التوصيل الحراري لمواد البناء الأساسية. الموصلية الحرارية لمواد البناء للجدران الخارجية

تسمى عملية نقل الطاقة من جزء أكثر سخونة من الجسم إلى جزء أقل سخونة بالتوصيل الحراري. تعكس القيمة العددية لمثل هذه العملية التوصيل الحراري للمادة. هذا المفهوم مهم جدا في تشييد وإصلاح المباني. تسمح لك المواد المختارة بشكل صحيح بإنشاء مناخ محلي مناسب في الغرفة وتوفير قدر كبير من التدفئة.

مفهوم التوصيل الحراري

الموصلية الحرارية هي عملية تبادل الطاقة الحرارية ، والتي تحدث بسبب اصطدام أصغر جزيئات الجسم. علاوة على ذلك ، لن تتوقف هذه العملية حتى تأتي لحظة توازن درجة الحرارة. يستغرق هذا قدرًا معينًا من الوقت. كلما زاد الوقت الذي يقضيه في التبادل الحراري ، انخفضت الموصلية الحرارية.

يتم التعبير عن هذا المؤشر كمعامل التوصيل الحراري للمواد. يحتوي الجدول على قيم تم قياسها بالفعل لمعظم المواد. يتم الحساب وفقًا لكمية الطاقة الحرارية التي مرت عبر مساحة سطح معينة للمادة. كلما زادت القيمة المحسوبة ، زادت سرعة تخلي الجسم عن كل حرارته.

العوامل المؤثرة على التوصيل الحراري

تعتمد الموصلية الحرارية للمادة على عدة عوامل:

• مع زيادة هذا المؤشر ، يصبح تفاعل جزيئات المادة أقوى. وفقًا لذلك ، سوف ينقلون درجة الحرارة بشكل أسرع. هذا يعني أنه مع زيادة كثافة المادة ، يتحسن نقل الحرارة.

• مسامية مادة ما. المواد المسامية غير متجانسة في هيكلها. هناك الكثير من الهواء بداخلها. وهذا يعني أنه سيكون من الصعب على الجزيئات والجسيمات الأخرى تحريك الطاقة الحرارية. وفقًا لذلك ، يزداد معامل التوصيل الحراري.

• تؤثر الرطوبة أيضًا على التوصيل الحراري. تسمح أسطح المواد الرطبة بمرور المزيد من الحرارة. تشير بعض الجداول حتى إلى الموصلية الحرارية المحسوبة للمادة في ثلاث حالات: جاف ، متوسط ​​(عادي) ورطب.

عند اختيار مادة لعزل الغرفة ، من المهم أيضًا مراعاة الظروف التي سيتم استخدامها فيها.

مفهوم التوصيل الحراري في الممارسة

تؤخذ الموصلية الحرارية في الاعتبار في مرحلة تصميم المبنى. يأخذ هذا في الاعتبار قدرة المواد على الاحتفاظ بالحرارة. بفضل الاختيار الصحيح ، سيكون المقيمون داخل المبنى مرتاحين دائمًا. أثناء التشغيل ، سيتم توفير المال للتدفئة بشكل كبير.

يعتبر العزل في مرحلة التصميم هو الأمثل ، لكنه ليس الحل الوحيد. ليس من الصعب عزل مبنى تم الانتهاء منه بالفعل عن طريق القيام بأعمال داخلية أو خارجية. يعتمد سمك طبقة العزل على المواد المختارة. يمكن استخدام بعضها (على سبيل المثال ، الخشب والخرسانة الرغوية) في بعض الحالات دون طبقة إضافية من العزل الحراري. الشيء الرئيسي هو أن سمكها يتجاوز 50 سم.

يجب إيلاء اهتمام خاص لعزل السقف وفتحات النوافذ والأبواب والأرضية. تتسرب معظم الحرارة من خلال هذه العناصر. بصريا ، يمكن رؤية ذلك في الصورة في بداية المقال.

المواد الإنشائية ومؤشراتها

لتشييد المباني ، يتم استخدام مواد ذات معامل توصيل حراري منخفض. الأكثر شيوعًا هي:

• خرسانة مسلحة بقيمة توصيل حراري 1.68 واط / م * كلفن. تصل كثافة المادة إلى 2400-2500 كجم / م 3.

• استخدم الخشب كمواد بناء منذ العصور القديمة. الكثافة والتوصيل الحراري ، اعتمادًا على الصخور ، هي 150-2100 كجم / م 3 و 0.2-0.23 واط / م * كلفن ، على التوالي.

مادة البناء الشعبية الأخرى هي الطوب. اعتمادًا على التكوين ، يحتوي على المؤشرات التالية:

• أدوبي (مصنوع من الطين): 0.1-0.4 واط / م * ك ؛

• السيراميك (المصنوع عن طريق إطلاق النار): 0.35-0.81 واط / م * ك ؛

• سيليكات (من الرمل مع إضافة الجير): 0.82-0.88 واط / م * ك.

المواد الخرسانية مع إضافة الركام المسامي

يتيح لك معامل التوصيل الحراري للمادة استخدام الأخير لبناء المرائب والسقائف والمنازل الصيفية والحمامات وغيرها من الهياكل. تشمل هذه المجموعة:

• خرسانة طينية موسعة ، يعتمد أداءها على نوعها. لا تحتوي الكتل الصلبة على فراغات وثقوب. مع وجود فراغات بالداخل ، يتم تصنيعها بحيث تكون أقل متانة من الخيار الأول. في الحالة الثانية ، ستكون الموصلية الحرارية أقل. إذا أخذنا بعين الاعتبار الأرقام العامة ، فإنها تتراوح من 500 إلى 1800 كجم / م 3. مؤشرها في حدود 0.14-0.65 واط / م * ك.

• الخرسانة الخلوية ، والتي تتكون داخلها مسام بحجم 1-3 مم. يحدد هذا الهيكل كثافة المادة (300-800 كجم / م 3). نتيجة لذلك ، يصل المعامل إلى 0.1-0.3 واط / م * ك.

مؤشرات مواد العزل الحراري

معامل التوصيل الحراري لمواد العزل الحراري ، الأكثر شيوعًا في عصرنا:

• البوليسترين الموسع ، وكثافته هي نفس كثافة المادة السابقة. ولكن في نفس الوقت ، يكون معامل انتقال الحرارة عند مستوى 0.029-0.036 واط / م * كلفن ؛

• الصوف الزجاجي. يتميز بمعامل يساوي 0.038-0.045 واط / م * ك ؛

• بمؤشر 0.035-0.042 واط / م * ك.

جدول المؤشرات

للراحة ، عادة ما يتم إدخال معامل التوصيل الحراري للمادة في الجدول. بالإضافة إلى المعامل نفسه ، يمكن أن تنعكس فيه مؤشرات مثل درجة الرطوبة والكثافة وغيرها. يتم دمج المواد ذات المعامل العالي للتوصيل الحراري في الجدول مع مؤشرات الموصلية الحرارية المنخفضة. يتم عرض مثال على هذا الجدول أدناه:

سيسمح لك استخدام معامل التوصيل الحراري للمادة ببناء المبنى المطلوب. الشيء الرئيسي: اختيار منتج يلبي جميع المتطلبات اللازمة. ثم سيكون المبنى مريحًا للعيش ؛ سوف تحافظ على مناخ محلي مناسب.

الاختيار الصحيح سيقلل لأنه لن يكون من الضروري "تدفئة الشارع". بفضل هذا ، سيتم تخفيض التكاليف المالية للتدفئة بشكل كبير. ستعيد هذه المدخرات قريبًا جميع الأموال التي سيتم إنفاقها على شراء عازل حراري.

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 وضع غير متكافئ لأقسام مختلفة من درجات الحرارة ، لكن الموصلية الحرارية تعتمد على الضغط ودرجة الحرارة في المادة نفسها ، وكذلك على حالتها - الغازية والسائلة أو صلبة.

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 س ∂ ف / ∂ ر = - (ف + ϰ س ∇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 الإشعاع الشمسي أو 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 كلفن) 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 الموصلية الحرارية لصفيحة رغوية تبلغ 10 سم وموصليةها الحرارية 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.

من ماذا نبني منزلا؟ يجب أن توفر جدرانه مناخًا محليًا صحيًا دون زيادة الرطوبة والعفن والبرد. يعتمد ذلك على خصائصها الفيزيائية: الكثافة ، مقاومة الماء ، المسامية. الأهم هو التوصيل الحراري لمواد البناء ، مما يعني قدرتها على تمرير الطاقة الحرارية من خلال نفسها عند اختلاف درجة الحرارة. من أجل قياس هذه المعلمة ، يتم استخدام معامل التوصيل الحراري.

من أجل أن يكون المنزل المبني من الطوب دافئًا مثل الإطار الخشبي (المصنوع من الصنوبر) ، يجب أن يكون سمك جدرانه ثلاثة أضعاف سمك جدران الإطار.

ما هو معامل التوصيل الحراري

هذه الكمية المادية تساوي كمية الحرارة (تقاس بالكيلو كالوري) التي تمر عبر مادة بسماكة 1 متر في ساعة واحدة. في هذه الحالة ، يجب أن يكون فرق درجة الحرارة على الجانبين المتقابلين من سطحه مساويًا لـ 1 درجة مئوية. تُحسب الموصلية الحرارية بالواط / م درجة (واط مقسومًا على ناتج المتر ودرجة).

تملي استخدام هذه الخاصية من خلال الحاجة إلى اختيار مختص لنوع الواجهة لإنشاء أقصى قدر من العزل الحراري. هذا شرط ضروري لراحة الأشخاص الذين يعيشون أو يعملون في المبنى. أيضًا ، تؤخذ الموصلية الحرارية لمواد البناء في الاعتبار عند اختيار عزل إضافي للمنزل. في هذه الحالة ، يكون حسابها مهمًا بشكل خاص ، لأن الأخطاء تؤدي إلى تغيير غير صحيح في نقطة الندى ، ونتيجة لذلك ، تتبلل الجدران ، ويكون المنزل رطبًا وباردًا.

الخصائص المقارنة للتوصيل الحراري لمواد البناء

معامل التوصيل الحراري للمواد مختلف. على سبيل المثال ، بالنسبة للصنوبر ، هذا الرقم هو 0.17 واط / متر درجة ، للخرسانة الرغوية - 0.18 واط / متر درجة: أي أنها متطابقة تقريبًا من حيث قدرتها على الاحتفاظ بالحرارة. معامل التوصيل الحراري للطوب هو 0.55 واط / م درجة ، ومعامل التوصيل الحراري للطوب العادي (الصلب) هو 0.8 واط / م درجة. يترتب على كل هذا أنه من أجل أن يكون المنزل المبني من الطوب دافئًا مثل منزل خشبي (مصنوع من خشب الصنوبر) ، يجب أن يكون سمك جدرانه ثلاثة أضعاف سمك جدران المنزل الخشبي.

الاستخدام العملي للمواد ذات التوصيل الحراري المنخفض

توفر التقنيات الحديثة لإنتاج مواد العزل الحراري فرصًا كبيرة لصناعة البناء والتشييد. اليوم ، ليس من الضروري على الإطلاق بناء منازل بجدران سميكة: يمكنك الجمع بنجاح بين مواد مختلفة لبناء مباني موفرة للطاقة. يمكن تعويض الموصلية الحرارية غير العالية جدًا للقرميد باستخدام عزل داخلي أو خارجي إضافي ، على سبيل المثال ، البوليسترين الموسع ، الذي يكون معامل التوصيل الحراري فيه 0.03 واط / متر درجة فقط.

بدلاً من المنازل المبنية من الطوب باهظة الثمن والمنازل غير الفعالة المتجانسة والإطار المصنوعة من الخرسانة الثقيلة والكثيفة ، يتم اليوم بناء المباني المصنوعة من الخرسانة الخلوية. معلماته هي نفس معايير الخشب: في منزل مصنوع من هذه المادة ، لا تتجمد الجدران حتى في الشتاء الأكثر برودة.

فقدان الحرارة في المنزل كنسبة مئوية.

تسمح لك هذه التقنية ببناء مبانٍ أرخص. هذا يرجع إلى حقيقة أن انخفاض معامل التوصيل الحراري لمواد البناء قد سهل البناء بأقل تكاليف تمويل. كما أنه يقلل الوقت الذي يقضيه في أعمال البناء. بالنسبة للهياكل الأخف وزناً ، ليس من الضروري ترتيب أساس ثقيل مدفون بعمق: في بعض الحالات ، يكون الشريط الخفيف أو أساس العمود كافياً.

أصبح مبدأ البناء هذا جذابًا بشكل خاص لبناء المنازل ذات الإطار الخفيف. اليوم ، يتم بناء المزيد والمزيد من الأكواخ ومحلات السوبر ماركت والمستودعات والمباني الصناعية باستخدام مواد منخفضة التوصيل الحراري. يمكن تشغيل هذه المباني في أي منطقة مناخية.

مبدأ تقنية بناء لوحة الإطار هو وضع عازل حراري بين ألواح رقيقة من الخشب الرقائقي أو ألواح OSB. يمكن أن يكون من الصوف المعدني أو رغوة البوليسترين. يتم اختيار سماكة المادة مع مراعاة التوصيل الحراري لها. الجدران الرقيقة قادرة تمامًا على التعامل مع مهمة العزل الحراري. بنفس الطريقة ، يتم ترتيب السقف. تسمح لك هذه التقنية ببناء مبنى في وقت قصير بأقل تكاليف مالية.

مقارنة بين معلمات المواد الشعبية للعزل وبناء المنازل

احتل البوليسترين الموسع والصوف المعدني مكانة رائدة في عزل الواجهات. تنقسم آراء الخبراء: يجادل البعض بأن الصوف القطني يتراكم المكثفات وهو مناسب للاستخدام فقط عند استخدامه في وقت واحد مع غشاء محكم للبخار. ولكن بعد ذلك تفقد الجدران خصائصها القابلة للتنفس ، وتكون جودة التطبيق موضع تساؤل. يدعي آخرون أن إنشاء واجهات جيدة التهوية يحل هذه المشكلة. في الوقت نفسه ، يتميز البوليسترين الموسع بموصلية منخفضة للحرارة ويتنفس جيدًا. بالنسبة له ، يعتمد ذلك نسبيًا على كثافة الأوراق: 40/100/150 كجم / م 3 = 0.03 / 0.04 / 0.05 واط / م * درجة مئوية.

خاصية أخرى مهمة يجب مراعاتها أثناء البناء هي نفاذية البخار. ويعني قدرة الجدران على تمرير الرطوبة من الداخل. في هذه الحالة لا يوجد فقدان لدرجة حرارة الغرفة ولا داعي لتهوية الغرفة. توفر الموصلية الحرارية المنخفضة ونفاذية البخار العالية للجدران مناخًا محليًا مثاليًا لعيش الإنسان في المنزل.

بناءً على هذه الظروف ، يمكن تحديد أكثر البيوت فعالية لسكن الإنسان. تمتلك الخرسانة الرغوية أقل موصلية حرارية (0.08 واط
م * ج) بكثافة 300 كجم / م 3. تحتوي مادة البناء هذه أيضًا على واحدة من أعلى درجات نفاذية البخار (0.26 Mg / m * h * Pa). المكان الثاني يحتله الخشب بحق ، على وجه الخصوص - الصنوبر والتنوب والبلوط. الموصلية الحرارية الخاصة بهم منخفضة جدًا (0.09 واط / م * درجة مئوية) بشرط أن تتم معالجة الخشب عبر الألياف. ونفاذية بخار هذه الأصناف هي الأعلى (0.32 Mg / m * h * Pa). بالمقارنة ، فإن استخدام الصنوبر المعالج على طول الحبوب يزيد من ناتج الحرارة إلى 0.17-0.23 واط / م * درجة مئوية.

وبالتالي ، فإن الخرسانة الرغوية والخشب هي الأنسب لبناء الجدران ، حيث أن لديها أفضل المعايير لضمان نظافة البيئة ومناخ داخلي جيد. رغوة البولي يوريثان ، البوليسترين الموسع ، الصوف المعدني مناسبة لعزل الواجهة. بشكل منفصل ، ينبغي أن يقال عن السحب. تم وضعه لاستبعاد الجسور الباردة أثناء وضع منزل السجل. يزيد من الخصائص الممتازة بالفعل للواجهة الخشبية: معامل التوصيل الحراري للقطر هو الأدنى (0.05 واط / م * درجة مئوية) ، ونفاذية البخار هي الأعلى (0.49 ميغاغرام / م * ساعة * باسكال).

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 على 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. يعد استخدام هذه الخاصية ضروريًا لإنشاء أفضل عزل حراري. 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 تكون مهملة ؛
• 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 أجريت حسابات التصميم بشكل غير صحيح ، فسيتعين عليك الاكتفاء 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 الإطارية. في الوقت نفسه ، يعطي الإطار الخشبي 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 كبيرة عند عزل العناصر الخارجية ؛
• سمك يؤثر على موثوقية العزل. يساعد العزل الرقيق على توفير المساحة المفيدة للغرفة ؛
• 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 المعدني مقاوم للحريق وصديق 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 ، على عكس الصوف المعدني ، لديه مقاومة أفضل للرطوبة ؛
• Penoplex مقاوم للرطوبة ودرجات الحرارة المرتفعة والنار. 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 ألياف الخشب أو الكتان أو الفلين. عند الاختيار ، انتبه بشكل خاص 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 ويزيد من مقاومة انتقال الحرارة.

جدول الموصلية الحرارية لمواد البناء: ميزات المؤشرات

يحتوي جدول الموصلية الحرارية لمواد البناء على مؤشرات لأنواع مختلفة من المواد 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 عزل حراري معين ، 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. هذه المواد تملأ بسهولة تجاويف الهياكل. عند مقارنة الخيارات الصلبة والرغوية ، يجب ملاحظة أن الرغوة لا تشكل وصلات.

قيم معاملات انتقال الحرارة للمواد الواردة في الجدول

عند إجراء الحسابات ، يجب أن تعرف معامل مقاومة انتقال الحرارة. هذه القيمة هي نسبة درجات الحرارة على كلا الجانبين إلى كمية 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 المقاومة على اختيار نوع معين من العزل الحراري وسمك طبقة المادة. يمكن العثور على معلومات حول نفاذية البخار وكثافته في الجدول.

مع الاستخدام الصحيح للبيانات الجدولية ، يمكنك اختيار مواد عالية الجودة لتهيئة مناخ داخلي ملائم.

الموصلية الحرارية لمواد البناء (فيديو)

قد تكون أيضا مهتما ب:

كيف تصنع التدفئة في منزل خاص من أنابيب البولي بروبلين بيديك Hydroarrow: الغرض ، مبدأ التشغيل ، الحسابات مخطط التدفئة مع الدوران القسري لمنزل من طابقين - حل لمشكلة الحرارة

يجب أن يبدأ بناء أي منزل ، سواء كان كوخًا أو منزلًا ريفيًا متواضعًا ، بتطوير المشروع. في هذه المرحلة ، لا يتم وضع المظهر المعماري للهيكل المستقبلي فحسب ، بل يتم أيضًا وضع خصائصه الهيكلية والحرارية.

لن تكون المهمة الرئيسية في مرحلة المشروع هي فقط تطوير حلول هيكلية قوية ودائمة يمكنها الحفاظ على المناخ المحلي الأكثر راحة بأقل تكلفة. يمكن أن يساعدك جدول مقارنة الموصلية الحرارية للمواد على الاختيار.

مفهوم التوصيل الحراري

بشكل عام ، تتميز عملية التوصيل الحراري بنقل الطاقة الحرارية من جزيئات أكثر تسخينًا من مادة صلبة إلى جزيئات أقل تسخينًا. ستستمر العملية حتى يتم الوصول إلى التوازن الحراري. بمعنى آخر ، حتى تتعادل درجات الحرارة.

فيما يتعلق بالهياكل المغلقة للمنزل (الجدران ، الأرضية ، السقف ، السقف) ، سيتم تحديد عملية نقل الحرارة بالوقت الذي تكون فيه درجة الحرارة داخل الغرفة مساوية لدرجة الحرارة المحيطة.

كلما استغرقت هذه العملية وقتًا أطول ، كلما شعرت الغرفة براحة أكبر وزادت التكلفة الاقتصادية من حيث تكاليف التشغيل.

عدديًا ، تتميز عملية نقل الحرارة بمعامل التوصيل الحراري.يوضح المعنى المادي للمعامل مقدار الحرارة لكل وحدة زمنية تمر عبر سطح الوحدة. هؤلاء. كلما زادت قيمة هذا المؤشر ، كانت الحرارة أفضل ، مما يعني أن عملية نقل الحرارة ستحدث بشكل أسرع.

وفقًا لذلك ، في مرحلة أعمال التصميم ، من الضروري تصميم الهياكل التي يجب أن تكون الموصلية الحرارية فيها منخفضة قدر الإمكان.

رجوع إلى الفهرس

العوامل المؤثرة على قيمة التوصيل الحراري

تعتمد الموصلية الحرارية للمواد المستخدمة في البناء على معاييرها:

1. المسامية - وجود مسام في بنية المادة ينتهك تماثلها. أثناء مرور التدفق الحراري ، يتم نقل جزء من الطاقة من خلال الحجم الذي تشغله المسام ويمتلئ بالهواء. يتم قبوله كنقطة مرجعية لأخذ التوصيل الحراري للهواء الجاف (0.02 واط / (م * درجة مئوية)). وفقًا لذلك ، كلما زاد حجم المسام الهوائية ، كلما قلت الموصلية الحرارية للمادة.
2. هيكل المسام - صغر حجم المسام وطبيعتها المغلقة تساهم في انخفاض معدل تدفق الحرارة. في حالة استخدام مواد ذات مسام اتصال كبيرة ، بالإضافة إلى التوصيل الحراري ، ستشارك عمليات نقل الحرارة بالحمل الحراري في عملية نقل الحرارة.
3. الكثافة - عند القيم الأعلى ، تتفاعل الجزيئات بشكل وثيق مع بعضها البعض وتساهم في نقل الطاقة الحرارية إلى حد أكبر. في الحالة العامة ، يتم تحديد قيم التوصيل الحراري للمادة اعتمادًا على كثافتها إما على أساس البيانات المرجعية أو تجريبيًا.
4. الرطوبة - قيمة التوصيل الحراري للماء (0.6 واط / (م * درجة مئوية)). عندما تتبلل هياكل الجدران أو المواد العازلة ، يتم دفع الهواء الجاف للخروج من المسام واستبداله بقطرات من السائل أو الهواء الرطب المشبع. ستزداد الموصلية الحرارية في هذه الحالة بشكل كبير.
5. ينعكس تأثير درجة الحرارة على التوصيل الحراري للمادة من خلال الصيغة:

λ = λо * (1 + ب * ر) ، (1)

حيث ، λo - معامل التوصيل الحراري عند درجة حرارة 0 درجة مئوية ، W / م * درجة مئوية ؛

ب - القيمة المرجعية لمعامل درجة الحرارة ؛

ر هي درجة الحرارة.

رجوع إلى الفهرس

التطبيق العملي لقيمة التوصيل الحراري لمواد البناء

من مفهوم التوصيل الحراري يتبع مباشرة مفهوم سمك طبقة المواد للحصول على القيمة المطلوبة لمقاومة تدفق الحرارة. المقاومة الحرارية هي قيمة طبيعية.

ستبدو الصيغة المبسطة التي تحدد سماكة الطبقة كما يلي:

حيث ، H - سمك الطبقة ، م ؛

R - مقاومة انتقال الحرارة ، (m2 * ° C) / W ؛

λ - معامل التوصيل الحراري ، W / (م * درجة مئوية).

هذه الصيغة ، كما هي مطبقة على الحائط أو السقف ، لها الافتراضات التالية:

• الهيكل المرفق له هيكل متجانس متجانس ؛
• تحتوي مواد البناء المستخدمة على نسبة رطوبة طبيعية.

عند التصميم ، يتم أخذ البيانات المعيارية والمرجعية الضرورية من الوثائق التنظيمية:

• SNiP23-01-99 - علم مناخ المبنى ؛
• SNiP 23-02-2003: الحماية الحرارية للمباني ؛
• 23-101-2004: تصميم الحماية الحرارية للمباني.

رجوع إلى الفهرس

الموصلية الحرارية للمواد: المعلمات

تم اعتماد التقسيم الشرطي للمواد المستخدمة في البناء إلى مواد هيكلية ومواد عازلة للحرارة.

تستخدم المواد الإنشائية لبناء الهياكل المغلقة (الجدران ، الفواصل ، الأسقف). تختلف في القيم العالية للتوصيل الحراري.

يتم تلخيص قيم معاملات التوصيل الحراري في الجدول 1:

الجدول 1

بالتعويض في الصيغة (2) عن البيانات المأخوذة من الوثائق المعيارية والبيانات من الجدول 1 ، من الممكن الحصول على سمك الجدار المطلوب لمنطقة مناخية معينة.

عندما تصنع الجدران من مواد إنشائية فقط دون استخدام العزل الحراري ، فإن سمكها المطلوب (في حالة الخرسانة المسلحة) يمكن أن يصل إلى عدة أمتار. سيصبح التصميم في هذه الحالة كبيرًا جدًا ومرهقًا.

إنها تسمح ببناء الجدران دون استخدام عزل إضافي ، ربما فقط الخرسانة الرغوية والخشب. وحتى في هذه الحالة يصل سمك الجدار إلى نصف متر.

تحتوي مواد العزل الحراري على قيم صغيرة إلى حد ما لمعامل التوصيل الحراري.

يقع مداها الرئيسي في النطاق من 0.03 إلى 0.07 واط / (م * درجة مئوية). المواد الأكثر شيوعًا هي رغوة البوليسترين المبثوق ، والصوف المعدني ، ورغوة البوليسترين ، والصوف الزجاجي ، ومواد العزل القائمة على رغوة البولي يوريثان. يمكن أن يؤدي استخدامها إلى تقليل سمك الهياكل المغلقة بشكل كبير.