Чем выше теплопроводность тем
Обзор строительных материалов с различной теплопроводностью
Теплоизоляция необходима в любом помещении, где температура в какое-либо время года не должна быть равной температуре окружающей среды.
Оптимальная температура в помещении достигается с помощью работы обогревательных или охлаждающих устройств.
Чтобы искусственно настроенная температура внутри здания не изменялась из-за диффузии неодинаково нагретых частей внутри и снаружи здания, используют строительные материалы с наименьшим коэффициентом теплопроводности.
Что такое теплопроводность?
Теплопроводность — физическое свойство тела (тел) обменивать внутреннюю энергию с помощью диффузии атомов и молекул, которые хаотически перемещаются от более нагретых частей к более холодным.
Атомы и молекулы двигаются в хаотичном порядке до тех пор, пока температура по всему занимаемому объёму не выровняется.
Чем больше теплопроводность вещества, тем быстрее сквозь него передаётся более высокая или более низкая температура.
Теплопроводность определяется количеством теплоты в Дж, которая, при разнице температур в противоположно расположенных параллельных плоскостях в 1 К, проходит через 1 м² за 1 ч.
Коэффициент теплопроводности выражают в Вт/м*К.
Роль коэффициента теплопроводности при принятии архитектурно-строительного решения
Теплопроводность твёрдых тел, каковыми являются все строительные материалы, проявляется за счёт переноса тепла, происходящего в результате колебаний кристаллической решётки.
Большая теплопроводность строительного материала недопустима для возведения архитектурных сооружений. Чем больше теплопроводность, тем меньше теплоизоляционные качества материала, необходимые для поддержания в помещении температуры, отличной от температуры окружающей среды.
Строительные материалы с низкой теплопроводностью помогают сохранить достигнутый градус в помещении вне зависимости от погодных условий, благодаря минимальному поддержанию диффузии между разными по температуре частицами.
Чем меньше коэффициент теплопроводности материала, тем лучше его теплоизоляционные качества.
Хорошая теплоизоляция избавит от сквозняков, холодных стен, быстрого остывания, промерзания или нагрева помещения, позволит существенно сэкономить на устройствах обогрева или охлаждения.
Или почитайте ЗДЕСЬ об установке пластиковых окон своими руками.
Конструкционные материалы и их теплопроводность
Теплопроводность вещества зависит от его плотности. Чем больше плотность вещества, тем выше теплопроводность. С увеличением пористости понижается ее коэффициент.
Низкий коэффициент теплопроводности материала определяет его хорошие теплоизоляционные качества.
Бетон
- Плотность: 500 кг/м³–2 500 кг/м³. Показатель зависит от состава смеси.
- Теплопроводность: 1,28–1,51 Вт/м*К. Показатель меняется в зависимости от консистенции бетона.
Бетонная смесь используется для заливки монолитного фундамента, а бетонные блоки – для закладки фундамента и возведения стен.
Железобетон
- Плотность: 2 500 кг/м3; бетонная смесь без вибрирования (применения глубинного вибратора) – 2 400 кг/м3.
- Теплопроводность: 1,69 Вт/м*К.
Лёгкий бетон на пористых заполнителях называют ячеистым бетоном.
Используют в качестве конструкционного и теплоизоляционного материала. Самые распространённые строительные материалы из бетона на пористых заполнителях — газобетон, пенобетон, керамзитобетон.
Данные материалы применяются для возведения многоэтажных, частных домов и для дополнительных пристроек: бань, гаражей, сараев.
Керамзитобетон
Полнотелые керамзитобетонные блоки производятся с помощью вибропрессования. Не имеют пустот и отверстий. Часто используются для кладки несущих стен или закладки фундамента.
Пустотелые керамзитобетонные блоки делают с применением специальных форм, позволяющих при заливке смеси сформировать герметичные или сквозные пустоты.
Обладают меньшей прочностью по сравнению с полнотелыми керамзитобетонными блоками. Имеют меньшую теплопроводность, что делает их оптимальным материалом для возведения нетяжёлых конструкций с требуемой высокой теплоизоляцией.
- Плотность: 500 кг/м³–1 800 кг/м³.
- Теплопроводность: 0,14–0,66 Вт/м*К.
Газобетон
Изготавливается из газосиликата. С помощью специализированных газообразователей внутри блока формируют приблизительно сферические поры (пустоты), их диаметр 1–3 мм.
- Плотность: 300–800 кг/м3. Зависит от количества и размера пустот.
- Теплопроводность: 0,1–0,3 Вт/м*К.
Пенобетон
Изготавливается с применением пенообразующих добавок. Имеет пористую структуру.
- Плотность: 600–1 000 кг/м3.
- Теплопроводность: 0,1–0,38 Вт/м*К.
Саманный кирпич
Изготавливается из глины и наполнителя.
- Плотность: 500 кг/м³–1 900 кг/м³;
- Теплопроводность: 0,1–0,4 Вт/м*К.
Керамический кирпич
Изготавливается из обожжённой глины.
- Плотность: полнотелый – 1 600 кг/м³–1 900 кг/м³; пустотелый – 1 100 кг/м³–1 400 кг/м³;
- Теплопроводность: полнотелый – 0,56–0,86 Вт/м*К; пустотелый–0,35–0,41 Вт/м*К.
Силикатный кирпич
Изготавливается из песка и извести.
- Плотность: 1 100 кг/м³–1 900 кг/м³;
- Теплопроводность: 0,81–0,87 Вт/м*К.
Дерево
- Плотность: 150 кг/м³–2 100 кг/м³;
- Теплопроводность: 0,2–0,23 Вт/м*К.
Строительные конструкционные материалы, даже с низкой теплопроводностью, нуждаются в дополнительном утеплении.
Или почитайте ЗДЕСЬ о несъемной опалубке из пенополистирола.
Утеплители и их теплопроводность
Используются для утепления фундамента, пола, стен здания внутри и снаружи, потолка и крыши.
Пенопласт
- Плотность: 15 кг/м³–50 кг/м³;
- Теплопроводность: 0,31–0,33 Вт/м*К.
Пенополистирол
- Плотность: 15 кг/м³–50 кг/м³;
- Теплопроводность: 0,028–0,035 Вт/м*К.
Минеральная вата
Минеральная вата имеет способность впитывать влагу. Вода легко накапливается, но очень долго испаряется из данного звуко- и теплоизоляционного материала.
Если минвата перенасытится влагой, то потеряет свои основные изоляционные свойства. Чтобы не допустить впитывание влаги, минвату с двух сторон герметично закупоривают слоем гидроизоляции.
Стекловата
Плотность: 15 кг/м³–45 кг/м³;- Теплопроводность: 0,038–0,046 Вт/м*К.
Базальтовая (каменная) вата
- Плотность: 30 кг/м³–200 кг/м³;
- Теплопроводность: 0,035–0,042 Вт/м*К.
Эковата
- Плотность: 30 кг/м³–110 кг/м³;
- Теплопроводность: 0,032–0,041 Вт/м*К.
Сравнительные характеристики теплопроводности конструкционных строительных материалов и утеплителей необходимо проанализировать, выбрав для постройки или дополнительной теплоизоляции самый подходящий материал.
Видео о характеристиках теплоизоляционных материалов
Теплопроводность и коэффициент теплопроводности. Что это такое.
Теплопроводность.
Так что же такое теплопроводность? С точки зрения физики теплопроводность – это молекулярный перенос теплоты между непосредственно соприкасающимися телами или частицами одного тела с различной температурой, при котором происходит обмен энергией движения структурных частиц (молекул, атомов, свободных электронов).
Можно сказать проще, теплопроводность – это способность материала проводить тепло. Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной. Передача тепла происходит за счет передачи энергии при столкновении молекул вещества. Происходит это до тех пор, пока температура внутри тела не станет одинаковой. Такой процесс может происходить в твердых, жидких и газообразных веществах.
На практике, например в строительстве при теплоизоляции зданий, рассматривается другой аспект теплопроводности, связанный с передачей тепловой энергии. В качестве примера возьмем “абстрактный дом”. В “абстрактном доме” стоит нагреватель, который поддерживает внутри дома постоянную температуру, скажем, 25 °С. На улице температура тоже постоянная, например, 0 °С. Вполне понятно, что если выключить обогреватель, то через некоторое время в доме тоже будет 0 °С. Все тепло (тепловая энергия) через стены уйдет на улицу.
Чтобы поддерживать температуру в доме 25 °С, нагреватель должен постоянно работать. Нагреватель постоянно создает тепло, которое постоянно уходит через стены на улицу.
Коэффициент теплопроводности.
Количество тепла, которое проходит через стены (а по научному – интенсивность теплопередачи за счет теплопроводности) зависит от разности температур (в доме и на улице), от площади стен и теплопроводности материала, из которого сделаны эти стены.
Для количественной оценки теплопроводности существует коэффициент теплопроводности материалов. Этот коэффициент отражает свойство вещества проводить тепловую энергию. Чем больше значение коэффициента теплопроводности материала, тем лучше он проводит тепло. Если мы собираемся утеплять дом, то надо выбирать материалы с небольшим значением этого коэффициента. Чем он меньше, тем лучше. Сейчас в качестве материалов для утепления зданий наибольшее распространение получили утеплители из минеральной ваты, и различных пенопластов. Набирает популярность новый материал с улучшенными теплоизоляционными качествами – Неопор.
Коэффициент теплопроводности материалов обозначается буквой ? (греческая строчная буква лямбда) и выражается в Вт/(м2*К). Это означает, что если взять стену из кирпича, с коэффициентом теплопроводности 0,67 Вт/(м2*К), толщиной 1 метр и площадью 1 м2., то при разнице температур в 1 градус, через стену будет проходить 0,67 ватта тепловой энергии. Если разница температур будет 10 градусов, то будет проходить уже 6,7 ватта. А если при такой разнице температур стену сделать 10 см, то потери тепла будут уже 67 ватт. Подробней о методике расчета теплопотерь зданий можно посмотреть здесь.
Следует отметить, что значения коэффициента теплопроводности материалов указываются для толщины материала в 1 метр. Чтобы определить теплопроводность материала для любой другой толщины, надо коэффициент теплопроводности разделить на нужную толщину, выраженную в метрах.
В строительных нормах и расчетах часто используется понятие “тепловое сопротивление материала”. Это величина обратная теплопроводности. Если, на пример, теплопроводность пенопласта толщиной 10 см – 0,37 Вт/(м2*К), то его тепловое сопротивление будет равно 1 / 0,37 Вт/(м2*К) = 2,7 (м2*К)/Вт.
Коэффициент теплопроводности материалов.
Ниже в таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов применяемых в строительстве.
