Коэффициенты теплопроводности строительных материалов: Теплопроводность и другие характеристики строительных материалов в цифрах. Сравнение теплопроводности строительных материалов

Теплопроводность и другие характеристики строительных материалов в цифрах. Сравнение теплопроводности строительных материалов

Теплопрово́дность — способность материальных тел проводить энергию (теплоту) от более нагретых частей тела к менее нагретым частям тела путём хаотического движения частиц тела (атомов, молекул, электронов и т. п.). Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества.

От чего зависят тепловые потери в доме

Климатические условия

Регион РФ	Допустимая энергоэффективность окна (м²×°C/Вт)
Алтай	0,64
Адыгея	0,35
Астраханская область	0,48
Башкортостан	0,6
Бурятия	0,67
Дагестан	0,35
Калининградская область	0,42
Коми	0,69
Краснодарский край	0,35
Ленинградская область	0,54
Московская область	0,52
Магаданская область	0,77
Омская область	0,64
Орловская область	0,5
Ростовская область	0,42
Татарстан	0,58
Саха (Якутия)	0,8

Что такое теплопроводность и её значимость?

Теплопроводность – это количественное свойство веществ пропускать тепло, которое определяется коэффициентом. Этот показатель равен суммарному количеству тепла, которое проходит сквозь однородный материал, имеющий единицу длины, площади и времени при одинарной разнице в температурах. Система СИ преобразует эту величину в коэффициент теплопроводности, это в буквенном обозначении выглядит так – Вт/(м*К). Тепловая энергия распространяется по материалу посредством быстро движущихся нагретых частиц, которые при столкновении с медленными и холодными частицами передают им долю тепла. Чем лучше нагретые частицы будут защищены от холодных, тем лучше будет сохраняться накопленное тепло в материале.

Движение молекул тепла

Что такое теплопроводность: определение

При возведении зданий и сооружений могут использоваться разные материалы. Жилые и производственные постройки в условиях российского климата обычно утепляются. То есть, при их строительстве применяются специальные изоляторы, основным назначением которых является поддержание комфортной температуры внутри помещений. При расчете необходимого количества минеральной ваты или пенополистирола в обязательном порядке принимается во внимание теплопроводность использованного для возведения ограждающих конструкций основного материала.

Очень часто здания и сооружения в нашей стране строятся из разных видов бетона. Также для этой цели используются кирпич и дерево. Собственно самой теплопроводностью называется способность вещества к переносу энергии в своей толще в силу движения молекул. Идти подобный процесс может, как в твердых частях материала, так и в его порах. В первом случае он называется кондукцией, во втором — конвекцией. Остывание материала гораздо быстрее идет в его твердых частях. Воздух, заполняющий поры, задерживает тепло, конечно же, лучше.

Теплопроводность – что это

Сам термин «теплопроводность» определяет передачу энергии тепловой от предметов с более высокой температурой – предметам с более низкой. Сам теплообмен осуществляется до тех пор, пока температура обоих предметов не станет одинаковой. Чтобы обозначить энергию тепловую был создан коэффициент теплопроводности, применяемый для строительных материалов. Этот параметр дает четкое понимание того, какое количество энергии тепловой проходит в единицу времени через единицу площади. Чем выше этот показатель – тем лучше теплообмен. Чем меньше теплопроводность материал – тем более он пригоден для строительства жилых и отапливаемых помещений. Согласно строительным нормам толщина стен, препятствующая теплопотерям в зданиях должна соответствовать:

1. Кирпич — 210 см
2. Керамзитобетон — 90 см
3. Дерево — 53 см
4. Газобетон — 44 см
5. Минеральная вата — 18 см
6. Пенополистерол — 12 см

Теплопроводный коэффициент характеризуется показателем количества теплоты, проходящего сквозь метр толщины материала в единицу времени, равную 60 минут. При создании лучшей теплоизоляции профессионалы рекомендуют использовать эту характеристику в обязательном порядке. Также на нее стоит обратить внимание при необходимости подобрать дополнительные утепляющие материалы и конструкции. Рассмотрим соотношение материала и коэффициента теплопроводности, измеренного в Ваттах на метр квадратный Кельвин:

алюминий асбест асфальтобетон асбесто-цементные плиты бетон, желоззобетон битум бронза винипласт вода при температурі вище 0 войлок шерстяной гипсокартон гранит древесина из дуба, волокна размещены вдоль древесина из дуба, волокна размещены поперек древесина из сосны или ели, волокна размещены вдоль древесина из сосны или ели, волокна размещены поперек

до 221 Вт/м2 0,151 Вт/м2*К 1,05 Вт/м2*К 0,35 Вт/м2*К до 1,51 Вт/м2*К 0,27 Вт/м2*К 64 Вт/м2 0,163 Вт/м2*К 0,6 Вт/м2*К 0,047 Вт/м2*К 0,15 Вт/м2*К 3,49 Вт/м2*К 0,23 Вт/м2*К 0,1 Вт/м2*К 0,18 Вт/м2*К до 0,15 Вт/м2*К

плита древесно-стружечная или плита ориентировано-стружечная железобетон Картон используемый для облицовки Керамзит, плотность 200кг / м3 Керамзит, плотность 800кг / м3 Керамзитобетон, плотность 500кг / м3 Керамзитобетон, плотность 1800кг / м3 Кирпич керамический, пустотелый брутто 1000, плотность 1200кг / м3 Кирпич керамический, пустотелый брутто брутто 1400, плотность 1600кг / м3 Кирпич красный глиняный Кирпич силикатный Кладка из изоляционного кирпича Кладка из обыкновенного кирпича Кладка из огнеупорного кирпича Краска масляная

0,15 Вт / м2К 1,69 Вт / м2К 0,18 Вт / м2К 0,1 Вт / м2К 0,18 Вт / м2К 0,14 Вт / м2К 0,66 Вт / м2К 0,35 Вт / м2К 0,41 Вт / м2К 0,56 Вт / м2К 0,7 Вт / м2К до 0,209 Вт / м2К до 0,814 Вт / м2К 1,05 Вт / м2К 0,233 Вт / м2К

О понятии теплопроводности

Теплопроводностью обладают все твердые, жидкие и газообразные вещества. Энергию от нагретого участка более холодному передают хаотично движущиеся частицы — молекулы, атомы, электроны. Чем ближе друг к другу они расположены, тем активнее происходит теплообмен.

Плотность материала напрямую влияет на его способность проводить тепло. Например, кирпич по сравнению с ячеистым бетоном более плотный, лучше проводит тепловую энергию. Кирпичная стена толщиной 500 мм также защищает помещение от теплопотерь, как легкобетонная толщиной 300 мм. Железобетон плотнее керамзитобетона в три раза, соответственно, он более теплопроницаемый.

Бетон представляет собой сложную неоднородную структуру. Входящие в состав компоненты обладают разной способностью теплопередачи. Наименьшую имеет воздух в капиллярах цементного камня и микрополостях внутри заполнителя. Чем материал пористее, тем хуже передается тепловая энергия.

Закономерную связь между видом заполнителя и теплопроводностью бетона подтверждают опыты материаловедов Довжика В. Г., Миснара А. Они установили, что чем мельче размер замкнутых пор в теле монолита, тем хуже передается тепло.

Третий фактор, влияющий на теплопроводность — влажность. Вода проводит тепло в 20 раз лучше воздуха. Заполняя поры бетона, она ухудшает теплоизоляционные качества. Зимой возможно промерзание увлажненного слоя ограждающей конструкции.

Таблица: коэффициентов теплопроводности металлов, полупроводников и изоляторов

Теплопроводность многих металлов следует соотношению k = 2,5·10-8σT, где Т обозначает температуру в °К, а σ — электропроводность в единицах (ом·см)-1. Это соотно­шение, которое лучше всего оправдывается для хороших проводников электричества и при высоких температурах, можно применять и для определения коэффициентов тепло­проводности.

Соотношение kpcp=const, где р обозначает плотность, а ср — удельную теплоем­кость при постоянном давлении, было предложено Стормом для того, чтобы объяснить температурные изменения этих величин для некоторых металлов и сплавов.

Таблица коэффициента теплопроводности металлов

Элементы с металлической электропроводностью.

Металл Коэффициент теплопроводности металлов (при температуре, °С) — 100 100 300 700

Алюминий	2,45	2,38	2,30	2,26	0,9
Бериллий	4,1	2,3	1,7	1,25	0,9
Ванадий	—	—	0,31	0,34	—
Висмут	0,11	0,08	0,07	0,11*	0,15*
Вольфрам	2,05	1,90	1,65	1,45	1,2
Гафний	—	—	0,22	0,21	—
Железо	0,94	0,76	0,69	0,55	0,34
Золото	3,3	3,1	3,1	—	—
Индий	—	0,25	—	—	—
Иридий	1,51	1,48	1,43	—	—
Кадмий	0,96	0,92	0,90	0,95	0,44 (400°)*
Калий	—	0,99	—	0,42*	0,34*
Кальций	—	0,98	—	—	—
Кобальт	—	0,69	—	—	—
Литий	—	0,71	0,73	—	—
Магний	1,6	1,5	1,5	1,45	—
Медь	4,05	3,85	3,82	3,76	3,50
Молибден	1,4	1,43	—	—	1,04 (1000°)
Натрий	1,35	1,35	0,85*	0,76*	0,60*
Никель	0,97	0,91	0,83	0,64	0,66
Ниобий	0,49	0,49	0,51	0,56	—
Олово	0,74	0,64	0,60	0,33	—
Палладий	0,69	0,67	0,74	—	—
Платина	0,68	0,69	0,72	0,76	0,84
Рений	—	0,71	—	—	—
Родий	1,54	1,52	1,47	—	—
Ртуть	0,33	0,09	0. 1	0,115	—
Свинец	0,37	0,35	0,335	0,315	0,19
Серебро	4,22	4,18	4,17	3,62	—
Сурьма	0,23	0,18	0,17	0,17	0,21*
Таллий	0,41	0,43	0,49	0,25 (400 0)*
Тантал	0,54	0,54	—	—	—
Титан	—	—	0,16	0,15	—
Торий	—	0,41	0,39	0,40	0,45
Уран	—	0,24	0,26	0,31	0,40
Хром	—	0,86	0,85	0,80	0,63
Цинк	1,14	1,13	1,09	1,00	0,56*
Цирконий	—	0,21	0,20	0,19	—

* числа, набранные курсивом, относятся к жидкой фазе.

Таблица коэффициента теплопроводности полупроводников и изоляторов

Вещество Коэффициент теплопроводности при температура, °С — 100 100 500 700

Германий	1,05	0,63	—	—	—
Графит	—	0,5—4,0	0,5—3,0	0,4-1,7	0,4-0,9
Йод	—	0,004	—	—	—
Углерод	—	0,016	0,017	0,019	0,023
Селен	—	0,0024	—	—	—
Кремний	—	0,84	—	—	—
Сера	—	0,0029	0,0023	—	—
Теллур	—	0,015	—	—	—

Закон теплопроводности Фурье

В установившемся режиме плотность потока энергии, передающейся посредством теплопроводности, пропорциональна градиенту температуры:

где  — вектор плотности теплового потока — количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой оси,  — коэффициент теплопроводности (удельная теплопроводность),  — температура. Минус в правой части показывает, что тепловой поток направлен противоположно вектору (то есть в сторону скорейшего убывания температуры). Это выражение известно как закон теплопроводности Фурье.

В интегральной форме это же выражение запишется так (если речь идёт о стационарном потоке тепла от одной грани параллелепипеда к другой):

где  — полная мощность тепловых потерь,  — площадь сечения параллелепипеда,  — перепад температур граней,  — длина параллелепипеда, то есть расстояние между гранями.

Связь с электропроводностью

Связь коэффициента теплопроводности с удельной электрической проводимостью в металлах устанавливает закон Видемана — Франца:

где  — постоянная Больцмана,  — заряд электрона,  — абсолютная температура.

Коэффициент теплопроводности газов

В газах коэффициент теплопроводности может быть найден по приближённой формуле

где  — плотность газа,  — удельная теплоёмкость при постоянном объёме,  — средняя длина свободного пробега молекул газа,  — средняя тепловая скорость. Эта же формула может быть записана как

где  — сумма поступательных и вращательных степеней свободы молекул (для двухатомного газа , для одноатомного ),  — постоянная Больцмана,  — молярная масса,  — абсолютная температура,  — эффективный (газокинетический) диаметр молекул,  — универсальная газовая постоянная. Из формулы видно, что наименьшей теплопроводностью обладают тяжелые одноатомные (инертные) газы, наибольшей — легкие многоатомные (что подтверждается практикой, максимальная теплопроводность из всех газов — у водорода, минимальная — у радона, из нерадиоактивных газов — у ксенона).

Теплопроводность в сильно разреженных газах

Приведённое выше выражение для коэффициента теплопроводности в газах не зависит от давления. Однако если газ сильно разрежен, то длина свободного пробега определяется не столкновениями молекул друг с другом, а их столкновениями со стенками сосуда. Состояние газа, при котором длина свободного пробега молекул ограничивается размерами сосуда называют высоким вакуумом. При высоком вакууме теплопроводность убывает пропорционально плотности вещества (то есть пропорциональна давлению в системе): , где  — размер сосуда,  — давление.

Таким образом коэффициент теплопроводности вакуума тем ближе к нулю, чем глубже вакуум. Это связано с низкой концентрацией в вакууме материальных частиц, способных переносить тепло. Тем не менее, энергия в вакууме передаётся с помощью излучения. Поэтому, например, для уменьшения теплопотерь стенки термоса делают двойными, серебрят (такая поверхность лучше отражает излучение), а воздух между ними откачивают.

Факторы, влияющие на теплопропускаемость бетона

Из-за неоднородности структуры бетонных конструкций и разных условий эксплуатации коэффициент теплопроводности в этом случае – величина условная. На этот параметр оказывают влияние:

• Плотность. Чем плотнее материал, тем ближе друг к другу находятся его частицы, тем быстрее передается тепло. Это значит, что тяжелые бетоны имеют больший коэффициент теплопроводности, по сравнению с легкими (керамзитовыми, вермикулитовыми, перлитовыми).
• Пористость и структура пор. Чем больше объем, занятый воздухом, тем лучше материал задерживает тепло. Но на теплоизоляционные характеристики влияет не только процентное содержание воздуха, но и размеры, а также замкнутость пор. Лучше всего прохождению тепла препятствуют мелкие замкнутые поры. Крупные поры, которые сообщаются между собой, увеличивают теплопередачу.
• Влажность. Это еще один фактор, влияющий на коэффициент теплопередачи бетона. Вода способна проводить тепло в 20 раз лучше воздуха. Поэтому увлажненный материал резко теряет теплоизоляционные характеристики. При отрицательных температурах вода в увлажненном слое замерзает, вызывая не только повышенные теплопотери здания, но и быстрое разрушение строительного материала. В таблицах, применяемых при точных теплотехнических расчетах, часто указывают три значения коэффициента теплопроводности – в сухом виде, при нормальной влажности, в увлажненном состоянии.
• Температура. С повышением температуры коэффициент теплопроводности увеличивается.

Сравнение коэффициента теплопроводности тяжелого бетона, пено- и газобетона, керамзитобетона, фибробетона.

Наиболее высоким коэффициентом теплопроводности обладает тяжелый бетон, армированный стальными стержнями или проволокой (железобетон) – до 2,04 Вт/(м*C). Немного ниже этот показатель у неармированных бетонных элементов.

Более низким коэффициентом теплопроводности и повышенными теплоизоляционными характеристиками обладают: керамзитобетон, изготовленный с использованием кварцевого или перлитового песка, сухой пено- и газобетон. Уровень теплопередачи фибробетона сравним с аналогичным показателем плотного керамзитобетона.

Таблица коэффициентов теплопроводности различных видов бетона

Вид бетона	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*C)
Тяжелый армированный бетон	1,68- 2,04
Тяжелый бетон	1,29-1,52
Керамзитобетон (в зависимости от плотности)	0,14-0,66
Пенобетон (в зависимости от плотности)	0,08-0,37
Газобетон разной плотности	0,1-0,3
Фибробетон	0,52-0,75

Правильное проведение теплотехнических расчетов позволяет определить оптимальную толщину стен, что обеспечивает уменьшение расходов на отопление и комфортный микроклимат внутри здания.

Поделиться ссылкой:

Производим и предлагаем продукцию:

Читайте также:

• Бетон для системы «теплый пол»
• Плотность бетона: что это такое, на что влияет?
• Влияние температуры на бетон
• Водонепроницаемость бетона
• Морозостойкость бетона

Виды утеплителей

Из утеплителей меньшей теплопроводностью обладают пенополистирол и экструдированный пенополиуретан. Это жесткие, хрупкие материалы, выпускающиеся в плитах, и имеющие ячеистую структуру. Но нужно учесть, что при увеличении плотности структуры материала, увеличивается и его способность пропускать тепло.

Минеральные утеплители кроме хорошей сохранности тепла, обладают отличными звукоизоляционными свойствами: они гасят звуки, не позволяя им проникнуть в помещение.

Производится минвата в виде плит или в рулонах. Плитами обкладываются стены, кровля, пол. Рулонный утеплитель пригоден для укрытия труб водоснабжения и отопления.

• Таблица теплопроводности утеплителей
• Утеплитель Басвул
• Керамический кирпич — Теплопроводность

Коэффициент теплопроводности материалов.

Ниже в таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов применяемых в строительстве.

Материал	Коэфф. тепл. Вт/(м2*К)
Алебастровые плиты	0,470
Алюминий	230,0
Асбест (шифер)	0,350
Асбест волокнистый	0,150
Асбестоцемент	1,760
Асбоцементные плиты	0,350
Асфальт	0,720
Асфальт в полах	0,800
Бакелит	0,230
Бетон на каменном щебне	1,300
Бетон на песке	0,700
Бетон пористый	1,400
Бетон сплошной	1,750
Бетон термоизоляционный	0,180
Битум	0,470
Бумага	0,140
Вата минеральная легкая	0,045
Вата минеральная тяжелая	0,055
Вата хлопковая	0,055
Вермикулитовые листы	0,100
Войлок шерстяной	0,045
Гипс строительный	0,350
Глинозем	2,330
Гравий (наполнитель)	0,930
Гранит, базальт	3,500
Грунт 10% воды	1,750
Грунт 20% воды	2,100
Грунт песчаный	1,160
Грунт сухой	0,400
Грунт утрамбованный	1,050
Гудрон	0,300
Древесина – доски	0,150
Древесина – фанера	0,150
Древесина твердых пород	0,200
Древесно-стружечная плита ДСП	0,200
Дюралюминий	160,0
Железобетон	1,700
Зола древесная	0,150
Известняк	1,700
Известь-песок раствор	0,870
Ипорка (вспененная смола)	0,038
Камень	1,400
Картон строительный многослойный	0,130
Каучук вспененный	0,030
Каучук натуральный	0,042
Каучук фторированный	0,055
Керамзитобетон	0,200
Кирпич кремнеземный	0,150
Кирпич пустотелый	0,440
Кирпич силикатный	0,810
Кирпич сплошной	0,670
Кирпич шлаковый	0,580
Кремнезистые плиты	0,070
Латунь	110,0
Лед 0°С	2,210
Лед -20°С	2,440
Липа, береза, клен, дуб (15% влажности)	0,150
Медь	380,0
Мипора	0,085
Опилки – засыпка	0,095
Опилки древесные сухие	0,065
ПВХ	0,190
Пенобетон	0,300
Пенопласт ПС-1	0,037
Пенопласт ПС-4	0,040
Пенопласт ПХВ-1	0,050
Пенопласт резопен ФРП	0,045
Пенополистирол ПС-Б	0,040
Пенополистирол ПС-БС	0,040
Пенополиуретановые листы	0,035
Пенополиуретановые панели	0,025
Пеностекло легкое	0,060
Пеностекло тяжелое	0,080
Пергамин	0,170
Перлит	0,050
Перлито-цементные плиты	0,080
Песок 0% влажности	0,330
Песок 10% влажности	0,970
Песок 20% влажности	1,330
Песчаник обожженный	1,500
Плитка облицовочная	1,050
Плитка термоизоляционная ПМТБ-2	0,036
Полистирол	0,082
Поролон	0,040
Портландцемент раствор	0,470
Пробковая плита	0,043
Пробковые листы легкие	0,035
Пробковые листы тяжелые	0,050
Резина	0,150
Рубероид	0,170
Сланец	2,100
Снег	1,500
Сосна обыкновенная, ель, пихта (450…550 кг/куб. м, 15% влажности)	0,150
Сосна смолистая (600…750 кг/куб.м, 15% влажности)	0,230
Сталь	52,0
Стекло	1,150
Стекловата	0,050
Стекловолокно	0,036
Стеклотекстолит	0,300
Стружки – набивка	0,120
Тефлон	0,250
Толь бумажный	0,230
Цементные плиты	1,920
Цемент-песок раствор	1,200
Чугун	56,0
Шлак гранулированный	0,150
Шлак котельный	0,290
Шлакобетон	0,600
Штукатурка сухая	0,210
Штукатурка цементная	0,900
Эбонит	0,160

Технологии укладки

Воздушные зазоры делаются в кирпичной кладке для уменьшения накопления влаги в стенах и снижения коэффициента теплоотдачи.

Прослойку воздуха в стенах правильно обеспечивают следующим образом:

1. Раствором не заполняют воздушные зазоры толщиной до 10 мм между изделиями начиная с 1 ряда. 1 метр — распространенный шаг между зазорами.
2. По типу фасада с вентиляцией зазор воздуха толщиной 25-30 мм оставляют по всей высоте кладки между теплоизолятором и кирпичом. При работе зимой отопительной системы температура в доме будет оставаться постоянной. Свойства стены сохранять тепло обеспечат постоянные воздушные потоки, которые будут проходить по предусмотренным воздушным каналам.

Постоянная циркуляция по каналам воздуха внутри кладки возможна, если она на последнем ряду не закрывается перекрытием из любых стройматериалов или стяжкой из раствора.

Для частного строительства важно, чтобы, не понеся больших расходов, добиться от кирпичной стены существенного снижения коэффициента λ.

Как рассчитать необходимую теплопроводимость?

Стены из газоблоков должны иметь достаточную ширину, чтобы в помещении сохранялось тепло. Если сделать их слишком тонкими, то здание будет выхолаживаться. Чтобы не столкнуться с такой проблемой, необходимо правильно выполнить расчеты. Не допустить ошибку помогают правила СНИП, которые имеются для каждого региона страны. Влажностный режим бывает 3 типов:

• Влажный – 1.
• Нормальный – 2.
• Сухой – 3.

Понять, в каком регионе проживает человек, поможет специальная карта:

Чем выше уровень влажности воздуха в регионе проживания, тем толще и плотнее должны быть стены, так как сырость способствует быстрым теплопотерям.

Без учета коэффициента теплопроводности газобетонного блока невозможно правильно определить толщину стены строящегося здания. Чтобы точно высчитать толщину стен, прибегают к специальной формуле. Она выглядит следующим образом:

T=Rreg x λ, где:

• T – это толщина стены.
• Rreg – необходимое сопротивление по теплопередаче для разных городов РФ.
• λ — это коэффициент теплопроводности для газоблока (зависит от его плотности).

Пользоваться этой формулой очень просто. Практический пример:

Rreg для Москвы – 3,28. λ для газоблока марки D500, 5% влажности – 0,14. Итого: Т= 3,28 x 0,147 = 0,48.

Значит, толщина стены в Москве с учетом теплопроводности выбранного газоблока должна составлять не менее 48 см.

Для примера приведена минимальная толщина стен из газоблоков марки D500 для разных городов России:

• Москва – 35 см.
• Новосибирск – 45 см.
• Якутск – 65 см.

Чем выше показатели влажности в регионе и чем там холоднее, тем толще должны быть стены. В противном случае добиться качественной теплоизоляции не удастся.

Неопытные строители часто возводят слишком тонкие стены, руководствуясь рекомендациями производителей газоблоков, которые не учитывают множество факторов в виде мостиков холода, климатических особенностей региона и пр.

Специалисты в этом вопросе приходят к единому мнению: стена из газобетона не должна быть тоньше 350 мм.

Показатели влажности ячеистого бетона

Европейский и Международный комитеты по бетону, проходящие в 1977 году в Лондоне, в связи с существенными различиями в применении в строительстве и физико-техническими свойствами между бетонами на легких заполнителях и ячеистыми бетонами, создали рабочую группу по ячеистому бетону, которая выявила, что эксплуатационная влажность – его важнейший показатель. Значение влажности ячеистого бетона составляет 4-5% от его массы и устанавливается примерно через 2-3 года. Пределы значения отпускной влажности — 25 – 35%.

Способность внутренней влаги передавать тепло обуславливает основную теплопередачу. Ячеистый бетон имеет свойство линейно повышать теплопроводность, по мере увеличения такого показателя как сорбционное влагопотребление до 15%. Дальнейший рост этого показателя влияет уже несущественно.

Есть ряд особенностей эксплуатации ячеистого бетона для того, чтобы получать заявленную теплопроводность. Так, например, обязательно использовать грунтовку для предохранения стен от увлажнения. На наружных стенах грунтовка должна быт паропроницаемая.

Проектирование стен осуществляется в зависимости от климатической зоны и режима влажности помещений. Эти показатели определяются СНиПом II-3-79**. Норма для условий эксплуатации согласно СНиПу II-3-79**:

описание различных пород, необходимость таблицы коэффициентов теплопроводности

Древесина — экологически чистый и практичный материал. Дерево активно применяется для внутренней отделки помещений. Материал также используется в строительстве загородных домов и заведений для туристов, в которых большую роль играет экологичность здания. При строительстве важно учесть теплопроводность дерева и многие другие параметры. Внутренняя отделка тоже требует внимания к характеристикам, ведь породы по-разному реагируют на тепло и влагу.

Разновидности и использование древесины

В строительстве применяются разнообразные породы древесины, которые принято разделять на хвойные и лиственные. К хвойным относятся такие виды:

1. Сосна. Прочный и практичный материал для выполнения строительных работ. В нем собрано большое количество смолы, за счет чего он справляется с излишней влагой, при этом не поддается коррозии при сушке.
2. Ель и пихта. Довольно прочные, но сучковатые материалы. Имеют приятый оттенок и незначительное количество смолы. При строительстве применяются как материал для элементов второстепенной важности.
3. Кедр. Невзирая на то, что материал мягкий, он довольно прочный.

Лиственные породы делятся на мягкие и твердые. Это такие виды:

1. Дуб. Высококачественный материал, обладающей высокой прочностью и надежностью. У дуба натуральный и приятный для глаза цвет. Как правило, он применяется для изготовления мебели, при возведении лестничного марша. Наиболее роскошно выглядит настоящий мореный дуб (выдержанный в воде около двух лет).
2. Береза. Не столь прочный материал, зато однородный, за счет чего имеет максимально четко выраженную структуру. Из этого вида древесины получается качественная фанера, которая легко окрашивается и полируется.
3. Осина. Слишком мягкий, но при этом практически не имеющий сучков вид древесины. Легко поддается обработке, но мелкие детали из осины делать не стоит.
4. Липа. Широко применяется в производстве мебели. Прекрасно сохраняет свой первозданный вид даже после сушки. Липа устойчива к влаге.
5. Клен. Довольно практичный материал, но весьма быстро рушится под воздействием влаги и вредителей. Неплохо красится, обрабатывается и проклеивается. Широко применяется как в строительстве, так и в изготовлении мебели.
6. К лиственному типу также относится красное дерево. Красивый, дорогой и прочный материал. Чаще всего используется для элитного мебельного производства.

Чтобы выбрать подходящую породу, важно изучить таблицу теплопроводности древесины.

Достоинства материала

Строительство с использованием древесины имеет свои преимущества и недостатки. Главными плюсами при выборе такого материала будут:

1. Экологичность. Самый весомый аргумент в пользу древесины — экологическая чистота. Некоторые современные материалы могут выделять пары тяжелых металлов и прочих химических элементов, что пагубно повлияет на здоровье жильцов дома.
2. Ремонтопригодность. Части, сделанные из древесины, будет довольно легко отремонтировать в случае поломки или износа.
3. Прочность и устойчивость ко многим внешним факторам, что делает долгим срок службы изделий из древесины. При правильной обработке этот материал будет безотказно служить долгие годы.
4. Простота обработки.
5. Плохая теплопроводность.
6. Хорошие звукоизоляционные свойства.

Довольно обширный список. При этом маленькое число недостатков:

1. Сильная зависимость свойств материала от того, в каких условиях росло дерево. Выбрать из-за этого качественный экземпляр бывает трудно.
2. Изменения размеров из-за воздействия влажности и сухости. Но этот недостаток легко поправим обработкой.
3. Легкая воспламеняемость.

Нельзя не учитывать высокую стоимость, связанную со сложностью добычи высококачественной древесины.

Влияние теплопроводности

От коэффициента теплопроводности древесины напрямую зависит ее способность сохранять температуру в помещении. Лидирующую позицию по сбережению тепла занимает кедр. Немного отстают ель, лиственница и другие сосновые породы. Все зависит напрямую от размера бревна (его диаметра), влажности материала, подгонки и утепления стыков.

Строение из сосны толщиной всего в 10 см можно сравнить со стеной из кирпича шириной в 58 см или железобетонной — 113 см. Правильно возведенный из дерева дом будет довольно компактным и теплым. Поэтому при строительстве нужно учитывать таблицу теплопроводности дерева.

Максимально тяжелое хвойное дерево лиственница — победитель сосны по теплопроводности. Она имеет более низкий коэффициент.

Теплопроводность дерева, позволяющая сохранять тепло, — не единственное достоинство лиственницы. Структура этого материла устойчива к влаге и довольно красива.

Сосна — наиболее распространенное и часто применяемое для строительства дерево. Более того, с финансовой стороны вопроса это еще и максимально бюджетный вариант. Сосна легко поддается обработке, способна украсить дом или баню своим внешним видом.

Теплопроводность кирпичной стены

Теплопроводность – один из важнейших показателей, характеризующих качество возводимого сооружения. И это неудивительно: ведь от этого коэффициента зависят не только затраты на отопление помещений, но и степень комфортности проживания в доме. Также в строительных расчетах часто фигурирует коэффициент теплосопротивления (сопротивление теплоотдаче), обратный теплопроводности (чем выше первый, тем ниже второй, и наоборот).

Теплопроводность сооружения зависит от показателей используемого вида кирпича, от параметров раствора, типа кладки, применяемых строительных технологий и утепляющих материалов.

Коэффициент теплопроводности кирпичей

Данный коэффициент обозначается буквой λ и выражается в W/(m*K).

Показатель λ достаточно широко варьируется, в зависимости от типа кирпичей и способа их изготовления. В основном, на данный коэффициент влияют материал кирпича (клинкерный, силикатный, керамический) и относительное содержание пустот. До 13% пустотности кирпичи считаются полнотелыми, выше – пустотелыми. По уменьшению коэффициента λ линейка строительной продукции будет выглядеть следующим образом:

1. Клинкерный кирпич λ= от 0,8 до 0,9. Этот тип стройматериалов не предназначен для строительства утеплённых стен и чаще используется для изготовления полов и мощёных дорог.
2. Силикатный кирпич полнотелого типа λ= от 0,7 до 0,8. Чуть ниже, чем у предыдущего типа, но строительство стены с его использованием требует серьёзных мер по утеплению.
3. Керамический кирпич полнотелый λ= от 0,5 до 0,8 (в зависимости от сорта).
4. Силикатный, с техническими пустотами λ= 0,66.
5. Керамический кирпич пустотелого исполнения λ= 0,57.
6. Керамический кирпич щелевого типа λ= 0,4.
7. Силикатный кирпич щелевого типа – показатель λ аналогичен керамическому щелевому (0,4).
8. Керамический поризованный λ= 0,22.
9. Тёплая керамика λ= 0,11. Имея отличные показатели теплосопротивления, тёплая керамика уступает прочим видам кирпичной продукции по прочности, и поэтому применение её ограничено.

Важно при расчёте также учитывать, что для различных климатических регионов сопротивление теплоотдаче материалов будут варьироваться, в достаточно широких пределах Информацию о соотнесении теплоотдачи с климатическими параметрами, можно почерпнуть в СНиПе 23-02-2003.

Теплопроводность кладки

Теплосопротивление кирпичей является важнейшим коэффициентом и в ряде случаев является определяющим параметром при проектировании здания и выбора кладки. Вместе с тем, сопротивление

теплоотдачи сооружения зависит не только от показателя λ используемых кирпичей, но и от применяемого строительного раствора.

Наиболее частым является случай, когда теплосопротивление раствора существенно ниже, чем сопротивление кирпича.

Так, коэффициент теплоотдачи раствора на основе цемента и песка равен 0,93 W/(m*K), а цементно-шлакового раствора – 0,64.

Путем суммирования коэффициентов сопротивления теплоотдаче кирпича и раствора разработаны специальные таблицы коэффициента теплопередачи, которые можно посмотреть в ГОСТе 530-2007. Ниже приведена выдержка из таблицы:

Таблица – Теплопроводность кладки

Тип кирпича	Тип раствора	Теплоотдача
Глиняный	Цементно-песчаный	0,81
Цементно-шлаковый	0,76
Цементно-перлитовый	0,7
Силикатный	Цементно-песчаный	0,87
Керамический пустотный 1,4т/м3	Цементно-песчаный	0,64
Керамический пустотный 1,3т/м3	0,58
Керамический пустотный 1,0т/м3	0,52
Силикатный, 11-ти пустотный	Цементно-песчаный	0,81
Силикатный, 14-ти пустотный	0,76

Расчет стены

Для того, чтобы использовать коэффициент теплосопротивления кирпичной стенки на практике, необходимо воспользоваться следующей формулой:

r = (толщина кладки, м)/(теплоотдача, W/(m * K)),

где r – сопротивление теплоотдаче кирпичной стены. При расчетах также необходимо учитывать степень влажности помещения и климатический регион.

Уменьшение коэффициента теплоотдачи стены

В ряде случаев коэффициент λ оставляет желать много лучшего. К тому же нарушение технологии строительства может привести к изменению теплоотдачи в большую сторону. Если применять жидкий раствор при возведении стены из щелевого кирпича, то связующий материал проникнет в пустоты и отрицательно скажется на показателях теплосбережения (сопротивление теплопередаче уменьшится).

Что делать, чтобы увеличить сопротивление теплоотдаче?

Методы уменьшения теплопередачи стены:

1. Применение более энергосберегающих материалов (кирпичей с большей степенью пустотности).
2. При строительстве из щелевого кирпича применять густой раствор.
3. Прокладывание во внутреннем слое теплоизолирующих материалов. На рынке представлен огромный выбор теплоизоляции. Из наиболее популярных можно назвать стекло- и минераловатные материалы, пенополистирол, керамзит и другие. При применении утеплителей необходимо обеспечить пароизоляцию стены, чтобы избежать разрушения материалов.
4. Оштукатуривание поверхности.

Выбираем кирпич: о «теплых» и «холодных» стройматериалах

Кирпич обладает долговечностью, механической прочностью, морозостойкостью, хорошими звукоизоляционными свойствами и безопасен с точки зрения экологии. Все эти качества делают кирпич одним из самых востребованных стройматериалов на рынке. Но, есть и ещё одно важное свойство кирпича — его теплотехнические параметры. Ведь именно теплопроводность кирпича, из которого выложены стены, влияет на микроклимат помещения в этом здании.

Немного физики или от чего зависит теплопроводность кирпича

Теплопроводность — это способность материала проводить тепло через свой объём. Количественно выражается она коэффициентом теплопроводности (λ, «лямбда») и определяется в Вт/м². Проще говоря, чем меньше теряется энергии, тем лучше, а значит, чем меньше коэффициент λ, тем «теплее» материал. Фактически на теплопроводность влияет плотность кирпича. Чем она меньше, тем меньше теплопроводность. Самый прочный и тяжелый клинкерный кирпич имеет самый высокий коэффициент λ, а лёгкий и менее прочный керамический, соответственно, самый низкий коэффициент теплопроводности.

Виды кирпича и их коэффициент проводимости тепла

В строительстве могут быть использованы разные виды кирпича. Перед тем, как приступить к возведению дома, имеет смысл узнать, насколько «теплыми» или «холодными» являются наиболее востребованные виды этого керамического материала.

• Клинкерный — самый прочный и тяжелый кирпич с высоким коэффициентом теплопроводности — 0,8-0,9.
• Силикатный кирпич — легкий кирпич, имеет меньший коэффициент теплопроводности — 0,4.
• С техническими пустотами — 0,66.
• Полнотелый кирпич — 0,8.
• Щелевой кирпич — 0,34-0,43;
• Кирпич поризованный — 0,22;

Теплопроводность кирпича может меняться в зависимости от его объема, плотности и расположения пустот. Специалисты рекомендуют применять в строительстве для лучшего сохранения тепла материалы с низкой теплопроводностью. Для того чтобы уберечься от холода или спастись от жары, при строительстве вашего дома необходимо учитывать теплопроводность кирпича. Ведь мы строим наши дома для того, чтобы жить в нём с комфортом.

Понятие теплопроводности

Она является интенсивной физической величиной, то есть величиной, которая описывает свойство материи, не зависящей от количества последней. Интенсивными величинами также являются температура, давление, электропроводность, то есть эти характеристики одинаковы в любой точке одного и того же вещества. Другой группой физических величин являются экстенсивные, которые определяются количеством вещества, например, масса, объем, энергия и другие.

Противоположной величиной для теплопроводности является теплосопротивляемость, которая отражает способность материала препятствовать переносу проходящего через него тепла. Для изотропного материала, то есть материала, свойства которого одинаковы во всех пространственных направлениях, теплопроводность является скалярной величиной и определяется, как отношение потока тепла через единичную площадь за единицу времени к градиенту температуры. Так, теплопроводность, равная одному ватту на метр-Кельвин, означает, что тепловая энергия в один Джоуль переносится через материал:

• за одну секунду;
• через площадь один метр квадратный;
• на расстояние один метр;
• когда разница температур на поверхностях, находящихся на расстоянии один метр друг от друга в материале, равна один Кельвин.

Понятно, что чем больше значение теплопроводности, тем лучше материал проводит тепло, и наоборот. Например, значение этой величины для меди равно 380 Вт/(м*К), и этот металл в 10 000 раз лучше переносит тепло, чем полиуретан, теплопроводность которого составляет 0,035 Вт/(м*К).

Материалы из бетона с добавлением пористых заполнителей

Коэффициент теплопроводности материала позволяет использовать последний для постройки гаражей, сараев, летних домиков, бань и других сооружений. В данную группу можно отнести:

• Пенобетон. Производится с добавлением пенообразующих веществ, за счет которых характеризуется пористой структурой с плотностью 500-1000 кг/м3. При этом способность передавать тепло определяется значением 0,1-0,37Вт/м*К.

• Керамзитобетон, показатели которого зависят от его вида. Полнотелые блоки не имеют пустот и отверстий. С пустотами внутри изготавливают пустотелые блоки, которые менее прочные, нежели первый вариант. Во втором случае теплопроводность будет ниже. Если рассматривать общие цифры, то плотность керамзитобетона составляет 500-1800кг/м3. Его показатель находится в интервале 0,14-0,65Вт/м*К.

• Газобетон, внутри которого образуются поры размером 1-3 миллиметра. Такая структура определяет плотность материала (300-800кг/м3). За счет этого коэффициент достигает 0,1-0,3 Вт/м*К.

Что такое коэффициент теплопроводности

Физический смысл коэффициента теплопроводности — это количество тепла, которое проходит через образец единичного объема за одну секунду при разнице температур в один Кельвин (градус Цельсия). Единица измерения — Вт/(м °К), обозначение — λ, k, ϰ.

Чем выше значение коэффициента, тем большей способностью к передаче тепла обладает материал. В абсолютном вакууме λ=0, максимальный — у алмаза и графена, применяемого в наноразработках.

У бетона значение коэффициента теплопроводности находится в пределах 0,05 -2,02 Вт/(м °К) в зависимости от плотности и влажности материала. У ячеистого автоклавного бетона марки М150 λ=0,055 Вт/(м °К), а тяжелые бетоны М800-1000 характеризуются показателем 2,02 Вт/(м °К).

В строительстве при расчете конструкций на сопротивление теплопередаче используют таблицу с точными значениями коэффициента. Его указывают для трех состояний материала:

• в сухом виде;
• при нормальной влажности;
• при повышенной влажности.

Теплотехнический расчет проводят в соответствии с условиями эксплуатации бетона.

От чего зависит величина коэффициента

Коэффициент теплопроводности бетона определяют опытным путем. Поскольку у материала неоднородная структура, то величина непостоянна и носит условный характер.

Параметры, от которых зависит показатель:

• Плотность. Тепловую энергию передают друг другу частицы, поэтому чем ближе они расположены, тем быстрее этот процесс. Соответственно, рыхлые материалы с меньшей плотностью способны лучше противостоять теплопередаче.
• Пористость материала. Тепловой поток перемещается сквозь толщу монолита, часть которого составляют воздушные пустоты. Теплопроводность воздуха очень мала — 0,02 Вт/(м °К). Чем больше занятый воздухом объем, тем коэффициент λ ниже.
• Структура пор — размеры и замкнутость. Мелкие полости снижают скорость передачи энергии, в то время как в крупных сообщающихся отверстиях теплообмен совершается конвекционным путем, увеличивая тем самым общую теплопередачу.
• Влажность. Коэффициент теплопроводности воды 0,6 Вт/м К, это достаточно большой показатель. Проникая в полости бетона, влага уменьшает способность материала сохранять тепло.
• Температура. Чем она у вещества выше, тем быстрее движутся молекулы. Зависимость от температуры линейная, выражается формулой λ=λо х (1+b х t), где λ и λо — искомый и начальный коэффициенты теплопроводности, b — справочная величина, t — температура в градусах.

Теплопроводность строительных материалов — таблица утеплителей, сравнение

Любое строительство независимо от его размера всегда начинается с разработки проекта. Его цель – спроектировать не только внешний вид будущего строения, еще и просчитать основные теплотехнические характеристики. Ведь основной задачей строительства считается сооружение прочных, долговечных зданий, способных поддерживать здоровый и комфортный микроклимат, без лишних затрат на отопление. Несомненную помощь при выборе сырья, используемого для возведения постройки, окажет таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты.

Тепло в доме напярямую зависит от коэффициента теплопроводности строительных материалов

Что такое теплопроводность?

Теплопроводность – это процесс передачи энергии тепла от нагретых частей помещения к менее теплым. Такой обмен энергией будет происходить, пока температура не уравновесится. Применяя это правило к ограждающим системам дома, можно понять, что процесс теплопередачи определяется промежутком времени, за который происходит выравнивание температуры в комнатах с окружающей средой. Чем это время больше, тем теплопроводность материала, применяемого при строительстве, ниже.

Отсутствие теплоизоляции дома скажется на температуре воздуха внутри помещения

Для характеристики проводимости тепла материалами используют такое понятие, как коэффициент теплопроводности. Он показывает, какое количество тепла за одну единицу временного промежутка пройдет через одну единицу площади поверхности. Чем выше подобный показатель, тем сильнее теплообмен, значит, постройка будет остывать значительно быстрее. То есть при сооружении зданий, домов и прочих помещений необходимо использовать материалы, проводимость тепла которых минимальна.

Сравнительные характеристики теплопроводности и термического сопротивления стен, возведенных из кирпича и газобетонных блоков

Основные характеристики утеплителей

Соотношение качества утеплителя, в зависимости от его толщины
При выборе утеплителей нужно обращать внимание на разные факторы: тип сооружения, наличие воздействия высоких температур, открытого огня, характерный уровень влажности. Только после определения условий использования, а также уровня теплопроводности применяемых материалов для сооружения определенной части конструкции, нужно смотреть на характеристики конкретного утеплителя:

• Теплопроводность. От этого показателя напрямую зависит качество проведенного утеплительного процесса, а также необходимое количество материала для обеспечения желаемого результата. Чем ниже теплопроводность, тем эффективнее использование утеплителя.
• Влагопоглощение. Показатель особо важен при утеплении внешних частей конструкции, на которые может периодически воздействовать влага. К примеру, при утеплении фундамента в грунтах с высокими водами или повышенным уровнем содержания воды в своей структуре.
• Толщина. Применение тонких утеплителей позволяет сохранить внутреннее пространство жилого сооружения, а также напрямую влияет на качество утепления.
• Горючесть. Это свойство материалов особенно важно при использовании для понижения теплопроводной способности наземных частей сооружения жилых домов, а также зданий специального назначения. Качественная продукция отличается способностью к самозатуханию, не выделяет при воспламенении ядовитых веществ.
• Термоустойчивость. Материал должен выдерживать критические температуры. К примеру, низкие температуры при наружном использовании.
• Экологичность. Нужно прибегать к использованию материалов безопасных для человека. Требования к этому фактору может изменяться в зависимости от будущего назначения сооружения.
• Звукоизоляция. Это дополнительное свойство утеплителей в некоторых ситуациях позволяет добиться хорошего уровня защиты помещения от шума, а также посторонних звуков.

Когда используется при сооружении определенной части конструкции материал с низкой теплопроводностью, то можно покупать самый дешевый утеплитель (если это позволят предварительные расчеты).
Важность конкретной характеристики напрямую зависит от условий использования и выделенного бюджета.

Что влияет на величину теплопроводности?

Тепловая проводимость любого материала зависит от множества параметров:

• Пористая структура. Присутствие пор предполагает неоднородность сырья. При прохождении тепла через подобные структуры, где большая часть объема занята порами, охлаждение будет минимальным.
• Плотность. Высокая плотность способствует более тесному взаимодействию частиц друг с другом. В результате теплообмен и последующее полное уравновешивание температур происходит быстрее.
• Влажность. При высокой влажности окружающего воздуха или намокании стен постройки, сухой воздух вытесняется капельками жидкости из пор. Теплопроводность в подобном случае значительно увеличивается.

Теплопроводность, плотность и водопоглощение некоторых строительных материалов

Монтаж и эффективность в эксплуатации

Монтаж ППУ – быстро и легко.

Сравнение характеристик утеплителей должно осуществляться с учетом монтажа, ведь это тоже важно. Легче всего работать с жидкой теплоизоляцией, такой как ППУ и пеноизол, но для этого требуется специальное оборудование. Также не составляет труда укладка эковаты (целлюлозы) на горизонтальные поверхности, например, при или чердачного перекрытия. Для напыления эковаты на стены мокрым методом также нужны специальные приспособления.

Пенопласт укладывается как по обрешетке, так и сразу на рабочую поверхность. В принципе, это касается и плит из каменной ваты. Причем укладывать плитные утеплители можно и на вертикальные, и на горизонтальные поверхности (под стяжку в том числе). Мягкую стекловату в рулонах укладывают только по обрешетке.

В процессе эксплуатации теплоизоляционный слой может претерпевать некоторых нежелательных изменений:

• напитать влагу;
• дать усадку;
• стать домом для мышей;
• разрушиться от воздействия ИК лучей, воды, растворителей и прочее.

Кроме всего вышеуказанного, важное значение имеет пожаробезопасность теплоизоляции. Сравнение утеплителей, таблица группы горючести:

Применение показателя теплопроводности на практике

В строительстве все материалы условно подразделяются на теплоизоляционные и конструкционные. Конструкционное сырье отличается наибольшими показателями теплопроводности, но именно его применяют для постройки стен, перекрытий, прочих ограждений. Согласно таблице теплопроводности строительных материалов, при возведении стен из железобетона, для низкого теплообмена с окружающей средой толщина конструкции должна быть около 6 метров. В таком случае строение получится огромным, громоздким и потребует немалых затрат.

Наглядный пример — при какой толщине различных материалов их коэффициент теплопроводности будет одинаковым

Поэтому при возведении постройки следует отдельное внимание уделять дополнительным теплоизолирующим материалам. Слой теплоизоляции может не понадобиться только для построек из дерева или пенобетона, но даже при использовании подобного низкопроводного сырья толщина конструкции должна быть не менее 50 см.

Сравнение с помощью таблицы

N	Наименование	Плотность	Теппопроводность		Цена , евро за куб.м.		Затраты энергии на
кг/куб.м	мин	макс	Евросоюз	Россия	квт*ч/куб. м.
1	целлюлозная вата	30-70	0,038	0,045	48-96	15-30	6
2	древесноволокнистая плита	150-230	0,039	0,052	150	800-1400
3	древесное волокно	30-50	0,037	0,05	200-250	13-50
4	киты из льняного волокна	30	0,037	0,04	150-200	210	30
5	пеностекло	100-150	0.05	0,07	135-168	1600
6	перлит	100-150	0,05	0.062	200-400	25-30	230
7	пробка	100-250	0,039	0,05	300	80
8	конопля, пенька	35-40	0,04	0.041	150	55
9	хлопковая вата	25-30	0,04	0,041	200	50
10	овечья шерсть	15-35	0,035	0,045	150	55
11	утиный пух	25-35	0,035	0,045	150-200
12	солома	300-400	0,08	0,12	165
13	минеральная (каменная) вата	20-80	0.038	0,047	50-100	30-50	150-180
14	стекповопокнистая вата	15-65	0,035	0,05	50-100	28-45	180-250
15	пенополистирол (безпрессовый)	15-30	0.035	0.047	50	28-75	450
16	пенополистирол экструзионный	25-40	0,035	0,042	188	75-90	850
17	пенополиуретан	27-35	0,03	0,035	250	220-350	1100

Показатель теплопроводных свойств является основным критерием при выборе утеплительного материала. Остается только сравнить ценовые политики разных поставщиков и определить необходимое количество.

Утеплитель – один из основных способов получить сооружение с необходимой энергоэффективностью. Перед его окончательным выбором точно определите условия использования и, вооружившись приведенной таблицей, совершите правильный выбор.

Теплопроводность готового здания. Варианты утепления конструкций

При разработке проекта постройки необходимо учесть все возможные варианты и пути потери тепла. Большое его количество может уходить через:

стены – 30%;

крышу – 30%;

двери и окна – 20%;

полы – 10%.

Теплопотери неутепленного частного дома

При неверном расчете теплопроводности на этапе проектирования, жильцам остается довольствоваться только 10% тепла, получаемого от энергоносителей. Именно поэтому дома, возведенные из стандартного сырья: кирпича, бетона, камня рекомендуют дополнительно утеплять. Идеальная постройка согласно таблице теплопроводности строительных материалов должна быть выполнена полностью из теплоизолирующих элементов. Однако малая прочность и минимальная устойчивость к нагрузкам ограничивает возможности их применения.

Сравнительный график коэффициентов теплопроводности некоторых строительных материалов и утеплителей

Самым распространенным вариантом сочетание несущей конструкции из высокопрочных материалов с дополнительным слоем теплоизоляции. Сюда можно отнести:

Каркасный дом. При его постройке каркасом из древесины обеспечивается жесткость всей конструкции, а укладка утеплителя производится в пространство между стойками. При незначительном уменьшении теплообмена в некоторых случая может потребоваться утепление еще и снаружи основного каркаса.

Дом из стандартных материалов. При выполнении стен из кирпича, шлакоблоков, утепление должно проводиться по наружной поверхности конструкции.

Необходимая тепло- и гидроизоляция для сохранения тепла в частном доме

Сравнение паропроницаемости утеплителей

Высокая паропроницаемость=отсутствие конденсата.

Паропроницаемость – это способность материала пропускать воздух, а вместе с ним и пар. То есть теплоизоляция может дышать. На этой характеристике утеплителей для дома последнее время производители акцентируют много внимания. На самом деле высокая паропроницаемость нужна только при . Во всех остальных случаях данный критерий не является категорически важным.

Характеристики утеплителей по паропроницаемости, таблица:

Сравнение утеплителей для стен показало, что самой высокой степенью паропроницаемости обладают натуральные материалы, в то время как у полимерных утеплителей коэффициент крайне низок. Это свидетельствует о том, что такие материалы как ППУ и пенопласт обладают способностью задерживать пар, то есть выполняют . Пеноизол – это тоже своего рода полимер, который изготавливается из смол. Его отличие от ППУ и пенопласта заключается в структуре ячеек, которые открытие. Иными словами, это материал с открытоячеистой структурой. Способность теплоизоляции пропускать пар тесно связан со следующей характеристикой – поглощение влаги.

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

В этой таблице собраны показатели теплопроводности самых распространенных строительных материалов. Пользуясь подобными справочниками, можно без проблем рассчитать необходимую толщину стен и применяемого утеплителя.

Таблица коэффициента теплопроводности строительных материалов:

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

Обзор гигроскопичности теплоизоляции

Высокая гигроскопичность – это недостаток, который нужно устранять.

Гигроскопичность – способность материала впитывать влагу, измеряется в процентах от собственного веса утеплителя. Гигроскопичность можно назвать слабой стороной теплоизоляции и чем выше это значение, тем серьезнее потребуются меры для ее нейтрализации. Дело в том, что вода, попадая в структуру материала, снижает эффективность утеплителя. Сравнение гигроскопичности самых распространенных теплоизоляционных материалов в гражданской строительстве:

Сравнение гигроскопичности утеплителей для дома показало высокое влагопоглощение пеноизола, при этом данная теплоизоляция обладает способностью распределять и выводить влагу. Благодаря этому, даже намокнув на 30%, коэффициент теплопроводности не уменьшается. Несмотря на то, что у минеральной ваты процент поглощения влаги низкий, она особенно нуждается в защите. Напитав воды, она удерживает ее, не давая выходить наружу. При этом способность предотвращать теплопотери катастрофически снижается.

Чтобы исключить попадание влаги в минвату используют пароизоляционные пленки и диффузионные мембраны. В основном полимеры устойчивы к длительному воздействию влаги, за исключением обычного пенополистирола, он быстро разрушается. В любом случае вода ни одному теплоизоляционному материалу на пользу не пошла, поэтому крайне важно исключить или минимизировать их контакт.

Разновидности и описание

На выбор потребителей предлагаются материалы с различными механическими свойствами.

От этого во многом зависит удобство монтажа и свойства. По данному показателю различают:

1. Пеноблоки
   . Изготавливаются из бетона со специальными добавками. В результате химической реакции структура получается пористой.
2. Плиты.
   Строительный материал различной толщины и плотности изготавливается при помощи прессования или склеивания.
3. Вата.
   Продается в рулонах и характеризуется волокнистой структурой.
4. Гранулы (крошка).
   с пеновеществами различной фракции.

Важно знать:

подбор материала осуществляется с учетом свойств, стоимости и предназначения. Применение одинакового утеплителя для стен и чердачного перекрытия не позволит получить желаемый эффект, если не указано, что он предназначен для конкретной поверхности.

Сырьем для утеплителей могут выступать различные вещества. Они все делятся на две категории:

• органические на основе торфа, камыша, древесины;
• неорганические — изготавливаются из вспененного бетона, минералов, асбестосодержащих веществ и др.

Особенности применения

Прежде чем определиться с материалами для отделки частного дома или квартиры, необходимо правильно рассчитать толщину слоя конкретного утеплителя.

1. Для горизонтальных поверхностей (пол, потолок) можно использовать практически любой материал. Применение дополнительного слоя с высокой механической прочностью обязательно.
2. Цокольные перекрытия рекомендуется утеплять стройматериалами с низкой гигроскопичностью. Повышенная влажность должна быть учтена.
   В противном случае утеплитель под воздействием влаги частично или полностью потеряет свойства.
3. Для вертикальных поверхностей (стены) необходимо использовать материалы плитно-листового типа. Насыпные или рулонные со временем будут проседать, поэтому необходимо тщательно продумать способ крепежа.

Если задумано индивидуальное строительство

При возведении дома важно учитывать технические характеристики всех составляющих (материала для стен, кладочного раствора, будущего утепления, гидроизоляционных и пароотводящих плёнок, финишной отделки).

Для понимания, какие стены наилучшим образом будут сохранять тепло, нужно проанализировать коэффициент теплопроводности не только материала для стен, но и строительного раствора, что видно из таблицы ниже:

Номер п/п	Материал для стен, строительный раствор	Коэффициент теплопроводности по СНиП
1.	Кирпич	0,35 – 0,87
2.	Саманные блоки	0,1 – 0,44
3.	Бетон	1,51 – 1,86
4.	Пенобетон и газобетон на основе цемента	0,11 – 0,43
5.	Пенобетон и газобетон на основе извести	0,13 – 0,55
6.	Ячеистый бетон	0,08 – 0,26
7.	Керамические блоки	0,14 – 0,18
8.	Строительный раствор цементно-песчаный	0,58 – 0,93
9.	Строительный раствор с добавлением извести	0,47 – 0,81

Важно
. Из приведённых в таблице данных видно, что у каждого строительного материала довольно большой разброс в показателях коэффициента теплопроводности.
Это связано с несколькими причинами:

• Плотность. Все утеплители выпускаются или укладываются (пеноизол, эковата) различной плотности. Чем ниже плотность (больше присутствует воздуха в теплоизоляционной структуре), тем ниже проводимость тепла. И, наоборот, у очень плотных утеплителей этот коэффициент выше.
• Вещество, из которого производят (основа). Например, кирпич бывает силикатным, керамическим, глиняным. От этого зависит и коэффициент теплопроводности.
• Количество пустот. Это касается кирпича (пустотелый и полнотелый) и теплоизоляции. Воздух – самый худший проводник тепла. Коэффициент его теплопроводимости – 0,026. Чем больше пустот, тем ниже этот показатель.

Строительный раствор хорошо проводит тепло, поэтому любые стены рекомендуется утеплять.

Сравнение основных показателей

Чтобы понять, насколько эффективным будет тот или иной утеплитель, необходимо сравнить основные показатели материалов. Это можно сделать, просмотрев таблицу 1.

Материал	Плотность кг/м3	Теплопроводность	Гигроскопичность	Минимальный слой, см
Пенополистирол	30-40	Очень низкая	Средняя	10
Пластиформ	50-60	Низкая	Очень низкая	2
60-70	Низкая	Средняя	5
Пенопласт	35-50	Очень низкая	Средняя	10
25-32	низкая	низкая	20
35-125	Низкая	Высокая	10-15
130	Низкая	высокая	15
500	Высокая	Низкая	20
Ячеистый бетон	400-800	Высокая	Высокая	20-40
Пеностекло	100-600	Низкая	низкая	10-15

Таблица 1 Сравнение теплоизоляционных свойств материалов

При этом многие отдают предпочтение пластиформу, минеральной вате или ячеистому бетону. Это связанно с индивидуальными предпочтениями, особенностями монтажа и некоторыми физическими свойствами.

Теплопроводность строительных материалов — таблица утеплителей, сравнение

Процесс строительства любого жилого или промышленного объекта начинается с разработки проекта. В нем необходимо предусмотреть взаимное расположение всех элементов конструкции, а также учесть качество применяемых материалов. Все они обладают разными физическими характеристиками. В каждом случае производители предусматривают коэффициенты теплопроводности строительных материалов.

Благодаря знанию данного параметра быстрее проводится разработка и постройка зданий, обеспечивающих экономию ресурсов. Внутри помещений образуется приятный микроклимат не только зимой, но и летом. Часто в таком случае помогает таблица теплопроводности материалов. В нее входят наиболее популярные строительные компоненты.

Определение базового понятия

Теплопроводность строительных материалов характеризуется возможностью перераспределения энергии от более теплых частиц к более прохладным участкам. Перераспределение будет происходить до тех пор, пока не сформируется тепловой баланс. Фактически на всех участках конструкции будет единая температура.

Явление имеет актуальность для всех ограждающих элементов домостроения, которыми являются:

• наружные стены;
• внутренние перегородки;
• пол;
• крыша;
• потолок и другие перекрытия.

Теплопроводность утеплителей определяется временем, в течение которого за счет теплопередачи температурные условия внутри здания станут соответствовать условиям снаружи. Оптимальным является наиболее продолжительный процесс, растянутый на длительный временной интервал. В таком случае за счет применяемых материалов и фактур удастся оптимизировать расходы на эксплуатацию.

Сравнение показателей теплосбережения разных стройматериалов

Определяя, например, теплопроводность пенополистирола или каких-либо экструдированных его разновидностей, необходимо знать, что данный параметр позволяет определять какое количество тепловой энергии за установленную единицу времени проходит сквозь единицу поверхности. Применяется исчисление Вт/(м*градус). Соответственно, чем численное значение больше, тем эффективнее проводится тепло через указанное вещество, а все процессы, связанные с теплообменом станут проходить быстрее.

Создавая проект дома, бани, гаража или иной бытовой постройки, нужно самостоятельно учитывать данный фактор. При этом подбирать утеплители необходимо с минимальными значениями проводимости тепла.

Некоторые примеры практического применения

Практическая ценность такого знания заключается в том, чтобы сравнивать разные материалы всевозможной толщины с другими, определяя оптимальные параметры. Так теплопроводность пенопласта 50 мм в сравнении с кирпичной двухрядной кладкой будет примерно равной. Это значит, для того чтобы создать стену из кирпича сопоставимую с 10 см пенопласта, необходимо выкладывать ее в 4 кирпича, что является весьма затратным и нерациональным по использованию ресурсов.

Коэффициент теплопроводности кирпичей

Для сухой сосны коэффициент передачи тепла равен 0,17 Вт(м*град), а для пенобетона значение – 0,18, что является весьма близким. В таком случае оба вещества способны хранить тепло с идентичной способностью. Необходимо учитывать не только фактуру сырья, из которого изготовлена Важно! термическая отделка, но и его форму.

Примером служит разница пустотелого и полнотелого кирпича. В первом случае коэффициент составит 0,55, а во втором – 0,80 Вт(м*град). Наличие воздушной прослойки внутри блоков позволило почти в полтора раза повысить эффективность термоизоляции.

На практике опытные строители с успехом комбинируют различные материалы, используя их позитивные качества. Когда дом выложен из прочного кирпича, то для его утепления можно задействовать пенопласт. Его применяют снаружи и внутри здания, создавая многослойную конструкцию. Строители любят монтировать пенополистирол, так как он имеет один из минимальных коэффициентов, составляющий 0,03 Вт(м*град).

Взамен дорогим и долго строящимся домам из кирпичной кладки, приходят более прогрессивные технологии. Даже еще недавно популярные монолитные либо панельно-каркасные постройки уходят в прошлое. Их место занимают  здания из ячеистого бетона. Он обладает показателями, сопоставимыми с характеристиками древесины. Стены не подвергаются сквозному промерзанию даже во время лютых морозов.

Шкала толщины стройматериалов при идентичных коэффициентах

Актуальный принцип применяется во время возведения каркасных легких домов, также его задействуют при возведении коттеджей, крупных складов, загородных супер- и мегамаркетов, всевозможных промышленных построек. При соблюдении технологии возведенное подобным образом здание из современных строительных материалов с минимальным коэффициентом проводимости можно эксплуатировать в различных климатических условиях.

Для щитовых конструкций формируют заготовки из листов OSB, между которыми крепится минвата или экструдированный пенополистирол. Такие стены вполне справляются с функцией по созданию комфортного микроклимата внутри помещения.

ВИДЕО: Как сделать теплотехнический расчет дома

Что может повлиять на изменение характеристик

На коэффициент теплопроводности могут оказывать влияние разные технологические факторы:

Пористость

Образуемые технологические пустоты внутри базового вещества не допускают однородности фактуры. В процессе прохода тепловой струи часть энергии передается в газовые пустоты. Так как установлено, что сухой воздух имеет коэффициент 0,02 Вт(м*град), то чем больше в фактуре пустот, тем будет больше понижаться коэффициент передачи тепловой энергии.

Пористый камень

Размеры пор

Наибольшей эффективностью обладают малые замкнутые поры. За счет них существенно снижается скорость теплового потока. Для случаев с крупными порами необходимо добавлять явление перемещение тепла при помощи конвекции.

Плотность материала

Высокое значение данного показателя характеризуется достаточно близким расположением частиц внутри вещества. Таким образом между его составляющими тепло перемещается достаточно быстро. Для определения зависимости между плотностью и теплопроводностью используются специальные справочники.

Уровень влажности

Необходимо учитывать, что вода в чистом виде обладает теплопроводностью со значением 0,6 Вт/(м*град). Когда утеплитель промокает, то это значит, что на место воздушных ячеек проникает влага. Так как воздух имеет коэффициент 0,02, а вода 0,6, то структура теряет изоляционные свойства пропорционально степени увлажнения. Часто эта зависимость не линейная, а экспоненциальная.

Температура окружающей среды

Также оказывает влияние на итоговое значение. Для расчета берется формула λ=λо*(1+b*t), в которой под λо подразумевается коэффициент теплопроводности при нулевой температуре, b – определенная справочная величина термокоэффициента, а t – действующее значение в градусах Цельсия.

Имеет значение и то, где установлен утеплитель, чтобы увеличить или уменьшить показатели паропроницаемости и проводимости тепла

Чтобы обеспечить правильные параметры по теплоизоляции для здания, необходимо соблюдать действующие нормативные акты, к которым относятся следующие:

• СП 23-101-2004 – используются в процессе создания проектов тепловой защиты;
• СНиП23-01-99 – устанавливают параметры строительной климатологии;
• СНиП 23-02-2003 – необходимы при актуальных расчетах термической защиты зданий.

Таблица теплопроводности строительных материалов

ВИДЕО: Из чего стоит дом построить

Что обозначает и как определяется теплопроводность строительных материалов?

Коэффициенты теплопроводности и теплоемкости  материалов

При выборе теплоизоляционного материала или утеплителя очень важно знать его характеристики. И самыми важными являются коэффициенты теплопроводности и теплоемкости. В принципе, эти параметры взаимозависимые.

Итак, теперь немного вспомним общей информации из школьных уроков физики, что бы более подробно разобраться.
Теплопередача — процесс передачи тепловой энергии, который происходит обязательно при разности энергий ( температуры ) между атомами или молекулами при взаимодействии друг с другом. Он может быть как внутри одного вещества, между областями с разными температурами, так и через границу соприкосновения разных веществ. Скорость теплопередачи зависит от свойств вещества и разности температур.

Теплопроводность — это способность любого материала проводить или передавать тепло по своей длине. В качестве ее меры, для сравнения различных материалов, введен коэффициент теплопроводности, который измеряется в ВАТТ/(МЕТР х ТЕМПЕРАТУРУ ). То есть, если простыми словами: какое количество энергии будет выделятся и какая будет температура с одного конца стержня ( у испытуемого материала на теплопроводность) длинной 1 метр, при одинаковом нагреве с другого конца. Наглядное видео опытов смотрите в конце статьи.

Теплоемкость, способность материала принимать тепловую энергию, нагреваться по всему объему и ее накапливать, при воздействии температуры.

Сначала рассмотрим в твердом теле. Напомню, в нем атомы или молекулы не перемешиваются друг с другом, они прочно связаны с соседними, условно говоря, в виде кристаллической решетки, сохраняя общую форму тела, но колеблются около точек равновесия — узлов кристаллической решетки.
кристаллическая решетка твердого тела
В твердых телах тепловая энергия передается через колебания ( вибрацию ) атомов или молекул, но сами они остаются на месте, в узлах кристаллической решетки. Чем выше частота или амплитуда колебаний, тем выше температура тела. Нагревая с одного конца стержень, атомы начинают сильнее вибрировать, толкая соседние. Так как плотность твердого тела очень высокая, то есть количество атомов и молекул в единице объема очень велико, то и энергии будет передаваться много.

Но при соударении «выбивается» квант света — фотон, то часть энергии теряется в окружающее пространство, сначала в виде невидимого глазу, теплового инфракрасного излучения, а при большем нагреве уже и видимого. Вот почему светится лампочка при нагреве нити накаливания. В результате, в не изолированной системе, каждый последующий атом будет получать меньше энергии.

Газы

В отличии от твердых тел, атомы или молекулы газа, мало того, что вообще не связаны друг с другом, они и не хотят связываться. Отталкиваясь друг от друга, молекулы газа стремятся равномерно заполнить весь объем пространства ограниченное твердым телом.

Движение молекул хаотичное, так называемое броуновское и температура газа зависит от скорости этого хаотичного движения. Для сравнения, молекулы воздуха, при обычном давлении и температуре 20 градусов движутся со скоростью 500 метров в секунду между соударениями. Хотя перемещение в пространстве гораздо меньше.

Тепло в газе передается за счет передачи энергии скорости через соударение с другими молекулами. Но эта энергия может еще переносится на большое расстояние за счет конвекции — перемещении газа целыми потоками.

Есть еще понятие естественная конвекция — при нагреве нижних слоев газа, которые ближе к земле, увеличивается общая скорость броуновского движения, молекулы сильнее расталкивают друг друга, от этого уменьшается плотность газа и этот нижний, нагретый слой становится легче и подымается вверх, а на его место опускается холодный, верхний слой.

Паропроницаемость строительных материалов

        Все люди, когда строят свой дом, хотят чтобы он был прочным, надежным, долговечным и чтобы жить в нем было комфортно. В этой статье мы уделим внимание микроклимату помещения, разберемся, по каким параметрам он определяется, и как построить действительно комфортный для проживания дом. На микроклимат помещения влияют физические свойства материалов из которого оно построено, а так же их последовательность внутри ограждающей конструкции. Основные физические свойства материалов: плотность, паропроницаемость, теплопроводность, теплоустойчивость и теплоусвоение.
            Паропроницаемость. Многие слышали, что «дышащие» стены – это вроде бы хорошо. Но далеко не все знают, что это вообще такое. Так вот материал называют «дышащим», если он пропускает не только воздух, но и пар, то есть имеет паропроницаемость. Керамзит, дерево и пенобетон имеют хорошую паропроницаемостью. Некоторой паропроницаемостью облажает кирпич и бетон, но очень маленькой. Выдыхаемый человеком, выделяемый при приготовлении пищи или принятии ванной, пар, если в доме нет вытяжки, создаёт повышенную влажность. Признаком этого является появление конденсата на окнах или на трубах с холодной водой. Считается, что если стена имеет высокую паропроницаемость, то в доме легко дышится.

          На самом деле это не совсем так. В современном доме, даже если стены в доме из «дышащего» материала, 96% пара, удаляется из помещений через вытяжку и форточку, и только 4% через стены. Если на стены наклеены виниловые или флизиленовые обоями, то стены влагу не пропускают. А если стены действительно «дышащие», то есть без обоев и прочей пароизоляции, в ветреную погоду из дома выдувает тепло. А ещё они менее долговечны. Чем выше паропроницаемость материала, тем больше он может набрать влаги, и как следствие, у него более низкая морозостойкость. Пар, выходя из дома через стену, в «точке росы»  превращается в воду. Производители строительных материалов, таких как газоблок и пенобетон, хитрят, когда рассчитывают теплопроводность материала, они всегда считают, что материал идеально сухой. Теплопроводность отсыревшего газоблока увеличивается в 5 раз, то есть в доме будет, мягко говоря, очень холодно. Но самое страшное, что при падении ночью температуры, точка росы смещается внутрь стены, а конденсат, находящийся в стене замерзает. Вода при замерзании расширяется и частично разрушает структуру материала. Несколько сотен таких циклов приводят к полному разрушению материала. Поэтому паропроницаемость строительных материалов вещь не только бесполезная, но и вредная.

          В многослойной конструкции на паропроницаемость влияет последовательность слоев и расположение утеплителя. На рис 1 видно, что вероятность распределения температуры, давления насыщенного пара Рн и давления не насыщенного пара Рр предпочтительнее, если утеплитель находиться с фасадной стороны ограждающей конструкции. При расположении утеплителя внутри здания между ним и несущей конструкциеей образуется конденсат, который ухудшает микроклимат помещения и постепенно разрушает несущую сину.

         Теплопроводность — один из видов переноса теплоты (энергии теплового движения микрочастиц) от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию температуры. Если материал стен обладает высокой теплопроводностью, то жить в таком доме будет крайне не комфортно. Стены будут быстро проводить тепло или холод с улицы в помещение.

          Теплоемкость – количество теплоты, которое нужно подвести к объему вещества, для изменения его температуры.

    Теплоусвоение. Теплофизические свойства ограждающей конструкции выравнивать колебания температуры в помещении, за счет поглощения ее материалом стен. Это свойство особенно полезно в условиях теплого кубанского климата. Днем материал стен поглощает тепло и отдает прохладу, ночью поглощает прохладу, отдает тепло. Усвоение тепла материалом ограждающей конструкции определяется коэффициентом теплоусвоения и зависит от величины теплопроводности, теплоемкости и объемной массы стены. Чем выше эти параметры, тем сильнее материал будет сглаживать температуру. Из таблицы 1 видно, что наибольшим теплоусвоением обладают металлы, из каменных конструкций бетон и железобетон.

       Теплоустойчивость. Свойство ограждающей конструкции сохранять при колебаниях потока тепла относительное постоянство температуры на поверхности, обращенной в помещение, называется теплоустойчивостью. От постоянства температуры на внутренней поверхности ограждающих конструкций зависит обеспечение условий комфорта для пребывающих в помещении людей.

         Теплоустойчивость ограждающей конструкции обеспечивается преимущественно теплоемкостью слоя резких колебаний. В часы действия отопления тепло накапливается в этом слое, а при перерывах в работе отопительной системы поступает в помещение, согревая внутренний воздух и обеспечивая относительное постоянство его температуры.
Такая теплоемкость может быть названа активной. Если указанный слой будет выполнен из материала с большим теплоусвоением, то в значительной мере будет обеспечена теплоустойчивость всей ограждающей конструкции.

Величина коэффициента теплопроводности здесь дается в системе единиц СГСЭ. Если выражать тепловой поток в калориях, то коэффициент теплопроводности следует приводить в калориях на градус на 1 CMZ. Новый численный коэффициент будет равен 3 — 10 — 14 кал / град. Из формулы (5.25) следует, что теплопроводность полностью ионизированной плазмы очень быстро растет с температурой. Уже при Г-105 коэффициент теплопроводности водородной плазмы превышает коэффициент теплопроводности серебра при комнатной температуре. [1]

Величина коэффициента теплопроводности определяется как среднее значение для всех 4 плит, так как все они в одинаковой степени участвуют в процессе нагрева. Данные опыта, полученные на основе одновременного испытания 4 образцов, дают более полную и надежную характеристику материала.

Величина коэффициента теплопроводности зависит от объемного веса, влажности и температуры материала. При увеличении объемного веса материала, его влажности и температуры значение коэффициента теплопроводности возрастает. Значения коэффициента теплопроводности строительных материалов приводятся в Строительных нормах и правилах ( см. СНиП П — А.

Величина коэффициента теплопроводности зависит от природы вещества, его структуры, температуры и других факторов. Наибольшим коэффициентом теплопроводности обладают металлы, наименьшим — газы.

Величина коэффициента теплопроводности для одного и того же материала не является величиной постоянной, она может изменяться в зависимости от его объемного веса, влажности, температуры и направления теплового потока.

Величина коэффициента теплопроводности А, зависит от природы тел и от их температуры.
К выводу уравнения теплопроводности для однослойной плоской стенки.     К выводу уравнения теплопроводности для однослойной плоской стенки.

Величина коэффициента теплопроводности Я зависит от природы вещества, его структуры, температуры и ряда других факторов. В зависимости от значений коэффициентов теплопроводности применяемые при конструировании химических аппаратов материалы могут быть условно подразделены на хорошие проводники тепла — металлы и плохие — теплоизоляционные материалы и газы.

Величина коэффициента теплопроводности представляет собой количество тепла, которое проходит в единицу времени через один квадратный метр изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице.

Величина коэффициента теплопроводности зависит от объемного веса, влажности и температуры материала. При увеличении объемного веса материала, его влажности и температуры коэффициент теплопроводности увеличивается.

Влажность строительного материала и ее определение

Влажность способствует повышению теплопроводности: более сырой материал имеет больший коэффициент теплопроводности и обладает худшими теплозащитными характеристиками по сравнению с сухим. Это вызвано тем, что при увлажнении материала его поры заполняются водой, имеющей высокий коэффициент теплопроводности (приблизительно в 20 раз больший, чем воздух).

Чем больше влаги впитывает материал, тем выше становится его теплопроводность. Например, при повышении влажности кирпичной стены толщиной 0,5 м из обыкновенного глиняного кирпича с нормальной, равной 2 %, до 8 %, ее теплозащита ухудшается более чем на 30 %. И если при температуре внутреннего воздуха +20 СС и наружного  20 °С на поверхности сухой стены температура составляет 14,4 °С, то на сырой стене на 2,7 °С ниже и равняется 11,7°С (рис. 2.5).

Поэтому для теплозащиты домов очень важно, чтобы строительный материал, и в первую очередь утеплитель, был обязательно сухим, а конструкции наружных ограждений были сделаны с таким расчетом, чтобы в них не образовывался конденсат и не скапливалась влага, приводящая к ухудшению теплоизоляционной способности стен, окон, чердачных перекрытий, полов первого этажа.
              На теплопотери через ограждения наибольшее влияние оказывает их способность передавать теплоту, которая зависит от коэффициента теплопроводности и толщины материала. Чем меньше коэффициент теплопроводности и толще стена, тем больше ее термическое сопротивление (передаче теплоты) и лучше ее теплозащитные свойства.

Кроме того, количество теряемой теплоты зависит от сопротивления теплообмену конвекцией и излучением у поверхности внутренней и наружной стен. Чем интенсивнее происходит теплообмен, тем больше теплоты теряется из помещения и передается внутренней поверхности конструкции или отдается поверхностью стены наружу, тем меньше сопротивление теплообмену и хуже теплозащита.

Таким образом, теплозащитная способность стены, ее сопротивление теплопередаче, зависят от интенсивности передачи теплоты на трех участках (у внутренней поверхности, в толще ограждения, у наружной поверхности), каждый из которых имеет свое сопротивление. Общее сопротивление теплопередаче представляет собой их сумму (рис. 2.6).

Теплопроводность железобетона

Теплопроводность железобетона — коэффициент теплопроводностиЖелезобетон является композиционным материалом, который состоит из стали и бетона. Теплопроводность железобетона составляет 1,7 Вт/(м °С), при плотности бетона 2500кг/м3. Известно, что теплопроводность тяжелых бетонов в несколько раз больше, чем у легких.

Характеристики материала.

Тепловой поток, передающийся через всю толщину бетона, возникает из-за разности температур на поверхности материала. Следует учитывать, что бетон проводит тепло хуже чем сталь. Благодаря своей невысокой теплопроводности, любой железобетон обладает очень высокой стойкостью к огню. Железобетон выдерживает очень высокие температуры в течение длительного времени, не трескаясь и не разрушаясь.

Следует отметить и теплоемкость данного материала, которая составляет около 0,00001 °С, следовательно при увеличении температуры, бетон будет расширяться. Сем выше температура, тем сильнее расширяется бетон. Чтобы не было растрескиваний при строительстве из железобетона объектов большой протяженности, их разделяют температурно-усадочными швами.

Теплопроводность любого материала, в том числе и железобетона, зависит от проводимости тепла его составляющих. Следовательно, эта характеристика в основном определяется видом используемого заполнителя бетона и металлических вставок.
От чего зависит и на что влияет.

Между теплопроводностью и плотностью железобетона существует общая зависимость. Аморфные материалы меньше проводят тепло, чем кристаллические. Например, силикатное стекло с плотностью 2500кг/м3 имеет теплопроводность около 0,8 Вт/(м °С), а железобетон 1,7 Вт/(м °С).

Чем выше плотность бетона, тем больше тепла он проводит, но при этом у этого правила есть и отклонения, зависящие от состава материала. Все данные, влияющие на этот показатель, можно рассчитать по специальным формулам. По формулам вычисляется коэффициент, зависящий от плотности материала.

Также, он зависит от влажности. Этот показатель для воды составляет 0,58 Вт/(м °С), поэтому если поры железобетона заполнит вода, то увеличится и проводимость тепла. Увлажненный железобетон несет большие теплопотери и зимой может промерзать и растрескиваться.

Итак, из всего вышесказанного, можно сделать вывод, что от этой характеристики зависят теплопотери, промерзание, растрескивание и разрушение материала, но при этом при теплопроводности в 1,7 Вт/(м °С) он не боится огня и имеет хорошие свойства.

Статистика Видео:  0

Теплопроводность опилок по таблице. Теплопроводность основных строительных материалов. Сравнительная характеристика теплопроводности строительных материалов

Прочный и теплый дом – это основное требование, которое предъявляется проектировщикам и строителям. Поэтому еще на стадии проектирования зданий в конструкцию закладываются две разновидности стройматериалов: конструкционные и теплоизоляционные. Первые обладают повышенной прочностью, но большой теплопроводностью, и именно их чаще всего и используют для возведения стен, перекрытий, оснований и фундаментов. Вторые – это материалы с низкой теплопроводностью. Их основное назначение – закрыть собой конструкционные материалы, чтобы понизить их показатель тепловой проводимости. Поэтому для облегчения расчетов и выбора используется таблица теплопроводности строительных материалов.

Читайте в статье:

Что такое теплопроводность

Законы физики определяют один постулат, который гласит, что тепловая энергия стремится от среды с высокой температурой к среде с низкой температурой. При этом, проходя через строительный материал, тепловая энергия затрачивает какое-то время. Переход не состоится лишь в том случае, если температура на разных сторонах от стройматериала одинаковая.

То есть, получается так, что процесс перехода тепловой энергии, к примеру, через стену, это время проникновения тепла. И чем больше времени на это затрачивается, тем ниже теплопроводность стены. Вот такое соотношение. К примеру, теплопроводность различных материалов:

• бетон –1,51 Вт/м×К;
• кирпич – 0,56;
• древесина – 0,09-0,1;
• песок – 0,35;
• керамзит – 0,1;
• сталь – 58.

Чтобы было понятно, о чем идет речь, надо обозначить, что бетонная конструкции не будет ни под каким предлогом пропускать через себя тепловую энергию, если ее толщина будет в пределах 6 м. Понятно, что это просто невозможно в домостроении. А значит, придется для снижения теплопроводности использовать другие материалы, у которых показатель ниже. И ими облицовывать бетонное сооружение.

Что такое коэффициент теплопроводности

Коэффициент теплоотдачи или теплопроводности материалов, который также обозначен в таблицах, это характеристика тепловой проводимости. Он обозначает количество тепловой энергии, проходящий через толщу стройматериала за определенный промежуток времени.

В принципе, коэффициент обозначает именно количественный показатель. И чем он меньше, тем теплопроводность материала лучше. Из сравнения выше видно, что стальные профили и конструкции обладают самым высоким коэффициентом. А значит, они практически не держат тепло. Из строительных материалов,сдерживающих тепло, которые используются для сооружения несущих конструкций, это древесина.

Но надо обозначить и другой момент. К примеру, все та же сталь. Этот прочный материал используют для отведения тепла, где есть необходимость сделать быстрый перенос. К примеру, радиаторы отопления. То есть, высокий показатель теплопроводности – это не всегда плохо.

Что влияет на теплопроводность строительных материалов

Есть несколько параметров, которые сильно влияют на тепловую проводимость.

1. Структура самого материала.
2. Его плотность и влажность.

Что касается структуры, то здесь огромное разнообразие: однородная плотная, волокнистая, пористая, конгломератная (бетон), рыхлозернистая и прочее. Так вот надо обозначить, что чем неоднороднее структура у материала, тем ниже у него теплопроводность. Все дело в том, что проходить сквозь вещество, в котором большой объем занимают поры разного размера, тем сложнее энергии через нее перемещаться. А ведь в данном случае тепловая энергия – это излучение. То есть, оно не проходит равномерно, а начинает изменять направления, теряя силу внутри материала.

Теперь о плотности. Этот параметр обозначает, на каком расстоянии между собой располагаются частички материала внутри его самого. Исходя из предыдущей позиции, можно сделать вывод: чем меньше это расстояние, а значит, больше плотность, тем тепловая проводимость выше. И наоборот. Тот же пористый материал имеет плотность меньше, чем однородный.

Влажность – это вода, которая имеет плотную структуру. И ее теплопроводность равна 0,6 Вт/м*К. Достаточно высокий показатель, сравнимый с коэффициентом теплопроводности кирпича. Поэтому когда она начинает проникать в структуру материала и заполнять собой поры, это увеличение тепловой проводимости.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов: как применяется на практике и таблица

Практические значение коэффициента – это правильно проведенный расчет толщины несущих конструкций с учетом используемых утеплителей. Необходимо отметить, что возводимое здание – это несколько ограждающих конструкций, через которые происходит утечка тепла. И у каждой их них свой процент теплопотерь.

• через стены уходит до 30% тепловой энергии общего расхода.
• Через полы – 10%.
• Через окна и двери – 20%.
• Через крышу – 30%.

То есть, получается так, что если неправильно рассчитать теплопроводность всех ограждений, то проживающим в таком доме людям придется довольствоваться лишь 10% тепловой энергии, которое выделяет отопительная система. 90% – это, как говорят, выброшенные на ветер деньги.

Мнение эксперта

Инженер-проектировщик ОВиК (отопление, вентиляция и кондиционирование) ООО «АСП Северо-Запад»

Спросить у специалиста

“Идеальный дом должен быть построен из теплоизоляционных материалов, в котором все 100% тепла будут оставаться внутри. Но по таблице теплопроводности материалов и утеплителей вы не найдете тот идеальный стройматериал, из которого можно было бы возвести такое сооружение. Потому что пористая структура – это низкие несущие способности конструкции. Исключением может быть древесина, но и она не идеал.”

Поэтому при строительстве домов стараются использовать разные строительные материалы, дополняющие друг друга по теплопроводности. При этом очень важно соотносить толщину каждого элемента в общей строительной конструкции. В этом плане идеальным домом можно считать каркасный. У него деревянная основа, уже можно говорить о теплом доме, и утеплители, которые закладываются между элементами каркасной постройки. Конечно, с учетом средней температуры региона придется точно рассчитать толщину стен и других ограждающих элементов. Но, как показывает практика, вносимые изменения не столь значительны, чтобы можно было бы говорить о больших капитальных вложениях.

Рассмотрим несколько часто используемых строительных материалов и проведем сравнение их теплопроводность по толщине.

Теплопроводность кирпича: таблица по разновидностям

Фото	Вид кирпича	Теплопроводность, Вт/м*К
	Керамический полнотелый	0,5-0,8
	Керамический щелевой	0,34-0,43
	Поризованный	0,22
	Силикатный полнотелый	0,7-0,8
	Силикатный щелевой	0,4
	Клинкерный	0,8-0,9

Теплопроводность дерева: таблица по породам

Коэффициент теплопроводности пробкового дерева самый низкий из всех пород древесины. Именно пробка часто используется в качестве теплоизоляционного материала при проведении утеплительных мероприятий.

Теплопроводность металлов: таблица

Данный показатель у металлов изменяется с изменением температуры, в которой они применяются. И здесь соотношение такое – чем выше температура, тем ниже коэффициент. В таблице покажем металлы, которые используются в строительной сфере.

Теперь, что касается соотношения с температурой.

• У алюминия при температуре -100°С теплопроводность составляет 245 Вт/м*К. А при температуре 0°С – 238. При +100°С – 230, при +700°С – 0,9.
• У меди: при -100°С –405, при 0°С – 385, при +100°С – 380, а при +700°С – 350.

Таблица теплопроводности других материалов

В основном нас будет интересовать таблица теплопроводности изоляционных материалов. Необходимо отметить, что если у металлов данный параметр зависит от температуры, то у утеплителей от их плотности. Поэтому в таблице будут расставлены показатели с учетом плотности материалом.

Теплоизоляционный материал	Плотность, кг/м³	Теплопроводность, Вт/м*К
Минеральная вата (базальтовая)	50	0,048
	100	0,056
	200	0,07
Стекловата	155	0,041
	200	0,044
Пенополистирол	40	0,038
	100	0,041
	150	0,05
Пенополистирол экструдированный	33	0,031
Пенополиуретан	32	0,023
	40	0,029
	60	0,035
	80	0,041

И таблица теплоизоляционных свойств строительных материалов. Основные из них уже рассмотрены, обозначим те, которые в таблицы не вошли, и которые относятся к категории часто используемых.

Строительный материал	Плотность, кг/м³	Теплопроводность, Вт/м*К
Бетон	2400	1,51
Железобетон	2500	1,69
Керамзитобетон	500	0,14
Керамзитобетон	1800	0,66
Пенобетон	300	0,08
Пеностекло	400	0,11

Коэффициент теплопроводности воздушной прослойки

Всем известно, что воздух, если его оставить внутри строительного материала или между слоями стройматериалов, это великолепный утеплитель. Почему так происходит, ведь сам воздух, как таковой, не может сдерживать тепло. Для этого надо рассмотреть саму воздушную прослойку, огражденную двумя слоями стройматериалов. Один из них соприкасается с зоной положительных температур, другой с зоной отрицательный.

Тепловая энергия движется от плюса к минусу, и встречает на своем пути слой воздуха. Что происходит внутри:

1. Конвекция теплого воздуха внутри прослойки.
2. Тепловое излучение от материала с плюсовой температурой.

Поэтому сам тепловой поток – это сумма двух факторов с добавлением теплопроводности первого материала. Необходимо сразу отметить, что излучение занимает большую часть теплового потока. Сегодня все расчеты теплосопротивления стен и других несущих ограждающих конструкций проводят на онлайн-калькуляторах. Что касается воздушной прослойки, то такие расчеты провести сложно, поэтому берутся значения, которые в 50-х годах прошлого столетия были получены лабораторными исследованиями.

В них четко оговаривается, что если разница температур стен, ограниченных воздухом, составляет 5°С, то излучение возрастает с 60% до 80%, если увеличить толщину прослойки с 10 до 200 мм. То есть, общий объем теплового потока остается тот же, излучение вырастает, а значит, теплопроводность стены падает. И разница значительная: с 38% до 2%. Правда, возрастает конвекция с 2% до 28%. Но так как пространство замкнутое, то движение воздуха внутри него никак не действует на внешние факторы.

Расчет толщины стены по теплопроводности вручную по формулам или калькулятором

Рассчитать толщину стены не так просто. Для этого нужно сложить все коэффициенты теплопроводности материалов, которые были использованы для сооружения стены. К примеру, кирпич, штукатурный раствор снаружи, плюс наружная облицовка, если такая будет использоваться. Внутренние выравнивающие материалы, это может быть все та же штукатурка или гипсокартонные листы, другие плитные или панельные покрытия. Если есть воздушная прослойка, то учитывают и ее.

Есть так называемая удельная теплопроводность по регионам, которую берут за основу. Так вот расчетная величина не должна быть больше удельной. В таблице ниже по городам дана удельная тепловая проводимость.

То есть, чем южнее, тем общая теплопроводность материалов должна быть меньше. Соответственно, можно уменьшать и толщину стены. Что касается онлайн-калькулятора, то предлагаем ниже посмотреть видео, на котором разбирается, как правильно пользоваться таким расчетным сервисом.

Если у вас возникли вопросы, на которые, как вам показалось, вы не нашли ответы в этой статье, пишите их в комментариях. Наша редакция постарается на них ответить.

Из чего построить дом? Его стены должны обеспечить здоровый микроклимат без лишней влаги, плесени, холода. Это зависит от их физических свойств: плотности, водостойкости, пористости. Самым главным является теплопроводность строительных материалов, означающая их свойство пропускать сквозь себя тепловую энергию при разнице температур. Для того, чтобы количественно оценить этот параметр, используют коэффициент теплопроводности.

Для того, чтобы кирпичный дом был таким же теплым, как и деревянный сруб (из сосны), толщина его стен должна втрое превышать толщину стен сруба.

Что такое коэффициент теплопроводности

Эта физическая величина равна количеству теплоты (измеряемой в килокалориях), проходящей через материал толщиной 1 м за 1 час. При этом разница температур на противоположных сторонах его поверхности должна быть равной 1 °С. Исчисляется теплопроводность в Вт/м град (Ватт, деленный на произведение метра и градуса).

Использование данной характеристики продиктовано необходимостью грамотного подбора типа фасада для создания максимальной теплоизоляции. Это необходимое условие для комфорта живущих или работающих в здании людей. Также теплопроводность строительных материалов учитывается при выборе дополнительного утепления дома. В данном случае ее расчет особенно важен, так как ошибки приводят к неправильному смещению точки росы и, как следствие — стены мокнут, в доме сыро и холодно.

Сравнительная характеристика теплопроводности строительных материалов

Коэффициент теплопроводности материалов различный. К примеру, у сосны этот показатель равен 0,17 Вт/м град, у пенобетона – 0,18 Вт/м град: то есть, по способности сохранять тепло они примерно идентичны. Коэффициент теплопроводности кирпича – 0,55 Вт/м град, а обыкновенного (полнотелого) – 0,8 Вт/м град. Из всего этого следует, что для того, чтобы кирпичный дом был таким же теплым, как и деревянный сруб (из сосны), толщина его стен должна втрое превышать толщину стен сруба.

Практическое использование материалов с низкой теплопроводностью

Современные технологии производства теплоизолирующих материалов предоставляют широкие возможности для строительной индустрии. Сегодня совершенно не обязательно строить дома с большой толщиной стен: можно удачно комбинировать различные материалы для возведения энергоэффективных построек. Не очень высокую теплопроводность кирпича можно компенсировать использованием дополнительного внутреннего или наружного утеплителя, например, пенополистирола, коэффициент теплопроводности которого – всего 0,03 Вт/м град.

Взамен дорогих домов из кирпича и не эффективных с точки зрения энергосбережения монолитных и каркасно-панельных домов из тяжелого и плотного бетона сегодня строят здания из ячеистого бетона. Его параметры такие же, как у древесины: в доме из данного материала стены не промерзают даже в самые холодные зимы.

Потери тепла дома в процентном соотношении.

Такая технология позволяет возводить более дешевые здания. Это связано с тем, что низкий коэффициент теплопроводности строительных материалов упростил возведение минимальными затратами по финансированию. Уменьшается также и время, затрачиваемое на строительные работы. Для более легких сооружений не требуется устраивать тяжелый глубоко заглубленный фундамент: в ряде случаев достаточно легкого ленточного или столбчатого.

Особенно привлекательным данный принцип строительства стал для возведения легких каркасных домов. Сегодня с использованием материалов низкой теплопроводности возводится все больше коттеджей, супермаркетов, складских помещений и производственных зданий. Такие строения могут эксплуатироваться в любой климатической зоне.

Принцип каркасно-щитовой технологии строительства заключается в том, что между тонкими листами фанеры или плит OSB помещается теплоизолятор. Это может быть минеральная вата либо пенополистирол. Толщина материала выбирается с учетом его теплопроводности. Тонкие стены вполне справляются с задачей тепловой изоляции. Таким же образом устраивается кровля. Данная технология позволяет в короткие сроки возводить здание с минимальными финансовыми затратами.

Сравнение параметров популярных материалов для изоляции и возведения домов

Пенополистирол и минеральная вата заняли лидирующие позиции при утеплении фасадов. Мнения специалистов разделились: одни утверждают, что вата накапливает конденсат и пригодна к эксплуатации лишь при одновременном использовании с паронепроницаемой мембраной. Но тогда стены теряют дышащие свойства, и качественное применение оказывается под вопросом. Другие уверяют, что создание вентилируемых фасадов решает данную проблему. При этом пенополистирол имеет низкую проводимость тепла и хорошо дышит. У него она пропорционально зависит от плотности листов: 40/100/150 кг/м3 = 0,03/0,04/0,05 Вт/м*ºC.

Еще одна важная характеристика, которую обязательно учитывают при строительстве — паропроницаемость. Она означает возможность стен пропускать изнутри влажность. При этом не происходят потери комнатной температуры и нет необходимости проветривать помещение. Низкая теплопроводность и высокая паропроницаемость стен обеспечивают идеальный для проживания человека микроклимат в доме.

Исходя из этих условий, можно определить самые эффективные дома для проживания человека. Наиболее низкой проводимостью тепла обладает пенобетон (0,08 Вт
м*ºC) при плотности 300 кг/м3. Этот строительный материал имеет также одну из самых высоких степеней паропроницаемости (0,26 Мг/м*ч*Па). Второе место по праву занимает древесина, в частности — сосна, ель, дуб. Их теплопроводность достаточно низкая (0,09 Вт/м*ºC) при условии обработки дерева поперек волокон. А паропроницаемость этих сортов наиболее высокая (0,32 Мг/м*ч*Па). Для сравнения: использование сосны, обработанной вдоль волокон, повышает выпуск тепла до 0,17-0,23 Вт/м*ºC.

Таким образом, для возведения стен подходят лучше всего пенобетон и древесина, так как они обладают лучшими параметрами по обеспечению экологической чистоты и хорошего микроклимата внутри помещений. Для изоляции фасада подходят пенополиуретан, пенополистирол, минеральная вата. Отдельно следует сказать о пакле. Ее закладывают для исключения мостиков холода во время кладки сруба. Она увеличивает и без того отличные свойства деревянного фасада: коэффициент проводимости тепла у пакли самый низкий (0,05 Вт/м*ºC), а паропроницаемость самая высокая (0,49 Мг/м*ч*Па).

Строительство каждого объекта лучше начинать с планировки проекта и тщательного расчета теплотехнических параметров. Точные данные позволит получить таблица теплопроводности строительных материалов. Правильное возведение зданий способствует оптимальным климатическим параметрам в помещении. А таблица поможет правильно подобрать сырье, которое будут использоваться для строительства.

Теплопроводность материалов влияет на толщину стен

Теплопроводность является показателем передачи тепловой энергии от нагреваемых предметов в помещении к предметам с более низкой температурой. Процесс теплообмена производится, пока температурные показатели не уравняются. Для обозначения тепловой энергии используется специальный коэффициент теплопроводности строительных материалов. Таблица поможет увидеть все требуемые значения. Параметр обозначает, сколько тепловой энергии пропускается через единицу площади в единицу времени. Чем больше данное обозначение, тем качественнее будет теплообмен. При возведении зданий необходимо применять материал с минимальным значением тепловой проводимости.

Коэффициент теплопроводности это такая величина, которая равна количеству теплоты, проходящей через метр толщины материала за час. Использование подобной характеристики обязательно для создания лучшей теплоизоляции. Теплопроводность следует учесть при подборе дополнительных утепляющих конструкций.

Что оказывает влияние на показатель теплопроводности?

Теплопроводность определяется такими факторами:

• пористость определяет неоднородность структуры. При пропуске тепла через такие материалы процесс охлаждения незначительный;
• повышенное значение плотности влияет на тесные соприкосновения частиц, что способствует более быстрому теплообмену;
• повышенная влажность увеличивает данный показатель.

Использование значений коэффициента теплопроводности на практике

Материалы представлены конструкционными и теплоизоляционными разновидностями. Первый вид обладает большими показателями теплопроводности. Они применяются для строительства перекрытий, ограждений и стен.

При помощи таблицы определяются возможности их теплообмена. Чтобы данный показатель был достаточно низким для нормального микроклимата в помещении стены из некоторых материалов должны быть особенно толстыми. Чтобы этого избежать, рекомендуется использовать дополнительные теплоизолирующие компоненты.

Показатели теплопроводности для готовых построек. Виды утеплений

При создании проекта нужно учитывать все способы утечки тепла. Оно может выходить через стены и крышу, а также через полы и двери. Если вы неправильно проведете расчеты проектирования, то придется довольствоваться только тепловой энергией, полученной от отопительных приборов. Здания, построенные из стандартного сырья: камня, кирпича либо бетона нужно дополнительно утеплять.

Дополнительная теплоизоляция проводится в каркасных зданиях. При этом деревянный каркас придает жесткости конструкции, а утепляющий материал прокладывается в пространство между стойками. В зданиях из кирпича и шлакоблоков утепление производится снаружи конструкции.

Выбирая утеплители необходимо обращать внимание на такие факторы, как уровень влажности, влияние повышенных температур и типа сооружения. Учитывайте определенные параметры утепляющих конструкций:

• показатель теплопроводности оказывает влияние на качество теплоизолирующего процесса;
• влагопоглощение имеет большое значение при утеплении наружных элементов;
• толщина влияет на надежность утепления. Тонкий утеплитель помогает сохранить полезную площадь помещения;
• важна горючесть. Качественное сырье имеет способность к самозатуханию;
• термоустойчивость отображает способность выдерживать температурные перепады;
• экологичность и безопасность;
• звукоизоляция защищает от шума.

В качестве утеплителей применяются следующие виды:

• пенопласт – это легкий материал с хорошими утеплительными свойствами. Он легко устанавливается и обладает влагоустойчивостью. Рекомендуется для применения в нежилых строениях;
• базальтовая вата в отличие от минеральной отличается лучшими показателями стойкости к влаге;
• пеноплэкс устойчив к влажности, повышенным температурам и огню. Имеет прекрасные показатели теплопроводности, прост в монтаже и долговечен;

• пенополиуретан известен такими качествами, как негорючесть, хорошие водоотталкивающие свойства и высокая пожаростойкость;
• экструдированный пенополистирол при производстве проходит дополнительную обработку. Обладает равномерной структурой;

• пенофол представляет из себя многослойный утепляющий пласт. В составе присутствует вспененный полиэтилен. Поверхность пластины покрывается фольгой для обеспечения отражения.

Для теплоизоляции могут применяться сыпучие типы сырья. Это бумажные гранулы или перлит. Они имеют стойкость к влаге и к огню. А из органических разновидностей можно рассмотреть волокно из древесины, лен или пробковое покрытие. При выборе, особое внимание уделяйте таким показателям как экологичность и пожаробезопасность.

Обратите внимание! При конструировании теплоизоляции, важно продумать монтаж гидроизолирующей прослойки. Это позволит избежать высокой влажности и повысит сопротивляемость теплообмену.

Таблица теплопроводности строительных материалов: особенности показателей

Таблица теплопроводности строительных материалов содержит показатели различных видов сырья, которое применяется в строительстве. Используя данную информацию, вы можете легко посчитать толщину стен и количество утеплителя.

Как использовать таблицу теплопроводности материалов и утеплителей?

В таблице сопротивления теплопередаче материалов представлены наиболее популярные материалы. Выбирая определенный вариант теплоизоляции важно учитывать не только физические свойства, но и такие характеристики как долговечность, цена и легкость установки.

Знаете ли вы, что проще всего выполнять монтаж пенооизола и пенополиуретана. Они распределяются по поверхности в виде пены. Подобные материалы легко заполняют полости конструкций. При сравнении твердых и пенных вариантов, нужно выделить, что пена не образует стыков.

Значения коэффициентов теплопередачи материалов в таблице

При произведении вычислений следует знать коэффициент сопротивления теплопередаче. Данное значение является отношением температур с обеих сторон к количеству теплового потока. Для того чтобы найти теплосопротивление определенных стен и используется таблица теплопроводности.

Все расчеты вы можете провести сами. Для этого толщина прослойки теплоизолятора делится на коэффициент теплопроводности. Данное значение часто указывается на упаковке, если это изоляция. Материалы для дома измеряются самостоятельно. Это касается толщины, а коэффициенты можно отыскать в специальных таблицах.

Коэффициент сопротивления помогает выбрать определенный тип теплоизоляции и толщину слоя материала. Сведения о паропроницаемости и плотности можно посмотреть в таблице.

При правильном использовании табличных данных вы сможете выбрать качественный материал для создания благоприятного микроклимата в помещении.

Теплопроводность строительных материалов (видео)

Возможно Вам также будет интересно:

Как сделать отопление в частном доме из полипропиленовых труб своими руками Гидрострелка: назначение, принцип работы, расчеты Схема отопления с принудительной циркуляцией двухэтажного дома – решение проблемы с теплом

Таблица теплопроводности строительных материалов необходима при проектировании защиты здания от теплопотерь согласно нормативам СНиП от 2003 года под номером 23-02. Этими мероприятиями обеспечивается снижение эксплуатационного бюджета, поддержание круглогодичного комфортного микроклимата внутри помещений. Для удобства пользователей все данные сведены в таблицы, даны параметры для нормальной эксплуатации, условий повышенной влажности, так как, некоторые материалы при увеличении этого параметра резко снижают свойства.

Теплопроводность является одним из способов потерь тепла жилыми помещениями. Эта характеристика выражается количеством тепла, способным проникнуть сквозь единицу площади материала (1 м 2) за секунду при стандартной толщине слоя (1 м). Физики объясняют выравнивание температур различных тел, объектов путем теплопроводности природным стремлением к термодинамическому равновесию всех материальных веществ.

Таким образом, каждый индивидуальный застройщик, отапливая помещение в зимний период, получает потери тепловой энергии, уходящей из жилища сквозь наружные стены, полы, окна, кровлю. Чтобы сократить расход энергоносителя для обогрева помещений, сохранив внутри них комфортный для эксплуатации микроклимат, необходимо рассчитать толщину всех ограждающих конструкций на этапе проектирования. Это позволит сократить бюджет строительства.

Таблица теплопроводности строительных материалов позволяет использовать точные коэффициенты для стеновых конструкционных материалов. Нормативы СНиП регламентируют сопротивление фасадов коттеджа передаче тепла холодному воздуху улицы в пределах 3,2 единиц. Перемножив эти значения, можно получить необходимую толщину стены, чтобы определиться с количеством материала.

Например, при выборе ячеистого бетона с коэффициентом 0,12 единиц достаточно кладки в один блок длиной 0,4 м. используя более дешевые блоки из этого же материала с коэффициентом 0,16 единиц, потребуется сделать стену толще – 0,52 м. Коэффициент теплопроводности сосны, ели составляет 0,18 единиц. Поэтому, для соблюдения условия сопротивления теплопередаче 3,2, потребуется 57 см брус, которого не существует в природе. При выборе кирпичной кладки с коэффициентом 0,81 единица толщина наружных стен грозит увеличением до 2,6 м, железобетонных конструкций – до 6,5 м.

На практике стены изготавливают многослойными, закладывая внутрь слой утеплителя или обшивая теплоизолятором наружную поверхность. У этих материалов коэффициент теплопроводности гораздо ниже, что позволяет уменьшить толщину многократно. Конструкционный материал обеспечивает прочность здания, теплоизолятор снижает теплопотери до приемлемого уровня. Современные облицовочные материалы, используемые на фасадах, внутренних стенах, так же обладают сопротивлением теплопотерям. Поэтому, в расчетах учитываются все слои будущих стен.

Вышеуказанные расчеты будут неточными если не учесть наличие в каждой стене коттеджа светопрозрачных конструкций. Таблица теплопроводности строительных материалов в нормативах СНиП обеспечивает легкий доступ к коэффициентам теплопроводности данных материалов.

Пример расчета толщины стены по теплопроводности

При выборе типового или индивидуального проекта застройщик получает комплект документации, необходимый для возведения стен. Силовые конструкции в обязательном порядке просчитаны на прочность с учетом ветровых, снеговых, эксплуатационных, конструкционных нагрузок. Толщина стен учитывает характеристики материала каждого слоя, поэтому, теплопотери гарантированно будут ниже допустимых норм СНиП. В этом случае заказчик может предъявить претензии организации, занимавшейся проектированием, при отсутствии необходимого эффекта в процессе эксплуатации жилища.

Однако, при строительстве дачи, садового домика многие владельцы предпочитают экономить на приобретении проектной документации. В этом случае расчеты толщины стен можно произвести самостоятельно. Специалисты не рекомендуют пользоваться сервисами на сайтах компаний, реализующих конструкционные материалы, утеплители. Многие из них завышают в калькуляторах значения коэффициентов теплопроводности стандартных материалов для представления собственной продукции в выгодном свете. Подобнее ошибки в расчетах чреваты для застройщика снижением комфортности внутренних помещений в холодный период.

Самостоятельный расчет не представляет сложностей, используется ограниченное количество формул, нормативных значений:

• теплосопротивление стены – 3,5 либо больше этого числа (согласно СНиП), является суммой теплосопротивлений всех слоев, из которых состоит несущая стена
• коэффициент теплопроводности строительных материалов – каждый производитель конструкционного материала, светопрозрачных конструкций, утеплителя указывает его в обязательном порядке, однако, лучше дополнительно свериться с таблицей в нормативах СНиП
• теплосопротивление отдельного слоя стены – вычисляется путем умножения толщины слоя (м) на коэффициент теплопроводности материала

Например, чтобы привести толщину кирпичной стены в соответствие с нормативным теплосопротивлением, потребуется умножить коэффициент для этого материала, взятый из таблицы на нормативное теплосопротивление:

0,76 х 3,5 = 2,66 м

Подобная крепость излишне затратна для любого застройщика, поэтому, следует снизить толщину кладки до приемлемых 38 см, добавив утеплитель:

• облицовка в полкирпича 12,5 см
• внутренняя стена в кирпич 25 см

Теплосопротивление кирпичной кладки в этом случае составит 0,38/0,76 = 0,5 единиц. Вычитая из нормативного параметра полученный результат, получаем необходимое теплосопротивление слоя утеплителя:

3,5 – 0,5 = 3 единицы

При выборе базальтовой ваты с коэффициентом 0,039 единиц, получаем слой толщиной:

3 х 0,039 = 11,7 см

Отдав предпочтение экструдированному пенополистиролу с коэффициентом 0,037 единиц, снижаем слой утеплителя до:

3 х 0,037 = 11,1 см

На практике, можно выбрать 12 см для гарантированного запаса либо обойтись 10 см, учитывая наружные, внутренние облицовки стен, так же обладающие теплосопротивлением. Необходимый запас можно добрать без использования конструкционных материалов либо утеплителей, изменив конструкцию кладки. Замкнутые пространства воздушных прослоек внутри некоторых типов облегченных кладок так же обладают теплосопротивлением.

Их теплопроводность можно узнать из нижеприведенной таблицы, находящейся в СНиП.

Последние годы при строительстве дома или его ремонте большое внимание уделяется энергоэффективности. При уже существующих ценах на топливо это очень актуально. Причем похоже что дальше экономия будет приобретать все большую важность. Чтобы правильно подобрать состав и толщин материалов в пироге ограждающих конструкций (стены, пол, потолок, кровля) необходимо знать теплопроводность строительных материалов. Эта характеристика указывается на упаковках с материалами, а необходима она еще на стадии проектирования. Ведь надо решить из какого материала строить стены, чем их утеплять, какой толщины должен быть каждый слой.

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

При выборе строительных материалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одна из ключевых позиций — теплопроводность. Она отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое может провести тот или иной материал за единицу времени. То есть, чем меньше этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше цифра, тем тепло отводится лучше.

Материалы с низкой теплопроводностью используются для утепления, с высокой — для переноса или отвода тепла. Например, радиаторы делают из алюминия, меди или стали, так как они хорошо передают тепло, то есть имеют высокий коэффициент теплопроводности. Для утепления используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности — они лучше сохраняют тепло. В случае если объект состоит из нескольких слоев материала, его теплопроводность определяется как сумма коэффициентов всех материалов. При расчетах, рассчитывается теплопроводность каждой из составляющих «пирога», найденные величины суммируются. В общем получаем теплоизоляцонную способность ограждающей конструкции (стен, пола, потолка).

Есть еще такое понятие как тепловое сопротивление. Оно отображает способность материала препятствовать прохождению по нему тепла. То есть, это обратная величина по отношению к теплопроводности. И, если вы видите материал с высоким тепловым сопротивлением, его можно использовать для теплоизоляции. Примером теплоизоляционных материалов может случить популярная минеральная или базальтовая вата, пенопласт и т.д. Материалы с низким тепловых сопротивлением нужны для отведения или переноса тепла. Например, алюминиевые или стальные радиаторы используют для отопления, так как они хорошо отдают тепло.

Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов

Чтобы в доме было проще сохранять тепло зимой и прохладу летом, теплопроводность стен, пола и кровли должна быть не менее определенной цифры, которая рассчитывается для каждого региона. Состав «пирога» стен, пола и потолка, толщина материалов берутся с таким учетом чтобы суммарная цифра была не меньше (а лучше — хоть немного больше) рекомендованной для вашего региона.

При выборе материалов надо учесть, что некоторые из них (не все) в условиях повышенной влажности проводят тепло гораздо лучше. Если при эксплуатации возможно возникновение такой ситуации на продолжительный срок, в расчетах используют теплопроводность для этого состояния. Коэффициенты теплопроводности основных материалов, которые используются для утепления, приведены в таблице.

Наименование материала	Коэффициент теплопроводности Вт/(м·°C)
	В сухом состоянии	При нормальной влажности	При повышенной влажности
Войлок шерстяной	0,036-0,041	0,038-0,044	0,044-0,050
Каменная минеральная вата 25-50 кг/м3	0,036	0,042	0,045
Каменная минеральная вата 40-60 кг/м3	0,035	0,041	0,044
Каменная минеральная вата 80-125 кг/м3	0,036	0,042	0,045
Каменная минеральная вата 140-175 кг/м3	0,037	0,043	0,0456
Каменная минеральная вата 180 кг/м3	0,038	0,045	0,048
Стекловата 15 кг/м3	0,046	0,049	0,055
Стекловата 17 кг/м3	0,044	0,047	0,053
Стекловата 20 кг/м3	0,04	0,043	0,048
Стекловата 30 кг/м3	0,04	0,042	0,046
Стекловата 35 кг/м3	0,039	0,041	0,046
Стекловата 45 кг/м3	0,039	0,041	0,045
Стекловата 60 кг/м3	0,038	0,040	0,045
Стекловата 75 кг/м3	0,04	0,042	0,047
Стекловата 85 кг/м3	0,044	0,046	0,050
Пенополистирол (пенопласт, ППС)	0,036-0,041	0,038-0,044	0,044-0,050
Экструдированный пенополистирол (ЭППС, XPS)	0,029	0,030	0,031
Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 600 кг/м3	0,14	0,22	0,26
Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 400 кг/м3	0,11	0,14	0,15
Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 600 кг/м3	0,15	0,28	0,34
Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 400 кг/м3	0,13	0,22	0,28
Пеностекло, крошка, 100 — 150 кг/м3	0,043-0,06
Пеностекло, крошка, 151 — 200 кг/м3	0,06-0,063
Пеностекло, крошка, 201 — 250 кг/м3	0,066-0,073
Пеностекло, крошка, 251 — 400 кг/м3	0,085-0,1
Пеноблок 100 — 120 кг/м3	0,043-0,045
Пеноблок 121- 170 кг/м3	0,05-0,062
Пеноблок 171 — 220 кг/м3	0,057-0,063
Пеноблок 221 — 270 кг/м3	0,073
Эковата	0,037-0,042
Пенополиуретан (ППУ) 40 кг/м3	0,029	0,031	0,05
Пенополиуретан (ППУ) 60 кг/м3	0,035	0,036	0,041
Пенополиуретан (ППУ) 80 кг/м3	0,041	0,042	0,04
Пенополиэтилен сшитый	0,031-0,038
Вакуум	0
Воздух +27°C. 1 атм	0,026
Ксенон	0,0057
Аргон	0,0177
Аэрогель (Aspen aerogels)	0,014-0,021
Шлаковата	0,05
Вермикулит	0,064-0,074
Вспененный каучук	0,033
Пробка листы 220 кг/м3	0,035
Пробка листы 260 кг/м3	0,05
Базальтовые маты, холсты	0,03-0,04
Пакля	0,05
Перлит, 200 кг/м3	0,05
Перлит вспученный, 100 кг/м3	0,06
Плиты льняные изоляционные, 250 кг/м3	0,054
Полистиролбетон, 150-500 кг/м3	0,052-0,145
Пробка гранулированная, 45 кг/м3	0,038
Пробка минеральная на битумной основе, 270-350 кг/м3	0,076-0,096
Пробковое покрытие для пола, 540 кг/м3	0,078
Пробка техническая, 50 кг/м3	0,037

Часть информации взята нормативов, которые прописывают характеристики определенных материалов (СНиП 23-02-2003, СП 50.13330.2012, СНиП II-3-79* (приложение 2)). Те материал, которые не прописаны в стандартах, найдены на сайтах производителей. Так как стандартов нет, у разных производителей они могут значительно отличаться, потому при покупке обращайте внимание на характеристики каждого покупаемого материала.

Таблица теплопроводности строительных материалов

Стены, перекрытия, пол, делать можно из разных материалов, но так повелось, что теплопроводность строительных материалов обычно сравнивают с кирпичной кладкой. Этот материал знаю все, с ним проще проводить ассоциации. Наиболее популярны диаграммы, на которых наглядно продемонстрирована разница между различными материалами. Одна такая картинка есть в предыдущем пункте, вторая — сравнение кирпичной стены и стены из бревен — приведена ниже. Именно потому для стен из кирпича и другого материала с высокой теплопроводностью выбирают теплоизоляционные материалы. Чтобы было проще подбирать, теплопроводность основных строительных материалов сведена в таблицу.

Название материала, плотность	Коэффициент теплопроводности
	в сухом состоянии	при нормальной влажности	при повышенной влажности
ЦПР (цементно-песчаный раствор)	0,58	0,76	0,93
Известково-песчаный раствор	0,47	0,7	0,81
Гипсовая штукатурка	0,25
Пенобетон, газобетон на цементе, 600 кг/м3	0,14	0,22	0,26
Пенобетон, газобетон на цементе, 800 кг/м3	0,21	0,33	0,37
Пенобетон, газобетон на цементе, 1000 кг/м3	0,29	0,38	0,43
Пенобетон, газобетон на извести, 600 кг/м3	0,15	0,28	0,34
Пенобетон, газобетон на извести, 800 кг/м3	0,23	0,39	0,45
Пенобетон, газобетон на извести, 1000 кг/м3	0,31	0,48	0,55
Оконное стекло	0,76
Арболит	0,07-0,17
Бетон с природным щебнем, 2400 кг/м3	1,51
Легкий бетон с природной пемзой, 500-1200 кг/м3	0,15-0,44
Бетон на гранулированных шлаках, 1200-1800 кг/м3	0,35-0,58
Бетон на котельном шлаке, 1400 кг/м3	0,56
Бетон на каменном щебне, 2200-2500 кг/м3	0,9-1,5
Бетон на топливном шлаке, 1000-1800 кг/м3	0,3-0,7
Керамическийй блок поризованный	0,2
Вермикулитобетон, 300-800 кг/м3	0,08-0,21
Керамзитобетон, 500 кг/м3	0,14
Керамзитобетон, 600 кг/м3	0,16
Керамзитобетон, 800 кг/м3	0,21
Керамзитобетон, 1000 кг/м3	0,27
Керамзитобетон, 1200 кг/м3	0,36
Керамзитобетон, 1400 кг/м3	0,47
Керамзитобетон, 1600 кг/м3	0,58
Керамзитобетон, 1800 кг/м3	0,66
ладка из керамического полнотелого кирпича на ЦПР	0,56	0,7	0,81
Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1000 кг/м3)	0,35	0,47	0,52
Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1300 кг/м3)	0,41	0,52	0,58
Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1400 кг/м3)	0,47	0,58	0,64
Кладка из полнотелого силикатного кирпича на ЦПР, 1000 кг/м3)	0,7	0,76	0,87
Кладка из пустотелого силикатного кирпича на ЦПР, 11 пустот	0,64	0,7	0,81
Кладка из пустотелого силикатного кирпича на ЦПР, 14 пустот	0,52	0,64	0,76
Известняк 1400 кг/м3	0,49	0,56	0,58
Известняк 1+600 кг/м3	0,58	0,73	0,81
Известняк 1800 кг/м3	0,7	0,93	1,05
Известняк 2000 кг/м3	0,93	1,16	1,28
Песок строительный, 1600 кг/м3	0,35
Гранит	3,49
Мрамор	2,91
Керамзит, гравий, 250 кг/м3	0,1	0,11	0,12
Керамзит, гравий, 300 кг/м3	0,108	0,12	0,13
Керамзит, гравий, 350 кг/м3	0,115-0,12	0,125	0,14
Керамзит, гравий, 400 кг/м3	0,12	0,13	0,145
Керамзит, гравий, 450 кг/м3	0,13	0,14	0,155
Керамзит, гравий, 500 кг/м3	0,14	0,15	0,165
Керамзит, гравий, 600 кг/м3	0,14	0,17	0,19
Керамзит, гравий, 800 кг/м3	0,18
Гипсовые плиты, 1100 кг/м3	0,35	0,50	0,56
Гипсовые плиты, 1350 кг/м3	0,23	0,35	0,41
Глина, 1600-2900 кг/м3	0,7-0,9
Глина огнеупорная, 1800 кг/м3	1,4
Керамзит, 200-800 кг/м3	0,1-0,18
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией, 800-1200 кг/м3	0,23-0,41
Керамзитобетон, 500-1800 кг/м3	0,16-0,66
Керамзитобетон на перлитовом песке, 800-1000 кг/м3	0,22-0,28
Кирпич клинкерный, 1800 — 2000 кг/м3	0,8-0,16
Кирпич облицовочный керамический, 1800 кг/м3	0,93
Бутовая кладка средней плотности, 2000 кг/м3	1,35
Листы гипсокартона, 800 кг/м3	0,15	0,19	0,21
Листы гипсокартона, 1050 кг/м3	0,15	0,34	0,36
Фанера клеенная	0,12	0,15	0,18
ДВП, ДСП, 200 кг/м3	0,06	0,07	0,08
ДВП, ДСП, 400 кг/м3	0,08	0,11	0,13
ДВП, ДСП, 600 кг/м3	0,11	0,13	0,16
ДВП, ДСП, 800 кг/м3	0,13	0,19	0,23
ДВП, ДСП, 1000 кг/м3	0,15	0,23	0,29
Линолеум ПВХ на теплоизолирующей основе, 1600 кг/м3	0,33
Линолеум ПВХ на теплоизолирующей основе, 1800 кг/м3	0,38
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1400 кг/м3	0,2	0,29	0,29
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1600 кг/м3	0,29	0,35	0,35
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1800 кг/м3	0,35
Листы асбоцементные плоские, 1600-1800 кг/м3	0,23-0,35
Ковровое покрытие, 630 кг/м3	0,2
Поликарбонат (листы), 1200 кг/м3	0,16
Полистиролбетон, 200-500 кг/м3	0,075-0,085
Ракушечник, 1000-1800 кг/м3	0,27-0,63
Стеклопластик, 1800 кг/м3	0,23
Черепица бетонная, 2100 кг/м3	1,1
Черепица керамическая, 1900 кг/м3	0,85
Черепица ПВХ, 2000 кг/м3	0,85
Известковая штукатурка, 1600 кг/м3	0,7
Штукатурка цементно-песчаная, 1800 кг/м3	1,2

Древесина — один из строительных материалов с относительно невысокой теплопроводностью. В таблице даны ориентировочные данные по разным породам. При покупке обязательно смотрите плотность и коэффициент теплопроводности. Далеко не у всех они такие, как прописаны в нормативных документах.

Наименование	Коэффициент теплопроводности
	В сухом состоянии	При нормальной влажности	При повышенной влажности
Сосна, ель поперек волокон	0,09	0,14	0,18
Сосна, ель вдоль волокон	0,18	0,29	0,35
Дуб вдоль волокон	0,23	0,35	0,41
Дуб поперек волокон	0,10	0,18	0,23
Пробковое дерево	0,035
Береза	0,15
Кедр	0,095
Каучук натуральный	0,18
Клен	0,19
Липа (15% влажности)	0,15
Лиственница	0,13
Опилки	0,07-0,093
Пакля	0,05
Паркет дубовый	0,42
Паркет штучный	0,23
Паркет щитовой	0,17
Пихта	0,1-0,26
Тополь	0,17

Металлы очень хорошо проводят тепло. Именно они часто являются мостиком холода в конструкции. И это тоже надо учитывать, исключать прямой контакт используя теплоизолирующие прослойки и прокладки, которые называются термическим разрывом. Теплопроводность металлов сведена в другую таблицу.

Название	Коэффициент теплопроводности		Название	Коэффициент теплопроводности
Бронза	22-105		Алюминий	202-236
Медь	282-390		Латунь	97-111
Серебро	429		Железо	92
Олово	67		Сталь	47
Золото	318

Как рассчитать толщину стен

Для того чтобы зимой в доме было тепло, а летом прохладно, необходимо чтобы ограждающие конструкции (стены, пол, потолок/кровля) должны иметь определенное тепловое сопротивление. Для каждого региона эта величина своя. Зависит она от средних температур и влажности в конкретной области.

Термическое сопротивление ограждающих
конструкций для регионов России

Для того чтобы счета за отопление не были слишком большими, подбирать строительные материалы и их толщину надо так, чтобы их суммарное тепловое сопротивление было не меньше указанного в таблице.

Расчет толщины стены, толщины утеплителя, отделочных слоев

Для современного строительства характерна ситуация, когда стена имеет несколько слоев. Кроме несущей конструкции есть утепление, отделочные материалы. Каждый из слоев имеет свою толщину. Как определить толщину утеплителя? Расчет несложен. Исходят из формулы:

R — термическое сопротивление;

p — толщина слоя в метрах;

k — коэффициент теплопроводности.

Предварительно надо определиться с материалами, которые вы будете использовать при строительстве. Причем, надо знать точно, какого вида будет материал стен, утепление, отделка и т.д. Ведь каждый из них вносит свою лепту в теплоизоляцию, и теплопроводность строительных материалов учитывается в расчете.

Сначала считается термическое сопротивление конструкционного материала (из которого будет строится стена, перекрытие и т.д.), затем «по остаточному» принципу подбирается толщина выбранного утеплителя. Можно еще принять в расчет теплоизоляционных характеристики отделочных материалов, но обычно они идут «плюсом» к основным. Так закладывается определенный запас «на всякий случай». Этот запас позволяет экономить на отоплении, что впоследствии положительно сказывается на бюджете.

Пример расчета толщины утеплителя

Разберем на примере. Собираемся строить стену из кирпича — в полтора кирпича, утеплять будем минеральной ватой. По таблице тепловое сопротивление стен для региона должно быть не меньше 3,5. Расчет для этой ситуации приведен ниже.

Если бюджет ограничен, минеральной ваты можно взять 10 см, а недостающее покроется отделочными материалами. Они ведь будут изнутри и снаружи. Но, если хотите, чтобы счета за отопление были минимальными, лучше отделку пускать «плюсом» к расчетной величине. Это ваш запас на время самых низких температур, так как нормы теплового сопротивления для ограждающих конструкций считаются по средней температуре за несколько лет, а зимы бывают аномально холодными. Потому теплопроводность строительных материалов, используемых для отделки просто не принимают во внимание.

Теплопроводность строительных материалов. Теплопроводность основных строительных материалов Коэффициент теплопередачи строительных материалов таблица

Строительство частного дома – очень непростой процесс от начала и до конца. Одним из основных вопросов данного процесса является выбор строительного сырья. Этот выбор должен быть очень грамотным и обдуманным, ведь от него зависит большая часть жизни в новом доме. Особняком в этом выборе стоит такое понятие, как теплопроводность материалов. От неё будет зависеть, насколько в доме будет тепло и комфортно.

Теплопроводность – это способность физических тел (и веществ, из которых они изготовлены) передавать тепловую энергию. Объясняя более простым языком, это перенос энергии от тёплого места к холодному. У некоторых веществ такой перенос будет происходить быстро (например, у большинства металлов), а у некоторых, наоборот – очень медленно (резина).

Если говорить ещё более понятно, то в некоторых случаях, материалы, имея толщину в несколько метров, будут проводить тепло гораздо лучше, чем другие материалы, с толщиной в несколько десятков сантиметров. Например, несколько сантиметров гипсокартона смогут заменить внушительную стену из кирпича.

Основываясь на этих знаниях, можно предположить, что наиболее правильным будет выбор материалов с низкими значениями этой величины , чтобы дом быстро не остывал. Для наглядности, обозначим процентное соотношение потерь тепла в разных участках дома:

От чего зависит теплопроводность?

Значения данной величины могут зависеть от нескольких факторов . Например, коэффициент теплопроводности, о котором мы поговорим отдельно, влажность строительного сырья, плотность и так далее.

• Материалы, имеющие высокие показатели плотности, имеют, в свою очередь, и высокую способность к теплоотдаче, за счёт плотного скопления молекул внутри вещества. Пористые материалы, наоборот, будут нагреваться и остывать медленнее.
• На теплопередачу оказывает влияние и влажность материалов. Если материалы промокнут, то их теплоотдача возрастёт.
• Также, сильно влияет на этот показатель структура материала. Например, дерево с поперечными и продольными волокнами будет иметь разные значения теплопроводности.
• Показатель изменяется и при изменениях таких параметров, как давление и температура. С ростом температуры он увеличивается, а с ростом давления, наоборот – уменьшается.

Коэффициент теплопроводности

Для количественной оценки такого параметра, используются специальные коэффициенты теплопроводности , строго задекларированные в СНИП. Например, коэффициент теплопроводности бетона равен 0,15-1,75 ВТ/(м*С) в зависимости от типа бетона. Где С – градусы Цельсия. На данный момент расчёт коэффициентов есть практически для всех существующих типов строительного сырья, применяющихся при строительстве. Коэффициенты теплопроводности строительных материалов очень важны в любых архитектурно-строительных работах.

Для удобного подбора материалов и их сравнения, используются специальные таблицы коэффициентов теплопроводности, разработанные по нормам СНИП(строительные нормы и правила). Теплопроводность строительных материалов , таблица на которых будет приведена ниже, очень важна при строительстве любых объектов.

• Древесные материалы. Для некоторых материалов параметры будут приведены как вдоль волокон(Индекс 1, так и поперёк – индекс 2)

• Различные типы бетона.

• Различные виды строительного и декоративного кирпича.

Расчёт толщины утеплителя

Из вышеприведённых таблиц мы видим, насколько могут отличаться коэффициенты проводимости тепла у разных материалов. Для расчёта теплосопротивления будущей стены, существует нехитрая формула , которая связывает толщину утеплителя и коэффициент его теплопроводности.

R = p / k , где R -показатель теплосопротивления, p -толщина слоя, k – коэффициент.

Из этой формулы несложно выделить и формулу расчёта толщины слоя утеплителя для требуемого теплосопротивления. P = R * k . Значение теплосопротивление разное для каждого региона. Для этих значений тоже существует специальная таблица, где их и можно посмотреть при расчёте толщины утеплителя.

Теперь приведём примеры некоторых наиболее популярных утеплителей и их технических характеристик.

Последние годы при строительстве дома или его ремонте большое внимание уделяется энергоэффективности. При уже существующих ценах на топливо это очень актуально. Причем похоже что дальше экономия будет приобретать все большую важность. Чтобы правильно подобрать состав и толщин материалов в пироге ограждающих конструкций (стены, пол, потолок, кровля) необходимо знать теплопроводность строительных материалов. Эта характеристика указывается на упаковках с материалами, а необходима она еще на стадии проектирования. Ведь надо решить из какого материала строить стены, чем их утеплять, какой толщины должен быть каждый слой.

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

При выборе строительных материалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одна из ключевых позиций — теплопроводность. Она отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое может провести тот или иной материал за единицу времени. То есть, чем меньше этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше цифра, тем тепло отводится лучше.

Материалы с низкой теплопроводностью используются для утепления, с высокой — для переноса или отвода тепла. Например, радиаторы делают из алюминия, меди или стали, так как они хорошо передают тепло, то есть имеют высокий коэффициент теплопроводности. Для утепления используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности — они лучше сохраняют тепло. В случае если объект состоит из нескольких слоев материала, его теплопроводность определяется как сумма коэффициентов всех материалов. При расчетах, рассчитывается теплопроводность каждой из составляющих «пирога», найденные величины суммируются. В общем получаем теплоизоляцонную способность ограждающей конструкции (стен, пола, потолка).

Есть еще такое понятие как тепловое сопротивление. Оно отображает способность материала препятствовать прохождению по нему тепла. То есть, это обратная величина по отношению к теплопроводности. И, если вы видите материал с высоким тепловым сопротивлением, его можно использовать для теплоизоляции. Примером теплоизоляционных материалов может случить популярная минеральная или базальтовая вата, пенопласт и т.д. Материалы с низким тепловых сопротивлением нужны для отведения или переноса тепла. Например, алюминиевые или стальные радиаторы используют для отопления, так как они хорошо отдают тепло.

Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов

Чтобы в доме было проще сохранять тепло зимой и прохладу летом, теплопроводность стен, пола и кровли должна быть не менее определенной цифры, которая рассчитывается для каждого региона. Состав «пирога» стен, пола и потолка, толщина материалов берутся с таким учетом чтобы суммарная цифра была не меньше (а лучше — хоть немного больше) рекомендованной для вашего региона.

При выборе материалов надо учесть, что некоторые из них (не все) в условиях повышенной влажности проводят тепло гораздо лучше. Если при эксплуатации возможно возникновение такой ситуации на продолжительный срок, в расчетах используют теплопроводность для этого состояния. Коэффициенты теплопроводности основных материалов, которые используются для утепления, приведены в таблице.

Наименование материала	Коэффициент теплопроводности Вт/(м·°C)
	В сухом состоянии	При нормальной влажности	При повышенной влажности
Войлок шерстяной	0,036-0,041	0,038-0,044	0,044-0,050
Каменная минеральная вата 25-50 кг/м3	0,036	0,042	0,045
Каменная минеральная вата 40-60 кг/м3	0,035	0,041	0,044
Каменная минеральная вата 80-125 кг/м3	0,036	0,042	0,045
Каменная минеральная вата 140-175 кг/м3	0,037	0,043	0,0456
Каменная минеральная вата 180 кг/м3	0,038	0,045	0,048
Стекловата 15 кг/м3	0,046	0,049	0,055
Стекловата 17 кг/м3	0,044	0,047	0,053
Стекловата 20 кг/м3	0,04	0,043	0,048
Стекловата 30 кг/м3	0,04	0,042	0,046
Стекловата 35 кг/м3	0,039	0,041	0,046
Стекловата 45 кг/м3	0,039	0,041	0,045
Стекловата 60 кг/м3	0,038	0,040	0,045
Стекловата 75 кг/м3	0,04	0,042	0,047
Стекловата 85 кг/м3	0,044	0,046	0,050
Пенополистирол (пенопласт, ППС)	0,036-0,041	0,038-0,044	0,044-0,050
Экструдированный пенополистирол (ЭППС, XPS)	0,029	0,030	0,031
Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 600 кг/м3	0,14	0,22	0,26
Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 400 кг/м3	0,11	0,14	0,15
Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 600 кг/м3	0,15	0,28	0,34
Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 400 кг/м3	0,13	0,22	0,28
Пеностекло, крошка, 100 — 150 кг/м3	0,043-0,06
Пеностекло, крошка, 151 — 200 кг/м3	0,06-0,063
Пеностекло, крошка, 201 — 250 кг/м3	0,066-0,073
Пеностекло, крошка, 251 — 400 кг/м3	0,085-0,1
Пеноблок 100 — 120 кг/м3	0,043-0,045
Пеноблок 121- 170 кг/м3	0,05-0,062
Пеноблок 171 — 220 кг/м3	0,057-0,063
Пеноблок 221 — 270 кг/м3	0,073
Эковата	0,037-0,042
Пенополиуретан (ППУ) 40 кг/м3	0,029	0,031	0,05
Пенополиуретан (ППУ) 60 кг/м3	0,035	0,036	0,041
Пенополиуретан (ППУ) 80 кг/м3	0,041	0,042	0,04
Пенополиэтилен сшитый	0,031-0,038
Вакуум	0
Воздух +27°C. 1 атм	0,026
Ксенон	0,0057
Аргон	0,0177
Аэрогель (Aspen aerogels)	0,014-0,021
Шлаковата	0,05
Вермикулит	0,064-0,074
Вспененный каучук	0,033
Пробка листы 220 кг/м3	0,035
Пробка листы 260 кг/м3	0,05
Базальтовые маты, холсты	0,03-0,04
Пакля	0,05
Перлит, 200 кг/м3	0,05
Перлит вспученный, 100 кг/м3	0,06
Плиты льняные изоляционные, 250 кг/м3	0,054
Полистиролбетон, 150-500 кг/м3	0,052-0,145
Пробка гранулированная, 45 кг/м3	0,038
Пробка минеральная на битумной основе, 270-350 кг/м3	0,076-0,096
Пробковое покрытие для пола, 540 кг/м3	0,078
Пробка техническая, 50 кг/м3	0,037

Часть информации взята нормативов, которые прописывают характеристики определенных материалов (СНиП 23-02-2003, СП 50.13330.2012, СНиП II-3-79* (приложение 2)). Те материал, которые не прописаны в стандартах, найдены на сайтах производителей. Так как стандартов нет, у разных производителей они могут значительно отличаться, потому при покупке обращайте внимание на характеристики каждого покупаемого материала.

Таблица теплопроводности строительных материалов

Стены, перекрытия, пол, делать можно из разных материалов, но так повелось, что теплопроводность строительных материалов обычно сравнивают с кирпичной кладкой. Этот материал знаю все, с ним проще проводить ассоциации. Наиболее популярны диаграммы, на которых наглядно продемонстрирована разница между различными материалами. Одна такая картинка есть в предыдущем пункте, вторая — сравнение кирпичной стены и стены из бревен — приведена ниже. Именно потому для стен из кирпича и другого материала с высокой теплопроводностью выбирают теплоизоляционные материалы. Чтобы было проще подбирать, теплопроводность основных строительных материалов сведена в таблицу.

Название материала, плотность	Коэффициент теплопроводности
	в сухом состоянии	при нормальной влажности	при повышенной влажности
ЦПР (цементно-песчаный раствор)	0,58	0,76	0,93
Известково-песчаный раствор	0,47	0,7	0,81
Гипсовая штукатурка	0,25
Пенобетон, газобетон на цементе, 600 кг/м3	0,14	0,22	0,26
Пенобетон, газобетон на цементе, 800 кг/м3	0,21	0,33	0,37
Пенобетон, газобетон на цементе, 1000 кг/м3	0,29	0,38	0,43
Пенобетон, газобетон на извести, 600 кг/м3	0,15	0,28	0,34
Пенобетон, газобетон на извести, 800 кг/м3	0,23	0,39	0,45
Пенобетон, газобетон на извести, 1000 кг/м3	0,31	0,48	0,55
Оконное стекло	0,76
Арболит	0,07-0,17
Бетон с природным щебнем, 2400 кг/м3	1,51
Легкий бетон с природной пемзой, 500-1200 кг/м3	0,15-0,44
Бетон на гранулированных шлаках, 1200-1800 кг/м3	0,35-0,58
Бетон на котельном шлаке, 1400 кг/м3	0,56
Бетон на каменном щебне, 2200-2500 кг/м3	0,9-1,5
Бетон на топливном шлаке, 1000-1800 кг/м3	0,3-0,7
Керамическийй блок поризованный	0,2
Вермикулитобетон, 300-800 кг/м3	0,08-0,21
Керамзитобетон, 500 кг/м3	0,14
Керамзитобетон, 600 кг/м3	0,16
Керамзитобетон, 800 кг/м3	0,21
Керамзитобетон, 1000 кг/м3	0,27
Керамзитобетон, 1200 кг/м3	0,36
Керамзитобетон, 1400 кг/м3	0,47
Керамзитобетон, 1600 кг/м3	0,58
Керамзитобетон, 1800 кг/м3	0,66
ладка из керамического полнотелого кирпича на ЦПР	0,56	0,7	0,81
Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1000 кг/м3)	0,35	0,47	0,52
Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1300 кг/м3)	0,41	0,52	0,58
Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1400 кг/м3)	0,47	0,58	0,64
Кладка из полнотелого силикатного кирпича на ЦПР, 1000 кг/м3)	0,7	0,76	0,87
Кладка из пустотелого силикатного кирпича на ЦПР, 11 пустот	0,64	0,7	0,81
Кладка из пустотелого силикатного кирпича на ЦПР, 14 пустот	0,52	0,64	0,76
Известняк 1400 кг/м3	0,49	0,56	0,58
Известняк 1+600 кг/м3	0,58	0,73	0,81
Известняк 1800 кг/м3	0,7	0,93	1,05
Известняк 2000 кг/м3	0,93	1,16	1,28
Песок строительный, 1600 кг/м3	0,35
Гранит	3,49
Мрамор	2,91
Керамзит, гравий, 250 кг/м3	0,1	0,11	0,12
Керамзит, гравий, 300 кг/м3	0,108	0,12	0,13
Керамзит, гравий, 350 кг/м3	0,115-0,12	0,125	0,14
Керамзит, гравий, 400 кг/м3	0,12	0,13	0,145
Керамзит, гравий, 450 кг/м3	0,13	0,14	0,155
Керамзит, гравий, 500 кг/м3	0,14	0,15	0,165
Керамзит, гравий, 600 кг/м3	0,14	0,17	0,19
Керамзит, гравий, 800 кг/м3	0,18
Гипсовые плиты, 1100 кг/м3	0,35	0,50	0,56
Гипсовые плиты, 1350 кг/м3	0,23	0,35	0,41
Глина, 1600-2900 кг/м3	0,7-0,9
Глина огнеупорная, 1800 кг/м3	1,4
Керамзит, 200-800 кг/м3	0,1-0,18
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией, 800-1200 кг/м3	0,23-0,41
Керамзитобетон, 500-1800 кг/м3	0,16-0,66
Керамзитобетон на перлитовом песке, 800-1000 кг/м3	0,22-0,28
Кирпич клинкерный, 1800 — 2000 кг/м3	0,8-0,16
Кирпич облицовочный керамический, 1800 кг/м3	0,93
Бутовая кладка средней плотности, 2000 кг/м3	1,35
Листы гипсокартона, 800 кг/м3	0,15	0,19	0,21
Листы гипсокартона, 1050 кг/м3	0,15	0,34	0,36
Фанера клеенная	0,12	0,15	0,18
ДВП, ДСП, 200 кг/м3	0,06	0,07	0,08
ДВП, ДСП, 400 кг/м3	0,08	0,11	0,13
ДВП, ДСП, 600 кг/м3	0,11	0,13	0,16
ДВП, ДСП, 800 кг/м3	0,13	0,19	0,23
ДВП, ДСП, 1000 кг/м3	0,15	0,23	0,29
Линолеум ПВХ на теплоизолирующей основе, 1600 кг/м3	0,33
Линолеум ПВХ на теплоизолирующей основе, 1800 кг/м3	0,38
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1400 кг/м3	0,2	0,29	0,29
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1600 кг/м3	0,29	0,35	0,35
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1800 кг/м3	0,35
Листы асбоцементные плоские, 1600-1800 кг/м3	0,23-0,35
Ковровое покрытие, 630 кг/м3	0,2
Поликарбонат (листы), 1200 кг/м3	0,16
Полистиролбетон, 200-500 кг/м3	0,075-0,085
Ракушечник, 1000-1800 кг/м3	0,27-0,63
Стеклопластик, 1800 кг/м3	0,23
Черепица бетонная, 2100 кг/м3	1,1
Черепица керамическая, 1900 кг/м3	0,85
Черепица ПВХ, 2000 кг/м3	0,85
Известковая штукатурка, 1600 кг/м3	0,7
Штукатурка цементно-песчаная, 1800 кг/м3	1,2

Древесина — один из строительных материалов с относительно невысокой теплопроводностью. В таблице даны ориентировочные данные по разным породам. При покупке обязательно смотрите плотность и коэффициент теплопроводности. Далеко не у всех они такие, как прописаны в нормативных документах.

Наименование	Коэффициент теплопроводности
	В сухом состоянии	При нормальной влажности	При повышенной влажности
Сосна, ель поперек волокон	0,09	0,14	0,18
Сосна, ель вдоль волокон	0,18	0,29	0,35
Дуб вдоль волокон	0,23	0,35	0,41
Дуб поперек волокон	0,10	0,18	0,23
Пробковое дерево	0,035
Береза	0,15
Кедр	0,095
Каучук натуральный	0,18
Клен	0,19
Липа (15% влажности)	0,15
Лиственница	0,13
Опилки	0,07-0,093
Пакля	0,05
Паркет дубовый	0,42
Паркет штучный	0,23
Паркет щитовой	0,17
Пихта	0,1-0,26
Тополь	0,17

Металлы очень хорошо проводят тепло. Именно они часто являются мостиком холода в конструкции. И это тоже надо учитывать, исключать прямой контакт используя теплоизолирующие прослойки и прокладки, которые называются термическим разрывом. Теплопроводность металлов сведена в другую таблицу.

Название	Коэффициент теплопроводности		Название	Коэффициент теплопроводности
Бронза	22-105		Алюминий	202-236
Медь	282-390		Латунь	97-111
Серебро	429		Железо	92
Олово	67		Сталь	47
Золото	318

Как рассчитать толщину стен

Для того чтобы зимой в доме было тепло, а летом прохладно, необходимо чтобы ограждающие конструкции (стены, пол, потолок/кровля) должны иметь определенное тепловое сопротивление. Для каждого региона эта величина своя. Зависит она от средних температур и влажности в конкретной области.

Термическое сопротивление ограждающих
конструкций для регионов России

Для того чтобы счета за отопление не были слишком большими, подбирать строительные материалы и их толщину надо так, чтобы их суммарное тепловое сопротивление было не меньше указанного в таблице.

Расчет толщины стены, толщины утеплителя, отделочных слоев

Для современного строительства характерна ситуация, когда стена имеет несколько слоев. Кроме несущей конструкции есть утепление, отделочные материалы. Каждый из слоев имеет свою толщину. Как определить толщину утеплителя? Расчет несложен. Исходят из формулы:

R — термическое сопротивление;

p — толщина слоя в метрах;

k — коэффициент теплопроводности.

Предварительно надо определиться с материалами, которые вы будете использовать при строительстве. Причем, надо знать точно, какого вида будет материал стен, утепление, отделка и т.д. Ведь каждый из них вносит свою лепту в теплоизоляцию, и теплопроводность строительных материалов учитывается в расчете.

Сначала считается термическое сопротивление конструкционного материала (из которого будет строится стена, перекрытие и т.д.), затем «по остаточному» принципу подбирается толщина выбранного утеплителя. Можно еще принять в расчет теплоизоляционных характеристики отделочных материалов, но обычно они идут «плюсом» к основным. Так закладывается определенный запас «на всякий случай». Этот запас позволяет экономить на отоплении, что впоследствии положительно сказывается на бюджете.

Пример расчета толщины утеплителя

Разберем на примере. Собираемся строить стену из кирпича — в полтора кирпича, утеплять будем минеральной ватой. По таблице тепловое сопротивление стен для региона должно быть не меньше 3,5. Расчет для этой ситуации приведен ниже.

Если бюджет ограничен, минеральной ваты можно взять 10 см, а недостающее покроется отделочными материалами. Они ведь будут изнутри и снаружи. Но, если хотите, чтобы счета за отопление были минимальными, лучше отделку пускать «плюсом» к расчетной величине. Это ваш запас на время самых низких температур, так как нормы теплового сопротивления для ограждающих конструкций считаются по средней температуре за несколько лет, а зимы бывают аномально холодными. Потому теплопроводность строительных материалов, используемых для отделки просто не принимают во внимание.

Строительство любого дома, будь то коттедж или скромный дачный домик, должно начинаться с разработки проекта. На этом этапе закладывается не только архитектурный облик будущего строения, но и его конструктивные и теплотехнические характеристики.

Основной задачей на этапе проекта будет не только разработка прочных и долговечных конструктивных решений, способных поддерживать наиболее комфортный микроклимат с минимальными затратами. Помочь определиться с выбором может сравнительная таблица теплопроводности материалов.

Понятие теплопроводности

В общих чертах процесс теплопроводности характеризуется передачей тепловой энергии от более нагретых частиц твердого тела к менее нагретым. Процесс будет идти до тех пор, пока не наступит тепловое равновесие. Другими словами, пока не сравняются температуры.

Применительно к ограждающим конструкциям дома (стены, пол, потолок, крыша) процесс теплопередачи будет определяться временем, в течение которого температура внутри помещения сравняется с температурой окружающей среды.

Чем более продолжителен по времени будет этот процесс, тем помещение будет более комфортным по ощущениям и экономичным по эксплуатационным расходам.

Численно процесс переноса тепла характеризуется коэффициентом теплопроводности. Физический смысл коэффициента показывает, какое количество тепла за единицу времени проходит через единицу поверхности. Т.е. чем выше значение этого показателя, тем лучше проводится тепло, значит, тем быстрее будет происходить процесс теплообмена.

Соответственно, на этапе проектных работ необходимо спроектировать конструкции, теплопроводность которых должна иметь по возможности наименьшее значение.

Вернуться к оглавлению

Факторы, влияющие на величину теплопроводности

Теплопроводность материалов, используемых в строительстве, зависит от их параметров:

1. Пористость — наличие пор в структуре материала нарушает его однородность. При прохождении теплового потока часть энергии передается через объем, занятый порами и заполненный воздухом. Принято за отсчетную точку принимать теплопроводность сухого воздуха (0,02 Вт/(м*°С)). Соответственно, чем больший объем будет занят воздушными порами, тем меньше будет теплопроводность материала.
2. Структура пор — малый размер пор и их замкнутый характер способствуют снижению скорости теплового потока. В случае использования материалов с крупными сообщающимися порами в дополнение к теплопроводности в процессе переноса тепла будут участвовать процессы передачи тепла конвекцией.
3. Плотность — при больших значениях частицы более тесно взаимодействуют друг с другом и в большей степени способствуют передаче тепловой энергии. В общем случае значения теплопроводности материала в зависимости от его плотности определяются либо на основе справочных данных, либо эмпирически.
4. Влажность — значение теплопроводности для воды составляет (0,6 Вт/(м*°С)). При намокании стеновых конструкций или утеплителя происходит вытеснение сухого воздуха из пор и замещение его каплями жидкости или насыщенным влажным воздухом. Теплопроводность в этом случае значительно увеличится.
5. Влияние температуры на теплопроводность материала отражается через формулу:

λ=λо*(1+b*t), (1)

где, λо — коэффициент теплопроводности при температуре 0 °С, Вт/м*°С;

b — справочная величина температурного коэффициента;

t — температура.

Вернуться к оглавлению

Практическое применение значения теплопроводности строительных материалов

Из понятия теплопроводности напрямую вытекает понятие толщины слоя материала для получения необходимого значения сопротивления теплового потока. Тепловое сопротивление — нормируемая величина.

Упрощенная формула, определяющая толщину слоя, будет иметь вид:

где, H — толщина слоя, м;

R — сопротивление теплопередаче, (м2*°С)/Вт;

λ — коэффициент теплопроводности, Вт/(м*°С).

Данная формула применительно к стене или перекрытию имеет следующие допущения:

• ограждающая конструкция имеет однородное монолитное строение;
• используемые стройматериалы имеют естественную влажность.

При проектировании необходимые нормируемые и справочные данные берутся из нормативной документации:

• СНиП23-01-99 — Строительная климатология;
• СНиП 23-02-2003 — Тепловая защита зданий;
• СП 23-101-2004 — Проектирование тепловой защиты зданий.

Вернуться к оглавлению

Теплопроводность материалов: параметры

Принято условное разделение материалов, применяемых в строительстве, на конструкционные и теплоизоляционные.

Конструкционные материалы применяются для возведения ограждающих конструкций (стен, перегородок, перекрытий). Они отличаются большими значениями теплопроводности.

Значения коэффициентов теплопроводности сведены в таблицу 1:

Таблица 1

Подставляя в формулу (2) данные, взятые из нормативной документации, и данные из Таблицы 1, можно получить требуемую толщину стен для конкретного климатического района.

При выполнении стен только из конструкционных материалов без использования теплоизоляции их необходимая толщина (в случае использования железобетона) может достигать нескольких метров. Конструкция в этом случае получится непомерно большой и громоздкой.

Допускают возведение стен без использования дополнительного утепления, пожалуй, только пенобетон и дерево. И даже в этом случае толщина стены достигает полуметра.

Теплоизоляционные материалы имеют достаточно малые величины значения коэффициента теплопроводности.

Основной их диапазон лежит в пределах от 0,03 до 0,07 Вт/(м*°С). Наиболее распространенные материалы — это экструдированный пенополистирол, минеральная вата, пенопласт, стекловата, утепляющие материалы на основе пенополиуретана. Их использование позволяет значительно снизить толщину ограждающих конструкций.

Строительство каждого объекта лучше начинать с планировки проекта и тщательного расчета теплотехнических параметров. Точные данные позволит получить таблица теплопроводности строительных материалов. Правильное возведение зданий способствует оптимальным климатическим параметрам в помещении. А таблица поможет правильно подобрать сырье, которое будут использоваться для строительства.

Теплопроводность материалов влияет на толщину стен

Теплопроводность является показателем передачи тепловой энергии от нагреваемых предметов в помещении к предметам с более низкой температурой. Процесс теплообмена производится, пока температурные показатели не уравняются. Для обозначения тепловой энергии используется специальный коэффициент теплопроводности строительных материалов. Таблица поможет увидеть все требуемые значения. Параметр обозначает, сколько тепловой энергии пропускается через единицу площади в единицу времени. Чем больше данное обозначение, тем качественнее будет теплообмен. При возведении зданий необходимо применять материал с минимальным значением тепловой проводимости.

Коэффициент теплопроводности это такая величина, которая равна количеству теплоты, проходящей через метр толщины материала за час. Использование подобной характеристики обязательно для создания лучшей теплоизоляции. Теплопроводность следует учесть при подборе дополнительных утепляющих конструкций.

Что оказывает влияние на показатель теплопроводности?

Теплопроводность определяется такими факторами:

• пористость определяет неоднородность структуры. При пропуске тепла через такие материалы процесс охлаждения незначительный;
• повышенное значение плотности влияет на тесные соприкосновения частиц, что способствует более быстрому теплообмену;
• повышенная влажность увеличивает данный показатель.

Использование значений коэффициента теплопроводности на практике

Материалы представлены конструкционными и теплоизоляционными разновидностями. Первый вид обладает большими показателями теплопроводности. Они применяются для строительства перекрытий, ограждений и стен.

При помощи таблицы определяются возможности их теплообмена. Чтобы данный показатель был достаточно низким для нормального микроклимата в помещении стены из некоторых материалов должны быть особенно толстыми. Чтобы этого избежать, рекомендуется использовать дополнительные теплоизолирующие компоненты.

Показатели теплопроводности для готовых построек. Виды утеплений

При создании проекта нужно учитывать все способы утечки тепла. Оно может выходить через стены и крышу, а также через полы и двери. Если вы неправильно проведете расчеты проектирования, то придется довольствоваться только тепловой энергией, полученной от отопительных приборов. Здания, построенные из стандартного сырья: камня, кирпича либо бетона нужно дополнительно утеплять.

Дополнительная теплоизоляция проводится в каркасных зданиях. При этом деревянный каркас придает жесткости конструкции, а утепляющий материал прокладывается в пространство между стойками. В зданиях из кирпича и шлакоблоков утепление производится снаружи конструкции.

Выбирая утеплители необходимо обращать внимание на такие факторы, как уровень влажности, влияние повышенных температур и типа сооружения. Учитывайте определенные параметры утепляющих конструкций:

• показатель теплопроводности оказывает влияние на качество теплоизолирующего процесса;
• влагопоглощение имеет большое значение при утеплении наружных элементов;
• толщина влияет на надежность утепления. Тонкий утеплитель помогает сохранить полезную площадь помещения;
• важна горючесть. Качественное сырье имеет способность к самозатуханию;
• термоустойчивость отображает способность выдерживать температурные перепады;
• экологичность и безопасность;
• звукоизоляция защищает от шума.

В качестве утеплителей применяются следующие виды:

• минеральная вата устойчива к огню и экологична. К важным характеристикам относится низкая теплопроводность;

• пенопласт – это легкий материал с хорошими утеплительными свойствами. Он легко устанавливается и обладает влагоустойчивостью. Рекомендуется для применения в нежилых строениях;
• базальтовая вата в отличие от минеральной отличается лучшими показателями стойкости к влаге;
• пеноплэкс устойчив к влажности, повышенным температурам и огню. Имеет прекрасные показатели теплопроводности, прост в монтаже и долговечен;

• пенополиуретан известен такими качествами, как негорючесть, хорошие водоотталкивающие свойства и высокая пожаростойкость;
• экструдированный пенополистирол при производстве проходит дополнительную обработку. Обладает равномерной структурой;

• пенофол представляет из себя многослойный утепляющий пласт. В составе присутствует вспененный полиэтилен. Поверхность пластины покрывается фольгой для обеспечения отражения.

Для теплоизоляции могут применяться сыпучие типы сырья. Это бумажные гранулы или перлит. Они имеют стойкость к влаге и к огню. А из органических разновидностей можно рассмотреть волокно из древесины, лен или пробковое покрытие. При выборе, особое внимание уделяйте таким показателям как экологичность и пожаробезопасность.

Обратите внимание! При конструировании теплоизоляции, важно продумать монтаж гидроизолирующей прослойки. Это позволит избежать высокой влажности и повысит сопротивляемость теплообмену.

Таблица теплопроводности строительных материалов: особенности показателей

Таблица теплопроводности строительных материалов содержит показатели различных видов сырья, которое применяется в строительстве. Используя данную информацию, вы можете легко посчитать толщину стен и количество утеплителя.

Как использовать таблицу теплопроводности материалов и утеплителей?

В таблице сопротивления теплопередаче материалов представлены наиболее популярные материалы. Выбирая определенный вариант теплоизоляции важно учитывать не только физические свойства, но и такие характеристики как долговечность, цена и легкость установки.

Знаете ли вы, что проще всего выполнять монтаж пенооизола и пенополиуретана. Они распределяются по поверхности в виде пены. Подобные материалы легко заполняют полости конструкций. При сравнении твердых и пенных вариантов, нужно выделить, что пена не образует стыков.

Значения коэффициентов теплопередачи материалов в таблице

При произведении вычислений следует знать коэффициент сопротивления теплопередаче. Данное значение является отношением температур с обеих сторон к количеству теплового потока. Для того чтобы найти теплосопротивление определенных стен и используется таблица теплопроводности.

Все расчеты вы можете провести сами. Для этого толщина прослойки теплоизолятора делится на коэффициент теплопроводности. Данное значение часто указывается на упаковке, если это изоляция. Материалы для дома измеряются самостоятельно. Это касается толщины, а коэффициенты можно отыскать в специальных таблицах.

Коэффициент сопротивления помогает выбрать определенный тип теплоизоляции и толщину слоя материала. Сведения о паропроницаемости и плотности можно посмотреть в таблице.

При правильном использовании табличных данных вы сможете выбрать качественный материал для создания благоприятного микроклимата в помещении.

Теплопроводность строительных материалов (видео)

Возможно Вам также будет интересно:

Как сделать отопление в частном доме из полипропиленовых труб своими руками Гидрострелка: назначение, принцип работы, расчеты Схема отопления с принудительной циркуляцией двухэтажного дома – решение проблемы с теплом

Теплопроводность — способность материала передавать тепло от одной своей части к другой в силу теплового движения молекул. Передача тепла в материале осуществляется кондукцией (путем контакта частиц материала), конвекцией (движением воздуха или другого газа в порах материала) и лучеиспусканием.

Теплопроводность зависит от средней плотности материала, его структуры, пористости, влажности и средней температуры слоя материала. С увеличением средней плотности материала, теплопроводность возрастает. Чем выше пористость, т.е. меньше средняя плотность материала, тем ниже теплопроводность. С увеличением влажности материала теплопроводность резко возрастает, при этом понижаются его теплоизоляционные свойства. Поэтому все теплоизоляционные материалы в теплоизоляционной конструкции защищают от попадания влаги покровным слоем — пароизоляция.

Сравнительные данные строительных материалов с одинаковой теплопроводностью

Коэффициент теплопроводности материалов

Материал	Коэффициент теплопроводности, Вт/м*К
Алебастровые плиты	0,47
Асбест (шифер)	0,35
Асбест волокнистый	0,15
Асбестоцемент	1,76
Асбоцементные плиты	0,35
Бетон термоизоляционный	0,18
Битум	0,47
Бумага	0,14
Вата минеральная легкая	0,045
Вата минеральная тяжелая	0,055
Вата хлопковая	0,055
Вермикулитовые листы	0,1
Войлок шерстяной	0,045
Гипс строительный	0,35
Глинозем	2,33
Гравий (наполнитель)	0,93
Гранит, базальт	3,5
Грунт 10% воды	1,75
Грунт 20% воды	2,1
Грунт песчаный	1,16
Грунт сухой	0,4
Грунт утрамбованный	1,05
Гудрон	0,3
Древесина — доски	0,15
Древесина — фанера	0,15
Древесина твердых пород	0,2
Древесно-стружечная плита ДСП	0,2
Зола древесная	0,15
Ипорка (вспененная смола)	0,038
Камень	1,4
Картон строительный многослойный	0,13
Каучук вспененный	0,03
Каучук натуральный	0,042
Каучук фторированный	0,055
Керамзитобетон	0,2
Кирпич кремнеземный	0,15
Кирпич пустотелый	0,44
Кирпич силикатный	0,81
Кирпич сплошной	0,67
Кирпич шлаковый	0,58
Кремнезистые плиты	0,07
Опилки — засыпка	0,095
Опилки древесные сухие	0,065
ПВХ	0,19
Пенобетон	0,3
Пенопласт	0,037
Пенополистирол ПС-Б	0,04
Пенополиуретановые листы	0,035
Пенополиуретановые панели	0,025
Пеностекло легкое	0,06
Пеностекло тяжелое	0,08
Пергамин	0,17
Перлит	0,05
Перлито-цементные плиты	0,08
Песок
0% влажности	0,33
10% влажности	0,97
20% влажности	1,33
Песчаник обожженный	1,5
Плитка облицовочная	105
Плитка термоизоляционная	0,036
Полистирол	0,082
Поролон	0,04
Пробковая плита	0,043
Пробковые листы легкие	0,035
Пробковые листы тяжелые	0,05
Резина	0,15
Рубероид	0,17
Сосна обыкновенная, ель, пихта (450…550 кг/куб.м, 15% влажности)	0,15
Сосна смолистая (600…750 кг/куб.м, 15% влажности)	0,23
Стекло	1,15
Стекловата	0,05
Стекловолокно	0,036
Стеклотекстолит	0,3
Толь бумажный	0,23
Цементные плиты	1,92
Цемент-песок раствор	1,2
Чугун	56
Шлак гранулированный	0,15
Шлак котельный	0,29
Шлакобетон	0,6
Штукатурка сухая	0,21
Штукатурка цементная	0,9
Эбонит	0,16
Эбонит вспученный	0,03
Липа, береза, клен, дуб (15% влажности)	0,15

таблица сравнения с другими материалами и расчет толщины слоя утеплителя в зависимости от теплопроводности

В технической литературе пенополиуретан описывается как материал с самой низкой теплопроводностью в списке стандартных термоизоляционных материалов. Пенополистирол и жесткий пенополиуретан с низкой плотностью (от 20 до 50 кг/м³) по праву стали самыми используемыми материалами для промышленных холодильных и морозильных камер и других систем, где требуется повышенная термоизоляция. В этом заслуга низкой теплопередачи. Для сравнения теплопроводность жесткого пенополиуретана в разы ниже теплопроводности  минеральной ваты и всех других популярных утеплителей.

Коэффициент теплопроводности жесткого пенополиуретана и других материалов

Именно низкая теплопроводность делает ППУ оптимальным материалом для термоизоляции. Коэффициент теплопроводности жесткого  пенополиуретана составляет 0,019 – 0,028 Вт/м*К. Этот показатель определяет количество теплоты, которая проходит сквозь куб материала со стороной в 1 м за 1 секунду при единичном изменении температуры в 1 Кельвин. Низкая теплопроводность позволяет обеспечить необходимую теплоизоляцию при минимальном слое покрытия. Например, теплопроводность пенопласта составляет 0,04 – 0,06 Вт/м*К, т.е. понадобится в 2-3 раза более толстый слой пенопласта, чем пенополиуретана. В видео ниже поясняется понятие теплопроводности и его применение в строительстве:

 

 

Совет от профессионала

Если вы хотите сравнить теплопроводность различных строительных материалов, необходимо поделить их коэффициенты теплопроводности. К примеру, теплопроводность минваты и ППУ соотносятся как 0,052/0,019=2,74. Это означает, что слой пенополиуретана в 10 см равен 27,4 см слою минеральной ваты по своим утепляющим свойствам. Если брать теплопроводность керамзита и ППУ, то соотношение будет 0,18/0,019=9,47. То есть слой керамзита должен быть почти в 10 раз толще.

Ниже приведена теплопроводность строительных материалов в таблице

Материал	Коэффициент теплопроводности (Вт/м*К)
Жесткий пенополиуретан	0.019 – 0.028
Пенополистирол (пенопласт)	0.04 – 0.06
Минеральная вата	0.052 – 0.058
Пенобетон	0.145 – 0.160
Пробковая плита	0.5 – 0.6

*Цифры могут изменяться в зависимости от производителя, погодных условий, точного состава.

Как рассчитать необходимую толщину слоя ППУ-утеплителя?

Для расчета необходимого количества материалов для утепления дома или другой постройки необходимо обратиться к нормативам СНиП 23-02-2003 и рассчитать следующие параметры:

Rreq = a*Dd + b

Dd = (Tint – Tht)*Zht

Δ=Rreq*λ

Rreq – сопротивление теплопередачи

a и b – коэффициенты из таблиц СНиП

Dd – градусо-сутки отопительного сезона

Tint – внутренняя температура помещения, которую необходимо поддерживать

Tht – средняя температура воздуха снаружи помещения

Zht – длительность периода отопления

Δ – искомая толщина слоя ППУ-утеплителя

Λ — теплопроводность

Сопротивление теплопередачи рассчитывается для цельной конструкции, поэтому для расчета сопротивления теплопередачи ППУ необходимо вычесть из общего показателя сопротивления теплопередачи других составных материалов покрытия (например, для стены нужно также учитывать теплопроводность штукатурки и кирпича).

Для примера, возьмем минимальную теплопроводность ППУ, равную 0,019. Используя данные из СНиП для стандартных стен жилого дома – Rreq=3,279 рассчитаем толщину теплоизоляционного покрытия из ППУ – Δ = 3,279*0,019= 0,0623 м (т.е. 6,23 см). Если вам посчастливится приобрести самый термостойкий пенополиуретан с таким низким коэффициентом теплопроводности, достаточная толщина термоизоляционного слоя всего 6 см.

В сравнении с другими утеплителями наиболее тонкий слой утепления дает именно пенополиуретан, теплопроводность которого ниже, чем у любого другого материала. Поэтому нередко утепление ППУ обходится дешевле, чем использование менее совершенных вариантов теплоизоляции.

Тепловые свойства строительных материалов

Предыдущие колонки технических данных охватывали тепловые свойства многих материалов, которые являются общими для упаковки электроники. Технические данные по этому вопросу шире по объему и касаются обычных строительных материалов, некоторые из которых используются в лабораторных условиях теплопередачи в дополнение к их обычным строительным применениям. Знание теплопроводности и теплоемкости элементов, используемых для создания или поддержки испытательного набора, часто требуется для понимания и интерпретации результатов (или, по крайней мере, для понимания того, почему для достижения теплового равновесия требуется так много времени).

В таблице 1 перечислены некоторые строительные материалы и их термические свойства при номинальной комнатной температуре. Металлы и сплавы не были включены, потому что они были рассмотрены ранее. Следует отметить, что эти значения являются приблизительными и репрезентативны для конкретного типа материала. Некоторые материалы поглощают воду, которая, в свою очередь, меняет их свойства. Например, теплопроводность древесины во влажном состоянии может увеличиваться на 15%. Материалы, используемые в качестве изоляторов, которые полагаются на воздух, такие как одеяла из стекловолокна, демонстрируют большее изменение свойств во влажном состоянии.Следует отметить, что диапазон значений теплопроводности для этих материалов довольно скромный (около двух порядков).

Таблица 1. Тепловые свойства конструкционного материала при комнатной температуре [1-4]

Материал Теплопроводность (Вт / м · К) при ~ 300 К Удельная теплоемкость (Дж / кг · К) Плотность (кг / м 3) Кирпич 0.7 840 1600 Бетон — плотный 1,4 840 2100 Бетон — легкое литье 0,4 1000 1200 Гранит 1,7 — 3,9 820 2600 Стекло (окно) 0,8 880 2700 Твердая древесина (дуб) 0.16 1250 720 Хвойные породы (сосна) 0,12 1350 510 Поливинилхлорид 0,12 — 0,25 1250 1400 Бумага 0,04 1300 930 Акустическая плитка 0,06 1340 290 ДСП (низкой плотности) 0.08 1300 590 ДСП (высокой плотности) 0,17 1300 1000 Стекловолокно 0,04 700 150 Пенополистирол 0,03 1200 50

Повышение затрат на энергию и обновленное понимание того, что минимизация нежелательной теплопередачи является выгодной, продолжает создавать стимулы для использования строительных методов и материалов с меньшим энергопотреблением.Преимущества эффективного терморегулирования внутренней электроники также должны сочетаться с термически эффективной конструкцией помещения. Использование изолирующих материалов (с низкой теплопроводностью) может быть желательным, но природа не обеспечила настоящих теплоизоляционных материалов, по крайней мере, по сравнению с диапазоном выбора материалов для электропроводности. Исследование термических свойств этих типов материалов приведет к получению данных со значительными отклонениями из-за различий в составе и различных условий испытаний.

Для многих материалов данные могут быть найдены в виде значения R. Значение R представляет собой обратную величину теплопроводности и имеет единицы измерения ft ² ��F�h / Btu (иногда данные отображаются в единицах СИ, K�m ² / Вт и обычно обозначаются как RSI). Более высокое значение R указывает на более ограниченный путь теплового потока. При условии, что указана толщина, можно получить приблизительную теплопроводность. Однако путаница и разногласия по поводу экстраполяции значений R на значение толщины и тот факт, что большинство этих материалов используются в средах с влажностью и движущимся воздухом и подвержены старению, вынудили стандарты в отношении того, как их следует измерять, сообщать и рекламировать. [5,6].Если требуются более чем приблизительные значения, обычно требуется дальнейшее тестирование.

Список литературы

1. Incropera, F., De Witt, D., Introduction to Heat Transfer, 2nd Edition, John Wiley and Sons, 1990.
2. www.goodfellows.com
3. Веб-сайт удобной низкоэнергетической архитектуры (http://www.learn.londonmet.ac.uk/packages/clear/index.html)
4. www.coloradoenergy.org/procorner/stuff/r-values.htm
5. ASTM C1303, «Стандартный метод испытаний для оценки долгосрочного изменения термического сопротивления необработанных жестких пенопластов с закрытыми порами путем разрезания и масштабирования в лабораторных условиях.”
6. Федеральная торговая комиссия «Маркировка и реклама теплоизоляции домов 16CFR460», {www.ftc .gov / bcp / rulemaking / rvalue / 16cfr460.shtm # content # content}

(PDF) СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ БЕЗОПАСНЫХ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ACTA TEHNICA CORVINIENSIS Fascicule 3 [июль — сентябрь]

— Технический бюллетень, 2015 г.

|

с большим количеством соломы имеет лучшие теплоизоляционные свойства

.

На основании проведенных экспериментов и полученных результатов для

коэффициент теплопроводности экологически чистых строительных материалов

материалов из глины (серого мергеля), песка и различного количества соломы

можно сделать следующие выводы:

1. Коэффициент теплопроводности образца из глины и песка

составляет k = 0,562 Вт / (мК) при использовании стенда «Dr Bok» и k =

0,498 Вт / (мК) при использовании термоанализатора CTherm TCi. использовался.Разница в результатах

вызвана использованием совершенно разных методов измерения

, но они сопоставимы и соизмеримы.

2. В зависимости от количества добавленной соломы в смесь глины и песка

значения коэффициента теплопроводности, полученные на стенде «Др Бок»

, составляют: при наименьшем количестве соломы (68 г) —

k = 0,436 Вт / (м · К) и при максимальном количестве соломы (136 г) —

k = 0,228 Вт / (м.К). Те же образцы, испытанные на термическом анализаторе проводимости

CTherm, дали следующие результаты: k = 0,379

Вт / (м · К) и k = 0,219 Вт / (м · К). Можно сделать вывод, что

с увеличением количества соломы коэффициент теплопроводности

уменьшается. Это означает, что испытанные материалы улучшают изоляционные свойства

.

3. Сравнительный анализ результатов, полученных на обоих аппаратах

, показывает, что имеется хорошая повторяемость значений термической проводимости

, и это является причиной для подтверждения хороших теплоизоляционных свойств

испытуемых. материалы.

Сделанные выше выводы и экспериментальное исследование коэффициента теплопроводности

являются основой для подтверждения возможностей

для хорошего применения испытанного экологически безопасного строительного материала

в местах, где нет передовых теплоизоляционных материалов

. применимый.

При подготовке данной статьи использовалось оборудование

, закупленное в рамках проекта BG161PO003-1.2.02-0039 «Создание нового офиса

для передачи технологий по энергоэффективным материалам и

технологий на территории ВФУ« Черноризец Грабар », финансируемое

при поддержке ОП« Развитие сравнительности экономики Болгарии »

2007-2013, софинансируется Европейским Союзом через Европейский фонд регионального развития

и государственный бюджет Республики

Болгария.

[1.]

Ким Дж., Б. Ригдон, Качество, использование и примеры устойчивого строительства

Материалы, Национальный центр по предотвращению загрязнения для высшего образования,

декабрь 1998 г.

[2.]

Милани Б., Строительные материалы в зеленой экономике: На уровне сообществ

Стратегии дематериализации, Институт экологических исследований

Университета Торонто, 2005

[3.]

www.stroiteli.elmedia.net

[4.]

http: // www .greenadia.info/2011/03/blog-post_13.html

[5.]

http://theconstructor.org/building/buildings/eco-friendly-building-

материалов / 720/

[6. ]

www.elmedia.net

[7.]

http://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-

d_429.html

[8.]

Михальченко Р., Курская Т., Экспериментальное определение теплопроводности

для материалов в вакууме при различных

нагрузках и при низких температурах, Журнал инженерной физики,

июнь 1969

[9.]

Григорьев В.А., В.М. Зорин (ред.) Теоретические основы тепла.

Тепловой эксперимент, Справочник, Энергоатомиздат, 1988

[10.]

Охотин А. и др., Теплопроводность твердых тел, Справочник, Москва,

Энергоатомиздат, 1984

[11.]

Нгоэ-Экам, П.С., П. Меукам, Г. Менгуи, П. Жирар,

Теплофизические характеристики тропических древесина, используемая как строительная

материалы: относительно плотности основания.Констр. Строить. Mater.,

2006

[12.]

Зак Дж., Стастник С., Оценка теплопроводности строительных материалов

— «Метод горячей проволоки», Международный симпозиум

(NDT-CE 2003), Брно, Чешская Республика, 2003

[13.]

Абу-Хамде, Нью-Хэмпшир; Ридер, Р. «Сравнение двух методов, используемых

для оценки теплопроводности некоторых почв» International

Journal of Heat and Mass Transfer, 2001

[14.]

Чуанг Э., Хусаини В. и др., Эксперименты по теплопроводности

(Определение длины алюминиевого стержня), Отчет,

Декабрь 2008 г.

[15.]

Ким, Кук-Хам Ян , Сунг Чул, Экспериментальное исследование теплопроводности бетона, цемента и бетона

Research Journal,

2003

[16.]

Ча Дж., Дж. Сео, С. Ким, Теплопроводность строительных материалов

Измерение и корреляция с помощью измерителя теплового потока, Laser Flash

Анализ

и TCi, J.Термического анализа и калориметрии, т. 109, № 1,

2012, стр. 295-300

[17.]

www.ctherm.com

[18.]

http://www.strawbalecentral.com/techniques3.html

Copyright ©

Университет ПОЛИТЕХНИКА Тимишоара, инженерный факультет Хунедоара,

5, Revolutiei, 331128, Хунедоара, РУМЫНИЯ

http://acta.fih.upt.ro

Термические свойства материалов Часть-1 | Revit 2018

Каждый материал, используемый в сборке оболочки, имеет фундаментальные физические свойства, которые определяют их энергетические характеристики, такие как проводимость, сопротивление и тепловая масса.Понимание этих внутренних свойств поможет вам выбрать правильные материалы для управления тепловыми потоками.

Теплопроводность (k)

Способность материала проводить тепло.

Каждый материал имеет определенную скорость прохождения тепла через него. Чем быстрее тепло проходит через материал, тем он более проводящий. Электропроводность (k) — это свойство материала, данное для однородных твердых тел в стационарных условиях.
Используется в следующем уравнении:

где
q = результирующий тепловой поток (Вт),
k = теплопроводность материала (Вт / м · К).
A = площадь поверхности, через которую проходит тепло (м²)
∆T = разница температур между теплой и холодной сторонами материала (K), и
L = толщина / длина материала (м)

Единицы измерения проводимости

Британские единицы — BTU * дюйм / ч фут ºF : В британской системе измерения проводимость — это количество британских тепловых единиц в час (БТЕ / ч), протекающих через 1 квадратный фут (фут2). ) материала толщиной 1 дюйм.толстый, когда разница температур в этом материале составляет 1 ° F (в условиях постоянного теплового потока).

SI — Вт / м ºC или Вт / м K: Эквивалент System International (SI) — это количество ватт, протекающих через 1 квадратный метр (м2) материала толщиной 1 м при разнице температур на этом участке. температура материала 1 К (равна 1ºC) в условиях постоянного теплового потока.

Теплопроводность (C)

Электропроводность на единицу площади для указанной толщины.Используется для стандартных строительных материалов.

В основных строительных материалах тепловой поток обычно измеряется проводимостью (C) , а не проводимостью. Электропроводность — это удельная электропроводность материала на единицу площади для толщины объекта (в единицах Вт / м²K для метрических единиц и BTU / час • ft2 • ° F для британских мер).

Электропроводность — это свойство объекта, которое зависит как от материала, так и от его толщины. Многие твердые строительные материалы, такие как обычный кирпич, деревянный сайдинг, изоляция из войлока или плиты и гипсокартон, широко доступны в стандартных толщинах и составах.Для таких обычных материалов полезно знать скорость теплового потока для этой стандартной толщины, а не скорость на дюйм.

U-фактор (U)

Общая проводимость строительного элемента. Используется для многоуровневых сборок зданий.

В многослойных сборках проводимость объединяется в одно число, называемое «U-фактором» (или иногда «U-значением»).

Коэффициент U и проводимость переводят проводимость из свойства материала в свойство объекта

U — общий коэффициент теплопередачи, выраженный в британских тепловых единицах / час фут2 ºF (в единицах СИ, Вт / м2 · K).Это та же единица, что и проводимость, потому что это мера того же самого: проводимость используется для определенного материала, U-фактор используется для конкретной сборки. Более низкие U-факторы означают меньшую проводимость, что означает лучшую изоляцию.

Например, общий коэффициент U окна включает в себя проводимость оконных стекол, воздуха внутри, материала рамы и любых других материалов с разной толщиной и расположением. За исключением особых случаев, электропроводность материалов не может быть добавлена ​​для определения U-фактора сборки.

U-фактор — это общий коэффициент теплопередачи, который включает влияние всех элементов в сборке и все явные режимы теплопередачи (теплопроводность, конвекция и излучение), но не скрытую теплопередачу (связанную с влажностью).

Термин U-фактор следует использовать только в том случае, если тепловой поток исходит от воздуха на внешней стороне оболочки, через узел оболочки к воздуху внутри. Его нельзя использовать, например, на стенах подвала.

Термическое сопротивление (значение R = 1 / U)

Способность материала противостоять тепловому потоку.

Термическое сопротивление , обозначенное как R (значение R), показывает, насколько эффективен любой материал в качестве изолятора.

Величина, обратная теплопроводности, R измеряется в часах, необходимых для того, чтобы 1 британская тепловая единица протекала через 1 фут2 материала заданной толщины, когда разница температур составляет 1 ° F. В британской системе мер это фут2 • ° F • час / БТЕ. Единицы СИ: м²K / Вт .

Значения термического сопротивления иногда сводятся в таблицу как для единичной толщины, так и для образца материала с известной толщиной.Например, сопротивление сосны может быть выражено как 1,0 фут2 • ° F • час / БТЕ на дюйм, или значения могут быть сведены в таблицу для сосновой стойки 2×6 как 5,5 фут2 • ° F • час / БТЕ. Для однородного материала, такого как дерево, удвоение толщины удвоит значение R. R-значения обычно не указываются для сборок материалов. U-факторы используются для сборок.

Изоляция, препятствующая прохождению теплового потока через ограждающую конструкцию здания, часто измеряется ее значением R. Более высокое значение R указывает на лучшие изоляционные свойства.При просмотре спецификаций убедитесь, что вы читаете R-значение в правильных единицах, поскольку единицы не всегда записываются явно.

Для получения дополнительной информации о проектировании с изоляцией, включая таблицу общих значений R, тепловых мостов и того, как рассчитать общие значения R для сборок, см. Страницу «Изоляция».

Использование U-факторов и R-значений на практике

Разнообразие терминов, используемых до сих пор для обозначения тепловых свойств, потенциально вызывает недоумение.При работе со сложными многоуровневыми конструкциями зданий полезно объединить тепловые свойства в единое общее число для определения критериев проектирования оболочки.

Для всей оболочки здания это часто выражается как U-фактор. Тем не менее, окна часто выражаются U-фактором, а стены часто выражаются R-значениями. Нет строгого правила.

Расчет общего коэффициента U начинается с добавления сопротивлений . U-факторы рассчитываются для конкретного элемента (крыша, стена и т. Д.).) путем определения сопротивления каждой составной части, включая воздушные пленки и воздушные пространства, а затем сложения этих сопротивлений для получения общего сопротивления. Коэффициент U является обратной величиной этой суммы (Σ) сопротивлений: U = 1 / Σ R.

Для получения дополнительной информации о том, как использовать R-значения и U-факторы для расчета огибающей, см. Страницу, посвященную Total R- значение и тепловые мосты.

СЛЕДУЮЩАЯ СТРАНИЦА

Теплопроводность опилок по таблице. Теплопроводность основных строительных материалов.Сравнительная характеристика теплопроводности строительных материалов

Долговечный и теплый дом — это главное требование к проектировщикам и строителям. Поэтому еще на этапе проектирования здания в конструкцию включаются два вида строительных материалов: конструкционный и теплоизоляционный. Первые обладают повышенной прочностью, но высокой теплопроводностью, и именно их чаще всего используют при возведении стен, перекрытий, фундаментов и фундаментов.Второй — материалы с низкой теплопроводностью. Их основное предназначение — покрытие конструкционных материалов с целью снижения их теплопроводности. Поэтому для облегчения расчетов и выбора используется таблица теплопроводности строительных материалов.

Читайте в статье:

Что такое теплопроводность

Законы физики определяют один постулат, который гласит, что тепловая энергия стремится от окружающей среды с высокой температурой к среде с низкой температурой.При этом, проходя через строительный материал, тепловая энергия тратит некоторое время. Переход не состоится только в том случае, если температура по разные стороны от строительного материала одинакова.

То есть получается, что процесс передачи тепловой энергии, например, через стену, есть время проникновения тепла. И чем больше на это будет потрачено времени, тем ниже теплопроводность стены. Вот соотношение. Например, теплопроводность различных материалов:

• бетон — 1.51 Вт / м × К;
• кирпич — 0,56;
• древесина — 0,09-0,1;
• песок — 0,35;
• керамзит — 0,1;
сталь
• — 58.

Чтобы было понятно, о чем идет речь, необходимо указать, что бетонная конструкция ни под каким предлогом не будет пропускать тепловую энергию, если ее толщина находится в пределах 6 м. Понятно, что в жилищном строительстве это просто невозможно. Это значит, что вам придется использовать другие материалы с более низким показателем, чтобы снизить теплопроводность.И облицовываем их бетонной конструкцией.

Что такое коэффициент теплопроводности

Коэффициент теплопередачи или теплопроводность материалов, который также указан в таблицах, является характеристикой теплопроводности. Он обозначает количество тепловой энергии, проходящей через толщину строительного материала за определенный период времени.

В принципе, коэффициент обозначает именно количественный показатель. И чем он меньше, тем лучше теплопроводность материала.Из сравнения выше видно, что стальные профили и конструкции имеют самый высокий коэффициент. Это значит, что они практически не согревают. Из теплосодержащих строительных материалов, которые используются при возведении несущих конструкций, это древесина.

Но следует отметить еще один момент. Например, все та же сталь. Этот прочный материал используется для отвода тепла там, где требуется его быстрая передача. Например, радиаторы отопления. То есть высокая теплопроводность — не всегда плохо.

Что влияет на теплопроводность строительных материалов

Есть несколько параметров, которые сильно влияют на теплопроводность.

1. Структура самого материала.
2. Его плотность и влажность.

Что касается структуры, то существует огромное разнообразие: однородная плотная, волокнистая, пористая, конгломератная (бетонная), рыхлая и др. Поэтому необходимо указать, что чем более неоднородна структура материала, тем ниже его теплопроводность.Все дело в том, что пройти через вещество, в котором поры занимают большой объем разного размера, тем труднее пройти через него энергии. Но в данном случае тепловая энергия — это излучение. То есть проходит не равномерно, а начинает менять направление, теряя прочность внутри материала.

Теперь о плотности. Этот параметр указывает расстояние между частицами материала внутри него. Исходя из предыдущей позиции, можно сделать вывод: чем меньше это расстояние, а значит, больше плотность, тем выше теплопроводность.Наоборот. Тот же пористый материал имеет меньшую плотность, чем однородный.

Влага — это вода с плотной структурой. А его теплопроводность составляет 0,6 Вт / м * К. Достаточно высокий показатель, сравнимый с коэффициентом теплопроводности кирпича. Поэтому, когда он начинает проникать в структуру материала и заполнять поры, это увеличение теплопроводности.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов: как он применяется на практике и таблица

Практическое значение коэффициента — это правильный расчет толщины несущих конструкций с учетом используемого утеплителя.Следует отметить, что возводимое здание состоит из нескольких ограждающих конструкций, через которые происходит утечка тепла. И у каждого из них свой процент потерь тепла.

• до 30% общей тепловой энергии излучается через стены.
• Через перекрытия — 10%.
• Сквозные окна и двери — 20%.
• Через крышу — 30%.

То есть получается, что если неправильно рассчитать теплопроводность всех заборов, то людям, живущим в таком доме, придется довольствоваться лишь 10% тепловой энергии, которую излучает система отопления… 90% — это, как говорится, зря потраченные деньги.

Экспертное заключение

Инженер-проектировщик ОВК (отопление, вентиляция и кондиционирование) ООО «АСП Северо-Запад»

Спросите у специалиста

«Идеальный дом должен быть построен из теплых теплоизоляционных материалов, в которых все 100% тепла останется внутри. Но по таблице теплопроводности материалов и утеплителей вы не найдете того идеального строительного материала, из которого можно было бы возвести такую ​​конструкцию. Потому что пористая структура конструкции является низкой несущей способностью.Исключением может быть дерево, но оно тоже не идеальное. «

Поэтому при строительстве домов стараются использовать разные строительные материалы, которые дополняют друг друга по теплопроводности. В этом случае очень важно соотносить толщину каждого элемента в общей конструкции здания … В этом плане идеальным домом можно считать каркасный дом, на его деревянной основе уже можно говорить о теплом доме и обогревателях, которые закладываются между элементами каркасной конструкции… Конечно, учитывая среднюю температуру по региону, придется точно рассчитать толщину стен и других ограждающих элементов. Но, как показывает практика, внесенные изменения не настолько значительны, чтобы можно было говорить о крупных капитальных вложениях.

Рассмотрим несколько широко используемых строительных материалов и сравним их теплопроводность по толщине.

Теплопроводность кирпича: таблица по сортам

Фото	Тип кирпича	Теплопроводность, Вт / м * К
	Керамика полнотелая	0,5-0,8
	Керамика шлицевая	0,34-0,43
	пористый	0,22
	Силикатный полнотелый	0,7-0,8
	Силикатный щелевой	0,4
	Клинкер	0,8-0,9

Теплопроводность древесины: таблица по породам

Теплопроводность бальзы самая низкая из всех пород древесины.Именно пробку часто используют в качестве теплоизоляционного материала при проведении теплоизоляционных мероприятий.

Теплопроводность металлов: таблица

Этот показатель для металлов изменяется в зависимости от температуры, при которой они применяются. А здесь соотношение следующее — чем выше температура, тем ниже коэффициент. В таблице показаны металлы, которые используются в строительной отрасли.

Теперь по поводу взаимосвязи с температурой.

• Алюминий при температуре -100 ° C имеет теплопроводность 245 Вт / м * К.А при температуре 0 ° С — 238. При + 100 ° С — 230, при + 700 ° С — 0,9.
• Для меди: при -100 ° С –405, при 0 ° С — 385, при + 100 ° С — 380, при + 700 ° С — 350.

Таблица теплопроводности других материалов

В основном нас будет интересовать таблица теплопроводности изоляционных материалов. Следует отметить, что если для металлов этот параметр зависит от температуры, то для нагревателей — от их плотности. Поэтому показатели будут располагаться в таблице с учетом плотности материала.

Теплоизоляционный материал	Плотность, кг / м³	Теплопроводность, Вт / м * К
Минеральная вата (базальт)	50	0,048
	100	0,056
	200	0,07
Стекловата	155	0,041
	200	0,044
Пенополистирол	40	0,038
	100	0,041
	150	0,05
Экструдированный пенополистирол	33	0,031
Пенополиуретан	32	0,023
	40	0,029
	60	0,035
	80	0,041

А таблица теплоизоляционных свойств строительных материалов.Основные из них уже рассмотрены, обозначим те, которые не вошли в таблицы, и которые относятся к категории часто используемых.

Строительный материал	Плотность, кг / м³	Теплопроводность, Вт / м * К
Бетон	2400	1,51
Железобетон	2500	1,69
Керамзитобетон	500	0,14
Керамзитобетон	1800	0,66
Пенобетон	300	0,08
Пеностекло	400	0,11

Коэффициент теплопроводности воздушного зазора

Всем известно, что воздух, оставленный внутри строительного материала или между слоями строительных материалов, является отличной изоляцией.Почему это происходит, ведь воздух как таковой не может содержать тепла. Для этого необходимо учитывать саму воздушную прослойку, отгороженную двумя слоями стройматериалов. Один из них контактирует с зоной положительных температур, другой — с зоной отрицательных температур.

Тепловая энергия движется от плюса к минусу и встречает на своем пути слой воздуха. Что происходит внутри:

1. Конвекционный теплый воздух внутри прослойки.
2. Тепловое излучение материала с положительной температурой.

Следовательно, сам тепловой поток представляет собой сумму двух факторов с добавлением теплопроводности первого материала. Сразу отметим, что большую часть теплового потока занимает излучение. Сегодня все расчеты термического сопротивления стен и других несущих ограждающих конструкций проводятся на онлайн-калькуляторах. Что касается воздушного зазора, то такие расчеты провести сложно, поэтому взяты значения, которые были получены лабораторными исследованиями в 50-х годах прошлого века.

В них четко указано, что если разница температур между стенками, ограниченными воздухом, составляет 5 ° C, то излучение увеличивается с 60% до 80%, если толщина прослойки увеличивается с 10 до 200 мм. То есть общий объем теплового потока остается прежним, излучение увеличивается, а значит, теплопроводность стенки уменьшается. И разница значительная: от 38% до 2%. Правда, конвекция увеличивается с 2% до 28%. Но поскольку пространство закрытое, движение воздуха внутри него никак не влияет на внешние факторы.

Расчет толщины стенки по теплопроводности вручную с помощью формул или калькулятора

Расчет толщины стенки — непростая задача. Для этого сложите все коэффициенты теплопроводности материалов, из которых была возведена стена. Например, штукатурный раствор снаружи, плюс наружная облицовка, если таковая будет использоваться. Внутренние выравнивающие материалы, это могут быть те же листы штукатурки или гипсокартона, другие плиты или панельные покрытия. Если есть воздушный зазор, то это учитывается.

За основу берется так называемая удельная теплопроводность по регионам. Так что рассчитанное значение не должно быть больше конкретного. Удельная теплопроводность указана в таблице ниже по городам.

То есть чем дальше на юг, тем ниже общая теплопроводность материалов. Соответственно, можно уменьшить и толщину стены. Что касается онлайн-калькулятора, мы предлагаем посмотреть видео ниже, в котором объясняется, как правильно использовать такой сервис расчета.

Если у вас есть вопросы, ответы на которые, как вам показалось, вы не нашли в этой статье, пишите их в комментариях. Наши редакторы постараются на них ответить.

Из чего построить дом? Его стены должны обеспечивать здоровый микроклимат без лишней влаги, плесени, холода. Это зависит от их физических свойств: плотности, водостойкости, пористости. Самое главное — это теплопроводность строительных материалов, а значит их способность пропускать через себя тепловую энергию при разнице температур.Для количественной оценки этого параметра используется коэффициент теплопроводности.

Чтобы кирпичный дом был таким же теплым, как деревянный сруб (из сосны), толщина его стен должна быть в три раза больше толщины стен сруба.

Что такое коэффициент теплопроводности?

Это физическая величина, равная количеству тепла (измеряемому в килокалориях), проходящему через материал толщиной 1 м за 1 час. В этом случае перепад температур по противоположным сторонам его поверхности должен быть равен 1 ° С.Теплопроводность рассчитывается в Вт / м · град (ватт, деленный на произведение метра и градуса).

Использование данной характеристики продиктовано необходимостью правильного выбора типа фасада для создания максимальной теплоизоляции … необходимого условия для комфорта людей, проживающих или работающих в здании. Также теплопроводность строительных материалов учитывается при выборе дополнительного утеплителя дома. В этом случае особенно важен его расчет, так как ошибки приводят к неправильному смещению точки росы и, как следствие, намокают стены, в доме сыро и холодно.

Сравнительные характеристики теплопроводности строительных материалов

Коэффициент теплопроводности материалов разный. Например, для сосны этот показатель составляет 0,17 Вт / м град, для пенобетона — 0,18 Вт / м град: то есть по способности удерживать тепло они примерно одинаковы. Коэффициент теплопроводности кирпича составляет 0,55 Вт / м град, а обычного (сплошного) — 0,8 Вт / м град. Из всего этого следует, что для того, чтобы кирпичный дом был таким же теплым, как деревянный каркас (из сосны), толщина его стен должна быть в три раза больше толщины стен каркаса.

Практическое использование материалов с низкой теплопроводностью

Современные технологии производства теплоизоляционных материалов открывают широкие возможности для строительной отрасли. Сегодня совсем не обязательно строить дома с толстыми стенами: можно удачно комбинировать различные материалы для строительства энергоэффективных построек. Не очень высокую теплопроводность кирпича можно компенсировать применением дополнительного внутреннего или внешнего утеплителя, например, пенополистирола, теплопроводность которого всего 0.03 Вт / м град.

Вместо дорогих кирпичных и малоэффективных с точки зрения энергосбережения домов монолитные и каркасно-панельные дома из тяжелого и плотного бетона теперь строят из газобетона … Его параметры такие же, как у дерева: в доме из этого материала стены не промерзают даже в самые холодные зимы.

Теплопотери дома в процентах.

Эта технология позволяет возводить более дешевые здания.Это связано с тем, что низкий коэффициент теплопроводности строительных материалов упростил строительство минимальными затратами на финансирование. Время, затрачиваемое на строительные работы … Для более легких конструкций не требуется устройство тяжелого глубоко заглубленного фундамента: в некоторых случаях достаточно легкой полосовой или столбчатой ​​формы.

Такой принцип строительства стал особенно привлекательным при возведении легких каркасных домов … Сегодня все больше и больше коттеджей, супермаркетов, складских помещений и промышленных зданий… Такие постройки можно использовать в любой климатической зоне.

Принцип технологии каркасно-панельного строительства заключается в том, что между тонкими листами фанеры или плит OSB помещается теплоизолятор. Это может быть минеральная вата или пенополистирол. Толщина материала подбирается с учетом его теплопроводности. Тонкие стены вполне справятся с задачей теплоизоляции. Крыша устроена таким же образом. Эта технология позволяет в короткие сроки возвести здание с минимальными финансовыми затратами.

Сравнение параметров популярных материалов для утепления и строительства домов

Пенополистирол и минеральная вата заняли лидирующие позиции в утеплении фасадов. Мнения специалистов разделились: некоторые утверждают, что вата накапливает конденсат и пригодна для использования только при одновременном использовании с паронепроницаемой мембраной. Но тогда стены теряют воздухопроницаемость, и качественное использование вызывает сомнения. Другие утверждают, что создание вентилируемых фасадов решает эту проблему.При этом пенополистирол имеет низкую теплопроводность и хорошо дышит. Для него пропорционально зависит от плотности листов: 40/100/150 кг / м3 = 0,03 / 0,04 / 0,05 Вт / м * ºC.

Еще одна важная характеристика, которую необходимо учитывать при строительстве, — паропроницаемость. Имеется в виду способность стен пропускать влагу изнутри. При этом нет потери температуры в помещении и нет необходимости проветривать помещение. Низкая теплопроводность и высокая паропроницаемость стен обеспечивают идеальный микроклимат для проживания человека в доме.

Исходя из этих условий, можно определить наиболее эффективные дома для проживания людей. Пенобетон имеет самую низкую теплопроводность (0,08 Вт
м * ºC) при плотности 300 кг / м3. Этот строительный материал также имеет одну из самых высоких степеней паропроницаемости (0,26 Мг / м * ч * Па). На втором месте по праву стоит древесина, в частности — сосна, ель, дуб. Их теплопроводность довольно низкая (0,09 Вт / м * ºC) при условии, что древесина обрабатывается поперек волокон.И паропроницаемость у этих разновидностей самая высокая (0,32 Мг / м * ч * Па). Для сравнения: при использовании сосны, обработанной вдоль волокон, тепловыделение увеличивается до 0,17-0,23 Вт / м * ºC.

Таким образом, пенобетон и дерево лучше всего подходят для возведения стен, так как имеют наилучшие параметры для обеспечения экологической чистоты и хорошего микроклимата в помещении. Для утепления фасада подходят пенополиуретан, пенополистирол, минеральная вата. Отдельно стоит сказать о буксировке.Его укладывают для исключения мостиков холода при кладке сруба. Повышает и без того прекрасные свойства деревянного фасада: коэффициент теплопроводности пакли самый низкий (0,05 Вт / м * ºC), а паропроницаемость — самый высокий (0,49 Мг / м * ч * Па).

Строительство каждого объекта лучше начинать с планирования проекта и тщательного расчета теплотехнических параметров. Точные данные позволят получить таблицу теплопроводности строительных материалов.Правильное строительство построек способствует достижению оптимальных климатических параметров в помещении. А таблица поможет правильно выбрать сырье, которое будет использовано для строительства.

Теплопроводность материалов влияет на толщину стен

Теплопроводность — это мера передачи тепловой энергии от нагретых объектов в помещении к объектам с более низкой температурой. Процесс теплообмена идет, пока температурные показатели не уравняются. Для обозначения тепловой энергии используется специальный коэффициент теплопроводности строительных материалов.Таблица поможет вам увидеть все необходимые значения. Параметр обозначает, сколько тепловой энергии проходит через единицу площади за единицу времени. Чем больше это обозначение, тем лучше будет теплопередача. При строительстве зданий необходимо использовать материал с минимальной теплопроводностью.

Коэффициент теплопроводности — это такое значение, которое равно количеству тепла, проходящего через метр толщины материала в час. Использование такой характеристики обязательно для создания лучшей теплоизоляции… Теплопроводность следует учитывать при выборе дополнительных изоляционных конструкций.

Что влияет на показатель теплопроводности?

Теплопроводность определяется такими факторами:

• пористость определяет неоднородность структуры. Когда тепло проходит через такие материалы, процесс охлаждения незначителен;
• повышенное значение плотности влияет на тесный контакт между частицами, что способствует более быстрой передаче тепла;
• высокая влажность увеличивает этот показатель.

Практическое использование значений коэффициента теплопроводности

Материалы представлены в конструкционных и теплоизоляционных разновидностях. Первый тип имеет высокую теплопроводность. Их используют для устройства полов, заборов и стен.

По таблице определены возможности их теплопередачи. Чтобы этот показатель был достаточно низким для нормального климата в помещении, стены из некоторых материалов должны быть особенно толстыми.Чтобы этого не произошло, рекомендуется использовать дополнительные теплоизоляционные компоненты.

Показатели теплопроводности готовых зданий. Виды утеплителя

При создании проекта нужно учитывать все способы утечки тепла. Он может выходить через стены и крышу, а также через полы и двери. Если вы неправильно проведете проектные расчеты, то придется довольствоваться только тепловой энергией, получаемой от отопительных приборов… Здания, построенные из стандартного сырья: камня, кирпича или бетона, необходимо дополнительно утеплять.

В каркасных зданиях проводится дополнительная теплоизоляция. При этом деревянный каркас придает конструкции жесткость, а в пространство между стойками укладывается изоляционный материал. В зданиях из кирпича и шлакоблоков утепление проводится вне конструкции.

При выборе утеплителей необходимо обращать внимание на такие факторы, как уровень влажности, влияние высоких температур и тип конструкции.Рассмотрим некоторые параметры теплоизоляционных конструкций:

• показатель теплопроводности влияет на качество процесса теплоизоляции;
• влагопоглощение имеет большое значение при утеплении внешних элементов;
Толщина
• влияет на надежность утеплителя. Тонкий утеплитель помогает сохранить полезную площадь помещения;
• Воспламеняемость важна. Качественное сырье обладает способностью самозатухать;
• термическая стабильность отражает способность выдерживать перепады температур;
• экологичность и безопасность;
• звукоизоляция защищает от шума.

В качестве утеплителей используются следующие типы:

• пена — легкий материал с хорошими изоляционными свойствами. Он прост в установке и влагоустойчив. Рекомендован для использования в нежилых зданиях;
• базальтовая вата в отличие от минеральной отличается лучшими показателями влагостойкости;
• Пеноплекс устойчив к влаге, высоким температурам и огню. Обладает отличной теплопроводностью, прост в установке и долговечен;
Пенополиуретан

• известен такими качествами, как негорючесть, хорошие водоотталкивающие свойства и высокая огнестойкость;
• экструдированный пенополистирол в процессе производства проходит дополнительную обработку.Имеет однородную структуру;

• пенофол — многослойный изоляционный слой. В составе есть вспененный полиэтилен. Поверхность пластины покрыта фольгой для обеспечения отражения.

Для теплоизоляции можно использовать сыпучие виды сырья. Это бумажные пеллеты или перлит. Они устойчивы к воздействию влаги и огня. А из органических сортов можно рассматривать волокна из дерева, льна или пробкового покрытия … При выборе особое внимание обращайте на такие показатели, как экологичность и пожаробезопасность.

Примечание! При проектировании теплоизоляции важно учитывать установку гидроизоляционного слоя. Это позволит избежать повышенной влажности и повысит сопротивление теплопередаче.

Таблица теплопроводности строительных материалов: особенности показателей

Таблица теплопроводности строительных материалов содержит показатели различных видов сырья, используемого в строительстве. Используя эту информацию, вы легко сможете рассчитать толщину стен и количество утеплителя.

Как пользоваться таблицей теплопроводности материалов и утеплителя?

В таблице сопротивления теплопередаче материалов указаны наиболее популярные материалы. При выборе конкретного варианта теплоизоляции важно учитывать не только физические свойства, но и такие характеристики, как долговечность, цена и простота монтажа.

Знаете ли вы, что проще всего установить пенопласт и пенополиуретан. Они стелятся по поверхности в виде пены.Такие материалы легко заполняют полости конструкций. Сравнивая жесткий и поролоновый варианты, следует подчеркнуть, что поролон не образует стыков.

Значения коэффициентов теплоотдачи материалов в таблице

При проведении расчетов следует знать коэффициент сопротивления теплопередаче. Это значение представляет собой отношение температур с обеих сторон к количеству теплового потока. Для определения термического сопротивления определенных стен используется таблица теплопроводности.

Вы можете сами произвести все расчеты. Для этого толщину слоя теплоизолятора делят на коэффициент теплопроводности. Это значение часто указывается на упаковке, если это изоляция. Хозяйственные материалы измеряются самостоятельно. Это касается толщины, а коэффициенты можно найти в специальных таблицах.

Коэффициент сопротивления помогает выбрать конкретный тип изоляции и толщину слоя материала. Информацию о паропроницаемости и плотности можно найти в таблице.

При правильном использовании табличных данных можно выбрать качественный материал для создания благоприятного микроклимата в помещении.

Теплопроводность строительных материалов (видео)

Вам также может быть интересно:

Как сделать отопление в частном доме из полипропиленовых труб своими руками Гидро стрелка: назначение, принцип работы, расчеты Отопительный контур с принудительной циркуляцией двухэтажного дома — решение проблемы с тепло

Таблица теплопроводности строительных материалов необходима при проектировании защиты здания от теплопотерь по нормам СНиП 2003 г. под № 23-02.Эти меры обеспечивают сокращение операционного бюджета, поддержание круглогодичного комфортного микроклимата в помещениях. Для удобства пользователей все данные сведены в таблицы, параметры приведены для нормальной работы, условий повышенной влажности, так как некоторые материалы при увеличении этого параметра резко ухудшают свойства.

Теплопроводность — один из способов потери тепла в жилых помещениях. Эта характеристика выражается количеством тепла, которое может проникнуть через единицу площади материала (1 м 2) в секунду при стандартной толщине слоя (1 м).Физики объясняют выравнивание температур различных тел и объектов посредством теплопроводности естественной тенденцией к термодинамическому равновесию всех материальных веществ.

Таким образом, каждый индивидуальный застройщик, обогревая помещение зимой, получает потери тепловой энергии, покидая жилище через наружные стены, полы, окна, крышу. Чтобы снизить энергозатраты на обогрев помещений при сохранении в них комфортного микроклимата, необходимо еще на этапе проектирования рассчитать толщину всех ограждающих конструкций.Это снизит бюджет строительства.

Таблица теплопроводности строительных материалов позволяет использовать точные коэффициенты для конструкционных материалов стен. Нормы СНиП регламентируют сопротивление фасадов коттеджей передаче тепла холодному воздуху улицы в пределах 3,2 единицы. Умножая эти значения, вы можете получить необходимую толщину стенки для определения количества материала.

Например, при выборе газобетона с коэффициентом 0.12 единиц, достаточно кладки в одном блоке длиной 0,4 м. Используя более дешевые блоки из того же материала с коэффициентом 0,16 единицы, потребуется сделать стену толще — 0,52 м. Коэффициент теплопроводности сосны, ели 0,18 ед. Следовательно, для выполнения условия сопротивления теплопередаче 3.2 потребуется 57 см бруса, которого в природе не существует. При выборе кирпичной кладки с коэффициентом 0,81 единицы толщина наружных стен грозит увеличиться до 2.6 м, железобетонные конструкции — до 6,5 м.

На практике стены делают многослойными, укладывая внутри слой утеплителя или обшивая внешнюю поверхность теплоизолятором. Эти материалы имеют гораздо меньший коэффициент теплопроводности, что позволяет во много раз уменьшить толщину. Конструкционный материал обеспечивает прочность здания, утеплитель снижает теплопотери до приемлемого уровня. Современные облицовочные материалы, применяемые на фасадах и внутренних стенах, также устойчивы к потерям тепла.Поэтому при расчетах учитываются все слои будущих стен.

Приведенные выше расчеты будут неточными, если не учитывать наличие светопрозрачных конструкций в каждой стене коттеджа. Таблица теплопроводности строительных материалов в нормах СНиП обеспечивает удобный доступ к коэффициентам теплопроводности этих материалов.

Пример расчета толщины стены по теплопроводности

При выборе типового или индивидуального проекта застройщик получает комплект документации, необходимой для возведения стен.Силовые конструкции обязательно рассчитываются на прочность с учетом ветровых, снеговых, эксплуатационных, конструктивных нагрузок. Толщина стен учитывает особенности материала каждого слоя, поэтому потери тепла гарантированно будут ниже допустимых норм СНиП. В этом случае заказчик может предъявить претензию организации, которая занималась проектированием, при отсутствии необходимого эффекта при эксплуатации жилища.

Однако при строительстве дачи, садового домика многие собственники предпочитают сэкономить на покупке проектной документации.В этом случае расчеты толщины стен можно провести самостоятельно. Специалисты не рекомендуют пользоваться услугами на сайтах компаний по продаже стройматериалов, утеплителей. Многие из них завышают значения теплопроводности стандартных материалов в калькуляторах, чтобы представить свою продукцию в выгодном свете. Точно так же ошибки в расчетах чреваты для застройщика снижением комфортности интерьера в холодный период.

Самостоятельный расчет не составляет труда, используется ограниченное количество формул, стандартные значения:

• тепловое сопротивление стены — 3.5 и более (согласно СНиП), — это сумма термических сопротивлений всех слоев, составляющих несущую стену
• Коэффициент теплопроводности строительных материалов — это указывает каждый производитель конструкционного материала, светопрозрачных конструкций, утеплителя без выходят из строя, однако лучше дополнительно сверить таблицу в нормах СНиП
• Тепловое сопротивление отдельного слоя стены — рассчитывается умножением толщины слоя (м) на теплопроводность материала

Например, чтобы привести толщину кирпичной стены в соответствие со стандартным термическим сопротивлением, необходимо умножить коэффициент для этого материала, взятый из таблицы, на стандартное термическое сопротивление:

0.76 x 3,5 = 2,66 м

Такая крепость излишне дорогая для любого застройщика, поэтому толщину кладки следует уменьшить до приемлемых 38 см за счет добавления утеплителя:

• облицовка полукирпичом 12,5 см
• внутренняя стена из кирпича 25 см

Термическое сопротивление кирпичной кладки в этом случае составит 0,38 / 0,76 = 0,5 ед. Вычитая полученный результат из стандартного параметра, получаем необходимое термическое сопротивление изоляционного слоя:

3.5 — 0,5 = 3 единицы

При выборе базальтовой ваты с коэффициентом 0,039 единиц получаем слой толщиной:

3 x 0,039 = 11,7 см

Отдав предпочтение экструдированному пенополистиролу с коэффициентом 0,037 единиц уменьшаем слой утеплителя до:

3 x 0,037 = 11,1 см

На практике для гарантированного запаса можно выбрать 12 см, а можно обойтись и 10 см с учетом внешняя, внутренняя облицовка стен, также обладающая термическим сопротивлением.Необходимый инвентарь можно получить без использования строительных материалов или утеплителей, изменив конструкцию кладки. Замкнутые пространства воздушных пространств внутри некоторых видов легкой кладки также обладают термическим сопротивлением.

Их теплопроводность можно найти по таблице ниже, находящейся в СНиП.

В последние годы при строительстве дома или его ремонте большое внимание уделяется энергоэффективности.При уже существующих ценах на топливо это очень важно. Более того, похоже, что дальнейшая экономия будет становиться все более важной. Чтобы правильно подобрать состав и толщину материалов в круге ограждающих конструкций (стены, пол, потолок, крыша) необходимо знать теплопроводность строительных материалов. Эта характеристика указывается на упаковках с материалами, и она необходима еще на этапе проектирования. Ведь необходимо определиться, из какого материала строить стены, чем их утеплить, какой толщины должен быть каждый слой.

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

При выборе стройматериалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одна из ключевых позиций — теплопроводность. Это отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое конкретный материал может проводить за единицу времени. То есть, чем ниже этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше число, тем лучше отвод тепла.

Материалы с низкой теплопроводностью используются для изоляции, с высокой — для передачи или рассеивания тепла. Например, радиаторы изготавливаются из алюминия, меди или стали, так как хорошо передают тепло, то есть имеют высокий коэффициент теплопроводности. Для утепления используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности — они лучше сохраняют тепло. Если объект состоит из нескольких слоев материала, его теплопроводность определяется как сумма коэффициентов всех материалов.При расчете рассчитывается теплопроводность каждой из составляющих «пирога», найденные значения суммируются. В целом получаем теплоизоляционную способность ограждающей конструкции (стены, пол, потолок).

Еще есть термическое сопротивление. Он отражает способность материала предотвращать прохождение тепла через него. То есть это величина, обратная теплопроводности. И, если вы видите материал с высоким термическим сопротивлением, его можно использовать для теплоизоляции.Примером теплоизоляционных материалов может служить популярная минеральная или базальтовая вата, пенопласт и т. Д. Материалы с низким термическим сопротивлением необходимы для рассеивания или передачи тепла. Например, для отопления используют алюминиевые или стальные радиаторы, так как они хорошо отдают тепло.

Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов

Чтобы в доме было тепло зимой и прохладно летом, теплопроводность стен, пола и крыши должна быть не менее определенного значения, которое рассчитывается для каждого региона.Состав «пирога» стен, пола и потолка, толщина материалов взяты так, чтобы общий показатель был не меньше (или лучше — хотя бы немного больше) рекомендованного для вашего региона.

При выборе материалов следует учитывать, что некоторые из них (не все) намного лучше проводят тепло в условиях повышенной влажности. Если в процессе эксплуатации такая ситуация может возникать в течение длительного времени, в расчетах используется теплопроводность для этого состояния. Коэффициенты теплопроводности основных материалов, используемых для утепления, приведены в таблице.

Название материала	Коэффициент теплопроводности Вт / (м ° C)
	Сухая	При нормальной влажности	При повышенной влажности
Войлок шерстяной	0,036-0,041	0,038-0,044	0,044–0,050
Минеральная вата 25-50 кг / м3	0,036	0,042	0,045
Минеральная вата 40-60 кг / м3	0,035	0,041	0,044
Минеральная вата 80-125 кг / м3	0,036	0,042	0,045
Минеральная вата 140-175 кг / м3	0,037	0,043	0,0456
Минеральная вата 180 кг / м3	0,038	0,045	0,048
Стекловата 15 кг / м3	0,046	0,049	0,055
Стекловата 17 кг / м3	0,044	0,047	0,053
Стекловата 20 кг / м3	0,04	0,043	0,048
Стекловата 30 кг / м3	0,04	0,042	0,046
Стекловата 35 кг / м3	0,039	0,041	0,046
Стекловата 45 кг / м3	0,039	0,041	0,045
Стекловата 60 кг / м3	0,038	0,040	0,045
Стекловата 75 кг / м3	0,04	0,042	0,047
Стекловата 85 кг / м3	0,044	0,046	0,050
Пенополистирол (полистирол, ППС)	0,036-0,041	0,038-0,044	0,044–0,050
Экструдированный пенополистирол (EPS, XPS)	0,029	0,030	0,031
Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 600 кг / м3	0,14	0,22	0,26
Пенобетон, пенобетон на цементном растворе, 400 кг / м3	0,11	0,14	0,15
Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 600 кг / м3	0,15	0,28	0,34
Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 400 кг / м3	0,13	0,22	0,28
Пеностекло, крошка, 100 — 150 кг / м3	0,043-0,06
Пеностекло, крошка, 151-200 кг / м3	0,06-0,063
Пеностекло, крошка, 201 — 250 кг / м3	0,066-0,073
Пеностекло, крошка, 251-400 кг / м3	0,085-0,1
Пеноблок 100 — 120 кг / м3	0,043-0,045
Пеноблок 121 — 170 кг / м3	0,05-0,062
Пеноблок 171 — 220 кг / м3	0,057-0,063
Пеноблок 221 — 270 кг / м3	0,073
Эковата	0,037-0,042
Пенополиуретан (ППУ) 40 кг / м3	0,029	0,031	0,05
Пенополиуретан (ППУ) 60 кг / м3	0,035	0,036	0,041
Пенополиуретан (ППУ) 80 кг / м3	0,041	0,042	0,04
Пенополиэтилен с поперечными связями	0,031-0,038
Вакуум	0
Воздух + 27 ° С.1 атм	0,026
Ксенон	0,0057
Аргон	0,0177
Аэрогель (Aspen aerogels)	0,014-0,021
Шлак	0,05
Вермикулит	0,064-0,074
Вспененный каучук	0,033
Пробковые листы 220 кг / м3	0,035
Пробковые листы 260 кг / м3	0,05
Маты базальтовые, полотна	0,03-0,04
Буксир	0,05
Перлит, 200 кг / м3	0,05
Вспученный перлит, 100 кг / м3	0,06
Изоляционные плиты льняные, 250 кг / м3	0,054
Полистиролбетон, 150-500 кг / м3	0,052-0,145
Гранулированная пробка, 45 кг / м3	0,038
Минеральная пробка на битумной основе, 270-350 кг / м3	0,076-0,096
Пробковое напольное покрытие, 540 кг / м3	0,078
Втулка техническая, 50 кг / м3	0,037

Часть информации взята из стандартов, прописывающих характеристики тех или иных материалов (СНиП 23-02-2003, СП 50.13330.2012, СНиП II-3-79 * (Приложение 2)). Те материалы, которые не прописаны в стандартах, можно найти на сайтах производителей. Так как стандартов нет, у разных производителей они могут существенно отличаться, поэтому при покупке обращайте внимание на характеристики каждого покупаемого материала.

Таблица теплопроводности строительных материалов

Стены, потолок, пол можно делать из разных материалов, но так сложилось, что теплопроводность строительных материалов обычно сравнивают с кирпичной кладкой… Этот материал знают все, с ним легче ассоциироваться. Самыми популярными являются схемы, которые четко показывают разницу между различными материалами … В предыдущем абзаце есть одна такая картинка, вторая — сравнение кирпичной стены и стены из бревен показаны ниже. Поэтому для стен из кирпича и другого материала с высокой теплопроводностью выбирают теплоизоляционные материалы … Для облегчения выбора теплопроводность основных строительных материалов сведена в таблицу.

Название материала, плотность	Коэффициент теплопроводности
	сухой	при нормальной влажности	при повышенной влажности
ЦПР (цементно-песчаный раствор)	0,58	0,76	0,93
Известково-песчаный раствор	0,47	0,7	0,81
Гипс	0,25
Пенобетон, пенобетон на цементе, 600 кг / м3	0,14	0,22	0,26
Пенобетон, пенобетон на цементе, 800 кг / м3	0,21	0,33	0,37
Пенобетон, пенобетон на цементе, 1000 кг / м3	0,29	0,38	0,43
Пенобетон, газобетон на извести, 600 кг / м3	0,15	0,28	0,34
Пенобетон, газобетон на извести, 800 кг / м3	0,23	0,39	0,45
Пенобетон, газобетон на извести, 1000 кг / м3	0,31	0,48	0,55
Оконное стекло	0,76
Арболит	0,07-0,17
Бетон с натуральным щебнем, 2400 кг / м3	1,51
Легкий бетон с натуральной пемзой, 500-1200 кг / м3	0,15-0,44
Бетон на гранулированном шлаке, 1200-1800 кг / м3	0,35-0,58
Котельный шлакобетон, 1400 кг / м3	0,56
Щебень бетонный, 2200-2500 кг / м3	0,9-1,5
Бетон на топливном шлаке, 1000-1800 кг / м3	0,3-0,7
Пористый керамический блок	0,2
Вермикулитбетон, 300-800 кг / м3	0,08-0,21
Керамзитобетон, 500 кг / м3	0,14
Керамзитобетон, 600 кг / м3	0,16
Керамзитобетон, 800 кг / м3	0,21
Керамзитобетон, 1000 кг / м3	0,27
Керамзитобетон, 1200 кг / м3	0,36
Керамзитобетон, 1400 кг / м3	0,47
Керамзитобетон, 1600 кг / м3	0,58
Керамзитобетон, 1800 кг / м3	0,66
Подушечка керамическая полнотелая на КПП	0,56	0,7	0,81
Кирпич керамический пустотелый для ЦП, 1000 кг / м3)	0,35	0,47	0,52
Кладка из пустотелого кирпича на центральном диспетчерском пункте, 1300 кг / м3)	0,41	0,52	0,58
Кладка из пустотелого керамического кирпича на центральном диспетчерском пункте, 1400 кг / м3)	0,47	0,58	0,64
Кирпич силикатный полнотелый для ЦП, 1000 кг / м3)	0,7	0,76	0,87
Кладка из пустотелого силикатного кирпича на КПП, 11 пустот	0,64	0,7	0,81
Кладка из пустотелого силикатного кирпича на КПП, 14 пустот	0,52	0,64	0,76
Известняк 1400 кг / м3	0,49	0,56	0,58
Известняк 1 + 600 кг / м3	0,58	0,73	0,81
Известняк 1800 кг / м3	0,7	0,93	1,05
Известняк 2000 кг / м3	0,93	1,16	1,28
Песок строительный, 1600 кг / м3	0,35
Гранит	3,49
Мрамор	2,91
Керамзит, гравий 250 кг / м3	0,1	0,11	0,12
Керамзит, гравий, 300 кг / м3	0,108	0,12	0,13
Керамзит, гравий 350 кг / м3	0,115-0,12	0,125	0,14
Керамзит, гравий, 400 кг / м3	0,12	0,13	0,145
Керамзит, гравий, 450 кг / м3	0,13	0,14	0,155
Керамзит, гравий, 500 кг / м3	0,14	0,15	0,165
Керамзит, гравий, 600 кг / м3	0,14	0,17	0,19
Керамзит, гравий, 800 кг / м3	0,18
Гипсокартон, 1100 кг / м3	0,35	0,50	0,56
Гипсокартон, 1350 кг / м3	0,23	0,35	0,41
Глина, 1600-2900 кг / м3	0,7-0,9
Глина огнеупорная, 1800 кг / м3	1,4
Керамзит, 200-800 кг / м3	0,1-0,18
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией, 800-1200 кг / м3	0,23-0,41
Керамзитобетон, 500-1800 кг / м3	0,16-0,66
Керамзитобетон на перлитовом песке, 800-1000 кг / м3	0,22-0,28
Клинкерный кирпич, 1800 — 2000 кг / м3	0,8-0,16
Кирпич облицовочный керамический, 1800 кг / м3	0,93
Кладка из щебня средней плотности, 2000 кг / м3	1,35
Листы гипсокартона, 800 кг / м3	0,15	0,19	0,21
Листы гипсокартона, 1050 кг / м3	0,15	0,34	0,36
Фанера клееная	0,12	0,15	0,18
ДВП, ДСП, 200 кг / м3	0,06	0,07	0,08
ДВП, ДСП, 400 кг / м3	0,08	0,11	0,13
ДВП, ДСП, 600 кг / м3	0,11	0,13	0,16
ДВП, ДСП, 800 кг / м3	0,13	0,19	0,23
ДВП, ДСП, 1000 кг / м3	0,15	0,23	0,29
Линолеум ПВХ на теплоизоляционной основе, 1600 кг / м3	0,33
Линолеум ПВХ на теплоизоляционной основе, 1800 кг / м3	0,38
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1400 кг / м3	0,2	0,29	0,29
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1600 кг / м3	0,29	0,35	0,35
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1800 кг / м3	0,35
Листы плоские асбестоцементные, 1600-1800 кг / м3	0,23-0,35
Ковер, 630 кг / м3	0,2
Поликарбонат (листы), 1200 кг / м3	0,16
Полистиролбетон, 200-500 кг / м3	0,075-0,085
Ракушечник, 1000-1800 кг / м3	0,27-0,63
Стекловолокно, 1800 кг / м3	0,23
Бетонная плитка, 2100 кг / м3	1,1
Плитка керамическая, 1900 кг / м3	0,85
Черепица ПВХ, 2000 кг / м3	0,85
Штукатурка известняковая, 1600 кг / м3	0,7
Цементно-песчаная штукатурка, 1800 кг / м3	1,2

Дерево — один из строительных материалов с относительно низкой теплопроводностью.В таблице приведены примерные данные по разным породам … При покупке обязательно смотрите на плотность и коэффициент теплопроводности. Не все они соответствуют предписаниям нормативных документов.

Наименование	Коэффициент теплопроводности
	Сухая	При нормальной влажности	При повышенной влажности
Сосна, ель поперек волокон	0,09	0,14	0,18
Сосна, ель вдоль волокон	0,18	0,29	0,35
Дуб вдоль волокон	0,23	0,35	0,41
Дуб поперечный	0,10	0,18	0,23
Пробковое дерево	0,035
Береза ​​	0,15
Кедр	0,095
Натуральный каучук	0,18
Клен	0,19
Липа (влажность 15%)	0,15
Лиственница	0,13
Опилки	0,07-0,093
Буксир	0,05
Паркет дубовый	0,42
Штучный паркет	0,23
Панельный паркет	0,17
Пихта	0,1-0,26
Тополь	0,17

Металлы очень хорошо проводят тепло.Они часто являются мостом холода в конструкции. И это тоже нужно учитывать, чтобы исключить прямой контакт с помощью теплоизоляционных слоев и прокладок, что называется термическим разрывом. Теплопроводность металлов сведена в другую таблицу.

Наименование	Коэффициент теплопроводности		Наименование	Коэффициент теплопроводности
Бронза	22-105		Алюминий	202-236
Медь	282-390		Латунь	97-111
Серебро	429		Утюг	92
Олово	67		Сталь	47
Золото	318

Как рассчитать толщину стенки

Чтобы в доме было тепло зимой и прохладно летом, необходимо, чтобы ограждающие конструкции (стены, пол, потолок / крыша) имели определенное термическое сопротивление.Это значение отличается для каждого региона. Это зависит от средней температуры и влажности в конкретной местности.

Термическое сопротивление ограждающих конструкций
для регионов России

Чтобы счета за отопление не были слишком большими, стройматериалы и их толщину нужно выбирать так, чтобы их суммарное термическое сопротивление было не меньше указанного в таблице.

Расчет толщины стен, толщины утеплителя, отделочных слоев

Для современного строительства типична ситуация, когда стена многослойная.кроме несущей конструкции есть утеплитель, отделочные материалы. Каждый из слоев имеет свою толщину. Как определить толщину утеплителя? Расчет прост. По формуле:

Р — термическое сопротивление;

p — толщина слоя в метрах;

к — коэффициент теплопроводности.

Для начала нужно определиться с материалами, которые вы будете использовать при строительстве. Причем нужно точно знать, из какого материала стены, утеплителя, отделки и т. Д.будет. Ведь каждый из них способствует теплоизоляции, а при расчете учитывается теплопроводность строительных материалов.

Термическое сопротивление считается первым конструкционным материалом (из которого будут построены стена, пол и т. Д.), Затем толщина выбранного утеплителя подбирается «по остаточному» принципу. Также можно учитывать теплоизоляционные характеристики отделочных материалов, но обычно они идут «в плюс» к основным.Так закладывается определенный запас «на всякий случай». Такой запас позволяет сэкономить на отоплении, что впоследствии положительно сказывается на бюджете.

Пример расчета толщины утеплителя

Возьмем пример. Стену будем строить кирпичную — полтора кирпича, утеплим минеральной ватой. Согласно таблице тепловое сопротивление стен для региона должно быть не менее 3,5. Расчет для этой ситуации показан ниже.

Если бюджет ограничен, минеральной ватой можно взять 10 см, а недостающее будет покрыто отделочными материалами … Они будут внутри и снаружи. Но если вы хотите, чтобы ваши счета за отопление были минимальными, лучше закончить пуск с плюсом к расчетному значению. Это ваш резерв для самых низких температур, так как это нормы термического сопротивления ограждающих конструкций, они учитываются средней температурой за несколько лет, а зимы аномально холодные. Поэтому теплопроводность строительных материалов, используемых для отделки, просто не учитывается.

Экспериментальные измерения тепловых свойств мексиканских строительных материалов для моделирования теплового поведения для экономии энергии

• Хесус Чавес-Галан
• Рафаэль Альманса
• Нефтали Родригес

Доклад конференции

• 1 Цитаты
• 135 Загрузки

Реферат

Одним из основных факторов, определяющих надежность теплового расчета здания, являются значения теплопередачи и теплопередачи, используемые во время этого процесса.Для оптимизации такого процесса теплового проектирования имеется мало информации о наиболее используемых строительных материалах в Мексике; следовательно, были выполнены некоторые измерения. Мы представляем экспериментальные результаты теплопроводности для: красного кирпича, тепетата, самана и бетона. Кроме того, представлены экспериментальные данные коэффициентов конвективной теплоотдачи для стен из красного кирпича, тепетата, сырца и бетона.

Для оценки теплопроводности использовалась методика Кондратьева.Кондратьевская методика основана на остывании тел при регулярном анализе состояния. Значения теплопроводности составили: красный кирпич k _L = 0,906 Вт / мКл, тепетат k _T = 0,648 Вт / мКл, саман k _A = 0,570 Вт / мКл, бетон k _C = 1,918 Вт / мКл. . Изготовлены испытательные стены из красного кирпича, тепетата, самана и бетона толщиной 0,46×0,56 и 0,06 м, а также опытный образец для монтажа стен с целью оценки их коэффициентов конвективной теплоотдачи.Измерения проводились в Инженерном институте УНАМ в аэродинамической трубе для диапазона скоростей воздуха 2–10 м / с. Заявленные значения конвективных коэффициентов колеблются в пределах 16–134 Вт / м ² ° C, в зависимости от материала и положения стены, а также скорости воздуха.

Ключевые слова

Теплопроводность коэффициенты конвективной теплоотдачи при охлаждении тел в обычных строительных материалах Аэродинамическая труба

Это предварительный просмотр содержания подписки,

войдите в

, чтобы проверить доступ.

Предварительный просмотр

Невозможно отобразить предварительный просмотр. Скачать превью PDF.

Список литературы

1. (1).

   Холман Дж. П., (1998). Теплопередача, C.E.C.S.A., Первое издание, Мексика (на испанском языке).

   Google Scholar

2. (2).

   Нащокин В.В., (1979).

   Инженерная термодинамика и теплопередача

   , Издательство МИР, Москва.

   Google Scholar

3. (3).

   Eckert E.R.G. и Гольдштейн Р.J., (1976).

   Измерения в теплопередаче

   , Hemisphere Publishing Corporation, E.U.A.

   Google Scholar

4. (4).

   Солоухин Р.И., Афган Н.Х. (редакторы), (1985).

   Методы измерения тепломассопереноса

   , Hemisphere Publishing Corporation, Вашингтон, округ Колумбия

   Google Scholar

5. (5).

   Хагишима А. и Танимото Дж. (2003). Полевые измерения для оценки коэффициента конвективной теплопередачи на поверхностях зданий, Building and Environment, 38, стр.873–881.

   CrossRefGoogle Scholar

6. (6).

   Клир Р.Д., Гартланд Л. и Винкельманн Ф.К., (2003). Эмпирическая корреляция для коэффициента наружной конвективной воздушной пленки для горизонтальных крыш,

   Energy and Buildings

   , 35, стр. 797–811.

   CrossRefGoogle Scholar

7. (7).

   Коррал М., Гальегос Р. и Луна А. (2004). Экспериментальный мониторинг строительных систем для более типичных стен в домах в местах с теплым климатом,

   Труды XXVIII Национальной недели солнечной энергии

   , ANES, Оахака, Мексика (на испанском языке).

   Google Scholar

8. (8).

   Альманса Р., Мартинес А.и Сегура Г., (1989). Исследование каолинитовой глины как облицовки солнечных водоемов, Solar Energy, Vol. 42, № 5, с. 395–403.

   CrossRefGoogle Scholar

9. (9).

   Официальная газета Федерации, (2001). Мексиканский

   Официальная норма NOM-008-ENER-2001

   ,

   Энергетическая эффективность в зданиях, оболочка нежилых зданий

   , 25 апреля, Вторая часть (на испанском языке)

   Google Scholar

10. (10).

    Американское общество инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха (2001 г.).

    Справочник по основам

    , E.U.A.

    Google Scholar

11. (11) Королевское заявление 2.429 / 79, (1979).

    Основные нормы здания NBE-CT-79, о тепловых условиях здания

    , Мадрид, Испания (на испанском языке).

    Google Scholar

12. (12).

    Эрнани Сартори, (2006). Уравнения коэффициента конвекции для принудительного воздушного потока над плоскими поверхностями,

    Solar Energy

    , 80 (9), стр.1063–1071.

    CrossRefGoogle Scholar

Информация об авторских правах

© Tsinghua University Press, Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg 2008

Авторы и аффилированные лица

• Хесус Чавес-Галан
• Rafael 9137 Instituto de IngenieríaUniversidad Nacional Autónoma de México, Апартадо, Мексика, DF

Теплопроводность древесины с композитами сэндвич-заполнителя из отходов АБС с различными модификациями заполнителя :: BioResources

Бренчи, Л.М., Козеряну К., Зеленюк О., Георгеску С. В., Фотин А. (2018). «Теплопроводность древесины с сэндвич-композитами из отходов АБС с различными модификациями сердечника», BioRes. 13 (1), 555-568.

---

Abstract

В этом исследовании были исследованы пять типов альтернативных многослойных композитных конструкций, предназначенных для строительства стен, с использованием различных основных материалов, таких как древесная стружка, переработанные панели из акрилонитрилбутадиенстирола и минеральная вата.Сэндвич-конструкции предназначены для наружных стен толщиной 175 мм. Эксперимент моделировал условия для внутренней и наружной температуры в зимний и летний сезоны. Коэффициент теплопроводности, связанный с зимой, был примерно на 55% ниже, чем зарегистрированный для лета. Стружка и одна панель из АБС-пластика в качестве основных компонентов позволили получить наиболее термостойкую структуру. Лучшими изоляционными решениями были конструкции сердечника из минеральной ваты со средним коэффициентом теплопроводности от 0.0564 Вт / мК и 0,0605 Вт / мК за весь цикл тестирования. Две панели ABS из основных конфигураций оказали негативное влияние на тепловые характеристики. Наименьшие тепловые характеристики были зарегистрированы у сердцевины из чистой древесной стружки с максимальным значением коэффициента теплопроводности 0,150 Вт / мК. Конструкции сердцевины из сжатой древесной стружки могут конкурировать с минеральной ватой в качестве теплоизоляционного решения.

---

Скачать PDF

---

Полная статья

Теплопроводность древесины с использованием композитных материалов сэндвич-сердцевины из отходов АБС, подверженных различным модификациям сердцевины

Люминита-Мария Бренчи, Камелия Козеряну, Октавия Зеленюк, Серджиу-Валериу Георгеску * и Адриана Фотин

Пять типов альтернативных многослойных композитных конструкций, предназначенных для строительства стен, были исследованы в этом исследовании с использованием различных основных материалов, таких как древесная стружка, переработанные панели из акрилонитрил-бутадиен-стирола и минеральная вата.Сэндвич-конструкции предназначены для наружных стен толщиной 175 мм. Эксперимент моделировал условия для внутренней и наружной температуры в зимний и летний сезоны. Коэффициент теплопроводности, связанный с зимой, был примерно на 55% ниже, чем зарегистрированный для лета. Стружка и одна панель из АБС-пластика в качестве основных компонентов позволили получить наиболее термостойкую структуру. Лучшими изоляционными решениями были конструкции сердечника из минеральной ваты со средним коэффициентом теплопроводности от 0.0564 Вт / мК и 0,0605 Вт / мК за весь цикл тестирования. Две панели ABS из основных конфигураций оказали негативное влияние на тепловые характеристики. Наименьшие тепловые характеристики были зарегистрированы у сердцевины из чистой древесной стружки с максимальным значением коэффициента теплопроводности 0,150 Вт / мК. Конструкции сердцевины из сжатой древесной стружки могут конкурировать с минеральной ватой в качестве теплоизоляционного решения.

Ключевые слова: Деревянный каркас; Конструкция стены; Сэндвич-композиты; Коэффициент теплопроводности

Контактная информация: Трансильванский университет Брашова, факультет деревообработки, факультет обработки древесины и дизайна изделий из дерева, бульвар Эроилор 29, 500036 Брашов, Румыния;

* Автор, ответственный за переписку: [email protected]

ВВЕДЕНИЕ

Теплопроводность изоляционного материала — важное тепловое свойство, которое следует учитывать при оценке материалов для строительства. Для материалов, используемых в качестве теплоизоляционных материалов, рекомендуется высокое сопротивление тепловому потоку и низкий коэффициент теплопроводности. Наиболее часто используемые строительные изоляционные материалы — это полистирол (экструдированный и вспененный), минеральная вата и стекловата, полиуретан и пеностекло.Возможность высоких выбросов CO ₂ во время производства и их короткий жизненный цикл делают их менее востребованными в качестве строительных материалов (Su et al. 2016). Снижение выбросов углерода является важным преимуществом деревянных зданий, потому что только один кубический метр строительных пиломатериалов содержит 0,9 тонны CO ₂ из атмосферы (Asdrubali et al. 2017).

Новое сырье, такое как насыпная целлюлоза (Nicolajsen 2005), древесные отходы (Agoua et al. 2013), конопля (Benfratello et al. 2013; Зак и др. 2013; Латиф и др. 2014), отходы коры (Kain et al. 2013), семена оливок (Binici and Aksogan 2016), пробка (Limam et al. 2016) и поверхностные волокна пальм (Ali and Alabdulkarem 2017). в последние годы, особенно в отношении их теплоизоляционных свойств. Эти инновационные изоляционные материалы в настоящее время изучаются как альтернативные решения традиционным изоляционным материалам. Некоторые современные изоляционные материалы из целлюлозы изготавливаются из переработанной газеты, например, продукт, наносимый распылением из мягкой волокнистой массы, и изоляционный материал с неплотным наполнением из целлюлозы, значения теплопроводности которых равны 0.040 Вт / мК (Робертс и др. 2015) и 0,050 Вт / мК (Николайсен 2005) соответственно. Были исследованы также тюки соломы толщиной 50 см (Ashour et al. 2011). Эти экспериментальные образцы показывают низкую теплопроводность 0,067 Вт / мК. Панели, изготовленные из семян оливы, древесной стружки, гущи ПВХ и эпоксидной смолы, с различной плотностью и плотностью около 1000 кг / м. ³ имеют коэффициент теплопроводности в диапазоне от 0,0742 Вт / мК до 0,145 Вт / мК. Низкая плотность образцов приводит к более низким коэффициентам теплопередачи (Биничи и Аксоган, 2016).Натуральные изоляционные материалы, изготовленные только из чистых необработанных древесных волокон, имеют низкий коэффициент теплопроводности (0,04363 Вт / мК высушенных образцов) (Zach et al. 2013).

Большинство исследований, посвященных изоляционным материалам (пробка, кора, рисовая солома, конопля, и т. Д. .), Сообщают о низкой плотности от 170 кг / м ³ до 260 кг / м ³ и низких коэффициентах теплопроводности от 0,0475 Вт / мК и 0,0697 Вт / мК (Kain et al. 2013; Wei et al. 2015; Али и Алабдулкарем 2017). Напротив, плита с низкой плотностью 212 кг / м ³ , изготовленная из кукурузных початков, имела более высокий коэффициент теплопроводности 0,139 Вт / мК (Пинто и др. 2012).

Сэндвич-структуры все чаще используются для различных целей, обладая преимуществом легкого веса, не влияя на уровень производительности, а их механические характеристики меняются с изменением теплопроводности и плотности. (Мехар и др. .2017). Стеновые системы с деревянным каркасом считаются лучшей альтернативой стенам с огнестойкими и гигротермическими характеристиками. В этих случаях коэффициент теплопередачи находится в диапазоне от 0,204 Вт / м ² K до 0,30 Вт / м ² K для структурной каркасной стены из древесно-бумажной конструкции толщиной 185 мм (Pásztory et al. 2015) и для деревянный каркас с изоляцией из пеньки и каменной ваты толщиной 100 мм (Латиф и др. 2014) соответственно. Аналогичный коэффициент теплопередачи около 0,200 Вт / м ² K был получен для стеновой системы из железобетона толщиной 5 см и клееных шпилек толщиной 80 см, заполненных пенополистиролом, с воздушным зазором 3 см (Destro и другие. 2015). Наполнитель из коры плотностью 250 кг / м. ³ для рассыпных массивов коры использовался в системе деревянных каркасных стен (Kain et al. 2013) и показал низкие значения теплопроводности в диапазоне 0,062 Вт / мК и 0,096 Вт / мК. По своим характеристикам насыпка из коры была хуже, чем у легких изоляционных материалов, таких как полистирол или минеральная вата, из-за относительно высокой плотности рыхлых кусков коры. Методы измерения тепловых параметров обычно основаны на датчиках и мониторах, размещенных в конструкции стены для ежечасной регистрации температуры, влажности и относительной влажности, чтобы оценить влияние этих параметров на теплопередачу (Kain et al. 2013; Wang et al. 2013; Латиф и др. 2014; Pásztory et al. 2015). Помимо плотности, повышение температуры и влажности стеновых панелей вызывает увеличение теплопроводности, на которую влияет пористая структура и различные межмолекулярные расстояния между веществами в разных состояниях (Latif et al. 2014; Wei et al. 2015 ). Использование деревянных элементов в стеновых конструкциях улучшает их тепловые характеристики по сравнению с каменными и бетонными системами (Destro et al. 2015).

Это исследование было направлено на создание деревянных многослойных композитных конструкций для стен с различной конструкцией сердцевины на лабораторном уровне. Коэффициент теплопроводности измерялся на пяти типах конструкций. Древесина ели ( Picea abies ) использовалась для изготовления каркаса и стружки, а панели из минеральной ваты и акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС) горячего прессования составляли сердцевину. Теплопроводность измерялась автоматически на основе толщины, плотности, температурного градиента и средней температуры.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Материалы

В экспериментальных стенах использовались отходы акрилонитрилбутадиенстирола (АБС) в качестве промышленных панелей, а также древесная стружка (WS) и минеральная вата (RW) в качестве сыпучих материалов для сердцевины. Отходы, использованные для изготовления сердечника (ABS и WS), были предоставлены небольшим производством мебели на факультете деревообработки в Румынии. В качестве облицовочных листов использовались ориентированно-стружечная плита (OSB) и промышленный гипсокартон (GB).Панели OSB имели плотность 660 кг / м ³ и коэффициент теплопроводности ( λ ) 0,125 Вт / мК, в то время как плотность GB составляла 650 кг / м ³ и измеренная λ составляла 0,225 Вт / мк. Полиэтиленовая пленка (П) с удельным весом 195 г / м ² использовалась в качестве пароизоляции в многослойной конструкции.

Смешанная древесная стружка (WS) из ели (80% в мате) и бука (доля в мате), собранная из фрезерных станков и строгального станка, была использована в многослойных композитных сердцевинах.Первоначальное содержание влаги в древесных стружках (до формирования структур) составляло от 8,2% до 8,7% (больше для древесины хвойных пород). Через несколько дней конструкции были собраны и выдержаны в стабильных условиях при относительной влажности 65% и температуре 20 ºC перед установкой и началом испытаний. WS относительно тонкие и широкие и занимают большую единицу пространства, поэтому они составляют пористую структуру стены. Насыпная плотность для WS составляла приблизительно 135 кг / м ³ (для S2), в то время как насыпная плотность в уплотненном состоянии составляла 160 кг / м ³ (для степени уплотнения 1.2 для конструкций S1 и S3). Длина стружки варьировалась от 12 мм до 38,7 мм для хлопьев и от 1,2 мм до 12 мм для частиц с толщиной от 0,2 мм до 0,5 мм. Доли хлопьев и частиц в WS составили 25% и 75% соответственно (рис. 1а). Скрученные хлопья создают большие пустоты, которые можно заполнить путем смешивания их с частицами измельчения, что позволяет улучшить теплоизоляцию WS. Тем не менее, точную картину изменения теплового коэффициента в зависимости от размера частиц установить трудно из-за неоднородной структуры древесины (Oluyamo and Bello, 2014).

Рис. 1. Стружка (а) и панель из АБС-пластика (б), использованные для основных экспериментальных стеновых конструкций

Рис. 2. Расчетные многослойные композитные конструкции экспериментальных стен

ABS было собрано как отходы и удалено с края операции обвязки. Отходы собирались в специальный мешок, прикрепленный к выпускному отверстию машины. Частицы АБС длиной от 2 мм до 20 мм, шириной от 0.5 мм и 3 мм и толщиной 0,2 мм сформировали мат, который подвергали горячему прессованию в течение 20 минут при температуре 130 ° C и давлении 20 бар (Cosereanu and Lica 2014). Были получены панели АБС (рис. 1б) размером 600 мм х 600 мм и плотностью 240 кг / м ³ . Затем они были доведены до окончательных размеров 510 мм x 510 мм x 14 мм и использовались в качестве основы экспериментальных стен.

Экспериментальные стены

Пять экспериментальных стеновых конструкций длиной 600 мм, шириной 600 мм и толщиной 175 мм были спроектированы и построены для измерения теплопроводности.Расчетные конструкции стен представлены на рис. 2. Стены были спроектированы как сэндвич-конструкции (таблица 1), состоящие из деревянных каркасов, сердцевины и двух лицевых панелей. Деревянные рамы изготовлены из древесины ели ( Picea abies ) толщиной 45 мм. Каждая деревянная рама была обшита гипсокартоном (GB) толщиной 12,5 мм с одной стороны и панелью OSB толщиной 12 мм с другой стороны. Экспериментальные стены были спроектированы с различным составом сердцевины, как указано в таблице 1.

Structure S5 считалась эталонным образцом из-за низкого коэффициента теплопроводности сердцевины из минеральной ваты, измеренный коэффициент теплопроводности которой составлял 0.037 Вт / мК при плотности 30 кг / м ³ , и этот материал обычно используется для изоляции.

Таблица 1. Составные части проектных стен

Методы

Пять структур экспериментальных стен были подвергнуты измерениям коэффициента теплопроводности ( λ ). Испытания проводились на оборудовании HFM436 Lambda (Netzsch, Selb, Германия) в соответствии с ISO 8301 (1991) и DIN EN 12667 (2001). Этот метод испытаний основан на определении количества тепла, которое передается от горячей пластины к холодной пластине через многослойную композитную структуру.

Регистрируется разница температур между двумя пластинами, а коэффициент теплопроводности автоматически рассчитывается на основе закона Фурье. Перед испытанием образцов оборудование было откалибровано в зависимости от разницы температур (∆ T ) и средних температур ( T _м ). В таблице 2 представлены значения, установленные для конфигурации температуры.

Таблица 2. Настройка конфигурации температуры

Плотность была введена в качестве входных данных в программное обеспечение оборудования.Плотность рассчитывалась как отношение массы к объему исследуемой структуры. Были построены и испытаны по два образца каждой конструкции, и представленные результаты являются средними значениями.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Эксперимент моделирует температуру наружного воздуха ( T ₂ ), температуру в помещении ( T ₁ ) и разницу между ними (∆ T ). Коэффициенты теплопроводности были определены для каждого Δ T и каждой средней температуры T _м .Результаты представлены на гистограммах на рис. 3.

Средние значения температуры, использованные в экспериментальных измерениях, характеризовались двумя интервалами: T _м при -5 ºC, 0 ºC и 5 ºC для зимнего сезона и T _м при 15 ºC, 20 ºC, и 25 ºC для летнего сезона.

Структуры неоднородны, поэтому у них не было предсказуемого поведения (увеличения или уменьшения) теплового коэффициента с учетом изменения условий экспериментальной установки.Воздействие отрицательных температур на конструкции привело к вероятному возникновению конденсата внутри конструкций.

Внезапное повышение температуры (в случае Δ T = 10 ºC) в конструкциях 3 и 5 (самые простые), для T _м между 5 ºC и 10 ºC способствовало циркуляции влажности внутри конструкции , что привело к резкому увеличению теплового коэффициента. Внутри конструкций происходит чистая теплопроводность наряду с другими явлениями, связанными с влажностью и теплопередачей.Кроме того, происходит передача тепла за счет конвекции и капиллярности. Эти явления приводят к увеличению значения теплового коэффициента, что наблюдается в основном в конструкциях, содержащих в качестве сердцевины рыхлую древесную стружку.

Для всех структур, как видно на рис. 4, когда Δ T увеличивается (от Δ T = 10 ºC до ΔT = 30 ºC), отрицательное температурное поле составляет T ₂ (синяя область ) простирается от T _м = 5 ºC до 15 ºC. Условия, в которых подвергаются конструкции, более стабильны (отрицательные температуры) в течение более длительного периода времени, между Δ T = 20 ºC и Δ T = 30 ºC.Это могло способствовать условиям теплопередачи и влажности, определяющим более медленную реакцию компонентов конструкции, что приводило к меньшему изменению коэффициента теплопроводности.

Рис. 3. Значения коэффициента теплопроводности при различной разнице температур между горячей и холодной пластиной оборудования (∆ T ) и при разных средних температурах T _м

Рис. 4. Развитие отрицательных и положительных температурных зон в зависимости от изменения Δ T

Для каждой структуры использовался один и тот же протокол измерений.Испытание заключалось в непрерывном переходе структуры от отрицательного значения температуры к положительному T ₂ . Структуры подверглись последовательному охлаждению и нагреванию, что повлияло на тепловое поведение сердечника, что привело к колебательному изменению коэффициента теплопроводности λ (, т.е. S5 при Δ T = 10 ºC и Δ T = 15 ºC) . За время испытаний конструкции не снимались с оборудования, пройдя весь период циклических испытаний.

Структуры делятся на две категории в зависимости от основных компонентов: одна заполнена древесной стружкой (S1, S2 и S3), а другая — минеральной ватой (S4 и S5). Анализируя поведение первой категории, можно заметить, что конструкция S3 (самая простая) не обеспечивает требуемого термического сопротивления для снижения конвективных тепловых потерь из-за локальных перепадов температур, возникающих в конструкции в летний период. Летом аккумулированное тепло было выше, чем зимой, при этом на S3 был зафиксирован самый высокий тепловой коэффициент, равный 0.150 Вт / мК.

Та же тенденция наблюдается в структурах S1 и S2, но это явление менее выражено из-за наличия слоя ABS, действующего как барьер для влаги. Как правило, структура S1 имела самый низкий коэффициент λ по сравнению с S3 и S2 в оба сезона (ниже 0,063 Вт / мК) (рис. 5), показывая меньшую вариацию по сравнению с T _м и Δ T . С другой стороны, уменьшение пустот за счет уплотнения стружки позволяет исключить конвективные петли и уменьшить конвективные тепловые потери.

Зазоры между хлопьями для S2 с неплотной стружкой сердечника способствуют тепловому потоку, что приводит к конвективной теплопередаче и более высокому значению λ .

Рис. 5. Сравнение пределов коэффициента теплопроводности исследуемых конструкций в условиях моделирования как зимнего, так и летнего сезона

Структура S5 имела более низкую теплопроводность по сравнению с S4 (оба с сердечником из минеральной ваты). Средние значения за весь цикл тестирования были равны 0.0564 Вт / мК для S5 и 0,0605 Вт / мК для S4 (рис.6). Различия между этими структурами объясняются структурой сердцевины, S4, включая слои ASB с обеих сторон. Верхний слой (снаружи) может контролировать внутреннюю влажность до более низкого уровня в холодные периоды, при этом тепловой коэффициент достигает значений ниже 0,06 Вт / мК. В летнее время нижний слой АБС (изнутри) способствовал увеличению λ до значений в диапазоне от 0,090 Вт / мК (Δ T = 10 ºC) до 0,071 Вт / мК (Δ T = 15 ºC) и 0.059 Вт / мК (Δ T = 30 ºC).

Из проанализированных структур видно, что S5 и S1 имели лучшую производительность по сравнению с другими структурами с самыми низкими значениями λ на протяжении всего цикла испытаний (0,0564 Вт / мК для S5 и 0,0614 Вт / мК для S1) (Рис 6).

Рис. 6. Средние значения коэффициента теплопроводности за весь цикл испытаний

Плотность экспериментальных стеновых конструкций и стандартные отклонения показаны на рис.7. Наивысшая плотность (299 кг / м ³ ) была зафиксирована для S2, имеющего сердцевину из древесных стружек и двух панелей, изготовленных из отходов АБС.

Рис. 7. Гистограмма плотностей экспериментальных стеновых конструкций

Наименьшее значение плотности (204 кг / м. ³ ) было в S5 (эталон), который состоял только из сердцевины из минеральной ваты и облицовки OSB / GB. Значения разброса λ при разной плотности и пределы ∆ T показаны на левой панели на рис.8. Средние значения λ и стандартные отклонения всех структур показаны на правой панели рис. 8.

Рис. 8. Гистограмма зависимости теплопроводности от плотности структуры для всех ∆ T (слева) и средних значений коэффициента теплопроводности (справа)

Влияние взаимодействия факторов на коэффициент теплопроводности было выполнено с помощью статистического однофакторного дисперсионного анализа ANOVA. Различия считали статистически значимыми при p ≤ 0.05. Факторы, которые существенно влияют на теплопроводность, были определены с использованием представленных значений p. После проведения статистического анализа средних значений, полученных в эксперименте, было обнаружено, что ∆ T и плотность имеют очень значимое влияние на измеренную теплопроводность с доверительной вероятностью 95% (p ≤ 0,05), в то время как средняя температура составляла статистически не значимо.

ВЫВОДЫ

1. Наилучшие тепловые характеристики были зарегистрированы для S5, за которым следует S4, сердцевина из минеральной ваты как волокнистый изоляционный слой низкой плотности, достигающий самого низкого коэффициента теплопроводности по сравнению со структурами сердцевины из древесной стружки.
2. S1 достиг меньшего изменения коэффициента теплопроводности в течение всего цикла испытаний. Эта структура показала лучшее тепловое поведение по сравнению со структурами, содержащими в своей сердцевине стружку (S2 и S3).
3. Последовательные фазы охлаждения и нагрева во время цикла испытаний влияли на тепловое поведение конструкций, воспринимаемое как колебательное изменение теплопроводности. Внутри конструкций наблюдается не только чистая теплопроводность, но и другие явления, связанные с влажностью и теплопередачей.
4. Слой АБС, нанесенный на гипсокартон, не улучшил изоляционные свойства конструкций S2 и S4.
5. Как плотность, так и ∆ T влияют на коэффициент теплопроводности в большей степени, чем средняя температура T _м
6. Древесная стружка, спрессованная до более низкой плотности, как экологически чистый и недорогой материал, может представлять собой жизнеспособное решение для теплоизоляции по сравнению с минеральной ватой.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы выражают признательность проекту структурных фондов ПРО-ДД (POS-CCE, О.2.2.1., ID 123, СМИС 2637, № 11/2009) для предоставления используемой инфраструктуры.

ССЫЛКИ

Агуа, Э., Аллоньон-Уэсу, Э., Аджови, Э., и Тогбеджи, Б. (2013). «Теплопроводность композитов из отходов древесины и пенополистирола», Строительные материалы, 41 (109), 557-562. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2012.12.016

Али, М. Э., Алабдулкарем, А. (2017). «О тепловых характеристиках и микроструктуре нового изоляционного материала, извлеченного из волокон поверхности финиковой пальмы», Construction and Building Materials 138 (52), 276-284.DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2017.02.012

Асдрубали, Ф., Ферракути, Б., Ломбарди, Л., Гваттари, К., Евангелисти, Л., и Грациески, Г. (2017). «Обзор структурных, теплофизических, акустических и экологических свойств деревянных материалов для строительства», Building and Environment 114 (март 2017 г.), 307-332. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2016.12.033

Ашур Т., Георг Х. и Ву В. (2011). «Характеристики стены из тюков соломы: пример исследования», Energy and Buildings 43 (8), 1960-1967.DOI: 10.1016 / j.enbuild.2011.04.001

Бенфрателло, С., Капитано К., Пери, Г., Риццо Г., Скаччаноче, Г., и Соррентино, Г. (2013). «Термические и структурные свойства биокомпозита из конопли и извести», Construction and Building Materials 48 (ноябрь 2013 г.), 745-754. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2013.07.096

Биничи, Х., Аксоган, О. (2016). «Производство экологически чистых изоляционных материалов из отходов оливковых семян, измельченного ПВХ и древесной стружки», Journal of Building Engineering 5 (март 2016 г.) 260-266.DOI: 10.1016 / j.jobe.2016.01.008

Cosereanu, C., and Lica, D. (2014). «Древесно-пластиковые композиты из отходов стали результатом процесса производства мебели», Pro Ligno 10 (2), 26-33.

Дестро Р., Боскато Г., Маццали У., Руссо С., Перон Ф. и Романьони П. (2015). «Структурное и термическое поведение сборной системы деревянных и бетонных композитных стен», Energy Procedure 78 (ноябрь 2015 г.), 2730-2735. DOI: 10.1016 / j.egypro.2015.11.614

DIN EN 12667 (2001).«Тепловые характеристики строительных материалов и изделий — Определение термического сопротивления с помощью методов защищенной горячей плиты и измерителя теплового потока — Изделия с высоким и средним термическим сопротивлением», Немецкий институт стандартизации, Берлин, Германия.

ISO 8301. (1991). «Теплоизоляция — Определение устойчивого теплового сопротивления и связанных свойств — Прибор для измерения теплового потока», Международная организация по стандартизации, Женева, Швейцария.

Каин, Г., Барбу, К. М., Хинтеррайтер, С., Рихтер, К., и Петучниг, А. (2013). «Использование коры в качестве теплоизоляционного материала», BioResources 8 (3), 3718-3731. DOI: 10.15376 / biores.8.3.3718-3731

Латиф, Э., Чупала, М. А., Виджеесекера, Д. К. (2014). «Сравнительные гидротермические характеристики на месте теплоизоляции из конопли и каменной ваты в паровых открытых деревянных каркасных стеновых панелях», Construction and Building Materials 73 (30 декабря 2014 г.), 205-213. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2014.09.060

Лимам А., Зеризер А., Квенард Д., Салли Х. и Ченак А. (2016). «Экспериментальные термические характеристики биоматериалов (сосна Алеппо, пробка и их композиты) для изоляции зданий», Energy and Buildings 116 (15 марта 2016 г.), 89-95. DOI: 10.1016 / j.enbuild.2016.01.007

Мехар К., Панда С. К. и Патле Б. К. (2017). «Анализ напряжений, прогиба и частоты многослойной пластины, армированной УНТ, в однородной и линейной термической среде: подход конечных элементов», Полимерные композиты, Версия записи онлайн, 17 мая 2017 г., доступно на http: // onlinelibrary.wiley.com. DOI: 10.1002 / pc.24409

Николайсен, А. (2005). «Коэффициент теплопередачи целлюлозного изоляционного материала с неплотным заполнением», Building and Environment 40 (7), 907-914. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2004.08.025

Олуямо, С.С., Белло, О.Р. (2014). «Размеры частиц и теплоизоляционные свойства некоторых выбранных древесных материалов для использования в солнечных устройствах», IOSR Journal of Applied Physics 6 (2) Ver.I, 54-58. DOI: 10.9790 / 4861-06215458

Pásztory, Z., Хорват Т., Гласс С. В. и Зелинка С. Л. (2015). «Система теплоизоляции из дерева и бумаги для использования в жилищном строительстве», Forest Products Journal 65 (7-8), 352-357. DOI: 10.13073 / FPJ-D-14-00100

Пинто, Дж., Круз, Д., Пайва, А., Перейра, С., Таварес, П., Фернандес, Л., и Варум, Х. (2012). «Характеристика кукурузного початка как возможного строительного материала», Construction and Building Materials 34 (сентябрь 2012 г.), 28-33. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2012.02.014

Робертс Б. К., Уэббер М. Э. и Эзекой О. А. (2015). «Разработка многоцелевого инструмента оптимизации для выбора теплоизоляционных материалов в экологичных проектах», Энергия и строительство 105 (15), 358-367. DOI: 10.1016 / j.enbuild.2015.07.063

Су, X., Луо, З., Ли, Й., и Хуанг, К. (2016). «Сравнение инвентаризации жизненного цикла различных строительных изоляционных материалов и анализ неопределенностей», Journal of Cleaner Production 112 (Часть 1), 275-281.DOI: 10.1016 / j.jclepro.2015.08.113

Ван Х., Фей Б. и Ни Дж. (2013). «Экспериментальная оценка гигротермических характеристик системы деревянных каркасных стен в климатической зоне озера Тай Сучжоу», BioResources 8 (3), 4702-4710. DOI: 10.15376 / biores.8.3.4702-4710

Вэй, К., Львов, К., Чен, М., Чжоу, X., Дай, З., и Шен, Д. (2015). «Разработка и оценка эффективности нового теплоизоляционного материала из рисовой соломы с использованием высокочастотного горячего прессования», Energy and Buildings 87 (1 января), 116-122.DOI: 10.1016 / j.enbuild.2014.11.026

Зак, Дж., Градова, Дж., Брожовски, Дж., Крейза, З., и Гайлиус, А. (2013). «Разработка теплоизоляционных материалов на натуральной основе для систем теплоизоляции», Procedure Engineering 57 (2013), 1288-1294. DOI: 10.1016 / j.proeng.2013.04.162

Статья подана: 17 августа 2017 г .; Рецензирование завершено: 22 октября 2107 г .; Доработанная версия получена: 17 ноября 2017 г .; Принята в печать: 18 ноября 2017 г .; Опубликовано: 22 ноября 2017 г.

DOI: 10.15376 / biores.13.1.555-568

% PDF-1.4 % % ABCpdf 12015 2731 0 объект > эндобдж xref 2731 157 0000000032 00000 н. 0000004596 00000 н. 0000004656 00000 н. 0000004850 00000 н. 0000005351 00000 п. 0000005675 00000 н. 0000007756 00000 н. 0000008819 00000 н. 0000009899 00000 н. 0000010158 00000 п. 0000010202 00000 п. 0000010393 00000 п. 0000011541 00000 п. 0000011604 00000 п. 0000011860 00000 п. 0000011923 00000 п. 0000012205 00000 п. 0000012479 00000 п. 0000012756 00000 п. 0000013025 00000 п. 0000014575 00000 п. 0000015827 00000 н. 0000016663 00000 п. 0000017302 00000 п. 0000017896 00000 п. 0000018468 00000 п. 0000019041 00000 п. 0000019684 00000 п. 0000020347 00000 п. 0000021149 00000 п. 0000022491 00000 п. 0000023411 00000 п. 0000023681 00000 п. 0000023951 00000 п. 0000024228 00000 п. 0000028116 00000 п. 0000029138 00000 н. 0000029413 00000 п. 0000029683 00000 п. 0000029953 00000 п. 0000030228 00000 п. 0000030498 00000 п. 0000030774 00000 п. 0000031044 00000 п. 0000031314 00000 п. 0000031584 00000 п. 0000031871 00000 п. 0000032145 00000 п. 0000032421 00000 п. 0000032716 00000 п. 0000032986 00000 п. 0000033262 00000 п. 0000033698 00000 п. 0000035743 00000 п. 0000037623 00000 п. 0000037957 00000 п. 0000038624 00000 п. 0000039420 00000 н. 0000039797 00000 п. 0000040067 00000 п. 0000040446 00000 п. 0000043568 00000 п. 0000043861 00000 п. 0000044136 00000 п. 0000044406 00000 п. 0000044683 00000 п. 0000044953 00000 п. 0000045223 00000 п. 0000045499 00000 п. 0000045769 00000 п. 0000046048 00000 п. 0000046318 00000 п. 0000046588 00000 п. 0000046864 00000 н. 0000047422 00000 п. 0000052044 00000 п. 0000053722 00000 п. 0000056894 00000 п. 0000059904 00000 п. 0000062081 00000 п. 0000066402 00000 п. 0000067918 00000 п. 0000071079 00000 п. 0000071373 00000 п. 0000071644 00000 п. 0000074983 00000 п. 0000077054 00000 п. 0000079825 00000 п. 0000080168 00000 п. 0000080439 00000 п. 0000082670 00000 п. 0000085303 00000 п. 0000086584 00000 п. 0000087210 00000 п. 0000087482 00000 п. 0000088283 00000 п. 00000

• 00000 п. 00000 00000 п. 00000 00000 п. 0000094443 00000 п. 0000096340 00000 п. 0000098362 00000 п. 0000098653 00000 п. 0000098925 00000 п. 0000101302 00000 п. 0000104077 00000 н. 0000107646 00000 н. 0000109410 00000 п. 0000112976 00000 н. 0000113285 00000 н. 0000113557 00000 н. 0000115539 00000 н. 0000117100 00000 н. 0000117372 00000 н. 0000117893 00000 н. 0000121961 00000 н. 0000122444 00000 н. 0000122995 00000 н. 0000123269 00000 н. 0000123542 00000 н. 0000123814 00000 н. 0000124085 00000 н. 0000124366 00000 н. 0000124637 00000 н. 0000124908 00000 н. 0000125179 00000 н. 0000125450 00000 н. 0000125727 00000 н. 0000126004 00000 н. 0000126275 00000 н. 0000126546 00000 н. 0000126823 00000 н. 0000127133 00000 н. 0000127466 00000 н.

  No related posts.