Při průjezdu malými městy můžete často spatřit dodnes zachovalé památky socialistické éry: budovy venkovských klubů, paláce, staré obchody. Zchátralé budovy se vyznačují obrovskými okenními otvory s maximálně dvojitým zasklením, stěnami z železobetonových výrobků relativně malé tloušťky. Expandovaná hlína se používala jako ohřívač ve zdech, a to v malém množství. Tenké žebrované stropy také nepomáhaly udržovat budovu v teple.
Při výběru materiálů pro konstrukce se designéři dob SSSR jen málo zajímali o tepelnou vodivost. Průmysl vyráběl dostatek cihel a desek, spotřeba topného oleje na vytápění nebyla prakticky omezena. Všechno se změnilo během několika let. "Chytré" kombinované kotelny s vícetarifními měřícími zařízeními, termoplášťy, rekuperačními ventilačními systémy v moderníchstavba je již normou, nikoli kuriozitou. Nicméně cihla, i když absorbovala mnoho moderních vědeckých úspěchů, protože byla stavebním materiálem č. 1, zůstala.
Fenomén vedení tepla
Abyste pochopili, jak se materiály od sebe liší z hlediska tepelné vodivosti, stačí v chladném dni venku položit ruku střídavě na kov, cihlovou zeď, dřevo a nakonec na kus pěny. Vlastnosti materiálů pro přenos tepelné energie však nemusí být nutně špatné.
Tepelná vodivost cihel, betonu, dřeva je uvažována v souvislosti se schopností materiálů zadržovat teplo. Ale v některých případech musí být teplo naopak přenášeno. Týká se to například hrnců, pánví a dalšího nádobí. Dobrá tepelná vodivost zajišťuje, že energie je využita k zamýšlenému účelu – k ohřevu připravovaného jídla.
Jaká se měří tepelná vodivost jeho fyzikální podstaty
Co je teplo? Jedná se o pohyb molekul látky, chaotický v plynu nebo kapalině a vibrující v krystalových mřížkách pevných látek. Pokud se kovová tyč umístěná ve vakuu na jedné straně zahřeje, atomy kovu, které přijaly část energie, začnou vibrovat v hnízdech mřížky. Tato vibrace se bude přenášet z atomu na atom, díky čemuž se energie postupně rozloží rovnoměrně po celé hmotě. U některých materiálů, jako je měď, tento proces trvá několik sekund, zatímco u jiných bude trvat hodiny, než se teplo rovnoměrně „rozšíří“po celém objemu. Čím vyšší je teplotní rozdíl mezichladné a horké oblasti, tím rychlejší je přenos tepla. Mimochodem, proces se zrychlí se zvětšením kontaktní plochy.
Tepelná vodivost (x) se měří ve W/(m∙K). Ukazuje, kolik tepelné energie ve wattech se přenese přes jeden metr čtvereční s rozdílem teplot jeden stupeň.
Plná keramická cihla
Kamenné budovy jsou pevné a odolné. V kamenných hradech odolávaly posádky obležení, které někdy trvalo i roky. Stavby z kamene se nebojí ohně, kámen nepodléhá rozkladným procesům, kvůli kterým stáří některých staveb přesahuje tisíc let. Stavitelé se však nechtěli spoléhat na náhodný tvar dlažební kostky. A pak se na scéně dějin objevily keramické cihly z hlíny - nejstarší stavební materiál vytvořený lidskou rukou.
Tepelná vodivost keramických cihel není konstantní hodnota, v laboratorních podmínkách udává absolutně suchý materiál hodnotu 0,56 W / (m∙K). Reálné provozní podmínky jsou však daleko od laboratorních, existuje mnoho faktorů, které ovlivňují tepelnou vodivost stavebního materiálu:
- vlhkost: čím je materiál sušší, tím lépe udržuje teplo;
- tloušťka a složení cementových spár: cement lépe vede teplo, příliš silné spáry poslouží jako dodatečné mrazivé mosty;
- struktura samotné cihly: obsah písku, kvalita výpalu, přítomnost pórů.
V reálných podmínkách provozu se tepelná vodivost cihly bere v rozmezí 0,65 - 0,69 W / (m∙K). Každý rok však trh roste o dříve neznámé materiály se zlepšeným výkonem.
Porézní keramika
Relativně nový stavební materiál. Dutá cihla se od masivního protějšku liší nižší spotřebou materiálu při výrobě, nižší měrnou hmotností (v důsledku toho nižšími náklady na nakládku a vykládku a snadnou pokládkou) a nižší tepelnou vodivostí.
Nejhorší tepelná vodivost dutých cihel je důsledkem přítomnosti vzduchových kapes (tepelná vodivost vzduchu je zanedbatelná a průměrně 0,024 W/(m∙K)). V závislosti na značce cihly a kvalitě zpracování se indikátor pohybuje od 0,42 do 0,468 W / (m∙K). Musím říci, že kvůli přítomnosti vzduchových dutin cihla ztrácí svou pevnost, ale mnozí v soukromé výstavbě, kdy je pevnost důležitější než teplo, jednoduše vyplní všechny póry tekutým betonem.
Silikátová cihla
Výroba stavebního materiálu z pálené hlíny není tak snadná, jak by se na první pohled mohlo zdát. Hromadná výroba produkuje produkt s velmi pochybnými pevnostními charakteristikami a omezeným počtem cyklů zmrazování a rozmrazování. Výroba cihel, které vydrží povětrnostní podmínky po stovky let, není levná.
Jedním z řešení problému byl nový materiál vyrobený ze směsi písku a vápna v parní "lázni" s vlhkostí cca 100% a teplotou cca +200°C Tepelná vodivost silikátových cihel je velmi závislá na značce. Stejně jako keramika je porézní. Když stěna není nosičem a jejím úkolem je pouze co nejvíce udržet teplo, používá se štěrbinová cihla s koeficientem 0,4 W / (m∙K). Tepelná vodivost plné cihly je samozřejmě vyšší až do 1,3 W / (m∙K), ale její pevnost je o řád lepší.
Pórobeton a pěnobeton
S rozvojem technologie je možné vyrábět pěnové materiály. Ve vztahu k cihlám se jedná o plynosilikátový a pěnobeton. Silikátová směs nebo beton se napění, v této formě materiál ztvrdne a vytvoří jemně porézní strukturu tenkých příček.
Vzhledem k přítomnosti velkého počtu dutin je tepelná vodivost plynosilikátové cihly pouze 0,08 - 0,12 W / (m∙K).
Pěnobeton drží teplo o něco hůř: 0,15 - 0,21 W / (m∙K), ale stavby z něj jsou odolnější, je schopen unést 1,5x větší zátěž, než se dá "důvěřovat" plynový silikát.
Tepelná vodivost různých typů cihel
Jak již bylo zmíněno, tepelná vodivost cihly v reálných podmínkách je velmi odlišná od tabulkových hodnot. Níže uvedená tabulka ukazuje nejen hodnoty tepelné vodivosti pro různé typy tohoto stavebního materiálu, ale také konstrukce z nich vyrobené.
Snížení tepelné vodivosti
V současné době se ve stavebnictví málokdy svěřuje zachování tepla v budově jednomu druhu materiálu. snížittepelná vodivost cihly, která ji nasytí vzduchovými kapsami a udělá ji porézní, může být až do určité hranice. Vzdušný, příliš lehký porézní stavební materiál neunese ani svou vlastní váhu, natož jej použít k vytvoření vícepatrových konstrukcí.
K zateplení budov se nejčastěji používá kombinace stavebních materiálů. Úkolem jedněch je zajistit pevnost konstrukcí, jejich trvanlivost, jiné zaručují zachování tepla. Takové rozhodnutí je racionálnější, a to jak z hlediska stavební technologie, tak z hlediska ekonomiky. Příklad: použití pouze 5 cm pěny nebo pěnového plastu ve stěně poskytuje stejný efekt pro úsporu tepelné energie jako „extra“60 cm pěnového betonu nebo plynosilikátu.
