ماذا سيكون الفرق إذا تم تطبيق نفس مادة العزل على الإطارات الخشبية والإطارات الفولاذية . ماذا سيكون التأثير؟ أصبحت هذه الأسئلة شائعة في صناعة البناء.

تقارن هذه المقالة الهيكل الفولاذي الخفيف والهيكل الخشبي بالأداء الحراري.

أظهرت المقارنة أن الطريقة الشائعة لاستبدال الخشب بالعصا الفولاذية تؤدي إلى زيادة بنسبة 32 في المائة في استهلاك الطاقة للتدفئة والتبريد لمنزل نموذجي في منطقة كاليفورنيا المناخية 12. وأظهر تحليل الفروق الدقيقة ثنائية الأبعاد أن هناك ارتفاعًا كبيرًا. المواد الموصلة مثل الفولاذ لا تخلق فقط جسرًا حراريًا في التجويف ، ولكنها تسبب أيضًا تدفقًا جانبيًا في الطبقات المجاورة للإطار.

تحليل انتقال الحرارة

يمكن تحسين الأداء الحراري في منزل الإطار الفولاذي ذو المقياس الخفيف عن طريق مقاطعة تدفق الحرارة التي تدخل وترك الهيكل الفولاذي الخفيف وتقليل مكون التدفق الجانبي. يمكن مقاطعة تدفق الحرارة بطرق مثل: (1) زيادة تباعد الإطارات ؛ (2) إزالة جزء من الويب عن طريق إحداث ثقوب فيه ؛ و (3) استخدام غلاف عازل كطبقة خارجية. سيؤدي ذلك أيضًا إلى تقليل التكثيف في التجويف.

الشكل 1. مقارنة التجميعات ذات الإطار الخشبي القياسي والفولاذ

يستخدم بعض مصممي الهياكل الفولاذية الخفيفة شرائط من الصلب لتوفير دعم القص للتجميع. يؤدي تركيب شرائح من الصلب إلى زيادة المكون الجانبي لتدفق الحرارة. طبقة من الصلب مقاس 1/16 بوصة مع R-0.0003 مثبتة بين الإطار والجص في النظام القياسي ذي الإطار الفولاذي ينتج عنه انخفاض في قيمة R الإجمالية للنظام إلى 4.20 hr-ft2- ° F / Btu. هذا هو 0.23 ساعة-قدم 2- درجة فهرنهايت / وحدة حرارية بريطانية أقل من قيمة R لمنزل الإطار الفولاذي المقياس للضوء القياسي . من ناحية أخرى ، فإن تركيب طبقة من الصلب مقاس 1/16 بوصة في نظام مؤطر بالخشب يقلل من قيمة R الإجمالية للنظام بمقدار 0.07 ساعة - قدم 2 - درجة فهرنهايت / وحدة حرارية بريطانية إلى 9.12 ساعة - قدم 2 - درجة فهرنهايت / وحدة حرارية بريطانية.

يوضح الشكل 2 أنه إذا تم تركيب الخشب الرقائقي والعزل الصلب R-4.00 والجص مع الخشب الرقائقي المتصل مباشرة بفولاذ مقياس الضوء والعزل الصلب بين الخشب الرقائقي والجص ، فإن القيمة الإجمالية لـ R تصبح 10.42 ساعة-قدم 2- درجة فهرنهايت / وحدة حرارية بريطانية. سيؤدي عكس مواقع العزل الصلب والخشب الرقائقي مع العزل الصلب المجاور للإطار الفولاذي إلى زيادة قيمة R الإجمالية بمقدار 1.04 مرة إلى 10.87 hr-ft2- ° F / Btu (الشكل 7). كلما اقترب الغلاف العازل من الإطار ، قل تدفق التدفق الجانبي في التجميع.

الشكل 2. تجميع قياسي بإطار فولاذي مع خشب رقائقي متصل بالإطار