Przewodność cieplna materiałów budowlanych: co to jest + tabela wartości

Konstrukcja wymaga użycia odpowiednich materiałów. Główne kryteria to bezpieczeństwo życia i zdrowia, przewodność cieplna, niezawodność. Następuje po tym cena, właściwości estetyczne, wszechstronność itp.

Rozważ jedną z najważniejszych cech materiałów budowlanych - współczynnik przewodności cieplnej, ponieważ na przykład poziom komfortu w domu zależy od tej właściwości.

Czym jest materiał budowlany KTP?

Teoretycznie i praktycznie również w przypadku materiałów budowlanych tworzone są z reguły dwie powierzchnie - zewnętrzna i wewnętrzna. Z punktu widzenia fizyki ciepły region zawsze ma tendencję do zimnego regionu.

W zastosowaniu do materiałów budowlanych ciepło będzie oddziaływać z jednej powierzchni (cieplejszej) na inną powierzchnię (mniej ciepła). W rzeczywistości zdolność materiału w odniesieniu do takiego przejścia nazywa się współczynnikiem przewodności cieplnej lub, w skrócie, KTP.

Schemat wyjaśniający wpływ przewodności cieplnej: 1 - energia cieplna; 2 - współczynnik przewodności cieplnej; 3 - temperatura pierwszej powierzchni; 4 - temperatura drugiej powierzchni; 5 - grubość materiału budowlanego

Charakterystykę QFT zwykle buduje się na podstawie testów, w których pobiera się próbkę eksperymentalną o wymiarach 100x100 cm i stosuje się do niej efekty termiczne, uwzględniając różnicę temperatur między dwiema powierzchniami 1 stopnia. Czas ekspozycji wynosi 1 godzinę.

W związku z tym przewodność cieplną mierzy się w watach na metr na stopień (W / m ° C). Współczynnik jest oznaczony greckim symbolem λ.

Domyślnie przewodność cieplna różnych materiałów do budowy o wartości mniejszej niż 0, 175 W / m ° C, zrównuje te materiały z kategorią materiałów izolacyjnych.

Nowoczesna produkcja opanowała technologię materiałów budowlanych, poziom KTP, który jest mniejszy niż 0, 05 W / m ° C. Dzięki takim produktom możliwe jest osiągnięcie wyraźnego efektu ekonomicznego w zakresie zużycia zasobów energetycznych.

Wpływ czynników na poziom przewodności cieplnej

Każdy poszczególny materiał budowlany ma specyficzną strukturę i ma szczególny stan fizyczny.

Podstawą tego są:

• wymiar kryształów struktury;
• stan fazowy materii;
• stopień krystalizacji;
• anizotropia przewodności cieplnej kryształów;
• objętość i struktura porowatości;
• kierunek przepływu ciepła.

Wszystko to - czynniki wpływu. Skład chemiczny i zanieczyszczenia mają również pewien wpływ na poziom QFT. Ilość zanieczyszczeń, jak wykazała praktyka, ma szczególnie wyraźny wpływ na przewodność cieplną składników krystalicznych.

Izolacyjne materiały budowlane - klasa produktów w budowie, stworzona z uwzględnieniem właściwości KTP, blisko optymalnych właściwości. Jednak osiągnięcie doskonałej przewodności cieplnej przy zachowaniu innych właściwości jest niezwykle trudne.

Z kolei warunki pracy materiałów budowlanych - temperatura, ciśnienie, poziom wilgotności itp. - wpływają na QFT.

Materiały budowlane z minimalną KTP

Według badań suche powietrze ma minimalną wartość przewodności cieplnej (około 0, 023 W / m ° C).

Z punktu widzenia wykorzystania suchego powietrza w strukturze materiału budowlanego potrzebna jest struktura, w której suche powietrze znajduje się wewnątrz zamkniętych licznych przestrzeni o małej objętości. Strukturalnie, ta konfiguracja jest przedstawiona w postaci licznych porów w strukturze.

Stąd logiczny wniosek: materiał budowlany, którego wewnętrzna struktura jest porowata, powinien mieć niski poziom QFT.

Ponadto, w zależności od maksymalnej dopuszczalnej porowatości materiału, wartość przewodności cieplnej zbliża się do wartości QFT suchego powietrza.

Tworzenie materiału budowlanego o minimalnej przewodności cieplnej przyczynia się do porowatej struktury. Im więcej porów o różnej objętości jest zawartych w strukturze materiału, tym lepiej można uzyskać lepszą QFT

W nowoczesnej produkcji stosuje się kilka technologii w celu uzyskania porowatości materiału budowlanego.

W szczególności wykorzystywane są następujące technologie:

• pienienie;
• tworzenie gazu;
• odzyskiwanie wody;
• obrzęk;
• wprowadzenie dodatków;
• tworzyć ramki światłowodowe.

Należy zauważyć: współczynnik przewodności cieplnej jest bezpośrednio związany z właściwościami, takimi jak gęstość, pojemność cieplna, przewodność temperaturowa.

Wartość przewodności cieplnej można obliczyć za pomocą wzoru:

λ = Q / S * (T ₁ -T ₂ ) * t,

Gdzie

• Q to ilość ciepła;
• S oznacza grubość materiału;
• T ₁, T ₂ - temperatura po obu stronach materiału;
• t czas.

Średnia gęstość i przewodność cieplna jest odwrotnie proporcjonalna do ilości porowatości. Dlatego, w oparciu o gęstość struktury materiałów budowlanych, zależność od niej przewodności cieplnej można obliczyć w następujący sposób:

λ = 1, 16 √ 0, 0196 + 0, 22d ² - 0, 16,

Gdzie: d jest wartością gęstości. To jest V.P. Niekrasow, demonstrując wpływ gęstości danego materiału na wartość jego QFT.

Wpływ wilgoci na przewodność cieplną materiałów budowlanych

Ponownie, sądząc po przykładach wykorzystania materiałów budowlanych w praktyce, okazuje się, że negatywny wpływ wilgoci na materiały budowlane KTP. Zauważono - im więcej wilgoci jest wystawiane na materiały budowlane, tym wyższa jest wartość QFT.

W różny sposób starają się chronić materiał używany w budownictwie przed wilgocią. Środek ten jest w pełni uzasadniony, biorąc pod uwagę wzrost współczynnika dla mokrych materiałów budowlanych.

Uzasadnij taki moment jest łatwy. Wpływowi wilgoci na strukturę materiału budowlanego towarzyszy nawilżanie powietrza w porach i częściowa wymiana środowiska powietrza.

Biorąc pod uwagę, że parametr współczynnika przewodzenia ciepła dla wody wynosi 0, 58 W / m ° C, wyraźny jest wzrost QFT materiału.

Należy również zwrócić uwagę na bardziej negatywny efekt, gdy woda wpływająca do porowatej struktury jest dodatkowo zamarznięta - zamienia się w lód.

W związku z tym łatwo jest obliczyć jeszcze większy wzrost przewodności cieplnej, biorąc pod uwagę parametry QFT lodu, równe 2, 3 W / m ° C. Wzmocnienie jest około czterokrotnie wyższe niż przewodność cieplna wody.

Jedną z przyczyn odmowy budowy zimowej na rzecz budowy w lecie należy uznać za czynnik możliwego zamarzania niektórych rodzajów materiałów budowlanych, aw rezultacie wzrost przewodności cieplnej.

Stąd oczywiste stają się wymagania konstrukcyjne dotyczące ochrony izolujących materiałów budowlanych przed wnikaniem wilgoci. W końcu poziom przewodności cieplnej rośnie wprost proporcjonalnie do ilościowej wilgotności.

Kolejny moment jest nie mniej istotny - odwrotnie, gdy struktura materiału budowlanego jest poddawana znacznemu nagrzewaniu. Nadmierne ciepło powoduje również wzrost przewodności cieplnej.

Dzieje się tak z powodu wzrostu energii kinematycznej cząsteczek, które tworzą podstawę strukturalną materiału budowlanego.

To prawda, że istnieje klasa materiałów, których struktura, przeciwnie, uzyskuje lepsze właściwości przewodzenia ciepła w trybie silnego ogrzewania. Jednym z tych materiałów jest metal.

Jeśli pod silnym ogrzewaniem duża część szeroko rozpowszechnionych materiałów budowlanych zmienia przewodność cieplną w kierunku wzrostu, silne ogrzewanie metalu prowadzi do przeciwnego efektu - KTP metalu zmniejsza się

Metody określania współczynnika

W tym kierunku stosowane są różne metody, ale w rzeczywistości wszystkie technologie pomiarowe są łączone za pomocą dwóch grup metod:

1. Tryb pomiaru stacjonarnego.
2. Tryb pomiarów niestacjonarnych.

Metoda stacjonarna polega na pracy z parametrami, które nie zmieniają się w czasie lub zmieniają się nieznacznie. Sądząc po praktycznych zastosowaniach, technologia ta pozwala nam polegać na dokładniejszych wynikach QFT.

Działania mające na celu pomiar przewodności cieplnej, metoda stacjonarna pozwala na szeroki zakres temperatur - 20 - 700 ° C Ale jednocześnie technologia stacjonarna jest uważana za czasochłonną i złożoną metodę, wymagającą dużej ilości czasu na wykonanie.

Przykład urządzenia zaprojektowanego do wykonywania pomiarów współczynnika przewodności cieplnej. Jest to jeden z nowoczesnych projektów cyfrowych, zapewniający szybkie i dokładne wyniki.

Inna technologia pomiarowa - niestacjonarna, wydaje się być bardziej uproszczona, wymagająca od 10 do 30 minut na ukończenie pracy. Jednak w tym przypadku zakres temperatur jest znacznie ograniczony. Niemniej jednak technika ta znalazła szerokie zastosowanie w sektorze przemysłowym.

Tabela przewodności cieplnej materiałów budowlanych

Pomiar wielu istniejących i powszechnie stosowanych materiałów budowlanych nie ma sensu.

Wszystkie te produkty z reguły były wielokrotnie testowane, na podstawie których sporządzono tabelę przewodności cieplnej materiałów budowlanych, która obejmuje prawie wszystkie materiały wymagane do budowy.

Jeden z wariantów takiej tabeli przedstawiono poniżej, gdzie QFT jest współczynnikiem przewodności cieplnej:

Materiał (materiał budowlany)	Gęstość, m 3	KTP jest suche, W / mºC	% wet_1			% wet_2	KTP przy zwilżeniu__1, W / mºC		KTP przy zwilżeniu__2, W / mºC
Bitum dachowy	1400	0, 27	0			0	0, 27		0, 27
Bitum dachowy	1000	0.17	0			0	0.17		0.17
Pokrycie dachowe łupkowe	1800	0, 35	2			3	0, 47		0, 52
Pokrycie dachowe łupkowe	1600	0, 23	2			3	0, 35		0, 41
Bitum dachowy	1200	0, 22	0			0	0, 22		0, 22
Liść azbestowo-cementowy	1800	0, 35	2			3	0, 47		0, 52
Arkusz cementu azbestowego	1600	0, 23	2			3	0, 35		0, 41
Beton asfaltowy	2100	1, 05	0			0	1, 05		1, 05
Konstrukcja dachu	600	0.17	0			0	0.17		0.17
Beton (żwirowe łóżko)	1600	0, 46	4			6	0, 46		0, 55
Beton (na poduszce żużlowej)	1800	0, 46	4			6	0, 56		0, 67
Beton (na żwirze)	2400	1.51	2			3	1, 74		1, 86
Beton (na podkładce z piasku)	1000	0, 28	9			13	0, 35		0, 41
Beton (struktura porowata)	1000	0, 29	10			15	0, 41		0, 47
Beton (solidna struktura)	2500	1, 89	2			3	1.92		2.04
Pumeks	1600	0, 52	4			6	0, 62		0, 68
Bitum budowlany	1400	0, 27	0			0	0, 27		0, 27
Bitum budowlany	1200	0, 22	0			0	0, 22		0, 22
Wełna mineralna lekka	50	0, 048	2			5	0, 052		0, 06
Wełna mineralna ciężka	125	0, 056	2			5	0, 064		0, 07
Wełna mineralna	75	0, 052	2			5	0, 06		0, 064
Liść wermikulitu	200	0, 065	1			3	0, 08		0, 095
Liść wermikulitu	150	0, 060	1			3	0, 074		0, 098
Beton gazowo-piankowo-jesionowy	800	0.17	15			22	0, 35		0, 41
Beton gazowo-piankowo-jesionowy	1000	0, 23	15			22	0, 44		0, 50
Beton gazowo-piankowo-jesionowy	1200	0, 29	15			22	0, 52		0, 58
Gaz-pianobeton (pianka-krzemian)	300	0, 08	8			12	0, 11		0, 13
Gaz-pianobeton (pianka-krzemian)	400	0, 11	8			12	0, 14		0, 15
Gaz-pianobeton (pianka-krzemian)	600	0, 14	8			12	0, 22		0, 26
Gaz-pianobeton (pianka-krzemian)	800	0, 21	10			15	0, 33		0, 37
Gaz-pianobeton (pianka-krzemian)	1000	0, 29	10			15	0, 41		0, 47
Płyty gipsowo-kartonowe	1200	0, 35	4			6	0, 41		0, 46
Żwir spieniony	600	2.14	2			3	0, 21		0, 23
Żwir spieniony	800	0, 18	2			3	0, 21		0, 23
Granit (bazalt)	2800	3.49	0			0	3.49		3.49
Żwir spieniony	400	0, 12	2			3	0, 13		0, 14
Żwir spieniony	300	0, 108	2			3	0, 12		0, 13
Żwir spieniony	200	0, 099	2			3	0, 11		0, 12
Żwir shungizytowy	800	0, 16	2			4	0, 20		0, 23
Żwir shungizytowy	600	0, 13	2			4	0, 16		0, 20
Żwir shungizytowy	400	0, 11	2			4	0, 13		0, 14
Poprzeczne włókna sosny	500	0, 09	15			20	0, 14		0, 18
Sklejka	600	0, 12	10			13	0, 15		0, 18
Sosna wzdłuż włókien	500	0, 18	15			20	0, 29		0, 35
Dąb w poprzek ziarna	700	0, 23	10			15	0, 18		0, 23
Metalowe duraluminium	2600	221	0			0	221		221
Beton zbrojony	2500	1, 69	2			3	1.92		2.04
Tufobeton	1600	0, 52	7			10	0, 7		0, 81
Wapień	2000	0, 93	2			3	1.16		1.28
Roztwór wapna piaskowego	1700	0, 52	2			4	0, 70		0, 87
Piasek do prac budowlanych	1600	0, 035	1			2	0, 47		0, 58
Tufobeton	1800	0, 64	7			10	0, 87		0, 99
Tektura licowa	1000	0, 18	5			10	0, 21		0, 23
Wielowarstwowy karton budowlany	650	0, 13	6			12	0, 15		0, 18
Spieniona guma	60-95	0, 034	5			15	0, 04		0, 054
Claydite	1400	0, 47	5			10	0, 56		0, 65
Claydite	1600	0, 58	5			10	0, 67		0, 78
Claydite	1800	0, 86	5			10	0, 80		0, 92
Cegła (pusta)	1400	0, 41	1			2	0, 52		0, 58
Cegła (ceramiczna)	1600	0, 47	1			2	0, 58		0, 64
Budowa holowania	150	0, 05	7			12	0, 06		0, 07
Cegła (krzemian)	1500	0, 64	2			4	0, 7		0, 81
Cegła (bryła)	1800	0, 88	1			2	0, 7		0, 81
Cegła (żużel)	1700	0, 52	1.5			3	0, 64		0, 76
Cegła (glina)	1600	0, 47	2			4	0, 58		0, 7
Cegła (paplanina)	1200	0, 35	2			4	0, 47		0, 52
Metalowa miedź	8500	407	0			0	407		407
Suchy tynk (arkusz)	1050	0, 15	4			6	0, 34		0, 36
Płyty z wełny mineralnej	350	0, 091	2			5	0, 09		0, 11
Płyty z wełny mineralnej	300	0, 070	2			5	0, 087		0, 09
Płyty z wełny mineralnej	200	0, 070	2			5	0, 076		0, 08
Płyty z wełny mineralnej	100	0, 056	2			5	0, 06		0, 07
Linoleum PVC	1800	0, 38	0			0	0, 38		0, 38
Pianobeton	1000	0, 29	8			12	0, 38		0, 43
Pianobeton	800	0, 21	8			12	0, 33		0, 37
Pianobeton	600	0, 14	8			12	0, 22		0, 26
Pianobeton	400	0, 11	6			12	0, 14		0, 15
Pianobeton na wapieniu	1000	0, 31	12			18	0, 48		0, 55
Pianobeton na cemencie	1200	0, 37	15			22	0, 60		0, 66
Polistyren spieniony (PSB-C25)	15 - 25	0, 029 - 0, 033	2			10	0, 035 - 0, 052		0, 040 - 0, 059
Polistyren spieniony (PSB-C35)	25 - 35	0, 036 - 0, 041	2			20	0, 034		0, 039
Arkusz z pianki poliuretanowej	80	0, 041	2			5	0, 05		0, 05
Panel z pianki poliuretanowej	60	0, 035	2			5	0, 41		0, 41
Lekkie szkło piankowe	200	0, 07	1			2	0, 08		0, 09
Ważone szkło piankowe	400	0, 11	1			2	0, 12		0, 14
Pergamin	600	0.17	0			0	0.17		0.17
Perlit	400	0.111	1			2	0, 12		0, 13
Płyta cementowa perlitowa	200	0, 041	2			3	0, 052		0, 06
Marmur	2800	2, 91	0			0	2, 91		2, 91
Tuff	2000	0, 76	3			5	0, 93		1, 05
Beton żwirowy	1400	0, 47	5			8	0, 52		0, 58
Płyta DVP (płyta wiórowa)	200	0, 06	10			12	0, 07		0, 08
Płyta DVP (płyta wiórowa)	400	0, 08	10			12	0, 11		0, 13
Płyta DVP (płyta wiórowa)	600	0, 11	10			12	0, 13		0, 16
Płyta DVP (płyta wiórowa)	800	0, 13	10			12	0, 19		0, 23
Płyta DVP (płyta wiórowa)	1000	0, 15	10			12	0, 23		0, 29
Beton polistyrenowy na cement portlandzki	600	0, 14	4			8	0.17		0, 20
Beton wermikulitowy	800	0, 21	8			13	0, 23		0, 26
Beton wermikulitowy	600	0, 14	8			13	0, 16		0.17
Beton wermikulitowy	400	0, 09	8			13	0, 11		0, 13
Beton wermikulitowy	300	0, 08	8			13	0, 09		0, 11
Ruberoid	600	0.17	0			0	0.17		0.17
Płyta pilśniowa	800	0, 16	10			15	0, 24		0, 30
Stal metalowa	7850	58	0			0	58		58
Szkło	2500	0, 76	0			0	0, 76		0, 76
Wełna szklana	50	0, 048	2			5	0, 052		0, 06
Włókno szklane	50	0, 056	2			5	0, 06		0, 064
Płyta pilśniowa	600	0, 12	10			15	0, 18		0, 23
Płyta pilśniowa	400	0, 08	10			15	0, 13		0, 16
Płyta pilśniowa	300	0, 07	10			15	0, 09		0, 14
Sklejka	600	0, 12	10			13	0, 15		0, 18
Trzcina	300	0, 07	10			15	0, 09		0, 14
Zaprawa cementowo-piaskowa	1800	0, 58	2			4	0, 76		0, 93
Żeliwo metalowe	7200	50	0			0	50		50
Roztwór cementowo-żużlowy	1400	0, 41	2			4	0, 52		0, 64
Roztwór piasku złożonego	1700	0, 52	2			4	0, 70		0, 87
Suchy tynk	800	0, 15	4			6	0, 19		0, 21
Trzcina	200	0, 06	10			15	0, 07		0, 09
Tynk cementowy	1050	0, 15	4			6	0, 34		0, 36
Torfowa kuchenka	300	0, 064	15			20	0, 07		0, 08
Torfowa kuchenka	200	0, 052	15			20	0, 06		0, 064

Zalecamy również przeczytanie naszych innych artykułów, w których rozmawiamy o tym, jak wybrać odpowiednią izolację:

1. Izolacja do dachu mansardowego.
2. Materiały do ogrzewania domu od wewnątrz.
3. Izolacja sufitu.
4. Materiały do izolacji zewnętrznej.
5. Izolacja podłogi w drewnianym domu.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Film jest tematycznie ukierunkowany, gdzie szczegółowo wyjaśniono, czym jest KTP i „z czym jest spożywany”. Po zapoznaniu się z materiałem przedstawionym na filmie, istnieje duże prawdopodobieństwo zostania profesjonalnym budowniczym.

Oczywistym punktem jest to, że potencjalny budowniczy musi koniecznie wiedzieć o przewodności cieplnej i jej zależności od różnych czynników. Ta wiedza pomoże zbudować nie tylko jakościowo, ale z wysokim stopniem niezawodności i trwałości obiektu. Wykorzystanie współczynnika w istocie oznacza rzeczywistą oszczędność pieniędzy, na przykład, płacąc za te same narzędzia.

Jeśli masz jakieś pytania lub masz cenne informacje na temat artykułu, zostaw swoje komentarze w polu poniżej.