Таблица теплопроводности строительных материалов, рекомендации
Комфорт и уют в доме во многом зависят от грамотно рассчитанного теплообмена ещё на этапе строительства. Для этого учитывают всё. Чтобы расчёты были более точными, а сделать их было гораздо легче, применяется таблица теплопроводности строительных материалов. С её помощью можно рассчитать, насколько тепло будет в доме и насколько экономнее получится его отопление. Рассмотрим основные параметры теплопроводности различных материалов и методику вычисления подобной величины общей конструкции.
Чем ниже теплопроводность строительных материалов, тем теплее в домеСодержание статьи
Что такое теплопроводность, термическое сопротивление и коэффициент теплопроводности
Что же за «зверь» − теплопроводность? Если «расшифровать» сложное физическое определение, то можно получить следующее пояснение. Теплопроводность – свойство, которым обладают все строительные материалы. Характеризуется способностью отдавать тепло от нагретого предмета более холодному. Чем быстрее и интенсивнее это происходит, тем холоднее сам материал, соответственно, и строение из него нуждается в более интенсивном обогреве. Что не очень эффективно, особенно в денежном плане.
Для оценки величины теплопроводности используются специальные коэффициенты, которые уже заранее выявлены. ГОСТ 30290-94 контролирует методы определения подобной характеристики. Последняя нераздельно связана с термическим сопротивлением, которое означает сопротивление слоя теплоотдачи. В случае многослойного материала оно рассчитывается как сумма термических сопротивлений отдельных слоёв. Сама же эта величина равна отношению толщины слоя к коэффициенту.
ИСТ-1 – прибор для определения теплопроводностиВнимание! Для упрощённого расчёта теплосопротивления стены в сети можно найти калькулятор с доступным и понятным интерфейсом.
Как видите, в определении теплопроводности нет ничего сложного и непонятного. Зная все подобные характеристики будущих материалов, можно составить «энергоэффективный бутерброд», но только при условии учёта всех обстоятельств, которые будут влиять на теплоэффективность каждого слоя конструкции.
Основные параметры, от которых зависит величина теплопроводности
Не все строительные материалы одинаково теплоэффективны. На это влияют следующие факторы:
- Пористая структура материала говорит о том, что подобное строение неоднородно, а поры наполнены воздухом. Тепловые массы, перемещаясь через такие прослойки, теряют минимум своей энергии. Поэтому пенобетон именно с замкнутыми порами считается хорошим теплоизолятором.
Замкнутые поры пенобетона наполнены воздухом, который по праву считается лучшим теплоизолятором - Повышенная плотность материала гарантирует более тесную взаимосвязь частиц друг с другом. Соответственно, уравновешивание температурного баланса происходит намного быстрее. По этой причине плотный материал обладает большим коэффициентом проводимости тепла. Поэтому железобетон считается одним из самых «холодных» материалов.Высокая плотность даёт хорошую прочность железобетону, но также и «обделяет» его теплоэффективностью
- Влажность – злокачественный фактор, повышающий скорость прохождения тепла. Поэтому так важно качественно произвести гидроизоляцию необходимых узлов здания, грамотно организовать вентиляцию и использовать максимально инертные к намоканию строительные материалы.
Замкнутые поры пенобетона наполнены воздухом, который по праву считается лучшим теплоизолятором
Высокая плотность даёт хорошую прочность железобетону, но также и «обделяет» его теплоэффективностью
«Холодно, холодно и сыро. Не пойму, что же в нас остыло…» Даже Согдиана знает о том, что сырость и холод − вечные соседи, от которых не спрячешься в тёплом свитереЗная, что такое проводимость тепла, и какие факторы на неё влияют, можно смело пробовать применять свои знания для расчётов будущих строительных конструкций. Для этого нужно знать коэффициенты используемых материалов.
Коэффициент теплопроводности строительных материалов – таблицы
Теплоизоляционные свойства материалов прекрасно демонстрируют сводные таблицы, в которых представлены нормативные показатели.
Таблица коэффициентов теплоотдачи материалов. Часть 1
Проводимость тепла материалов. Часть 2
Таблица теплопроводности изоляционных материалов для бетонных половНо эти таблицы теплопроводности материалов и утеплителей учли далеко не все значения. Рассмотрим подробнее теплоотдачу основных строительных материалов.
Таблица теплопроводности кирпича
Как уже успели убедиться, кирпич – не самый «тёплый» стеновой материал. По теплоэффективности он отстаёт от дерева, пенобетона и керамзита. Но при грамотном утеплении из него получаются уютные и тёплые дома.
Сравнение теплопроводности строительных материалов по толщине (кирпич и пенобетон)Но не все виды кирпича имеют одинаковый коэффициент теплопроводности (λ). Например, у клинкерного он самый большой – 0,4−0,9 Вт/(м·К). Поэтому строить из него что-то нецелесообразно. Чаще всего его применяют при дорожных работах и укладке пола в технических зданиях. Самый малый коэффициент подобной характеристики у так называемой теплокерамики – всего 0,11 Вт/(м·К). Но подобное изделие также отличается и большой хрупкостью, что максимально минимизирует область его применения.
Неплохое соответствие прочности и теплоэффективности у силикатных кирпичей. Но кладка из них также нуждается в дополнительном утеплении, и в зависимости от региона строительства, возможно, ещё и в утолщении стены. Ниже приведена сравнительная таблица значений проводимости тепла различными видами кирпичей.
Теплопроводность разных видов кирпичейТаблица теплопроводности металлов
Теплопроводность металлов не менее важна в строительстве, например, при выборе радиаторов отопления. Также без подобных значений не обойтись при сварке ответственных конструкций, производстве полупроводников и различных изоляторов. Ниже приведены сравнительные таблицы проводимости тепла различных металлов.
Теплоэффективность разных видов металлов. Часть 1
Теплоэффективность разных видов металлов. Часть 2
Теплоэффективность разных видов металлов. Часть 3Таблица теплопроводности дерева
Древесина в строительстве негласно относится к элитным материалам для возведения домов. И это не только из-за экологичности и высокой стоимости. Самые низкие коэффициенты теплопроводности у дерева. При этом подобные значения напрямую зависят от породы. Самый низкий коэффициент среди строительных пород имеет кедр (всего 0,095 Вт/(м∙С)) и пробка. Из последней строить дома очень дорого и проблемно. Но зато пробка для покрытия пола ценится из-за своей невысокой проводимости тепла и хороших звукоизоляционных качеств. Ниже представлены таблицы теплопроводности и прочности различных пород.
Проводимость тепла дерева
Прочность разных пород древесиныТаблица проводимости тепла бетонов
Бетон в различных его вариациях является самым распространённым строительным материалом на сегодня, хотя и не является самым «тёплым». В строительстве различают конструкционные и теплоизоляционные бетоны. Из первых возводят фундаменты и ответственные узлы зданий с последующим утеплением, из вторых строят стены. В зависимости от региона к таковым либо применяется дополнительное утепление, либо нет.
Сравнительная таблица теплоизоляционных бетонов и теплопроводности различных стеновых материаловНаиболее «тёплым» и прочным считает газобетон. Хотя это не совсем так. Если сравнивать структуру пеноблоков и газобетона, можно увидеть существенные различия. У первых поры замкнутые, когда же у газосиликатов большинство их открытые, как бы «рваные». Именно поэтому в ветреную погоду неутеплённый дом из газоблоков очень холодный. Эта же причина делает подобный лёгкий бетон более подверженным к воздействиям влаги.
Какой коэффициент теплопроводности у воздушной прослойки
В строительстве зачастую используют воздушные ветронепродуваемые прослойки, которые только увеличивают проводимость тепла всего здания. Также подобные продухи необходимы для вывода влаги наружу. Особое внимание проектированию подобных прослоек уделяется в пенобетонных зданиях различного назначения. У подобных прослоек также есть свой коэффициент теплопроводности в зависимости от их толщины.
Таблица проводимости тепла воздушных прослоекКалькулятор расчёта толщины стены по теплопроводности
На практике подобные данные применяют часто и не только профессиональными проектировщиками. Нет ни одного закона, запрещающего самостоятельно создавать проект своего будущего дома. Главное, чтобы тот соответствовал всем нормативам и СНиПам. Чтобы рассчитать теплопроводность стены, можно воспользоваться специальным калькулятором. Подобное «чудо прогресса» можно как установить к себе на компьютер в качестве приложения, так и воспользоваться услугой онлайн.
Окно расчёта калькулятораВ нём нет премудростей. Просто выбираешь необходимые данные и получаешь готовый результат.
Расчёт толщины стен с использованием глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном раствореСуществуют и более сложные калькуляторы расчёта, где учитываются все слои стен, пример подобного расчётного «механизма» показан на фото ниже.
Расчёт проводимости тепла всех прослоек стенКонечно, теплоэффективность будущего здания – это вопрос, требующий пристального внимания. Ведь от него зависит, насколько тепло будет в доме и насколько экономно будет его отапливать. Для каждого климатического региона существуют свои нормы коэффициентов теплопроводности ограждающих конструкций. Можно рассчитать самостоятельно теплоэффективность, но если возникают проблемы, лучше обратиться за помощью к специалистам.
Предыдущая
Строительные материалыИз чего делают цемент: от теории к практике
СледующаяСтроительные материалыКрепкий пол в каждый дом: ламинат или линолеум — что лучше
Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!
ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:
Коэффициенты теплопроводности основных строительных материалов в размерности Вт/(м*К)=Вт/(м*С) и плотность.
|
Таблица теплопроводности строительных материалов, сравнительный анализ
Что такое теплопроводность? Знать об этой величине необходимо не только профессионалам-строителям, но и простым обывателям, решившим самостоятельно построить дом.
Каждый материал, используемый в строительстве, имеет свой показатель этой величины. Самое низкое его значение – у утеплителей, самое высокое – у металлов. Поэтому необходимо знать формулу, которая поможет рассчитать толщину как возводимых стен, так и теплоизоляции, чтобы получить в итоге уютный дом.
Сравнение проводимости тепла у самых распространённых утеплителей
Чтобы иметь представление о проводимости тепла разных материалов, предназначенных для утепления, нужно сравнить их коэффициенты (Вт/м*К), приведённые в следующей таблице:
| Номер п/п | Название утеплителя | Коэффициент теплопроводности по СНиП |
| 1. | Керамзит | 0,099 – 0,19 |
| 2. | Глина | 0,5 |
| 3. | Саман | 0,3 |
| 4. | Минеральная вата | 0,036 – 0,048 |
| 5. | Пенопласт | 0,036 – 0,05 |
| 6. | Пеноплекс | 0,029 – 0,031 |
| 7. | Эковата | 0,037 – 0,042 |
| 8. | Пеноизол | 0,028 – 0,038 |
| 9. | Пенополиуретан | 0,019 – 0,05 |
Как видно из вышеприведённых данных, показатель проводимости тепла таких строительных материалов, как теплоизоляционные, варьируется от минимального (0,019) до максимального (0,5). Все теплоизоляционные материалы имеют определённый разброс показаний. СНиПы описывают каждый из них в нескольких видах – в сухом, нормальном и влажном. Минимальный коэффициент проводимости тепла соответствует сухому состоянию, максимальный – влажному.
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.
Если объяснять на пальцах
Для наглядности и понимания, что такое теплопроводность, можно сравнить кирпичную стену, толщиной 2 м 10 см с другими материалами. Таким образом, 2,1 метра кирпича, сложенного в стену на обычном цементно-песчаном растворе равны:
- стене толщиной 0,9 м из керамзитобетона;
- брусу, диаметром 0,53 м;
- стене, толщиной 0,44 м из газобетона.
Если речь заходит от таких распространённых утеплителях, как минеральная вата и пенополистирол, то потребуется всего 0,18 м первой теплоизоляции или 0,12 м второй, чтобы значения теплопроводности огромной кирпичной стены оказались равными тонюсенькому слою теплоизоляции.
Сравнительная характеристика теплопроводности утеплительных, строительных и отделочных материалов, которую можно произвести, изучив СНиПы, позволяет проанализировать и правильно составить утеплительный пирог (основание, утеплитель, финишная отделка). Чем ниже теплопроводность, тем выше цена. Ярким примером могут послужить стены дома, сложенные из керамических блоков или обычного высококачественного кирпича. Первые имеют теплопроводность всего 0,14 – 0,18 и стоят намного дороже любого, самого лучшего кирпича.
Нравится?
Посмотрите похожие статьи:Коэффициент теплопроводности материалов таблица, формулы
Термин «теплопроводность» применяется к свойствам материалов пропускать тепловую энергию от горячих участков к холодным. Теплопроводность основана на движении частиц внутри веществ и материалов. Способность передавать энергию тепла в количественном измерении – это коэффициент теплопроводности. Круговорот тепловой энергопередачи, или тепловой обмен, может проходить в любых веществах с неравнозначным размещением разных температурных участков, но коэффициент теплопроводности зависим от давления и температуры в самом материале, а также от его состояния – газообразного, жидкого или твердого.Эквивалентная теплопроводимость строительных материалов и утеплителей
Физически теплопроводность материалов равняется количеству тепла, которое перетекает через однородный предмет установленных габаритов и площади за определенный временной отрезок при установленной температурной разнице (1 К). В системе СИ единичный показатель, который имеет коэффициент теплопроводности, принято измерять в Вт/(м•К).
Как рассчитать теплопроводность по закону Фурье
В заданном тепловом режиме плотность потока при передаче тепла прямо пропорциональна вектору максимального увеличения температуры, параметры которой изменяются от одного участка к другим, и по модулю с одинаковой скоростью увеличения температуры по направлению вектора:
q → = − ϰ х grad х (T), где:
- q → – направление плотности предмета, передающего тепло, или объем теплового потока, который протекает по участку за заданную временную единицу через определенную площадь, перпендикулярный всем осям;
- ϰ – удельный коэффициент теплопроводности материала;
- T – температура материала.
Знак «-» в формуле перед «ϰ» указывает, что тепло движется в противоположном направлении от вектора grad х (T)/ – в направлении уменьшения температуры предмета. Эта формула отражает закон Фурье. В интегральном выражении коэффициент теплопередачи согласно закону Фурье будет выглядеть как формула:
- P = − ϰ х S х ΔT / l, выражается в (Вт/(м•К) х (м2•К) / м = Вт/(м•К) х (м•К) = Вт), где:
- P – общая мощность потерь теплоотдачи;
- S – сечение предмета;
- ΔT – разница температуры по стыкам сторон предмета;
- l – расстояние между стыками сторон предмета – длина фигуры.
Электропроводность и коэффициент теплопередачи
Собственно, коэффициент теплопроводности металлов «ϰ» связан с их удельной электропроводимостью «σ» согласно закону Видемана-Франца, в соответствии с которым коэффициент теплопроводности металлов зависит от удельной электропроводимости прямо пропорционально температуре:
Κ / σ = π2 / 3 х (К / e)2 х T, где:
- К – постоянный коэффициент Больцмана, устанавливающий закономерность между тепловой энергией тела и его температурой;
- e – заряд электрона;
- T – термодинамическая температура предмета.
Коэффициент теплопроводности газовой среды
В газовой среде коэффициент теплопроводности воздуха может рассчитываться по приблизительной формуле:
ϰ ~ 1/3 х p х cv х Λλ х v–, где:
- pv – плотность газовой среды;
- cv – удельная емкость тепловой энергии при одном и том же объеме тела;
- Λλ – расстояние свободного перемещения молекул в газовой среде;
- v– – скорость передачи тепла.
Или:
ϰ = I x К / 3 x π3/3 x d2 √ RT / μ, где:
- i – результат суммирования уровней свободы прямого движения и вращения молекул в газовой среде (для 2-атомных газов i=5, для 1-атомных i=3;
- К – коэффициент Больцмана;
- μ – отношение массы газа к количеству молей газа;
- T – термодинамическая температура;
- d – ⌀ молекул газа;
- R – универсальный коэффициент для газовой среды.
Согласно формуле минимальная теплопроводность материалов существует у тяжелых инертных газов, максимально эффективная теплопроводность строительных материалов – у легких.
Теплопроводимость в газовой разреженной среде
Газовая среда и теплопроводность
Результат по выкладкам выше, по которым делают расчет теплопроводности для газовой среды, от давления не зависит. Но в очень разреженной газовой среде расстояние свободного перемещения молекул зависит не от столкновений частиц, а от препятствий в виде стен резервуара. При этом ограничение перемещения молекул в соответствующих единицах измерения называют высоковакуумной средой, при которой степень теплообмена уменьшается в зависимости от плотности материала и прямо пропорциональна значению давления в резервуаре:
ϰ ~ 1/3 х p х cv х l х v–, где:
i – объем резервуара;
Р – уровень давления в резервуаре.
Согласно этой формуле теплопроводность в вакуумной среде стремится к нулевой отметке при глубоком вакууме. Это объясняется тем, что в вакууме частицы, которые передают тепловую энергию, имеют низкую плотность на единицу площади. Но тепловая энергия в вакуумной среде перетекает посредством излучения. В качестве примера можно привести обычный термос, в котором для уменьшения потерь тепловой энергии стенки должны быть двойными и посеребренными, без воздуха между ними.Что такое тепловое излучение
При применении закона Фурье не принимают во внимание инерционность перетекания тепловой энергии, а это значит, что имеется в виду мгновенная передача тепла из любой точки на любое расстояние. Поэтому формулу нельзя использовать для расчетов передачи тепла при протекании процессов, имеющих высокую частоту повторения. Это ультразвуковое излучение, передача тепловой энергии волнами ударного или импульсного типа и т.д. Существует решение по закону Фурье с релаксационным членом:
τ х ∂q / ∂t = − (q + ϰ х ∇T) .
Если релаксация τ мгновенная, то формула превращается в закон Фурье.
Ориентировочная таблица теплопроводности материалов:
| Основа | Значение теплопроводности, Вт/(м•К) |
| Жесткий графен | 4840 +/– 440 – 5300 +/– 480 |
| Алмаз | 1001-2600 |
| Графит | 278,4-2435 |
| Бора арсенид | 200-2000 |
| SiC | 490 |
| Ag | 430 |
| Cu | 401 |
| BeO | 370 |
| Au | 320 |
| Al | 202-236 |
| AlN | 200 |
| BN | 180 |
| Si | 150 |
| Cu3Zn2 | 97-111 |
| Cr | 107 |
| Fe | 92 |
| Pt | 70 |
| Sn | 67 |
| ZnO | 54 |
| Черная сталь | 47-58 |
| Pb | 35,3 |
| Нержавейка | Теплопроводность стали – 15 |
| SiO2 | 8 |
| Высококачественные термостойкие пасты | 5-12 |
| Гранит (состоит из SiO2 68-73 %; Al2O3 12,0-15,5 %; Na2O 3,0-6,0 %; CaO 1,5-4,0 %; FeO 0,5-3,0 %; Fe2O3 0,5-2,5 %; К2О 0,5-3,0 %; MgO 0,1-1,5 %; TiO2 0,1-0,6 %) | 2,4 |
| Бетонный раствор без заполнителей | 1,75 |
| Бетонный раствор со щебнем или с гравием | 1,51 |
| Базальт (состоит из SiO2 – 47-52%, TiO2 – 1-2,5%, Al2O3 – 14-18%, Fe2O3 – 2-5%, FeO – 6-10%, MnO – 0,1-0,2%, MgO – 5-7%, CaO – 6-12%, Na2O – 1,5-3%, K2O – 0,1-1,5%, P2O5 – 0,2-0,5 %) | 1,3 |
| Стекло (состоит из SiO2, B2O3, P2O5, TeO2, GeO2, AlF3 и т.д.) | 1-1,15 |
| Термостойкая паста КПТ-8 | 0,7 |
| Бетонный раствор с наполнителем из песка, без щебня или гравия | 0,7 |
| Вода чистая | 0,6 |
| Силикатный или красный кирпич | 0,2-0,7 |
| Масла на основе силикона | 0,16 |
| Пенобетон | 0,05-0,3 |
| Газобетон | 0,1-0,3 |
| Дерево | Теплопроводность дерева – 0,15 |
| Масла на основе нефти | 0,125 |
| Снег | 0,10-0,15 |
| ПП с группой горючести Г1 | 0,039-0,051 |
| ЭППУ с группой горючести Г3, Г4 | 0,03-0,033 |
| Стеклянная вата | 0,032-0,041 |
| Вата каменная | 0,035-0,04 |
| Воздушная атмосфера (300 К, 100 кПа) | 0,022 |
| Гель на основе воздуха | 0,017 |
| Аргон (Ar) | 0,017 |
| Вакуумная среда | 0 |
Приведенная таблица теплопроводности учитывает теплопередачу посредством теплового излучения и теплообмена частиц. Так как вакуум не передает тепло, то оно перетекает при помощи солнечного излучения или другого типа генерации тепла. В газовой или жидкой среде слои с разной температурой смешиваются искусственно или естественным способом.
Таблица теплопроводимости стройматериалов
Проводя расчет теплопроводности стены, необходимо принимать во внимание, что теплопередача сквозь стеновые поверхности меняется от того, что температура в здании и на улице всегда разная, и зависит от площади всех поверхностей дома и от теплопроводности стройматериалов.
Чтобы количественно оценить теплопроводность, ввели такое значение, как коэффициент теплопроводности материалов. Он показывает, как тот или иной материал способен передавать тепло. Чем выше это значение, например, коэффициент теплопроводности стали, тем эффективнее сталь будет проводить тепло.
- При утеплении дома из древесины рекомендуется выбирать стройматериалы с низким коэффициентом.
- Если стена кирпичная, то при значении коэффициента 0,67 Вт/(м2•К) и толщине стены 1 м при ее площади 1 м2 при разнице наружной и внутридомовой температуры 10С кирпич будет пропускать 0,67 Вт энергии. При разнице температур 100С кирпич будет пропускать 6,7 Вт и т.д.
Стандартное значение коэффициента теплопроводимости теплоизоляции и других строительных материалов верно для толщины стены 1 м. Чтобы провести расчет теплопроводности поверхности другой толщины, следует коэффициент поделить на выбранное значение толщины стены (метры).Ориентировочные показатели коэффициентов теплопроводимости
В СНиП и при проведении расчетов фигурирует термин «тепловое сопротивление материала», он означает обратную теплопроводность. То есть при теплопроводности листа пенопласта 10 см и его теплопроводности 0,35 Вт/(м2•К) тепловое сопротивление листа – 1 / 0,35 Вт/(м2•К) = 2,85 (м2•К)/Вт.
Ниже – таблица теплопроводности для востребованных строительных материалов и теплоизоляторов:
| Стройматериалы | Коэффициент теплопроводимости, Вт/(м2•К) |
| Плиты из алебастра | 0,47 |
| Al | 230 |
| Шифер асбоцементный | 0,35 |
| Асбест (волокно, ткань) | 0,15 |
| Асбоцемент | 1,76 |
| Асбоцементные изделия | 0,35 |
| Асфальт | 0,73 |
| Асфальт для напольного покрытия | 0,84 |
| Бакелит | 0,24 |
| Бетон с заполнителем щебнем | 1,3 |
| Бетон с заполнителем песком | 0,7 |
| Пористый бетон – пено- и газобетон | 1,4 |
| Сплошной бетон | 1,75 |
| Термоизоляционный бетон | 0,18 |
| Битумная масса | 0,47 |
| Бумажные материалы | 0,14 |
| Рыхлая минвата | 0,046 |
| Тяжелая минвата | 0,05 |
| Вата – теплоизолятор на основе хлопка | 0,05 |
| Вермикулит в плитах или листах | 0,1 |
| Войлок | 0,046 |
| Гипс | 0,35 |
| Глиноземы | 2,33 |
| Гравийный заполнитель | 0,93 |
| Гранитный или базальтовый заполнитель | 3,5 |
| Влажный грунт, 10% | 1,75 |
| Влажный грунт, 20% | 2,1 |
| Песчаники | 1,16 |
| Сухая почва | 0,4 |
| Уплотненный грунт | 1,05 |
| Гудроновая масса | 0,3 |
| Доска строительная | 0,15 |
| Фанерные листы | 0,15 |
| Твердые породы дерева | 0,2 |
| ДСП | 0,2 |
| Дюралюминиевые изделия | 160 |
| Железобетонные изделия | 1,72 |
| Зола | 0,15 |
| Известняковые блоки | 1,71 |
| Раствор на песке и извести | 0,87 |
| Смола вспененная | 0,037 |
| Природный камень | 1,4 |
| Картонные листы из нескольких слоев | 0,14 |
| Каучук пористый | 0,035 |
| Каучук | 0,042 |
| Каучук с фтором | 0,053 |
| Керамзитобетонные блоки | 0,22 |
| Красный кирпич | 0,13 |
| Пустотелый кирпич | 0,44 |
| Полнотелый кирпич | 0,81 |
| Сплошной кирпич | 0,67 |
| Шлакокирпич | 0,58 |
| Плиты на основе кремнезема | 0,07 |
| Латунные изделия | 110 |
| Лед при температуре 00С | 2,21 |
| Лед при температуре -200С | 2,44 |
| Лиственное дерево при влажности 15% | 0,15 |
| Медные изделия | 380 |
| Мипора | 0,086 |
| Опилки для засыпки | 0,096 |
| Сухие опилки | 0,064 |
| ПВХ | 0,19 |
| Пенобетон | 0,3 |
| Пенопласт марки ПС-1 | 0,036 |
| Пенопласт марки ПС-4 | 0,04 |
| Пенопласт марки ПХВ-1 | 0,05 |
| Пенопласт марки ФРП | 0,044 |
| ППУ марки ПС-Б | 0,04 |
| ППУ марки ПС-БС | 0,04 |
| Лист из пенополиуретана | 0,034 |
| Панель из пенополиуретана | 0,024 |
| Облегченное пеностекло | 0,06 |
| Тяжелое вспененное стекло | 0,08 |
| Пергаминовые изделия | 0,16 |
| Перлитовые изделия | 0,051 |
| Плиты на цементе и перлите | 0,085 |
| Влажный песок 0% | 0,33 |
| Влажный песок 0% | 0,97 |
| Влажный песок 20% | 1,33 |
| Обожженный камень | 1,52 |
| Керамическая плитка | 1,03 |
| Плитка марки ПМТБ-2 | 0,035 |
| Полистирол | 0,081 |
| Поролон | 0,04 |
| Раствор на основе цемента без песка | 0,47 |
| Плита из натуральной пробки | 0,042 |
| Легкие листы из натуральной пробки | 0,034 |
| Тяжелые листы из натуральной пробки | 0,05 |
| Резиновые изделия | 0,15 |
| Рубероид | 0,17 |
| Сланец | 2,100 |
| Снег | 1,5 |
| Хвойная древесина влажностью 15% | 0,15 |
| Хвойная смолистая древесина влажностью 15% | 0,23 |
| Стальные изделия | 52 |
| Стеклянные изделия | 1,15 |
| Утеплитель стекловата | 0,05 |
| Стекловолоконные утеплители | 0,034 |
| Стеклотекстолитовые изделия | 0,31 |
| Стружка | 0,13 |
| Тефлоновое покрытие | 0,26 |
| Толь | 0,24 |
| Плита на основе цементного раствора | 1,93 |
| Цементно-песчаный раствор | 1,24 |
| Чугунные изделия | 57 |
| Шлак в гранулах | 0,14 |
| Шлак зольный | 0,3 |
| Шлакобетонные блоки | 0,65 |
| Сухие штукатурные смеси | 0,22 |
| Штукатурный раствор на основе цемента | 0,95 |
| Эбонитовые изделия | 0,15 |
Кроме того, необходимо учитывать теплопроводность утеплителей из-за их струйных тепловых потоков. В плотной среде возможно «переливание» квазичастиц из одного нагретого стройматериала в другой, более холодный или более теплый, через поры субмикронных размеров, что помогает распространять звук и тепло, даже если в этих порах будет абсолютный вакуум.
Материал | Плотность (для сыпучих – насыпная плотность), кг/м3 | Коэффициент теплопроводности (λ), Вт/ (м*К) |
| Альминский камень | 2100-2300 | |
| Асбест | 600 | 0,151 |
| АЦП асбесто-цементные плиты | 1800 | 0,35 |
| Бетон см.также Железобетон | 2300-2400 | 1,28-1,51 растет с ростом плотности |
| Битум | 1400 | 0,27 |
| Винипласт | 1380 | 0,163 |
| Гипсокартон | 800 | 0,15 |
| Гранит | 2800 | 3,49 |
| Дерево, дуб — вдоль волокон | 700 | 0,23 |
| Дерево, дуб — поперек волокон | 700 | 0,1 |
| Дерево, сосна или ель — вдоль волокон | 500 | 0,18 |
| Дерево, сосна или ель — поперек волокон | 500 | 0,10—0,15 растет с ростом плотности и влажности |
| ДСП, ОСП; древесно- или ориентированно-стружечная плита | 1000 | 0,15 |
| Железобетон | 2500 | 1,69 |
| Камень крымский (ракушняк) | 1100-2240 | 0,3-0,8 зависит от плотности и влажности |
| Керамзит | 200 | 0,1 |
| Керамзит | 800 | 0,18 |
| Керамзитобетон | 1800 | 0,66 |
| Керамзитобетон | 500 | 0,14 |
| Кирпич керамический пустотелый (брутто1000) | 1200 | 0,35 |
| Кирпич керамический пустотелый (брутто1400) | 1600 | 0,41 |
| Кирпич красный глиняный | 1800 | 0,56 |
| Кирпич, силикатный | 1800 | 0,87 |
| Кладка из изоляционного кирпича | 600 | 0,116—0,209 растет с ростом плотности |
| Кладка из обыкновенного кирпича | 600–1700 | 0,384—0,698—0,814 растет с ростом плотности |
| Кладка из огнеупорного кирпича | 1840 | 1,05 (при 800—1100°С) |
| Линолеум | 1600 | 0,33 |
| Минвата | 50 | 0,048 |
| Минвата | 100 | 0,056 |
| Минвата | 200 | 0,07 |
| Мрамор | 2800 | 2,91 |
| Опилки древесные | 230 | 0,070—0,093 растет с ростом плотности и влажности |
| Пенобетон | 1200 | 0,38 |
| Пенобетон | 1000 | 0,23 |
| Пенобетон | 800 | 0,18 |
| Пенобетон | 600 | 0,14 |
| Пенобетон | 400 | 0,10 |
| Пенопласт ПСБ-С 15 | 15 | 0,043 |
| Пенопласт ПСБ-С 25 | 15,1-25 | 0,041 |
| Пенопласт ПСБ-С 35 | 35 | 0,038 |
| Пенополистирол | 100 | 0,041 |
| Пенополистирол | 150 | 0,05 |
| Пенополистирол | 40 | 0,038 |
| Пенополистирол экструдированый Марка 35 | 33-38 | 0,03 |
| Пенополистирол экструдированый Марка 45 | 38,1-45 | 0,032 |
| Песок сухой | 1600 | 0,35 |
| Песок влажный | 1900 | 0,814 |
| Пробковая мелочь | 160 | 0,047 |
| Рубероид, пергамин | 600 | 0,17 |
| Стекло оконное | 2500 | 0,698—0,814 |
| Текстолит | 1380 | 0,244 |
| Торфоплиты | 220 | 0,064 |
| Фанера клееная | 600 | 0,12 |
| Шлаковая вата | 250 | 0,076 |
Что такое теплопроводность строительных материалов таблица. Теплопроводность и другие характеристики строительных материалов в цифрах. Если задумано индивидуальное строительство
- Понятие теплопроводности
- Теплопроводность при строительстве
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.
Иржи Зак, Станислав Стастник Институт технологии строительных материалов и компонентов, Технологический университет Брно, факультет гражданского строительства, Брно, Чешская Республика. Нестационарное измерительное оборудование означает прогресс в методах простого, надежного и быстрого определения теплопроводности строительных материалов. В настоящем документе описывается новый метод определения коэффициента теплопроводности строительных материалов, включая все задействованные процедуры, и оценивается преимущества, связанные с использованием этого метода.
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.
Коэффициент теплопроводности является наиболее важным теплотехническим свойством строительных материалов — он характеризует способность материалов проводить тепловую энергию. На практике используются две группы методов испытаний для измерения теплопроводности как свойства материалов.
Принцип плоского источника тепла
Эти методы достаточно точны, но они отнимают много времени, и применение этого метода возможно только в случае образцов с точно определенными размерами, и они очень требовательны к подготовке образца. Нестационарные методы — ударные методы с использованием вторичных измерительных приборов. Стационарные методы. . Для расчетов теплопередачи от плоского источника тепла мы исходим из приложения фундаментального уравнения Фурье для теплопроводности в виде.
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.
Принцип нестационарного плоского измерительного оборудования
Зонд нестационарного измерительного прибора образует полуограниченную область с известными параметрами и термически чувствительную границу с плоским источником тепла на ее поверхности. В принципе этот метод основан на ударном «методе горячей проволоки», но в отличие от этого метода заменяет линейный источник тепла плоским источником тепла, который гарантирует приближение измеренной величины по всей поверхности испытательного зонда и исключает возможный эффект локальных неоднородностей материала.
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.
Температура находится на измеренной границе, контролируемой с помощью контрольной термопары. Измеренные значения здесь хранятся и оцениваются. Выход источника тепла контролируется с помощью программного обеспечения для обеспечения оптимальной тепловой защиты на границе между зондом и испытанным материалом по теплотехническим параметрам испытуемого образца.
При оценке результатов измерений коэффициента теплопроводности нестационарным плоским измерительным оборудованием с использованием сравнительного метода мы обычно предполагаем сходство температурного курса при регулярном нагревании материалов. Следующий график формулирует типичный температурный курс при регулярном нагревании.
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:
В начале измерения принимается начальное стационарное состояние температуры. Измерительный датчик и образец образуют две полубесконечные области. Линейная часть кривой параметризуется используемой емкостью плоского источника и теплоизоляционными свойствами обоих смежных полупространств.
В общем случае расчет значения теплопроводности может быть выражен уравнением. Во время практических измерений результаты измерений на эталонных материалах были применены для выбора оптимального интервала измерения и оптимальной выходной мощности источника тепла в отношении максимизации результатов измерений точно и воспроизводимости.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Влияние температуры на теплопроводность материала отражается через формулу:
λ=λо*(1+b*t), (1)
Определение коэффициента теплопроводности строительных материалов с использованием нестационарного плоского измерительного оборудования. Нестационарное плоское измерительное оборудование благодаря своей конструкции обладает многими выгодными свойствами. В этом аппарате можно легко и быстро измерить значение коэффициента теплопроводности в случае любого строительного материала.
Само измерение длится всего несколько секунд, и поэтому можно определить значение коэффициента теплопроводности в зависимости от влажности испытуемого образца. Плоский датчик обеспечивает возможность определения коэффициента теплопроводности значительно неоднородных материалов. Требования, касающиеся размера выборки, по сравнению с другими методами существенно меньше. По этим причинам можно определить коэффициент теплопроводности даже в части строительных изделий, поскольку со стандартными образцами тепловые технические свойства могут сильно отличаться от свойств конечных продуктов. Точность измерения. Как и в случае любого метода измерения, даже в случае нестационарного плоского измерительного прибора наибольшая ошибка исходит из тестового образца. Если поверхность испытываемого образца неравномерна.
- Скорость измерения.
- В отличие от классических методов этот метод несравненно быстрее.
- Гибкость измерений.
где, λо – коэффициент теплопроводности при температуре 0 °С, Вт/м*°С;
b – справочная величина температурного коэффициента;
t – температура.
Вернуться к оглавле
Коэффициент теплопроводности материала. Теплопроводность строительных материалов: таблица
Процесс передачи энергии от более нагретой части тела к менее нагретой называется теплопроводностью. Числовое значение такого процесса отражает коэффициент теплопроводности материала. Это понятие является очень важным при строительстве и ремонте зданий. Правильно подобранные материалы позволяют создать в помещении благоприятный микроклимат и сэкономить на отоплении существенную сумму.
Понятие теплопроводности
Теплопроводность – процесс обмена тепловой энергией, который происходит за счет столкновения мельчайших частиц тела. Причем этот процесс не прекратится, пока не наступит момент равновесия температур. На это уходит определенный промежуток времени. Чем больше времени затрачивается на тепловой обмен, тем ниже показатель теплопроводности.
Данный показатель выражают как коэффициент теплопроводности материалов. Таблица содержит уже измеренные значения для большинства материалов. Расчет производится по количеству тепловой энергии, прошедшей сквозь заданную площадь поверхности материала. Чем больше вычисленное значение, тем быстрее объект отдаст все свое тепло.
Факторы, влияющие на теплопроводность
Коэффициент теплопроводности материала зависит от нескольких факторов:
- Плотность материала. При повышении данного показателя взаимодействие частиц материала становится прочнее. Соответственно, они будут передавать температуру быстрее. А это значит, что с повышением плотности материала улучшается передача тепла.
- Пористость вещества. Пористые материалы являются неоднородными по своей структуре. Внутри них находится большое количество воздуха. А это значит, что молекулам и другим частицами будет сложно перемещать тепловую энергию. Соответственно, коэффициент теплопроводности повышается.
- Влажность также оказывает влияние на теплопроводность. Мокрые поверхности материала пропускают большее количество тепла. В некоторых таблицах даже указывается расчетный коэффициент теплопроводности материала в трех состояниях: сухом, среднем (обычном) и влажном.
Выбирая материал для утепления помещений, важно учитывать также условия, в которых он будет эксплуатироваться.Понятие теплопроводности на практике
Теплопроводность учитывается на этапе проектирования здания. При этом берется во внимание способность материалов удерживать тепло. Благодаря их правильному подбору жильцам внутри помещения всегда будет комфортно. Во время эксплуатации будут существенно экономиться денежные средства на отопление.
Утепление на стадии проектирования является оптимальным, но не единственным решением. Не составляет трудности утеплить уже готовое здание путем проведения внутренних или наружных работ. Толщина слоя изоляции будет зависеть от выбранных материалов. Отдельные из них (к примеру, дерево, пенобетон) могут в некоторых случаях использоваться без дополнительного слоя термоизоляции. Главное, чтобы их толщина превышала 50 сантиметров.
Особенное внимание следует уделить утеплению кровли, оконных и дверных проемов, пола. Сквозь эти элементы уходит больше всего тепла. Зрительно это можно увидеть на фотографии в начале статьи.
Конструкционные материалы и их показатели
Для строительства зданий используют материалы с низким коэффициентом теплопроводности. Наиболее популярными являются:
- Бетон. Его теплопроводность находится в пределах 1,29-1,52Вт/м*К. Точное значение зависит от консистенции раствора. На этот показатель также влияет плотность исходного материала, которая составляет 500-2500 кг/м3. Используют данный материал в виде раствора для фундаментов, в виде блоков – для возведения стен и фундамента.
- Железобетон, значение теплопроводности которого составляет 1,68Вт/м*К. Плотность материала достигает 2400-2500 кг/м3.
- Древесина, издревле использующаяся как строительный материал. Ее плотность и теплопроводность в зависимости от породы составляют 150-2100 кг/м3 и 0,2-0,23Вт/м*К соответственно.
Еще один популярный строительный материал – кирпич. В зависимости от состава он обладает следующими показателями:
- саманный (изготовленный из глины): 0,1-0,4 Вт/м*К;
- керамический (изготовленный методом обжига): 0,35-0,81 Вт/м*К;
- силикатный (из песка с добавлением извести): 0,82-0,88 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.
Показатели теплоизоляционных материалов
Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов, наиболее популярных в наше время:
- пенопласт, который обладает плотностью 15-50кг/м3, при теплопроводности – 0,031-0,033Вт/м*К;
- пенополистирол, плотность которого такая же, как и у предыдущего материала. Но при этом коэффициент передачи тепла находится на уровне 0,029-0,036Вт/м*К;
- стекловата. Характеризуется коэффициентом, равным 0,038-0,045Вт/м*К;
Таблица показателей
Для удобства работы коэффициент теплопроводности материала принято заносить в таблицу. В ней кроме самого коэффициента могут быть отражены такие показатели как степень влажности, плотность и другие. Материалы с высоким коэффициент теплопроводности сочетаются в таблице с показателями низкой теплопроводности. Образец данной таблицы приведен ниже:
Использование коэффициента теплопроводности материала позволит возвести желаемую постройку. Главное: выбрать продукт, отвечающий всем необходимым требованиями. Тогда здание получится комфортным для проживания; в нем будет сохраняться благоприятный микроклимат.
Правильно подобранный изоляционный материал снизит потери тепла, по причине чего больше не нужно будет «отапливать улицу». Благодаря этому финансовые затраты на отопление существенно снизятся. Такая экономия позволит в скором времени вернуть все деньги, которые будут затрачены на приобретение теплоизолятора.