Порівняльна таблиця теплопровідності сучасних будівельних матеріалів

Будівництво будь-якого будинку, будь то котедж або скромний дачний будиночок, має починатися з розробки проекту. На цьому етапі закладається не тільки архітектурний вигляд майбутньої будови, але і його конструктивні і теплотехнічні характеристики.

Основним завданням на етапі проекту буде не тільки розробка міцних і довговічних конструктивних рішень, здатних підтримувати найбільш комфортний мікроклімат з мінімальними витратами. Допомогти визначитися з вибором може порівняльна таблиця теплопровідності матеріалів.

поняття теплопровідності

У загальних рисах процес теплопровідності характеризується передачею теплової енергії від більш нагрітих частинок твердого тіла до менш нагрітих. Процес буде йти до тих пір, поки не настане теплова рівновага. Іншими словами, поки не зрівняються температури.

Стосовно до огороджувальних конструкцій будинку (стіни, підлога, стеля, дах) процес теплопередачі буде визначатися часом, протягом якого температура всередині приміщення зрівняється з температурою навколишнього середовища.

Чим більш тривалий за часом буде цей процес, тим приміщення буде більш комфортним за відчуттями і економічним по експлуатаційних витрат.

Чисельно процес перенесення тепла характеризується коефіцієнтом теплопровідності. Фізичний сенс коефіцієнта показує, яка кількість тепла за одиницю часу проходить через одиницю поверхні. Тобто чим вище значення цього показника, тим краще проводиться тепло, значить, тим швидше буде відбуватися процес теплообміну.

Відповідно, на етапі проектних робіт необхідно спроектувати конструкції, теплопровідність яких повинна мати по можливості найменше значення.

Фактори, що впливають на величину теплопровідності

Теплопровідність матеріалів, використовуваних в будівництві, залежить від їх параметрів:

1. Пористість - наявність пір в структурі матеріалу порушує його однорідність. При проходженні теплового потоку частину енергії передається через обсяг, зайнятий порами і заповнений повітрям. Прийнято за відліковим точку приймати теплопровідність сухого повітря (0,02 Вт / (м * ° С)). Відповідно, чим більший обсяг буде зайнятий повітряними порами, тим менше буде теплопровідність матеріалу.
2. Структура пір - малий розмір пір і їх замкнутий характер сприяють зниженню швидкості теплового потоку. У разі використання матеріалів з великими сполученими порами на додаток до теплопровідності в процесі перенесення тепла братимуть участь процеси передачі тепла конвекцією.
3. Щільність - при великих значеннях частки більш тісно взаємодіють один з одним і в більшій мірі сприяють передачі теплової енергії. У загальному випадку значення теплопровідності матеріалу залежно від його щільності визначаються або на основі довідкових даних, або емпірично.
4. Вологість - значення теплопровідності для води становить (0,6 Вт / (м * ° С)). При намоканні стінових конструкцій або утеплювача відбувається витіснення сухого повітря з пор і заміщення його краплями рідини або насиченим вологим повітрям. Теплопровідність в цьому випадку значно збільшиться.
5. Вплив температури на теплопровідність матеріалу відбивається через формулу:

= о * (1 + b * t), (1)

де, о - коефіцієнт теплопровідності при температурі 0 ° С, Вт / м * ° С;

b - довідкова величина температурного коефіцієнта;

t - температура.

Практичне застосування значення теплопровідності будівельних матеріалів

З поняття теплопровідності безпосередньо випливає поняття товщини шару матеріалу для отримання необхідного значення опору теплового потоку. Тепловий опір - нормована величина.

Спрощена формула, яка визначає товщину шару, буде мати вигляд:

H = R / , (2)

де, H - товщина шару, м;

R - опір теплопередачі, (м2 * ° С) / Вт;

- коефіцієнт теплопровідності, Вт / (м * ° С).

Дана формула стосовно до стіни або перекриття має такі припущення:

• захисна конструкція має однорідне монолітне будова;
• використовувані будматеріали мають природну вологість.

При проектуванні необхідні нормовані і довідкові дані беруться з нормативної документації:

• СНіП23-01-99 - Будівельна кліматологія;
• СНиП 23-02-2003 - Тепловий захист будівель;
• СП 23-101-2004 - Проектування теплового захисту будівель.

Теплопровідність матеріалів: параметри

Прийнято умовний поділ матеріалів, що застосовуються в будівництві, на конструкційні і теплоізоляційні.

Конструкційні матеріали застосовуються для зведення огороджувальних конструкцій (стін, перегородок, перекриттів). Вони відрізняються великими значеннями теплопровідності.

Значення коефіцієнтів теплопровідності зведені в таблицю 1:

Таблиця 1

матеріал	Коефіцієнт теплопровідності, Вт / (м * ° С).
пінобетон	(0,08 - 0,29) - в залежності від щільності
Деревина ялини і сосни	(0,1 - 0,15) - поперек волокон 0,18 - уздовж волокон
Керамзитобетон	(0,14-0,66) - в залежності від щільності
Цегла керамічна пустотіла	0,35 - 0,41
Цегла червоний глиняний	0,56
цегла силікатна	0,7
залізобетон	1,29

Підставляючи в формулу (2) дані, взяті з нормативної документації, і дані з Таблиці 1, можна отримати необхідну товщину стін для конкретного кліматичного району.

При виконанні стін тільки з конструкційних матеріалів без використання теплоізоляції їх необхідна товщина (в разі використання залізобетону) може досягати декількох метрів. Конструкція в цьому випадку вийде непомірно великий і громіздкою.

Припускають зведення стін без використання додаткового утеплення, мабуть, тільки пінобетон і дерево. І навіть в цьому випадку товщина стін сягає півметра.

Теплоізоляційні матеріали мають досить малі величини значення коефіцієнта теплопровідності.

Основний їх діапазон лежить в межах від 0,03 до 0,07 Вт / (м * ° С). Найбільш поширені матеріали - це екструдований пінополістирол, мінеральна вата, пінопласт, скловата, утеплюють на основі пінополіуретану. Їх використання дозволяє значно знизити товщину огороджувальних конструкцій.

Теплопровідність при будівництві

При проектуванні і виробництві будівельних робіт необхідно враховувати можливі шляхи тепловтрат:

• 30-40% втрат тепла припадає на поверхню стін;
• 20-30% - через міжповерхові перекриття і дах;
• близько 20% втрат припадає на поверхню, яку займає віконними і дверними отворами;
• приблизно 10% тепла йде з приміщення через погано утеплені підлоги.

Важливим фактором при обліку теплопровідності в будівництві є забезпечення належної вітро- і пароізоляції. Найбільшою мірою це справедливо для пористих утеплювачів. Тобто при обмеженні доступу вологи всередину конструкцій (як ззовні, так і зовні) опір теплопередачі буде вище. Утеплювач буде більш ефективно працювати, відповідно, буде потрібно менша товщина конструкцій.

В ідеалі стіни і перекриття повинні виконуватися з теплоізоляційних матеріалів. Однак вони мають низьку конструкційної міцністю, що обмежує широту їх застосування. Виникає необхідність виконувати основні несучі конструкції з цегли, дерева, пінобетонних блоків і т.п.

Найбільш поширеним варіантом конструкцій будинків, яке трапляється на практиці, є комбінація несучої конструкції і теплоізоляції.

Тут можна розрізнити:

1. Каркасний варіант будівництва - основний каркас, що забезпечує просторову жорсткість, виконується з деревяних дощок або брусів. Утеплювач укладається в межстоечное простір. У деяких випадках для досягнення необхідних показників з енергоефективності здійснюється додаткове утеплення зовні каркаса.
2. Зведення стін будинку з цегли, пористих бетонних блоків, дерева - утеплення здійснюється на зовнішній поверхні. Шар утеплювача компенсує надмірну теплопровідність основного стінового матеріалу. З іншого боку матеріал основної стіни несе на собі навантаження, компенсуючи малу механічну міцність утеплювача.

Аналогічні закономірності будуть справедливі при зведенні міжповерхових перекриттів і покрівельних конструкцій.

Таким чином, використовуючи комбінацію матеріалів з необхідними значеннями коефіцієнтів теплопровідності, можна отримати оптимальні за властивостями і товщині огороджувальні конструкції будівлі.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!