Таблиця порівняння теплопровідності будівельних матеріалів по товщині. Особливості визначення теплопровідності будівельних матеріалів. Приклад розрахунку товщини стіни по теплопровідності

Термін «теплопровідність» застосовується до властивостей матеріалів пропускати теплову енергію від гарячих ділянок до холодних. Теплопровідність заснована на русі частинок усередині речовин і матеріалів. Здатність передавати енергію тепла в кількісному вимірі - це коефіцієнт теплопровідності. Кругообіг теплової енергопередачі, або тепловий обмін, може проходити в будь-яких речовинах з нерівнозначних розміщенням різних температурних ділянок, але коефіцієнт теплопровідності залежимо від тиску і температури в самому матеріалі, а також від його стану - газоподібного, рідкого або твердого.

Фізично теплопровідність матеріалів дорівнює кількості тепла, яке перетікає через однорідний предмет встановлених габаритів і площі за певний часовий відрізок при встановленій температурній різниці (1 К). В системі СІ одиничний показник, який має коефіцієнт теплопровідності, прийнято вимірювати в Вт / (м К).

Як розрахувати теплопровідність за законом Фур'є

У заданому тепловому режимі щільність потоку при передачі тепла прямо пропорційна вектору максимального збільшення температури, параметри якої змінюються від однієї ділянки до інших, і по модулю з однаковою швидкістю збільшення температури у напрямку вектора:

q → = - κ х grad х (T), де:

• q → - напрямок щільності предмета, що передає тепло, або обсяг теплового потоку, який протікає по ділянці за задану тимчасову одиницю через певну площу, перпендикулярний всіх осях;
• κ - питомий коефіцієнт теплопровідності матеріалу;
• T - температура матеріалу.

При застосуванні закону Фур'є не приймають до уваги інерційність перетікання теплової енергії, а це значить, що мається на увазі миттєва передача тепла з будь-якої точки на будь-яку відстань. Тому формулу можна використовувати для розрахунків передачі тепла при протіканні процесів, що мають високу частоту повторення. Це ультразвукове випромінювання, передача теплової енергії хвилями ударного або імпульсного типу і т.д. Існує рішення згідно із законом Фур'є з релаксаційним членом:

τ х ∂ q / ∂ t = - (q + κ х ∇T).

Якщо релаксація τ миттєва, то формула перетворюється в закон Фур'є.

Орієнтовна таблиця теплопровідності матеріалів:

Наведена таблиця теплопровідності враховує теплопередачу за допомогою теплового випромінювання та теплообміну частинок. Так як вакуум не передати тепло, то воно перетікає за допомогою сонячного випромінювання або іншого типу генерації тепла. У газовій або рідкому середовищі шари з різною температурою змішуються штучно або природним способом.

Проводячи розрахунок теплопровідності стіни, необхідно брати до уваги, що теплопередача крізь стінові поверхні змінюється від того, що температура в приміщенні і на вулиці завжди різна, і залежить від площі всіх поверхонь будинку і від теплопровідності будматеріалів.

Щоб кількісно оцінити теплопровідність, ввели таке значення, як коефіцієнт теплопровідності матеріалів. Він показує, як той чи інший матеріал здатний передавати тепло. Чим вище це значення, наприклад, коефіцієнт теплопровідності стали, тим ефективніше сталь буде проводити тепло.

• При утепленні будинку з деревини рекомендується вибирати будматеріали з низьким коефіцієнтом.
• Якщо стіна цегляна, то при значенні коефіцієнта 0,67 Вт / (м2 К) і товщині стіни 1 м при її площі 1 м 2 при різниці зовнішньої і внутрішньобудинкової температури 1 0 С цегла буде пропускати 0,67 Вт енергії. При різниці температур 10 0 С цегла буде пропускати 6,7 Вт і т.д.

Стандартне значення коефіцієнта теплопровідності теплоізоляції та інших будівельних матеріалів вірно для товщини стіни 1 м. Щоб провести розрахунок теплопровідності поверхні іншої товщини, слід коефіцієнт поділити на вибране значення товщини стіни (метри).

В СНиП та при проведенні розрахунків фігурує термін «тепловий опір матеріалу», він означає зворотну теплопровідність. Тобто при теплопровідності листа пінопласту 10 см і його теплопровідності 0,35 Вт / (м 2 К) тепловий опір листа - 1 / 0,35 Вт / (м 2 К) = 2,85 (м 2 К) / Вт.

Нижче - таблиця теплопровідності для затребуваних будівельних матеріалів і утеплювачів:

Крім того, необхідно враховувати теплопровідність утеплювачів через їх струменевих теплових потоків. У щільному середовищі можливо «переливання» квазичастиц з одного нагрітого будматеріалу в інший, більш холодний або більш теплий, через пори субмікронних розмірів, що допомагає поширювати звук і тепло, навіть якщо в цих порах буде абсолютний вакуум.

Будівництво будь-якого будинку, будь то котедж або скромний дачний будиночок, має починатися з розробки проекту. На цьому етапі закладається не тільки архітектурний вигляд майбутньої будови, але і його конструктивні і теплотехнічні характеристики.

Основним завданням на етапі проекту буде не тільки розробка міцних і довговічних конструктивних рішень, здатних підтримувати найбільш комфортний мікроклімат з мінімальними витратами. Допомогти визначитися з вибором може порівняльна таблиця теплопровідності матеріалів.

поняття теплопровідності

У загальних рисах процес теплопровідності характеризується передачею теплової енергії від більш нагрітих частинок твердого тіла до менш нагрітих. Процес буде йти до тих пір, поки не настане теплова рівновага. Іншими словами, поки не зрівняються температури.

Стосовно до огороджувальних конструкцій будинку (стіни, підлога, стеля, дах) процес теплопередачі буде визначатися часом, протягом якого температура всередині приміщення зрівняється з температурою навколишнього середовища.

Чим більш тривалий за часом буде цей процес, тим приміщення буде більш комфортним за відчуттями і економічним по експлуатаційних витрат.

Чисельно процес перенесення тепла характеризується коефіцієнтом теплопровідності.Фізичний сенс коефіцієнта показує, яка кількість тепла за одиницю часу проходить через одиницю поверхні. Тобто чим вище значення цього показника, тим краще проводиться тепло, значить, тим швидше буде відбуватися процес теплообміну.

Відповідно, на етапі проектних робіт необхідно спроектувати конструкції, теплопровідність яких повинна мати по можливості найменше значення.

Повернутися до списку

Фактори, що впливають на величину теплопровідності

Теплопровідність матеріалів, використовуваних в будівництві, залежить від їх параметрів:

1. Пористість - наявність пір в структурі матеріалу порушує його однорідність. При проходженні теплового потоку частина енергії передається через обсяг, зайнятий порами і заповнений повітрям. Прийнято за відліковим точку приймати теплопровідність сухого повітря (0,02 Вт / (м * ° С)). Відповідно, чим більший обсяг буде зайнятий повітряними порами, тим менше буде теплопровідність матеріалу.
2. Структура пір - малий розмір пір і їх замкнутий характер сприяють зниженню швидкості теплового потоку. У разі використання матеріалів з великими сполученими порами на додаток до теплопровідності в процесі перенесення тепла братимуть участь процеси передачі тепла конвекцією.
3. Щільність - при великих значеннях частки більш тісно взаємодіють один з одним і в більшій мірі сприяють передачі теплової енергії. У загальному випадку значення теплопровідності матеріалу залежно від його щільності визначаються або на основі довідкових даних, або емпірично.
4. Вологість - значення теплопровідності для води становить (0,6 Вт / (м * ° С)). При намоканні стінових конструкцій або утеплювача відбувається витіснення сухого повітря з пор і заміщення його краплями рідини або насиченим вологим повітрям. Теплопровідність в цьому випадку значно збільшиться.
5. Вплив температури на теплопровідність матеріалу відбивається через формулу:

λ = λо * (1 + b * t), (1)

де, λо - коефіцієнт теплопровідності при температурі 0 ° С, Вт / м * ° С;

b - довідкова величина температурного коефіцієнта;

t - температура.

Повернутися до списку

Практичне застосування значення теплопровідності будівельних матеріалів

З поняття теплопровідності безпосередньо випливає поняття товщини шару матеріалу для отримання необхідного значення опору теплового потоку. Тепловий опір - нормована величина.

Спрощена формула, яка визначає товщину шару, буде мати вигляд:

де, H - товщина шару, м;

R - опір теплопередачі, (м2 * ° С) / Вт;

λ - коефіцієнт теплопровідності, Вт / (м * ° С).

Дана формула стосовно до стіни або перекриття має такі припущення:

• захисна конструкція має однорідне монолітне будова;
• використовувані будматеріали мають природну вологість.

При проектуванні необхідні нормовані і довідкові дані беруться з нормативної документації:

• СНіП23-01-99 - Будівельна кліматологія;
• СНиП 23-02-2003 - Тепловий захист будівель;
• СП 23-101-2004 - Проектування теплового захисту будівель.

Повернутися до списку

Теплопровідність матеріалів: параметри

Прийнято умовний поділ матеріалів, що застосовуються в будівництві, на конструкційні і теплоізоляційні.

Конструкційні матеріали застосовуються для зведення огороджувальних конструкцій (стін, перегородок, перекриттів). Вони відрізняються великими значеннями теплопровідності.

Значення коефіцієнтів теплопровідності зведені в таблицю 1:

Таблиця 1

Підставляючи в формулу (2) дані, взяті з нормативної документації, і дані з Таблиці 1, можна отримати необхідну товщину стін для конкретного кліматичного району.

При виконанні стін тільки з конструкційних матеріалів без використання теплоізоляції їх необхідна товщина (в разі використання залізобетону) може досягати декількох метрів. Конструкція в цьому випадку вийде непомірно великий і громіздкою.

Припускають зведення стін без використання додаткового утеплення, мабуть, тільки пінобетон і дерево. І навіть в цьому випадку товщина стін сягає півметра.

Теплоізоляційні матеріали мають досить малі величини значення коефіцієнта теплопровідності.

Основний їх діапазон лежить в межах від 0,03 до 0,07 Вт / (м * ° С). Найбільш поширені матеріали - це екструдований пінополістирол, мінеральна вата, пінопласт, скловата, утеплюють на основі пінополіуретану. Їх використання дозволяє значно знизити товщину огороджувальних конструкцій.

Будівництво котеджу або дачного будинку - це складний і трудомісткий процес. І для того, щоб майбутня будова простояло не один десяток років, потрібно дотримуватися всіх норм і стандартів при його зведенні. Тому кожен етап будівництва вимагає точних розрахунків і якісного виконання необхідних робіт.

Одним з найважливіших показників при будівництві і обробці будівлі є теплопровідність будівельних матеріалів. СНИП (будівельні норми і правила) дає повний спектр інформації з даного питання. Її необхідно знати, щоб майбутня будівля було комфортним для проживання як в літній, так і в зимовий період.

Ідеальний теплий будинок

Від конструктивних особливостей будови і застосовуваних при його зведенні матеріалів залежить комфорт і економічність проживання в ньому. Комфорт полягає в створенні оптимального мікроклімату всередині незалежно від зовнішніх погодних умов і температури навколишнього середовища. Якщо матеріали підібрані правильно, а котельне обладнання та вентиляція встановлені згідно з нормами, то в такому будинку буде комфортна прохолодна температура влітку і тепло взимку. До того ж якщо всі матеріали, використовувані при будівництві, володіють хорошими теплоізоляційними властивостями, то витрати на енергоносії при опаленні приміщень будуть мінімальні.

поняття теплопровідності

Теплопровідність - це передача теплової енергії між безпосередньо дотичними тілами або середовищами. Простими словами теплопровідність - це здатність матеріалу проводити температуру. Тобто, потрапляючи в якусь середу з відмінною температурою, матеріал починає приймати температуру цього середовища.

Цей процес має велике значення і в будівництві. Так, в будинку за допомогою опалювального обладнання підтримується оптимальна температура (20-25 ° C). Якщо температура на вулиці буде нижче, то коли відключається опалення, все тепло з будинку через деякий час вийде на вулицю, і температура знизиться. Влітку відбувається зворотна ситуація. Щоб зробити температуру в будинку нижче вуличної, доводиться використовувати кондиціонер.

Коефіцієнт теплопровідності

Втрата тепла в будинку неминуча. Вона відбувається постійно, коли температура зовні менше, ніж в приміщенні. А ось її інтенсивність - це змінна величина. Вона залежить від безлічі факторів, головними серед яких є:

• Площа поверхонь, що беруть участь в теплообміні (дах, стіни, перекриття, підлога).
• Показник теплопровідності будівельних матеріалів і окремих елементів будівлі (вікна, двері).
• Різниця між температурами на вулиці і всередині будинку.
• Та інші.

Для кількісної характеристики теплопровідності будівельних матеріалів використовують спеціальний коефіцієнт. Використовуючи цей показник, можна досить просто розрахувати необхідну теплоізоляцію для всіх частин будинку (стіни, дах, перекриття, підлога). Чим вище коефіцієнт теплопровідності будівельних матеріалів, тим більше інтенсивність втрати тепла. Таким чином, для побудови теплого будинку краще застосовувати матеріали з більш низьким показником цієї величини.

Коефіцієнт теплопровідності будівельних матеріалів, як і будь-яких інших речовин (рідких, твердих або газоподібних), позначається грецькою буквою λ. Одиницею його вимірювання є Вт / (м * ° C). При цьому розрахунок ведеться на один квадратний метр стіни товщиною в один метр. Різниця температур тут береться 1 °. Практично в будь-якому будівельному довіднику є таблиця теплопровідності будівельних матеріалів, в якій можна подивитися значення цього коефіцієнта для різних блоків, цегли, бетонних сумішей, порід дерева і інших матеріалів.

Визначення втрат тепла

Втрати тепла в будь-якій будівлі завжди є, але в залежності від матеріалу вони можуть змінювати своє значення. В середньому втрата тепла відбувається через:

• Дах (від 15% до 25%).
• Стіни (від 15% до 35%).
• Вікна (від 5% до 15%).
• Двері (від 5% до 20%).
• Пол (від 10% до 20%).

Для визначення втрат тепла застосовують спеціальний тепловізор, який визначає найбільш проблемні місця. Вони виділяються на ньому червоним кольором. Менша втрата тепла відбувається в жовтих зонах, далі - в зелених. Зони з найменшою втратою тепла виділяються синім кольором. А визначення теплопровідності будівельних матеріалів повинно проводитися в спеціальних лабораторіях, про що повинен свідчити сертифікат якості, який додається до продукції.

Приклад розрахунку втрат тепла

Якщо взяти, наприклад, стіну з матеріалу з коефіцієнтом теплопровідності 1, то при різниці температур з двох сторін цієї стіни в 1 °, втрати тепла складуть 1 Вт. Якщо ж товщину стіни взяти не 1 метр, а 10 см, то втрати складуть вже 10 Вт. У разі, якщо різниця температур буде 10 °, то теплові втрати також складуть 10 Вт.

Розглянемо тепер на конкретному прикладі розрахунок втрати тепла цілої будівлі. Висоту його візьмемо 6 метрів (8 з коником), ширину - 10 метрів, а довжину - 15 метрів. Для простоти розрахунків беремо 10 вікон площею 1 м 2. Температуру всередині приміщення вважатимемо що дорівнює 25 ° C, а на вулиці -15 ° C. Обчислюємо площу всіх поверхонь, через які відбувається втрата тепла:

• Вікна - 10 м 2.
• Пол - 150 м 2.
• Стіни - 300 м 2.
• Дах (зі скатами по довгій стороні) - 160 м 2.

Формула теплопровідності будівельних матеріалів дозволяє обчислити коефіцієнти для всіх частин будівлі. Але простіше використовувати вже готові дані з довідника. Там є таблиця теплопровідності будівельних матеріалів. Розглянемо кожен елемент окремо і визначимо його тепловий опір. Воно розраховується за формулою R = d / λ, де d - товщина матеріалу, а λ - коефіцієнт його теплопровідності.

Пол - 10 см бетону (R = 0,058 (м 2 * ° C) / Вт) і 10 см мінеральної вати (R = 2,8 (м 2 * ° C) / Вт). Тепер складаємо ці два показники. Таким чином, тепловий опір статі дорівнює 2,858 (м 2 * ° C) / Вт.

Аналогічно вважаються стіни, вікна та покрівля. Матеріал - пористий бетон (газобетон), товщина 30 см. У такому випадку R = 3,75 (м 2 * ° C) / Вт. Тепловий опір пластового вікна - 0,4 (м 2 * ° C) / Вт.

Наступна формула дозволяє з'ясувати втрати теплової енергії.

Q = S * T / R, де S - площа поверхні, T - різниця температур зовні і всередині (40 ° C). Розрахуємо втрати тепла для кожного елемента:

• Для даху: Q = 160 * 40 / 2,8 = 2,3 кВт.
• Для стін: Q = 300 * 40 / 3,75 = 3,2 кВт.
• Для вікон: Q = 10 * 40 / 0,4 = 1 кВт.
• Для статі: Q = 150 * 40 / 2,858 = 2,1 кВт.

Далі всі ці показники сумуються. Таким чином, для даного котеджу теплові втрати складуть 8,6 кВт. А для підтримки оптимальної температури потрібно котельне обладнання потужністю не менше 10 кВт.

Матеріали для зовнішніх стін

На сьогоднішній день існує безліч стінових будівельних матеріалів. Але найбільшою популярністю в приватному житловому будівництві як і раніше користуються будівельні блоки, цеглу та дерево. Основні відмінності - це щільність і теплопровідність будівельних матеріалів. Порівняння дає можливість вибрати золоту середину в співвідношенні щільність / теплопровідність. Чим вище щільність матеріалу, тим вище його несуча здатність, а отже, і міцність конструкції в цілому. Але при цьому нижче його тепловий опір, а як наслідок, витрати на енергоносії вище. З іншого боку, чим вище тепловий опір, тим нижче щільність матеріалу. Менша щільність, як правило, має на увазі наявність пористої структури.

Щоб зважити всі за і проти, необхідно знати щільність матеріалу і його коефіцієнт теплопровідності. Наступна таблиця теплопровідності будівельних матеріалів для стін дає значення цього коефіцієнта і його щільність.

Утеплювачі для стін

При недостатній тепловій опірності зовнішніх стін можуть застосовуватися різні утеплювачі. Так як значення теплопровідності будівельних матеріалів для утеплення можуть мати вельми низький показник, то найчастіше товщини в 5-10 см буде достатньо для створення комфортної температури і мікроклімату в приміщеннях. Широке застосування на сьогоднішній день отримали такі матеріали, як мінеральна вата, пінополістирол, пінопласт, пінополіуретан і піноскло.

Наступна таблиця теплопровідності будівельних матеріалів, використовуваних для утеплення зовнішніх стін, дає значення коефіцієнта λ.

Особливості застосування стінових утеплювачів

Застосування утеплювачів для зовнішніх стін має деякі обмеження. Це перш за все пов'язано з таким параметром, як паропроникність. Якщо стіна зроблена з пористого матеріалу, такого як газобетон, пінобетон або керамзитобетон, то застосовувати краще мінеральну вату, так як цей параметр у них практично однаковий. Використання пінополістиролу, пінополіуретану або піноскла можливо тільки при наявності спеціального вентиляційного зазору між стіною і утеплювачем. Для дерева це також критично. А ось для цегляних стін даний параметр не такий критичний.

тепла покрівля

Утеплення покрівлі дозволяє уникнути непотрібних перевитрат при опаленні будинку. Для цього можуть застосовуватися всі види утеплювачів як листового формату, так і напилювані (пенополіурітан). При цьому не слід забувати про пароізоляцію і гідроізоляцію. Це дуже важливо, тому що мокрий утеплювач (мінеральна вата) втрачає свої властивості по тепловій опірності. Якщо ж покрівля не утеплюється, то необхідно грунтовно утеплити перекриття між горищем і останнім поверхом.

Підлога

Утеплення підлоги досить важливий етап. При цьому також необхідно застосовувати пароізоляцію і гідроізоляцію. Як утеплювач використовується більш щільний матеріал. Він, відповідно, має більш високий коефіцієнт теплопровідності, ніж покрівельний. Додатковим заходом для утеплення підлоги може послужити підвал. Наявність повітряного прошарку дозволяє підвищити тепловий захист будинку. А обладнання системи теплої підлоги (водяного або електричного) дає додаткове джерело тепла.

висновок

При будівництві і обробці фасаду необхідно керуватися точними розрахунками по теплових втрат і враховувати параметри використовуваних матеріалів (теплопровідність, паропроникність і щільність).

Будівельна справа передбачає використання будь-яких відповідних матеріалів. Головні критерії - безпека для життя і здоров'я, теплова провідність, надійність. Далі йдуть, ціна, властивості естетичності, універсальність застосування і т.д.

Розглянемо одну з найважливіших характеристик будматеріалів - коефіцієнт теплопровідності, так як саме від цього властивості багато в чому залежить, наприклад, рівень комфорту в будинку.

Теоретично, та й практично теж, будівельними матеріалами, як правило, створюються дві поверхні - зовнішня і внутрішня. З точки зору фізики, тепла область завжди прагне до холодної області.

Стосовно до будматеріали, тепло буде прагнути від однієї поверхні (теплішою) до іншої поверхні (менше теплою). Ось, власне, здатність матеріалу щодо такого переходу і називається - коефіцієнтом теплопровідності або в абревіатурі - КТП.

Схема, яка пояснює ефект теплопровідності: 1 - теплова енергія; 2 - коефіцієнт теплопровідності; 3 - температура першої поверхні; 4 - температура другий поверхні; 5 - товщина будматеріалу

Характеристика КТП зазвичай будується на основі випробувань, коли береться експериментальний екземпляр розмірами 100х100 см і до нього застосовується тепловий вплив з урахуванням різниці температур двох поверхонь в 1 градус. Час впливу 1 годину.

Відповідно, вимірюється теплопровідність в Ватах на метр на градус (Вт / м ° C). Коефіцієнт позначається грецьким символом λ.

За замовчуванням, теплопровідність різних матеріалів для будівництва зі значенням менше 0,175 Вт / м ° C, прирівнює ці матеріали до розряду ізоляційних.

Сучасним виробництвом освоєні технології виготовлення будматеріалів, рівень КТП яких становить менше 0,05 Вт / м ° C. Завдяки таким виробам, вдається досягти вираженого економічного ефекту в плані споживання енергетичних ресурсів.

Вплив факторів на рівень теплопровідності

Кожен окремо взятий будматеріал має певну будову і володіє своєрідним фізичним станом.

Основою цього є:

• розмірність кристалів структури;
• фазовий стан речовини;
• ступінь кристалізації;
• анізотропія теплопровідності кристалів;
• обсяг пористості і структури;
• напрямок теплового потоку.

Все це - чинники впливу. Певний вплив на рівень КТП також надає хімічний склад і домішки. Кількість домішок, як показала практика, надає особливо виразний вплив на рівень теплопровідності кристалічних компонентів.

Ізоляційні будматеріали - клас продуктів під будівництво, створених з урахуванням властивостей КТП, наближених до оптимальних властивостями. Однак досягти ідеальної теплопровідності при збереженні інших якостей, вкрай складно

У свою чергу вплив на КТП надають умови експлуатації будматеріалу - температура, тиск, рівень вологості та ін.

Будівельні матеріали з мінімальним КТП

Згідно з дослідженнями, мінімальним значенням теплопровідності (близько 0,023 Вт / м ° C) має сухе повітря.

З точки зору застосування сухого повітря в структурі будівельного матеріалу, необхідна конструкція, де сухе повітря перебуває всередині замкнутих численних просторів невеликого обсягу. Конструктивно така конфігурація представлена ​​в образі численних пір всередині структури.

Звідси логічний висновок: малим рівнем КТП повинен володіти будматеріал, внутрішня структура якого являє собою пористе освіту.

Причому, в залежності від максимально допустимої пористості матеріалу, значення теплопровідності наближається до значення КТП сухого повітря.

Створенню будівельного матеріалу з мінімальною теплопровідністю сприяє пориста структура. Чим більше міститься пір різного об'єму в структурі матеріалу, тим кращий КТП допустимо отримати

У сучасному виробництві застосовуються кілька технологій для одержання пористості будівельного матеріалу.

Зокрема, використовуються технології:

• піноутворення;
• газоутворення;
• водозатворенія;
• спучування;
• впровадження добавок;
• створення волоконних каркасів.

Слід зазначити: коефіцієнт теплопровідності безпосередньо пов'язаний з такими властивостями, як щільність, теплоємність, температурна провідність.

Значення теплопровідності може бути розраховане за формулою:

λ = Q / S * (T 1 -T 2) * t,

• Q- кількість тепла;
• S- товщина матеріалу;
• T 1, T 2- температура з двох сторін матеріалу;
• t- час.

Середня величина щільності і теплопровідності обернено пропорційна величині пористості. Тому, виходячи з щільності структури будматеріалу, залежність від неї теплопровідності можна розрахувати так:

λ = 1,16 √ 0,0196 + 0,22d 2 - 0,16,

де: d- значення щільності. Це формула В.П. Некрасова, що демонструє вплив щільності конкретного матеріалу на значення його КТП.

Вплив вологи на теплопровідність будматеріалу

Знову ж судячи з прикладів використання будматеріалів на практиці, з'ясовується негативний вплив вологи на КТП будматеріалу. Помічено - чим більшій зволоженню піддається будматеріал, тим вищим стає значення КТП.

Різними способами прагнуть захистити від впливу вологи матеріал, який використовується в будівництві. Цей захід цілком виправдана, враховуючи підвищення коефіцієнта для мокрого будматеріалу

Обґрунтувати такий момент нескладно. Вплив вологи на структуру будівельного матеріалу супроводжується зволоженням повітря в порах і частковим заміщенням повітряного середовища.

З огляду на, що параметр коефіцієнта теплопровідності для води становить 0,58 Вт / м ° C, стає зрозумілим істотне підвищення КТП матеріалу.

Слід також відзначити більш негативний ефект, коли вода, яка потрапляє в пористу структуру, додатково заморожується - перетворюється в лід.

Однією з причин відмови від зимового будівництва на користь будівництва влітку слід вважати саме фактор можливого подмораживания деяких видів будматеріалів і як наслідок - підвищення теплопровідності

Звідси стають очевидними будівельні вимоги щодо захисту ізоляційних будматеріалів від попадання вологи. Адже рівень теплопровідності зростає в прямій пропорційності від кількісної вологості.

Не менш значущим бачиться і інший момент - зворотний, коли структура будівельного матеріалу піддається істотному нагрівання. Надмірно висока температура також провокує зростання теплопровідності.

Відбувається таке через підвищення кінематичної енергії молекул, що складають структурну основу будматеріалу.

Правда, існує клас матеріалів, структура яких, навпаки, набуває кращі властивості теплопровідності в режимі сильного нагрівання. Одним з таких матеріалів є метал.

Якщо під сильним нагріванням велика частина широко поширених будматеріалів змінює теплопровідність в бік збільшення, сильне нагрівання металу призводить до зворотного ефекту - КТП металу знижується

Методи визначення коефіцієнта

Використовуються різні методики в цьому напрямку, але по факту всі технології вимірювання об'єднані двома групами методів:

1. Режим стаціонарних вимірювань.
2. Режим нестаціонарних вимірювань.

Стаціонарна методика має на увазі роботу з параметрами, незмінними з плином часу або змінюються в незначній мірі. Ця технологія, судячи з практичним застосуванням, дозволяє розраховувати на більш точні результати КТП.

Дії, спрямовані на вимірювання теплопровідності, стаціонарний спосіб допускає проводити в широкому температурному діапазоні - 20 - 700 ° C. Але разом з тим, стаціонарна технологія вважається трудомісткою і складною методикою, що вимагає великої кількості часу на виконання.

Приклад апарату, призначеного під виконання вимірювань коефіцієнта теплопровідності. Це одна з сучасних цифрових конструкцій, що забезпечує отримання швидкого і точного результату

Інша технологія вимірювань - нестаціонарна, бачиться більш спрощеною, що вимагає для виконання робіт від 10 до 30 хвилин. Однак в цьому випадку істотно обмежений діапазон температур. Проте, методика знайшла широке застосування в умовах виробничого сектора.

Таблиця теплопровідності будматеріалів

Піддавати вимірам багато існуючих і широко використовувані будматеріали не має сенсу.

Всі ці продукти, як правило, випробувані неодноразово, на підставі чого складено таблицю теплопровідності будівельних матеріалів, куди входять практично всі потрібні на будівництві матеріали.

Один з варіантів такої таблиці наведено нижче, де КТП - коефіцієнт теплопровідності:

Будівництво приватного будинку - дуже непростий процес від початку і до кінця. Одним з основних питань даного процесу є вибір будівельної сировини. Цей вибір повинен бути дуже грамотним і обдуманим, адже від нього залежить велика частина життя в новому будинку. Окремо в цьому виборі варто таке поняття, як теплопровідність матеріалів. Від неї залежатиме, наскільки в будинку буде тепло і комфортно.

теплопровідність- це здатність фізичних тіл (і речовин, з яких вони виготовлені) передавати теплову енергію. Пояснюючи більш простою мовою, це перенесення енергії від теплого місця до холодного. У деяких речовин таке перенесення відбуватиметься швидко (наприклад, у більшості металів), а у деяких, навпаки - дуже повільно (гума).

Якщо говорити ще більш зрозуміло, то в деяких випадках, матеріали, маючи товщину в кілька метрів, будуть проводити тепло набагато краще, ніж інші матеріали, з товщиною в кілька десятків сантиметрів. Наприклад, кілька сантиметрів гіпсокартону зможуть замінити значну стіну з цегли.

Грунтуючись на цих знаннях, можна припустити, що найбільш правильним буде вибір матеріалів з низькими значеннями цієї величини, Щоб будинок швидко не охолоджувався. Для наочності, позначимо процентне співвідношення втрат тепла в різних ділянках будинку:

Від чого залежить теплопровідність?

Значення цієї величини можуть залежати від декількох факторів. Наприклад, коефіцієнт теплопровідності, про який ми поговоримо окремо, вологість будівельної сировини, щільність і так далі.

• Матеріали, що мають високі показники щільності, мають, в свою чергу, і високу здатність до тепловіддачі, за рахунок щільного скупчення молекул усередині речовини. Пористі матеріали, навпаки, будуть нагріватися і остигати повільніше.
• На теплопередачу впливає і вологість матеріалів. Якщо матеріали промокнути, то їх тепловіддача зросте.
• Також, сильно впливає на цей показник структура матеріалу. Наприклад, дерево з поперечними і поздовжніми волокнами матиме різні значення теплопровідності.
• Показник змінюється і при змінах таких параметрів, як тиск і температура. З ростом температури він збільшується, а з ростом тиску, навпаки - зменшується.

Коефіцієнт теплопровідності

Для кількісної оцінки такого параметра, використовуються спеціальні коефіцієнти теплопровідності, Суворо задекларовані в СНИП. Наприклад, коефіцієнт теплопровідності бетону дорівнює 0,15-1,75 Вт / (м * С) в залежності від типу бетону. Де С - градуси Цельсія. На даний момент розрахунок коефіцієнтів є практично для всіх існуючих типів будівельної сировини, що застосовуються при будівництві. Коефіцієнти теплопровідності будівельних матеріалів дуже важливі в будь-яких архітектурно-будівельних роботах.

Для зручного підбору матеріалів і їх порівняння, використовуються спеціальні таблиці коефіцієнтів теплопровідності, розроблені за нормами СНИП (будівельні норми і правила). Теплопровідність будівельних матеріалів, Таблиця на яких буде приведена нижче, дуже важлива при будівництві будь-яких об'єктів.

• Деревні матеріали. Для деяких матеріалів параметри будуть приведені як уздовж волокон (Індекс 1, так і впоперек - індекс 2)

• Різні типи бетону.

• Різні види будівельного та декоративного цегли.

Розрахунок товщини утеплювача

З вищенаведених таблиць ми бачимо, наскільки можуть відрізнятися коефіцієнти провідності тепла у різних матеріалів. Для розрахунку теплового опору майбутньої стіни, існує нехитра формула, Яка пов'язує товщину утеплювача і коефіцієнт його теплопровідності.

R = p / k, де R-показник теплового опору, p товщина шару, k - коефіцієнт.

З цієї формули нескладно виділити і формулу розрахунку товщини шару утеплювача для необхідного теплового. P = R * k. Значення теплоопір різний для кожного регіону. Для цих значень теж існує спеціальна таблиця, де їх і можна подивитися при розрахунку товщини утеплювача.

Тепер наведемо приклади деяких найбільш популярних утеплювачіві їх технічних характеристик.