Conducibilità termica e capacità termica dei mattoni

La conduttività termica e la capacità termica dei mattoni sono parametri importanti che consentono di determinare la scelta del materiale per la costruzione di edifici residenziali, mantenendo il livello di calore richiesto in essi. Indicatori specifici sono calcolati e riportati in apposite tabelle.

La conducibilità termica è il processo che avviene all'interno di un materiale durante il trasferimento di energia termica tra particelle o molecole. In questo caso, la parte più fredda riceve calore da quella più calda. Perdite di energia ed emissioni di calore si verificano nei materiali non solo a causa del processo di trasferimento del calore, ma anche durante l'irraggiamento. Dipende dalla struttura della sostanza.

Ogni componente dell'edificio ha un certo indice di conducibilità termica, ottenuto empiricamente in laboratorio. Il processo di propagazione del calore non è uniforme, quindi appare come una curva sul grafico. La conducibilità termica è una grandezza fisica tradizionalmente caratterizzata da un coefficiente. Se guardi la tabella, puoi facilmente notare la dipendenza dell'indicatore dalle condizioni operative di questo materiale. I libri di riferimento estesi contengono fino a diverse centinaia di tipi di coefficienti che determinano le proprietà dei materiali da costruzione di varie strutture.

A titolo indicativo, nella scelta, nella tabella sono indicate tre condizioni: usuale - per un clima temperato e umidità media nella stanza, lo stato "secco" del materiale e "bagnato" - cioè funzionamento in condizioni di un aumento della quantità di umidità nell'atmosfera. È facile vedere che per la maggior parte dei materiali, il coefficiente aumenta con l'aumentare dell'umidità ambientale. Lo stato "secco" è determinato a temperature comprese tra 20 e 50 gradi sopra lo zero e la normale pressione atmosferica.

Se la sostanza viene utilizzata come isolante termico, gli indicatori vengono scelti con particolare attenzione. Le strutture porose trattengono meglio il calore, mentre i materiali più densi lo rilasciano di più nell'ambiente. Pertanto, i riscaldatori tradizionali hanno i coefficienti di conducibilità termica più bassi.

Il mattone, prodotto oggi in molti tipi, è utilizzato ovunque nell'edilizia. Non un singolo oggetto - un grande edificio industriale, un condominio residenziale o una piccola casa privata - è costruito senza fondamenta in mattoni. La costruzione di cottage, popolare e relativamente economica, si basa esclusivamente sulla muratura. Il mattone è stato a lungo il principale materiale da costruzione.

Ciò è accaduto a causa delle sue proprietà universali:

• affidabilità e durata;
• forza;
• compatibilità ambientale;
• ottime caratteristiche di isolamento acustico e acustico.

Si distinguono i seguenti tipi di mattoni.

• Rosso. È fatto da argilla cotta e additivi. Differisce in affidabilità, durata e resistenza al gelo. Adatto per la costruzione di muri e fondamenta. Solitamente posizionato in una o due file. La conduttività termica dipende dalla presenza di lacune nel prodotto.

• Clinker. Il mattone da rivestimento più resistente e denso.Grazie alla sua alta densità, un materiale per fornace solido, solido e affidabile ha anche il coefficiente di conduttività termica più significativo. E quindi non ha senso usarlo per le pareti: farà freddo in casa, sarà necessario un isolamento significativo delle pareti. Ma i mattoni di clinker sono indispensabili nella costruzione di strade e nella posa di pavimenti in edifici industriali.

• Silicato. Un materiale economico costituito da una miscela di calce e sabbia, i prodotti sono spesso combinati in blocchi per migliorare le prestazioni. Nella costruzione di edifici viene utilizzato non solo il solido, ma anche il silicato con vuoti. Gli indicatori di durata del blocco di sabbia sono nella media e la conduttività termica dipende dalle dimensioni della connessione, ma rimane comunque abbastanza alta, quindi la casa richiederà un isolamento aggiuntivo.

• Ceramica. Materiale moderno e bello prodotto in una vasta gamma. Se parliamo di conduttività termica, è significativamente inferiore a quella del normale mattone rosso.

C'è una mattonella di ceramica solida, refrattaria e fessurata, con vuoti. Il coefficiente di conducibilità termica dipende dal peso del mattone, dal tipo e dal numero di crepe in esso. Le ceramiche calde sono belle all'esterno e hanno molti spazi vuoti all'interno, che le rendono molto calde e quindi ideali per la costruzione. Se il prodotto ceramico ha anche dei pori che riducono il peso, il mattone è detto poroso.

Gli svantaggi di un tale mattone includono il fatto che le singole unità sono piccole e fragili. Pertanto, le ceramiche calde non sono adatte a tutti i design. Inoltre, è un materiale costoso.

Per quanto riguarda la ceramica refrattaria, questo è il cosiddetto mattone refrattario - un blocco di argilla bruciata con un'elevata conduttività termica, quasi la stessa di un normale materiale solido. Allo stesso tempo, la resistenza al fuoco è una proprietà preziosa che viene sempre presa in considerazione durante la costruzione.

I caminetti sono costruiti con tali mattoni "stufa", ha un aspetto estetico, trattiene il calore in casa grazie alla sua elevata conduttività termica, resistente al gelo, non si presta ad acidi e alcali.

Il calore specifico è l'energia consumata per riscaldare un chilogrammo di materiale di un grado. Questo indicatore è necessario per determinare la resistenza al calore delle pareti di un edificio, soprattutto alle basse temperature.

Tra i materiali che possono competere con i mattoni, ci sono sia naturali che tradizionali - legno e cemento, sia sintetici moderni - penoplex e cemento cellulare.

Gli edifici in legno sono stati a lungo costruiti nel nord e in altre regioni con basse temperature invernali, e questo non è un caso. La capacità termica specifica del legno è molto inferiore a quella dei mattoni. Le case in questa zona sono costruite in massello di quercia, conifere e viene utilizzato anche il truciolato.

Se il legno viene tagliato attraverso le fibre, la conduttività termica del materiale non supera 0,25 W / M * K. Il truciolato ha anche un indicatore basso - 0,15. E il coefficiente più ottimale per la costruzione è il legno tagliato lungo le fibre - non più di 0,11. Ovviamente, nelle case realizzate con tale legno, si ottiene un'eccellente ritenzione del calore.

La tabella mostra chiaramente la diffusione del valore della conducibilità termica di un mattone (espresso in W/M*K):

• clinker - fino a 0,9;
• silicato - fino a 0,8 (con vuoti e crepe - 0,5-0,65);
• ceramica - da 0,45 a 0,75;
• ceramica a fessura - 0,3-0,4;
• poroso - 0,22;
• ceramiche calde e blocchi - 0,12-0,2.

Allo stesso tempo, solo la ceramica calda e i mattoni porosi, che sono anche costosi e fragili, possono discutere con il legno in termini di livello di conservazione del calore in casa. Tuttavia, la muratura viene utilizzata più spesso nella costruzione di pareti e non solo a causa dell'alto costo del legno massello. Le pareti in legno hanno paura delle precipitazioni atmosferiche, svaniscono al sole. Non gli piace il legno e le influenze chimiche, inoltre, il legno può marcire e seccarsi, formandosi su di esso. Pertanto, questo materiale richiede una lavorazione speciale prima della costruzione.

Come per altri materiali moderni, il blocco di schiuma e il calcestruzzo aerato vengono solitamente scelti per il confronto con il mattone. I blocchi di schiuma sono calcestruzzo con pori, che include acqua e cemento, un composto schiumogeno e indurenti, nonché plastificanti e altri componenti. Il composito non assorbe l'umidità, è altamente resistente al gelo e trattiene il calore. Viene utilizzato nella costruzione di edifici privati ​​bassi (due o tre piani). La conduttività termica è 0,2-0,3 W / M * K.

Il calcestruzzo aerato è un composto molto forte di una struttura simile. Contengono fino all'80% di pori fornendo un eccellente isolamento termico e acustico. Il materiale è ecologico e comodo da usare, oltre che economico. Le proprietà di isolamento termico del calcestruzzo aerato sono 5 volte superiori a quelle del mattone rosso e 8 volte superiori a quelle del silicato (la conduttività termica non supera 0,15).

Tuttavia, le strutture del blocco del gas hanno paura dell'acqua. Inoltre, in termini di densità e durata, sono inferiori al mattone rosso. Uno dei materiali da costruzione richiesti sul mercato è chiamato polistirene espanso estruso o penoplex. Si tratta di lastre progettate per l'isolamento termico. Il materiale è ignifugo, non assorbe l'umidità e non marcisce.

Secondo gli esperti, questo composito resiste al confronto con il mattone solo in termini di conduttività termica. L'isolamento ha un indicatore pari a 0,037-0,038. Penoplex non è abbastanza denso, non ha la capacità portante richiesta. Pertanto, è meglio combinarlo con un mattone quando si erigono muri, mentre una muratura di mattoni forati e mezzo integrati con penoplex ti consentirà di rispettare i codici di costruzione per l'isolamento termico di un'abitazione. Penoplex viene utilizzato anche per le fondamenta di case e zone cieche.

La resistenza al gelo è determinata dai cicli di congelamento e scongelamento. Questo parametro è importante quando si sceglie il tipo di mattone per la posa di pareti portanti. Il marchio dipende dal numero di cicli ed è indicato sui prodotti. Il rivestimento e i mattoni rossi hanno la più alta resistenza al gelo, che può resistere a temperature fino a -50 gradi Celsius e inferiori. Se usi mattoni di arenaria calcarea, le sue proprietà sono peggiori, quindi la muratura dovrà essere eseguita in due strati. Anche il silicato non è adatto per la costruzione di fondamenta.

In cattive condizioni invernali, il calore della casa viene trattenuto dalla caldaia di riscaldamento dell'impianto di riscaldamento. Ma per prevenire la dissipazione del calore, sono necessarie pareti, pavimenti e soffitti del materiale appropriato che mantenga bene la temperatura impostata. Il tipo di muratura gioca un ruolo importante durante la costruzione. Il materiale deve essere scelto tenendo conto di tutti i parametri e delle condizioni meteorologiche.

Nel prossimo video troverai una panoramica della conduttività termica dei mattoni SB 8.