים למוליכות התרמית של מים.

אחת הסיבות לנטישת בניית החורף לטובת הבנייה בקיץ צריכה להילקח בחשבון בדיוק כגורם ההקפאה האפשרית של סוגים מסוימים של חומרי בניין, וכתוצאה מכך, מוליכות תרמית מוגברת.

מכאן מתבררות דרישות הבנייה ביחס להגנה על חומרי בניין מבודדים מפני חדירת רטיבות. אחרי הכל, רמת המוליכות התרמית עולה ביחס ישיר ללחות הכמותית.

נקודה נוספת לא פחות משמעותית - ההפך, כאשר מבנה חומר הבניין נתון לחימום משמעותי. טמפרטורה גבוהה מדי מעוררת גם עלייה במוליכות התרמית.

זה קורה בגלל עלייה באנרגיה הקינטית של המולקולות המרכיבות את הבסיס המבני של חומר הבניין.

נכון, יש מחלקה של חומרים, שהמבנה שלהם, להפך, רוכש את התכונות הטובות ביותר של מוליכות תרמית במשטר של חימום חזק. חומר כזה הוא מתכת.

אם בחימום חזק רוב חומרי הבניין הנפוצים משנים את המוליכות התרמית כלפי מעלה, חימום חזק של המתכת מוביל לאפקט הפוך - מקדם ההעברה התרמית מתמעט.

שיטות קביעת מקדם

שיטות שונות משמשות בכיוון זה, אך למעשה כל טכנולוגיות המדידה משולבות על ידי שתי קבוצות של שיטות:

1. מצב מדידה נייח.
2. מצב מדידה לא נייח.

הטכניקה הנייחת מרמזת על עבודה עם פרמטרים שאינם משתנים לאורך זמן או משתנים באופן לא משמעותי. טכנולוגיה זו, אם לשפוט על פי יישומים מעשיים, מאפשרת לסמוך על תוצאות מדויקות יותר של KTP.

הפעולות שמטרתן מדידת מוליכות תרמית, השיטה הנייחת יכולה להתבצע בטווח טמפרטורות רחב - 20 - 700 מעלות צלזיוס. אך יחד עם זאת, הטכנולוגיה הנייחת נחשבת לטכניקת זמן רב ומורכבת, הדורשת זמן רב לביצוע.

דוגמה למנגנון המיועד לבצע מדידות של מקדם המוליכות התרמית. זה אחד העיצובים הדיגיטליים המודרניים שמספק תוצאות מהירות ומדויקות.

טכנולוגיית מדידה נוספת היא לא נייחת, היא נראית מפושטת יותר, והיא דורשת 10 עד 30 דקות כדי להשלים את העבודה. עם זאת, במקרה זה, טווח הטמפרטורות מוגבל משמעותית. עם זאת, הטכניקה מצאה שימוש נרחב בענף הייצור.

טבלת המוליכות התרמית של חומרי בניין

אין זה הגיוני למדוד חומרי בניין קיימים ומשתמשים רבים.

כל המוצרים הללו, ככלל, נבדקו שוב ושוב, על בסיסם נערך טבלת מוליכות תרמית של חומרי בניין, הכוללת כמעט את כל החומרים הדרושים לאתר הבנייה.

אחת האפשרויות לטבלה כזו מוצגת להלן, כאשר KTP הוא מקדם המוליכות התרמית:

אנו ממליצים לקרוא גם את המאמרים האחרים שלנו, בהם אנו מדברים על בחירת הבידוד הנכון:

1. בידוד לגג הגג.
2. חומרים להתחממות הבית מבפנים.
3. בידוד לתקרה.
4. חומרים לבידוד תרמי חיצוני.
5. בידוד לרצפה בבית עץ.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

הסרטון מבוים באופן נושאי, המסביר בפירוט מספיק מהי KTP ו"מה הוא אוכלים ". לאחר סקירת החומר שהוצג בסרטון, יש סיכויים גדולים להפוך לבנאי מקצועי.

הנקודה המתבקשת היא שבונה פוטנציאלי צריך לדעת על מוליכות תרמית ועל תלותו בגורמים שונים. ידע זה יעזור לבנות לא רק איכות גבוהה, אלא עם רמה גבוהה של אמינות ועמידות של האובייקט. השימוש במקדם במהותו הוא חסכון אמיתי בכסף, למשל בתשלום עבור אותם שירותי שירות.

אם יש לך שאלות או שיש לך מידע חשוב בנושא המאמר, אנא השאר את התגובות שלך בתיבה למטה.