Коэффициенты теплопроводности основных строительных материалов в размерности Вт/(м*К)=Вт/(м*С) и плотность. Коэффициент теплопроводности строительных материалов — таблица. Вариант для печати.
Дополнительная информация от Инженерного cправочника DPVA, а именно — другие подразделы данного раздела:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Источник: dpva.ru
Таблица теплопроводности строительных материалов – изучаем важные показатели
Строительство каждого объекта лучше начинать с планировки проекта и тщательного расчета теплотехнических параметров. Точные данные позволит получить таблица теплопроводности строительных материалов. Правильное возведение зданий способствует оптимальным климатическим параметрам в помещении. А таблица поможет правильно подобрать сырье, которое будут использоваться для строительства.
Коэффициент теплопроводности строительных материалов
Назначение теплопроводности
Теплопроводность является показателем передачи тепловой энергии от нагреваемых предметов в помещении к предметам с более низкой температурой. Процесс теплообмена производится, пока температурные показатели не уравняются. Для обозначения тепловой энергии используется специальный коэффициент теплопроводности строительных материалов.
Таблица поможет увидеть все требуемые значения. Параметр обозначает, сколько тепловой энергии пропускается через единицу площади в единицу времени. Чем больше данное обозначение, тем качественнее будет теплообмен. При возведении зданий необходимо применять материал с минимальным значением тепловой проводимости.
Коэффициент теплопроводности это такая величина, которая равна количеству теплоты, проходящей через метр толщины материала за час. Использование подобной характеристики обязательно для создания лучшей теплоизоляции. Теплопроводность следует учесть при подборе дополнительных утепляющих конструкций.
Что оказывает влияние на показатель теплопроводности?
Теплопроводность определяется такими факторами:
- пористость определяет неоднородность структуры. При пропуске тепла через такие материалы процесс охлаждения незначительный;
- повышенное значение плотности влияет на тесные соприкосновения частиц, что способствует более быстрому теплообмену;
- повышенная влажность увеличивает данный показатель.
Использование значений коэффициента теплопроводности на практике
Материалы представлены конструкционными и теплоизоляционными разновидностями. Первый вид обладает большими показателями теплопроводности. Они применяются для строительства перекрытий, ограждений и стен.
При помощи таблицы определяются возможности их теплообмена. Чтобы данный показатель был достаточно низким для нормального микроклимата в помещении стены из некоторых материалов должны быть особенно толстыми. Чтобы этого избежать, рекомендуется использовать дополнительные теплоизолирующие компоненты.
Показатели теплопроводности для готовых построек. Виды утеплений
При создании проекта нужно учитывать все способы утечки тепла. Оно может выходить через стены и крышу, а также через полы и двери. Если вы неправильно проведете расчеты проектирования, то придется довольствоваться только тепловой энергией, полученной от отопительных приборов. Здания, построенные из стандартного сырья: камня, кирпича либо бетона нужно дополнительно утеплять.
Дополнительная теплоизоляция проводится в каркасных зданиях. При этом деревянный каркас придает жесткости конструкции, а утепляющий материал прокладывается в пространство между стойками. В зданиях из кирпича и шлакоблоков утепление производится снаружи конструкции.
Выбирая утеплители необходимо обращать внимание на такие факторы, как уровень влажности, влияние повышенных температур и типа сооружения. Учитывайте определенные параметры утепляющих конструкций:
- показатель теплопроводности оказывает влияние на качество теплоизолирующего процесса;
- влагопоглощение имеет большое значение при утеплении наружных элементов;
- толщина влияет на надежность утепления. Тонкий утеплитель помогает сохранить полезную площадь помещения;
- важна горючесть. Качественное сырье имеет способность к самозатуханию;
- термоустойчивость отображает способность выдерживать температурные перепады;
- экологичность и безопасность;
- звукоизоляция защищает от шума.
В качестве утеплителей применяются следующие виды:
- минеральная вата устойчива к огню и экологична. К важным характеристикам относится низкая теплопроводность;
- пенопласт – это легкий материал с хорошими утеплительными свойствами. Он легко устанавливается и обладает влагоустойчивостью. Рекомендуется для применения в нежилых строениях;
- базальтовая вата в отличие от минеральной отличается лучшими показателями стойкости к влаге;
- пеноплэкс устойчив к влажности, повышенным температурам и огню. Имеет прекрасные показатели теплопроводности, прост в монтаже и долговечен;
- пенополиуретан известен такими качествами, как негорючесть, хорошие водоотталкивающие свойства и высокая пожаростойкость;
- экструдированный пенополистирол при производстве проходит дополнительную обработку. Обладает равномерной структурой;
- пенофол представляет из себя многослойный утепляющий пласт. В составе присутствует вспененный полиэтилен. Поверхность пластины покрывается фольгой для обеспечения отражения.
Для теплоизоляции могут применяться сыпучие типы сырья. Это бумажные гранулы или перлит. Они имеют стойкость к влаге и к огню. А из органических разновидностей можно рассмотреть волокно из древесины, лен или пробковое покрытие. При выборе, особое внимание уделяйте таким показателям как экологичность и пожаробезопасность.
Обратите внимание! При конструировании теплоизоляции, важно продумать монтаж гидроизолирующей прослойки. Это позволит избежать высокой влажности и повысит сопротивляемость теплообмену.
Таблица теплопроводности строительных материалов: особенности показателей
Таблица теплопроводности строительных материалов содержит показатели различных видов сырья, которое применяется в строительстве. Используя данную информацию, вы можете легко посчитать толщину стен и количество утеплителя.
Как использовать таблицу теплопроводности материалов и утеплителей?
В таблице сопротивления теплопередаче материалов представлены наиболее популярные материалы. Выбирая определенный вариант теплоизоляции важно учитывать не только физические свойства, но и такие характеристики как долговечность, цена и легкость установки.
Знаете ли вы, что проще всего выполнять монтаж пенооизола и пенополиуретана. Они распределяются по поверхности в виде пены. Подобные материалы легко заполняют полости конструкций. При сравнении твердых и пенных вариантов, нужно выделить , что пена не образует стыков.
Значения коэффициентов теплопередачи материалов в таблице
При произведении вычислений следует знать коэффициент сопротивления теплопередаче. Данное значение является отношением температур с обеих сторон к количеству теплового потока. Для того чтобы найти теплосопротивление определенных стен и используется таблица теплопроводности.
Все расчеты вы можете провести сами. Для этого толщина прослойки теплоизолятора делится на коэффициент теплопроводности. Данное значение часто указывается на упаковке, если это изоляция. Материалы для дома измеряются самостоятельно. Это касается толщины, а коэффициенты можно отыскать в специальных таблицах.
Коэффициент сопротивления помогает выбрать определенный тип теплоизоляции и толщину слоя материала. Сведения о паропроницаемости и плотности можно посмотреть в таблице.
При правильном использовании табличных данных вы сможете выбрать качественный материал для создания благоприятного микроклимата в помещении.
Теплопроводность строительных материалов (видео)
Источник: aquatic-home.ru
Коэффициент теплопроводности материалов. От чего зависит теплопроводность?
Теплопроводность кирпичной стены: без утеплителя; с утеплителем снаружи; с утеплителем внутри дома;
Если говорить простыми словами, то теплопроводность – это передача тепла от более горячего тела к менее горячему. Если не углубляться в подробности, то все физические материалы и вещества могут передавать тепловую энергию.
Ежедневно, даже на самом примитивном бытовом уровне мы сталкиваемся с теплопроводностью, которая проявляется у каждого материала по-разному и в очень отличающейся степени. Для примера, если мешать кипящую воду металлической ложкой – можно очень скоро получить ожег, так как ложка нагреется почти моментально. Если же использовать деревянную лопатку, то нагреваться она будет очень медленно. Этот пример наглядно показывает разницу теплопроводности у металла и дерева – у металла она в разы выше.
Коэффициент теплопроводности
Для оценки теплопроводности любого материала используется коэффициент теплопроводности (λ), который измеряется в Вт/(м×℃) или Вт/(м×К). Этот коэффициент обозначает количество тепла, которое может провести любой материал, не зависимо от своего размера, за единицу времени на определённое расстояние. Если мы видим, что какой-то материал имеет большое значение коэффициента, то он очень хорошо проводит тепло и его можно использовать в роли обогревателей, радиаторов, конвекторов. К примеру, металлические радиаторы отопления в помещениях работают очень эффективно, отлично передавая нагрев от теплоносителя внутренним воздушным массам в помещении.
Если же говорить о материалах, используемых при строительстве стен, перегородок, крыши, то высокая теплопроводность – явление нежелательное. При высоком коэффициенте здание теряет слишком много тепла, для сохранения которого внутри помещения нужно будет сооружать довольно толстые конструкции. А это влечет за собой дополнительные финансовые затраты.
Коэффициент теплопроводности зависит от температуры. По этой причине в справочной литературе указывается несколько значений коэффициента, которые изменяются при увеличении температур. На проводимость тепла влияют и условия эксплуатации. В первую очередь речь идет о влажности, так как при увеличении процента влаги коэффициент теплопроводности также возрастает. Поэтому проводя такого рода расчеты нужно знать реальные климатические условия, в которых здание будет построено.
Таблица теплопроводности материалов
Ниже в таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов применяемых в строительстве.
| Материал | Коэфф. тепл. Вт/(м2*К) |
| Алебастровые плиты | 0,470 |
| Алюминий | 230,0 |
| Асбест (шифер) | 0,350 |
| Асбест волокнистый | 0,150 |
| Асбестоцемент | 1,760 |
| Асбоцементные плиты | 0,350 |
| Асфальт | 0,720 |
| Асфальт в полах | 0,800 |
| Бакелит | 0,230 |
| Бетон на каменном щебне | 1,300 |
| Бетон на песке | 0,700 |
| Бетон пористый | 1,400 |
| Бетон сплошной | 1,750 |
| Бетон термоизоляционный | 0,180 |
| Битум | 0,470 |
| Бумага | 0,140 |
| Вата минеральная легкая | 0,045 |
| Вата минеральная тяжелая | 0,055 |
| Вата хлопковая | 0,055 |
| Вермикулитовые листы | 0,100 |
| Войлок шерстяной | 0,045 |
| Гипс строительный | 0,350 |
| Глинозем | 2,330 |
| Гравий (наполнитель) | 0,930 |
| Гранит, базальт | 3,500 |
| Грунт 10% воды | 1,750 |
| Грунт 20% воды | 2,100 |
| Грунт песчаный | 1,160 |
| Грунт сухой | 0,400 |
| Грунт утрамбованный | 1,050 |
| Гудрон | 0,300 |
| Древесина — доски | 0,150 |
| Древесина — фанера | 0,150 |
| Древесина твердых пород | 0,200 |
| Древесно-стружечная плита ДСП | 0,200 |
| Дюралюминий | 160,0 |
| Железобетон | 1,700 |
| Зола древесная | 0,150 |
| Известняк | 1,700 |
| Известь-песок раствор | 0,870 |
| Ипорка (вспененная смола) | 0,038 |
| Камень | 1,400 |
| Картон строительный многослойный | 0,130 |
| Каучук вспененный | 0,030 |
| Каучук натуральный | 0,042 |
| Каучук фторированный | 0,055 |
| Керамзитобетон | 0,200 |
| Кирпич кремнеземный | 0,150 |
| Кирпич пустотелый | 0,440 |
| Кирпич силикатный | 0,810 |
| Кирпич сплошной | 0,670 |
| Кирпич шлаковый | 0,580 |
| Кремнезистые плиты | 0,070 |
| Латунь | 110,0 |
| Лед 0°С | 2,210 |
| Лед -20°С | 2,440 |
| Липа, береза, клен, дуб (15% влажности) | 0,150 |
| Медь | 380,0 |
| Мипора | 0,085 |
| Опилки — засыпка | 0,095 |
| Опилки древесные сухие | 0,065 |
| ПВХ | 0,190 |
| Пенобетон | 0,300 |
| Пенопласт ПС-1 | 0,037 |
| Пенопласт ПС-4 | 0,040 |
| Пенопласт ПХВ-1 | 0,050 |
| Пенопласт резопен ФРП | 0,045 |
| Пенополистирол ПС-Б | 0,040 |
| Пенополистирол ПС-БС | 0,040 |
| Пенополиуретановые листы | 0,035 |
| Пенополиуретановые панели | 0,025 |
| Пеностекло легкое | 0,060 |
| Пеностекло тяжелое | 0,080 |
| Пергамин | 0,170 |
| Перлит | 0,050 |
| Перлито-цементные плиты | 0,080 |
| Песок 0% влажности | 0,330 |
| Песок 10% влажности | 0,970 |
| Песок 20% влажности | 1,330 |
| Песчаник обожженный | 1,500 |
| Плитка облицовочная | 1,050 |
| Плитка термоизоляционная ПМТБ-2 | 0,036 |
| Полистирол | 0,082 |
| Поролон | 0,040 |
| Портландцемент раствор | 0,470 |
| Пробковая плита | 0,043 |
| Пробковые листы легкие | 0,035 |
| Пробковые листы тяжелые | 0,050 |
| Резина | 0,150 |
| Рубероид | 0,170 |
| Сланец | 2,100 |
| Снег | 1,500 |
| Сосна обыкновенная, ель, пихта (450…550 кг/куб.м, 15% влажности) | 0,150 |
| Сосна смолистая (600…750 кг/куб.м, 15% влажности) | 0,230 |
| Сталь | 52,0 |
| Стекло | 1,150 |
| Стекловата | 0,050 |
| Стекловолокно | 0,036 |
| Стеклотекстолит | 0,300 |
| Стружки — набивка | 0,120 |
| Тефлон | 0,250 |
| Толь бумажный | 0,230 |
| Цементные плиты | 1,920 |
| Цемент-песок раствор | 1,200 |
| Чугун | 56,0 |
| Шлак гранулированный | 0,150 |
| Шлак котельный | 0,290 |
| Шлакобетон | 0,600 |
| Штукатурка сухая | 0,210 |
| Штукатурка цементная | 0,900 |
| Эбонит | 0,160 |
Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов
Чтобы в доме было проще сохранять тепло зимой и прохладу летом, теплопроводность стен, пола и кровли должна быть не менее определенной цифры, которая рассчитывается для каждого региона. Состав «пирога» стен, пола и потолка, толщина материалов берутся с таким учетом чтобы суммарная цифра была не меньше (а лучше — хоть немного больше) рекомендованной для вашего региона.
Коэффициент теплопередачи материалов современных строительных материалов для ограждающих конструкций
При выборе материалов надо учесть, что некоторые из них (не все) в условиях повышенной влажности проводят тепло гораздо лучше. Если при эксплуатации возможно возникновение такой ситуации на продолжительный срок, в расчетах используют теплопроводность для этого состояния. Коэффициенты теплопроводности основных материалов, которые используются для утепления, приведены в таблице.
Наименование материалаКоэффициент теплопроводности Вт/(м·°C)
| В сухом состоянии | При нормальной влажности | При повышенной влажности | |
| Войлок шерстяной | 0,036-0,041 | 0,038-0,044 | 0,044-0,050 |
| Каменная минеральная вата 25-50 кг/м3 | 0,036 | 0,042 | 0,,045 |
| Каменная минеральная вата 40-60 кг/м3 | 0,035 | 0,041 | 0,044 |
| Каменная минеральная вата 80-125 кг/м3 | 0,036 | 0,042 | 0,045 |
| Каменная минеральная вата 140-175 кг/м3 | 0,037 | 0,043 | 0,0456 |
| Каменная минеральная вата 180 кг/м3 | 0,038 | 0,045 | 0,048 |
| Стекловата 15 кг/м3 | 0,046 | 0,049 | 0,055 |
| Стекловата 17 кг/м3 | 0,044 | 0,047 | 0,053 |
| Стекловата 20 кг/м3 | 0,04 | 0,043 | 0,048 |
| Стекловата 30 кг/м3 | 0,04 | 0,042 | 0,046 |
| Стекловата 35 кг/м3 | 0,039 | 0,041 | 0,046 |
| Стекловата 45 кг/м3 | 0,039 | 0,041 | 0,045 |
| Стекловата 60 кг/м3 | 0,038 | 0,040 | 0,045 |
| Стекловата 75 кг/м3 | 0,04 | 0,042 | 0,047 |
| Стекловата 85 кг/м3 | 0,044 | 0,046 | 0,050 |
| Пенополистирол (пенопласт, ППС) | 0,036-0,041 | 0,038-0,044 | 0,044-0,050 |
| Экструдированный пенополистирол (ЭППС, XPS) | 0,029 | 0,030 | 0,031 |
| Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 600 кг/м3 | 0,14 | 0,22 | 0,26 |
| Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 400 кг/м3 | 0,11 | 0,14 | 0,15 |
| Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 600 кг/м3 | 0,15 | 0,28 | 0,34 |
| Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 400 кг/м3 | 0,13 | 0,22 | 0,28 |
| Пеностекло, крошка, 100 — 150 кг/м3 | 0,043-0,06 | ||
| Пеностекло, крошка, 151 — 200 кг/м3 | 0,06-0,063 | ||
| Пеностекло, крошка, 201 — 250 кг/м3 | 0,066-0,073 | ||
| Пеностекло, крошка, 251 — 400 кг/м3 | 0,085-0,1 | ||
| Пеноблок 100 — 120 кг/м3 | 0,043-0,045 | ||
| Пеноблок 121- 170 кг/м3 | 0,05-0,062 | ||
| Пеноблок 171 — 220 кг/м3 | 0,057-0,063 | ||
| Пеноблок 221 — 270 кг/м3 | 0,073 | ||
| Эковата | 0,037-0,042 | ||
| Пенополиуретан (ППУ) 40 кг/м3 | 0,029 | 0,031 | 0,05 |
| Пенополиуретан (ППУ) 60 кг/м3 | 0,035 | 0,036 | 0,041 |
| Пенополиуретан (ППУ) 80 кг/м3 | 0,041 | 0,042 | 0,04 |
| Пенополиэтилен сшитый | 0,031-0,038 | ||
| Вакуум | 0 | ||
| Воздух +27°C. 1 атм | 0,026 | ||
| Ксенон | 0,0057 | ||
| Аргон | 0,0177 | ||
| Аэрогель (Aspen aerogels) | 0,014-0,021 | ||
| Шлаковата | 0,05 | ||
| Вермикулит | 0,064-0,074 | ||
| Вспененный каучук | 0,033 | ||
| Пробка листы 220 кг/м3 | 0,035 | ||
| Пробка листы 260 кг/м3 | 0,05 | ||
| Базальтовые маты, холсты | 0,03-0,04 | ||
| Пакля | 0,05 | ||
| Перлит, 200 кг/м3 | 0,05 | ||
| Перлит вспученный, 100 кг/м3 | 0,06 | ||
| Плиты льняные изоляционные, 250 кг/м3 | 0,054 | ||
| Полистиролбетон, 150-500 кг/м3 | 0,052-0,145 | ||
| Пробка гранулированная, 45 кг/м3 | 0,038 | ||
| Пробка минеральная на битумной основе, 270-350 кг/м3 | 0,076-0,096 | ||
| Пробковое покрытие для пола, 540 кг/м3 | 0,078 | ||
| Пробка техническая, 50 кг/м3 | 0,037 |
Часть информации взята нормативов, которые прописывают характеристики определенных материалов (СНиП 23-02-2003, СП 50.13330.2012, СНиП II-3-79* (приложение 2)). Те материал, которые не прописаны в стандартах, найдены на сайтах производителей. Так как стандартов нет, у разных производителей они могут значительно отличаться, потому при покупке обращайте внимание на характеристики каждого покупаемого материала.
Коэффициент теплопроводности для металлов и неметаллических твердых материалов
Все металлы без исключения являются хорошими проводниками тепла, за перенос которого в них отвечает электронный газ. В свою очередь ионные и ковалентные материалы, а также материалы, имеющие волокнистую структуру, являются хорошими теплоизоляторами, то есть плохо проводят тепло. Для полноты раскрытия вопроса о том, что такое теплопроводность, следует заметить, что этот процесс требует обязательного наличия вещества, если он осуществляется за счет конвекции или проводимости, поэтому в вакууме тепло может передаваться только за счет электромагнитного излучения.
В списке ниже приведены значения коэффициентов теплопроводности для некоторых металлов и неметаллов в Дж/(с*м*К):
- сталь — 47-58 в зависимости от марки стали;
- алюминий — 209,3;
- бронза — 116-186;
- цинк — 106-140 в зависимости от чистоты;
- медь — 372,1-385,2;
- латунь — 81-116;
- золото — 308,2;
- серебро — 406,1-418,7;
- каучук — 0,04-0,30;
- стекловолокно — 0,03-0,07;
- кирпич — 0,80;
- дерево — 0,13;
- стекло — 0,6-1,0.
Таким образом, теплопроводность металлов на 2-3 порядка превышает значения теплопроводности для изоляторов, которые являются ярким примером ответа на вопрос о том, что такое низкая теплопроводность.
Значение теплопроводности играет важную роль во многих индустриальных процессах. В одних процессах стремятся увеличить ее, используя хорошие теплопроводники и увеличивая площадь контакта, в других же стараются уменьшить теплопроводность, уменьшая площадь контакта и применяя теплоизолирующие материалы.
Таблица 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 древесины
От чего зависит теплопроводность?
Итак, как мы уже убедились, коэффициент теплопроводности λ (лямбда) характеризует интенсивность теплопередачи через конкретный материал.
Так, например, наиболее теплопроводными являются металлы, а самыми слабыми — газы. Еще все проводники электричества, такие как медь, алюминий, золото или серебро, также хорошо пропускают через себя тепло, в то время как электрические изоляторы (дерево, пластик, резина) наоборот задерживают его.
Что может повлиять на этот показатель, кроме самого материала? Например, температура. Теплопроводность изоляционных материалов увеличивается с повышением температуры, а у металлов — напротив, уменьшается. Еще может повлиять наличие примесей. Сплавы разнородных металлов обычно имеют более низкую теплопроводность, чем их легирующие элементы.
В целом, теплопроводность веществ зависит, в основном, от их структуры, пористости, и прежде всего от их плотности. Поэтому, если производитель заявляет о низком значении лямбда при низкой плотности материала, — эта информация, как правило, не имеет ничего общего с действительностью и просто рекламный ход.
Влияние влаги на теплопроводность стройматериала
Опять же судя по примерам использования стройматериалов на практике, выясняется негативное влияние влаги на КТП стройматериала. Замечено – чем большему увлажнению подвергается стройматериал, тем более высоким становится значение КТП.
Различными способами стремятся защитить от воздействия влаги материал, используемый в строительстве. Эта мера вполне оправдана, учитывая повышение коэффициента для мокрого стройматериала
Обосновать такой момент несложно. Воздействие влаги на структуру строительного материала сопровождается увлажнением воздуха в порах и частичным замещением воздушной среды.
Учитывая, что параметр коэффициента теплопроводности для воды составляет 0,58 Вт/м°C, становится понятным существенное повышение КТП материала.
Следует также отметить более негативный эффект, когда вода, попадающая в пористую структуру, дополнительно замораживается – превращается в лёд.
Соответственно, несложно просчитать ещё большее увеличение теплопроводности, принимая во внимание параметры КТП льда, равного значению 2,3 Вт/м°C. Прирост примерно в четыре раза к параметру теплопроводности воды.
Одной из причин отказа от зимнего строительства в пользу стройки летом следует считать именно фактор возможного подмораживания некоторых видов стройматериалов и как следствие – повышения теплопроводности
Отсюда становятся очевидными строительные требования относительно защиты изоляционных стройматериалов от попадания влаги. Ведь уровень теплопроводности растёт в прямой пропорциональности от количественной влажности.
Не менее значимым видится и другой момент – обратный, когда структура строительного материала подвергается существенному нагреву. Чрезмерно высокая температура также провоцирует рост теплопроводности.
Происходит такое по причине повышения кинематической энергии молекул, составляющих структурную основу стройматериала.
Правда, существует класс материалов, структура которых, напротив, приобретает лучшие свойства теплопроводности в режиме сильного нагрева. Одним из таких материалов является металл.
Если под сильным нагревом большая часть широко распространенных стройматериалов изменяет теплопроводность в сторону увеличения, сильный нагрев металла приводит к обратному эффекту – КТП металла понижается
Стройматериалы с минимальным КТП
Согласно исследованиям, минимальным значением теплопроводности (около 0,023 Вт/м°C) обладает сухой воздух.
С точки зрения применения сухого воздуха в структуре строительного материала, необходима конструкция, где сухой воздух пребывает внутри замкнутых многочисленных пространств небольшого объёма. Конструктивно такая конфигурация представлена в образе многочисленных пор внутри структуры.
Отсюда логичный вывод: малым уровнем КТП должен обладать стройматериал, внутренняя структура которого представляет собой пористое образование.
Причём, в зависимости от максимально допустимой пористости материала, значение теплопроводности приближается к значению КТП сухого воздуха.
Созданию строительного материала с минимальной теплопроводностью способствует пористая структура. Чем больше содержится пор разного объема в структуре материала, тем лучший КТП допустимо получить
В современном производстве применяются несколько технологий для получения пористости строительного материала.
В частности, используются технологии:
- пенообразования;
- газообразования;
- водозатворения;
- вспучивания;
- внедрения добавок;
- создания волоконных каркасов.
Следует отметить: коэффициент теплопроводности напрямую связан с такими свойствами, как плотность, теплоемкость, температурная проводимость.
Значение теплопроводности может быть рассчитано по формуле:
- Q – количество тепла;
- S – толщина материала;
- T1, T2 – температура с двух сторон материала;
- t – время.
Средняя величина плотности и теплопроводности обратно пропорциональна величине пористости. Поэтому, исходя из плотности структуры стройматериала, зависимость от нее теплопроводности можно рассчитать так:
λ = 1,16 √ 0,0196+0,22d2 – 0,16,
Где: d – значение плотности. Это формула В.П. Некрасова, демонстрирующая влияние плотности конкретного материала на значение его КТП.
Применение показателя теплопроводности на практике
В строительстве все материалы условно подразделяются на теплоизоляционные и конструкционные. Конструкционное сырье отличается наибольшими показателями теплопроводности, но именно его применяют для постройки стен, перекрытий, прочих ограждений. Согласно таблице теплопроводности строительных материалов, при возведении стен из железобетона, для низкого теплообмена с окружающей средой толщина конструкции должна быть около 6 метров. В таком случае строение получится огромным, громоздким и потребует немалых затрат.
Наглядный пример — при какой толщине различных материалов их коэффициент теплопроводности будет одинаковым
Поэтому при возведении постройки следует отдельное внимание уделять дополнительным теплоизолирующим материалам. Слой теплоизоляции может не понадобиться только для построек из дерева или пенобетона, но даже при использовании подобного низкопроводного сырья толщина конструкции должна быть не менее 50 см.
Нужно знать! У теплоизоляционных материалов значения показателя теплопроводности минимальны.
Как определить теплопотери
Главные элементы здания, через которые уходит тепло:
- двери (5-20%);
- пол (10-20%);
- крыша (15-25%);
- стены (15-35%);
- окна (5-15%).
Уровень теплопотери определяется с помощью тепловизора. О самых трудных участках говорит красный цвет, о меньших потерях тепла скажет желтый и зеленый. Зоны, где потери наименьшие, выделяются синим. Значение теплопроводности определяется в лабораторных условиях, и материалу выдается сертификат качества.
Значение проводимости тепла зависит от таких параметров:
- Пористость. Поры говорят о неоднородности структуры. Когда через них проходит тепло, охлаждение будет минимальным.
- Влажность. Высокий уровень влажности провоцирует вытеснение сухого воздуха капельками жидкости из пор, из-за чего значение увеличивается многократно.
- Плотность. Большая плотность способствует более активному взаимодействию частиц. В итоге теплообмен и уравновешивание температур протекает быстрее.
Как рассчитать толщину стен
Для того чтобы зимой в доме было тепло, а летом прохладно, необходимо чтобы ограждающие конструкции (стены, пол, потолок/кровля) должны иметь определенное тепловое сопротивление. Для каждого региона эта величина своя. Зависит она от средних температур и влажности в конкретной области.
Термическое сопротивление ограждающих конструкций для регионов России
Для того чтобы счета за отопление не были слишком большими, подбирать строительные материалы и их толщину надо так, чтобы их суммарное тепловое сопротивление было не меньше указанного в таблице.
Расчет толщины стены, толщины утеплителя, отделочных слоев
Для современного строительства характерна ситуация, когда стена имеет несколько слоев. Кроме несущей конструкции есть утепление, отделочные материалы. Каждый из слоев имеет свою толщину. Как определить толщину утеплителя? Расчет несложен. Исходят из формулы:
Формула расчета теплового сопротивления
R — термическое сопротивление;
p — толщина слоя в метрах;
k — коэффициент теплопроводности.
Предварительно надо определиться с материалами, которые вы будете использовать при строительстве. Причем, надо знать точно, какого вида будет материал стен, утепление, отделка и т.д. Ведь каждый из них вносит свою лепту в теплоизоляцию, и теплопроводность строительных материалов учитывается в расчете.
Сначала считается термическое сопротивление конструкционного материала (из которого будет строится стена, перекрытие и т.д.), затем «по остаточному» принципу подбирается толщина выбранного утеплителя. Можно еще принять в расчет теплоизоляционных характеристики отделочных материалов, но обычно они идут «плюсом» к основным. Так закладывается определенный запас «на всякий случай». Этот запас позволяет экономить на отоплении, что впоследствии положительно сказывается на бюджете.
Пример расчета толщины утеплителя
Разберем на примере. Собираемся строить стену из кирпича — в полтора кирпича, утеплять будем минеральной ватой. По таблице тепловое сопротивление стен для региона должно быть не меньше 3,5. Расчет для этой ситуации приведен ниже.
- Для начала просчитаем тепловое сопротивление стены из кирпича. Полтора кирпича это 38 см или 0,38 метра, коэффициент теплопроводности кладки из кирпича 0,56. Считаем по приведенной выше формуле: 0,38/0,56 = 0,68. Такое тепловое сопротивление имеет стена в 1,5 кирпича.
- Эту величину отнимаем от общего теплового сопротивления для региона: 3,5-0,68 = 2,82. Эту величину необходимо «добрать» теплоизоляцией и отделочными материалами.Рассчитывать придется все ограждающие конструкции
- Считаем толщину минеральной ваты. Ее коэффициент теплопроводности 0,045. Толщина слоя будет: 2,82*0,045 = 0,1269 м или 12,7 см. То есть, чтобы обеспечить требуемый уровень утепления, толщина слоя минеральной ваты должна быть не меньше 13 см.
Если бюджет ограничен, минеральной ваты можно взять 10 см, а недостающее покроется отделочными материалами. Они ведь будут изнутри и снаружи. Но, если хотите, чтобы счета за отопление были минимальными, лучше отделку пускать «плюсом» к расчетной величине. Это ваш запас на время самых низких температур, так как нормы теплового сопротивления для ограждающих конструкций считаются по средней температуре за несколько лет, а зимы бывают аномально холодными
Потому теплопроводность строительных материалов, используемых для отделки просто не принимают во внимание
Источник: samstroy.com
Коэффициент теплопроводности в строительстве
Теплопроводность — это процесс переноса энергии от теплой части материала к холодной частицами этого материала (т.е. молекулами). Надо помнить, что это только один из «источников» потерь тепла: хотя, например, вакуум имеет нулевую теплопроводность, энергия может передаваться излучением.
Основные значения коэффициентов теплопроводности я взял из СНиП II-3-79* (приложение 2) и из СП 50.13330.2012 СНиП 23-02-2003. Таблицу я дополнил значениями теплопроводности, которые взял с сайтов производителей строительных материалов (например, для ККБ, пеностекла и других).
Теплопроводность некоторых (но не всех) строительных материалов может значительно меняться в зависимости от их влажности. Первое значение в таблице — это значение для сухого состояния. Второе и третье значения — это значения теплопроводности для условий эксплуатации А и Б согласно приложению С СП 50.13330.2012. Условия эксплуатации зависят от климата региона и влажности в помещении. Проще говоря А — это обычная «средняя» эксплуатация, а Б — это влажные условия.
| Материал | Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°C) |
||
| В сухом состоянии | Условия А («обычные») | Условия Б («влажные») | |
| Пенополистирол (ППС) | 0,036 — 0,041 | 0,038 — 0,044 | 0,044 — 0,050 |
| Пенополистирол экструдированный (ЭППС, XPS) | 0,029 | 0,030 | 0,031 |
| Войлок шерстяной | 0,045 | ||
| Цементно-песчаный раствор (ЦПР) | 0,58 | 0,76 | 0,93 |
| Известково-песчаный раствор | 0,47 | 0,7 | 0,81 |
| Гипсовая штукатурка обычная | 0,25 | ||
| Минеральная вата каменная, 180 кг/м 3 | 0,038 | 0,045 | 0,048 |
| Минеральная вата каменная, 140-175 кг/м 3 | 0,037 | 0,043 | 0,046 |
| Минеральная вата каменная, 80-125 кг/м 3 | 0,036 | 0,042 | 0,045 |
| Минеральная вата каменная, 40-60 кг/м 3 | 0,035 | 0,041 | 0,044 |
| Минеральная вата каменная, 25-50 кг/м 3 | 0,036 | 0,042 | 0,045 |
| Минеральная вата стеклянная, 85 кг/м 3 | 0,044 | 0,046 | 0,05 |
| Минеральная вата стеклянная, 75 кг/м 3 | 0,04 | 0,042 | 0,047 |
| Минеральная вата стеклянная, 60 кг/м 3 | 0,038 | 0,04 | 0,045 |
| Минеральная вата стеклянная, 45 кг/м 3 | 0,039 | 0,041 | 0,045 |
| Минеральная вата стеклянная, 35 кг/м 3 | 0,039 | 0,041 | 0,046 |
| Минеральная вата стеклянная, 30 кг/м 3 | 0,04 | 0,042 | 0,046 |
| Минеральная вата стеклянная, 20 кг/м 3 | 0,04 | 0,043 | 0,048 |
| Минеральная вата стеклянная, 17 кг/м 3 | 0,044 | 0,047 | 0,053 |
| Минеральная вата стеклянная, 15 кг/м 3 | 0,046 | 0,049 | 0,055 |
| Пенобетон и газобетон на цементном вяжущем, 1000 кг/м 3 | 0,29 | 0,38 | 0,43 |
| Пенобетон и газобетон на цементном вяжущем, 800 кг/м 3 | 0,21 | 0,33 | 0,37 |
| Пенобетон и газобетон на цементном вяжущем, 600 кг/м 3 | 0,14 | 0,22 | 0,26 |
| Пенобетон и газобетон на цементном вяжущем, 400 кг/м 3 | 0,11 | 0,14 | 0,15 |
| Пенобетон и газобетон на известняковом вяжущем, 1000 кг/м 3 | 0,31 | 0,48 | 0,55 |
| Пенобетон и газобетон на известняковом вяжущем, 800 кг/м 3 | 0,23 | 0,39 | 0,45 |
| Пенобетон и газобетон на известняковом вяжущем, 600 кг/м 3 | 0,15 | 0,28 | 0,34 |
| Пенобетон и газобетон на известняковом вяжущем, 400 кг/м 3 | 0,13 | 0,22 | 0,28 |
| Сосна, ель поперек волокон | 0,09 | 0,14 | 0,18 |
| Сосна, ель вдоль волокон | 0,18 | 0,29 | 0,35 |
| Дуб поперек волокон | 0,10 | 0,18 | 0,23 |
| Дуб вдоль волокон | 0,23 | 0,35 | 0,41 |
| Медь | 382 — 390 | ||
| Алюминий | 202 — 236 | ||
| Латунь | 97 — 111 | ||
| Железо | 92 | ||
| Олово | 67 | ||
| Сталь | 47 | ||
| Стекло оконное | 0,76 | ||
| Свежий снег | 0,10 — 0,15 | ||
| Вода жидкая | 0,56 | ||
| Воздух (+27 °C, 1 атм) | 0,026 | ||
| Вакуум | 0 | ||
| Аргон | 0,0177 | ||
| Ксенон | 0,0057 | ||
| Арболит (подробнее здесь) | 0,07 — 0,17 | ||
| Пробковое дерево | 0,035 | ||
| Железобетон плотностью 2500 кг/м 3 | 1,69 | 1,92 | 2,04 |
| Бетон (на гравии или щебне) плотностью 2400 кг/м 3 | 1,51 | 1,74 | 1,86 |
| Керамзитобетон плотностью 1800 кг/м 3 | 0,66 | 0,80 | 0,92 |
| Керамзитобетон плотностью 1600 кг/м 3 | 0,58 | 0,67 | 0,79 |
| Керамзитобетон плотностью 1400 кг/м 3 | 0,47 | 0,56 | 0,65 |
| Керамзитобетон плотностью 1200 кг/м 3 | 0,36 | 0,44 | 0,52 |
| Керамзитобетон плотностью 1000 кг/м 3 | 0,27 | 0,33 | 0,41 |
| Керамзитобетон плотностью 800 кг/м 3 | 0,21 | 0,24 | 0,31 |
| Керамзитобетон плотностью 600 кг/м 3 | 0,16 | 0,2 | 0,26 |
| Керамзитобетон плотностью 500 кг/м 3 | 0,14 | 0,17 | 0,23 |
| Крупноформатный керамический блок (тёплая керамика) | 0,14 — 0,18 | ||
| Кирпич керамический полнотелый, кладка на ЦПР | 0,56 | 0,7 | 0,81 |
| Кирпич силикатный, кладка на ЦПР | 0,70 | 0,76 | 0,87 |
| Кирпич керамический пустотелый (плотность 1400 кг/м 3 с учетом пустот), кладка на ЦПР | 0,47 | 0,58 | 0,64 |
| Кирпич керамический пустотелый (плотность 1300 кг/м 3 с учетом пустот), кладка на ЦПР | 0,41 | 0,52 | 0,58 |
| Кирпич керамический пустотелый (плотность 1000 кг/м 3 с учетом пустот), кладка на ЦПР | 0,35 | 0,47 | 0,52 |
| Кирпич силикатный, 11 пустот (плотность 1500 кг/м 3 ), кладка на ЦПР | 0,64 | 0,7 | 0,81 |
| Кирпич силикатный, 14 пустот (плотность 1400 кг/м 3 ), кладка на ЦПР | 0,52 | 0,64 | 0,76 |
| Гранит | 3,49 | 3,49 | 3,49 |
| Мрамор | 2,91 | 2,91 | 2,91 |
| Известняк, 2000 кг/м 3 | 0,93 | 1,16 | 1,28 |
| Известняк, 1800 кг/м 3 | 0,7 | 0,93 | 1,05 |
| Известняк, 1600 кг/м 3 | 0,58 | 0,73 | 0,81 |
| Известняк, 1400 кг/м 3 | 0,49 | 0,56 | 0,58 |
| Туф, 2000 кг/м 3 | 0,76 | 0,93 | 1,05 |
| Туф, 1800 кг/м 3 | 0,56 | 0,7 | 0,81 |
| Туф, 1600 кг/м 3 | 0,41 | 0,52 | 0,64 |
| Туф, 1400 кг/м 3 | 0,33 | 0,43 | 0,52 |
| Туф, 1200 кг/м 3 | 0,27 | 0,35 | 0,41 |
| Туф, 1000 кг/м 3 | 0,21 | 0,24 | 0,29 |
| Песок сухой строительный (ГОСТ 8736-77*), 1600 кг/м 3 | 0,35 | ||
| Фанера клееная | 0,12 | 0,15 | 0,18 |
| ДСП, ДВП, 1000 кг/м 3 | 0,15 | 0,23 | 0,29 |
| ДСП, ДВП, 800 кг/м 3 | 0,13 | 0,19 | 0,23 |
| ДСП, ДВП, 600 кг/м 3 | 0,11 | 0,13 | 0,16 |
| ДСП, ДВП, 400 кг/м 3 | 0,08 | 0,11 | 0,13 |
| ДСП, ДВП, 200 кг/м 3 | 0,06 | 0,07 | 0,08 |
| Пакля | 0,05 | 0,06 | 0,07 |
| Гипсокартон (листы гипсовые обшивочные), 1050 кг/м 3 | 0,15 | 0,34 | 0,36 |
| Гипсокартон (листы гипсовые обшивочные), 800 кг/м 3 | 0,15 | 0,19 | 0,21 |
| Линолеум из ПВХ на теплоизолирующей подоснове, 1800 кг/м 3 | 0,38 | 0,38 | 0,38 |
| Линолеум из ПВХ на теплоизолирующей подоснове, 1600 кг/м 3 | 0,33 | 0,33 | 0,33 |
| Линолеум из ПВХ на тканевой подоснове, 1800 кг/м 3 | 0,35 | 0,35 | 0,35 |
| Линолеум из ПВХ на тканевой подоснове, 1600 кг/м 3 | 0,29 | 0,29 | 0,29 |
| Линолеум из ПВХ на тканевой подоснове, 1400 кг/м 3 | 0,2 | 0,23 | 0,23 |
| Эковата | 0,037 — 0,042 | ||
| Перлит вспученный, песок, плотность 75 кг/м 3 | 0,043 — 0,047 | ||
| Перлит вспученный, песок, плотность 100 кг/м 3 | 0,052 | ||
| Перлит вспученный, песок, плотность 150 кг/м 3 | 0,052 — 0,058 | ||
| Перлит вспученный, песок, плотность 200 кг/м 3 | 0,07 | ||
| Пеностекло, насыпное, плотность 100 — 150 кг/м 3 | 0,043 — 0,06 | ||
| Пеностекло, насыпное, плотность 151 — 200 кг/м 3 | 0,06 — 0,063 | ||
| Пеностекло, насыпное, плотность 201 — 250 кг/м 3 | 0,066 — 0,073 | ||
| Пеностекло, насыпное, плотность 251 — 400 кг/м 3 | 0,085 — 0,1 | ||
| Пеностекло, блоки, плотность 100 — 120 кг/м 3 | 0,043 — 0,045 | ||
| Пеностекло, блоки, плотность 121 — 170 кг/м 3 | 0,05 — 0,062 | ||
| Пеностекло, блоки, плотность 171 — 220 кг/м 3 | 0,057 — 0,063 | ||
| Пеностекло, блоки, плотность 221 — 270 кг/м 3 | 0,073 | ||
| Керамзит, гравий, плотность 250 кг/м 3 | 0,099 — 0,1 | 0,11 | 0,12 |
| Керамзит, гравий, плотность 300 кг/м 3 | 0,108 | 0,12 | 0,13 |
| Керамзит, гравий, плотность 350 кг/м 3 | 0,115 — 0,12 | 0,125 | 0,14 |
| Керамзит, гравий, плотность 400 кг/м 3 | 0,12 | 0,13 | 0,145 |
| Керамзит, гравий, плотность 450 кг/м 3 | 0,13 | 0,14 | 0,155 |
| Керамзит, гравий, плотность 500 кг/м 3 | 0,14 | 0,15 | 0,165 |
| Керамзит, гравий, плотность 600 кг/м 3 | 0,14 | 0,17 | 0,19 |
| Керамзит, гравий, плотность 800 кг/м 3 | 0,18 | ||
| Гипсоплиты, плотность 1350 кг/м 3 | 0,35 | 0,50 | 0,56 |
| Гипсоплиты, плотность 1100 кг/м 3 | 0,23 | 0,35 | 0,41 |
| Перлитобетон, плотность 1200 кг/м 3 | 0,29 | 0,44 | 0,5 |
| Перлитобетон, плотность 1000 кг/м 3 | 0,22 | 0,33 | 0,38 |
| Перлитобетон, плотность 800 кг/м 3 | 0,16 | 0,27 | 0,33 |
| Перлитобетон, плотность 600 кг/м 3 | 0,12 | 0,19 | 0,23 |
| Пенополиуретан (ППУ), плотность 80 кг/м 3 | 0,041 | 0,042 | 0,05 |
| Пенополиуретан (ППУ), плотность 60 кг/м 3 | 0,035 | 0,036 | 0,041 |
| Пенополиуретан (ППУ), плотность 40 кг/м 3 | 0,029 | 0,031 | 0,04 |
| Пенополиэтилен сшитый | 0,031 — 0,038 | ||
Если в таблице у материала нет значений для условий А и Б, значит в СП 50.13330.2012 или на сайтах производителей нет соответствующих значений либо для этого материала это не имеет смысла.
Обратите внимание на рост теплопроводности в зависимости от условий влажности. Например, у пенобетона значительно растёт теплопроводность при росте влажности, а, например, у ППС такого не наблюдается.
Смотрите также:
| Дмитрий (17.02.2015 20:09) Алексей, спасибо! Добавлю пенополиэтилен. Посмотрел производителей, колеблется теплопроводность в пределах 0,031 — 0,038. |
| ПО Пенобетон Урал (14.03.2015 06:15) Не надо использовать пенопласт для утепления стен. Мыши — раз и постепенное разрушение пеноплатста со временем — два. Тем более не стоит его использовать для утепления бань и саун. |
| Мария (24.04.2015 11:20) Надеялась найти у Вас теплопроводность обоев, но увы. Это есть в справочнике Щекина Отопление, но у меня его выпросили давно и теперь не могу найти. А я, как видите, «ловлю блох». Знаю, что бумага (обои) это копейки в смысле лямбды, но все же. |
| Дмитрий (25.04.2015 23:53) Мария, обои — это вообще ерунда, они никак не влияют, там же 1-3 мм, поэтому учитывать их теплопроводность не имеет особого смысла. А вот насчет паропроницаемости они работают (если, например, виниловые, т.е. считай герметичные). |
| Александр (03.05.2015 10:13) Дмитрий, добрый день. Прошу прояснить вот какой момент: берём стандартную толщину наружной стены многоквартирного кирпичного дома в средней полосе России — 0,66 метра, делим на коэффициент теплопроводности силикатного кирпича при «обычных» условиях — 0,76, получаем сопротивление теплопередаче = 0,87. Добавляем сопротивление теплопередаче наружной и внутренней штукатурок- 0,04 и 0,13 соответственно, и получаем суммарное сопротивление 1,04, что более чем в 3 раза меньше требования СНиПа.Вопрос, я ошибся в расчётах, или требования к ИЖС и многоквартирному строительству разнятся, или действительно настолько ужесточились требования? |
| Дмитрий (03.05.2015 16:22) Александр, добрый день. Всё верно вы посчитали. Новый (хотя ему уже 12 лет) СНИП значительно увеличил требования по теплозащите. Все старые дома вдруг стали «нетёплыми». |
Тут еще надо не забывать, что многоквартирные дома при прочих равных по потерям тепла всё же эффективнее частных (со всех сторон другие тёплые квартиры), только некоторые стены (наружные) и окна теряют тепло. В частном же доме прибавляется фундамент и крыша.
В России принято теплопроводность в Вт/(м * градус) измерять.
На сайтах поликарбонатчиков какая-то мешанина с цифрами и понятиями, путают теплопроводность и сопротивление теплопередаче. Многие дают теплопроводность в Вт/м2*градус — это зарубежный показатель, так называемый U-value. Есть ещё R-value, аналог нашего сопротивления теплопередаче, в м2*градус/Вт измеряется. Причем это не теплопроводность, а именно сопротивление теплопередаче, т.е. производители неправильно его называют теплопроводностью.
Источник: www.homeideal.ru