مقدمه مقدماتی

آجر یکی از قدیمی ترین و قابل اعتماد ترین مواد ساختمانی است که برای دوام، زیبایی شناسی بی زمان و خواص حرارتی ذاتی آن، در طراحی مدرن پایدار، آجر نقش مهمی در دستیابی به بهره وری انرژی از طریق توده حرارتی ایفا می کند - توانایی جذب، ذخیره و به آرامی انتشار گرما.هنگامی که معماران و سازندگان عمدا ادغام آجر به استراتژی های خورشیدی منفعل، آنها می توانند به طور قابل توجهی کاهش گرمایش ساختمان و قطعات خنک کننده، و کاهش بهره وری های علمی آن را نشان دهند.

فیزیک توده حرارتی: چگونه آجر کار می کند

جرم حرارتی توسط ظرفیت گرمایی مواد تعریف می شود - مقدار انرژی گرمایی مورد نیاز برای بالا بردن دمای آن توسط یک درجه. مواد Dense مانند آجر، بتن و سنگ دارای ظرفیت گرمای زیاد حجم بالا است، به این معنی که آنها می توانند مقدار زیادی گرما را بدون یک تغییر دمای سریع ذخیره کنند.در یک ساختمان، نوسانات دمای داخلی با جذب گرمای اضافی خورشیدی در طول روز و انتشار آن به آرامی در این فرآیند خنک کننده شب، کاهش می یابد.

اثربخشی آجر به عنوان توده حرارتی بستگی به عوامل مختلف دارد: چگالی آن (معمولا 1900-2200 کیلوگرم / m3 برای آجرهای رس رایج)، ظرفیت گرمایی خاص (حدود 840 J / کیلوگرم J / ·K) و هدایت حرارتی (تقریبا 0.5-1.0 W / ml / mLT) این خواص یک آستانه حرارتی 6 -12 ساعت، بسته به ضخامت دیوار، به معنی گرما جذب شده در طول روز عمیق تر به یک شب - به یک مزیت اصلی برای شب - به خوبی شب.

چرا آجر اکسل به عنوان یک ماده حرارتی توده ای

در حالی که بسیاری از مواد توده حرارتی را ارائه می دهند، آجر برای ترکیبی از عملکرد، دوام و انعطاف پذیری زیبایی شناسی است که مزایای آن فراتر از صرفه جویی در انرژی ساده گسترش می یابد.

صرفه جویی در انرژی و آسایش

با جذب گرمای اضافی در طول روز و آزاد کردن آن در شب، دیوارهای آجری نوسانات دمای داخلی را با 5 تا 10 درجه سانتیگراد در مقایسه با ساخت و ساز سبک کاهش می دهد، این به 20 تا 40 درصد کاهش گرمای پایین تر و استفاده از انرژی خنک کننده در خانه های خورشیدی به خوبی طراحی شده است. Occupants پیش نویس های کمتری و دمای ثابت را تجربه می کنند، افزایش راحتی گرم در سال.

قابلیت دور بودن و چرخه زندگی

آجر تقریبا بی اثر است - مقاومت در برابر پوسیدگی، آفات و تخریب UV.یک دیوار آجر به درستی ساخته شده می تواند 100 سال یا بیشتر با حداقل تعمیر و نگهداری طول عمر، این طول عمر به معنی انرژی تجسم شده در تولید آن (معمولا 200-400 کیلووات ساعت در هر متر مکعب) در طول عمر بسیار طولانی حفظ شده است، و یک انتخاب بسیار پایدار را در هنگام ارزیابی در برابر جایگزین های وینیل یا چوب.

آتش و مقاومت صدا

آجر غیر قابل احتراق است، ارائه مقاومت آتش عالی - یک ویژگی ایمنی حیاتی است. چگالی آن همچنین ارائه می دهد کیفیت بالا، کاهش انتقال صدا بین اتاق ها و یا از خارج از آن ویژگی های آجر یک مواد پوشش ایده آل برای ساختمان های چند خانواده، مدارس و بیمارستان که در آن ایمنی و آکوستیک مهم است.

استراتژی های کلیدی طراحی برای عملکرد حرارتی Optimal

برای به طور کامل از توده حرارتی آجر استفاده کنید، معماران باید جهت گیری، قرار دادن عایق، ضخامت دیوار و ادغام با دیگر عناصر طراحی منفعل را در نظر بگیرند.

Orientation و Solar Exposure

نمای جنوبی (در نیم کره شمالی) مستقیم ترین نور خورشید را در زمستان دریافت می کند. دیوارهای توده ای را در این طرف قرار می دهد تا آنها را به جذب تابش خورشید و انتشار گرما در داخل خانه در شب های سرد و دیوارهای غربی نیز خورشید قابل توجهی دریافت می کنند اما می توانند در تابستان بیش از حد گرم شوند؛ با توجه به بیش از حد، کاشت، و یا آشکار می کند که جلوگیری از به دست آوردن گرمای ناخواسته، بهره وری خورشیدی کمتر و مناسب برای گرم شدن مستقیم و مناسب است.

وال مجمع: ترکیب توده ها و عایق ها

عایق بندی موقعیت نسبت به توده حرارتی بسیار مهم است.دو استراتژی اصلی وجود دارد:

  • عایق خارجی (mass Inside): عایق در سمت بیرونی دیوار توده آجر (به عنوان مثال، داخلی آجر + فوم سفت و سخت + باران صفحه نمایش) این اجازه می دهد آجر برای جذب دستاوردهای گرمای داخلی و انرژی خورشیدی در حالی که عایق کاهش گرما به خارج از ایده آل برای آب و هوا با سرد زمستان.
  • عایق داخلی (mass Abroad): در آب و هوای گرم، قرار دادن توده در فضای بیرونی (به عنوان مثال، روکش آجر با عایق پشت) می تواند نوسانات دمای در فضای باز را بافر، اما جرم کمتر در ذخیره حرارت داخلی موثر است.این رویکرد به خوبی برای ساختمان های تجاری با بارهای خنک کننده بالا روز کار می کند.

برای راهنمایی دقیق در طراحی مونتاژ دیوار، ببینید تجزیه و تحلیل گرم توده حرارتی در ساختمان های با کارایی انرژی .

اندازه و چگالی

ضخامت دیوار آجر به طور مستقیم بر ظرفیت توده حرارتی تأثیر می گذارد. دیوارهای تک وید (۱۰۰ میلی متر) دارای تاخیر حرارتی متوسط هستند؛ دو پارچه (۲۰۰ میلی متر) یا دیوارهای ضخیم به طور قابل توجهی ظرفیت ذخیره سازی ذخیره سازی و زمان را بهبود می بخشد، با این حال، دیوارهای بسیار ضخیم می توانند مساحت کف را کاهش دهند و افزایش دهند.یک قاعده خوب از شست این است که حداقل ۱۵۰ تا ۲۰۰ میلی متر آجرهای توده ای را در دیواره های خورشیدی جذب کند (حداکثر ۲۰۰۰)

ادغام آجر با دیگر عناصر طراحی Passive

توده حرارتی بهترین کار را در کنسرت با دیگر استراتژی های منفعل انجام می دهد:

  • تهویه شب: پنجره باز یا استفاده از دریچه های خودکار برای روشن کردن هوا گرم و سرد کردن توده آجر شب، تجدید ظرفیت خود را برای جذب گرما در روز بعد.
  • (فَلَّهُمْهُمْهُمْهُمْهُمْهُمْهُمْهُمِهُمْهُمِهُواً وَهُمْهُمِهُواًاًاًاًاًاًاًاًاًاًاًاًاًاًاًاًاًاًاًاًاًاً، وَهُوا مِنْهُوا وَهُوا مِنْهُوا مِنْنْمْنْنْنْمْنْنْنْهُوا مِنْنْنْهُوا مِنْمَهُوا مِنْهُوا مِنْهُوا مِنْنْنْنْنْنْنَهُوا مِنَهُمَهُمَهُوَهُمْنَهُوَهُوَهُوا مِنَهُوَهُوَهُو
  • کف های رادیت ( دیوارهای توده آجری با کف های ورق تابشی ماسونی برای ایجاد یک سیستم ذخیره سازی حرارتی یکپارچه که نوسانات دما را هموار می کند.

انواع آجر و خواص حرارتی آنها

همه آجرها در عملکرد توده حرارتی یکسان نیستند، انواع مشترک زیر را در نظر بگیرید:

  • آجر رس آتش زده؛ سنتی ترین، چگالی 1900-2200 کیلوگرم / متر3، هدایت حرارتی 0.6 - 1.0 W / m · جرم حرارتی عالی و دوام موجود در اشکال جامد یا سوراخ شده است.
  • آجر / بلوک دفع شده: تراکم 1800-600 کیلوگرم / متر3، هدایت حرارتی 0.8-1.5 W / m · جرم حرارتی خوب اما کربن بالاتر تجسم شده مگر مواد جامد مکمل استفاده می شود.
  • آجر به طور مساوی ساخته شده از زباله زغال سنگ؛ چگالی شبیه به آجر رس اما با هدایت حرارتی پایین (0.4 -0.7 W / m)K توده خوب با ارزش عایق بهتر و تاثیر زیست محیطی پایین تر ارائه می دهد.
  • آجر سیلیکات سیلیکات سیلیکاتیوم: در مناطق با چگالی بالا استفاده می شود؛ تراکم حدود 1800 کیلوگرم / متر3، توده حرارتی متوسط نه به عنوان حرارتی کارآمد به عنوان خاک رس.

برای اطلاعات بیشتر در مورد خواص حرارتی آجری، با راهنمای فنی انجمن توسعه آجر مشورت کنید .

مطالعات موردی: برنامه های تاریخی و مدرن

خانه های سنتی اروپا

در شهرهایی مانند پاریس، لندن و آمستردام، ساختمان های آجری قرن هجدهم و نوزدهم اغلب دارای ۳۰۰-۴۰۰ میلی متر ضخامت دیواره های آجر جامد هستند.این ساختارها دمای داخلی بسیار پایدار را در طول ۱۸ تا ۲۲ درجه سانتی گراد بدون تهویه مطبوع مکانیکی حفظ می کنند، گواهی بر اثربخشی ساخت آجر عظیم همراه با دیوارهای طبیعی و سقف بالا.

خانه مدرن Passive در ورمونت، ایالات متحده آمریکا

"خانه Brick" توسط Salisbury Design Associates با جفت کردن دیوار آجری جنوب با عایق پشم معدنی خارجی و پنجره های سه گانه به گواهینامه خانه Passive در زمستان دست یافتند، در حالی که تهویه شب جرم را در تابستان خنک می کند. استفاده از انرژی 80٪ کمتر از یک معماران معمولی محلی است که به سرعت پایین دیوار آجری در مقایسه با 6 درجه سانتی گراد معادل 6 درجه حرارت چوب.

درخواست تجاری: مرکز بولیت، سیاتل

در حالی که در درجه اول یک ساختار توده ای بتنی، مرکز بولیت (Groitt) که "سبزترین ساختمان تجاری جهان" نامیده می شود، از دیوارهای داخلی آجری برای اضافه کردن توده حرارتی استفاده می کند، که به عملکرد انرژی خالص صفر آن کمک می کند.این آجر گرما را از ساکنان، نور و تجهیزات جذب می کند و باعث کاهش میزان خنک سازی 15٪ در مقایسه با پارتیشن های سبک وزن می شود.

ملاحظات عملی: هزینه، نگهداری و نگهداری آب و هوا

ساخت و ساز آجر به طور معمول 5 تا 15٪ بیشتر از قاب چوب یا فولاد ضد آب و برق است، اما صرفه جویی در انرژی طولانی مدت اغلب حق بیمه را در 5 تا 10 سال جبران می کند. نگهداری حداقل است - گاهی اوقات دوباره مفاصل ملات در هر 30 تا 50 سال و تمیز کردن برای جلوگیری از effcence گرم باید به دقت تنظیم آب و هوا و هوا و هوای گرم باشد.

نتیجه گیری: نقش آجر در معماری پایدار

طراحی با آجر برای توده حرارتی یکی از موثرترین و زمان تست شده ترین استراتژی ها برای ایجاد ساختمان های انرژی کارآمد، راحت و انعطاف پذیر است، با ترکیب انتخاب آجر مناسب، جهت گیری متفکرانه، قرار دادن عایق استراتژیک و عناصر طراحی منفعل مکمل، معماران می توانند کاهش قابل توجهی در کربن عملیاتی را در حالی که افزایش رفاه اشغالگرانه.