1.2 Теплопроводность строительных материалов

 

Теплопроводность материалов таблица, СНиП

В современном мире важным аспектом частного дома является его энергоэффективность. То есть способность тратить минимальное количество энергии на поддержание комфортного климата в доме. Чтобы тратить меньше энергии, необходимо позаботится о сокращении ее потерь.

Теплопроводность материалов — это способность материала сохранять тепло в холодное время и удерживать прохладу летом.

Теплоёмкость — количество теплоты, поглощаемой (выделяемой) телом в процессе нагревания (остывания) на 1 кельвин.

Плотность — отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму.

Теплопроводность строительных материалов

Проектированием по технологиям энергоэффективных домов должны заниматься специалисты, но в реальной жизни все может быть иначе. Случается так, что владельцы домов по ряду причин вынуждены самостоятельно подбирать материалы для строительства. Им также потребуется рассчитать теплотехнические параметры, на основании которых будут проводиться термоизоляция и утепление. Поэтому нужно иметь хотя бы минимальные представления о строительной теплотехнике и ее основных понятиях, таких как коэффициент теплопроводности, в каких единицах измеряется и как просчитывается. Знание этих «азов» поможет правильно утеплить свой дом и экономно его отапливать.

Что такое теплопроводность

теплопроводность кирпичной стены с утеплителем снаружи и изнутри и без утеплителя

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.

Сопротивление теплопередаче

Коэффициент теплопроводности – важная характеристика любого материала. Но эта величина не совсем точно описывает теплопроводные способности конструкции, так как не учитывает особенности ее строения. Поэтому более целесообразно просчитывать сопротивление теплопередачи, которое по своей сути является обратной величиной коэффициента теплопроводности. Но в отличие от последнего при расчете учитывается толщина материала и другие важные особенности конструкции.

Читать статью  Услуги по оптовой торговле прочими строительными материалами и изделиями

тепловые потери дома

Не менее важная задача – прогнозирование тепловых потерь, без которого невозможно правильно спланировать систему отопления и создать идеальную термоизоляцию. Такие вычисления могут понадобиться при выборе оптимальной модели котла, количества необходимых радиаторов и правильной их расстановки.

Для определения тепловых потерь через любую конструкцию нужно знать сопротивление, которое вычисляется с помощью разницы температур и количества теряемого тепла, уходящего с одного квадратного метра ограждающей конструкции. И так, если мы знаем площадь конструкции и ее термическое сопротивление, а также знаем для каких климатических условий производится расчет, то можем точно определить тепловые потери. Есть хороший калькулятор расчета теплопотерь дома ( он может даже посчитать сколько будет уходить денег на отопление, примерно конечно).

Такие расчеты в здании проводятся для всех ограждающих конструкций, взаимодействующих с холодными потоками воздуха, а затем суммируются для определения общей потери тепла. На основании полученной величины проектируется система отопления, которая должна полностью компенсировать эти потери. Если же потери тепла получаются слишком большими, они влекут за собой дополнительные финансовые затраты, а это не всем «по карману». При таком раскладе нужно задуматься об улучшении системы термоизоляции.

Отдельно нужно поговорить про окна, для них сопротивление теплопередаче определяются нормативными документами. Самостоятельно проводить расчеты не нужно. Существуют уже готовые таблицы, в которых внесены значения сопротивления для всех типов конструкций окон и балконных дверей.
Тепловые потери окон рассчитываются исходя из площади, а также разницы температур по разные стороны конструкции.

Расчеты, приведенные выше, подходят для новичков, которые делают первые шаги в проектировании энергоэффективных домов. Если же за дело берется профессионал, то его расчеты более сложные, так как дополнительно учитывается множество поправочных коэффициентов – на инсоляцию, светопоглощение, отражение солнечного света, неоднородность конструкций расположение дома на участке и другие.

1.2 Теплопроводность строительных материалов

Характеризуется коэффициентом теплопроводности λ, Вт/м· о С, выражающим количество тепла, проходящего через 1 м 2 ограждения при его толщине 1 метр и при разности температур на внутренней и наружной поверхности ограждения 1 о С.

На коэффициент теплопроводности материала влияют следующие свойства материала.

Плотность (пористость): чем больше в материале замкнутых пор, тем меньше коэффициент теплопроводности, поскольку любого плотного материала не менее чем в 100 раз превышает воздуха.

Химико-минералогический состав. Любой строительный материал имеет в своем составе кристаллические и аморфные вещества в различных соотношениях. Чем выше процент кристаллических веществ, тем больше коэффициент теплопроводности.

Собственная температура материала. Чем она выше, тем большей теплопроводностью обладает конструкция.

Влажность материала. При увлажнении конструкции в поры, заполненные воздухом, попадает вода, коэффициент теплопроводности которой выше, чем у воздуха, приблизительно в 20 раз. Поэтому теплопроводность материала резко возрастает, возникает опасность промерзания ограждающей конструкции. При промерзании конструкции вода, находящаяся в порах, превращается в лёд, коэффициент теплопроводности которого выше, чем у воды, еще в 4 раза. Поэтому так важно не допускать переувлажнения ограждающих конструкций.

Наибольшим коэффициентом теплопроводности обладают металлы: сталь — 50 Вт/м· о С, алюминий — 190 Вт/м· о С, медь — 330 Вт/м· о С. Наименьший коэффициент теплопроводности у эффективных утеплителей, пенополистирола и пенополиуретана: 0,03-0,04 Вт/м· о С.

1.3 Термическое сопротивление (сопротивление теплопередаче)

R, м 2 · о С /Вт, — важнейшее теплотехническое свойство ограждения. Оно характеризуется разностью температур внутренней и наружной поверхности ограждения, через 1 м 2 которого проходит 1 ватт тепловой энергии (1 килокалория в час).

Читать статью  Определение сметной стоимости материальных ресурсов

, (2)

где δ — толщина ограждения, м;

λ — коэффициент теплопроводности, Вт/м· о С.

Чем больше термическое сопротивление ограждающей конструкции, тем лучше её теплозащитные свойства. Из формулы (2) видно, что для увеличения термического сопротивления R необходимо либо увеличить толщину ограждения δ, либо уменьшить коэффициент теплопроводности λ, то есть использовать более эффективные материалы. Последнее более выгодно из экономических соображений.

2. Теплопередача в однородном ограждении при установившемся потоке тепла

Представим себе условную ограждающую конструкцию, состоящую из однородного материала, через которую в холодное время года проходит постоянный тепловой поток. В этом случае график распределения температуры внутри ограждения выглядит следующим образом (рис. 1).

Рис. 1. Распределение температур в однородной ограждающей конструкции при постоянном тепловом потоке

При передаче тепла через ограждающую конструкцию происходит падение температуры от tв до tн. При этом общий температурный перепад tв tн состоит из суммы трех температурных перепадов:

температурный перепад tвв возникает из-за того, что температура внутренней поверхности ограждения τв всегда на несколько градусов ниже, чем температура воздуха в помещении tв;

τвн — температурный перепад в пределах толщины ограждающей конструкции;

τнtн — температурный перепад, возникающий вследствие того, что температура наружной поверхности ограждения τн несколько выше температуры наружного воздуха tн.

Каждый из этих температурных перепадов вызван конкретным сопротивлением переносу тепла:

перепад tвв сопротивлением тепловосприятию внутренней поверхности ограждения Rв;

перепад τвнтермическим сопротивлением конструкции Rк;

перепад τнtнсопротивлением теплоотдаче наружной поверхности ограждения Rн.

Сопротивления тепловосприятию и теплоотдаче иногда называют сопротивлениями теплообмену; они имеют такую же размерность, как и термическое сопротивление, т. е. м 2 · о С/Вт.

Общее (приведенное) термическое сопротивление однослойной ограждающей конструкции Ro, м 2 · о С/Вт, равно сумме всех отдельных сопротивлений, т. е.

, (3)

где αв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м 2 · о С), определяемый по табл. 4* [1], см. также табл. 5 настоящего пособия;

αн — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м 2 · о С), определяемый по табл. 6* [1], см. также табл. 6 настоящего пособия;

Rк — термическое сопротивление однослойной конструкции, определяемое по формуле (2).

Что такое термическое или тепловое сопротивление материалов? И как это отражается на Вашем бюджете?

Вот как это объясняет « Википедия»: «Термическое сопротивление — тепловое сопротивление, способность конструкции (его поверхности или какого-либо слоя) препятствовать распространению теплового движения молекул.»

Коэффициент теплового сопротивления отражает свойства любого материала и выражается как толщина слоя материала, делённая на теплопроводность. (м²*°С)/Вт

Проще говоря: Тепловое сопротивление – величина обратная теплопроводности. (Хорошо проводит тепло – значит, слабо теплу сопротивляется. Следовательно, обладает высокой теплопроводностью и низким теплосопротивлением).

Можно не без основания утверждать, что термическое или тепловое сопротивление — один из важнейших теплотехнических показателей строительных материалов. Ведь от этого показателя напрямую зависит, сколько Вы будете платить за отопление своего жилья. Прошли те времена, когда газ и электричество стоили копейки. Поэтому, прежде чем принять решение, из каких материалов будет построен Ваш дом, обдумайте информацию из этой статьи.
Вы хотите построить дом, и думаете о том, как экономить в будущем на отоплении и кондиционировании Вашего жилья? Тогда Вам нужно стремиться к показателям энергосбережения близким к пассивному дому. Что это такое? Основоположник концепции пассивного дома (Passive House) — является немецкий д-р Вольфганг Файст, который впоследствии стал основателем «Института пассивного дома» (Passive House Institute) в городе Дармштадт (Германия) Больше информации о этой концепции Вы можете получить на нашем сайте по ссылке: «Пассивный дом (Passivhaus)-технология строительства из Германии. Часть 1.» или из небольшого видео интервью д-р Вольфганга Файста:

Читать статью  13 Материалов для Строительства Каркасного Дома

Если Вы хотите получить больше информации о том, что такое пассивный дом, обратите внимание на статью на нашем сайте: «Что значит — пассивный энергосберегающий дом? Какие факторы влияют на энергоэффективность Вашего дома?» или на видеоролик с нашего канала:
Пришло время задуматься о том, из какого строительного материала будет построен дом. Если для Вас эта актуальная тема, полезную информацию для себя Вы найдете на нашем сайте по ссылке:«Из чего лучше строить дом в Украине.» И это неудивительно, энергоресурсы дорожают с каждым годом, поэтому все думают о том, как сэкономить на отоплении и кондиционирование дома. Если Вы готовы применять продвинутые современные технологии строительства, предлагаем Вам рассмотреть канадскую технологию SIP панельного строительства, которая широко распространена во всем мире, и сегодня широко применяется и в нашей стране. Больше информации о канадской технологии, ее плюсы и минусы, Вы можете получить в рубрике: «О технологии энергосберегающего строительства»

Также, Вы можете посмотреть небольшой фильм с одного из наших объектов, чтобы увидеть процесс строительства дома по канадской технологии из сип панелей:

Прежде всего, хотелось бы заметить, что мы не ставим цель вести научные дебаты о таком понятии, как термическое сопротивлении. Цель этой статьи лишь в том, чтобы показать неоспоримые преимущества сип панели в сравнении с традиционными строительными материалами в плане сохранении тепла.

ВОПРОС: Чем SIP-170 панели, изготовленные «Строй Дом UA», лучше традиционных строительных материалов? ОТВЕТ: В первую очередь, высоким показателем коэффициента теплового сопротивления! Сравнительный анализ значений сопротивления теплопередачи SIP панелей и различных строительных материалов. При норме для 1 температурной зоне (Харьковская обл.) R min. 3,3 м 2 *К/Вт (Согласно ДБН В.2.6-31:2016) Больше информации о стоимости отопления дома из сип панелей, Вы можете узнать из отзыва владельца такого дома, перейдя по ссылке: «Сип панельный дом и газ.»

Толщина слоя мм.Теплосопротивление

ВЫВОД: Из этой таблицы видно очевидное, тепловое сопротивление SIP-170 панели превышает показатель распространенных строительных материалов от 3 до 20 раз. Так что выбор за Вами 🙂 Чтобы наглядно продемонстрировать разницу в энергоэффективности кирпича и сип панели, приводим фото наших телевизионных исследований нашего СИП панельного дома, и объекта, куда нас пригласили провести исследование тепловизором на предмет утечек тепла. Вывод: Дом из сип панелей с фасадной термопанелью 116 мм, в 9 раз теплее, чем кирпичный, с толщиной стены в 2 кирпича 500 мм. При этом толщина кирпичного дома в два раза больше.

Вот как это выглядит на практике. Стена толщиной 17 см. (СИП панель 170) имеет такой же показатель коэффициента теплового сопротивления, как, к примеру, кирпичная стена 2500 мм. Вывод делайте сами! Больше информации о свойствах СИП панелей Вы сможете найти по ссылке: «Сип панели»

То есть, при строительстве лучше использовать материалы с низкой теплопроводностью (высоким теплосопротивлением) для лучшего сохранения тепла. Если Вам интересно, Вы можете увидеть строительство некоторых объектов из сип панелей в рубрике «Галерея», перейдя по ссылке: Галерея


С уважением, «Строй Дом UA»

Источник https://svoydom.info/%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C-%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B2-%D1%82%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D1%86%D0%B0/

Источник https://studfile.net/preview/5739740/page:2/

Источник http://www.stroydomua.com.ua/novosti-i-stati/chto-takoe-teplosoprotivlenie-materialov

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Previous post Acer ASPIRE E5-575G-57PB (Intel Core i5 7200U 2500 MHz/15.6 /1920×1080/6Gb/596Gb HDD SSD/DVD нет/NVIDIA GeForce GTX 950M/Wi-Fi/Bluetooth/Win 10 Home)
Next post Смартфон micromax bolt q379 black обзор