Топлопроводимост на основните строителни материали. Топлопроводимост на строителни материали Материали за външни стени

Процесът на пренос на енергия от по-гореща част на тялото към по-малко загрята се нарича топлопроводимост. Числовата стойност на такъв процес отразява топлопроводимостта на материала. Тази концепция е много важна при строителството и ремонта на сгради. Правилно подбраните материали ви позволяват да създадете благоприятен микроклимат в стаята и да спестите значителна сума от отопление.

Концепцията за топлопроводимост

Топлопроводимостта е процесът на обмен на топлинна енергия, който възниква поради сблъсъка на най-малките частици на тялото. Освен това този процес няма да спре, докато не настъпи моментът на температурно равновесие. Това отнема определено време. Колкото повече време е прекарано за топлообмен, толкова по-ниска е топлопроводимостта.

Този показател се изразява като коефициент на топлопроводимост на материалите. Таблицата съдържа вече измерени стойности за повечето материали. Изчислението се извършва според количеството топлинна енергия, преминало през дадена повърхност на материала. Колкото по-голяма е изчислената стойност, толкова по-бързо обектът ще предаде цялата си топлина.

Фактори, влияещи върху топлопроводимостта

Топлопроводимостта на материала зависи от няколко фактора:

• С увеличаване на този показател взаимодействието на материалните частици става по-силно. Съответно те ще прехвърлят температурата по-бързо. Това означава, че с увеличаване на плътността на материала, топлопреминаването се подобрява.

• Порьозността на веществото. Порестите материали са разнородни по своята структура. Вътре в тях има много въздух. А това означава, че ще бъде трудно за молекулите и другите частици да преместват топлинната енергия. Съответно коефициентът на топлопроводимост се увеличава.

• Влажността също оказва влияние върху топлопроводимостта. Повърхностите на мокрия материал позволяват да преминава повече топлина. Някои таблици дори показват изчислената топлопроводимост на материала в три състояния: сухо, средно (нормално) и мокро.

При избора на материал за изолация на помещението също е важно да се вземат предвид условията, при които ще се използва.

Концепцията за топлопроводимост на практика

Топлопроводимостта се взема предвид на етапа на проектиране на сградата. Това отчита способността на материалите да задържат топлина. Благодарение на правилния им подбор, обитателите в помещенията винаги ще бъдат удобни. По време на работа парите за отопление ще бъдат значително спестени.

Изолацията на етапа на проектиране е оптимална, но не и единственото решение. Не е трудно да се изолира вече завършена сграда чрез извършване на вътрешни или външни работи. Дебелината на изолационния слой ще зависи от избраните материали. Някои от тях (например дърво, пенобетон) в някои случаи могат да се използват без допълнителен слой топлоизолация. Основното е, че дебелината им надвишава 50 сантиметра.

Особено внимание трябва да се обърне на изолацията на покрива, отворите за прозорци и врати и пода. По-голямата част от топлината излиза през тези елементи. Визуално това може да се види на снимката в началото на статията.

Конструктивни материали и техните показатели

За изграждането на сгради се използват материали с нисък коефициент на топлопроводимост. Най-популярни са:

• Стоманобетон, чиято стойност на топлопроводимост е 1,68 W / m * K. Плътността на материала достига 2400-2500 kg/m 3 .

• Дървото се използва като строителен материал от древни времена. Неговата плътност и топлопроводимост, в зависимост от скалата, са съответно 150-2100 kg / m 3 и 0,2-0,23 W / m * K.

Друг популярен строителен материал е тухла. В зависимост от състава, той има следните показатели:

• кирпич (направен от глина): 0,1-0,4 W / m * K;

• керамика (направена чрез изпичане): 0,35-0,81 W / m * K;

• силикат (от пясък с добавка на вар): 0,82-0,88 W / m * K.

Бетонни материали с добавка на порести инертни материали

Коефициентът на топлопроводимост на материала ви позволява да използвате последния за изграждане на гаражи, навеси, летни къщи, бани и други конструкции. Тази група включва:

• Експандиран глинен бетон, чието изпълнение зависи от неговия вид. Плътните блокове нямат кухини и дупки. С кухини вътре, те са направени, които са по-малко издръжливи от първия вариант. Във втория случай топлопроводимостта ще бъде по-ниска. Ако вземем предвид общите цифри, тогава това е 500-1800 кг / м3. Неговият индикатор е в диапазона от 0,14-0,65 W / m * K.

• Газобетон, вътре в който се образуват пори с размер 1-3 mm. Тази структура определя плътността на материала (300-800kg/m3). Поради това коефициентът достига 0,1-0,3 W / m * K.

Индикатори за топлоизолационни материали

Коефициентът на топлопроводимост на топлоизолационните материали, най-популярният в наше време:

• експандиран полистирол, чиято плътност е същата като тази на предишния материал. Но в същото време коефициентът на топлопреминаване е на ниво 0,029-0,036 W / m * K;

• стъклена вата. Характеризира се с коефициент, равен на 0,038-0,045 W / m * K;

• с индикатор 0,035-0,042 W / m * K.

Таблица с показатели

За удобство коефициентът на топлопроводимост на материала обикновено се въвежда в таблицата. В допълнение към самия коефициент, в него могат да бъдат отразени такива показатели като степен на влажност, плътност и други. Материалите с висок коефициент на топлопроводимост са комбинирани в таблицата с показатели за ниска топлопроводимост. Пример за тази таблица е показан по-долу:

Използването на коефициента на топлопроводимост на материала ще ви позволи да построите желаната сграда. Основното нещо: да изберете продукт, който отговаря на всички необходими изисквания. Тогава сградата ще бъде удобна за живеене; ще поддържа благоприятен микроклимат.

Правилно избраният ще намали, поради което вече няма да е необходимо да се „отопля улицата“. Благодарение на това финансовите разходи за отопление ще бъдат значително намалени. Такива спестявания скоро ще върнат всички пари, които ще бъдат изразходвани за закупуване на топлоизолатор.

Терминът "топлопроводимост" се прилага за свойствата на материалите да предават топлинна енергия от горещи към студени зони. Топлопроводимостта се основава на движението на частици вътре в вещества и материали. Способността за пренос на топлинна енергия в количествено отношение е коефициентът на топлопроводимост. Цикълът на пренос на топлинна енергия, или топлообмен, може да се осъществи във всякакви вещества с неравномерно разположение на различни температурни секции, но топлопроводимостта зависи от налягането и температурата в самия материал, както и от неговото състояние - газообразно, течно или твърдо.

Физически топлопроводимостта на материалите е равна на количеството топлина, което протича през хомогенен обект с установени размери и площ за определен период от време при определена температурна разлика (1 K). В системата SI единичен индикатор, който има коефициент на топлопроводимост, обикновено се измерва в W / (m K).

Как да изчислим топлопроводимостта с помощта на закона на Фурие

В даден топлинен режим плътността на потока по време на топлопреминаване е право пропорционална на вектора на максимално увеличение на температурата, чиито параметри се променят от една секция в друга, и по модул със същата скорост на повишаване на температурата в посока на вектора:

q → = − ϰ x grad x (T), където:

• q → - посоката на плътността на обекта, който предава топлина, или обема на топлинния поток, който протича през обекта за дадена времева единица през определена площ, перпендикулярно на всички оси;
• ϰ е специфичният коефициент на топлопроводимост на материала;
• T е температурата на материала.

При прилагането на закона на Фурие не се взема предвид инерцията на потока на топлинна енергия, което означава, че се има предвид моменталният пренос на топлина от всяка точка на произволно разстояние. Следователно формулата не може да се използва за изчисляване на топлопреминаването по време на процеси с висока честота на повторение. Това е ултразвуково лъчение, пренос на топлинна енергия чрез ударни или импулсни вълни и др. Има решение на закона на Фурие с термин за релаксация:

τ x ∂ q / ∂ t = − (q + ϰ x ∇T) .

Ако релаксацията τ е мигновена, тогава формулата се превръща в закона на Фурие.

Приблизителна таблица на топлопроводимостта на материалите:

Дадената таблица на топлопроводимостта отчита преноса на топлина чрез топлинно излъчване и топлообмена на частиците. Тъй като вакуумът не пренася топлина, той протича с помощта на слънчева радиация или друг вид генериране на топлина. В газова или течна среда слоеве с различни температури се смесват изкуствено или естествено.

При изчисляване на топлопроводимостта на стената трябва да се има предвид, че топлопреминаването през повърхностите на стената варира от факта, че температурата в сградата и на улицата винаги е различна и зависи от площта на \u200b\ u200ball повърхности на къщата и върху топлопроводимостта на строителните материали.

За количествено определяне на топлопроводимостта е въведена стойност като коефициента на топлопроводимост на материалите. Показва как даден материал е в състояние да пренася топлина. Колкото по-висока е тази стойност, например топлопроводимостта на стоманата, толкова по-ефективно ще провежда топлината.

• Когато изолирате къща от дърво, се препоръчва да изберете строителни материали с нисък коефициент.
• Ако стената е тухлена, тогава със стойност на коефициента 0,67 W / (m2 K) и дебелина на стената 1 m, с площ от 1 m 2, с разлика между външната и вътрешната температура от 1 0 C, тухлата ще предава 0,67 W енергия. При температурна разлика от 10 0 C тухлата ще предава 6,7 W и т.н.

Стандартната стойност на коефициента на топлопроводимост на топлоизолацията и други строителни материали е валидна за дебелина на стената от 1 м. За да се изчисли топлопроводимостта на повърхност с различна дебелина, коефициентът трябва да се раздели на избраната стойност на дебелината на стената ( метра).

В SNiP и при извършване на изчисления се появява терминът „термична устойчивост на материала“, което означава обратна топлопроводимост. Тоест, с топлопроводимост на лист от пяна от 10 cm и неговата топлопроводимост от 0,35 W / (m 2 K), топлинното съпротивление на листа е 1 / 0,35 W / (m 2 K) = 2,85 (m 2 К) / В.

По-долу е дадена таблица на топлопроводимостта за популярни строителни материали и топлоизолатори:

Освен това е необходимо да се вземе предвид топлопроводимостта на нагревателите поради техните струйни топлинни потоци. В плътна среда е възможно да се „прехвърлят“ квазичастици от един нагрят строителен материал в друг, по-студен или по-топъл, през субмикронни пори, което спомага за разпространението на звук и топлина, дори ако в тези пори има абсолютен вакуум.

От какво да построим къща? Стените му трябва да осигуряват здравословен микроклимат без излишна влага, мухъл, студ. Това зависи от техните физични свойства: плътност, водоустойчивост, порьозност. Най-важна е топлопроводимостта на строителните материали, което означава способността им да пропускат топлинна енергия през себе си при температурна разлика. За да се определи количествено този параметър, се използва коефициентът на топлопроводимост.

За да бъде една тухлена къща топла като дървена рамка (направена от бор), дебелината на стените й трябва да бъде три пъти по-голяма от дебелината на стените на рамката.

Какъв е коефициентът на топлопроводимост

Това физическо количество е равно на количеството топлина (измерено в килокалории), преминаващо през материал с дебелина 1 m за 1 час. В този случай температурната разлика от противоположните страни на повърхността му трябва да бъде равна на 1 °C. Топлопроводимостта се изчислява в W / m градуса (Ват, разделен на произведението на метър и градус).

Използването на тази характеристика е продиктувано от необходимостта от компетентен избор на вида на фасадата, за да се създаде максимална топлоизолация. Това е необходимо условие за комфорта на хората, живеещи или работещи в сградата. Също така, топлопроводимостта на строителните материали се взема предвид при избора на допълнителна изолация за къщата. В този случай нейното изчисление е особено важно, тъй като грешките водят до неправилно изместване на точката на оросяване и в резултат на това стените се намокрят, къщата е влажна и студена.

Сравнителни характеристики на топлопроводимостта на строителните материали

Коефициентът на топлопроводимост на материалите е различен. Например, за бор тази цифра е 0,17 W / m градуса, за пенобетон - 0,18 W / m градуса: тоест те са приблизително еднакви по отношение на способността си да задържат топлина. Коефициентът на топлопроводимост на тухла е 0,55 W / m deg, а този на обикновена (твърда) тухла е 0,8 W / m deg. От всичко това следва, че за да бъде една тухлена къща топла като дървена дървена къща (направена от бор), дебелината на стените й трябва да бъде три пъти по-голяма от дебелината на стените на дървената къща.

Практично използване на материали с ниска топлопроводимост

Съвременните технологии за производство на топлоизолационни материали предоставят широки възможности за строителната индустрия. Днес абсолютно не е необходимо да се строят къщи с дебели стени: можете успешно да комбинирате различни материали за изграждане на енергийно ефективни сгради. Не много високата топлопроводимост на тухла може да бъде компенсирана чрез използване на допълнителна вътрешна или външна изолация, например експандиран полистирол, чийто коефициент на топлопроводимост е само 0,03 W / m °.

Вместо скъпи тухлени къщи и неефективни, от гледна точка на енергоспестяването, монолитни и рамково-панелни къщи, изработени от тежък и плътен бетон, сега сградите се строят от клетъчен бетон. Неговите параметри са същите като тези на дървото: в къща, изработена от този материал, стените не промръзват дори в най-студените зими.

Топлинна загуба у дома като процент.

Тази технология ви позволява да строите по-евтини сгради. Това се дължи на факта, че ниският коефициент на топлопроводимост на строителните материали опрости строителството с минимални финансови разходи. Освен това намалява времето, прекарано за строителни работи. За по-леки конструкции не е необходимо да се подрежда тежка, дълбоко заровена основа: в някои случаи е достатъчна лека лентова или колонна основа.

Този принцип на строителство стана особено привлекателен за изграждането на леки рамкови къщи. Днес все повече и повече вили, супермаркети, складове и промишлени сгради се строят с материали с ниска топлопроводимост. Такива сгради могат да се експлоатират във всяка климатична зона.

Принципът на технологията на рамково-панелна конструкция е, че между тънки листове шперплат или OSB плочи се поставя топлоизолатор. Може да бъде минерална вата или пенополистирол. Дебелината на материала се избира, като се вземе предвид неговата топлопроводимост. Тънките стени са напълно в състояние да се справят със задачата за топлоизолация. По същия начин е подреден и покривът. Тази технология ви позволява да построите сграда за кратко време с минимални финансови разходи.

Сравнение на параметрите на популярните материали за изолация и строителство на къщи

Експандираният полистирол и минералната вата заеха водеща позиция в изолацията на фасади. Мненията на експертите са разделени: някои твърдят, че памучната вата натрупва кондензат и е подходяща за използване само когато се използва едновременно с паронепропусклива мембрана. Но тогава стените губят дишащите си свойства и качеството на приложението е под въпрос. Други твърдят, че създаването на вентилирани фасади решава този проблем. В същото време експандираният полистирол има ниска топлопроводимост и диша добре. За него пропорционално зависи от плътността на листовете: 40/100/150 kg/m3 = 0,03/0,04/0,05 W/m*ºC.

Друга важна характеристика, която трябва да се има предвид по време на строителството, е паропропускливостта. Това означава способността на стените да пропускат влагата отвътре. В този случай няма загуба на стайна температура и няма нужда от проветряване на помещението. Ниската топлопроводимост и високата паропропускливост на стените осигуряват идеален микроклимат за живеене на човека в къщата.

Въз основа на тези условия е възможно да се определят най-ефективните къщи за човешко обитаване. Пенобетонът има най-ниска топлопроводимост (0,08 W
m*ºC) при плътност 300 kg/m3. Този строителен материал също има една от най-високите степени на паропропускливост (0,26 Mg / m * h * Pa). Второто място с право се заема от дърво, по-специално - бор, смърч, дъб. Тяхната топлопроводимост е доста ниска (0,09 W / m * ºC), при условие че дървото се обработва напречно на влакната. И паропропускливостта на тези сортове е най-висока (0,32 Mg / m * h * Pa). За сравнение, използването на бор, третиран по протежение на зърното, увеличава топлинната мощност до 0,17-0,23 W/m*ºC.

По този начин пенобетонът и дървото са най-подходящи за изграждане на стени, тъй като имат най-добрите параметри за осигуряване на екологична чистота и добър вътрешен климат. За изолация на фасади са подходящи полиуретанова пяна, експандиран полистирол, минерална вата. Отделно трябва да се каже за тегленето. Полага се, за да се изключат студените мостове по време на полагането на дървената къща. Повишава и без това отличните свойства на дървената фасада: коефициентът на топлопроводимост на влака е най-нисък (0,05 W/m*ºC), а паропропускливостта е най-висока (0,49 Mg/m*h*Pa).

По-добре е да започнете изграждането на всеки обект с планирането на проекта и внимателно изчисляване на топлинните параметри. Точните данни ще ви позволят да получите таблица на топлопроводимостта на строителните материали. Правилното изграждане на сградите допринася за оптималните климатични параметри в помещението. И таблицата ще ви помогне да изберете правилните суровини, които ще бъдат използвани за строителството.

Топлопроводимостта на материалите влияе върху дебелината на стените

Топлопроводимостта е мярка за пренос на топлинна енергия от нагрети предмети в помещение към обекти с по-ниска температура. Процесът на топлообмен се извършва до изравняване на температурните показатели. За обозначаване на топлинната енергия се използва специален коефициент на топлопроводимост на строителните материали. Таблицата ще ви помогне да видите всички необходими стойности. Параметърът показва колко топлинна енергия преминава през единица площ за единица време. Колкото по-голямо е това обозначение, толкова по-добър ще бъде топлопреминаването. При издигане на сгради е необходимо да се използва материал с минимална стойност на топлопроводимост.

Коефициентът на топлопроводимост е стойност, равна на количеството топлина, преминаващо през метър дебелина на материала на час. Използването на такава характеристика е необходимо за създаване на най-добра топлоизолация. При избора на допълнителни изолационни конструкции трябва да се има предвид топлопроводимостта.

Какво влияе на топлопроводимостта?

Топлопроводимостта се определя от следните фактори:

• порьозността определя хетерогенността на структурата. Когато топлината преминава през такива материали, процесът на охлаждане е незначителен;
• повишената стойност на плътността влияе на тесния контакт на частиците, което допринася за по-бърз пренос на топлина;
• високата влажност увеличава този показател.

Използване на стойностите на топлопроводимостта на практика

Материалите са представени от структурни и топлоизолационни разновидности. Първият тип има висока топлопроводимост. Използват се за изграждане на тавани, огради и стени.

С помощта на таблицата се определят възможностите за техния топлопренос. За да бъде този показател достатъчно нисък за нормален микроклимат на закрито, стените, изработени от някои материали, трябва да са особено дебели. За да се избегне това, се препоръчва използването на допълнителни топлоизолационни компоненти.

Индикатори за топлопроводимост за готови сгради. Видове изолация

При създаването на проект трябва да се вземат предвид всички методи за изтичане на топлина. Може да излиза през стени и покриви, както и през подове и врати. Ако направите проектните изчисления неправилно, ще трябва да се задоволите само с топлинната енергия, получена от отоплителните устройства. Сградите, построени от стандартни суровини: камък, тухла или бетон, трябва да бъдат допълнително изолирани.

Допълнителна топлоизолация се извършва в рамкови сгради. В същото време дървената рамка придава твърдост на конструкцията, а изолационният материал се полага в пространството между стойките. В сгради, изработени от тухли и шлака, изолацията се извършва извън конструкцията.

При избора на нагреватели е необходимо да се обърне внимание на такива фактори като нивото на влажност, ефекта от повишените температури и вида на конструкцията. Помислете за някои параметри на изолационните конструкции:

• индексът на топлопроводимост влияе върху качеството на топлоизолационния процес;
• абсорбирането на влага е от голямо значение при изолация на външни елементи;
• дебелината влияе върху надеждността на изолацията. Тънката изолация помага да се спести полезната площ на помещението;
• запалимостта е важна. Висококачествените суровини имат способността да се самозагасят;
• термичната стабилност отразява способността да издържат на температурни промени;
• екологичност и безопасност;
• шумоизолацията предпазва от шум.

Като нагреватели се използват следните видове:

• минералната вата е пожароустойчива и екологична. Важните характеристики включват ниска топлопроводимост;

• Стиропорът е лек материал с добри изолационни свойства. Лесно се монтира и е устойчив на влага. Препоръчва се за използване в нежилищни сгради;
• базалтовата вата, за разлика от минералната, има по-добра устойчивост на влага;
• penoplex е устойчив на влага, високи температури и огън. Има отлична топлопроводимост, лесен за инсталиране и издръжлив;

• полиуретанова пяна е известна с такива качества като негоримост, добри водоотблъскващи свойства и висока огнеустойчивост;
• екструдираният пенополистирол се подлага на допълнителна обработка по време на производството. Има еднаква структура;

• пенофолът е многослоен изолационен слой. Съдържа полиетиленова пяна. Повърхността на плочата е покрита с фолио, за да се осигури отражение.

За топлоизолация могат да се използват насипни видове суровини. Това са хартиени гранули или перлит. Те са устойчиви на влага и огън. А от органичните сортове можете да разгледате дървесни влакна, лен или корк. Когато избирате, обърнете специално внимание на такива показатели като екологичност и пожарна безопасност.

Забележка!При проектирането на топлоизолация е важно да се помисли за монтирането на хидроизолационен слой. Това ще избегне висока влажност и ще увеличи устойчивостта на пренос на топлина.

Таблица на топлопроводимостта на строителните материали: характеристики на индикаторите

Таблицата на топлопроводимостта на строителните материали съдържа показатели за различни видове суровини, които се използват в строителството. Използвайки тази информация, можете лесно да изчислите дебелината на стените и количеството изолация.

Как да използваме таблицата за топлопроводимост на материалите и нагревателите?

Таблицата за устойчивост на топлопреминаване на материалите показва най-популярните материали. При избора на конкретна опция за топлоизолация е важно да се вземат предвид не само физическите свойства, но и такива характеристики като издръжливост, цена и лекота на монтаж.

Знаете ли, че най-лесният начин е да монтирате пенооизол и полиуретанова пяна. Те се разпределят по повърхността под формата на пяна. Такива материали лесно запълват кухините на конструкциите. Когато сравнявате вариантите за твърда и пяна, трябва да се отбележи, че пяната не образува фуги.

Стойностите на коефициентите на топлопреминаване на материалите в таблицата

Когато правите изчисления, трябва да знаете коефициента на устойчивост на топлопреминаване. Тази стойност е съотношението на температурите от двете страни към количеството топлинен поток. За да се намери топлинното съпротивление на определени стени, се използва таблица за топлопроводимост.

Можете да направите всички изчисления сами. За това дебелината на топлоизолационния слой се разделя на коефициента на топлопроводимост. Тази стойност често е посочена на опаковката, ако е изолация. Домакинските материали се измерват сами. Това се отнася за дебелината, а коефициентите могат да бъдат намерени в специални таблици.

Коефициентът на съпротивление помага при избора на определен вид топлоизолация и дебелината на слоя на материала. Информация за паропропускливостта и плътността може да се намери в таблицата.

С правилното използване на табличните данни можете да изберете висококачествен материал, за да създадете благоприятен вътрешен климат.

Топлопроводимост на строителни материали (видео)

Може също да се интересувате от:

Как да направите отопление в частна къща от полипропиленови тръби със собствените си ръце Hydroarrow: предназначение, принцип на действие, изчисления Схема за отопление с принудителна циркулация на двуетажна къща - решение на проблема с топлината

Изграждането на всяка къща, независимо дали е вила или скромна селска къща, трябва да започне с разработването на проект. На този етап се полага не само архитектурния облик на бъдещата конструкция, но и нейните конструктивни и топлинни характеристики.

Основната задача на етапа на проекта ще бъде не само разработването на здрави и издръжливи конструктивни решения, които могат да поддържат най-удобния микроклимат при минимални разходи. Таблица за сравнение на топлопроводимостта на материалите може да ви помогне да направите избор.

Концепцията за топлопроводимост

Най-общо, процесът на топлопроводимост се характеризира с пренос на топлинна енергия от по-нагрети частици на твърдо вещество към по-малко нагрети. Процесът ще продължи до достигане на топлинно равновесие. С други думи, докато температурите се изравнят.

По отношение на ограждащите конструкции на къщата (стени, под, таван, покрив), процесът на пренос на топлина ще се определя от времето, през което температурата вътре в помещението се равнява на температурата на околната среда.

Колкото по-дълго отнема този процес, толкова по-удобно ще се чувства стаята и толкова по-икономична ще бъде по отношение на оперативните разходи.

Числено, процесът на пренос на топлина се характеризира с коефициента на топлопроводимост.Физическото значение на коефициента показва колко топлина за единица време преминава през единична повърхност. Тези. колкото по-висока е стойността на този индикатор, толкова по-добре се провежда топлината, което означава, че толкова по-бързо ще се случи топлопреминаването.

Съответно, на етапа на проектирането е необходимо да се проектират конструкции, чиято топлопроводимост трябва да бъде възможно най-ниска.

Обратно към индекса

Фактори, влияещи върху стойността на топлопроводимостта

Топлопроводимостта на материалите, използвани в строителството, зависи от техните параметри:

1. Порьозност - наличието на пори в структурата на материала нарушава неговата еднородност. По време на преминаването на топлинния поток част от енергията се пренася през обема, зает от порите и изпълнен с въздух. Прието е като референтна точка да се вземе топлопроводимостта на сух въздух (0,02 W / (m * ° C)). Съответно, колкото по-голям обем ще бъде зает от въздушните пори, толкова по-ниска ще бъде топлопроводимостта на материала.
2. Структурата на порите - малкият размер на порите и тяхната затворена природа допринасят за намаляване на скоростта на топлинния поток. В случай на използване на материали с големи комуникационни пори, освен топлопроводимостта, в процеса на топлопредаване ще участват процеси на топлопредаване чрез конвекция.
3. Плътност – при по-високи стойности частиците взаимодействат по-тясно помежду си и допринасят за преноса на топлинна енергия в по-голяма степен. В общия случай стойностите на топлопроводимостта на материала в зависимост от неговата плътност се определят или въз основа на референтни данни, или емпирично.
4. Влажност - стойността на топлопроводимостта за водата е (0,6 W / (m * ° C)). Когато стенните конструкции или изолацията се намокрят, сухият въздух се изтласква от порите и се заменя с капки течен или наситен влажен въздух. Топлопроводимостта в този случай ще се увеличи значително.
5. Влиянието на температурата върху топлопроводимостта на материала се отразява чрез формулата:

λ=λо*(1+b*t), (1)

където, λo - коефициент на топлопроводимост при температура 0 °С, W/m*°С;

b - референтна стойност на температурния коефициент;

t е температурата.

Обратно към индекса

Практическо приложение на стойността на топлопроводимостта на строителните материали

От концепцията за топлопроводимост директно следва концепцията за дебелината на слоя на материала, за да се получи необходимата стойност на съпротивлението на топлинния поток. Термичното съпротивление е нормализирана стойност.

Опростена формула, която определя дебелината на слоя, ще изглежда така:

където, H - дебелина на слоя, m;

R - устойчивост на топлопреминаване, (m2*°С)/W;

λ - коефициент на топлопроводимост, W/(m*°С).

Тази формула, приложена към стена или таван, има следните допускания:

• ограждащата конструкция има хомогенна монолитна структура;
• използваните строителни материали имат естествено съдържание на влага.

При проектирането необходимите нормализирани и референтни данни се вземат от нормативната документация:

• SNiP23-01-99 - Строителна климатология;
• SNiP 23-02-2003: Топлинна защита на сгради;
• SP 23-101-2004: Проектиране на топлинна защита на сгради.

Обратно към индекса

Топлопроводимост на материалите: параметри

Прието е условно разделение на материалите, използвани в строителството, на конструктивни и топлоизолационни материали.

Конструктивните материали се използват за изграждане на ограждащи конструкции (стени, прегради, тавани). Те се различават по високи стойности на топлопроводимост.

Стойностите на коефициентите на топлопроводимост са обобщени в таблица 1:

маса 1

Замествайки във формула (2) данните, взети от нормативната документация и данните от таблица 1, е възможно да се получи необходимата дебелина на стената за определен климатичен район.

Когато стените са направени само от конструктивни материали без използване на топлоизолация, тяхната необходима дебелина (в случай на стоманобетон) може да достигне няколко метра. Дизайнът в този случай ще се окаже непосилно голям и тромав.

Те позволяват изграждането на стени без използване на допълнителна изолация, може би само пенобетон и дърво. И дори в този случай дебелината на стената достига половин метър.

Топлоизолационните материали имат доста малки стойности на коефициента на топлопроводимост.

Основният им диапазон е в диапазона от 0,03 до 0,07 W / (m * ° C). Най-често срещаните материали са екструдиран пенополистирол, минерална вата, пенополистирол, стъклена вата, изолационни материали на основата на полиуретанова пяна. Използването им може значително да намали дебелината на ограждащите конструкции.