عملية نقل الطاقة من جزء أكثر سخونة من الجسم إلى جزء أقل حرارة تسمى التوصيل 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 نتيجة 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 للتوصيل الحراريالمواد. 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
الموصلية الحرارية للمادة تعتمد على عدة عوامل:
كثافة المواد. 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. تبعا لذلك ، تزداد الموصلية الحرارية
تؤثر الرطوبة أيضًا على التوصيل الحراري. تسمح أسطح المواد الرطبة بمرور المزيد من الحرارة. تشير بعض الجداول حتى إلى المعامل المحسوب للتوصيل الحراري 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 عمليا
تؤخذ الموصلية الحرارية بعين 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.
العزل في مرحلة التصميم هو الأفضل ، 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. المهم أن سمكها يتجاوز 50 سم
يجب إيلاء اهتمام خاص لعزل السقف وفتحات النوافذ والأبواب والأرضيات. تتسرب معظم الحرارة من خلال هذه العناصر. بصريا ، يمكن رؤية ذلك في الصورة في بداية المقال.
مواد البناء ومؤشراتها
لتشييد المباني ، يتم استخدام مواد ذات معامل توصيل حراري منخفض. الأكثر شيوعًا هي:
- الخرسانة. الموصلية الحرارية لها في حدود 1.29-1.52W / مكلفن. تعتمد القيمة الدقيقة على اتساق الحل. يتأثر هذا المؤشر أيضًا بكثافة المادة المصدر ، والتي تتراوح من 500 إلى 2500 كجم / م3. تستخدم هذه المادة على شكل ملاط للأساسات ، على شكل كتل - لبناء الجدران والأساسات.
- خرسانة مسلحة ذات قيمة توصيل حراري 1.68 واط / مكلفن. تصل كثافة المادة إلى 2400-2500 كجم / م3.
- خشب تم استخدامه كمواد بناء منذ العصور القديمة. الكثافة والتوصيل الحراري ، اعتمادًا على الصخور ، هي 150-2100 كجم / م3و 0.2-0.23 واط / مكلفن ، على التوالي.
مادة بناء شعبية أخرى هي الطوب. اعتمادًا على التكوين ، يحتوي على المؤشرات التالية:
أدوبي (مصنوع من الطين): 0.1-0.4 واط / مك ؛
سيراميك (مشتعل): 0.35-0.81 واط / مك ؛
سيليكات (من الرمل مع الجير): 0.82-0.88 واط / مK
مواد خرسانية مع إضافة الركام المسامي
تسمح لك الموصلية الحرارية للمادة باستخدام الأخيرة لبناء المرائب والسقائف والمنازل الصيفية والحمامات وغيرها من الهياكل. هذه المجموعة تشمل:
- الخرسانة الرغوية. يتم إنتاجه مع إضافة عوامل الرغوة ، والتي تتميز بهيكل مسامي بكثافة 500-1000 كجم / م3. في الوقت نفسه ، يتم تحديد القدرة على نقل الحرارة بقيمة 0.1-0.37W / مK.
خرسانة موسعة يتوقف أدائها على نوعها. لا تحتوي الكتل الصلبة على فراغات وثقوب. الكتل المجوفة مصنوعة من الفراغات بالداخل ، والتي تكون أقل متانة من الخيار الأول. في الحالة الثانية ، ستكون الموصلية الحرارية أقل. إذا أخذنا في الاعتبار الأرقام العامة ، فإن كثافة الخرسانة الطينية الممتدة هي 500-1800 كجم / م 3. مؤشرها في حدود 0.14-0.65W / مK
الخرسانة الخلوية ، والتي تتكون داخلها مسام من 1-3ملليمتر. تحدد هذه البنية كثافة المادة (300-800 كجم / م3). نتيجة لذلك ، يصل المعامل إلى 0.1-0.3 واط / مK.
مؤشرات مواد العزل الحراري
معامل التوصيل الحراري لمواد العزل الحراري ، الأكثر شيوعًا في عصرنا:
- رغوة ، التي تبلغ كثافة 15-50 كجم / م3، مع التوصيل الحراري 0.031-0.033W / مK ؛
بوليسترين ممتد ، كثافته مماثلة لتلك الموجودة في المادة السابقة. ولكن في الوقت نفسه ، يكون معامل انتقال الحرارة عند مستوى 0.029-0.036W / مك ؛
الصوف الزجاجي. يتميز بمعامل يساوي 0.038-0.045W / مك ؛
صوف حجري 0.035-0.042W / مK
لوحة النتائج
لراحة العمل ، 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 التوصيل الحراري المنخفض. يظهر مثال على هذا الجدول أدناه:
سيسمح لك استخدام الموصلية الحرارية للمادة ببناء المبنى المطلوب. الشيء الرئيسي: اختيار منتج يلبي جميع المتطلبات اللازمة. ثم سيكون المبنى مريحًا للعيش ؛ ستحافظ على مناخ محلي مناسب.
مادة عازلة مختارة بشكل صحيحسيقلل من فقد الحرارة ، ونتيجة لذلك 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.
