מקדם מוליכות תרמית של חומרי בניין: מה המשמעות של המחוון + טבלת ערכים

הבנייה כוללת שימוש בכל חומר מתאים.הקריטריונים העיקריים הם בטיחות לחיים ולבריאות, מוליכות תרמית ואמינות. לאחר מכן מחיר, מאפיינים אסתטיים, צדדיות שימוש וכו'.

הבה ניקח בחשבון את אחד המאפיינים החשובים ביותר של חומרי בניין - מקדם המוליכות התרמית, שכן על נכס זה, למשל, רמת הנוחות בבית תלויה במידה רבה.

מהו חומר בניין KTP?

תיאורטית, וגם מעשית, חומרי בניין, ככלל, יוצרים שני משטחים - חיצוניים ופנימיים. מנקודת מבט פיזיקלית, אזור חם נוטה תמיד לאזור קר.

ביחס לחומרי בניין, החום יפנה ממשטח אחד (חם יותר) למשטח אחר (פחות חם). למעשה, היכולת של חומר לעבור מעבר כזה נקראת מקדם מוליכות תרמית, או בקיצור KTP.

תרשים המסביר את ההשפעה של מוליכות תרמית: 1 - אנרגיה תרמית; 2 - מקדם מוליכות תרמית; 3 - טמפרטורה של המשטח הראשון; 4 - טמפרטורה של המשטח השני; 5 - עובי חומר הבניין

המאפיינים של ה-CTS מבוססים בדרך כלל על בדיקות, כאשר נלקחת דגימה ניסיונית בגודל 100x100 ס"מ ומוחלת עליה אפקט תרמי, תוך התחשבות בהפרש הטמפרטורה של שני משטחים של מעלה אחת. זמן חשיפה 1 שעה.

בהתאם לכך, מוליכות תרמית נמדדת בוואט למטר למעלה (W/m°C).המקדם מסומן בסמל היווני λ.

כברירת מחדל, המוליכות התרמית של חומרים שונים לבנייה עם ערך של פחות מ-0.175 W/m°C משווה חומרים אלה לקטגוריית הבידוד.

הייצור המודרני שולט בטכנולוגיות לייצור חומרי בניין שרמת ה-CTP שלהם נמוכה מ-0.05 W/m°C. הודות למוצרים כאלה, ניתן להשיג השפעה כלכלית בולטת במונחים של צריכת אנרגיה.

השפעת גורמים על רמת המוליכות התרמית

לכל חומר בניין יש מבנה ספציפי ובעל מצב פיזי ייחודי.

הבסיס לכך הם:

• מימד של מבנה גביש;
• מצב שלב של החומר;
• דרגת התגבשות;
• אניזוטרופיה של מוליכות תרמית של גבישים;
• נפח נקבוביות ומבנה;
• כיוון זרימת החום.

כל אלה הם גורמים משפיעים. גם להרכב הכימי ולזיהומים יש השפעה מסוימת על רמת ה-CTP. לכמות הזיהומים, כפי שהראה בפועל, השפעה בולטת במיוחד על רמת המוליכות התרמית של רכיבים גבישיים.

חומרי בניין מבודדים הם סוג של מוצרים לבנייה, שנוצרו תוך התחשבות במאפיינים של PTS, קרוב למאפיינים אופטימליים. עם זאת, השגת מוליכות תרמית אידיאלית תוך שמירה על איכויות אחרות היא קשה ביותר.

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

חומרי בניין עם שנאי חבילה מינימלית

על פי מחקר, לאוויר יבש יש ערך מוליכות תרמית מינימלית (כ-0.023 W/m°C).

מנקודת המבט של שימוש באוויר יבש במבנה של חומר בניין, יש צורך במבנה שבו אוויר יבש שוכן בתוך מספר רב של חללים סגורים בעלי נפח קטן. מבחינה מבנית, תצורה זו מיוצגת בצורה של נקבוביות רבות בתוך המבנה.

מכאן המסקנה ההגיונית: חומר בניין שהמבנה הפנימי שלו הוא מבנה נקבובי צריך להיות בעל רמה נמוכה של CFC.

יתר על כן, בהתאם לנקבוביות המקסימלית המותרת של החומר, ערך המוליכות התרמית מתקרב לערך המוליכות התרמית של אוויר יבש.

יצירת חומר בניין עם מוליכות תרמית מינימלית מתאפשרת על ידי מבנה נקבובי. ככל שיהיו יותר נקבוביות בנפחים שונים במבנה החומר, כך ניתן לקבל CTP טוב יותר

בייצור מודרני משתמשים במספר טכנולוגיות כדי להשיג את הנקבוביות של חומר בניין.

בפרט, נעשה שימוש בטכנולוגיות הבאות:

• הַקצָפָה;
• היווצרות גז;
• איטום מים;
• נְפִיחוּת;
• הכנסת תוספים;
• יצירת פיגומי סיבים.

יש לציין: מקדם המוליכות התרמית קשור ישירות למאפיינים כמו צפיפות, קיבולת חום ומוליכות טמפרטורה.

ניתן לחשב את ערך המוליכות התרמית באמצעות הנוסחה:

λ = Q / S *(T₁-T₂)*ט,

איפה:

• ש - כמות החום;
• ס - עובי החומר;
• ט₁, ט₂ - טמפרטורה משני צידי החומר;
• ט - זמן.

הערך הממוצע של צפיפות ומוליכות תרמית עומד ביחס הפוך לערך הנקבוביות. לכן, בהתבסס על צפיפות המבנה של חומר הבניין, ניתן לחשב את התלות של מוליכות תרמית בו באופן הבא:

λ = 1.16 √ 0.0196+0.22ד² – 0,16,

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

השפעת הלחות על המוליכות התרמית של חומרי בניין

שוב, אם לשפוט לפי דוגמאות לשימוש בחומרי בניין בפועל, מתגלה ההשפעה השלילית של רטיבות על איכות החיים של חומר בניין. הבחינו כי ככל שחומר הבניין נחשף יותר ללחות, כך ערך ה-CTP הופך גבוה יותר.

בדרכים שונות הם שואפים להגן על החומר המשמש בבנייה מפני רטיבות. אמצעי זה מוצדק לחלוטין, לאור העלייה במקדם עבור חומרי בניין רטובים

לא קשה להצדיק נקודה זו. השפעת הלחות על מבנה חומר הבניין מלווה בהרטבת האוויר בנקבוביות ובהחלפה חלקית של סביבת האוויר.

בהתחשב בכך שפרמטר המוליכות התרמית למים הוא 0.58 W/m°C, עלייה משמעותית במוליכות התרמית של החומר מתבררת.

כמו כן יש לציין כי ישנה השפעה שלילית יותר כאשר מים הנכנסים למבנה הנקבובי קפואים בנוסף והופכים לקרח.

בהתאם לכך, קל לחשב עלייה גדולה עוד יותר במוליכות התרמית, תוך התחשבות בפרמטרים של מוליכות תרמית הקרח השווה ל-2.3 W/m°C. עלייה של פי ארבעה בערך בפרמטר המוליכות התרמית של מים.

אחת הסיבות לנטישת הבנייה בחורף לטובת בנייה בקיץ צריכה להיחשב בדיוק הגורם של הקפאה אפשרית של סוגים מסוימים של חומרי בניין וכתוצאה מכך, עלייה במוליכות התרמית

מכאן, דרישות בנייה לגבי הגנה על חומרי בניין מבודדים מפני רטיבות הופכות ברורות. אחרי הכל, רמת המוליכות התרמית עולה ביחס ישר ללחות הכמותית.

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

זה קורה עקב עלייה באנרגיה הקינמטית של המולקולות המרכיבות את הבסיס המבני של חומר הבניין.

נכון, יש סוג של חומרים שהמבנה שלהם, להיפך, רוכש תכונות מוליכות תרמית טובות יותר במצב חימום גבוה. חומר אחד כזה הוא מתכת.

אם, בחימום חזק, רוב חומרי הבניין הנפוצים משנים את המוליכות התרמית שלהם לקראת עלייה, חימום חזק של המתכת מוביל לאפקט הפוך - המוליכות התרמית של המתכת פוחתת

שיטות לקביעת המקדם

בכיוון זה נעשה שימוש בטכניקות שונות, אך למעשה כל טכנולוגיות המדידה מאוחדות בשתי קבוצות של שיטות:

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

הטכניקה הנייחת כוללת עבודה עם פרמטרים שנשארים ללא שינוי לאורך זמן או משתנים במידה קטנה. טכנולוגיה זו, אם לשפוט לפי יישומים מעשיים, מאפשרת לנו לסמוך על תוצאות מדויקות יותר של CFT.

השיטה הנייחת מאפשרת לבצע פעולות שמטרתן מדידת מוליכות תרמית בטווח טמפרטורות רחב - 20 – 700 מעלות צלזיוס. אך יחד עם זאת, טכנולוגיה נייחת נחשבת לטכניקה עתירת עבודה ומורכבת שדורשת זמן רב לביצוע.

דוגמה למכשיר המיועד למדידת מוליכות תרמית. זהו אחד העיצובים הדיגיטליים המודרניים המספקים תוצאות מהירות ומדויקות.

טכנולוגיית מדידה נוספת, שאינה נייחת, נראית פשוטה יותר, הדורשת 10 עד 30 דקות להשלמת העבודה. עם זאת, במקרה זה טווח הטמפרטורות מוגבל באופן משמעותי. עם זאת, הטכניקה מצאה יישום נרחב במגזר הייצור.

טבלת מוליכות תרמית של חומרי בניין

אין זה הגיוני למדוד חומרי בניין רבים קיימים ובשימוש נרחב.

כל המוצרים הללו, ככלל, נבדקו שוב ושוב, שעל בסיסם הורכבה טבלה של מוליכות תרמית של חומרי בניין, הכוללת כמעט את כל החומרים הדרושים באתר בנייה.

גרסה אחת של טבלה כזו מוצגת להלן, כאשר KTP הוא מקדם המוליכות התרמית:

אנו ממליצים גם לקרוא את המאמרים האחרים שלנו, שבהם אנו מדברים על איך לבחור את הבידוד הנכון:

1. בידוד לגגות עליית גג.
2. חומרים לבידוד בית מבפנים.
3. בידוד לתקרה.
4. חומרים לבידוד תרמי חיצוני.
5. בידוד לרצפות בבית עץ.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

הסרטון מכוון לנושא, ומסביר בפירוט מספיק מהו KTP ו"עם מה הוא נאכל". לאחר היכרות עם החומר המוצג בסרטון, יש לך סיכוי גבוה להפוך לבנאי מקצועי.

הנקודה הברורה היא שבונה פוטנציאלי חייב לדעת על מוליכות תרמית ועל התלות שלה בגורמים שונים. ידע זה יעזור לכם לבנות לא רק באיכות גבוהה, אלא עם רמה גבוהה של אמינות ועמידות של האובייקט. שימוש במקדם פירושו בעצם חיסכון בכסף, למשל, בתשלום עבור אותם שירותים.

אם יש לך שאלות או מידע חשוב על נושא המאמר, אנא השאר את הערותיך בבלוק למטה.