Используемые в строительстве материалы должны обладать какой теплопроводностью

Содержание

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.

СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ 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.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов

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.

  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:

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.

  • 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;

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.

Материалы из минеральных волокон, Изоляционные материалы на природном основании, Огнестойкая теплоизоляционная керамика, Изоляционные материалы на клеточном гипсовом ангидритовом основании, Строительная керамика, Теплоизоляционные растворы и штукатурные смеси и т.д. Наиболее важным является использование плоского измерительного оборудования в специальных применениях, где можно в полной мере применять его особые благоприятные свойства.

Определение теплопроводности в зависимости от влажности

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:

Определение коэффициента теплопроводности увлажняющих связующих смесей

Другим типичным применением плоского измерительного оборудования является определение коэффициента теплопроводности увлажняющих связующих смесей. Во время гидратации происходят значительные изменения значения теплопроводности гидратирующего материала. Эти изменения частично вызваны превращением несвязанной водяной воды в структуру вновь образованных продуктов гидратации, а также развитием и изменением внутренней микроструктуры материалов.

Гидратация испытуемого образца происходит в изолирующем термокамере, чтобы изолировать данную систему, по крайней мере, частично от внешней среды, во-первых, от резких изменений внешней температуры. Испытуемый образец упаковывали в тонкую полиэтиленовую фольгу, чтобы предотвратить испарение воды в партии во время измерения и отделить испытательный зонд от агрессивного материала связующего. Во время измерения необходимо было выполнить два следующих условия.

  • 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

Изменение температуры от измерительного зонда не должно влиять на ход гидратации цементной смеси. Цементная смесь должна находиться в неподвижном температурном состоянии в течение всего времени измерения. Очевидно, что во время гидратации связующего происходит существенное изменение значения коэффициента теплопроводности. Более пристальное рассмотрение курса кривой коэффициента теплопроводности, очевидно, показывает, что на начальном этапе гидратация имитирует с определенной фазовой задержкой интенсивность курса гидратация тепловыделения.

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:

Нестационарные методы определения коэффициента теплопроводности используются, в частности, в тех случаях, когда применение метода сляба не может быть применено. Более низкая надежность измерения компенсируется, в частности, быстрой реализацией эксперимента. Оценка эксперимента быстро и может быть алгоритмизирована для онлайн-обработки компьютером.

В этой статье приведены данные по теплопроводности для выбора общих материалов. Теплопроводность измеряет способность материалов пропускать тепло через него через проводимость. Теплопроводность материала сильно зависит от состава и структуры. Вообще говоря, плотные материалы, такие как металлы и камень, являются хорошими проводниками тепла, в то время как вещества с низкой плотностью, такие как газ и пористая изоляция, являются плохими проводниками тепла. Теплопроводность материалов требуется для анализа при изучении теплообмена в системе.

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.

В статье. В следующих таблицах показаны теплопроводности для обычных веществ. Строительные материалы или строительные материалы являются основным требованием в этот современный век технологии. Существует много типов строительных материалов, используемых для различных строительных работ.

Свойства строительных материалов

Для того чтобы материал рассматривался как строительный материал, он должен обладать необходимыми инженерными свойствами, подходящими для строительных работ. Эти свойства строительных материалов отвечают за его качество и мощность и помогают решать их применение.

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.

Физические свойства строительных материалов

Такие свойства строительных материалов подразделяются на следующие. Физические свойстваМеханические свойстваХимические свойстваЭлектрические свойстваМагнитные свойстваТермальные свойства. Это свойства, необходимые для оценки качества и состояния материала без какой-либо внешней силы. Физические свойства технических материалов заключаются в следующем.

Массовая плотность строительных материалов

Массовая плотность — это отношение массы к объему материала в его естественном состоянии, которое включает пустоты и поры. Массовая плотность влияет на механические свойства материалов, таких как прочность, тепло и проводимость и т.д. значения объемной плотности некоторых технических материалов приведены ниже.

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.

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.

Пористость строительных материалов

Пористость дает объем материала, занимаемого порами. Это отношение объема пор к объему материала. Пористость влияет на многие свойства, такие как теплопроводность, прочность, насыпная плотность, долговечность и т.д.

Долговечность строительных материалов

Свойство материала противостоять совместному действию атмосферных и других факторов известно как долговечность материала. Если материал более прочный, он будет полезен для более длительного срока службы. Стоимость обслуживания материала зависит от долговечности.

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:

  • 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:

  • Железобетон, значение теплопроводности которого составляет 1,68Вт/м*К. Плотность материала достигает 2400-2500 кг/м 3 .
  • Древесина, издревле использующаяся как строительный материал. Ее плотность и теплопроводность в зависимости от породы составляют 150-2100 кг/м 3 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.
Читайте также:  Кто осуществляет строительство газопровода

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:

  • 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 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/м 3). За счет этого коэффициент достигает 0,1-0,3 Вт/м*К.

Показатели теплоизоляционных материалов

Коэффициент теплопроводности наиболее популярных в наше время:

  • 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;
  • с показателем 0,035-0,042Вт/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 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.

Источник: ptk-granit.ru

Сравнительная таблица теплопроводности материалов и утеплителей

Любому твердому телу для охлаждения или разогрева требуется определенное время, при этом речь идет не о поверхности тела, а обо всем его объеме. Таким образом теплопроводностью называют способность тела пропускать тепловую энергию сквозь объем, тогда как количественно ее выражают коэффициентом.

Наиболее высокими коэффициентами теплопроводности обладают металлические материалы, тогда как теплоизоляторы, например, пенопласт или кирпич тепло проводят в сотни раз хуже.

По коэффициенту теплопроводности определяют способность материала удерживать тепловую энергию. В случае с минеральной ватой и другими аналогичными ей утеплителями речь идет количестве тепла, которое уходит через метр квадратный площади при толщине 1 м за 1 ч и разности температур в 1 градус Цельсия.

Для устройства надежного слоя теплоизоляции выбирают утеплители в том числе и на основе минеральной ваты с наименьшими коэффициентами теплопроводности. Обычно это изоляторы с ячеистой пористой поверхностью, способные гарантировать оптимальный объем тепла.

Считается, что чем более жестким является материал для теплоизоляции, тем меньше у него теплопроводность.

У плит минеральной ваты коэффициенты теплопроводности колеблются между 0,032 и 0,039 Вт/(м°C). Если сравнить с минватой для теплоизоляции часто используемый пенопласт, то станет ясно, что уровень теплопроводности у этих материалов практически одинаковый, несмотря на то, что в отношении качественных характеристик последний заметно уступает утеплителям на основе минеральной ваты.

Минеральная вата: характеристики и свойства

Теплопроводность и особенности минеральной ваты

Теплопроводность минеральной ваты зависит от марки и состава. В среднем показатели равны 0,034-0,05 Вт/м*К. Данные очень низкие, поэтому минеральная вата является прекрасным теплоизоляционным материалом.

Более рыхлая структура минваты имеет более низкий уровень теплопроводности, поэтому тепло лучше задерживается в воздушных «подушках».

У тяжелой минваты теплопроводность равна 0,48-0,55 Вт/м*К, а у легкой (с рыхлой структурой) теплопроводность составляет 0,035-0,047 Вт/м*К. Сравнить коэффициент теплопроводности минеральной ваты с различными видами утеплителей поможет таблица 1.

Название материала Коэффициент теплопроводности, Вт/м*К
Пенополиуретан 0,025
Вспененный каучук 0,03
Легкие пробковые листы 0,035
Стекловолокно 0,036
Пенопласт 0,037
Пенополистирол 0,04
Поролон 0,04
Легкая минеральная вата 0,039-0,047
Стекловата 0,05
Хлопковая вата 0,055

Чем ниже значение теплопроводности, тем лучше утеплитель. В сравнении с пенополистиролом и пенопластом, минеральная вата дает менее эффективные энергоемкие показатели. Но, если сравнить огнестойкость и вредность этих утеплителей, то минвата явно выигрывает.

Одинаково сохраняют тепло:

  • пенополистирол экструдированный (40 кг/м 3 ) при толщине слоя 95 мм;
  • минеральная вата (125 мг/м 3 ) — 100 мм;
  • ДСП (400 кг/м 3 ) — 185 мм;
  • дерево (500 кг/м 3 ) — 205 мм.

Минеральная вата имеет низкий коэффициент теплопроводности, поэтому используется везде. Ее используют для утепления фасадов зданий, для внутреннего и наружного утепления.

Выбор минваты и расчет толщины утеплителя

Любое здание имеет свою норму теплосопротивления. Цифры зависят от климатической зоны и отличаются, исходя из региона.

У каждого утеплителя есть свой уровень теплопроводимости

Поэтому важно создать комфортные теплоизоляционные условия, которые сократят потребление энергии на отопление и охлаждение помещения

Если здание уже построено, расчеты нужно проводить, исходя из типа материала, его сечения, провести расчет теплопроводности, узнать цифры по теплоизоляции. Для домов, которые только строятся, больше возможностей для выбора стройматериалов, утеплителей и отделки.

Для расчетов толщины утеплителя нужно знать три цифры:

  • региональные стандарты теплосопротивления зданий;
  • коэффициент теплосопротивления стройматериала сооружения;
  • коэффициент теплопроводности утеплителя.

Расчет проводите по формуле:

где K – цифра теплосопротивления стены; R — толщина слоя утеплителя; N — коэффициент теплопроводности.

Эта формула поможет рассчитать теплосопротивление стены. И, на основе полученных данных, можно вычислить, какая нужна теплоизоляция по толщине. Полный расчет толщины утеплителя вы найдете в статье «Толщина утеплителя для стен».

Технические характеристики минеральной ваты как утеплителя

Каждый теплоизоляционный материал хорош по-своему. Минеральная вата в том числе.

Даже больше: она во многом лучше другим утеплителей, т.к. экологична, не вредит здоровью, проста в монтаже и долго сохраняет свои эксплуатационные свойства.

Для примера в таблице 2 сравним технические характеристики минеральной ваты и экструдированного пенополистирола.

Наименование характеристики Минеральная вата Экструдированный пенополистирол
Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, МПа 37-190 (+/- 10%) 28-53 (+/- 10%)
Водопоглощение по объему за 24 часа менее 0,4 0,2-0,4
Время самостоятельного горения, не более, c не горючий материал разгалаются ядовитые газы
Пожарно-технические характеристики по СНиП 21-01-97 НГ, Т2 Г1, Д3, РП1
Диапазон рабочих температур, °С -180 до +650°С

При t ≥ 250°С связующее испаряется. Плавится при 1000°С

При 200-250°С тепла разлагаются токсичные вещества

Коэффициент паропроницаемости, мг/(м.ч. Па)
0,31-0,032
0,007-0,012

Тепловое сопротивление
0,036-0,045
0,03-0,033

Звуконепроницаемость и ветрозащитное действие
+
+

Высокая стойкость к нагрузкам

+

Сохранение стабильных размеров

+

Долговечность
50 лет (фактическая – 10-15 лет)
50 лет (фактическая – более 20 лет)

Пенополистирольные утеплители в домах дачного и коттеджного типа

Многие застройщики используют материал для наружного утепления фасадов и потолочных конструкций дачных домов, которые переоборудуются под круглогодичное проживание. Основной круг применения пенополистирольной теплоизоляции – это отделка фундаментов, отмосток, утепление цементных стяжек под напольную плитку.

В отличие от минеральной ваты, пенополистирол не нуждается в обустройстве пленочной или мастичной гидроизоляции, поэтому может монтироваться непосредственно на ровную поверхность грунта.

  • Оптимальная толщина пенополистирольного утеплителя, уложенного между лагами пола, не требует изменения его высоты. Заделка монтажных зазоров и сопряжений влагостойким шпаклевочным составом позволяет эксплуатировать свойства утеплителя с максимально высокой эффективностью.
  • Фундаментная теплоизоляция существенно уменьшает температурные перепады, а отсутствие в подвале сырости положительно сказывается на комфорте микроклимата в доме, снижении расходов на оплату отопления в зимний период.
  • Пенополистирольные разъемные кожухи блокируют утечку тепла из труб отопления и горячего водоснабжения, исключают промерзание водопроводных и канализационных коммуникаций, расположенных на небольшой глубине.

Более чем умеренная стоимость пенополистирольных материалов дополняется возможностью монтажа своими руками, что позволяет уменьшить стоимость теплоизоляционных работ на 35-40%.

Покупайте прямо сейчас в нашей компании качественный утеплитель Пеноплекс по выгодной цене!

Сравнение утеплителей по теплопроводности

Пенополистирол (пенопласт)

Плиты пенополистирола (пенопласта)

Это самый популярный теплоизоляционный материал в России, благодаря своей низкой теплопроводности, невысокой стоимости и легкости монтажа. Пенопласт изготавливается в плитах толщиной от 20 до 150 мм путем вспенивания полистирола и состоит на 99% из воздуха. Материал имеет различную плотность, имеет низкую теплопроводность и устойчив к влажности.

Благодаря своей низкой стоимости пенополистирол имеет большую востребованность среди компаний и частных застройщиков для утепления различных помещений. Но материал достаточно хрупкий и быстро воспламеняется, выделяя токсичные вещества при горении. Из-за этого пенопласт использовать предпочтительнее в нежилых помещениях и при теплоизоляции не нагружаемых конструкций — утепление фасада под штукатурку, стен подвалов и т.д.

Экструдированный пенополистирол

Пеноплэкс (экструдированный пенополистирол)

Экструзия (техноплэкс, пеноплэкс и т.д.) не подвергается воздействию влаги и гниению. Это очень прочный и удобный в использовании материал, который легко режется ножом на нужные размеры. Низкое водопоглощение обеспечивает при высокой влажности минимальное изменение свойств, плиты имеют высокую плотность и сопротивляемость сжатию. Экструдированный пенополистирол пожаробезопасен, долговечен и прост в применении.

Все эти характеристики, наряду с низкой теплопроводностью в сравнении с прочими утеплителями делает плиты техноплэкса, URSA XPS или пеноплэкса идеальным материалом для утепления ленточных фундаментов домов и отмосток. По заверениям производителей лист экструзии толщиной в 50 миллиметров, заменяет по теплопроводности 60 мм пеноблока, при этом материал не пропускает влагу и можно обойтись без дополнительной гидроизоляции.

Минеральная вата

Плиты минеральной ваты Изовер в упаковке

Минвата (например, Изовер, URSA, Техноруф и т.д.) производится из натуральных природных материалов – шлака, горных пород и доломита по специальной технологии. Минеральная вата имеет низкую теплопроводность и абсолютно пожаробезопасна. Выпускается материал в плитах и рулонах различной жесткости. Для горизонтальных плоскостей используются менее плотные маты, для вертикальных конструкций используют жесткие и полужесткие плиты.

Однако, одним из существенных недостатков данного утеплителя, как и базальтовой ваты является низкая влагостойкость, что требует при монтаже минваты устройства дополнительной влаго- и пароизоляции. Специалисты не рекомендуют использовать минеральная вату для утепления влажных помещений – подвалов домов и погребов, для теплоизоляции парилки изнутри в банях и предбанников. Но и здесь ее можно использовать при должной гидроизоляции.

Базальтовая вата

Плиты базальтовой ваты Роквул в упаковке

Данный материал производится расплавлением базальтовых горных пород и раздуве расплавленной массы с добавлением различных компонентов для получения волокнистой структуры с водоотталкивающими свойствами. Материал не воспламеняется, безопасен для здоровья человека, имеет хорошие показатели по теплоизоляции и звукоизоляции помещений. Используется, как для внутренней, так и для наружной теплоизоляции.

При монтаже базальтовой ваты следует использовать средства защиты (перчатки, респиратор и очки) для защиты слизистых оболочек от микрочастиц ваты. Наиболее известная в России марка базальтовой ваты – это материалы под маркой Rockwool. При эксплуатации плиты теплоизоляции не уплотняются и не слеживаются, а значит, прекрасные свойства низкой теплопроводности базальтовой ваты со временем остаются неизменными.

Пенофол, изолон (вспененный полиэтилен)

Пенофол и изолон – это рулонные утеплители толщиной от 2 до 10 мм, состоящие из вспененного полиэтилена. Материал также выпускается со слоем фольги с одной стороны для создания отражающего эффекта. Утеплитель имеет толщину в несколько раз тоньше представленных ранее утеплителей, но при этом сохраняет и отражает до 97% тепловой энергии. Вспененный полиэтилен имеет длительный срок эксплуатации и экологически безопасен.

Изолон и фольгированный пенофол – легкий, тонкий и очень удобный в работе теплоизоляционный материал. Используют рулонный утеплитель для теплоизоляции влажных помещений, например, при утеплении балконов и лоджий в квартирах. Также применение данного утеплителя поможет вам сберечь полезную площадь в помещении, при утеплении внутри. Подробнее об этих материалах читайте в разделе «Органическая теплоизоляция».

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.

Разные материалы имеют различную теплопроводность, и чем она ниже, тем меньше теплообмен внутренней среды обитания с внешней. Это значит, что зимой в таком доме сохраняется тепло, а летом – прохлада

Теплопроводность — количественная характеристика способности тел к проведению тепла. Для того чтобы иметь возможность сравнения, а также точных расчетов при строительстве, представляем цифры в таблице теплопроводности, а также прочности, паропроницаемости большинства строительных материалов.

Главные параметры

Дать оценку качеству материала можно исходя из нескольких основополагающих характеристик. Первая из них – коэффициент теплопроводности, который обозначается символом «лямбда» (ι). Этот коэффициент показывает, какой объем теплоты за 1 час проходит через отрезок материала толщиной 1 метр и площадью 1 м² при условии, что разница между температурами среды на обеих поверхностях составляет 10°С.

Показатели коэффициента теплопроводности любых утеплителей зависят от множества факторов – от влажности, паропроницаемости, теплоемкости, пористости и других характеристик материала.

Чувствительность к влаге

Влажность – это объем влаги, которая содержится в теплоизоляции. Вода отлично проводит тепло, и насыщенная ею поверхность будет способствовать выхолаживанию помещения. Следовательно, переувлажненный теплоизоляционный материал потеряет свои качества и не даст желаемого эффекта. И наоборот: чем большими водоотталкивающими свойствами он обладает, тем лучше.

Паропроницаемость – параметр, близкий к влажности. В числовом выражении он представляет собой объем водяного пара, проходящий через 1 м2 утеплителя за 1 час при соблюдении условия, что разность потенциального давления пара составляет 1Па, а температура среды одинакова.

Водопоглощение – способность изделия при соприкосновении с жидкостью впитывать ее. Коэффициент водопоглощения очень важен для материалов, которые используются для обустройства наружной теплоизоляции. Повышенная влажность воздуха, атмосферные осадки и роса могут привести к ухудшению характеристик материала.

Также не рекомендуется применять водопоглощающую изоляцию при отделке ванных комнат, санузлов, кухонь и других помещений с высоким уровнем влажности.

Плотность и теплоемкость

Пористость – выраженное в процентах количество воздушных пор от общего объема изделия. Различают поры закрытые и открытые, крупные и мелкие

Важно, чтобы в структуре материала они были распределены равномерно: это свидетельствует о качестве продукции. Пористость иногда может достигать 50%, в случае с некоторыми видами ячеистых пластмасс этот показатель составляет 90-98%

Плотность – это одна из характеристик, влияющих на массу материала. Специальная таблица поможет определить оба этих параметра. Зная плотность, можно рассчитать, насколько увеличится нагрузка на стены дома или его перекрытия.

Теплоемкость – показатель, демонстрирующий, какое количество тепла готова аккумулировать теплоизоляция. Биостойкость – способность материала сопротивляться воздействию биологических факторов, например, патогенной флоры. Огнестойкость – противодействие изоляции огню, при этом данный параметр не стоит путать с пожаробезопасностью. Различают и другие характеристики, к которым относятся прочность, выносливость на изгиб, морозостойкость, износоустойчивость.

Коэффициент сопротивления

Также при выполнении расчетов нужно знать коэффициент U – сопротивление конструкций теплопередаче. Этот показатель не имеет никакого отношения к качествам самих материалов, но его нужно знать, чтобы сделать правильный выбор среди разнообразных утеплителей. Коэффициент U представляет собой отношение разности температур с двух сторон изоляции к объему проходящего через нее теплового потока. Чтобы найти теплосопротивление стен и перекрытий, нужна таблица, где рассчитана теплопроводность строительных материалов.

Читайте также:  Документы для регистрации незавершенного строительства

Произвести необходимые вычисления можно и самостоятельно. Для этого толщину слоя материала делят на коэффициент его теплопроводности. Последний параметр — если речь идет об изоляции — должен быть указан на упаковке материала. В случае с элементами конструкции дома все немного сложнее: хотя их толщину можно измерить самостоятельно, коэффициент теплопроводности бетона, дерева или кирпича придется искать в специализированных пособиях.

Теплопроводность минеральной ваты

Если сравнивать теплопроводность минеральной ваты с теплопроводностью других теплоизоляционных материалов, то получим такие показатели:

Теплопроводность, Вт/м °С / необходимая толщина слоя утеплителя, мм:

Базальтовая вата – 0,039 /167 мм Пенополистирол – 0,037 /159 мм Стекловата – 0,044/189 мм Керамзит – 0,170/869 мм Кирпичная кладка – 0,520/1460 мм

Сравнительные коэффициенты теплопроводности строительных материалов:

Бетон – 1,5 Каменная кладка на растворе – 1,2 Рабочий кирпич – 0,6 Облицовочный кирпич – 0,4 Штукатурный гипс – 0,3 Ячеистый бетон – 0,2 Стекловата – 0,05 Пробковые покрытия – 0,039 Минеральная вата – 0,035 Пенопласт – 0,034

Как видно из показателей, теплопроводность минеральной ваты уступает только материалам из пенополистирола. Хотя если сравнить пенополистирол и каменную вату по огнестойкости, то тут каменная вата точно в победителях. Все виды каменной ваты относят к негорючим материалам.

Область применения минеральной ваты

Вата для утепления обладает незначительным коэффициентом проводимости тепла, поэтому она используется в разных строительных и промышленных областях

Важно подчеркнуть, что именно она является практически незаменимым теплоизолятором, если речь идет о работе с горячими ограждающими элементами, потому что имеет низкий уровень возгораемости

Кроме того, сейчас она активно используется в утеплении фасадов зданий, а также для создания внутренней изоляции в бетонных и железобетонных постройках. Минеральная вата применяется для обустройства систем водоотвода и отопления. В последние несколько лет из-за своей доступности для возведения небольших бань также начал использоваться данный материал. Сравнительная характеристика утеплителей

Теплопроводность минваты: важные критерии

Теплопроводность – это способность какого-то объекта или предмета пропускать тепловую энергию. Абсолютно все материалы, применяемые сегодня в строительстве (и минераловатный утеплитель не исключение), обладают определенной теплопроводностью, которую можно количественно оценить в виде коэффициента теплопроводности.

Специалисты в строительной отрасли оперируют термином «теплоизоляционный материал». Такое понятие характеризует изолятор, который наделен низкой теплоотдачей. Сюда можно отнести облицовочную плитку, стекловату, кирпич и тому подобные. Причем на уровень теплопроводности во многом оказывает влияние структурность материалов, а также их плотность и прочие характеристики.

Теплопроводность ваты может варьироваться в пределах 0,038-0,055 Вт/м*К. Если проводить сравнение с аналогами, данный материал считается наиболее оптимальным для строительных работ. Сегодня производство сэндвич-панелей происходит по определенной схеме:

Схема производства

» alt=»»> Легко понять, что теплопроводность достаточно просто рассчитать по объему и толщине материала. К примеру, стекловата имеет коэффициент теплоотдачи 0,044 Вт/м*К, поэтому толщина ее слоя должна быть не меньше 189 мм.

Недостатки высокой теплопроводности меди и ее сплавов

Медь имеет гораздо большую стоимость, чем алюминий или латунь. Но между тем этот материал имеет ряд недостатков, которые связаны с его положительными сторонами. Высокая теплопроводность этого металла вынуждает к созданию специальных условий для его обработки. То есть медные заготовки необходимо нагревать более точно, нежели сталь.

Кроме этого часто, перед началом обработки предварительный или сопутствующий нагрев. Нельзя забывать о том, что трубы, изготовленные из меди, подразумевают то, что будет проведена тщательная теплоизоляция. Особенно это актуально для тех случаев, когда из этих труб собрана система подачи отопления. Это значительно удорожает стоимость выполнения монтажных работ.

Определенные сложности возникают и при использовании газовой сварки. Для выполнения работе требуется более мощный инструмент. Иногда, для обработки меди толщиной в 8 – 10 мм может потребоваться использование двух, а то и трех горелок. При этом одной из них выполняют сварку медной трубы, а остальные заняты ее подогревом. Ко всему прочему работа с медью требует большего количества расходных материалов.

Работа с медью требует использования и специализированного инструмента. Например, при резке деталей, выполненных из бронзы или латуни толщиной в 150 мм потребуется резак, который может работать с сталью с большим количеством хром. Если его использовать для обработки меди, то предельная толщина не будет превышать 50 мм.

Можно ли повысить теплопроводность меди

Не так давно, группа западных ученых провела ряд исследований по повышению теплопроводности меди и ее сплавов. Для работы они применяли пленки, выполненные из меди, с нанесенным на ее поверхность тонким слоем графена. Для его нанесения использовали технологию его осаждения из газа.

При проведении исследований применялось множество приборов, которые были призваны подтвердить объективность полученных результатов. Результаты исследований показали то, что графен обладает одним из самых высоких показателей теплопроводности. После того, как его нанесли на медную подложку, теплопроводность несколько упала. Но, при проведении этого процесса происходит нагревание меди и в ней происходит увеличение зерен, и в результате повышается проходимость электронов.

Графен с медной фольгой

При нагревании меди, но без нанесения этого материала, зерна сохранили свой размер. Одно из назначений меди это отведение лишнего тепла из электронных и электрических схем. Использование графенового напыления эта задача будет решаться значительно эффективнее.

Источник: stroycollege12.ru

Теплопроводность. Просто о сложном.

При выборе качественного теплоизоляционного материала потребитель должен принимать во внимание целый ряд параметров, среди которых неизменно присутствует показатель теплопроводности. Высокой или низкой должна быть теплопроводность, что такое «лямбда», на какие показатели теплопроводности ориентироваться – ответы на эти и другие самые распространенные вопросы, возникающие при покупке утеплителя, вы найдете в данной статье.

Слово «теплопроводность» или еще более запутанное «лямбда» знакомо каждому школьнику из курса физики за восьмой класс. Однако со временем информация, которой мы не пользуемся, забывается. Попробуем освежить в памяти эти несложные и очень полезные знания.

Теплопроводность, как уже было сказано выше, — одно из ключевых понятий в современном строительстве, особенно когда речь заходит о теплоизоляционных материалах. От теплопроводности зависит толщина вашей стены или кровли, вес всего дома, а следовательно, и прочность (несущая способность) фундамента, долговечность конструкций и многое другое.

Современное определение теплопроводности – понятие комплексное. И состоит из нескольких составных частей, отвечающих за перенос тепла (теплообмен).

Теплопроводность. Просто о сложном. - фото 1

На первый взгляд формула кажется пугающей, но на самом деле все просто.

Суммарная или итоговая теплопроводность состоит из теплопроводности за счет конвекции, теплопроводности твердой и газообразной фазы, а также теплопроводности, учитывающей теплообмен за счет излучения.

Запутались еще сильнее? Тогда по порядку. Разберем каждый элемент этой формулы более подробно.

Теплообмен (или теплопередача) – это способ изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом.

Теплопередача всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.

Из курса физики нам известно, что теплообмен включает в себя три вида передачи тепла: теплопроводность, конвекцию и излучение.

Теплопроводность. Просто о сложном. - фото 2

Теплопроводность — явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их
непосредственном контакте.

Если вы опустите ложку в стакан с горячим напитком, нагреется не только та часть ложки, которая погружена в жидкость, но и та ее часть, которая находится над водой.

Теплопроводность. Просто о сложном. - фото 3

Теплопроводность различных веществ неодинакова, она может быть плохой (низкой) и хорошей (высокой). Хорошая теплопроводность у металлов. Плохая — у шерсти, дерева и пластиков. Самым плохим проводником тепла является вакуум.

Для примера вспомните кухонную посуду: кастрюли и сковородки. Вы вряд ли станете снимать металлическую кастрюлю, полную вкусного супа, с горячей плиты голыми руками, потому что существует реальная опасность обжечь руки. Вместо этого вы используете кухонное полотенце, силиконовые или тряпичные прихватки, то есть те материалы, которые плохо проводят тепло.

Именно поэтому «правильные» кастрюли и сковородки снабжены пластмассовыми или деревянными ручками, плохо проводящими тепло. Вспомнить хотя бы старую бабушкину сковородку с деревянной ручкой: сковородка горячая, а за ручку схватиться можно безо всяких прихваток.

Как объясняется это явление? Рассмотрим на примере нагревания металлического стержня (или ложки из примера со стаканом).

Теплопроводность. Просто о сложном. - фото 4

В металле, как и во всех твердых телах, молекулы совершают колебательные движения около некоторых положений равновесия. Скорость колебательного движения молекул металла при нагревании увеличивается в той части, которая ближе расположена к пламени или источнику тепла. Эти молекулы, взаимодействуя с соседними молекулами, передают им часть своей энергии.

В результате чего повышается температура отрезка стержня. Затем увеличивается скорость колебательного движения молекул в следующих отрезках стержня и так далее, до тех пор, пока не прогреется весь стержень. Именно поэтому вакуум обладает самой плохой теплопроводностью: в нем практически отсутствуют молекулы, которые бы передавали энергию друг другу. Важно отметить, что сами молекулы, передавая кинетическую энергию, не меняют свое местоположение, то есть само вещество не перемещается.

С первым понятием разобрались, посмотрим, что же дальше.

Теплопроводность. Просто о сложном. - фото 5

Следующая составляющая теплопроводности – это конвекция. У многих из вас на слуху такой прибор, как «конвектор». А вот почему он так называется, наверное, знает далеко не каждый. Хотя логично предположить, что название свое он получил за принцип работы – конвекцию.

Из курса физики следует, что конвекция — это перенос энергии струями жидкости или газа. Если в случае с теплопроводностью при теплообмене происходит перенос энергии, то при конвекции происходит перенос именно вещества.

Конвекторы (как и любые другие отопительные приборы) нагревают окружающий воздух, вследствие чего температура в комнате повышается и вам становится тепло. При этом струи теплого воздуха поднимаются вверх, а струи холодного опускаются вниз. Аналогично происходит процесс нагревания воды в чайнике: горячая вода поднимается, а холодная опускается на ее место. Этот же принцип заложен в отопительной системе для обогрева домов.

Различают два вида конвекции: естественная и вынужденная.

Нагревание воздуха в комнате солнечными лучами – это пример естественной конвекции. А вот если воздух нагревается тепловым вентилятором, то это уже вынужденная конвекция. Вентилятор заставляет воздух в комнате двигаться, при этом нагревая его до необходимой температуры. В качестве других примеров конвекции можно привести холодные и теплые морские течения, а также образование и движение облаков и ветров.

Переходим к следующей составляющей: излучение (лучистый теплообмен).

Теплопроводность. Просто о сложном. - фото 6

Излучение – это способ переноса энергии от одного тела к другому в виде электромагнитных волн. Как правило, это инфракрасное (IR) излучение. Этот принцип заложен еще в одном уникальном приборе – инфракрасном обогревателе.

Принцип его работы построен на том, что любое нагретое тело является источником излучения. Самый впечатляющий пример – Солнце. Пример поменьше – костер, распространяющий тепло на достаточно большое расстояние. В случае с обогревателем окружающие предметы нагреваются за счет электромагнитного излучения и в комнате становится тепло.

Этот вид теплообмена отличается тем, что может происходить и в вакууме. Ведь солнечная энергия как-то доходит до Земли.

Примечательно, что темные тела лучше поглощают и отдают энергию. Если необходимо максимально нагреть материал, его окрашивают в черный цвет. В качестве примера можно привести солнечные коллекторы (водонагреватели), которые устанавливаются на крышах домов. Эти устройства позволяют собирать тепло от солнца и нагревать теплоноситель, который затем передает тепло внутрь дома для обогрева помещений или нагрева воды.

Теплопроводность. Просто о сложном. - фото 7

Хуже всего поглощают энергию светлые материалы или материалы с отражающей способностью. Способность светлых тел хорошо отражать лучистую энергию учитывают в самых разных сферах: при строительстве самолетов, при возведении высотных зданий в жарких странах, даже при выборе цвета одежды в теплое время года. На окнах часто применяют металлизированные пленки, которые частично отражают солнечное тепло и спасают помещение от перегрева.

С базовыми принципами разобрались. Пришло время вернуться к нашей формуле.

Теплопроводность. Просто о сложном. - фото 8

Её разбор проведем на примере теплоизоляционного материала из пенополиизоцианурата (ПИР/PIR) — LOGICPIR .

LOGICPIR – это инновационный утеплитель, обладающий уникальными показателями теплопроводности – всего 0,021 Вт/м*К, позволяющий добиться максимальной экономии пространства при минимальной толщине теплоизоляции. Кроме того, PIR-плиты не впитывают влагу, тем самым предотвращая образование конденсата и надежно защищая ваш дом от появления плесенных грибов, клещей и бактерий, представляющих опасность для здоровья. LOGICPIR относится к новому поколению полиуретанов, окружающих нас повсеместно: начиная от деталей интерьера автомобилей, матрацев и обуви и заканчивая медициной, где самая поразительная сфера их применения – изготовление протезов для сердечно-сосудистой системы. Стоит ли говорить, что материал экологически безопасен, что подтверждено целым рядом сертификатов и заключений.

Итак, вернемся к теплопроводности.

Структурная и газовая теплопроводность – это теплопроводность компонентов, из которых состоит материал, а именно:

Теплопроводность. Просто о сложном. - фото 9

  • твердой фазы – теплопроводности полимерного каркаса с множеством ячеек с очень тонкими, но прочными стенками;
  • газообразной фазы – теплопроводность газа, который находится в ячейках.

Если сравнивать теплоизоляцию PIR с пеностеклом или пенобетоном, то по структуре эти материалы схожи. Все они ячеистые и наполнены газом. Однако теплопроводности этих материалов будут отличаться.

Стекло и бетон, в отличие от пластиков, проводят тепло интенсивнее, соответственно, пеностекло и пенобетон обладают большей теплопроводностью и их показатели в качестве теплоизоляторов несколько хуже. Даже полимеры отличаются друг от друга теплопроводностью.

Конвекционную составляющую у мелкоячеистой теплоизоляции обычно не рассматривают, поскольку размер ячеек теплоизоляции PIR ничтожно мал (меньше 1мм) и газ в этих ячейках неподвижен.

Последняя составляющая – излучение. Снизить ее влияние можно за счет применения дополнительных материалов, способных отражать тепловой поток. Для этого можно окрасить материал, скажем, в белый цвет. В случае с теплоизоляционными плитами PIR за отражение тепла отвечает фольга, которая покрывает материал с обеих сторон.

Помимо функции отражения тепла фольга также несет защитную функцию с точки зрения утечки вспенивающего газа. По своим свойствам фольга является практически идеальным пароизоляционным материалом, а значит, способна задерживать миграции газов во внешнюю среду из ячеек теплоизоляции.

В процессе эксплуатации легкие инертные газы замещаются на более тяжелый окружающий воздух с хорошей теплопроводностью. Это происходит у всех пористых материалов за счет диффузных процессов.

Рассмотрим в качестве примера обычный воздушный шарик, наполненный гелием, который можно сравнить с одной ячейкой вспененной теплоизоляции. Новый шарик все время стремится улететь высоко в небо. Если утром он еще висел под потолком, то со временем он постепенно опустится и будет висеть в центре комнаты, а еще через несколько часов лежать на полу. Т.е. все это время газ за счет диффузии медленно выходит из шарика, и тот теряет свою «летучесть».

Так же и с теплоизоляцией. «Шарики» (ячейки), которые ближе всего расположены к границе с окружающим воздухом постепенно изменяют свой газовый состав. Однако те «шарики», которые находятся глубоко в материале, делают это очень медленно или не делают вовсе, поскольку инертному газу очень сложно пройти огромное количество стенок соседних «шариков» и вырваться наружу.

Кроме того, поверхность теплоизоляции покрыта фольгой, препятствующей выходу газа, соответственно, теплопроводность материала (ее газовая составляющая) сохраняется.

Итоговую формулу теплопроводности PIR можно записать в виде:

Теплопроводность. Просто о сложном. - фото 10

Подведем итог. Теплоизоляция – это очень важный показатель. От нее зависит, насколько теплым будет ваш дом. У наиболее эффективной теплоизоляции все ее составляющие () должны быть как можно ниже. У современной изоляции на примере LOGICPIR это достигается за счет применения инертных газов, полимеров и специальных покрытий, отражающих тепловой поток.

Уверены, что теперь вы не только сможете безошибочно выбрать теплоизоляционный материал, отвечающий самым высоким требованиям, но и поможете своим детям сдать физику на высший балл.

Читайте также:  Водостойкий материал для строительства

Спасибо компании «Технониколь» за помощь в подготовке материала

Источник: mastergrad.com

Теплопроводность древесины: таблицы, коэффициент, другие свойства

Противоположные поверхности материала имеют разные температуры. Из-за этого образуется тепловой поток, с помощью которого можно определить теплопроводность. В данной статье мы изучим конкретный строительный материал – дерево. Помогут изучить вопрос подробные таблицы, а также видеозаписи.

Чем хорошо дерево? Материал легок в обработке, с ним можно самостоятельно возвести частный дом. Один из самых очевидных плюсов дерева – это его цена. В России древесный ресурс есть в достатке.

Теплопроводность – изучаем свойство

Древесина удобна для строительства коттеджей, дач и частных домов по той причине, что её теплопроводность не меняется при широком температурном диапазоне – от -40°C до +40°С. Но есть и другие факторы, от которых зависит теплопроводность того или иного материала. К примеру, влажность – она оказывает наибольшее влияние на показатель теплопроводности.

Таблица ниже наглядно демонстрирует теплопроводность различных пород дерева:

Разобраться с таблицей довольно легко: чем ниже коэффициент проводимости, тем лучше материал. Для обозначения теплопроводности используется буква «R». Теперь стоит рассмотреть разные породы, а поможет в этом таблица.

3вукопоглощение

3вукопоглощение характеризуется коэффициентом звукопоглощения, который определяет ту часть звуковой энергии, падающей на испытуемый предмет, которая от него не отражается. Определенный по методу стоячих волн коэффициент звукопоглощения имеет следующие величины (табл. 3).

Поглощение звука зависит от высоты тона и для древесины меньше, чем для кирпича. Способность материалов поглощать звук имеет первостепенное значение при устройстве аудиторий, концертных зал, театров и тому подобных помещений. Табл. 3. —К оэфициент звукопоглощения

Материал Коэф. звукопоглощения при частоте колебании
297 569 1 095 2 890
Кирпич 0,019 0,019 0,019 0,021
Сосна 0,012 0,009 0,016 0,009
Дуб 0,011 0,007 0,011 0,005

Породы древесины для строительства

О пробковом дереве мы пока говорить не будем, так как построить из него дома будет довольно проблематично. Что касается лучшего варианта, то им является кедр. Он имеет самый низкий коэффициент – 0,095 Вт/(м*С). Коттедж или дача, построенная из кедрового дерева, получится самой теплой, если сравнивать с постройками из других древесных материалов.

Важным моментом является показатель толщины, который влияет на теплопроводность дерева. Буквой «R» определяется соотношение толщины слоя и проводимости тепла. В идеале показатель «R» должен быть 3 или 4. К примеру, чтобы получить R=3 при строительстве дома из кедра, необходимо делать толщину стен не менее 30 сантиметров.

Таблица физических свойств дерева. Они также влияют на коэффициент проводимости тепла между противоположными поверхностями материала.

Ель является не менее удачным материалом для постройки частного дома, при этом она имеет показатель 0,110 Вт/(м*С). Чтобы R был около трех, потребуются слои 33-35 см. Береза, сосна, пихта – эти породы уже идут с большим отрывом – 0,150 Вт/(м*С). Если есть желание, чтобы частный дом, коттедж или дача была построена из березы или пихты, то необходимо позаботиться о толщине стен. Чтобы добиться R=3 потребуются стены 45 см.

Далее идут самые «холодные» породы:

  • Дуб – 200 Вт/(м*С);
  • Клен – 190 Вт/(м*С);
  • Тополь – 170 Вт/(м*С).

Разумеется, что дубовый дом смотрелся бы оригинально и роскошно, но для R=3 стена такой постройки должна быть 55-60 см. Да и найти рубанок с толщиной полметра будет проблематично.

Расположение волокон

Коэффициент теплопроводности может отличаться в зависимости от расположения волокон. В таблице можно увидеть, что напротив некоторых материалов стоит указание – вдоль волокон или поперек. Показатель теплопроводности тепла вдоль волокон обычно равен 0.4. В минусовые температуры материал будет замерзать в четыре раза сильнее вдоль волокон, чем поперек. Об этом могут сообщить промерзшие углы, которые можно наблюдать у многих деревянных построек.

Чтобы понимать разницу между деревом и другими материалами, использующимися для строительства, стоит ознакомиться с этим графиком :

Также, если напротив определенной породы указано «вдоль волокон», то стоит знать, что торцы стропил или брусьев будут быстрее промерзать при небольших морозах. Такие материалы не рассчитаны для суровых зим, так они несут холод в помещения вдоль волокон. Теперь можно вернуть к пробковому дереву, которое имеет минимальный коэффициент. Использовать его в строительстве нельзя по той причине, что пробка имеет минимальную прочность. Но зато эта порода отлично подходит для утепления.

Звуконроницаемость

Звуконроницаемостью называется способность материала пропускать звук; эта способность характеризуется коэффициентом звукопроницаемости, т. е. отношением количества звуковой энергии, прошедшей через данный предмет (стену, перегородку), к количеству энергии, падающей на него.

Если звукопроницаемость открытого окна принять за единицу, то для стеклянной пластины коэф. звукопроницаемости будет равен 0,37, а для сосновой панели — 0,19. Звукопроницаемость материалов имеет огромное значение в жилищном строительстве, где для звукоизоляции помещений принимают специальные меры. Звук может передаваться из помещения в помещение по воздуху (громкий разговор, игра на музыкальных инструментах и пр.) или путем материального переноса (стук, ходьба и пр.).

теплопроводность древесины таблица

В первом случае хорошим изолятором будет материал большой плотности, по которому хорошо распространяется звук; зато во втором случае такие материалы совершенно непригодны. Здесь необходимо употреблять материал малой плотности, с малой скоростью распространения в нем звука. Звукоизоляционная способность материалов поэтому может быть характеризована произведением скорости распространения звука в данном материале на его объемный вес. Это произведение, иногда называемое звуковым сопротивлением, для различных материалов неодинаково (табл. 4).

Табл. 4. 3вукоизоляционная способность различных материалов.

Материал Объемный вес Скорость распростр. звука в м Звуковое сопротивление
Воздух 0,0013 340 0,44
Стекло 2,5 5 000 12 500
Дуб 0,7 3 380 2 336
Ель 0,5 5 250 2 625
Пробка 0,2 500 100

Особенности конструкции из древесины

Для строительства дач, коттеджей, а также частных домов используется стандартный брус с толщиной 100-150 миллиметров. Брус изготавливают из хвойных пород, которые имеют оптимальное соотношение теплопроводности и стоимости. Толщина стены из хвойного дерева должна быть около 45 сантиметров для снижения проводимости, а брус имеет толщину около 15 см. В чем же дело? Сегодня в строительстве не используется только один материал, ведь это не выгодно.

Полезная таблица для тех, кто собирается возводить постройки из древесины.

Более рационально делать относительно тонкие стены с утеплением. Особенно оно требуется в холодных регионах, где температура -20°C является обычным делом. Помимо подходящего для частных домов показателя теплопроводности, древесина обладает и другими полезными свойствами, которых нет у бетона, кирпича:

  • Обрабатываемость;
  • Упругость;
  • Износостойкость.

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.

деревья

Данный материал легко воспламеняется
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.

Зачем это нужно

Одна из основных проблем современного строительства – энергетическая эффективность, то есть экономия тепловой энергии путем минимизации потерь через ограждающие конструкции.

Действующий СНиП 23-02-2003 в одном из приложений содержит параметры теплового сопротивления стен, рекомендованные для строительства в разных регионах страны. Приведем их значения:

Регион Тепловое сопротивление стен, м2*С/Вт
Сочи 2,0
Волгоград 2,8
Москва 3,5
Новосибирск 4,2
Хабаровск 4,9
Якутск 5,6

Чтобы вычислить фактическое термическое сопротивление стены, выполненной из известного материала, достаточно знать теплопроводность материала и его толщину. Зависимость между величинами проста и понятна: термическое сопротивление равно отношению толщины к теплопроводности.

Уточним: при многослойной структуре ограждающей конструкции сопротивление рассчитывается для каждого слоя; результаты суммируются.

При многослойной структуре стен теплосопротивление рассчитывается для каждого слоя.

Почему в бане-бочке холодно зимой

Иногда люди жалуются, что в бане-бочке холодно зимой. Теперь вы знаете почему это происходит. Если баню-бочку сделать из сосны — зимой априори будет холодно. Не стоит тратить деньги и проверять опытным путем, у вас есть доказательство в цифрах — таблица теплопроводности. Даже при плюсовой, но невысокой температуре придется больше топить, чтобы поддержать необходимую температуру.

А при минусовой зимой вообще париться невозможно — баня будет очень быстро остывать.

Поэтому если вы решите покупать или строить баню самостоятельно — выбирайте кедр. И деньги на ветер не выбросите, и будете много лет париться и радоваться.

Помимо того, что кедр хорошо держит тепло, он еще, в отличие от сосны, не подвержен плесени и гниению. Сосна мягкая, если ее регулярно не обрабатывать защитными составами, она начинает «синеть» и гнить, т.к. между волокнами образуется плесень. Хотя сосна и самый дешёвый материал, но в данном случае гоняться за дешевизной — не лучший вариант.

Перейти в каталог и выбрать свою баню-бочку

Использование

Материал

До наших дней древесина тополя и осины из-за своей износостойкости, хорошей обрабатываемости и относительно малого веса, наряду с абачи используется для изготовления протезов. Однако деревянные протезы всё чаще заменяются искусственными материалами.

Деревянные башмаки делают в Нидерландах в основном из осины

Эта древесина поступает на рынок в виде , стружки и пиломатериалов, всё больше утилизируется для получения энергии (как возобновляемое топливо на тепловых станциях).

В Германии около 40 % древесины осины и тополя перерабатывается в ДСП в разных формах. Самым крупным потребителем осинового лущёного шпона является спичечная промышленность, кроме того лущёный шпон используется для производства фанеры, клееных блоков для гнутых деталей, корзин для фруктов и овощей, а также подарочных упаковок. Из этой древесины изготавливается также строганный шпон.

Около четверти производимой в Германии древесины перерабатывается в пиломатериалы. Она находит применение в обувной промышленности, а также для лежанок и скамей в банях. Также из этой древесины делают поддоны и ящики.

Из осины делают древесный уголь, находящий применение для рисования и в химической промышленности, та же древесина используется для изготовления кульманов, бытовых приборов, зубочисток и лопат для снега. Это дерево подходит для ДВП и производства целлюлозы и бумаги.

Топливо

Теплота сгорания осины, составляющая 19,8 МДж/кг, лежит между елью и буком, но из-за малой плотности выход энергии на единицу объёма меньше чем у других видов топливной древесины.

Наряду с ивами тополя как быстрорастущие деревья представляют собой важнейшие виды для лесных хозяйств короткого цикла.

Кедр считается самым элитным строительным лесом, имеющим огромную прочность и низкую теплопроводность. В сравнении с кирпичом, кедр имеет индекс 1/5, т.е. 10 см кедра заменяет 50 см кирпича. Поэтому бани, построенные из кедра, очень теплые. Даже без дополнительного утепления в кедровых банях-бочках можно спокойно париться при -25 градусах!

Помимо прочности, кедр имеет ряд очень важных преимуществ перед своими собратьями. Фитонциды, выделяемые кедром, считаются лечебными. Дома, рубленные из кедра, будут самые чистые и в них легко дышать.

Преимущества древесины кедра

  1. Низкая теплопроводность — хорошо держит тепло
  2. Целебные фитонциды для оздоровления организма
  3. Прочность
  4. Устойчивость к гниению
  5. Не требует дополнительной антисептической обработки

Древесина кедра имеет красивую текстуру и розоватый оттенок. Она хорошо поддается обработке. Если сравнивать сосну и кедр с точки зрения стойкости к гниению и растрескиванию, то абсолютное первенство в этом отношении у кедра.

Недостатки древесины кедра

  1. Сравнительно высокая цена (дороже сосны)

При всех преимуществах кедра есть и минус — кедр дороже сосны, а значит и бани из кедра будут стоить дороже. Зато они прослужат дольше и в них можно париться даже зимой в морозы.

Кедр — лучшее дерево для бани. Фитонциды кедра оздоравливают организм. Бани прочные и теплые, можно париться зимой

За счет антисептических свойств в кедровых банях и домах отсутствуют плесневые грибы и микробы. Бани из кедра обладают особым преимуществом – необыкновенный аромат, легкий воздух и оздоровительный пар.

Внешний вид

Фанера из осины

Древесина тополей рыхлая, имеет светлую, беловатую, красновато-коричневую до коричневатой окраску. Волокна образуются круглый год очень равномерно, ранний и поздний прирост схожи, поэтому древесина выглядит однородной. Однако годичные кольца чётко различимы, так как поздняя древесина образует на границе годичного кольца узкую более плотную полоску.

У тополей явственно разделены заболонь и ядровая древесина, исключением является осина, причисляемая к заболонным породам деревьев. Ядро чёрного тополя и его гибридов в свежем состоянии имеет цвет от светло-коричневого до зеленовато-коричневого, при сушке становится слегка красно-коричневым и по цвету уравнивается с заболонью. Древесина осины грязно-белого или желтовато-белого цвета, ядро белого тополя и серого тополя — тёмное, красновато-жёлтое до желтовато-коричневого. Заболонь этих видов беловатая и похожа на древесину осины.

Сосна

Сосна — хороший строительный материал, но она уступает по стойкости и долговечности лиственнице и кедру. Она достаточно прочна и, если вы не планируете париться в холодное время года, в сосновой баньке вы не замерзнете. Кроме того, сосна наиболее доступна по цене, поэтому очень часто недорогие бани изготавливают именно из сосны.

Преимущества древесины сосны

  1. Цена — бани из сосны самые недорогие
  2. Прочность
  3. Легкость обработки

Однако, в отличие от кедра и лиственницы, сосну необходимо обрабатывать антисептическими средствами, т.к. она подвержена гниению. Верхние слои древесины более мягкие, способны впитывать влагу и особенно подвержены «посинению» ткани. Такая баня не прослужит вам долго, но как вариант недорогой летней баньки на 5-7 лет — вполне работоспособен.

Недостатки древесины сосны

  1. Недолговечность
  2. Высокая теплопроводность — бани из сосны «холодные», быстро отдают тепло. Нельзя париться зимой
  3. Необходимость в дополнительной обработке антисептическими составами

Если вы планируете париться в бане и зимой, и летом, то больше подойдет кедр. Баня будет служить долго, надежно и поможет оздоровить организм.

Источники потерь тепловой энергии в брусовом доме

Строительство брусового дома лучше всего поручить компаниям, давно работающим в данной отрасли

Основное внимание уделяется качеству материала, сборке конструкции. Приобретение плохо клеенного бруса нивелирует все преимущества древесины

Ошибки при сборке негативно сказываются на теплопроводности объекта.

Основными источниками теплопотерь в брусовых домах являются:

  • Ошибки при сборке углов, перерубов
    , например, фиксация соседних элементов гвоздями, скобами вместо нагелей, требующихся по технологической схеме.
  • Рассыхание, деформация древесины
    приводит к образованию внутренних полостей. Такой эффект наблюдается в домах из бруса естественной влажности.
  • Некачественная выборка дверного или оконного проема
    приводит к зависанию бруса, соответственно тепло уходит в образовавшиеся щели.
  • В местах стыка
    несущих стен и крыши здания также наблюдаются значительные тепловые потери.
  • При ошибках в расчетах и неправильной заливке фундамента
    , конструкция может деформироваться с течением времени. На внешнем виде, прочности коттеджа такая особенность не скажется, но теплопроводность стен увеличится.

Последствия ошибок в проектировании и строительстве, а также использование плохих материалов и безответственный подход к выполняемым работам приводят к снижению качества недвижимости. Увеличение тепловых потерь и расходов на отопление являются основными последствиями в подобных ситуациях.

Источник: xn--e1aardxe.xn--p1ai

Рейтинг
Загрузка ...