Bij het bouwen van een vloer voor passief gebruik op zonne-energie of bij het gebruik van een stenen oppervlak om brood warm te houden tijdens het serveren, is het belangrijk om te weten welk soort gesteente de warmte het beste vasthoudt. Het vermogen om warmte vast te houden is een functie van de specifieke warmtecapaciteit en dichtheid van de steen. Een andere factor bij het kiezen van steen kan zijn hoe snel de steen warmte overdraagt, warmtegeleidbaarheid genoemd. Zet het vermogen van de steen om warmte op te slaan samen met thermische geleidbaarheid om de steen te vinden die warmte het beste absorbeert, en doet dit het snelst.
Mozaïek marmeren tegelvloer.De energiedichtheid van steen
Outdoor rotswand.Het belangrijkste kenmerk van een steen die warmte moet vasthouden, is de maat voor zijn specifieke warmtecapaciteit. De soortelijke warmte van een materiaal is de hoeveelheid energie die nodig is om één kilogram materiaal één graad Celsius te verhogen.
Het tweede belangrijkste kenmerk van een steen die wordt gebruikt voor het absorberen van warmte is de dichtheid. Voor twee steenmaterialen met dezelfde soortelijke warmte, zal het dichtere gesteente kleiner zijn en dezelfde warmte-energie vasthouden.
De energiedichtheid van steen is de soortelijke warmte vermenigvuldigd met de dichtheid per eenheid. Dit geeft een getal dat aangeeft hoe goed een steen warmte kan opslaan, als elke steen even groot is. De steen met de hoogste energiedichtheid zal het grootste vermogen hebben om warmte te absorberen, voor een gegeven dikte of grootte.
Welke stenen absorberen de meeste hitte?
Basalt rotsen.Voor gewone natuurlijke materialen zijn de stenen met de hoogste energiedichtheid (van hoog naar laag) gips, speksteen, basalt, marmer, kalksteen, zandsteen en graniet.
Voor gewone kunstmatige materialen die in de bouw worden gebruikt, is de steen met de hoogste energiedichtheid vuursteen, gevolgd door asfalt, beton en gewone baksteen. Merk op dat beton gemaakt met basaltsteen een hogere energiedichtheid zou hebben dan beton gemaakt met kalksteen.
Thermische geleidbaarheid van steen
Vrouw die vloer met steentegels opnieuw betegelen.Elk materiaal heeft de mogelijkheid om warmte over te dragen naar een koeler materiaal. De snelheid waarmee dit gebeurt, wordt de thermische geleidbaarheid genoemd. Materialen met een hogere warmtegeleiding dragen warmte sneller over. Dit is een reden waarom een marmeren vloer koeler aanvoelt op blote voeten dan een houten vloer, hoewel de twee vloeren dezelfde temperatuur hebben.
Als een steen een hoge warmtegeleiding heeft, zal deze ook de warmte het snelst naar een koelere plaats overbrengen. Dit betekent dat de warmte snel wordt opgegeven, dus dit is voor sommige toepassingen misschien geen wenselijke eigenschap. Vaak zijn twee steensoorten nodig, een die warmte goed opslaat en een andere die isoleert.
Welke steen absorbeert de meeste warmte het snelst?
Moderne keuken met betonnen vloer.Natuurstenen met een hoge energiedichtheid en uitstekende warmtegeleiding zijn speksteen (veruit de beste) en marmer. Dit zijn misschien wel de beste stenen om snel grote hoeveelheden warmte op te nemen. Sommige soorten graniet kunnen goede warmtegeleiders zijn, maar zijn niet goed in het opslaan van warmte.
Hoewel Gips warmte goed vasthoudt, werkt het meer als een isolator dan als een warmtegeleider. Basalt, hoewel uitstekend in het vasthouden van warmte, draagt warmte langzaam over.
Voor door de mens gemaakte bouwmaterialen zijn de materialen met de hoogste warmtegeleiding en goede warmtedichtheid lichtgewicht beton en vuursteen. Merk op dat de beste natuurlijke materialen veel beter zijn dan deze twee kunstmatige materialen door snel te verwarmen en vervolgens de warmte op te slaan.
