konstRukcje  elementy  mateRiały
Modelowanie procesu przewodzenia
ciepła w zasolonych materiałach
ściennych
Prof. dr hab. inż. Valeriy ezerskiy, dr inż. marta kosior-kazberuk, Politechnika białostocka
W nr 6/2008  Przeglądu Budo� puszczalne sole, takie jak NaCl, conej cegły ceramicznej oraz muru
wlanego opublikowano artykuł CaCl2, MgCl2, Na2SO4, MgSO4 ceglanego zawierających pospolitą
Autorów, dotyczący współczynnika i inne. Nawet przy braku widocz� sól NaCl, przeprowadzonych przy
przewodzenia ciepła zasolonych nych poważnych zniszczeń ścian wykorzystaniu modelu.
materiałów ściennych, w którym zewnętrznych średnia zawartość Zastosowanie modelowania mate�
zaproponowano określenie war� soli w murze z cegły nierzadko matycznego pozwala uwzględ�
tości obliczeniowych tego współ� stanowi 3 4% (wagowo), a w war� niać realną strukturę zasolonego
czynnika za pomocą wskaz
ni� stwach zewnętrznych  kilkakrot� materiału ściennego, wymaga
ków poprawkowych uzyskanych nie więcej. Sole mogą występować mniejszych nakładów finansowych
metodą podziału soli na grupy w postaci roztworu lub w stanie i czasu w porównaniu do podejścia
na podstawie stopnia ich wpły� stałym. eksperymentalnego. Oprócz tego,
wu na przewodność cieplną mate� Obecność soli w porach powoduje proponowana metoda pozwa�
riału. We wspomnianym artykule istotne zmiany charakterystyk ciepl� la uniknąć niedokładności, które
nie podano opisu modelowania nych materiału ściennego, a przede mają miejsce przy eksperymen�
procesu przewodzenia ciepła. wszystkim wartości współczynnika talnym określaniu współczynnika
Ze względu na żywe zainteresowa� przewodzenia ciepła [4 6]. Przy przewodzenia ciepła związanych
nie Czytelników tematem, w niniej� opracowaniu projektów restauracji z niekontrolowanymi migracjami
szej pracy, Autorzy prezentują i rekonstrukcji obiektów, rozwiąza� roztworów i zmianami stanu sku�
zasady opracowania modelu mate� nie takich problemów jak poprawa pienia soli w trakcie przygotowania
matycznego przewodności ciepl� stanu wilgotnościowego i ocieple� i badania próbek.
nej materiału kapilarno�porowate� nie dodatkowe ścian wymaga infor�
go zawierającego wilgoć i sole. macji o zmianach przewodności 2. Podstawy teoretyczne mode-
cieplnej materiału w rzeczywistych lowania przewodności cieplnej
1. Wprowadzenie warunkach eksploatacji. zasolonych materiałów ścien-
Przyjmując, że przewodność ciepl� nych
Przyczyną gromadzenia się soli na roztworów wodnych większo�
w ścianach zewnętrznych obiektów ści soli jest mniejsza, a przewod� W najbardziej złożonych warun�
murowanych może być oddzia� ność cieplna kryształów soli jest kach eksploatacji przegród budow�
ływanie wód gruntowych, pyłów 10 20�krotnie większa od prze� lanych w materiale ściennym może
przemysłowych, opadów atmos� wodności cieplnej czystej wody, znajdować się roztwór wodny soli,
ferycznych, a także materiałów można przypuszczać, że wpływ mieszanina pary wodnej i powie�
uzupełniających braki rodzime� soli na przewodność cieplną mate� trza oraz kryształy soli [7, 8].
go materiału muru. W większości riału ściennego jest złożony i zale� Materiały ścienne i wodne roztwory
przypadków, największy wpływ ży od rodzaju soli oraz jej stanu soli będące ciałami heterogenicz�
mają zmineralizowane wody grun� skupienia. nymi różnią się między sobą struk�
towe przenikające w części nad� W pracy przedstawiono opis turą. Według Dulniewa [9], twarde
ziemne budynków w wyniku znisz� modelu matematycznego prze� materiały kompozytowe (cegła,
czenia izolacji przeciwwilgociowej wodności cieplnej zawilgoconego beton) mają strukturę z zamknię�
pomiędzy fundamentem a ścianą muru zawierającego sole, a także tymi wtrąceniami jednego materia�
[1 3]. W efekcie, w głąb materiału wyniki badania zmian współczyn� łu w drugim. Natomiast roztwory
ściany przedostają się łatwo roz� nika przewodzenia ciepła zawilgo� soli, wg tej samej klasyfikacji, mają
28
PRzegl
d budowlany 9/2010
aRtykuły PRoblemowe
konstRukcje  elementy  mateRiały
ność, zaczerpniętą z pracy [11],
a) b)
która zapewnia wysoką dokład�
ność zarówno przy małej, jak
i dużej koncentracji wtrąceń,
Ą# ń#
ó#
m2 Ą#
 = 1 1- Ą#
ó#
1- m2 Ą#
1
ó#
-
ó# Ą#
Ł# 1-Ń 3 Ś#
(4),
gdzie Ń = l2/l1.
Efektywną przewodność cieplną
materiału zawierającego dwa wza�
jemnie przenikające się składniki,
Rys. 1. Modele systemów heterogenicznych: a) struktura z wtrąceniami: 1  skład- przy Ń > 0, można z wystarczają�
nik ciągły, 2  wtrącenia; b) struktura ze składnikami wzajemnie przenikającymi się
cą dokładnością ocenić wg wzoru
cytowanego w pracy [9]:
strukturę o wzajemnie przenikają� różnych badaczy, Autorzy wybrali
2Ńc(1- c)
ń#
a = 1 Ą#c2+Ń(1- c)2+
cych się składnikach. i przedstawili tylko te z nich, które
ó# Ą#
1- c +Ńc
Ł# Ś#
Badając przewodność cieplną charakteryzują się dużą dokład� (5)
układów, ich chaotyczną struktu� nością oceny opisywanego zjawi� gdzie:
rę zastępuje się uporządkowanym ska. Te zależności zostały wyko� c  funkcja porowatości, którą obli�
modelem, który powinien wyrażać rzystane do opracowania modelu cza się wg wzoru:
podstawowe właściwości geome� przewodzenia ciepła zasolonego c = 0,5 + A cos(�/3),
tryczne rozpatrywanej struktury, materiału. 270� d" � d" 360�,
a także uwzględniać wszystkie Współczynnik przewodzenia ciepła dla m2 d" 0,5, A =  1,
czynniki wpływające na proces materiału z zamkniętymi wtrące� � = arccos(1 2m2),
przenoszenia ciepła. W dowolnej niami można obliczyć wg wzorów dla 0,5 < m2 d" 1, A = 1,
uporządkowanej strukturze można przedstawionych w pracach [9, 10]: � = arccos(2m2  1),
wyróżnić element podstawowy, l1, l2  współczynniki przewodze�
 = 0,5(a + u )
którego powtarzanie pozwala (1) nia ciepła, odpowiednio pierwsze�
utworzyć całą objętość struktury go i drugiego komponentu,
wyjściowej (rys. 1). Po obliczeniu m2  stężenie objętościowe skład�
2
3
1Ą#1-(1-�)�#1- m2 ś# �"3 m2 ń#
ś# ź#
efektywnej przewodności cieplnej nika.
ó# Ą#
�# #
Ł# Ś#
a=
elementu podstawowego, jej war� Przedstawione wzory pozwalają
2
1-(1-� )�"3 m2 (2) również obliczyć efektywną prze�
tość można rozszerzyć na całą
uporządkowaną strukturę. wodność cieplną mieszaniny skła�
Ścisłe sformułowanie problemu 2 dającej się z trzech i więcej skład�
1 Ą#� + (1-� )�"3 m2 ń#
ó# Ą#
określenia efektywnej przewod� Ł# Ś# ników. W tym przypadku struktu�
u =
ności cieplnej układu sprowadza rę mieszaniny wieloskładnikowej
2 2
3
� + (1-� )�#1- m2 ś# �"3 m2
ś# ź#
się do analizy pola temperaturo� (3) kolejno sprowadza się do struk�
�# #
wego występującego w systemie tury dwuskładnikowej. Kolejność
ciał i wymaga rozwiązania złożo� gdzie: uwzględniania wtrąceń może być
nych układów równań. W tym celu l , l  efektywne przewodności dowolna. Jednakże, przestawienie
a u
powszechnie stosuje się zasadę cieplne systemu, odpowiednio numeracji indeksów elementu pod�
uogólnionego przewodzenia, ba� przy adiabatycznym i izotermicz� stawowego i wtrąceń we wzorach
zującą na analogii pomiędzy równa� nym przecięciu elementu podsta� (2), (3), (4) jest niedopuszczalne
niami różniczkowymi stacjonarnego wowego, ze względu na geometryczne róż�
strumienia ciepła, prądu elektrycz� l1, l2  współczynniki przewodze� nice komponentów.
nego, indukcji elektrycznej i magne� nia ciepła, odpowiednio składnika Przewodność cieplną roztworów
tycznej czy ruchu masy. Na podsta� ciągłego i składnika rozproszone� solnych można najdokładniej okre�
wie tej zasady autorzy prac [9 11] go, przy czym � = l1/l2 ślić stosując prawo cieplne miesza�
otrzymali przybliżone wyrażenia m2  stężenie objętościowe skład� niny dwóch cieczy: rozpuszczalni�
określające efektywną przewodność nika rozproszonego. ka (wody) i hipotetycznego roztwo�
cieplną systemów dwuskładniko� Do obliczeń efektywnej przewod� ru soli o 100% stężeniu. Strukturę
wych o zróżnicowanej strukturze. ności cieplnej dwuskładnikowej takiego układu można przedstawić
Po analizie i ocenie przybliżonych twardej mieszaniny z zamkniętymi w postaci modelu o składnikach
zależności opracowanych przez wtrąceniami proponuje się zależ� przenikających się wzajemnie.
29
PRzegl
d budowlany 9/2010
a R t y k u ł y P R o b l e m o w e
konstRukcje  elementy  mateRiały
Zmienioną przewodność cieplną Dc. Intensywność tego wpływu przewodności cieplnej materiału
soli w hipotetycznym roztworze l zależy od rodzaju soli oraz stęże� z wartościami eksperymentalnymi.
u
można określić wg wzoru [10]: nia roztworu. Największy wpływ Wartości współczynników przewo�
na Dc wykazują roztwory nasyco� dzenia ciepła kryształów soli przyj�
-5
ne. Zmianę Dc, w tym przypadku, muje się na podstawie danych lite�
u = 9,3�"10-2 �" p � �"Tst (M )
6
(6) można przyjąć jako proporcjonal� raturowych lub można je obliczyć
ną do punktu higroskopijności roz� wg wzorów zaproponowanych
gdzie: tworu nasyconego soli �n. przez Missenarda [10].
r
M  masa molekuły soli, Sole mają również wpływ na cie� Podany opis przewodności cieplnej
P  liczba atomów w molekule pło parowania wody z roztworów. materiału kapilarno�porowatego
soli, Ciepło parowania jednego mola wskazuje, że zbudowanie ścisłej
T  temperatura topnienia soli, K wody z roztworu DH , kJ/mol zależności współczynnika przewo�
st r
r  gęstość soli, kg/m3. w danej temperaturze można dzenia ciepła materiału zasolonego
Mając wartość l , określoną wyznaczyć ze wzoru: od wszystkich znaczących czyn�
u
na podstawie wzoru (6), można ników jest zadaniem złożonym.
"h2 - "h1
"H = "H +
obliczyć przewodność cieplną roz� Stąd, w celu uzyskania informa�
r w
n
tworu l dowolnej soli w dowolnym
(8) cji o współczynniku przewodzenia
r
rozpuszczalniku o przewodności gdzie: ciepła materiału zasolonego celo�
l1, stosując wzór (5). DH  ciepło parowania jednego we jest zastosowanie modelowania
w
Obecność wilgoci lub roztworów mola wody w danej temperaturze, matematycznego i przeprowadze�
wodnych soli w przestrzeni poro� kJ/mol, nie eksperymentu obliczeniowego
wej materiałów ściennych znacz� Dh2  Dh1  różnica entalpii roz� za pomocą modelu.
nie komplikuje proces przewodze� tworów, odpowiednio końcowego
nia ciepła. Para wodna znajdująca i wyjściowego, kJ/mol, 3. Model matematyczny prze-
się w porach materiału, przekazu� n  liczba wyparowanych moli wodności cieplnej zawilgoco-
je ciepło przez dyfuzję od ciepłej wody. nego i zasolonego muru cegla-
do chłodniejszej powierzchni ele� Przyjmując, że współczynnik dyfu� nego
mentu. Przy czym, na chłodniej� zji pary wodnej w powietrzu dt przy
szej powierzchni odbywa się kon� zadanej temperaturze nie zależy Celem opracowania modelu mate�
densacja wilgoci z wydzieleniem od rodzaju soli ani stężenia roztwo� matycznego było zbadanie zależ�
ilości ciepła równej ciepłu wytwo� ru, można zapisać wzór, który okre� ności współczynnika przewodzenia
rzenia pary wodnej. Współczynnik śla współczynnik przewodzenia ciepła materiałów ściennych (cegły
przewodzenia ciepła mieszaniny ciepła mieszaniny pary i powietrza ceramicznej i muru ceglanego)
powietrza i pary l w porach w porach materiału zawierającego od zawartości wilgoci oraz rodza�
pw
materiału można określić wg roztwór soli: ju i zawartości soli w materiale.
n
wzoru [10]: Czynniki te w pełni wyrażają cechy
dt �" "c �"�r �" "H
r
rd = o +
charakterystyczne związane z eks�
100 �" "H
w
 = o + dt (c1 - c2 )�" qt
(7) (9) ploatacją elementów ściennych
pw
obiektów murowanych i poddają
gdzie: Uwzględniając obecność roztworu się dostatecznie dokładnej kontroli
l0  współczynnik przewodze� nasyconego soli oraz mieszani� podczas badań terenowych stanu
nia ciepła suchego powietrza, W/ ny pary i powietrza w materia� ścian.
(m2K), le, substancję w porach można Algorytm modelu matematycznego
dt  współczynnik dyfuzji pary wod� rozpatrywać jako dwuskładnikowy obejmuje cztery główne bloki obli�
nej w powietrzu o temperaturze t, system o strukturze z wtrącenia� czeń. W pierwszym bloku oblicza
m2/s, mi. Zauważmy, że wzory (2) i (3) się współczynnik przewodzenia
Dc = (c1  c2)  różnica stężeń zapewniają górne i dolne osza� ciepła substancji w porach l .
wp
pary wodnej w powietrzu przy cowanie składowej dyfuzyjnej W blokach drugim, trzecim i czwar�
gradiencie temperatury 1K, współczynnika przewodzenia cie� tym  odpowiednio, współczynnik
qt  ciepło parowania wody pła mieszaniny pary i powietrza. przewodzenia ciepła cegły cera�
w temperaturze t, J/kg. W celu otrzymania bardziej dokład� micznej l , zaprawy cementowej
cs
Obecność roztworu soli w porach nej oceny do drugiego składni� l i muru ceglanego l , uwzględ�
zs ms
materiału powoduje zmianę skła� ka tych wzorów należy wprowa� niając obecność wilgoci i soli.
dowej dyfuzyjnej strumienia cie� dzić współczynnik poprawkowy, Współczynnik przewodzenia cie�
pła, ponieważ sole, obniżając zależny od zawilgocenia materiału pła substancji w porach oblicza
prężność pary wodnej, wpływają i dobierany na podstawie porów� się biorąc pod uwagę stan skupie�
na różnicę stężenia pary wodnej nania obliczeniowych wartości nia jej składników. Rozpatruje się
30
PRzegl
d budowlany 9/2010
aRtykuły PRoblemowe
konstRukcje  elementy  mateRiały
wym stężeniu wody lub roztworu
Wprowadzenie danych
m2w w stosunku do objętości porów
m2p, składowa ta osiągnie maksy�
malną wartość. Przyjęto, że taki
stan nastąpi, gdy m2wr = 0,5 m2p.
Ocena stanu skupienia substancji
W obliczeniach przyjęto założenie,
w porach materiału
że przy zawartości wilgoci w mate�
riale w mniejszej od wilgoci sorp�
r
cyjnej, przy określonej wilgotności
Określenie stężeń objętościowych składników względnej powietrza �p odpowia�
dającej punktowi higroskopijności
substancji w porach materiału
�g badanej soli, roztwory solne nie
powstają.
W celu opisu zmiany stanu sku�
Obliczenie współczynnika przewodzenia ciepła
pienia soli wprowadzono pojęcie
substancji w porach wp, zakładając różne jej stany
roztworu quasi�rzeczywistego,
którego stężenie ck przewyższa
r
wartość stężenia roztworu nasy�
Określenie stężeń objętościowych składników
conego c . Założono, że przy speł�
r
nieniu warunku ck > c w porach
materiałów: cegły ceramicznej, zaprawy cementowej
r n
zaczyna się krystalizacja soli. Przy
obliczaniu stężeń objętościowych
składników substancji w porach
Obliczenie współczynnika przewodzenia ciepła
uwzględniono właściwości fizyko�
materiałów: cegły ceramicznej cs; zaprawy zs
�chemiczne soli i ich roztworów,
porowatość badanego materiału,
zawartości masowe wilgoci i soli,
Określenie stężeń objętościowych składników układu: a także opisane wyżej założenie.
Przewodność cieplną substancji
cegła ceramiczna + zaprawa cementowa
w porach, bez uwzględniania soli
krystalicznej, obliczono wg wzoru
(1). Kryształy soli wraz ze szkiele�
Obliczenie współczynnika przewodzenia ciepła układu:
tem materiału rozpatrywano jako
cegła ceramiczna + zaprawa cementowa ms
dwuskładnikową mieszaninę twar�
dą, której przewodność cieplną
określono wg wzoru (4). W etapie
Rys. 2. Uogólniony schemat blokowy obliczania współczynnika przewodzenia
końcowym obliczono przewodno�
ciepła zasolonego muru
ści cieplne zawilgoconych mate�
osiem wariantów składu substan� Założono, że przenikanie cie� riałów zawierających sole  cegły
cji w porach. W pierwszym, naj� pła poprzez dyfuzję pary wodnej ceramicznej i zaprawy cementowej
prostszym przypadku przyjmuje się ma miejsce wówczas, gdy w kapi�  wg wzoru (1), a muru ceglanego
wypełnienie porów tylko suchym larach materiału rozpocznie się  wg wzoru (4).
powietrzem. W ostatnim wariancie, kondensacja wilgoci, która może
w skład substancji w porach wcho� zwilżać strefy powierzchni porów 4. Dane do badania przewodno-
dzi mieszanina pary i powietrza, wokół otworów wylotowych kapilar, ści cieplnej za pomocą modelu
roztwór nasycony i kryształy soli. a układ może być rozpatrywany matematycznego
Uogólniony schemat blokowy obli� jako tak zwany schemat Krischera
czania współczynnika przewodze� [12]. Jako wartość graniczną wilgot� Model matematyczny w formie
nia ciepła zasolonego muru cegla� ności w przyjęto wilgotność sorp� ujednoliconego cyklicznego algo�
nego przedstawiono na rysunku 2. cyjną w80 przy względnej wilgotno� rytmu obliczeniowego zrealizowa�
W trakcie przekształcania algorytmu ści powietrza �p = 80%, określoną no w postaci programu za pomocą
obliczeniowego w opis matema� dla materiału badanego za pomo� którego przeprowadzono ekspery�
tyczny procesu przenikania ciepła, cą izoterm sorpcji. Oczywiste jest, ment obliczeniowy. Jako zmienne
wprowadzono dodatkowe wzory że po całkowitym wypełnieniu niezależne przyjęto zawartości wil�
i założenia, które dotyczą składni� porów wodą lub roztworem skła� goci i soli w materiale ściennym.
ków substancji w porach, ich stanu dowa dyfuzyjna strumienia ciepła Realizując eksperyment oblicze�
skupienia i stężeń objętościowych. zniknie, a przy pewnym objętościo� niowy uwzględniono: cegłę cera�
31
PRzegl
d budowlany 9/2010
a R t y k u ł y P R o b l e m o w e
konstRukcje  elementy  mateRiały
miczną o porowatości 50% i gęsto�
ści 1300 kg/m3 oraz materiały skła�
dowe muru ceglanego: zaprawę
cementową i cegłę ceramiczną
o gęstości 1800 kg/m3, porowa�
tości 31% i współczynniku prze�
wodzenia ciepła szkieletu 2,326
W/(mK). Jako sól, wprowadzono
NaCl o współczynniku przewodze�
nia ciepła kryształów 8,3 W/(mK).
W wyniku eksperymentu oblicze�
niowego otrzymano dane o prze�
wodności cieplnej mieszaniny pary
wodnej i powietrza, roztworów soli
oraz substancji w porach dla róż�
nych wariantów jej składu, a także
dane dotyczące cegły ceramicznej,
zaprawy cementowej i muru cegla�
nego w zależności od zawartości
wilgoci (od 0 do 9%) i soli NaCl
(od 0 do 6,5%) w materiale.
5. Analiza wyników badania
Rys. 3. Współczynnik przewodzenia ciepła l , W/(mK) cegły ceramicznej o gęsto-
cs
Wyniki obliczeń współczynnika
ści 1300 kg/m3 w zależności od zawartości wilgoci w, % oraz soli (NaCl) c, %:
przewodzenia ciepła cegły cera�
1  c = 0; 2  c =1%; 3  c = 2%; 4  c = 4%; 5  c = 8%
micznej o gęstości 1300 kg/m3
l dla wybranych punktów roz�
cs
patrywanej przestrzeni czynników
przedstawiono na rysunku 3.
Analizując wykres zależności na
rysunku 3, stwierdzono, że współ�
czynnik przewodzenia ciepła cegły
ceramicznej, w porach której znaj�
duje się powietrze i kryształy soli,
wzrasta liniowo wraz ze wzrostem
zawartości NaCl. Szybkość tego
wzrostu zależy nie tylko od prze�
wodności cieplnej kryształów soli,
lecz także od porowatości materia�
łu i gęstości kryształów, ponieważ
gęstość kryształów określa stęże�
nie objętościowe soli w porach.
Wypełnienie solą przestrzeni poro�
wej do 6,5% masy materiału zwięk�
sza wartość współczynnika prze�
wodzenia ciepła cegły o 25%.
Obecność wilgoci w materiale
zmienia charakter wpływu soli na
współczynnik l cegły. W porach
cs
materiału powstają roztwory so�
li, których współczynnik prze�
Rys. 4. Izolinie współczynnika przewodzenia ciepła l , W/(mK) muru ceglanego
ms
wodzenia ciepła zmniejsza się
r = 1800 kg/m3 zawierającego NaCl przy zmianie zawartości wilgoci w, % i soli c, %:
wraz ze wzrostem ich stężenia. 1  linia zerowego wpływu soli, powyżej której przy określonej wilgotności obecność
soli powoduje zwiększenie wartości współczynnika przewodzenia ciepła; 2  linia
Zmniejszenie ilości soli krystalicz�
rozdziału faz substancji wewnątrz porów, powyżej której w porach materiału znajduje
nej i zwiększenie objętości roz�
się roztwór nasycony i kryształy soli, poniżej  roztwór nienasycony
tworu odbywa się stopniowo wraz
32
PRzegl
d budowlany 9/2010
aRtykuły PRoblemowe
konstRukcje  elementy  mateRiały
ze wzrostem zawilgocenia mate� prowadzone przy zastosowaniu ściennych a rodzajem soli, zawar�
riału. W rezultacie, efekt zwiększe� modelu wykazały, że przy takim tością wilgoci i soli w porach oraz
nia przewodności cieplnej cegły zawilgoceniu współczynnik prze� stanem skupienia soli.
spowodowany obecnością krysz� wodzenia ciepła muru zaczy� 3. Stwierdzono, że w warunkach
tałów soli pochłania efekt zmniej� na wzrastać przy zawartości soli dopuszczalnego zawilgocenia eks�
szenia przewodności spowodo� NaCl przekraczającej 1,3�1,7%, ploatacyjnego muru ceglanego
wany powstaniem roztworów soli co pokazano na rysunku 4. Dalej, (2�3%) jego współczynnik prze�
i zmniejszeniem wartości składowej zwiększenie zawartości soli o 1% wodzenia ciepła zaczyna wzrastać
dyfuzyjnej przenikania ciepła l . powoduje przyrost wartości l przy zawartości NaCl większej niż
rd ms
Moment pełnego pochłaniania jed� o około 0,04 W/(mK). Na przykład, 1,3�1,7%. Dalszy przyrost warto�
nego efektu przez drugi następuje przy wilgotności muru w = 3% ści współczynnika wynosi 0,04 W/
przy pewnej zawartości soli kry� i zawartości NaCl c=6,5%, współ� (mK) przy wzroście zawartości soli
stalicznej i roztworu nasyconego. czynnik l wynosi 1,11 W/(mK), w materiale o 1%.
ms
Wówczas, przewodność cieplna co o blisko 20% przewyższa war�
cegły zawierającej wilgoć i sole, tość współczynnika przewodzenia BIBLIOGRAFIA
[1] Hoła J., Matkowski Z., Wybrane problemy
nie różni się od przewodności ciepła muru, który nie zawiera soli
dotyczące zabezpieczeń przeciwwilgocio�
cieplnej cegły zawilgoconej bez (l = 0,93 W/(mK)).
cs
wych ścian w istniejących obiektach murowa�
soli (pod warunkiem jednakowej Należy uwzględnić, że opisany
nych Mat. XXIV Konferencji Naukowo�
w nich zawartości wilgoci). Przy wyżej efekt zmniejszenia l (tj.
�Technicznej  Awarie Budowlane , Szczecin�
ms
Międzyzdroje, 26 29 maja 2009, s. 73 92
wzroście zawilgocenia, ilość roz� poprawa właściwości materiału
[2] Kunzel H. M., Kiessel K., Calculation
tworu nasyconego zwiększa się ściennego) ma określoną ogra�
of heat and moisture transfer in exposed
kosztem rozpuszczania kryształów niczoną wartość zależną tylko
building components. International Journal of
soli. Przy pełnej rozpuszczalności od zdolności roztworu do obniża�
Heat and Mass Transfer, 1997, Vol. 40,
kryształów soli efekt zmniejszenia nia przewodności cieplnej miesza� s. 159 167
[3] Ahl J., Salt diffusion in brick structures.
wartości l cegły jest najwięk� niny cieczy i pary wodnej w porach
cs
Journal of Material Science, 2003, Vol. 38,
szy. Jednakże, zmiana wartości materiału.
s. 2055 2061
współczynnika przewodzenia cie� Natomiast efekt zwiększenia war�
[4] Solymez M. S., On the effective thermal
pła nie przekracza 5% w stosunku tości l (tj. pogorszenie właściwo�
conductivity of building bricks. Building and
ms
do współczynnika dla cegły nieza� ści materiału) zależy przede wszy� Environment, 1999, Vol. 34, s. 1 5
[5] Dawson D. M., Briggs A., Prediction of the
solonej. stkim od stężenia objętościowego
thermal conductivity of insulation materials.
Dalszy wzrost zawilgocenia mate� soli krystalicznej w porach. Stęże�
Journal of Material Science, 1981, Vol. 16,
riału prowadzi do rozcieńczenia nie objętościowe soli jest teore�
s. 3346 3356
roztworu w wyniku czego przy tej tycznie nieograniczone, ponieważ
[6] Alawadhi E. M., Thermal analysis of
a building brick containing phase change
samej wilgotności wartość współ� sól zapełniwszy przestrzeń poro�
material. Energy and Building, 2008, Vol. 40,
czynnika przewodzenia ciepła wą może dosłownie otoczyć ma�
s. 351 357
cegły zasolonej zbliża się do war� teriał. Dlatego w obliczeniach
[7] Lubelli B., Van Hees R. P. J., Brocken
tości współczynnika dla cegły nie� cieplnych zasolonych ścian zale�
H. J. P., Experimental research on
zasolonej. Jednakże, taki proces ca się brać pod uwagę tylko te hygroscopic behaviour of porous specimens
contaminated with salts. Construction and
może mieć miejsce przy ograni� wartości l , które przy tej samej
ms
Building Materials, 2004, Vol. 18, s. 339 348
czonej zawartości soli w materiale wilgotności przekraczają wartość
[8] Espinosa R. M., Franke L., Deckelmann
(7 8% masowo), ponieważ przy współczynnika przewodzenia cie�
G., Phase changes of salts in porous
większym zasoleniu i przy ogra� pła materiału niezasolonego.
materials: Crystallization, hydration and
deliquescence. Construction and Building
niczonej objętości porów, wilgoci
Materials, 2008, Vol. 22, s. 1758 1773
pochłanianej przez materiał cegły, 6. Wnioski
[9] Dulniev G. N., Zarichniak Yu. P.,
może nie wystarczyć do całkowi�
Tieploprovodnost smiesei i kompozy�
tego rozpuszczenia soli. Wówczas 1. Przeprowadzona analiza wyka�
cionnych materialov. Spravochnaja kniga 
efekt zmniejszenia przewodności zała wysoką efektywność wykorzy� L., Energia, 1974, s. 264
[10] Missenard A., Conductivite thermique des
cieplnej nie będzie miał miejsca. stania modelowania matematycz�
solidem, liquides, gaz et de leurs melanges.
Największe znaczenie praktyczne nego do oceny i prognozowania
Editions Eyrolles, Paris, 1985, 340 s.
ma analiza współczynnika prze� współczynnika przewodzenia cie�
[11] Odelevskiy W. I., Raschet
wodzenia ciepła muru ceglanego pła materiałów ściennych podlega�
obobshchennoj provodimosti geterogennych
sistem. Zh.T.F. 1951, 21, s. 667 685
w zakresie dopuszczalnej wilgot� jących oddziaływaniu soli.
[12] Krischer O., Rohnalter H., Die
ności eksploatacyjnej w okresie 2. Analiza wyników eksperymen�
W�rme�bertragung durch Diffusion des
zimowym. Według danych literatu� tu obliczeniowego wykazała zło�
Wasserdampfes in den Poren von Baustoffen
rowych dopuszczalne zawilgoce� żoną zależność pomiędzy warto�
unter Einwirkung eines Temperaturgef�lles.
nie muru z cegły ceramicznej wy� ścią współczynnika przewodzenia
Gesundheits  Ingenieur, Berlin, 1937  N 41,
s. 39 46
nosi 2 3% [1]. Obliczenia prze� ciepła ceramicznych materiałów
33
PRzegl
d budowlany 9/2010
a R t y k u ł y P R o b l e m o w e