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 יטה ממשטח אחד (חם יותר) למשטח אחר (פחות חם). כאן למעשה, יכולת החומר 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; 5 - עובי חומר הבניין
המאפיין של תחנת משנה שנאי מבוסס בדרך כלל על בדיקות, כאשר נלקח דגימה ניסיונית בגודל 100x100 ס"מ וההשפעה התרמית מוחלת עליה, תוך התחשבות בהבדל טמפרטורה של שני משטחים 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 הבידוד.
הייצור המודרני שולט בטכנולוגיה של ייצור חומרי בניין שרמת ה- KTP שלהם פחות מ- 0.05 W / m ° C. בזכות מוצרים כאלה ניתן להשיג השפעה כלכלית בולטת מבחינת צריכת 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 אידיאלית 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 אוויר יבש שוכן בתוך מרחבים סגורים מרובים 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 KTP של אוויר יבש.
הקמת 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 בכדי להשיג את נקבוביותו של חומר הבניין.
בפרט משתמשים בטכנולוגיות הבאות:
- הַקצָפָה;
- היווצרות גז;
- אספקת מים;
- נְפִיחוּת;
- 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 החום;
- ס - עובי החומר;
- ט1, ט2 - טמפרטורה משני צידי החומר;
- t - זמן.
הערך הממוצע של צפיפות ומוליכות תרמית הוא ביחס הפוך לערך של נקבוביות. 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 KTP. צוין כי ככל שחומר הבניין נתון לחות רב יותר, כך ערך ה- KTP גבוה יותר.
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 הבנייה בחורף 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 אחד 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:
- מצב מדידה נייח.
- 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 ניתנת לביצוע 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:
חומר (חומר בניין) | צפיפות, מ3 | KTP יבש, W / mºC | % humid_1 | % לח_2 | KTP ב- damp_1, W / m ºC | KTP בלחץ_2, W / m ºC | |||
ביטומן לגגות | 1400 | 0,27 | 0 | 0 | 0,27 | 0,27 | |||
ביטומן לגגות | 1000 | 0,17 | 0 | 0 | 0,17 | 0,17 | |||
צפחה לגגות | 1800 | 0,35 | 2 | 3 | 0,47 | 0,52 | |||
צפחה לגגות | 1600 | 0,23 | 2 | 3 | 0,35 | 0,41 | |||
ביטומן לגגות | 1200 | 0,22 | 0 | 0 | 0,22 | 0,22 | |||
יריעות אסבסט מלט | 1800 | 0,35 | 2 | 3 | 0,47 | 0,52 | |||
יריעות אסבסט-מלט | 1600 | 0,23 | 2 | 3 | 0,35 | 0,41 | |||
בטון אספלט | 2100 | 1,05 | 0 | 0 | 1,05 | 1,05 | |||
קירוי לבניין | 600 | 0,17 | 0 | 0 | 0,17 | 0,17 | |||
בטון (על משטח חצץ) | 1600 | 0,46 | 4 | 6 | 0,46 | 0,55 | |||
בטון (על כרית סיגים) | 1800 | 0,46 | 4 | 6 | 0,56 | 0,67 | |||
בטון (על חצץ) | 2400 | 1,51 | 2 | 3 | 1,74 | 1,86 | |||
בטון (על כרית חול) | 1000 | 0,28 | 9 | 13 | 0,35 | 0,41 | |||
בטון (מבנה נקבובי) | 1000 | 0,29 | 10 | 15 | 0,41 | 0,47 | |||
בטון (מבנה מוצק) | 2500 | 1,89 | 2 | 3 | 1,92 | 2,04 | |||
בטון ספוג | 1600 | 0,52 | 4 | 6 | 0,62 | 0,68 | |||
ביטומן לבנייה | 1400 | 0,27 | 0 | 0 | 0,27 | 0,27 | |||
ביטומן לבנייה | 1200 | 0,22 | 0 | 0 | 0,22 | 0,22 | |||
צמר סלעים קל משקל | 50 | 0,048 | 2 | 5 | 0,052 | 0,06 | |||
צמר סלעים כבד | 125 | 0,056 | 2 | 5 | 0,064 | 0,07 | |||
צמר מינרלי | 75 | 0,052 | 2 | 5 | 0,06 | 0,064 | |||
עלה וריקוליט | 200 | 0,065 | 1 | 3 | 0,08 | 0,095 | |||
עלה וריקוליט | 150 | 0,060 | 1 | 3 | 0,074 | 0,098 | |||
בטון גז-קצף-אפר | 800 | 0,17 | 15 | 22 | 0,35 | 0,41 | |||
בטון גז-קצף-אפר | 1000 | 0,23 | 15 | 22 | 0,44 | 0,50 | |||
בטון גז-קצף-אפר | 1200 | 0,29 | 15 | 22 | 0,52 | 0,58 | |||
בטון קצף גז (סיליקט קצף) | 300 | 0,08 | 8 | 12 | 0,11 | 0,13 | |||
בטון קצף גז (סיליקט קצף) | 400 | 0,11 | 8 | 12 | 0,14 | 0,15 | |||
בטון קצף גז (סיליקט קצף) | 600 | 0,14 | 8 | 12 | 0,22 | 0,26 | |||
בטון קצף גז (סיליקט קצף) | 800 | 0,21 | 10 | 15 | 0,33 | 0,37 | |||
בטון קצף גז (סיליקט קצף) | 1000 | 0,29 | 10 | 15 | 0,41 | 0,47 | |||
לוח גבס | 1200 | 0,35 | 4 | 6 | 0,41 | 0,46 | |||
חצץ מורחב מורחב | 600 | 2,14 | 2 | 3 | 0,21 | 0,23 | |||
חצץ מורחב מורחב | 800 | 0,18 | 2 | 3 | 0,21 | 0,23 | |||
גרניט (בזלת) | 2800 | 3,49 | 0 | 0 | 3,49 | 3,49 | |||
חצץ מורחב מורחב | 400 | 0,12 | 2 | 3 | 0,13 | 0,14 | |||
חצץ מורחב מורחב | 300 | 0,108 | 2 | 3 | 0,12 | 0,13 | |||
חצץ מורחב מורחב | 200 | 0,099 | 2 | 3 | 0,11 | 0,12 | |||
חצץ שונגיזיט | 800 | 0,16 | 2 | 4 | 0,20 | 0,23 | |||
חצץ שונגיזיט | 600 | 0,13 | 2 | 4 | 0,16 | 0,20 | |||
חצץ שונגיזיט | 400 | 0,11 | 2 | 4 | 0,13 | 0,14 | |||
סיבים רוחביים מעץ אורן | 500 | 0,09 | 15 | 20 | 0,14 | 0,18 | |||
דיקט מודבק | 600 | 0,12 | 10 | 13 | 0,15 | 0,18 | |||
עץ אורן לאורך הסיבים | 500 | 0,18 | 15 | 20 | 0,29 | 0,35 | |||
עץ אלון מעבר לסיבים | 700 | 0,23 | 10 | 15 | 0,18 | 0,23 | |||
דוראלומין מתכת | 2600 | 221 | 0 | 0 | 221 | 221 | |||
בטון מזוין | 2500 | 1,69 | 2 | 3 | 1,92 | 2,04 | |||
בטון טוף | 1600 | 0,52 | 7 | 10 | 0,7 | 0,81 | |||
אֶבֶן גִיר | 2000 | 0,93 | 2 | 3 | 1,16 | 1,28 | |||
מרגמה עם חול | 1700 | 0,52 | 2 | 4 | 0,70 | 0,87 | |||
חול לעבודות בנייה | 1600 | 0,035 | 1 | 2 | 0,47 | 0,58 | |||
בטון טוף | 1800 | 0,64 | 7 | 10 | 0,87 | 0,99 | |||
מול קרטון | 1000 | 0,18 | 5 | 10 | 0,21 | 0,23 | |||
לוח למינציה | 650 | 0,13 | 6 | 12 | 0,15 | 0,18 | |||
גומי קצף | 60-95 | 0,034 | 5 | 15 | 0,04 | 0,054 | |||
טיט מורחב | 1400 | 0,47 | 5 | 10 | 0,56 | 0,65 | |||
טיט מורחב | 1600 | 0,58 | 5 | 10 | 0,67 | 0,78 | |||
טיט מורחב | 1800 | 0,86 | 5 | 10 | 0,80 | 0,92 | |||
לבנה (חלולה) | 1400 | 0,41 | 1 | 2 | 0,52 | 0,58 | |||
לבנים (קרמיקה) | 1600 | 0,47 | 1 | 2 | 0,58 | 0,64 | |||
בניית גרירה | 150 | 0,05 | 7 | 12 | 0,06 | 0,07 | |||
לבנים (סיליקט) | 1500 | 0,64 | 2 | 4 | 0,7 | 0,81 | |||
לבנה (מוצקה) | 1800 | 0,88 | 1 | 2 | 0,7 | 0,81 | |||
לבנה (סיגים) | 1700 | 0,52 | 1,5 | 3 | 0,64 | 0,76 | |||
לבנים (חימר) | 1600 | 0,47 | 2 | 4 | 0,58 | 0,7 | |||
בריק (trepelny) | 1200 | 0,35 | 2 | 4 | 0,47 | 0,52 | |||
נחושת מתכת | 8500 | 407 | 0 | 0 | 407 | 407 | |||
טיח יבש (סדין) | 1050 | 0,15 | 4 | 6 | 0,34 | 0,36 | |||
לוחות צמר סלעים | 350 | 0,091 | 2 | 5 | 0,09 | 0,11 | |||
לוחות צמר סלעים | 300 | 0,070 | 2 | 5 | 0,087 | 0,09 | |||
לוחות צמר סלעים | 200 | 0,070 | 2 | 5 | 0,076 | 0,08 | |||
לוחות צמר סלעים | 100 | 0,056 | 2 | 5 | 0,06 | 0,07 | |||
לינולאום PVC | 1800 | 0,38 | 0 | 0 | 0,38 | 0,38 | |||
בטון קצף | 1000 | 0,29 | 8 | 12 | 0,38 | 0,43 | |||
בטון קצף | 800 | 0,21 | 8 | 12 | 0,33 | 0,37 | |||
בטון קצף | 600 | 0,14 | 8 | 12 | 0,22 | 0,26 | |||
בטון קצף | 400 | 0,11 | 6 | 12 | 0,14 | 0,15 | |||
בטון מוקצף על אבן גיר | 1000 | 0,31 | 12 | 18 | 0,48 | 0,55 | |||
בטון קצף על מלט | 1200 | 0,37 | 15 | 22 | 0,60 | 0,66 | |||
קלקר מורחב (PSB-S25) | 15 – 25 | 0,029 – 0,033 | 2 | 10 | 0,035 – 0,052 | 0,040 – 0,059 | |||
קלקר מורחב (PSB-S35) | 25 – 35 | 0,036 – 0,041 | 2 | 20 | 0,034 | 0,039 | |||
גיליון קצף פוליאוריטן | 80 | 0,041 | 2 | 5 | 0,05 | 0,05 | |||
לוח קצף פוליאוריטן | 60 | 0,035 | 2 | 5 | 0,41 | 0,41 | |||
זכוכית קצף קלת משקל | 200 | 0,07 | 1 | 2 | 0,08 | 0,09 | |||
זכוכית קצף משוקללת | 400 | 0,11 | 1 | 2 | 0,12 | 0,14 | |||
פרגמין | 600 | 0,17 | 0 | 0 | 0,17 | 0,17 | |||
פרלייט | 400 | 0,111 | 1 | 2 | 0,12 | 0,13 | |||
לוח צמנט פירליטי | 200 | 0,041 | 2 | 3 | 0,052 | 0,06 | |||
שַׁיִשׁ | 2800 | 2,91 | 0 | 0 | 2,91 | 2,91 | |||
טוף | 2000 | 0,76 | 3 | 5 | 0,93 | 1,05 | |||
בטון חצץ אפר | 1400 | 0,47 | 5 | 8 | 0,52 | 0,58 | |||
צלחת סיבית (סיבית) | 200 | 0,06 | 10 | 12 | 0,07 | 0,08 | |||
צלחת סיבית (סיבית) | 400 | 0,08 | 10 | 12 | 0,11 | 0,13 | |||
צלחת סיבית (סיבית) | 600 | 0,11 | 10 | 12 | 0,13 | 0,16 | |||
צלחת סיבית (סיבית) | 800 | 0,13 | 10 | 12 | 0,19 | 0,23 | |||
צלחת סיבית (סיבית) | 1000 | 0,15 | 10 | 12 | 0,23 | 0,29 | |||
בטון קלקר בפורטלנד | 600 | 0,14 | 4 | 8 | 0,17 | 0,20 | |||
בטון וריקוליט | 800 | 0,21 | 8 | 13 | 0,23 | 0,26 | |||
בטון וריקוליט | 600 | 0,14 | 8 | 13 | 0,16 | 0,17 | |||
בטון וריקוליט | 400 | 0,09 | 8 | 13 | 0,11 | 0,13 | |||
בטון וריקוליט | 300 | 0,08 | 8 | 13 | 0,09 | 0,11 | |||
רוברואידי | 600 | 0,17 | 0 | 0 | 0,17 | 0,17 | |||
צלחת סיבית | 800 | 0,16 | 10 | 15 | 0,24 | 0,30 | |||
פלדה ממתכת | 7850 | 58 | 0 | 0 | 58 | 58 | |||
זכוכית | 2500 | 0,76 | 0 | 0 | 0,76 | 0,76 | |||
צמר זכוכית | 50 | 0,048 | 2 | 5 | 0,052 | 0,06 | |||
סִיבֵי זְכוּכִית | 50 | 0,056 | 2 | 5 | 0,06 | 0,064 | |||
צלחת סיבית | 600 | 0,12 | 10 | 15 | 0,18 | 0,23 | |||
צלחת סיבית | 400 | 0,08 | 10 | 15 | 0,13 | 0,16 | |||
צלחת סיבית | 300 | 0,07 | 10 | 15 | 0,09 | 0,14 | |||
דיקט מודבק | 600 | 0,12 | 10 | 13 | 0,15 | 0,18 | |||
צלחת ריד | 300 | 0,07 | 10 | 15 | 0,09 | 0,14 | |||
מרגמה בחול מלט | 1800 | 0,58 | 2 | 4 | 0,76 | 0,93 | |||
ברזל יצוק מתכת | 7200 | 50 | 0 | 0 | 50 | 50 | |||
מרגמה מלט סיגים | 1400 | 0,41 | 2 | 4 | 0,52 | 0,64 | |||
תמיסת חול מורכבת | 1700 | 0,52 | 2 | 4 | 0,70 | 0,87 | |||
טיח יבש | 800 | 0,15 | 4 | 6 | 0,19 | 0,21 | |||
צלחת ריד | 200 | 0,06 | 10 | 15 | 0,07 | 0,09 | |||
טיח מלט | 1050 | 0,15 | 4 | 6 | 0,34 | 0,36 | |||
צלחת כבול | 300 | 0,064 | 15 | 20 | 0,07 | 0,08 | |||
צלחת כבול | 200 | 0,052 | 15 | 20 | 0,06 | 0,064 |
אנו ממליצים לקרוא גם את המאמרים האחרים שלנו, שבהם אנו מדברים על איך לבחור את הבידוד הנכון:
- בידוד לגג הגג.
- חומרים להתחממות הבית מבפנים.
- בידוד לתקרה.
- חומרים לבידוד תרמי חיצוני.
- בידוד לרצפה בבית עץ.
הסרטון מבוים באופן נושאי, שמסביר בפירוט מספיק מהי KTP ו"מה הוא אוכלים ". לאחר היכרות עם החומר המוצג בסרטון, יש סיכויים גדולים להפוך לבנאי מקצועי.
הנקודה הברורה 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 בבלוק שלמטה.