Conductibilitatea termică a materialelor de construcție de bază. Conductibilitatea termică a materialelor de construcție Materiale pentru pereți exteriori

Procesul de transfer de energie dintr-o parte mai fierbinte a corpului într-una mai puțin încălzită se numește conducție termică. Valoarea numerică a unui astfel de proces reflectă conductivitatea termică a materialului. Acest concept este foarte important în construcția și repararea clădirilor. Materialele selectate în mod corespunzător vă permit să creați un microclimat favorabil în cameră și să economisiți o cantitate semnificativă de încălzire.

Conceptul de conductivitate termică

Conductivitatea termică este procesul de schimb de energie termică, care are loc ca urmare a ciocnirii celor mai mici particule ale corpului. Mai mult, acest proces nu se va opri până nu va veni momentul echilibrului de temperatură. Acest lucru necesită o anumită perioadă de timp. Cu cât este mai mult timp petrecut pentru schimbul de căldură, cu atât conductivitatea termică este mai mică.

Acest indicator este exprimat ca coeficient de conductivitate termică a materialelor. Tabelul conține deja valori măsurate pentru majoritatea materialelor. Calculul se face în funcție de cantitatea de energie termică care a trecut printr-o anumită suprafață a materialului. Cu cât valoarea calculată este mai mare, cu atât obiectul va renunța mai repede la toată căldura.

Factori care afectează conductivitatea termică

Conductivitatea termică a unui material depinde de mai mulți factori:

• Odată cu creșterea acestui indicator, interacțiunea particulelor de material devine mai puternică. În consecință, vor transfera temperatura mai repede. Aceasta înseamnă că, odată cu creșterea densității materialului, transferul de căldură se îmbunătățește.

• Porozitatea unei substanțe. Materialele poroase sunt eterogene în structura lor. Există mult aer în interiorul lor. Și asta înseamnă că va fi dificil pentru molecule și alte particule să miște energia termică. În consecință, coeficientul de conductivitate termică crește.

• Umiditatea are, de asemenea, un efect asupra conductivității termice. Suprafețele materialelor umede permit să treacă mai multă căldură. Unele tabele indică chiar conductivitatea termică calculată a materialului în trei stări: uscat, mediu (normal) și umed.

Atunci când alegeți un material pentru izolarea camerei, este important să luați în considerare și condițiile în care va fi utilizat.

Conceptul de conductivitate termică în practică

Conductivitatea termică este luată în considerare în faza de proiectare a unei clădiri. Aceasta ține cont de capacitatea materialelor de a reține căldura. Datorită selecției corecte, rezidenții din incintă vor fi întotdeauna confortabili. În timpul funcționării, banii pentru încălzire vor fi economisiți semnificativ.

Izolarea în faza de proiectare este optimă, dar nu singura soluție. Nu este dificil să izolați o clădire deja terminată prin efectuarea de lucrări interioare sau externe. Grosimea stratului de izolație va depinde de materialele alese. Unele dintre ele (de exemplu, lemn, beton spumant) pot fi folosite în unele cazuri fără un strat suplimentar de izolație termică. Principalul lucru este că grosimea lor depășește 50 de centimetri.

O atenție deosebită trebuie acordată izolației acoperișului, deschiderilor ferestrelor și ușilor și podelei. Cea mai mare parte a căldurii scapă prin aceste elemente. Vizual, acest lucru poate fi văzut în fotografia de la începutul articolului.

Materiale structurale și indicatorii acestora

Pentru construcția clădirilor se folosesc materiale cu un coeficient scăzut de conductivitate termică. Cele mai populare sunt:

• Beton armat, a cărui valoare a conductibilității termice este de 1,68 W / m * K. Densitatea materialului ajunge la 2400-2500 kg/m 3 .

• Lemnul a fost folosit ca material de construcție din cele mai vechi timpuri. Densitatea și conductibilitatea termică, în funcție de rocă, sunt de 150-2100 kg / m 3 și, respectiv, 0,2-0,23 W / m * K.

Un alt material de construcție popular este cărămida. În funcție de compoziție, are următorii indicatori:

• chirpici (din lut): 0,1-0,4 W / m * K;

• ceramica (realizat prin ardere): 0,35-0,81 W/m*K;

• silicat (din nisip cu adaos de var): 0,82-0,88 W / m * K.

Materiale din beton cu adaos de agregate poroase

Coeficientul de conductivitate termică a materialului vă permite să îl utilizați pe acesta din urmă pentru construcția de garaje, magazii, case de vară, băi și alte structuri. Acest grup include:

• Beton de argilă expandată, a cărui performanță depinde de tipul său. Blocurile solide nu au goluri și găuri. Cu goluri în interior, acestea sunt realizate care sunt mai puțin durabile decât prima opțiune. În al doilea caz, conductivitatea termică va fi mai mică. Dacă luăm în considerare cifrele generale, atunci este de 500-1800 kg / m3. Indicatorul său este în intervalul 0,14-0,65 W / m * K.

• Beton celular, în interiorul căruia se formează pori de 1-3 mm. Această structură determină densitatea materialului (300-800kg/m3). Din acest motiv, coeficientul ajunge la 0,1-0,3 W / m * K.

Indicatori ai materialelor termoizolante

Coeficientul de conductivitate termică a materialelor termoizolante, cel mai popular în timpul nostru:

• polistiren expandat, a cărui densitate este aceeași cu cea a materialului anterior. Dar, în același timp, coeficientul de transfer de căldură este la nivelul de 0,029-0,036 W / m * K;

• vată de sticlă. Se caracterizează printr-un coeficient egal cu 0,038-0,045 W / m * K;

• cu un indicator de 0,035-0,042 W / m * K.

Tabelul indicatorilor

Pentru comoditate, coeficientul de conductivitate termică a materialului este de obicei introdus în tabel. În plus față de coeficientul în sine, se pot reflecta în el indicatori precum gradul de umiditate, densitate și alții. Materialele cu un coeficient ridicat de conductivitate termică sunt combinate în tabel cu indicatori de conductivitate termică scăzută. Un exemplu al acestui tabel este prezentat mai jos:

Utilizarea coeficientului de conductivitate termică a materialului vă va permite să construiți clădirea dorită. Principalul lucru: să alegi un produs care să îndeplinească toate cerințele necesare. Atunci clădirea va fi confortabilă pentru locuit; va menţine un microclimat favorabil.

Alegerea corectă se va reduce, motiv pentru care nu va mai fi necesară „încălzirea străzii”. Datorită acestui fapt, costurile financiare pentru încălzire vor fi reduse semnificativ. Astfel de economii vor returna în curând toți banii care vor fi cheltuiți pentru achiziționarea unui izolator termic.

Termenul „conductivitate termică” se aplică proprietăților materialelor de a transmite energie termică din zonele calde către cele reci. Conductivitatea termică se bazează pe mișcarea particulelor în interiorul substanțelor și materialelor. Capacitatea de a transfera energie termică în termeni cantitativi este coeficientul de conductivitate termică. Ciclul de transfer de energie termică sau schimbul de căldură poate avea loc în orice substanță cu plasarea inegală a diferitelor secțiuni de temperatură, dar conductivitatea termică depinde de presiunea și temperatura din materialul însuși, precum și de starea acestuia - gazos, lichid. sau solidă.

Din punct de vedere fizic, conductivitatea termică a materialelor este egală cu cantitatea de căldură care curge printr-un obiect omogen de dimensiuni și arie stabilite pentru o anumită perioadă de timp la o diferență de temperatură specificată (1 K). În sistemul SI, un singur indicator care are un coeficient de conductivitate termică este de obicei măsurat în W / (m K).

Cum se calculează conductibilitatea termică folosind legea lui Fourier

Într-un anumit regim termic, densitatea fluxului în timpul transferului de căldură este direct proporțională cu vectorul de creștere a temperaturii maxime, ai cărui parametri se modifică de la o secțiune la alta și modulo cu aceeași rată de creștere a temperaturii în direcția vectorului:

q → = − ϰ x grad x (T), unde:

• q → - direcția densității obiectului care transferă căldură, sau volumul fluxului de căldură care curge prin amplasament pentru o anumită unitate de timp printr-o anumită zonă, perpendicular pe toate axele;
• ϰ este coeficientul specific de conductivitate termică a materialului;
• T este temperatura materialului.

La aplicarea legii Fourier nu se ia în considerare inerția fluxului de energie termică, ceea ce înseamnă că se înțelege transferul instantaneu de căldură din orice punct la orice distanță. Prin urmare, formula nu poate fi utilizată pentru a calcula transferul de căldură în timpul proceselor cu o rată mare de repetare. Aceasta este radiația ultrasonică, transferul de energie termică prin unde de șoc sau de impuls etc. Există o soluție de lege Fourier cu un termen de relaxare:

τ x ∂ q / ∂ t = − (q + ϰ x ∇T) .

Dacă relaxarea τ este instantanee, atunci formula se transformă în legea Fourier.

Tabelul aproximativ al conductivității termice a materialelor:

Tabelul dat de conductivitate termică ia în considerare transferul de căldură prin radiație termică și schimbul de căldură al particulelor. Deoarece un vid nu transferă căldură, curge cu ajutorul radiației solare sau a altui tip de generare de căldură. Într-un mediu gazos sau lichid, straturile cu temperaturi diferite sunt amestecate artificial sau natural.

Atunci când se calculează conductivitatea termică a unui perete, trebuie să se țină seama de faptul că transferul de căldură prin suprafețele peretelui variază de la faptul că temperatura din clădire și de pe stradă este întotdeauna diferită și depinde de suprafața \u200b\ u200ball suprafețele casei și asupra conductivității termice a materialelor de construcție.

Pentru a cuantifica conductivitatea termică a fost introdusă o valoare precum coeficientul de conductivitate termică a materialelor. Acesta arată modul în care un anumit material este capabil să transfere căldură. Cu cât această valoare este mai mare, de exemplu, conductivitatea termică a oțelului, cu atât oțelul va conduce căldura mai eficient.

• La izolarea unei case din lemn, se recomandă să alegeți materiale de construcție cu un coeficient scăzut.
• Dacă peretele este din cărămidă, atunci cu o valoare a coeficientului de 0,67 W / (m2 K) și o grosime a peretelui de 1 m, cu o suprafață de 1 m2, cu o diferență între temperaturile exterioare și interioare de 1 0 C, caramida va transmite 0,67 W de energie. Cu o diferență de temperatură de 10 0 C, cărămida va transmite 6,7 W etc.

Valoarea standard a coeficientului de conductivitate termică a izolației termice și a altor materiale de construcție este valabilă pentru o grosime a peretelui de 1 m. Pentru a calcula conductivitatea termică a unei suprafețe de o grosime diferită, coeficientul trebuie împărțit la valoarea grosimii peretelui selectată ( metri).

În SNiP și la efectuarea calculelor, apare termenul „rezistența termică a materialului”, înseamnă conductivitate termică inversă. Adică, cu o conductivitate termică a unei foi de spumă de 10 cm și o conductivitate termică de 0,35 W / (m 2 K), rezistența termică a foii este de 1 / 0,35 W / (m 2 K) \u003d 2,85 (m). 2 K) / W.

Mai jos este un tabel de conductivitate termică pentru materiale de construcție populare și izolatori termici:

În plus, este necesar să se țină cont de conductibilitatea termică a încălzitoarelor datorită fluxurilor de căldură cu jet. Într-un mediu dens, este posibil să se „transfereze” cvasiparticule dintr-un material de construcție încălzit în altul, mai rece sau mai cald, prin pori submicroni, ceea ce ajută la răspândirea sunetului și a căldurii, chiar dacă există un vid absolut în acești pori.

Din ce să construiești o casă? Pereții săi ar trebui să ofere un microclimat sănătos, fără exces de umiditate, mucegai, frig. Depinde de proprietățile lor fizice: densitate, rezistență la apă, porozitate. Cea mai importantă este conductivitatea termică a materialelor de construcție, ceea ce înseamnă capacitatea lor de a trece energia termică prin ele însele la o diferență de temperatură. Pentru cuantificarea acestui parametru se folosește coeficientul de conductivitate termică.

Pentru ca o casă din cărămidă să fie la fel de caldă ca un cadru de lemn (din pin), grosimea pereților acesteia trebuie să fie de trei ori mai mare decât grosimea pereților ramei.

Care este coeficientul de conductivitate termică

Această mărime fizică este egală cu cantitatea de căldură (măsurată în kilocalorii) care trece printr-un material de 1 m grosime în 1 oră. În acest caz, diferența de temperatură pe părțile opuse ale suprafeței sale ar trebui să fie egală cu 1 °C. Conductivitatea termică este calculată în W / m deg (Watt împărțit la produsul unui metru și un grad).

Utilizarea acestei caracteristici este dictată de necesitatea unei selecții competente a tipului de fațadă pentru a crea o izolare termică maximă. Aceasta este o condiție necesară pentru confortul persoanelor care locuiesc sau lucrează în clădire. De asemenea, conductivitatea termică a materialelor de construcție este luată în considerare la alegerea izolației suplimentare pentru casă. În acest caz, calculul său este deosebit de important, deoarece erorile duc la o schimbare incorectă a punctului de rouă și, ca urmare, pereții se udă, casa este umedă și rece.

Caracteristici comparative ale conductivității termice a materialelor de construcție

Coeficientul de conductivitate termică a materialelor este diferit. De exemplu, pentru pin, această cifră este de 0,17 W / m grad, pentru beton spumos - 0,18 W / m grad: adică sunt aproximativ identice în ceea ce privește capacitatea lor de a reține căldura. Coeficientul de conductivitate termică al unei cărămizi este de 0,55 W / m grad, iar cel al unei cărămizi obișnuite (solide) este de 0,8 W / m grad. Din toate acestea rezultă că, pentru ca o casă din cărămidă să fie la fel de caldă ca o casă din busteni (din pin), grosimea pereților săi trebuie să fie de trei ori mai mare decât grosimea pereților casei din busteni.

Utilizarea practică a materialelor cu conductivitate termică scăzută

Tehnologiile moderne de producere a materialelor termoizolante oferă oportunități ample pentru industria construcțiilor. Astăzi nu este absolut necesar să construiți case cu pereți groși: puteți combina cu succes diferite materiale pentru a construi clădiri eficiente din punct de vedere energetic. Conductivitatea termică nu foarte mare a unei cărămizi poate fi compensată prin utilizarea izolației interioare sau externe suplimentare, de exemplu, polistiren expandat, al cărui coeficient de conductivitate termică este de numai 0,03 W / m grad.

În loc de case scumpe din cărămidă și case monolitice ineficiente și cu panouri din beton greu și dens, astăzi se construiesc clădiri din beton celular. Parametrii săi sunt aceiași cu cei ai lemnului: într-o casă din acest material, pereții nu îngheață nici în cele mai friguroase ierni.

Pierderi de căldură acasă ca procent.

Această tehnologie vă permite să construiți clădiri mai ieftine. Acest lucru se datorează faptului că coeficientul scăzut de conductivitate termică al materialelor de construcție a simplificat construcția cu costuri de finanțare minime. De asemenea, reduce timpul petrecut cu lucrările de construcție. Pentru structurile mai ușoare, nu este necesară aranjarea unei fundații grele, adânc îngropate: în unele cazuri, este suficientă o bandă ușoară sau o fundație pe coloană.

Acest principiu de construcție a devenit deosebit de atractiv pentru construcția de case cu cadru ușoară. Astăzi, din ce în ce mai multe cabane, supermarketuri, depozite și clădiri industriale sunt construite folosind materiale cu conductivitate termică scăzută. Astfel de clădiri pot fi operate în orice zonă climatică.

Principiul tehnologiei de construcție a panoului cadru este că un izolator termic este plasat între foi subțiri de placaj sau plăci OSB. Poate fi vată minerală sau spumă de polistiren. Grosimea materialului este selectată ținând cont de conductibilitatea sa termică. Pereții subțiri sunt destul de capabili să facă față sarcinii de izolare termică. În același mod, acoperișul este amenajat. Această tehnologie vă permite să construiți o clădire într-un timp scurt cu costuri financiare minime.

Compararea parametrilor materialelor populare pentru izolarea și construcția caselor

Polistirenul expandat și vata minerală au ocupat o poziție de lider în izolarea fațadelor. Opiniile experților sunt împărțite: unii susțin că vata acumulează condens și este potrivită pentru utilizare numai atunci când este utilizată simultan cu o membrană etanșă la vapori. Dar apoi pereții își pierd proprietățile respirabile, iar calitatea aplicării este în discuție. Alții susțin că realizarea de fațade ventilate rezolvă această problemă. În același timp, polistirenul expandat are o conductivitate termică scăzută și respiră bine. Pentru el depinde proportional de densitatea foilor: 40/100/150 kg/m3 = 0,03/0,04/0,05 W/m*ºC.

O altă caracteristică importantă care trebuie luată în considerare în timpul construcției este permeabilitatea la vapori. Înseamnă capacitatea pereților de a trece umezeala din interior. În acest caz, nu există nicio pierdere a temperaturii camerei și nu este nevoie să aerisești camera. Conductibilitatea termică scăzută și permeabilitatea ridicată la vapori a pereților oferă un microclimat ideal pentru locuința oamenilor în casă.

Pe baza acestor condiții, este posibil să se determine cele mai eficiente case pentru locuirea umană. Betonul spumos are cea mai scăzută conductivitate termică (0,08 W
m*ºC) la o densitate de 300 kg/m3. Acest material de construcție are, de asemenea, unul dintre cele mai înalte grade de permeabilitate la vapori (0,26 Mg / m * h * Pa). Al doilea loc este pe drept ocupat de lemn, în special - pin, molid, stejar. Conductivitatea lor termică este destul de scăzută (0,09 W / m * ºC) cu condiția ca lemnul să fie prelucrat prin fibre. Iar permeabilitatea la vapori a acestor soiuri este cea mai mare (0,32 Mg / m * h * Pa). În comparație, utilizarea pinului tratat de-a lungul bobului crește puterea de căldură la 0,17-0,23 W/m*ºC.

Astfel, betonul spumos și lemnul sunt cele mai potrivite pentru pereții construcției, deoarece au cei mai buni parametri pentru asigurarea curățeniei mediului și a unui microclimat interior bun. Spuma poliuretanică, polistirenul expandat, vata minerală sunt potrivite pentru izolarea fațadelor. Separat, ar trebui spus despre cârlig. Este așezat pentru a exclude podurile reci în timpul așezării casei din busteni. Mărește proprietățile deja excelente ale fațadei din lemn: coeficientul de conductivitate termică al câltului este cel mai scăzut (0,05 W/m*ºC), iar permeabilitatea la vapori este cea mai mare (0,49 Mg/m*h*Pa).

Este mai bine să începeți construcția fiecărui obiect cu planificarea proiectului și calculul atent al parametrilor termici. Datele precise vă vor permite să obțineți un tabel de conductivitate termică a materialelor de construcție. Construcția corectă a clădirilor contribuie la parametrii climatici optimi în cameră. Și tabelul vă va ajuta să alegeți materiile prime potrivite care vor fi folosite pentru construcție.

Conductivitatea termică a materialelor afectează grosimea pereților

Conductivitatea termică este o măsură a transferului de energie termică de la obiectele încălzite dintr-o cameră la obiectele cu o temperatură mai scăzută. Procesul de schimb de căldură se efectuează până când indicatorii de temperatură sunt egalați. Pentru a desemna energia termică, se folosește un coeficient special de conductivitate termică a materialelor de construcție. Tabelul vă va ajuta să vedeți toate valorile necesare. Parametrul indică câtă energie termică este trecută printr-o unitate de suprafață pe unitatea de timp. Cu cât această denumire este mai mare, cu atât transferul de căldură va fi mai bun. La ridicarea clădirilor, este necesar să se folosească un material cu o valoare minimă a conductibilității termice.

Coeficientul de conductivitate termică este o valoare care este egală cu cantitatea de căldură care trece printr-un metru de grosime a materialului pe oră. Utilizarea unei astfel de caracteristici este necesară pentru a crea cea mai bună izolare termică. Conductivitatea termică trebuie luată în considerare atunci când se selectează structuri izolante suplimentare.

Ce afectează conductivitatea termică?

Conductivitatea termică este determinată de astfel de factori:

• porozitatea determină eterogenitatea structurii. Când căldura este trecută prin astfel de materiale, procesul de răcire este neglijabil;
• o valoare crescută a densității afectează contactul strâns al particulelor, ceea ce contribuie la un transfer mai rapid de căldură;
• umiditatea ridicată crește acest indicator.

Utilizarea valorilor de conductivitate termică în practică

Materialele sunt reprezentate de soiuri structurale și termoizolante. Primul tip are o conductivitate termică ridicată. Ele sunt utilizate pentru construcția tavanelor, gardurilor și pereților.

Cu ajutorul tabelului se determină posibilitățile de transfer termic al acestora. Pentru ca acest indicator să fie suficient de scăzut pentru un microclimat interior normal, pereții din unele materiale trebuie să fie deosebit de groși. Pentru a evita acest lucru, se recomandă utilizarea unor componente termoizolante suplimentare.

Indicatori de conductivitate termică pentru clădirile finite. Tipuri de izolare

La crearea unui proiect, trebuie luate în considerare toate metodele de scurgere de căldură. Poate ieși prin pereți și acoperișuri, precum și prin podele și uși. Dacă faceți greșit calculele de proiectare, va trebui să vă mulțumiți doar cu energia termică primită de la dispozitivele de încălzire. Clădirile construite din materii prime standard: piatră, cărămidă sau beton trebuie izolate suplimentar.

Izolarea termică suplimentară se realizează în clădirile cu cadru. Totodată, cadrul din lemn conferă rigiditate structurii, iar materialul izolator este așezat în spațiul dintre montanti. În clădirile din cărămizi și blocuri de zgârietură, izolarea se realizează în exteriorul structurii.

Atunci când alegeți încălzitoare, este necesar să acordați atenție unor factori precum nivelul de umiditate, efectul temperaturilor ridicate și tipul de structură. Luați în considerare anumiți parametri ai structurilor izolatoare:

• indicele de conductivitate termică afectează calitatea procesului de termoizolare;
• absorbția umidității este de mare importanță la izolarea elementelor externe;
• grosimea afectează fiabilitatea izolației. Izolația subțire ajută la salvarea zonei utile a încăperii;
• inflamabilitatea este importantă. Materiile prime de înaltă calitate au capacitatea de a se autostinge;
• stabilitatea termică reflectă capacitatea de a rezista la schimbările de temperatură;
• respectarea mediului și siguranță;
• izolarea fonică protejează împotriva zgomotului.

Următoarele tipuri sunt utilizate ca încălzitoare:

• vata minerala este rezistenta la foc si ecologica. Caracteristicile importante includ conductivitate termică scăzută;

• Styrofoam este un material ușor cu proprietăți izolante bune. Este ușor de instalat și este rezistent la umiditate. Recomandat pentru utilizare în clădiri nerezidenţiale;
• vata bazaltica, spre deosebire de vata minerala, se distinge prin cei mai buni indicatori ai rezistentei la umiditate;
• penoplex este rezistent la umiditate, temperaturi ridicate și foc. Are o conductivitate termică excelentă, ușor de instalat și durabil;

• spuma poliuretanică este cunoscută pentru calități precum incombustibilitatea, proprietăți bune de respingere a apei și rezistență ridicată la foc;
• spuma de polistiren extrudat suferă o prelucrare suplimentară în timpul producției. Are o structură uniformă;

• penofolul este un strat izolator multistrat. Conține spumă de polietilenă. Suprafața plăcii este acoperită cu folie pentru a oferi reflexie.

Pentru izolarea termică pot fi utilizate tipuri de materii prime în vrac. Acestea sunt granule de hârtie sau perlit. Sunt rezistente la umiditate și foc. Și din soiurile organice, puteți lua în considerare fibra de lemn, inul sau pluta. Atunci când alegeți, acordați o atenție deosebită unor indicatori precum respectarea mediului și siguranța la incendiu.

Notă! Atunci când proiectați izolația termică, este important să luați în considerare instalarea unui strat de hidroizolație. Acest lucru va evita umiditatea ridicată și va crește rezistența la transferul de căldură.

Tabelul conductivității termice a materialelor de construcție: caracteristicile indicatorilor

Tabelul de conductivitate termică a materialelor de construcție conține indicatori ai diferitelor tipuri de materii prime care sunt utilizate în construcții. Folosind aceste informații, puteți calcula cu ușurință grosimea pereților și cantitatea de izolație.

Cum se utilizează tabelul de conductivitate termică a materialelor și a încălzitoarelor?

Tabelul de rezistență la transferul de căldură al materialelor arată cele mai populare materiale. Atunci când alegeți o anumită opțiune pentru izolarea termică, este important să luați în considerare nu numai proprietățile fizice, ci și caracteristici precum durabilitatea, prețul și ușurința de instalare.

Știați că cel mai simplu mod este să instalați penooizol și spumă poliuretanică. Acestea sunt distribuite pe suprafață sub formă de spumă. Astfel de materiale umplu cu ușurință cavitățile structurilor. Când se compară opțiunile solide și spumă, trebuie remarcat faptul că spuma nu formează îmbinări.

Valorile coeficienților de transfer de căldură ai materialelor din tabel

Când faceți calcule, ar trebui să cunoașteți coeficientul de rezistență la transferul de căldură. Această valoare este raportul dintre temperaturile de pe ambele părți și cantitatea de flux de căldură. Pentru a afla rezistenta termica a anumitor pereti se foloseste un tabel de conductivitate termica.

Puteți face singuri toate calculele. Pentru aceasta, grosimea stratului izolator termic este împărțită la coeficientul de conductivitate termică. Această valoare este adesea indicată pe ambalaj dacă este izolație. Materialele de uz casnic sunt automăsurate. Acest lucru se aplică grosimii, iar coeficienții pot fi găsiți în tabele speciale.

Coeficientul de rezistență ajută la alegerea unui anumit tip de izolație termică și a grosimii stratului de material. Informații despre permeabilitatea la vapori și densitatea pot fi găsite în tabel.

Cu utilizarea corectă a datelor tabelare, puteți alege material de înaltă calitate pentru a crea un microclimat favorabil în cameră.

Conductibilitatea termică a materialelor de construcție (video)

Ați putea fi interesat și de:

Cum să faci încălzire într-o casă privată din țevi de polipropilenă cu propriile mâini Hydroarrow: scop, principiu de funcționare, calcule Schema de încălzire cu circulație forțată a unei case cu două etaje - o soluție la problema căldurii

Construcția oricărei case, fie că este o cabană sau o casă de țară modestă, ar trebui să înceapă cu dezvoltarea unui proiect. În această etapă, nu este pus doar aspectul arhitectural al viitoarei structuri, ci și caracteristicile sale structurale și termice.

Sarcina principală în etapa de proiect nu va fi doar dezvoltarea de soluții structurale puternice și durabile, care să poată menține cel mai confortabil microclimat la costuri minime. Un tabel de comparație a conductibilității termice a materialelor vă poate ajuta să faceți o alegere.

Conceptul de conductivitate termică

În termeni generali, procesul de conducere a căldurii se caracterizează prin transferul de energie termică de la particulele mai încălzite ale unui solid la cele mai puțin încălzite. Procesul va continua până la atingerea echilibrului termic. Cu alte cuvinte, până când temperaturile se egalizează.

În ceea ce privește structurile de închidere ale casei (pereți, podea, tavan, acoperiș), procesul de transfer termic va fi determinat de timpul în care temperatura din interiorul încăperii este egală cu temperatura ambiantă.

Cu cât durează mai mult acest proces, cu atât camera se va simți mai confortabilă și va fi mai economică din punct de vedere al costurilor de operare.

Numeric, procesul de transfer de căldură este caracterizat de coeficientul de conductivitate termică. Semnificația fizică a coeficientului arată câtă căldură trece pe unitatea de timp printr-o suprafață unitară. Acestea. cu cât este mai mare valoarea acestui indicator, cu atât căldura este mai bine condusă, ceea ce înseamnă că procesul de transfer de căldură va avea loc mai rapid.

În consecință, în stadiul lucrărilor de proiectare, este necesar să se proiecteze structuri a căror conductivitate termică ar trebui să fie cât mai scăzută posibil.

Înapoi la index

Factori care afectează valoarea conductibilității termice

Conductivitatea termică a materialelor utilizate în construcții depinde de parametrii acestora:

1. Porozitate - prezența porilor în structura materialului încalcă uniformitatea acestuia. În timpul trecerii fluxului de căldură, o parte din energie este transferată prin volumul ocupat de pori și umplut cu aer. Este acceptat ca punct de referință pentru a lua conductivitatea termică a aerului uscat (0,02 W / (m * ° C)). În consecință, cu cât volumul va fi ocupat mai mare de porii de aer, cu atât conductivitatea termică a materialului va fi mai mică.
2. Structura porilor - dimensiunea mică a porilor și natura lor închisă contribuie la scăderea ratei fluxului de căldură. În cazul utilizării materialelor cu pori mari comunicanți, pe lângă conductivitatea termică, procesele de transfer de căldură prin convecție vor participa la procesul de transfer de căldură.
3. Densitatea - la valori mai mari, particulele interacționează mai strâns între ele și contribuie la transferul de energie termică într-o măsură mai mare. În cazul general, valorile conductivității termice a unui material în funcție de densitatea acestuia sunt determinate fie pe baza datelor de referință, fie empiric.
4. Umiditate - valoarea conductibilității termice pentru apă este (0,6 W / (m * ° C)). Când structurile de perete sau izolația se udă, aerul uscat este forțat să iasă din pori și înlocuit cu picături de aer lichid sau umed saturat. Conductivitatea termică în acest caz va crește semnificativ.
5. Influența temperaturii asupra conductivității termice a materialului este reflectată prin formula:

λ=λо*(1+b*t), (1)

unde, λo - coeficient de conductivitate termică la o temperatură de 0 °С, W/m*°С;

b - valoarea de referinta a coeficientului de temperatura;

t este temperatura.

Înapoi la index

Aplicarea practică a valorii conductibilității termice a materialelor de construcție

Din conceptul de conductivitate termică urmează în mod direct conceptul de grosime a stratului de material pentru a obține valoarea necesară a rezistenței la fluxul de căldură. Rezistența termică este o valoare normalizată.

O formulă simplificată care determină grosimea stratului va arăta astfel:

unde, H - grosimea stratului, m;

R - rezistența la transferul de căldură, (m2*°С)/W;

λ - coeficient de conductivitate termică, W/(m*°C).

Această formulă, așa cum este aplicată unui perete sau tavan, are următoarele ipoteze:

• structura de închidere are o structură monolitică omogenă;
• materialele de construcție utilizate au un conținut natural de umiditate.

La proiectare, datele necesare normalizate și de referință sunt preluate din documentația de reglementare:

• SNiP23-01-99 - Climatologia clădirii;
• SNiP 23-02-2003: Protectia termica a cladirilor;
• SP 23-101-2004: Proiectarea protecției termice a clădirilor.

Înapoi la index

Conductibilitatea termică a materialelor: parametri

A fost adoptată o împărțire condiționată a materialelor utilizate în construcții în materiale structurale și termoizolante.

Materialele structurale sunt utilizate pentru construcția structurilor de închidere (pereți, pereți despărțitori, tavane). Ele diferă prin valori ridicate ale conductibilității termice.

Valorile coeficienților de conductivitate termică sunt rezumate în tabelul 1:

tabelul 1

Înlocuind în formula (2) datele preluate din documentația normativă și datele din Tabelul 1, se poate obține grosimea necesară a peretelui pentru o anumită regiune climatică.

Când pereții sunt realizați numai din materiale structurale fără utilizarea izolației termice, grosimea lor necesară (în cazul betonului armat) poate ajunge la câțiva metri. Designul în acest caz se va dovedi a fi prohibitiv de mare și de greoaie.

Acestea permit construirea de pereți fără utilizarea izolației suplimentare, poate doar beton spumos și lemn. Și chiar și în acest caz, grosimea peretelui ajunge la jumătate de metru.

Materialele termoizolante au valori destul de mici ale coeficientului de conductivitate termică.

Gama lor principală se află în intervalul de la 0,03 la 0,07 W / (m * ° C). Cele mai comune materiale sunt spumă de polistiren extrudat, vată minerală, spumă de polistiren, vată de sticlă, materiale izolatoare pe bază de spumă poliuretanică. Utilizarea lor poate reduce semnificativ grosimea structurilor de închidere.