เมื่อผ่านเมืองเล็กๆ คุณจะเห็นอนุสรณ์สถานแห่งยุคสังคมนิยมที่ยังคงอนุรักษ์ไว้ได้อยู่บ่อยครั้ง ไม่ว่าจะเป็นอาคารของสโมสรในชนบท พระราชวัง ร้านค้าเก่าแก่ อาคารที่ทรุดโทรมมีลักษณะเป็นช่องหน้าต่างบานใหญ่ที่มีกระจกสองชั้นสูงสุด ผนังทำด้วยคอนกรีตเสริมเหล็กที่มีความหนาค่อนข้างน้อย ดินเหนียวขยายตัวถูกใช้เป็นเครื่องทำความร้อนในผนังและในปริมาณเล็กน้อย เพดานแบบแผ่นบางก็ไม่ได้ช่วยให้อาคารอบอุ่นเช่นกัน
เมื่อเลือกวัสดุสำหรับโครงสร้าง นักออกแบบในยุคสหภาพโซเวียตไม่ค่อยสนใจเรื่องการนำความร้อน อุตสาหกรรมผลิตอิฐและแผ่นคอนกรีตได้เพียงพอ แทบไม่จำกัดการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงเพื่อให้ความร้อน ทุกอย่างเปลี่ยนไปในเวลาไม่กี่ปี โรงต้มน้ำแบบรวม "สมาร์ท" พร้อมอุปกรณ์วัดแสงแบบหลายอัตรา, เสื้อกันความร้อน, ระบบระบายอากาศแบบพักฟื้นในสมัยใหม่การก่อสร้างเป็นเรื่องปกติอยู่แล้ว ไม่ใช่ความอยากรู้ อย่างไรก็ตาม อิฐแม้ว่าจะดูดซับความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ไว้มากมาย เนื่องจากเป็นวัสดุก่อสร้างอันดับ 1 แต่ก็ยังคงเป็นเช่นนั้น
ปรากฏการณ์การนำความร้อน
เพื่อให้เข้าใจว่าวัสดุต่างกันอย่างไรในแง่ของการนำความร้อน ในวันที่อากาศเย็นข้างนอก ก็แค่เอามือแตะโลหะ กำแพงอิฐ ไม้ และสุดท้ายก็เพียงชิ้นเดียว ของโฟม อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติของวัสดุในการส่งพลังงานความร้อนก็ไม่ได้แย่เสมอไป
การนำความร้อนของอิฐ คอนกรีต ไม้ พิจารณาในบริบทของความสามารถของวัสดุในการกักเก็บความร้อน แต่ในบางกรณีต้องถ่ายเทความร้อน สิ่งนี้ใช้ได้กับ ตัวอย่างเช่น หม้อ กระทะ และอุปกรณ์อื่นๆ การนำความร้อนที่ดีช่วยให้มั่นใจว่าใช้พลังงานตามวัตถุประสงค์ - เพื่อให้ความร้อนกับอาหารที่ปรุง
สิ่งที่วัดค่าการนำความร้อนของสาระสำคัญทางกายภาพ
ความร้อนคืออะไร? นี่คือการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของสสาร ซึ่งเกิดความโกลาหลในแก๊สหรือของเหลว และสั่นสะเทือนในผลึกผลึกของของแข็ง หากแท่งโลหะที่วางอยู่ในสุญญากาศถูกทำให้ร้อนที่ด้านใดด้านหนึ่ง อะตอมของโลหะที่ได้รับพลังงานส่วนหนึ่งจะเริ่มสั่นสะเทือนในรังของโครงตาข่าย การสั่นสะเทือนนี้จะถูกส่งผ่านจากอะตอมไปยังอะตอม เนื่องจากการที่พลังงานจะค่อยๆ กระจายไปทั่วมวลทั้งหมดอย่างเท่าเทียมกัน สำหรับวัสดุบางชนิด เช่น ทองแดง กระบวนการนี้ใช้เวลาไม่กี่วินาที ในขณะที่สำหรับวัสดุอื่นๆ จะใช้เวลาหลายชั่วโมงกว่าที่ความร้อนจะ "กระจาย" อย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งปริมาตร ยิ่งความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างบริเวณที่เย็นและร้อนการถ่ายเทความร้อนจะเร็วขึ้น อีกอย่าง กระบวนการจะเร็วขึ้นด้วยการเพิ่มพื้นที่ติดต่อ
ค่าการนำความร้อน (x) มีหน่วยวัดเป็น W/(m∙K) มันแสดงให้เห็นว่าพลังงานความร้อนในหน่วยวัตต์จะถูกถ่ายโอนผ่านหนึ่งตารางเมตรโดยมีความแตกต่างของอุณหภูมิ 1 องศา
อิฐเซรามิกทั้งตัว
อาคารหินมีความแข็งแรงทนทาน ในปราสาทหิน กองทหารรักษาการณ์ต้านทานการล้อมที่บางครั้งกินเวลานานหลายปี อาคารที่ทำด้วยหินไม่กลัวไฟหินไม่มีกระบวนการผุกร่อนเนื่องจากอายุของโครงสร้างบางอย่างเกินหนึ่งพันปี อย่างไรก็ตาม ผู้สร้างไม่ต้องการพึ่งพารูปร่างสุ่มของก้อนหินปูถนน จากนั้นอิฐเซรามิกที่ทำจากดินก็ปรากฏขึ้นบนเวทีของประวัติศาสตร์ ซึ่งเป็นวัสดุก่อสร้างที่เก่าแก่ที่สุดที่สร้างขึ้นด้วยมือมนุษย์
ค่าการนำความร้อนของอิฐเซรามิกไม่ใช่ค่าคงที่ ในห้องปฏิบัติการ วัสดุที่แห้งสนิทจะให้ค่า 0.56 W / (m∙K) อย่างไรก็ตาม สภาพการทำงานจริงอยู่ไกลจากห้องปฏิบัติการ มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อค่าการนำความร้อนของวัสดุก่อสร้าง:
- ความชื้น: วัสดุยิ่งแห้ง ยิ่งเก็บความร้อนได้ดี;
- ความหนาและองค์ประกอบของข้อต่อซีเมนต์: ซีเมนต์นำความร้อนได้ดีกว่า ข้อต่อที่หนาเกินไปจะทำหน้าที่เป็นสะพานเยือกแข็งเพิ่มเติม
- โครงสร้างของอิฐเอง: ปริมาณทราย คุณภาพการเผา รูพรุน
ในสภาพการทำงานจริง ค่าการนำความร้อนของอิฐจะถูกถ่ายภายใน 065 - 0.69 W / (m∙K) อย่างไรก็ตาม ทุกปีตลาดเติบโตขึ้นด้วยวัสดุที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้พร้อมประสิทธิภาพที่ดีขึ้น
เซรามิกมีรูพรุน
วัสดุก่อสร้างค่อนข้างใหม่ อิฐกลวงแตกต่างจากอิฐแข็งตรงที่การใช้วัสดุน้อยลงในการผลิต ความถ่วงจำเพาะที่ต่ำลง (ส่งผลให้ต้นทุนในการขนถ่ายลดลง และความง่ายในการวาง) และการนำความร้อนที่ต่ำลง
การนำความร้อนที่แย่ที่สุดของอิฐกลวงเป็นผลมาจากการมีรูระบายอากาศ (ค่าการนำความร้อนของอากาศมีค่าเล็กน้อยและเฉลี่ย 0.024 W/(m∙K)) ตัวบ่งชี้จะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.42 ถึง 0.468 W / (m∙K) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับยี่ห้อของอิฐและคุณภาพของฝีมือการผลิต ฉันต้องบอกว่าเนื่องจากมีโพรงอากาศ อิฐจึงสูญเสียความแข็งแรง แต่ส่วนมากในการก่อสร้างส่วนตัว เมื่อความแข็งแรงสำคัญกว่าความร้อน เพียงแค่เติมคอนกรีตเหลวให้เต็มรูพรุน
อิฐซิลิเกต
วัสดุก่อสร้างจากดินเผาไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะผลิตอย่างที่เห็นในแวบแรก การผลิตจำนวนมากทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะความแข็งแรงที่น่าสงสัยมากและรอบการแช่แข็งและละลายในจำนวนจำกัด การทำอิฐที่ทนต่อสภาพอากาศหลายร้อยปีนั้นไม่ถูกเลย
หนึ่งในการแก้ปัญหาคือวัสดุใหม่ที่ทำจากส่วนผสมของทรายและมะนาวใน "อ่าง" อบไอน้ำที่มีความชื้นประมาณ 100% และอุณหภูมิประมาณ +200°C ค่าการนำความร้อนของอิฐซิลิเกตขึ้นอยู่กับยี่ห้อเป็นอย่างมาก มีรูพรุนเช่นเดียวกับเซรามิก เมื่อผนังไม่ใช่ตัวพาและหน้าที่ของมันคือการรักษาความร้อนให้มากที่สุดเท่านั้นจึงใช้อิฐแบบ slotted ที่มีค่าสัมประสิทธิ์ 0.4 W / (m∙K) แน่นอนว่าค่าการนำความร้อนของอิฐแข็งนั้นสูงถึง 1.3 W / (m∙K) แต่ความแข็งแรงของอิฐนั้นดีกว่าในระดับหนึ่ง
คอนกรีตมวลเบาและโฟมคอนกรีต
ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีทำให้สามารถผลิตวัสดุโฟมได้ ในส่วนของอิฐ ได้แก่ แก๊สซิลิเกตและโฟมคอนกรีต ส่วนผสมของซิลิเกตหรือคอนกรีตเกิดฟอง โดยรูปแบบนี้วัสดุจะแข็งตัว ทำให้เกิดโครงสร้างที่มีรูพรุนอย่างประณีตของพาร์ติชั่นบางๆ
เนื่องจากมีช่องว่างจำนวนมาก การนำความร้อนของอิฐแก๊สซิลิเกตเพียง 0.08 - 0.12 W / (m∙K)
คอนกรีตโฟมเก็บความร้อนได้แย่กว่าเล็กน้อย: 0.15 - 0.21 W / (m∙K) แต่อาคารที่ทำจากคอนกรีตนั้นมีความทนทานมากกว่า สามารถรับน้ำหนักได้มากกว่าที่ "เชื่อถือได้" ถึง 1.5 เท่า แก๊สซิลิเกต
การนำความร้อนของอิฐประเภทต่างๆ
ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ค่าการนำความร้อนของอิฐในสภาพจริงนั้นแตกต่างจากค่าตารางอย่างมาก ตารางด้านล่างไม่ได้แสดงเฉพาะค่าการนำความร้อนสำหรับวัสดุก่อสร้างประเภทต่างๆ นี้เท่านั้น แต่ยังแสดงโครงสร้างที่ทำจากสิ่งเหล่านี้ด้วย
การนำความร้อนลดลง
ปัจจุบันในการก่อสร้าง การเก็บรักษาความร้อนในอาคารนั้นไม่ค่อยได้รับความเชื่อถือในวัสดุประเภทใดประเภทหนึ่ง ลดค่าการนำความร้อนของอิฐที่อิ่มตัวด้วยช่องอากาศทำให้เป็นรูพรุนอาจถึงขีดจำกัด วัสดุก่อสร้างที่มีรูพรุนที่เบาและโปร่งสบายไม่สามารถรองรับน้ำหนักของตัวเองได้ นับประสาใช้เพื่อสร้างโครงสร้างหลายชั้น
ส่วนใหญ่มักใช้วัสดุก่อสร้างร่วมกันเพื่อป้องกันอาคาร หน้าที่ของบางอย่างคือการรักษาความแข็งแกร่งของโครงสร้าง ความทนทาน ในขณะที่บางงานรับประกันการรักษาความร้อน การตัดสินใจดังกล่าวมีเหตุผลมากกว่าจากมุมมองของทั้งเทคโนโลยีการก่อสร้างและเศรษฐศาสตร์ ตัวอย่าง: การใช้โฟมหรือพลาสติกโฟมเพียง 5 ซม. ในผนังจะให้ผลแบบเดียวกันสำหรับการประหยัดพลังงานความร้อนเหมือนกับคอนกรีตโฟมหรือแก๊สซิลิเกต "พิเศษ" 60 ซม.