Pri prechádzke malými mestami môžete často vidieť ešte zachované pamiatky z čias socializmu: budovy vidieckych klubov, paláce, staré obchody. Chátrajúce budovy sú charakteristické obrovskými okennými otvormi s maximálne dvojitým zasklením, stenami zo železobetónových výrobkov relatívne malej hrúbky. Expandovaná hlina bola použitá ako ohrievač v stenách av malom množstve. Tenké rebrované doskové stropy tiež nepomohli udržať budovu v teple.
Pri výbere materiálov pre konštrukcie sa dizajnéri éry ZSSR nezaujímali o tepelnú vodivosť. Priemysel produkoval dostatok tehál a dosiek, spotreba vykurovacieho oleja na vykurovanie prakticky nebola obmedzená. Všetko sa zmenilo v priebehu niekoľkých rokov. "Inteligentné" kombinované kotolne s multitarifnými meracími zariadeniami, termoplášťami, rekuperačnými vetracími systémami v modernýchstavba je už normou, nie kuriozitou. Tehla, hoci pohltila mnohé moderné vedecké úspechy, keďže bola stavebným materiálom číslo 1, ňou zostala.
Fenomén vedenia tepla
Aby ste pochopili, ako sa materiály navzájom líšia z hľadiska tepelnej vodivosti, stačí v chladnom dni vonku položiť ruku striedavo na kov, tehlovú stenu, drevo a nakoniec na kúsok peny. Vlastnosti materiálov na prenos tepelnej energie však nemusia byť nevyhnutne zlé.
Tepelná vodivosť tehál, betónu, dreva sa posudzuje v kontexte schopnosti materiálov udržať teplo. V niektorých prípadoch sa však teplo naopak musí prenášať. Týka sa to napríklad hrncov, panvíc a iného riadu. Dobrá tepelná vodivosť zabezpečuje, že sa energia využíva na zamýšľaný účel – na ohrievanie pripravovaného jedla.
Čo sa meria tepelná vodivosť jeho fyzikálnej podstaty
Čo je teplo? Ide o pohyb molekúl látky, chaotický v plyne alebo kvapaline a vibrujúci v kryštálových mriežkach pevných látok. Ak sa kovová tyč umiestnená vo vákuu na jednej strane zahreje, atómy kovu, ktoré prijali časť energie, začnú vibrovať v hniezdach mriežky. Táto vibrácia sa bude prenášať z atómu na atóm, vďaka čomu sa energia postupne rozloží rovnomerne po celej hmote. Pri niektorých materiáloch, ako je meď, tento proces trvá niekoľko sekúnd, zatiaľ čo pri iných to bude trvať hodiny, kým sa teplo rovnomerne „rozšíri“po celom objeme. Čím vyšší je teplotný rozdiel medzichladné a horúce oblasti, tým rýchlejší je prenos tepla. Mimochodom, proces sa zrýchli so zväčšením kontaktnej plochy.
Tepelná vodivosť (x) sa meria vo W/(m∙K). Ukazuje, koľko tepelnej energie vo wattoch sa prenesie cez jeden štvorcový meter s teplotným rozdielom jeden stupeň.
Celá keramická tehla
Kamenné budovy sú pevné a odolné. V kamenných hradoch odolali posádky obliehaniam, ktoré niekedy trvali aj roky. Budovy z kameňa sa neboja ohňa, kameň nepodlieha procesom rozkladu, vďaka čomu vek niektorých štruktúr presahuje tisíc rokov. Stavbári sa však nechceli spoliehať na náhodný tvar dlažobného kameňa. A potom sa na javisku histórie objavili keramické tehly vyrobené z hliny - najstarší stavebný materiál vytvorený ľudskou rukou.
Tepelná vodivosť keramických tehál nie je konštantná, v laboratórnych podmienkach udáva absolútne suchý materiál hodnotu 0,56 W / (m∙K). Reálne prevádzkové podmienky sú však ďaleko od laboratórnych, existuje veľa faktorov, ktoré ovplyvňujú tepelnú vodivosť stavebného materiálu:
- vlhkosť: čím je materiál suchší, tým lepšie udržuje teplo;
- hrúbka a zloženie cementových spojov: cement lepšie vedie teplo, príliš hrubé spoje poslúžia ako dodatočné mraziace mostíky;
- štruktúra samotnej tehly: obsah piesku, kvalita výpalu, prítomnosť pórov.
V reálnych prevádzkových podmienkach sa tepelná vodivosť tehly berie do 0,65 - 0,69 W / (m∙K). Každý rok však trh rastie s doteraz neznámymi materiálmi so zlepšeným výkonom.
Pórovitá keramika
Relatívne nový stavebný materiál. Dutá tehla sa od pevnej tehly líši nižšou spotrebou materiálu pri výrobe, nižšou mernou hmotnosťou (v dôsledku toho nižšie náklady na operácie nakladania a vykladania a jednoduchosťou kladenia) a nižšou tepelnou vodivosťou.
Najhoršia tepelná vodivosť dutej tehly je dôsledkom prítomnosti vzduchových vreciek (tepelná vodivosť vzduchu je zanedbateľná a v priemere je 0,024 W/(m∙K)). V závislosti od značky tehly a kvality spracovania sa indikátor pohybuje od 0,42 do 0,468 W / (m∙K). Musím povedať, že kvôli prítomnosti vzduchových dutín tehla stráca svoju pevnosť, ale mnohí v súkromnej výstavbe, keď je sila dôležitejšia ako teplo, jednoducho vyplnia všetky póry tekutým betónom.
Silikátová tehla
Výroba stavebného materiálu z pálenej hliny nie je taká jednoduchá, ako by sa na prvý pohľad mohlo zdať. Hromadná výroba produkuje produkt s veľmi pochybnými pevnostnými charakteristikami a obmedzeným počtom cyklov zmrazovania a rozmrazovania. Výroba tehál, ktoré odolajú počasiu stovky rokov, nie je lacná.
Jedným z riešení problému bol nový materiál vyrobený zo zmesi piesku a vápna v parnom "kúpeli" s vlhkosťou okolo 100% a teplotou okolo +200°C Tepelná vodivosť silikátovej tehly veľmi závisí od značky. Rovnako ako keramika je porézna. Keď stena nie je nosičom a jej úlohou je len čo najviac udržať teplo, použije sa štrbinová tehla s koeficientom 0,4 W / (m∙K). Tepelná vodivosť plnej tehly je samozrejme vyššia do 1,3 W / (m∙K), ale jej pevnosť je o rádovo lepšia.
Pórobetón a penový betón
S rozvojom technológie je možné vyrábať penové materiály. Vo vzťahu k tehlám ide o plynosilikátový a penový betón. Silikátová zmes alebo betón je napenený, v tejto forme materiál stvrdne a vytvorí jemne poréznu štruktúru tenkých priečok.
Vzhľadom na prítomnosť veľkého počtu dutín je tepelná vodivosť plynosilikátovej tehly iba 0,08 - 0,12 W / (m∙K).
Penový betón drží teplo o niečo horšie: 0,15 - 0,21 W / (m∙K), ale budovy z neho sú odolnejšie, je schopný uniesť 1,5-krát väčšiu záťaž, ako sa dá "dôverovať" plynový kremičitan.
Tepelná vodivosť rôznych typov tehál
Ako už bolo spomenuté, tepelná vodivosť tehly v reálnych podmienkach je veľmi odlišná od tabuľkových hodnôt. V tabuľke nižšie sú uvedené nielen hodnoty tepelnej vodivosti pre rôzne typy tohto stavebného materiálu, ale aj konštrukcie z nich vyrobené.
Pokles tepelnej vodivosti
V súčasnosti sa v stavebníctve málokedy zveruje uchovanie tepla v budove len jednému druhu materiálu. znížiťtepelná vodivosť tehly, ktorá ju nasýti vzduchovými vreckami, čím sa stane poréznou, môže byť až do určitej hranice. Vzdušný, príliš ľahký pórovitý stavebný materiál nedokáže uniesť ani svoju vlastnú hmotnosť, nieto ho použiť na vytvorenie viacposchodových štruktúr.
Na zateplenie budov sa najčastejšie používa kombinácia stavebných materiálov. Úlohou niektorých je zabezpečiť pevnosť konštrukcií, jej odolnosť, iní zas zaručujú zachovanie tepla. Takéto rozhodnutie je racionálnejšie, z hľadiska technológie výstavby aj ekonomiky. Príklad: použitie iba 5 cm peny alebo penového plastu v stene poskytuje rovnaký efekt pre úsporu tepelnej energie ako „extra“60 cm penového betónu alebo plynosilikátu.
