ค่าการนำความร้อนของคอนกรีต: ลักษณะเฉพาะ ค่าสัมประสิทธิ์ และตาราง

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-17 19:10

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของคอนกรีตก็คือการนำความร้อนของคอนกรีต ตัวบ่งชี้นี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากสำหรับวัสดุประเภทต่างๆ ค่าการนำความร้อนของคอนกรีตขึ้นอยู่กับชนิดของสารตัวเติมที่ใช้เป็นหลัก วัสดุยิ่งเบา ยิ่งกันความเย็นได้ดี

ค่าการนำความร้อนคืออะไร: คำจำกัดความ

สามารถใช้วัสดุต่างๆ ในการก่อสร้างอาคารและโครงสร้างได้ อาคารที่อยู่อาศัยและอุตสาหกรรมในสภาพอากาศของรัสเซียมักเป็นฉนวน นั่นคือในระหว่างการก่อสร้างมีการใช้ฉนวนพิเศษซึ่งมีจุดประสงค์หลักเพื่อรักษาอุณหภูมิที่สะดวกสบายภายในห้อง เมื่อคำนวณปริมาณขนแร่หรือโฟมโพลีสไตรีนที่ต้องการ ค่าการนำความร้อนของวัสดุฐานที่ใช้สำหรับการก่อสร้างโครงสร้างที่ปิดล้อมจะถูกนำมาพิจารณาด้วย

บ่อยครั้งมากที่อาคารและโครงสร้างในประเทศของเราสร้างจากคอนกรีตประเภทต่างๆ อิฐและไม้ยังใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ ที่จริงแล้ว ค่าการนำความร้อนคือความสามารถของสารในการถ่ายโอนพลังงานตามความหนาเนื่องจากการเคลื่อนที่ของโมเลกุล ไปกระบวนการที่คล้ายกันสามารถทำได้ทั้งในส่วนที่เป็นของแข็งของวัสดุและในรูพรุน ในกรณีแรกเรียกว่า conduction ในครั้งที่สอง - การพาความร้อน การระบายความร้อนของวัสดุทำได้เร็วกว่ามากในส่วนที่เป็นของแข็ง อากาศเติมรูขุมขนดักจับความร้อนได้ดีกว่าแน่นอน

อะไรเป็นตัวกำหนดอินดิเคเตอร์

สรุปจากข้างบนได้ดังนี้ ค่าการนำความร้อนของคอนกรีต ไม้ และอิฐ เช่นเดียวกับวัสดุอื่นๆ ขึ้นอยู่กับวัสดุเหล่านี้:

• ความหนาแน่น;
• รูพรุน;
• ความชื้น

ด้วยความหนาแน่นของคอนกรีตที่เพิ่มขึ้น ระดับการนำความร้อนของคอนกรีตก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ยิ่งมีรูพรุนในวัสดุมากเท่าไรก็ยิ่งเป็นฉนวนกันความเย็นได้ดีเท่านั้น

ประเภทคอนกรีต

ในการก่อสร้างสมัยใหม่ สามารถใช้วัสดุนี้ได้หลายประเภท อย่างไรก็ตาม คอนกรีตทั้งหมดที่มีอยู่ในตลาดสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่:

• หนัก;
• ฟองน้อยหรือฟิลเลอร์มีรูพรุน

ค่าการนำความร้อนของคอนกรีตหนัก: ตัวชี้วัด

วัสดุดังกล่าวยังแบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก คอนกรีตที่ใช้ในการก่อสร้าง:

• หนัก;
• หนักเป็นพิเศษ

ในการผลิตวัสดุประเภทที่ 2 จะใช้สารตัวเติม เช่น เศษโลหะ เฮมาไทต์ แมกนีไทต์ แบไรท์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งคอนกรีตหนักมักใช้ในการก่อสร้างอาคารที่มีวัตถุประสงค์หลักในการป้องกันรังสีเท่านั้น กลุ่มนี้รวมวัสดุที่มีความหนาแน่นตั้งแต่ 2,500 กก./ม.3.

คอนกรีตหนักทั่วไปผลิตขึ้นโดยใช้วัสดุประเภทเช่นหินแกรนิต ไดเบส หรือหินปูน ที่ทำขึ้นจากหินบด ในการก่อสร้างอาคารและโครงสร้าง ใช้วัสดุที่คล้ายกันที่มีความหนาแน่น 1600-2500 กก./ม.3.

ค่าการนำความร้อนของคอนกรีตในกรณีนี้คืออะไร? ตารางด้านล่างแสดงประสิทธิภาพของวัสดุหนักประเภทต่างๆ

การนำความร้อนของคอนกรีตหนัก

ประเภทคอนกรีต	หนักมาก	หนักสำหรับโครงสร้าง RC	บนพื้นทราย
การนำความร้อน W/(m°C)	1, 28-1, 74	ที่ความหนาแน่น 2500kg/m3 - 1.7	ที่ความหนาแน่น 1800-2500 กก./ลบ.ม. - 0.7

การนำความร้อนของคอนกรีตเซลลูลาร์น้ำหนักเบา

วัสดุนี้ยังแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก การก่อสร้างมักจะใช้คอนกรีตที่มีรูพรุนเป็นหลัก ในขณะที่หลังใช้ดินเหนียว, ปอย, ตะกรัน, หินภูเขาไฟ ในกลุ่มที่สองของคอนกรีตมวลเบาจะใช้สารตัวเติมปกติ แต่ในขั้นตอนการนวดนั้นโฟมวัสดุดังกล่าว ส่งผลให้หลังจากสุกแล้วยังมีรูขุมขนอยู่มาก

ค่าการนำความร้อนของคอนกรีตมวลเบาต่ำมาก แต่ในขณะเดียวกันในแง่ของลักษณะความแข็งแรง วัสดุดังกล่าวด้อยกว่าวัสดุที่มีน้ำหนักมาก คอนกรีตมวลเบามักใช้ในการก่อสร้างที่อยู่อาศัยประเภทต่างๆและสิ่งก่อสร้างที่ไม่รับภาระหนัก

คอนกรีตมวลเบาไม่เพียงจำแนกตามวิธีการผลิตเท่านั้น แต่ยังจำแนกตามวัตถุประสงค์ด้วย ในเรื่องนี้มีวัสดุ:

• กันความร้อน (มีความหนาแน่นสูงถึง 800 กก./ลบ.ม.);
• โครงสร้างและกันความร้อน (สูงถึง 1400 กก./ลบ.ม.);
• โครงสร้าง (สูงสุด 1800 กก./ลบ.ม.)

ค่าการนำความร้อนของคอนกรีตมวลเบาเซลล์ชนิดต่างๆ แสดงในตาราง

คอนกรีตมวลเบา: ตัวชี้วัดการนำความร้อน

ประเภทคอนกรีต	กันความร้อน	โครงสร้างและฉนวนกันความร้อน	ก่อสร้าง
ค่าการนำความร้อนสูงสุดที่อนุญาต W/(m°C)	0, 29	0, 64	ไม่ได้มาตรฐาน

วัสดุกันความร้อน

คอนกรีตบล็อกดังกล่าวมักจะใช้สำหรับการบุผนังที่ประกอบจากอิฐหรือเทจากปูนซีเมนต์ ดังที่เห็นจากตาราง ค่าการนำความร้อนของคอนกรีตในกลุ่มนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในช่วงที่ค่อนข้างใหญ่

การนำความร้อนของคอนกรีตที่เบาที่สุด

วัสดุ	คอนกรีตมวลเบา	คอนกรีตขยายตัว
การนำความร้อน W/(m°C)	0, 12-0, 14	0, 23-0, 4

คอนกรีตชนิดนี้นิยมใช้มากที่สุดเป็นวัสดุฉนวน แต่บางครั้งก็มีการสร้างซองอาคารที่ไม่สำคัญหลายชนิดออกมา

วัสดุโครงสร้าง ฉนวนกันความร้อน และโครงสร้าง

จากกลุ่มนี้ คอนกรีตโฟม คอนกรีตตะกรัน-หินภูเขาไฟ คอนกรีตตะกรัน มักใช้ในการก่อสร้าง คอนกรีตดินเหนียวบางชนิดที่มีความหนาแน่นมากกว่า 0.29 W / (m ° C) สามารถนำมาประกอบกับความหลากหลายนี้ได้เช่นกัน

คอนกรีตโครงสร้าง: การนำความร้อน

วัสดุ	คอนกรีตมวลเบา	คอนกรีตหินภูเขาไฟ	ตะกรันคอนกรีต
การนำความร้อน	0.3W/(m°C)	สูงถึง 0.63 W/(m°C)	0.6W/(m°C)

มักใช้คอนกรีตที่มีค่าการนำความร้อนต่ำเป็นวัสดุก่อสร้างโดยตรง แต่บางครั้งก็ใช้เป็นฉนวนไม่ให้ความเย็นผ่าน

ค่าการนำความร้อนขึ้นอยู่กับความชื้นอย่างไร

ทุกคนรู้ดีว่าวัสดุแห้งเกือบทุกชนิดกันความเย็นได้ดีกว่าเปียกมาก สาเหตุหลักมาจากค่าการนำความร้อนของน้ำในระดับต่ำมาก พวกมันปกป้องผนังคอนกรีต พื้นและเพดานจากอุณหภูมิภายนอกอาคารต่ำ ดังที่เราพบ สาเหตุหลักมาจากการปรากฏตัวของรูพรุนที่เติมอากาศในวัสดุ เมื่อเปียกน้ำจะถูกแทนที่ด้วยน้ำ ส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของคอนกรีตเพิ่มขึ้นอย่างมาก หน้าหนาวติดรูน้ำวัสดุค้าง ผลลัพธ์คือคุณสมบัติการกักเก็บความร้อนของผนัง พื้น และเพดานลดลงอีก

ระดับการซึมผ่านของความชื้นของคอนกรีตประเภทต่างๆ อาจแตกต่างกันไป ตามตัวบ่งชี้นี้ วัสดุแบ่งออกเป็นหลายเกรด

การซึมผ่านของความชื้นของคอนกรีต

เกรดคอนกรีต	W4	W6	W8	W10-W14	W16-W20
อัตราส่วนน้ำ-ซีเมนต์ (ไม่มีแล้ว)	0, 6	0, 55	0, 45	0, 35	0, 30

ไม้เป็นฉนวน

คอนกรีตทั้งแบบ "เย็น" ทั้งแบบเย็นและแบบเบา ซึ่งแน่นอนว่าค่าการนำความร้อนต่ำนั้นเป็นวัสดุก่อสร้างประเภทที่ได้รับความนิยมและเป็นที่ต้องการอย่างมาก ไม่ว่าในกรณีใด ฐานรากของอาคารและโครงสร้างส่วนใหญ่สร้างจากปูนซีเมนต์ผสมกับหินบดหรือเศษหินหรืออิฐ

คอนกรีตผสมเสร็จหรือบล็อกที่ใช้ทำซองอาคาร แต่บ่อยครั้งที่วัสดุอื่นๆ ถูกนำมาใช้ประกอบพื้น เพดาน และผนัง เช่น ไม้ คานและกระดานต่างกันแน่นอน มีความแข็งแรงน้อยกว่าคอนกรีตมาก อย่างไรก็ตามระดับการนำความร้อนของไม้นั้นต่ำกว่ามาก สำหรับรูปธรรม ตัวบ่งชี้นี้ดังที่เราพบคือ 0.12-1.74 W / (m ° C) ในต้นไม้ ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนขึ้นอยู่กับ ซึ่งรวมถึงรวมทั้งและจากสายพันธุ์นี้โดยเฉพาะ

การนำความร้อนของไม้ประเภทต่างๆ

ประเภทไม้	ต้นสน	ต้นไม้ดอกเหลืองเฟอร์	โก้	ป็อปลาร์ โอ๊ค เมเปิ้ล
การนำความร้อน W/(m°C)	0, 1	0, 15	0, 11	0, 17-0, 2

ในสายพันธุ์อื่นๆ ตัวเลขนี้อาจจะแตกต่างออกไป เป็นที่เชื่อกันว่าค่าการนำความร้อนเฉลี่ยของไม้ตลอดเส้นใยคือ 0.14 W / (m ° C) วิธีที่ดีที่สุดเพื่อป้องกันพื้นที่จากความหนาวเย็นคือต้นซีดาร์ ค่าการนำความร้อนเพียง 0.095 W/(m C)

อิฐเป็นฉนวน

ถัดไป เปรียบเทียบ พิจารณาคุณลักษณะในแง่ของการนำความร้อนและวัสดุก่อสร้างยอดนิยมนี้ ในแง่ของคุณสมบัติด้านความแข็งแรง อิฐไม่เพียงแต่ไม่ด้อยกว่าคอนกรีตเท่านั้น แต่มักจะเหนือกว่าอิฐด้วย เช่นเดียวกับความหนาแน่นของหินก่อสร้างนี้ อิฐทั้งหมดที่ใช้ในปัจจุบันในการก่อสร้างอาคารและโครงสร้างแบ่งออกเป็นเซรามิกส์และซิลิเกต

หินทั้งสองชนิดนี้สามารถเป็น:

• อ้วน;
• ด้วยความว่างเปล่า;
• slotted.

แน่นอนว่าอิฐแข็งเก็บความร้อนได้แย่กว่าแบบกลวงและแบบมีร่อง

การนำความร้อนของอิฐ

อิฐ	ซิลิเกตทั้งตัว/เซรามิก	ซิลิเกต/เซรามิกแบบมีช่องว่าง	ร่องซิลิเกต/เซรามิก
การนำความร้อน W/(m°C)	0, 7-0, 8/0, 5-0, 8	0, 66 /0, 57	0, 4/0, 34-0, 43

ค่าการนำความร้อนของคอนกรีตและอิฐจึงใกล้เคียงกัน ทั้งหินซิลิเกตและเซรามิกป้องกันห้องจากความหนาวเย็นค่อนข้างอ่อน ดังนั้นบ้านที่สร้างจากวัสดุดังกล่าวควรหุ้มฉนวนเพิ่มเติม ในฐานะที่เป็นฉนวนเมื่อหุ้มผนังอิฐเช่นเดียวกับที่เทจากคอนกรีตหนักธรรมดามักใช้โพลีสไตรีนที่ขยายตัวหรือขนแร่ คุณสามารถใช้บล็อคที่มีรูพรุนเพื่อการนี้ได้

วิธีคำนวณค่าการนำความร้อน

ตัวบ่งชี้นี้กำหนดขึ้นสำหรับวัสดุต่างๆ รวมทั้งคอนกรีต ตามสูตรพิเศษ โดยรวมแล้วสามารถใช้ได้สองวิธี ค่าการนำความร้อนของคอนกรีตถูกกำหนดโดยสูตรของ Kaufman หน้าตาเป็นแบบนี้:

0.0935x(m) 0.5x2.28m + 0.025 โดยที่ m คือมวลของสารละลาย

สำหรับสารละลายเปียก (มากกว่า 3%) ใช้สูตร Nekrasov: (0.196 + 0.22 m2) 0.5 - 0.14.

คอนกรีตขยายตัวที่มีความหนาแน่น 1,000 กก./ลบ.ม. มีมวล 1 กก. ตัวอย่างเช่นตาม Kaufman ในกรณีนี้จะได้ค่าสัมประสิทธิ์ 0.238 ค่าการนำความร้อนของคอนกรีตถูกกำหนดที่อุณหภูมิผสม +25 C สำหรับวัสดุที่เย็นและร้อนตัวเลขอาจแตกต่างกันเล็กน้อย