فرایند انتقال انرژی از قسمت گرمتر بدن به قسمتی که حرارت کمتری دارد، هدایت حرارتی نامیده می شود. مقدار عددی چنین فرآیندی هدایت حرارتی ماده را منعکس می کند. این مفهوم در ساخت و تعمیر ساختمان ها بسیار مهم است. موادی که به درستی انتخاب شده اند به شما این امکان را می دهند که یک میکرو اقلیم مطلوب در اتاق ایجاد کنید و مقدار قابل توجهی در گرمایش صرفه جویی کنید.
مفهوم هدایت حرارتی
رسانایی حرارتی فرآیند تبادل انرژی حرارتی است که در اثر برخورد کوچکترین ذرات بدن اتفاق می افتد. علاوه بر این، این فرآیند تا لحظه تعادل دما متوقف نخواهد شد. این یک مقدار زمان می برد. هرچه زمان بیشتری برای تبادل حرارت صرف شود، هدایت حرارتی کمتری دارد.
این شاخص به عنوان ضریب هدایت حرارتی بیان می شودمواد. جدول حاوی مقادیر اندازه گیری شده قبلی برای اکثر مواد است. محاسبه با توجه به مقدار انرژی حرارتی که از سطح معینی از مواد عبور کرده است انجام می شود. هر چه مقدار محاسبه شده بزرگتر باشد، جسم سریعتر تمام گرمای خود را از دست می دهد.
عوامل مؤثر بر هدایت حرارتی
رسانایی حرارتی یک ماده به عوامل مختلفی بستگی دارد:
تراکم مواد. با افزایش این شاخص، برهمکنش ذرات ماده قوی تر می شود. بر این اساس دما را سریعتر منتقل می کنند. این بدان معنی است که با افزایش چگالی مواد، انتقال حرارت بهبود می یابد
تخلخل یک ماده. مواد متخلخل در ساختار خود ناهمگن هستند. هوای زیادی در داخل آنها وجود دارد. و این بدان معنی است که حرکت انرژی حرارتی برای مولکول ها و سایر ذرات دشوار خواهد بود. بر این اساس، هدایت حرارتی افزایش می یابد
رطوبت نیز بر هدایت حرارتی تأثیر می گذارد. سطوح مواد مرطوب اجازه عبور گرمای بیشتری را می دهند. حتی برخی جداول ضریب رسانایی حرارتی محاسبه شده مواد را در سه حالت خشک، متوسط (معمولی) و مرطوب نشان می‌دهند
هنگام انتخاب ماده ای برای عایق کاری اتاق، در نظر گرفتن شرایط استفاده از آن نیز مهم است.
مفهوم هدایت حرارتی در عمل
هدایت حرارتی در مرحله طراحی ساختمان در نظر گرفته می شود. این امر توانایی مواد در حفظ گرما را در نظر می گیرد.به لطف انتخاب صحیح آنها، ساکنان داخل محل همیشه راحت خواهند بود. در حین کار، هزینه گرمایش به میزان قابل توجهی صرفه جویی می شود.
عایق در مرحله طراحی بهترین، اما نه تنها راه حل است. عایق کاری یک ساختمان از قبل به پایان رسیده با انجام کارهای داخلی یا خارجی دشوار نیست. ضخامت لایه عایق به مواد انتخابی بستگی دارد. برخی از آنها (به عنوان مثال، چوب، فوم بتن) در برخی موارد می توانند بدون لایه اضافی عایق حرارتی استفاده شوند. نکته اصلی این است که ضخامت آنها بیش از 50 سانتی متر است.
باید توجه ویژه ای به عایق کاری سقف، دهانه پنجره ها و درها، کف ها شود. بیشتر گرما از طریق این عناصر خارج می شود. از نظر بصری، این را می توان در عکس ابتدای مقاله مشاهده کرد.
مصالح ساختمانی و شاخص های آنها
برای ساخت ساختمان ها از مصالحی با ضریب هدایت حرارتی پایین استفاده می شود. محبوب ترین ها عبارتند از:
- بتن. هدایت حرارتی آن بین 1.29-1.52W/mK است. مقدار دقیق به قوام محلول بستگی دارد. این شاخص همچنین تحت تأثیر چگالی ماده منبع قرار می گیرد که 500-2500 کیلوگرم در متر مربع است. این ماده به صورت ملات برای پی، به صورت بلوک - برای ساخت دیوارها و پی ها استفاده می شود.
- بتن مسلح که مقدار هدایت حرارتی آن 1.68W/mK است. چگالی مواد به 2400-2500 کیلوگرم در متر می رسد3.
- چوبی که از قدیم الایام به عنوان مصالح ساختمانی استفاده می شده است. چگالی و هدایت حرارتی آن، بسته به سنگ، به ترتیب 150-2100 کیلوگرم بر متر3 و 0.2-0.23W/mK است.
یکی دیگر از مصالح ساختمانی محبوب آجر است. بسته به ترکیب، شاخص های زیر را دارد:
خشت (ساخته شده از خاک رس): 0.1-0.4 W/mK;
سرامیک (سوخته شده): 0.35-0.81W/mK;
سیلیکات (از ماسه با آهک): 0.82-0.88 W/mK
مواد بتن با افزودن سنگدانه های متخلخل
هدایت حرارتی مواد به شما امکان می دهد از دومی برای ساخت گاراژها، سوله ها، خانه های تابستانی، حمام ها و سایر سازه ها استفاده کنید. این گروه شامل:
- فوم بتن. تولید شده با افزودن مواد کف کننده، به همین دلیل با ساختار متخلخل با چگالی 500-1000 کیلوگرم بر متر 3 مشخص می شود. در عین حال، توانایی انتقال گرما با مقدار 0.1-0.37W/mK تعیین می شود.
بتن منبسط شده که عملکرد آن به نوع آن بستگی دارد. بلوک های جامد حفره و سوراخ ندارند. بلوک های توخالی با حفره هایی در داخل ساخته شده اند که دوام کمتری نسبت به گزینه اول دارند. در حالت دوم، هدایت حرارتی کمتر خواهد بود. اگر ارقام کلی را در نظر بگیریم، چگالی بتن رسی منبسط شده 500-1800 کیلوگرم بر متر مکعب است. نشانگر آن در محدوده 0.14-0.65W/mK است
بتن هوادهی که در داخل آن منافذ 1-3 ایجاد می شودمیلی متر این ساختار چگالی ماده را تعیین می‌کند (300-800 کیلوگرم بر متر 3). با توجه به این، ضریب به 0.1-0.3 W/mK می رسد.
نشانگرهای مواد عایق حرارتی
ضریب هدایت حرارتی مواد عایق حرارتی، محبوب ترین در زمان ما:
-
فوم
- ، دارای چگالی 15-50 کیلوگرم بر متر3، با هدایت حرارتی 0.031-0.033W/mK؛
پلی استایرن منبسط شده که چگالی آن مانند مواد قبلی است. اما در عین حال، ضریب انتقال حرارت در سطح 0.029-0.036W/mK است؛
پشم شیشه. با ضریب برابر با 0.038-0.045W/mK مشخص می شود؛
پشم سنگ 0.035-0.042W/mK
تابلو امتیاز
برای راحتی کار، معمولاً ضریب هدایت حرارتی مواد در جدول وارد می شود. علاوه بر خود ضریب، شاخص هایی مانند درجه رطوبت، چگالی و موارد دیگر را می توان در آن منعکس کرد. مواد با ضریب هدایت حرارتی بالا در جدول با شاخص های هدایت حرارتی کم ترکیب شده اند. نمونه ای از این جدول در زیر نشان داده شده است:
استفاده از رسانایی حرارتی مواد به شما امکان می دهد ساختمان مورد نظر را بسازید. نکته اصلی: انتخاب محصولی که تمام الزامات لازم را برآورده می کند. سپس ساختمان برای زندگی راحت خواهد بود. این یک ریزاقلیم مطلوب را حفظ خواهد کرد.
مواد عایق به درستی انتخاب شده استاتلاف گرما را کاهش می دهد، به همین دلیل دیگر نیازی به "گرم کردن خیابان" نخواهد بود. با تشکر از این، هزینه های مالی برای گرمایش به طور قابل توجهی کاهش می یابد. چنین پس انداز به زودی تمام پولی را که برای خرید عایق حرارتی خرج می شود برمی گرداند.
