Braucot cauri mazpilsētām, bieži var redzēt joprojām saglabājušos sociālisma laikmeta pieminekļus: lauku klubu ēkas, pilis, vecos veikalus. Sabrukušajām ēkām raksturīgas milzīgas logu ailes ar maksimāli dubulto stiklojumu, sienas no salīdzinoši neliela biezuma dzelzsbetona izstrādājumiem. Keramzīts tika izmantots kā sildītājs sienās, turklāt nelielos daudzumos. Plānie rievotie plākšņu griesti arī nepalīdzēja uzturēt ēku siltu.
Izvēloties materiālus konstrukcijām, PSRS laika dizaineriem bija maza interese par siltumvadītspēju. Nozare saražoja pietiekami daudz ķieģeļu un plātņu, mazuta patēriņš apkurei praktiski nebija ierobežots. Viss mainījās dažu gadu laikā. "Viedās" kombinētās katlu mājas ar vairāku tarifu mērierīcēm, termopārklājumiem, rekuperatīvām ventilācijas sistēmām modernāsceltniecība jau ir norma, nevis kuriozs. Tomēr ķieģelis, lai gan tas ir absorbējis daudzus mūsdienu zinātnes sasniegumus, jo tas bija būvmateriāls Nr. 1, tāds tas ir palicis.
Siltuma vadīšanas fenomens
Lai saprastu, ar ko materiāli atšķiras viens no otra siltumvadītspējas ziņā, aukstā dienā ārā pietiek ar roku pārmaiņus likt uz metāla, ķieģeļu sienas, koka un, visbeidzot, gabala no putām. Tomēr materiālu īpašības siltumenerģijas pārvadīšanai ne vienmēr ir sliktas.
Ķieģeļu, betona, koka siltumvadītspēja tiek aplūkota kontekstā ar materiālu spēju aizturēt siltumu. Bet dažos gadījumos siltums, gluži pretēji, ir jānodod. Tas attiecas, piemēram, uz katliem, pannām un citiem piederumiem. Laba siltumvadītspēja nodrošina enerģijas izmantošanu paredzētajam mērķim – gatavojamā ēdiena uzsildīšanai.
Ar ko mēra tā fizikālās būtības siltumvadītspēju
Kas ir siltums? Tā ir vielas molekulu kustība, kas ir haotiska gāzē vai šķidrumā un vibrē cietvielu kristāliskajos režģos. Ja vakuumā ievietotu metāla stieni no vienas puses sakarsē, metāla atomi, saņēmuši daļu enerģijas, sāks vibrēt režģa ligzdās. Šī vibrācija tiks pārnesta no atoma uz atomu, kā rezultātā enerģija pakāpeniski sadalīsies vienmērīgi pa visu masu. Dažiem materiāliem, piemēram, vara, šis process aizņem sekundes, savukārt citiem paies stundas, līdz siltums vienmērīgi “izplatās” visā tilpumā. Jo lielāka temperatūras starpība starpaukstās un karstās vietās, jo ātrāka siltuma pārnese. Starp citu, process paātrināsies, palielinoties kontakta laukumam.
Siltumvadītspēja (x) tiek mērīta W/(m∙K). Tas parāda, cik daudz siltumenerģijas vatos tiks pārnestas caur vienu kvadrātmetru ar viena grāda temperatūras starpību.
Pilna keramikas ķieģelis
Akmens ēkas ir izturīgas un izturīgas. Mūra pilīs garnizoni izturēja aplenkumus, kas dažkārt ilga gadiem. Ēkas no akmens nebaidās no uguns, akmens nav pakļauts sabrukšanas procesiem, kuru dēļ dažu konstrukciju vecums pārsniedz tūkstoš gadus. Taču celtnieki nevēlējās būt atkarīgi no nejaušās bruģakmens formas. Un tad uz vēstures skatuves parādījās keramikas ķieģeļi no māla - vecākais cilvēka roku radītais būvmateriāls.
Keramisko ķieģeļu siltumvadītspēja nav nemainīga vērtība, laboratorijas apstākļos absolūti sauss materiāls dod vērtību 0,56 W / (m∙K). Tomēr reālie ekspluatācijas apstākļi ir tālu no laboratorijas apstākļiem, ir daudzi faktori, kas ietekmē būvmateriāla siltumvadītspēju:
- mitrums: jo sausāks materiāls, jo labāk tas saglabā siltumu;
- cementa šuvju biezums un sastāvs: cements labāk vada siltumu, pārāk biezas šuves kalpos kā papildu sasalšanas tilti;
- paša ķieģeļa struktūra: smilšu saturs, degšanas kvalitāte, poru klātbūtne.
Reālos darbības apstākļos ķieģeļa siltumvadītspēja tiek ņemta 0 robežās,65 - 0,69 W / (m∙K). Tomēr katru gadu tirgus pieaug ar iepriekš nezināmiem materiāliem ar uzlabotu veiktspēju.
Poraina keramika
Salīdzinoši jauns būvmateriāls. Dobs ķieģelis atšķiras no cietā līdzinieka ar mazāku materiālu patēriņu ražošanā, mazāku īpatnējo svaru (tā rezultātā zemākas izmaksas par iekraušanas un izkraušanas darbībām un vieglu ieklāšanu) un zemāku siltumvadītspēju.
Dobu ķieģeļu sliktākā siltumvadītspēja ir gaisa kabatu klātbūtnes sekas (gaisa siltumvadītspēja ir niecīga un vidēji ir 0,024 W/(m∙K)). Atkarībā no ķieģeļu markas un apstrādes kvalitātes indikators svārstās no 0,42 līdz 0,468 W / (m∙K). Jāsaka, ka gaisa dobumu dēļ ķieģelis zaudē spēku, bet daudzi privātajā būvniecībā, kad spēks ir svarīgāks par siltumu, vienkārši piepilda visas poras ar šķidro betonu.
Silikāta ķieģelis
Cepta māla celtniecības materiāls nav tik vienkārši izgatavojams, kā varētu šķist no pirmā acu uzmetiena. Masveida ražošanā tiek ražots produkts ar ļoti apšaubāmām stiprības īpašībām un ierobežotu sasaldēšanas-atkausēšanas ciklu skaitu. Izgatavot ķieģeļus, kas iztur laikapstākļus simtiem gadu, nav lēti.
Viens no problēmas risinājumiem bija jauns materiāls, kas izgatavots no smilšu un kaļķu maisījuma tvaika "vannā" ar mitrumu aptuveni 100% un temperatūru aptuveni +200°C Silikāta ķieģeļu siltumvadītspēja ir ļoti atkarīga no zīmola. Tas, tāpat kā keramika, ir porains. Ja siena nav nesējs un tās uzdevums ir tikai pēc iespējas vairāk saglabāt siltumu, tiek izmantots rievots ķieģelis ar koeficientu 0,4 W / (m∙K). Cietu ķieģeļu siltumvadītspēja, protams, ir augstāka līdz 1,3 W / (m∙K), taču tā izturība ir par vienu pakāpi labāka.
Gāzsilikāts un putu betons
Attīstoties tehnoloģijām, ir kļuvis iespējams ražot putu materiālus. Attiecībā uz ķieģeļiem tie ir gāzes silikāts un putu betons. Silikātu maisījums jeb betons tiek putots, tādā veidā materiāls sacietē, veidojot smalki porainu plānu starpsienu struktūru.
Tā kā ir liels skaits tukšumu, gāzes silikāta ķieģeļa siltumvadītspēja ir tikai 0,08 - 0,12 W / (m∙K).
Putu betons siltumu notur nedaudz sliktāk: 0,15 - 0,21 W / (m∙K), bet no tā izgatavotās ēkas ir izturīgākas, tas spēj izturēt 1,5 reizes lielāku slodzi, nekā var "uzticēties" gāzes silikāts.
Dažādu veidu ķieģeļu siltumvadītspēja
Kā jau minēts, ķieģeļa siltumvadītspēja reālos apstākļos ļoti atšķiras no tabulā norādītajām vērtībām. Zemāk esošajā tabulā parādītas ne tikai siltumvadītspējas vērtības dažādiem šī būvmateriāla veidiem, bet arī no tiem izgatavotajām konstrukcijām.
Siltumvadītspējas samazināšanās
Šobrīd būvniecībā siltuma saglabāšana ēkā reti tiek uzticēta viena veida materiālam. samazinātķieģeļa siltumvadītspēja, piesātinot to ar gaisa kabatām, padarot to porainu, var būt līdz noteiktai robežai. Gaisīgs, pārāk viegls porains būvmateriāls nevar izturēt pat savu svaru, nemaz nerunājot par tā izmantošanu daudzstāvu konstrukciju veidošanai.
Visbiežāk ēku siltināšanai tiek izmantota būvmateriālu kombinācija. Vienu uzdevums ir nodrošināt konstrukciju izturību, to izturību, bet citu – siltuma saglabāšanu. Šāds lēmums ir racionālāks, gan no būvniecības tehnoloģijas, gan no ekonomikas viedokļa. Piemērs: izmantojot tikai 5 cm putuplasta vai putuplasta sienā, tiek panākts tāds pats siltumenerģijas taupīšanas efekts kā “papildus” 60 cm putu betona vai gāzes silikāta.
