寒い季節に民家を暖房するための最適な微気候の作成と熱エネルギーの消費は、この建物が建てられた建築材料の断熱特性に大きく依存します。 これらの特性の1つは、熱容量です。 民家を建設するための建築材料を選択する際には、この値を考慮に入れる必要があります。 したがって、いくつかの建築材料の熱容量はさらに考慮されます。
熱容量の定義と式
各物質は、ある程度まで、吸収、貯蔵、保持することができます 熱エネルギー。 このプロセスを説明するために、熱容量の概念が導入されています。これは、周囲の空気が加熱されたときに熱エネルギーを吸収する材料の特性です。
質量mの材料を温度t初期から温度t最終まで加熱するには、質量と温度差ΔT（t最終-t初期）に比例する一定量の熱エネルギーQを消費する必要があります。 したがって、熱容量の式は次のようになります。Q \ u003d c * m *ΔTここで、cは熱容量係数（特定の値）です。 これは、次の式で計算できます。c \ u003d Q /（m *ΔT）（kcal /（kg *°C））。
物質の質量が1kg、ΔТ= 1°Cであると条件付きで仮定すると、c = Q（kcal）が得られます。 これは、比熱容量が1kgの材料を1°C加熱するのに費やされる熱エネルギーの量に等しいことを意味します。
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実際の熱容量の使用
耐熱構造物の施工には、熱容量の高い建材を使用しています。これは、人々が恒久的に住んでいる民家にとって非常に重要です。 事実、このような構造により、熱を蓄える（蓄積する）ことができるため、家の中で快適な温度が長期間維持されます。 初めに ヒータ空気と壁を加熱し、その後壁自体が空気を暖めます。 これにより、暖房費を節約し、滞在をより快適にすることができます。 人々が定期的に（たとえば週末に）住んでいる家の場合、建築材料の大きな熱容量は逆の効果をもたらします：そのような建物は急速に加熱するのが非常に困難になります。
建築材料の熱容量の値は、SNiPII-3-79に記載されています。 以下は、主要な建築材料とそれらの比熱容量の値\ u200b\u200bの表です。
表1
レンガは熱容量が大きいので、家を建てたり、ストーブを建てたりするのに最適です。
熱容量と言えば、注意が必要です。 加熱炉熱容量の値が非常に高いため、レンガから構築することをお勧めします。 これにより、オーブンを一種の蓄熱器として使用できます。 暖房システム（特に給湯システム）の蓄熱器は、毎年ますます使用されています。 このような装置は、固形燃料ボイラーの集中火室で一度十分に加熱するだけで十分であり、その後、1日以上家を加熱するので便利です。 これにより、予算を大幅に節約できます。
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建材の熱容量
一致する民家の壁はどうあるべきか 建築基準法？ この質問への答えにはいくつかのニュアンスがあります。 それらに対処するために、最も人気のある2つの建築材料であるコンクリートと木材の熱容量の例を示します。 値は0.84kJ/（kg *°C）で、ツリーは-2.3 kJ /（kg *°C）です。
一見すると、木材はコンクリートよりも熱を消費する材料であると思われるかもしれません。 木材にはコンクリートのほぼ3倍の熱エネルギーが含まれているため、これは真実です。 1 kgの木材を加熱するには、2.3 kJの熱エネルギーを消費する必要がありますが、冷却すると2.3kJも宇宙に放出されます。 同時に、1 kgのコンクリート構造物が蓄積できるため、0.84kJしか放出されません。
しかし、結論を急がないでください。 たとえば、厚さ30cmのコンクリートと木製の壁の1m 2の熱容量を調べる必要があります。これを行うには、最初にそのような構造物の重量を計算する必要があります。 これの1平方メートル コンクリートの壁重量：2300 kg / m 3 * 0.3 m 3 \ u003d690kg。 木製の壁の1m2の重量は次のようになります：500 kg / m 3 * 0.3 m 3 \ u003d150kg。
- コンクリート壁の場合：0.84 * 690 * 22 = 12751 kJ;
- 木造構造の場合：2.3 * 150 * 22 =7590kJ。
得られた結果から、1m3の木材はコンクリートの約2分の1の熱を蓄積すると結論付けることができます。 コンクリートと木材の熱容量の中間材料は れんが造りの壁、同じ条件下での単位体積には、9199kJの熱エネルギーが含まれます。 同時に、建築材料としての曝気コンクリートには3326 kJしか含まれず、これは木材よりもはるかに少なくなります。 ただし、実際には、通気コンクリートを複数の列に配置できる場合、木造構造の厚さは15〜20 cmになる可能性があり、壁の比熱が大幅に増加します。
| 名前 | cp良い kJ /（kg°С） | 名前 | cp良い kJ /（kg°С） |
|---|---|---|---|
| アセトン | 2,22 | 鉱油 | 1,67…2,01 |
| ガソリン | 2,09 | 潤滑油 | 1,67 |
| ベンゼン（10°C） | 1,42 | 塩化メチレン | 1,13 |
| （40С） | 1,77 | 塩化メチル | 1,59 |
| 水はきれいです（0°С） | 4,218 | 海水（18°C） | |
| （10°С） | 4,192 | 0.5％塩 | 4,10 |
| （20°С） | 4,182 | 3％塩 | 3,93 |
| （40°С） | 4,178 | 6％塩 | 3,78 |
| （60°С） | 4,184 | 油 | 0,88 |
| （80°C） | 4,196 | ニトロベンゼン | 1,47 |
| （100°C） | 4,216 | 液体パラフィン | 2,13 |
| グリセロール | 2,43 | （-10°С） | |
| タール | 2,09 | 20％塩 | 3,06 |
| コールタール | 2,09 | 30％塩 | 2,64…2,72 |
| ジフェニル | 2,13 | 水星 | 0,138 |
| Dovterm | 1,55 | テレビン油 | 1,80 |
| 灯油世帯 | 1,88 | メチルアルコール（メタノール） | 2,47 |
| 家庭用灯油（100°С） | 2,01 | アルコールアンモニア | 4,73 |
| 灯油重い | 2,09 | エチルアルコール（エタノール） | 2,39 |
| 硝酸100％ | 3,10 | トルエン | 1.72 |
| 硫酸100％ | 1,34 | トリクロロエチレン | 0,93 |
| 塩酸17％ | 1,93 | クロロホルム | 1,00 |
| 炭酸（-190°С） | 0,88 | エチレングリコール | 2,30 |
| ジョイナーの接着剤 | 4,19 | ケイ酸エステル | 1,47 |
比熱-これは、1キログラムの物質を1ケルビン（または摂氏）で加熱するために必要なものです。
物理的 寸法比熱：J /（kg K）\ u003d J kg -1 K -1 \ u003d m 2 s -2K-1。
この表は、さまざまな物質、合金、溶液、混合物の比熱の値を昇順で示しています。 このソースへのリンクは、表の後に示されています。
表を使用するときは、データのおおよその性質を考慮に入れる必要があります。 すべての物質について、比熱容量は温度とに依存します。 複雑なオブジェクト（混合物、複合材料、食品）の場合、比熱容量はサンプルごとに大幅に異なる可能性があります。
| 物質 | 集計 調子 | 明確 熱容量、 J /（kg K） |
| ゴールド | 個体 | 129 |
| 鉛 | 個体 | 130 |
| イリジウム | 個体 | 134 |
| タングステン | 個体 | 134 |
| 白金 | 個体 | 134 |
| 水星 | 液体 | 139 |
| 錫 | 個体 | 218 |
| 銀 | 個体 | 234 |
| 亜鉛 | 個体 | 380 |
| 真鍮 | 個体 | 380 |
| 銅 | 個体 | 385 |
| コンスタンタン | 個体 | 410 |
| 鉄 | 個体 | 444 |
| 鋼 | 個体 | 460 |
| 高合金鋼 | 個体 | 480 |
| 鋳鉄 | 個体 | 500 |
| ニッケル | 個体 | 500 |
| ダイヤモンド | 個体 | 502 |
| フリント（ガラス） | 個体 | 503 |
| クラウンガラス（ガラス） | 個体 | 670 |
| 石英ガラス | 個体 | 703 |
| 硫黄菱形 | 個体 | 710 |
| 石英 | 個体 | 750 |
| 花崗岩 | 個体 | 770 |
| 磁器 | 個体 | 800 |
| セメント | 個体 | 800 |
| 方解石 | 個体 | 800 |
| 玄武岩 | 個体 | 820 |
| 砂 | 個体 | 835 |
| 黒鉛 | 個体 | 840 |
| レンガ | 個体 | 840 |
| 窓ガラス | 個体 | 840 |
| アスベスト | 個体 | 840 |
| コーラ（0…100°C） | 個体 | 840 |
| ライム | 個体 | 840 |
| ミネラルファイバー | 個体 | 840 |
| 地球（乾燥） | 個体 | 840 |
| 大理石 | 個体 | 840 |
| 塩 | 個体 | 880 |
| 雲母 | 個体 | 880 |
| 油 | 液体 | 880 |
| 粘土 | 個体 | 900 |
| 岩塩 | 個体 | 920 |
| アスファルト | 個体 | 920 |
| 空気 | ガス状 | 920 |
| アルミニウム | 個体 | 930 |
| トリクロロエチレン | 液体 | 930 |
| 棄権 | 個体 | 960 |
| ケイ酸塩れんが | 個体 | 1000 |
| PVC | 個体 | 1000 |
| クロロホルム | 液体 | 1000 |
| 空気（乾燥） | ガス状 | 1005 |
| 窒素 | ガス状 | 1042 |
| 石膏 | 個体 | 1090 |
| コンクリート | 個体 | 1130 |
| 砂糖 | 1250 | |
| コットン | 個体 | 1300 |
| 石炭 | 個体 | 1300 |
| 紙（乾いた） | 個体 | 1340 |
| 硫酸（100％） | 液体 | 1340 |
| （固体CO2） | 個体 | 1380 |
| ポリスチレン | 個体 | 1380 |
| ポリウレタン | 個体 | 1380 |
| ラバー（ハード） | 個体 | 1420 |
| ベンゼン | 液体 | 1420 |
| Textolite | 個体 | 1470 |
| Solidol | 個体 | 1470 |
| セルロース | 個体 | 1500 |
| レザー | 個体 | 1510 |
| ベークライト | 個体 | 1590 |
| ウール | 個体 | 1700 |
| 機械油 | 液体 | 1670 |
| コルク | 個体 | 1680 |
| トルエン | 個体 | 1720 |
| ビニルプラスト | 個体 | |
| テレビン油 | 液体 | 1800 |
| ベリリウム | 個体 | 1824 |
| 灯油世帯 | 液体 | 1880 |
| プラスチック | 個体 | 1900 |
| 塩酸（17％） | 液体 | 1930 |
| 地球（ウェット） | 個体 | 2000 |
| 水（100°Cで蒸気） | ガス状 | 2020 |
| ガソリン | 液体 | 2050 |
| 水（0°Cの氷） | 個体 | 2060 |
| 練乳 | 2061 | |
| コールタール | 液体 | 2090 |
| アセトン | 液体 | 2160 |
| サロ | 2175 | |
| パラフィン | 液体 | 2200 |
| ファイバーボード | 個体 | 2300 |
| エチレングリコール | 液体 | 2300 |
| エタノール（アルコール） | 液体 | 2390 |
| ウッド（オーク） | 個体 | 2400 |
| グリセロール | 液体 | 2430 |
| メチルアルコール | 液体 | 2470 |
| 脂っこい牛肉 | 2510 | |
| シロップ | 2650 | |
| バター | 2680 | |
| 木（モミ） | 個体 | 2700 |
| 豚肉、子羊 | 2845 | |
| 肝臓 | 3010 | |
| 硝酸（100％） | 液体 | 3100 |
| 卵白（鶏肉） | 3140 | |
| チーズ | 3140 | |
| リーンビーフ | 3220 | |
| 家禽肉 | 3300 | |
| じゃがいも | 3430 | |
| 人体 | 3470 | |
| サワークリーム | 3550 | |
| リチウム | 個体 | 3582 |
| りんご | 3600 | |
| ソーセージ | 3600 | |
| 赤身の魚 | 3600 | |
| オレンジ、レモン | 3670 | |
| 麦汁 | 液体 | 3927 |
| 海水（塩6％） | 液体 | 3780 |
| きのこ | 3900 | |
| 海水（塩3％） | 液体 | 3930 |
| 海水（0.5％塩） | 液体 | 4100 |
| 水 | 液体 | 4183 |
| アンモニア | 液体 | 4730 |
| 木工用ボンド | 液体 | 4190 |
| ヘリウム | ガス状 | 5190 |
| 水素 | ガス状 | 14300 |
| 材料名 | 材料名 | C、kcal /kg*С |
| ABS | ABS、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体 | 0,34 |
| POM | ポリオキシメチレン | 0,35 |
| PMMA | ポリメチルメタクリレート | 0,35 |
| アイオノマー | アイオノマー | 0,55 |
| PA6 / 6.6 / 6.10 | ポリアミド6/6.6 / 6.10 | 0,4
|
| PA 11 | ポリアミド11 | 0,58
|
| PA 12 | ポリアミド12 | 0,28 |
| ポリカーボネート | 0,28 |
|
| PU | ポリウレタン | 0,45 |
| PBT | ポリブチレンテレフタレート | 0,3-0,5 |
| ポリエチレン | 0,55 |
|
| ペット | ポリエチレンテレフタレート | 0,3-0,5 |
| PPO | ポリフェニレンオキシド | 0,4
|
| カルボキシメチルセルロース、ポリアニオン性セルロース | 0,27 |
|
| ポリプロピレン | 0,46 |
|
| PS（GP） | ポリスチレン | 0,28 |
| PSU | ポリスルホン | 0,31 |
| PCV | PVC | 0,2 |
| SAN（AS） | 樹脂、スチレンとアクリロニトリルをベースにした共重合体 | 0,32 |
どんな砂でも建設作業に適していると一般に認められています。 しかし、そうではありません。 まず、特別な建物タイプのみを適用する必要があります。 第二に、それらの個々の特性を考慮する必要があります。
この材料の比重と熱容量は、そのタイプの1つを選択するときに重要な役割を果たします。これらについては、この記事で説明します。
分類
その特定の特性は、材料の種類によって異なります。 それにはいくつかの種類があります。 起源によって、それは自然と人工に分けられます。 最初のタイプは、抽出場所に応じて、次の種類があります。
キャリア
採石場の砂は、岩石の破壊の結果として採掘されます。 その粒子は0.16から3.2mmまですることができます。 抽出の特性上、粘土やほこりなどの不純物が多く含まれているため、品質が低いことがわかります。
破砕されました
それは岩石の破壊と粉砕によって得られます。 このプロセスは特別な装置で行われるため、この砂の抽出はその高コストに反映されます。 結果として生じる不規則な形状のために、砂の粒子は互いに、そして他の建築材料とよく結合します。 このような材料を追加すると、コンクリートの消費量が減少します。 
申し込み：に使用されます コンクリート構造物、道路や小道を埋めるとき、およびドライミックスのフィラーとしても使用できます。
上記の種類の砂は色が異なります。 そのため、採石場は黄色と茶色の色合いで、川はクリーム色と灰色で見られます。
人工的な
特殊な加工を施した後、元の素材とは性質の異なる素材が得られるため、そのように考えられます。 天然石を粉砕して作成。 
石英
それはすべての人工種の中で最も人気があります。 それは白い水晶を粉砕することによって得られます。 一定の処理を経て、不純物のない均質な組成物が生成されます。 この機能により、将来の構造の正確な寸法を計算することができます。 
申し込み：クォーツルックは仕上げや装飾作業で広く使用されており、作成時に追加されることもあります セメントモルタル、しかしこれはめったに起こりません。 通常、塗料、フィラー、排水フィルターに含まれています。
鋳物砂もあり、金属モデルの成形時に使用されます。
数量定義
この値は、単位体積に収まる質量と同じです。 言い換えれば、密度。 ほとんどの場合、参考文献では、g /cm3またはkg/m3で測定されます。
砂の比重は、砂に含まれる不純物の量と材料の含水率に依存します。 高含水率が増加します 比重単位体積あたり。 また、この指標は砂の保管場所によって異なります。これは次のように発生します。
- 自然発生;
- バルクの材料の場所。
- 人工シール。
これらの条件下で同じ種類の砂は、異なる値になります。
GOST 8736-77によると、建築用砂の比重は1150〜1700 kg /m3の範囲であることが示されています。
たとえば、表には、個々の品種のいくつかの値\ u200b\u200bが示されています。
| 砂の種類 | 比重（kg）/ 1 m 3 |
| 河川沖積シーリング | 1200-1700 |
| 1650 | |
| 1590 | |
| キャリア | 1500 |
| 航海 | 1620 |
| 石英 | 1600-1700 |
| 濡れた | 1920 |
熱容量
これは、エネルギーを受け取り、蓄積し、保持する材料の能力です。 熱容量は、砂の熱物理的特性の指標です。 加熱する能力は 化学組成、使用される材料の構造と量。 それが理由です 総得点その乾燥度に依存します。 セメント組成物や壁をコンクリートで固める場合に重要です。
| さまざまな砂 | 10あたりのkJ/kg単位の比熱容量 |
| ウェットクォーツ | 2,09 |
| リバードライ | 0,8 |
| キャリア | 0,84 |
| 航海 |
砂は最も一般的な材料と考えられています、特に建設において、人間の活動のすべての分野で使用されます。 砂が構成材料として使用されている場所では、近代的な建物が存在する可能性はほとんどありません。 に使用されます コンクリートミックスまたは従来の組積造モルタル れんが壁。 砂の熱容量については、この記事で説明します。
利点
砂 多くの利点があります建物が運営されている 長い年月。 主なものは次のとおりです。
- 耐震;
- 厳しい霜から暑い気候まで、気温の突然の変化によく耐えます。
- 低圧縮材料は、その上に重いベースを配置するのに役立ち、同時に建物全体をさらにクッションします。 これは、地震が頻繁に発生する地域で特に当てはまります。
- 多くの液体の洗浄を可能にする透水性。
- 他の分野での幅広いアプリケーション。
材料の熱容量を決定するのに便利なように、この場合、計算を示す砂の既製のテーブルが使用されます。 これらは、ビルダーが計算に使用します。
熱伝導率も 重要,
計画時に考慮される 断熱工事。 適切な材料の選択は非常に重要です。それは、完成した部屋の暖房にどれだけの熱エネルギーを費やす必要があるかによって異なります。
主な問題は、砂材料の熱容量が低いことであり、完成した建物は、特に住宅用の建物の場合、追加の断熱が必要です。 熱伝導率は、材料自体の密度に依存します。 もう一つの重要なポイントは、砂の含水率です。
下の表に示すように、それが増加すると、砂材料の熱伝導率も増加します。
表-砂の熱伝導率の主なパラメータの表現
この表は、初心者のビルダーとこのビジネスに不慣れな人の両方が迅速かつ正確に計算するのに役立ちます 必要量将来の開発のための砂材料。 熱容量は840Jkg*degです。
湿った川砂を使用する場合、パラメータは次のようになります。質量1900kgm3の熱伝導率は0.814Wm *度、熱容量は2090Jkg*度です。
これらのデータはすべて、 物理量熱工学の表では、建築材料に特化した多くの指標が示されています。 ですから、そのような本を持っておくと便利です。
コンクリートを作るのに使うのに最適な砂は何ですか？
建設工事で砂を広く使用することで、用途の範囲を広げることができます。 彼 ユニバーサルツールです料理用 別の種類解決：
- コンクリート混合物用;
- ;
- 壁;
- ブロックまたはレンガで壁を敷設する;
- 耐荷重タイルの注入;
- モノリスの生産。
あなたはもっとリストすることができます、主なことは本質を理解することです。 しかし、さまざまな種類の構造物の建設には、組成や特性が異なる砂が使用されます。
ユニークな特性、緩い状態から密な状態への移行。 ベース構造の保護的で自然なクッションのためにこの材料の使用を可能にします。
コンクリートの生産コンポーネントを選び出すと、ここに 建設組織民間の建築業者は川の砂を好みます。 そのプロパティにより、採石場などのフラッシングなどの追加の操作なしで使用を開始できます。
採掘された砂の中で最も純粋なものは、活発な川の底から採掘されたものです。 追加の洗浄処理が施され、本来の目的にすぐに使用できます。 均一な塊と不要な不純物がないため、コストにもかかわらず、このタイプの砂が最も人気があります。
-特殊な材料であり、成分の比率を正確に計算する必要があり、その品質は砂の中の粘土岩の存在に依存します。 結局のところ、抽出された材料の砂の粒子を包む粘土の特性は、セメントを含むコンクリート混合物の他の成分への砂の高品質な接着に直接影響します。
特性別 砂はさらにクラスに分けられます:
- 一年生;
- セカンドクラス;
- 特別な砂。
リストされた各グループは、コンクリート製品の使用に使用されますが、狭い円にのみ使用されます。 したがって、たとえば、ファーストクラスはコンクリートの鋳造に使用されます。その主な特徴は次のとおりです。
- 品質;
- 外部の影響に対する高い耐性;
- 耐霜性を含む急激な温度変化。
2番目のクラスに属する砂は、タイルやクラッディング構造など、耐湿性の向上を必要としない材料の製造にのみ使用されます。
特別な 砂の混合物コンクリートの建設に必要または 鉄筋コンクリート構造物。 そのような混合物は、圧縮と大気の変化に対する抵抗性のための多くの指標を強化することを可能にします。
砂の特性と使用法の詳細については、ビデオを参照してください。
物体の熱容量は、加熱すると一定量の熱を吸収する能力、または冷却するとそれを放出する能力です。 物体の熱容量は、物体が受ける熱のごくわずかな量と、それに対応する温度の上昇との比率です。 この値はJ/Kで測定されます。 実際のアプリケーションでは、比熱容量が使用されます。 比熱容量は、物質の単位量あたりの熱容量です。 この物質の量は、立方メートル、キログラム、またはモルで測定できます。 熱容量が属する定量単位に応じて、体積、質量、およびモル熱容量があります。 建設では、モル測定を行う必要がない可能性が高いので、モル熱容量は物理学者に任せます。
質量比熱容量（文字Cで示される）は、単に比熱容量とも呼ばれ、単位温度あたりに物質を加熱するために、物質の単位質量に供給しなければならない熱量です。 SIでは、ジュール/キログラム/ケルビン-J /（kg K）で測定されます。
体積熱容量（C`）は、物質を単位温度あたりに加熱するために、物質の単位体積にそれぞれ供給しなければならない熱量です。 SIでは、ジュール/立方メートル/ケルビンJ /（m³ ・に）。 建設ガイドでは、通常、質量比熱容量が示されています。これを考慮します。
比熱の値は、物質の温度、圧力、およびその他の熱力学的パラメータの影響を受けます。 物質の温度が上昇すると、原則としてその比熱容量は増加しますが、一部の物質はこの依存性の完全な非線形曲線を持っています。 たとえば、温度が0°Cから37°Cに上昇すると、水の比熱容量は減少し、37°Cから100°Cになると増加します（左の写真を参照）。 さらに、比熱容量は、物質の熱力学的パラメータ（圧力、体積など）をどのように変更できるかによって異なります。 たとえば、一定の圧力と一定の体積での比熱は異なります。
比熱容量の計算式：С= Q /（mΔT）、ここでQは加熱中に物質が受け取る（または冷却中に放出される）熱量、mは物質の質量、ΔTは差物質の最終温度と初期温度の間。 多くの建築材料の熱容量値を以下の表に示します。
視覚化のために、いくつかのマーシャルの熱伝導率と熱容量の関係、および熱容量と密度の依存性についても説明します。
この材料の特徴は実際に私たちに何を与えますか？
耐熱壁の建設には、熱を大量に消費する材料が使用されています。 これは、ストーブなどの定期的な暖房のある家にとって重要です。 熱を大量に消費する材料とそれらで作られた壁は、熱をよく蓄積します。 作業中に保管してください 暖房システム（かまど）暖房システムをオフにした後、徐々に与えることにより、あなたが維持することができます 快適な温度日中。 熱を大量に消費する構造でより多くの熱を蓄えることができるほど、室内の温度はより安定します。 住宅建築で伝統的なレンガとコンクリートは、たとえば発泡スチロールよりも熱容量が大幅に低く、エコウールはコンクリートの3倍の熱消費量であることに注意してください。 ただし、熱容量の式に含まれる質量は無駄ではありません。 同じエコウールと比較して、コンクリートやレンガの巨大な塊は、家の石の壁にかなりの量の熱を蓄積し、毎日の温度変動を滑らかにすることができます。 そして、それは、より大きな熱容量にもかかわらず、フレームハウスの断熱材のごくわずかな質量です。 弱点すべてのフレームテクノロジー。
説明した問題を解決するために、大規模な蓄熱器がフレームハウスに設置されます。これは、熱容量の値が十分に高く、質量が大きい構造要素です。 それはまたいくつかかもしれません 内壁レンガ、巨大なストーブまたは暖炉、コンクリートスクリード。 合板、合板、その他の木は、同じレンガの1キログラムあたり約3倍の熱を蓄えることができるため、家の家具も優れた蓄熱器です。 このアプローチの欠点は、蓄熱器を設計段階で設計する必要があることです。 フレームハウス。 その重量が非常に大きいため、このオブジェクトが内部にどのように統合されるかを想像するために、事前に基礎を設計する必要があります。 質量だけが基準ではないことは注目に値します。評価する必要があるのは、質量と熱容量の両方の特性です。 蓄熱は2.5トンのコンクリートの立方体よりも23％しか機能しないため、1立方メートルあたり20トン未満という驚異的な重量の金でさえも機能します。
しかし、蓄熱器に最適な物質はコンクリートでもレンガでもありません！ 銅、青銅、鉄は良いですが、重すぎます。 水！ 水は巨大な熱容量を持っており、利用可能な物質の中で最大です。 ヘリウム（5190 J /（kg K））と水素（14300 J /（kg K））のガスはさらに大きな熱容量を持っていますが、使用するには少し問題があります...
ΔT=1°Cで1m³と1トンの材料に蓄えられた熱エネルギーの量を計算しました。 Q=CmΔT
データのグラフ表示からわかるように、蓄熱量の点で水と競合する材料はありません。 1 MJの熱を蓄えるには、240リットルの水または約8トンの金が必要です。 水はレンガ（同じ体積）の2.6倍の熱を蓄積します。 実際には、これは非常に効率的な蓄熱として水容器を使用することが最善であることを意味します。 温水床の実装は、温度レジームの安定性の向上にも役立ちます。
ただし、これらの考慮事項は、100°C以下の温度に適用されます。 沸騰した後、水は異なる相状態に移行し、その熱容量を劇的に変化させます。
数学の練習
私の将来の家の熱損失と暖房システムを計算するために、私は専門の ソフトウェア特定のLLC「Vesta-Trading」からのエンジニアリングシステム「VALTEC」の要素の計算について。 VALTEC.PRGプログラムはパブリックドメインであり、水ラジエーター、床および壁の暖房を計算し、施設の熱需要、寒さの必要なコストを決定することを可能にします。 お湯、下水の量、施設の熱と水の供給の内部ネットワークの水力計算を取得します。 だから、この素晴らしい無料プログラムを使用して、私は152の面積を持つ私の家の熱損失を計算しました 平方メートル熱エネルギーは5kW弱です。 1日あたり120kWhまたは432MJの熱が発生します。 給湯器を使用すると仮定すると、1日1回任意の熱源で85°Cまで加熱され、25°C（ΔT= 60）まで床下暖房システムに徐々に熱を放出します。 °C）、次に432 MJの熱を蓄積するには、容量m = Q /（CΔT）、432 /（4.184 60）=1.7m³が必要です。
たとえば、家にレンガのオーブンを設置したらどうなるでしょうか。 500°Cまでの炉で加熱された1トンのレンガは、日中の私の家の熱損失を完全に補います。 この場合、レンガの体積は約0.5立方メートルになります。
私の家のプロジェクトの特徴（一般的に、特別なことは何もありません）は、温水の床で暖房することです。 熱媒体パイプは、床面積全体（152m²）の下にある7 cmのコンクリートスクリードの層に敷設されます。これは、10.64m³のコンクリートです。 コンクリートスクリードの下に計画されています 木の床 25センチメートルの発泡スチロール断熱材を使用した梁の場合-このような断熱材のパイを通して、1m²の床は約4 Wの熱を失うと言えますが、もちろん、これは無視しても問題ありません。 床の熱容量はどうなりますか？ 27°Cの冷却水温度では、コンクリートスクリードは580 MJの熱を吸収します。これは、161 kWhのエネルギーに相当し、毎日の熱需要をカバーします。 言い換えれば、冬の-20°С（自宅での熱損失が計算されたような温度でした）では、2日ごとに床を27°Сに加熱する必要があります。追加の給湯器を設置する場合1000リットルの場合、週に2回でもボイラーが機能します。
これが、非常に表面的な検査での熱容量です。
熱吸収
熱吸収係数（英語のU値）は、表面の温度が変動したときに熱を吸収する材料の能力を反映します。つまり、このS係数は、面積が材料の表面の能力を示します。 1m²で1°Cの温度差で1秒間熱を吸収します。 これは日常生活からどのように理解できますか？ 同じ温度のコンクリートと発泡プラスチックの2つの表面に両手を同時に当てると、最初の面はより低温であると認識されます-実験はまだ 学校の授業物理。 この感覚は、コンクリートの熱吸収係数が高いため（Sコンクリート= 18 W /（m²°C）、9月）、コンクリート表面が発泡プラスチックよりも手から熱をより強く奪う（吸収する）という事実によって引き起こされます。 = 0.41 W /（m²・°C））、発泡プラスチックの比熱容量はコンクリートの1.5倍ですが。
熱流束変動周期が24時間の材料の熱伝達係数Sの値熱伝導係数λ、W /（m K）、比熱c、J /（kg K）、および材料密度ρ、kg /m³に比例し、熱振動の周期T、cに反比例します（式左に）。 しかし、建設現場では、材料中の水分の質量比と操作の気候条件の影響を考慮した式が使用されます。 不必要な情報であなたを混乱させないために、私はすでに計算された表形式のデータを使用することをお勧めします SNiPII-3-79「建設熱工学」。 私は小さなテーブルに最も興味深いものを集めました。
断熱材高効率（熱伝導率が低い）は、熱吸収係数が非常に低くなります。 温度が変化すると、表面が奪う熱が少なくなるため、動作モードが大幅に変化する構造やデバイスを分離するために積極的に使用されます。
材料の外面の温度変動は、材料自体の温度変動を引き起こし、材料の厚さで徐々に減衰します。
建設の過程で、私はまだどのビルダーからも材料の熱吸収について聞いたことがありません-これはある種の理論的であり、あまりではないという印象を受けるかもしれません 重要なパラメータ。 ただし、そうではありません。床などの内装仕上げ材の熱吸収は、快適さの感覚に直接影響します。 裸足で快適に床を歩くことができますか、それとも一年中スリッパを履く必要がありますか？ 床の場合、熱吸収の制限係数には基準があります。 住宅、病院、診療所、診療所、一般教育および児童学校、幼稚園の床のコーティングの熱吸収の基準値-12 W /（m2-°C）以下。 上記を除く公共建築物の床、補助建築物及び敷地 工業企業、暖房で恒久的な仕事をしているサイト 工業ビル軽い物理的作業が行われる場所（カテゴリーI）-14 W /（m2-°С）以下。 中程度の重さの物理的作業が行われる工業用建物の暖房された敷地内の床の場合（カテゴリII）-17 W /（m2-°С）以下。
熱吸収率は標準化されていません。床面温度が23°Cを超える部屋。 加熱された 工業施設重い物理的作業が行われる場所（カテゴリーIII）; 工業用建物では、常設の職場の床に木製のシールドまたは断熱マットが敷かれている場合。 の 公共の建物、その操作は、それらの中に人々が絶えず存在することとは関係ありません（美術館や展示会のホール、劇場や映画館のホワイエなど）。
熱慣性
熱慣性は、さまざまな熱効果の下での温度場の変化に抵抗する建物の外皮の能力です。 フェンスの厚さにある（減衰した）温度変動の波の数を決定します。
熱吸収パラメータは、材料の熱慣性と密接に関連しています。 材料の厚さにおける温度波の通過を示す図では、lで示される波長を見ることができます。 フェンスの厚さにあるそのような波の数は、フェンスの熱慣性の指標です。 この指標の数値は 「大規模な柵」の名前これは、均質なフェンスの熱抵抗Rと、材料の熱吸収係数Sの積に等しくなります。D=RS。
Dは無次元量です。 D = 8.5のエンクロージャーには、約1つの全体的な温度波があります。 Dで< 8,5 в ограждении распологается неполная волна (т.е. запаздывание колебаний на внутренней поверхности по отношению к колебаниям на наружней поверхности менее одного периода; при Т=24 часа запаздывание менее суток), а при D >8.5-厚さに複数の温度波があります。
多層フェンスの場合、その質量は、個々の層の質量の合計として定義されます。
D = R1S1 + R2S2 + .... RnSn、ここで
R1、R2、Rn-個々の層の熱抵抗、
S1、S2、Sn-構造の個々の層の材料の熱吸収係数を計算しました。
柵が考慮されます
Dで不活性< 1,5;
1.5から4までのDでの「ライト」。
Dが4から7の「中規模」。
D>7で「大規模」。
たとえば、20cmのPSB-25発泡スチロールと粘土レンガで作られたフェンスの「質量」Dを比較するのは興味深いことです。
D eps = R（0.2 / 0.035）* S（0.41）= 2.34（外の寒波は約6.6時間後に内部の温度に影響します）
Dブリック=R（0.2 / 0.7）* S（9.2）= 2.63（約7.5時間後、外側が冷たくなると内側の温度に影響します）
れんが造りの壁は、泡よりもわずか12％「大規模」であることがわかります。 興味深い結果ですが、実際には、通常、より薄い発泡断熱材が使用され（標準のSIPパネル-15 cm EPS）、より厚い壁はレンガでできていることに注意してください。 したがって、レンガの壁の厚さが60 cmで、パラメータD = 7.9であり、これはあらゆる意味ですでに「大規模な」構造であり、温度波はこのような壁を約22時間通過します。
熱慣性は確かに奇妙な現象ですが、ヒーターを選択するときにそれをどのように考慮するのですか？ 断熱材を通過する熱波の物理的プロセスを想像することはできますが、内面の温度（Tse）、その振幅（A）、および熱損失（Q）を見ると、これがどのように行われるかがやや不明確になります。パラメータ（D）は、選択に影響を与える可能性があります。 たとえば、30cmの厚さを取ります。
レンガの壁D=3.35、A = 2°C、Tse = 15°C、Q = 31;
発泡スチロールD=3.2、A = 0.1°C、Tse=19.7°CQ=2.4;
明らかに、フォームとほぼ等しい熱慣性で、それは著しく暖かくなります！ ただし、熱慣性は、建物のいわゆる熱安定性に影響を与えます。 によると " 建設熱工学「必要な熱伝達抵抗を計算する場合、計算された外気の冬の温度は熱慣性に正確に依存します。熱慣性が高いほど、外気の温度の急激な変化による安定性への影響は少なくなります。室内温度この依存関係は次の形式になります。
D<=1,5: Расчётная зимняя температура tн равна температуре наиболее холодных суток обеспеченностью 98%;
1.5 < D < 4: tн равна температуре наиболее холодных суток обеспеченностью 92%;
4 < D < 7: tн равна средней температуре наиболее холодных ТРЁХ суток;
D> 7：tnは、92％のセキュリティで最も寒い5日間の平均気温に等しくなります。
奇妙なことに、同じ文書には最も寒い3日間の平均気温はありませんが、SNiP 23-01-99には、「98％のセキュリティで最も寒い5日間の気温」という項目があります。計算に使用できます。左側のプレート（ いつものように、ドキュメントに矛盾があります）。 例を挙げて説明しましょう。
私たちは構築しています フレームハウスブレストで、15cmのミネラルウールで断熱します。 構造の熱慣性D=1.3。 これは、すべての計算で、外気の温度を-31°Cと見なす必要があることを意味します。
ブレストに厚さ30cmの気泡コンクリートで家を建てています。D=3.9。 これで、-25°Сの温度計算を実行できます。
最後に、直径30cmのプッチャ材からブレストに家を建てています。D=9.13。 その慣性により、-21°С以上の温度の熱計算を行うことができます。
夏の大規模な熱を大量に消費する壁は、毎日の温度差により、部屋のパッシブ温度コントローラーとして機能します。 夜間に冷えた壁は、日中に通りから来る熱気を冷却し、その逆も同様です。 このような調整は、1日の平均気温が人にとって快適な場合に役立ちます。 でも、夜は涼しすぎず、日中はとても暑いのなら、石造りの家にエアコンがないとできません。冬には、巨大な外壁は気候調節装置として絶対に役に立たない。 冬は昼も夜も寒いです。 家が常にではなく定期的に、たとえば薪で暖められる場合、レンガの外壁ではなく、蓄熱器として巨大な石のストーブが必要になります。 冬に外壁が蓄熱器になるためには、外壁を十分に断熱する必要があります。 しかし、夏になると、これらの壁は一晩ですぐに冷えることができなくなります。 断熱材を備えた同じフレームハウスになりますが、内部に蓄熱器があります。
均質な材料の厚さで発生する熱プロセスを視覚的に視覚化するために、入力温度と出力温度を微調整し、特定の制限内で材料の厚さを変更し、（の短いリストから）を選択できるインタラクティブなフラッシュドライブを作成しました私の観点から最も興味深い）材料自体。 フラッシュドライブの数学の一部は、SNiP II-3-79「建設熱工学」の公式に基づいており、同じ材料の特性、さまざまな微気候要件に関する非常に多様なデータのため、他の例とは少し異なる場合があります。ソースからソース（SNiP、KTP）まで、およびすべてのマニュアルでの計算でも、マニュアルと私の部分の両方で任意の丸めが行われるため=）すべての計算は、いわば探索的なものです。
