Теплопроводность опилок по таблице. Теплопроводность основных строительных материалов. Сравнительная характеристика теплопроводности строительных материалов

Прочный и теплый дом – это основное требование, которое предъявляется проектировщикам и строителям. Поэтому еще на стадии проектирования зданий в конструкцию закладываются две разновидности стройматериалов: конструкционные и теплоизоляционные. Первые обладают повышенной прочностью, но большой теплопроводностью, и именно их чаще всего и используют для возведения стен, перекрытий, оснований и фундаментов. Вторые – это материалы с низкой теплопроводностью. Их основное назначение – закрыть собой конструкционные материалы, чтобы понизить их показатель тепловой проводимости. Поэтому для облегчения расчетов и выбора используется таблица теплопроводности строительных материалов.

Читайте в статье:

Что такое теплопроводность

Законы физики определяют один постулат, который гласит, что тепловая энергия стремится от среды с высокой температурой к среде с низкой температурой.

При этом, проходя через строительный материал, тепловая энергия затрачивает какое-то время. Переход не состоится лишь в том случае, если температура на разных сторонах от стройматериала одинаковая.

То есть, получается так, что процесс перехода тепловой энергии, к примеру, через стену, это время проникновения тепла. И чем больше времени на это затрачивается, тем ниже теплопроводность стены. Вот такое соотношение. К примеру, теплопроводность различных материалов:

• бетон –1,51 Вт/м×К;
• кирпич – 0,56;
• древесина – 0,09-0,1;
• песок – 0,35;
• керамзит – 0,1;
• сталь – 58.

Чтобы было понятно, о чем идет речь, надо обозначить, что бетонная конструкции не будет ни под каким предлогом пропускать через себя тепловую энергию, если ее толщина будет в пределах 6 м. Понятно, что это просто невозможно в домостроении. А значит, придется для снижения теплопроводности использовать другие материалы, у которых показатель ниже. И ими облицовывать бетонное сооружение.

Что такое коэффициент теплопроводности

Коэффициент теплоотдачи или теплопроводности материалов, который также обозначен в таблицах, это характеристика тепловой проводимости. Он обозначает количество тепловой энергии, проходящий через толщу стройматериала за определенный промежуток времени.

В принципе, коэффициент обозначает именно количественный показатель. И чем он меньше, тем теплопроводность материала лучше. Из сравнения выше видно, что стальные профили и конструкции обладают самым высоким коэффициентом. А значит, они практически не держат тепло. Из строительных материалов,сдерживающих тепло, которые используются для сооружения несущих конструкций, это древесина.

Но надо обозначить и другой момент. К примеру, все та же сталь. Этот прочный материал используют для отведения тепла, где есть необходимость сделать быстрый перенос. К примеру, радиаторы отопления. То есть, высокий показатель теплопроводности – это не всегда плохо.

Что влияет на теплопроводность строительных материалов

Есть несколько параметров, которые сильно влияют на тепловую проводимость.

1. Структура самого материала.
2. Его плотность и влажность.

Что касается структуры, то здесь огромное разнообразие: однородная плотная, волокнистая, пористая, конгломератная (бетон), рыхлозернистая и прочее. Так вот надо обозначить, что чем неоднороднее структура у материала, тем ниже у него теплопроводность. Все дело в том, что проходить сквозь вещество, в котором большой объем занимают поры разного размера, тем сложнее энергии через нее перемещаться. А ведь в данном случае тепловая энергия – это излучение. То есть, оно не проходит равномерно, а начинает изменять направления, теряя силу внутри материала.

Теперь о плотности. Этот параметр обозначает, на каком расстоянии между собой располагаются частички материала внутри его самого. Исходя из предыдущей позиции, можно сделать вывод: чем меньше это расстояние, а значит, больше плотность, тем тепловая проводимость выше. И наоборот. Тот же пористый материал имеет плотность меньше, чем однородный.

Влажность – это вода, которая имеет плотную структуру. И ее теплопроводность равна 0,6 Вт/м*К. Достаточно высокий показатель, сравнимый с коэффициентом теплопроводности кирпича. Поэтому когда она начинает проникать в структуру материала и заполнять собой поры, это увеличение тепловой проводимости.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов: как применяется на практике и таблица

Практические значение коэффициента – это правильно проведенный расчет толщины несущих конструкций с учетом используемых утеплителей. Необходимо отметить, что возводимое здание – это несколько ограждающих конструкций, через которые происходит утечка тепла. И у каждой их них свой процент теплопотерь.

• через стены уходит до 30% тепловой энергии общего расхода.
• Через полы – 10%.
• Через окна и двери – 20%.
• Через крышу – 30%.

То есть, получается так, что если неправильно рассчитать теплопроводность всех ограждений, то проживающим в таком доме людям придется довольствоваться лишь 10% тепловой энергии, которое выделяет отопительная система. 90% – это, как говорят, выброшенные на ветер деньги.

Мнение эксперта

Инженер-проектировщик ОВиК (отопление, вентиляция и кондиционирование) ООО «АСП Северо-Запад»

Спросить у специалиста

“Идеальный дом должен быть построен из теплоизоляционных материалов, в котором все 100% тепла будут оставаться внутри. Но по таблице теплопроводности материалов и утеплителей вы не найдете тот идеальный стройматериал, из которого можно было бы возвести такое сооружение. Потому что пористая структура – это низкие несущие способности конструкции. Исключением может быть древесина, но и она не идеал.”

Поэтому при строительстве домов стараются использовать разные строительные материалы, дополняющие друг друга по теплопроводности. При этом очень важно соотносить толщину каждого элемента в общей строительной конструкции. В этом плане идеальным домом можно считать каркасный. У него деревянная основа, уже можно говорить о теплом доме, и утеплители, которые закладываются между элементами каркасной постройки. Конечно, с учетом средней температуры региона придется точно рассчитать толщину стен и других ограждающих элементов. Но, как показывает практика, вносимые изменения не столь значительны, чтобы можно было бы говорить о больших капитальных вложениях.

Рассмотрим несколько часто используемых строительных материалов и проведем сравнение их теплопроводность по толщине.

Теплопроводность кирпича: таблица по разновидностям

Фото	Вид кирпича	Теплопроводность, Вт/м*К
	Керамический полнотелый	0,5-0,8
	Керамический щелевой	0,34-0,43
	Поризованный	0,22
	Силикатный полнотелый	0,7-0,8
	Силикатный щелевой	0,4
	Клинкерный	0,8-0,9

Теплопроводность дерева: таблица по породам

Коэффициент теплопроводности пробкового дерева самый низкий из всех пород древесины.

Именно пробка часто используется в качестве теплоизоляционного материала при проведении утеплительных мероприятий.

Теплопроводность металлов: таблица

Данный показатель у металлов изменяется с изменением температуры, в которой они применяются. И здесь соотношение такое – чем выше температура, тем ниже коэффициент. В таблице покажем металлы, которые используются в строительной сфере.

Теперь, что касается соотношения с температурой.

• У алюминия при температуре -100°С теплопроводность составляет 245 Вт/м*К. А при температуре 0°С – 238. При +100°С – 230, при +700°С – 0,9.
• У меди: при -100°С –405, при 0°С – 385, при +100°С – 380, а при +700°С – 350.

Таблица теплопроводности других материалов

В основном нас будет интересовать таблица теплопроводности изоляционных материалов. Необходимо отметить, что если у металлов данный параметр зависит от температуры, то у утеплителей от их плотности. Поэтому в таблице будут расставлены показатели с учетом плотности материалом.

Теплоизоляционный материал	Плотность, кг/м³	Теплопроводность, Вт/м*К
Минеральная вата (базальтовая)	50	0,048
	100	0,056
	200	0,07
Стекловата	155	0,041
	200	0,044
Пенополистирол	40	0,038
	100	0,041
	150	0,05
Пенополистирол экструдированный	33	0,031
Пенополиуретан	32	0,023
	40	0,029
	60	0,035
	80	0,041

И таблица теплоизоляционных свойств строительных материалов. Основные из них уже рассмотрены, обозначим те, которые в таблицы не вошли, и которые относятся к категории часто используемых.

Строительный материал	Плотность, кг/м³	Теплопроводность, Вт/м*К
Бетон	2400	1,51
Железобетон	2500	1,69
Керамзитобетон	500	0,14
Керамзитобетон	1800	0,66
Пенобетон	300	0,08
Пеностекло	400	0,11

Коэффициент теплопроводности воздушной прослойки

Всем известно, что воздух, если его оставить внутри строительного материала или между слоями стройматериалов, это великолепный утеплитель. Почему так происходит, ведь сам воздух, как таковой, не может сдерживать тепло. Для этого надо рассмотреть саму воздушную прослойку, огражденную двумя слоями стройматериалов. Один из них соприкасается с зоной положительных температур, другой с зоной отрицательный.

Тепловая энергия движется от плюса к минусу, и встречает на своем пути слой воздуха. Что происходит внутри:

1. Конвекция теплого воздуха внутри прослойки.
2. Тепловое излучение от материала с плюсовой температурой.

Поэтому сам тепловой поток – это сумма двух факторов с добавлением теплопроводности первого материала. Необходимо сразу отметить, что излучение занимает большую часть теплового потока. Сегодня все расчеты теплосопротивления стен и других несущих ограждающих конструкций проводят на онлайн-калькуляторах. Что касается воздушной прослойки, то такие расчеты провести сложно, поэтому берутся значения, которые в 50-х годах прошлого столетия были получены лабораторными исследованиями.

В них четко оговаривается, что если разница температур стен, ограниченных воздухом, составляет 5°С, то излучение возрастает с 60% до 80%, если увеличить толщину прослойки с 10 до 200 мм. То есть, общий объем теплового потока остается тот же, излучение вырастает, а значит, теплопроводность стены падает. И разница значительная: с 38% до 2%. Правда, возрастает конвекция с 2% до 28%. Но так как пространство замкнутое, то движение воздуха внутри него никак не действует на внешние факторы.

Расчет толщины стены по теплопроводности вручную по формулам или калькулятором

Рассчитать толщину стены не так просто. Для этого нужно сложить все коэффициенты теплопроводности материалов, которые были использованы для сооружения стены. К примеру, кирпич, штукатурный раствор снаружи, плюс наружная облицовка, если такая будет использоваться. Внутренние выравнивающие материалы, это может быть все та же штукатурка или гипсокартонные листы, другие плитные или панельные покрытия. Если есть воздушная прослойка, то учитывают и ее.

Есть так называемая удельная теплопроводность по регионам, которую берут за основу. Так вот расчетная величина не должна быть больше удельной. В таблице ниже по городам дана удельная тепловая проводимость.

То есть, чем южнее, тем общая теплопроводность материалов должна быть меньше. Соответственно, можно уменьшать и толщину стены. Что касается онлайн-калькулятора, то предлагаем ниже посмотреть видео, на котором разбирается, как правильно пользоваться таким расчетным сервисом.

Если у вас возникли вопросы, на которые, как вам показалось, вы не нашли ответы в этой статье, пишите их в комментариях. Наша редакция постарается на них ответить.

Из чего построить дом? Его стены должны обеспечить здоровый микроклимат без лишней влаги, плесени, холода. Это зависит от их физических свойств: плотности, водостойкости, пористости. Самым главным является теплопроводность строительных материалов, означающая их свойство пропускать сквозь себя тепловую энергию при разнице температур. Для того, чтобы количественно оценить этот параметр, используют коэффициент теплопроводности.

Для того, чтобы кирпичный дом был таким же теплым, как и деревянный сруб (из сосны), толщина его стен должна втрое превышать толщину стен сруба.

Что такое коэффициент теплопроводности

Эта физическая величина равна количеству теплоты (измеряемой в килокалориях), проходящей через материал толщиной 1 м за 1 час. При этом разница температур на противоположных сторонах его поверхности должна быть равной 1 °С. Исчисляется теплопроводность в Вт/м град (Ватт, деленный на произведение метра и градуса).

Использование данной характеристики продиктовано необходимостью грамотного подбора типа фасада для создания максимальной теплоизоляции. Это необходимое условие для комфорта живущих или работающих в здании людей. Также теплопроводность строительных материалов учитывается при выборе дополнительного утепления дома. В данном случае ее расчет особенно важен, так как ошибки приводят к неправильному смещению точки росы и, как следствие — стены мокнут, в доме сыро и холодно.

Сравнительная характеристика теплопроводности строительных материалов

Коэффициент теплопроводности материалов различный. К примеру, у сосны этот показатель равен 0,17 Вт/м град, у пенобетона – 0,18 Вт/м град: то есть, по способности сохранять тепло они примерно идентичны. Коэффициент теплопроводности кирпича – 0,55 Вт/м град, а обыкновенного (полнотелого) – 0,8 Вт/м град. Из всего этого следует, что для того, чтобы кирпичный дом был таким же теплым, как и деревянный сруб (из сосны), толщина его стен должна втрое превышать толщину стен сруба.

Практическое использование материалов с низкой теплопроводностью

Современные технологии производства теплоизолирующих материалов предоставляют широкие возможности для строительной индустрии. Сегодня совершенно не обязательно строить дома с большой толщиной стен: можно удачно комбинировать различные материалы для возведения энергоэффективных построек. Не очень высокую теплопроводность кирпича можно компенсировать использованием дополнительного внутреннего или наружного утеплителя, например, пенополистирола, коэффициент теплопроводности которого – всего 0,03 Вт/м град.

Взамен дорогих домов из кирпича и не эффективных с точки зрения энергосбережения монолитных и каркасно-панельных домов из тяжелого и плотного бетона сегодня строят здания из ячеистого бетона. Его параметры такие же, как у древесины: в доме из данного материала стены не промерзают даже в самые холодные зимы.

Потери тепла дома в процентном соотношении.

Такая технология позволяет возводить более дешевые здания. Это связано с тем, что низкий коэффициент теплопроводности строительных материалов упростил возведение минимальными затратами по финансированию. Уменьшается также и время, затрачиваемое на строительные работы. Для более легких сооружений не требуется устраивать тяжелый глубоко заглубленный фундамент: в ряде случаев достаточно легкого ленточного или столбчатого.

Особенно привлекательным данный принцип строительства стал для возведения легких каркасных домов. Сегодня с использованием материалов низкой теплопроводности возводится все больше коттеджей, супермаркетов, складских помещений и производственных зданий. Такие строения могут эксплуатироваться в любой климатической зоне.

Принцип каркасно-щитовой технологии строительства заключается в том, что между тонкими листами фанеры или плит OSB помещается теплоизолятор. Это может быть минеральная вата либо пенополистирол. Толщина материала выбирается с учетом его теплопроводности. Тонкие стены вполне справляются с задачей тепловой изоляции. Таким же образом устраивается кровля. Данная технология позволяет в короткие сроки возводить здание с минимальными финансовыми затратами.

Сравнение параметров популярных материалов для изоляции и возведения домов

Пенополистирол и минеральная вата заняли лидирующие позиции при утеплении фасадов. Мнения специалистов разделились: одни утверждают, что вата накапливает конденсат и пригодна к эксплуатации лишь при одновременном использовании с паронепроницаемой мембраной. Но тогда стены теряют дышащие свойства, и качественное применение оказывается под вопросом. Другие уверяют, что создание вентилируемых фасадов решает данную проблему. При этом пенополистирол имеет низкую проводимость тепла и хорошо дышит. У него она пропорционально зависит от плотности листов: 40/100/150 кг/м3 = 0,03/0,04/0,05 Вт/м*ºC.

Еще одна важная характеристика, которую обязательно учитывают при строительстве — паропроницаемость. Она означает возможность стен пропускать изнутри влажность. При этом не происходят потери комнатной температуры и нет необходимости проветривать помещение. Низкая теплопроводность и высокая паропроницаемость стен обеспечивают идеальный для проживания человека микроклимат в доме.

Исходя из этих условий, можно определить самые эффективные дома для проживания человека. Наиболее низкой проводимостью тепла обладает пенобетон (0,08 Вт
м*ºC) при плотности 300 кг/м3. Этот строительный материал имеет также одну из самых высоких степеней паропроницаемости (0,26 Мг/м*ч*Па). Второе место по праву занимает древесина, в частности — сосна, ель, дуб. Их теплопроводность достаточно низкая (0,09 Вт/м*ºC) при условии обработки дерева поперек волокон. А паропроницаемость этих сортов наиболее высокая (0,32 Мг/м*ч*Па). Для сравнения: использование сосны, обработанной вдоль волокон, повышает выпуск тепла до 0,17-0,23 Вт/м*ºC.

Таким образом, для возведения стен подходят лучше всего пенобетон и древесина, так как они обладают лучшими параметрами по обеспечению экологической чистоты и хорошего микроклимата внутри помещений. Для изоляции фасада подходят пенополиуретан, пенополистирол, минеральная вата. Отдельно следует сказать о пакле. Ее закладывают для исключения мостиков холода во время кладки сруба. Она увеличивает и без того отличные свойства деревянного фасада: коэффициент проводимости тепла у пакли самый низкий (0,05 Вт/м*ºC), а паропроницаемость самая высокая (0,49 Мг/м*ч*Па).

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.

Теплопроводность материалов влияет на толщину стен

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:

• 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)

Возможно Вам также будет интересно:

Как сделать отопление в частном доме из полипропиленовых труб своими руками Гидрострелка: назначение, принцип работы, расчеты Схема отопления с принудительной циркуляцией двухэтажного дома – решение проблемы с теплом

Таблица теплопроводности строительных материалов необходима при проектировании защиты здания от теплопотерь согласно нормативам СНиП от 2003 года под номером 23-02. Этими мероприятиями обеспечивается снижение эксплуатационного бюджета, поддержание круглогодичного комфортного микроклимата внутри помещений. Для удобства пользователей все данные сведены в таблицы, даны параметры для нормальной эксплуатации, условий повышенной влажности, так как, некоторые материалы при увеличении этого параметра резко снижают свойства.

Теплопроводность является одним из способов потерь тепла жилыми помещениями. Эта характеристика выражается количеством тепла, способным проникнуть сквозь единицу площади материала (1 м 2) за секунду при стандартной толщине слоя (1 м). Физики объясняют выравнивание температур различных тел, объектов путем теплопроводности природным стремлением к термодинамическому равновесию всех материальных веществ.

Таким образом, каждый индивидуальный застройщик, отапливая помещение в зимний период, получает потери тепловой энергии, уходящей из жилища сквозь наружные стены, полы, окна, кровлю. Чтобы сократить расход энергоносителя для обогрева помещений, сохранив внутри них комфортный для эксплуатации микроклимат, необходимо рассчитать толщину всех ограждающих конструкций на этапе проектирования. Это позволит сократить бюджет строительства.

Таблица теплопроводности строительных материалов позволяет использовать точные коэффициенты для стеновых конструкционных материалов. Нормативы СНиП регламентируют сопротивление фасадов коттеджа передаче тепла холодному воздуху улицы в пределах 3,2 единиц. Перемножив эти значения, можно получить необходимую толщину стены, чтобы определиться с количеством материала.

Например, при выборе ячеистого бетона с коэффициентом 0,12 единиц достаточно кладки в один блок длиной 0,4 м. используя более дешевые блоки из этого же материала с коэффициентом 0,16 единиц, потребуется сделать стену толще – 0,52 м. Коэффициент теплопроводности сосны, ели составляет 0,18 единиц. Поэтому, для соблюдения условия сопротивления теплопередаче 3,2, потребуется 57 см брус, которого не существует в природе. При выборе кирпичной кладки с коэффициентом 0,81 единица толщина наружных стен грозит увеличением до 2,6 м, железобетонных конструкций – до 6,5 м.

На практике стены изготавливают многослойными, закладывая внутрь слой утеплителя или обшивая теплоизолятором наружную поверхность. У этих материалов коэффициент теплопроводности гораздо ниже, что позволяет уменьшить толщину многократно. Конструкционный материал обеспечивает прочность здания, теплоизолятор снижает теплопотери до приемлемого уровня. Современные облицовочные материалы, используемые на фасадах, внутренних стенах, так же обладают сопротивлением теплопотерям. Поэтому, в расчетах учитываются все слои будущих стен.

Вышеуказанные расчеты будут неточными если не учесть наличие в каждой стене коттеджа светопрозрачных конструкций. Таблица теплопроводности строительных материалов в нормативах СНиП обеспечивает легкий доступ к коэффициентам теплопроводности данных материалов.

Пример расчета толщины стены по теплопроводности

При выборе типового или индивидуального проекта застройщик получает комплект документации, необходимый для возведения стен. Силовые конструкции в обязательном порядке просчитаны на прочность с учетом ветровых, снеговых, эксплуатационных, конструкционных нагрузок. Толщина стен учитывает характеристики материала каждого слоя, поэтому, теплопотери гарантированно будут ниже допустимых норм СНиП. В этом случае заказчик может предъявить претензии организации, занимавшейся проектированием, при отсутствии необходимого эффекта в процессе эксплуатации жилища.

Однако, при строительстве дачи, садового домика многие владельцы предпочитают экономить на приобретении проектной документации. В этом случае расчеты толщины стен можно произвести самостоятельно. Специалисты не рекомендуют пользоваться сервисами на сайтах компаний, реализующих конструкционные материалы, утеплители. Многие из них завышают в калькуляторах значения коэффициентов теплопроводности стандартных материалов для представления собственной продукции в выгодном свете. Подобнее ошибки в расчетах чреваты для застройщика снижением комфортности внутренних помещений в холодный период.

Самостоятельный расчет не представляет сложностей, используется ограниченное количество формул, нормативных значений:

• теплосопротивление стены – 3,5 либо больше этого числа (согласно СНиП), является суммой теплосопротивлений всех слоев, из которых состоит несущая стена
• коэффициент теплопроводности строительных материалов – каждый производитель конструкционного материала, светопрозрачных конструкций, утеплителя указывает его в обязательном порядке, однако, лучше дополнительно свериться с таблицей в нормативах СНиП
• теплосопротивление отдельного слоя стены – вычисляется путем умножения толщины слоя (м) на коэффициент теплопроводности материала

Например, чтобы привести толщину кирпичной стены в соответствие с нормативным теплосопротивлением, потребуется умножить коэффициент для этого материала, взятый из таблицы на нормативное теплосопротивление:

0,76 х 3,5 = 2,66 м

Подобная крепость излишне затратна для любого застройщика, поэтому, следует снизить толщину кладки до приемлемых 38 см, добавив утеплитель:

• облицовка в полкирпича 12,5 см
• внутренняя стена в кирпич 25 см

Теплосопротивление кирпичной кладки в этом случае составит 0,38/0,76 = 0,5 единиц. Вычитая из нормативного параметра полученный результат, получаем необходимое теплосопротивление слоя утеплителя:

3,5 – 0,5 = 3 единицы

При выборе базальтовой ваты с коэффициентом 0,039 единиц, получаем слой толщиной:

3 х 0,039 = 11,7 см

Отдав предпочтение экструдированному пенополистиролу с коэффициентом 0,037 единиц, снижаем слой утеплителя до:

3 х 0,037 = 11,1 см

На практике, можно выбрать 12 см для гарантированного запаса либо обойтись 10 см, учитывая наружные, внутренние облицовки стен, так же обладающие теплосопротивлением. Необходимый запас можно добрать без использования конструкционных материалов либо утеплителей, изменив конструкцию кладки. Замкнутые пространства воздушных прослоек внутри некоторых типов облегченных кладок так же обладают теплосопротивлением.

Их теплопроводность можно узнать из нижеприведенной таблицы, находящейся в СНиП.

Последние годы при строительстве дома или его ремонте большое внимание уделяется энергоэффективности. При уже существующих ценах на топливо это очень актуально. Причем похоже что дальше экономия будет приобретать все большую важность. Чтобы правильно подобрать состав и толщин материалов в пироге ограждающих конструкций (стены, пол, потолок, кровля) необходимо знать теплопроводность строительных материалов. Эта характеристика указывается на упаковках с материалами, а необходима она еще на стадии проектирования. Ведь надо решить из какого материала строить стены, чем их утеплять, какой толщины должен быть каждый слой.

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

При выборе строительных материалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одна из ключевых позиций — теплопроводность. Она отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое может провести тот или иной материал за единицу времени. То есть, чем меньше этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше цифра, тем тепло отводится лучше.

Материалы с низкой теплопроводностью используются для утепления, с высокой — для переноса или отвода тепла. Например, радиаторы делают из алюминия, меди или стали, так как они хорошо передают тепло, то есть имеют высокий коэффициент теплопроводности. Для утепления используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности — они лучше сохраняют тепло. В случае если объект состоит из нескольких слоев материала, его теплопроводность определяется как сумма коэффициентов всех материалов. При расчетах, рассчитывается теплопроводность каждой из составляющих «пирога», найденные величины суммируются. В общем получаем теплоизоляцонную способность ограждающей конструкции (стен, пола, потолка).

Есть еще такое понятие как тепловое сопротивление. Оно отображает способность материала препятствовать прохождению по нему тепла. То есть, это обратная величина по отношению к теплопроводности. И, если вы видите материал с высоким тепловым сопротивлением, его можно использовать для теплоизоляции. Примером теплоизоляционных материалов может случить популярная минеральная или базальтовая вата, пенопласт и т.д. Материалы с низким тепловых сопротивлением нужны для отведения или переноса тепла. Например, алюминиевые или стальные радиаторы используют для отопления, так как они хорошо отдают тепло.

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.

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 материала	Коэффициент 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.

Таблица теплопроводности строительных материалов

Стены, перекрытия, пол, делать можно из разных материалов, но так повелось, что теплопроводность строительных материалов обычно сравнивают с кирпичной кладкой. Этот материал знаю все, с ним проще проводить ассоциации. Наиболее популярны диаграммы, на которых наглядно продемонстрирована разница между различными материалами. Одна такая картинка есть в предыдущем пункте, вторая — сравнение кирпичной стены и стены из бревен — приведена ниже. Именно потому для стен из кирпича и другого материала с высокой теплопроводностью выбирают теплоизоляционные материалы. Чтобы было проще подбирать, теплопроводность основных строительных материалов сведена в таблицу.

Название материала, плотность	Коэффициент теплопроводности
	в сухом состоянии	при нормальной влажности	при повышенной влажности
ЦПР (цементно-песчаный раствор)	0,58	0,76	0,93
Известково-песчаный раствор	0,47	0,7	0,81
Гипсовая штукатурка	0,25
Пенобетон, газобетон на цементе, 600 кг/м3	0,14	0,22	0,26
Пенобетон, газобетон на цементе, 800 кг/м3	0,21	0,33	0,37
Пенобетон, газобетон на цементе, 1000 кг/м3	0,29	0,38	0,43
Пенобетон, газобетон на извести, 600 кг/м3	0,15	0,28	0,34
Пенобетон, газобетон на извести, 800 кг/м3	0,23	0,39	0,45
Пенобетон, газобетон на извести, 1000 кг/м3	0,31	0,48	0,55
Оконное стекло	0,76
Арболит	0,07-0,17
Бетон с природным щебнем, 2400 кг/м3	1,51
Легкий бетон с природной пемзой, 500-1200 кг/м3	0,15-0,44
Бетон на гранулированных шлаках, 1200-1800 кг/м3	0,35-0,58
Бетон на котельном шлаке, 1400 кг/м3	0,56
Бетон на каменном щебне, 2200-2500 кг/м3	0,9-1,5
Бетон на топливном шлаке, 1000-1800 кг/м3	0,3-0,7
Керамическийй блок поризованный	0,2
Вермикулитобетон, 300-800 кг/м3	0,08-0,21
Керамзитобетон, 500 кг/м3	0,14
Керамзитобетон, 600 кг/м3	0,16
Керамзитобетон, 800 кг/м3	0,21
Керамзитобетон, 1000 кг/м3	0,27
Керамзитобетон, 1200 кг/м3	0,36
Керамзитобетон, 1400 кг/м3	0,47
Керамзитобетон, 1600 кг/м3	0,58
Керамзитобетон, 1800 кг/м3	0,66
ладка из керамического полнотелого кирпича на ЦПР	0,56	0,7	0,81
Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1000 кг/м3)	0,35	0,47	0,52
Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1300 кг/м3)	0,41	0,52	0,58
Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1400 кг/м3)	0,47	0,58	0,64
Кладка из полнотелого силикатного кирпича на ЦПР, 1000 кг/м3)	0,7	0,76	0,87
Кладка из пустотелого силикатного кирпича на ЦПР, 11 пустот	0,64	0,7	0,81
Кладка из пустотелого силикатного кирпича на ЦПР, 14 пустот	0,52	0,64	0,76
Известняк 1400 кг/м3	0,49	0,56	0,58
Известняк 1+600 кг/м3	0,58	0,73	0,81
Известняк 1800 кг/м3	0,7	0,93	1,05
Известняк 2000 кг/м3	0,93	1,16	1,28
Песок строительный, 1600 кг/м3	0,35
Гранит	3,49
Мрамор	2,91
Керамзит, гравий, 250 кг/м3	0,1	0,11	0,12
Керамзит, гравий, 300 кг/м3	0,108	0,12	0,13
Керамзит, гравий, 350 кг/м3	0,115-0,12	0,125	0,14
Керамзит, гравий, 400 кг/м3	0,12	0,13	0,145
Керамзит, гравий, 450 кг/м3	0,13	0,14	0,155
Керамзит, гравий, 500 кг/м3	0,14	0,15	0,165
Керамзит, гравий, 600 кг/м3	0,14	0,17	0,19
Керамзит, гравий, 800 кг/м3	0,18
Гипсовые плиты, 1100 кг/м3	0,35	0,50	0,56
Гипсовые плиты, 1350 кг/м3	0,23	0,35	0,41
Глина, 1600-2900 кг/м3	0,7-0,9
Глина огнеупорная, 1800 кг/м3	1,4
Керамзит, 200-800 кг/м3	0,1-0,18
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией, 800-1200 кг/м3	0,23-0,41
Керамзитобетон, 500-1800 кг/м3	0,16-0,66
Керамзитобетон на перлитовом песке, 800-1000 кг/м3	0,22-0,28
Кирпич клинкерный, 1800 — 2000 кг/м3	0,8-0,16
Кирпич облицовочный керамический, 1800 кг/м3	0,93
Бутовая кладка средней плотности, 2000 кг/м3	1,35
Листы гипсокартона, 800 кг/м3	0,15	0,19	0,21
Листы гипсокартона, 1050 кг/м3	0,15	0,34	0,36
Фанера клеенная	0,12	0,15	0,18
ДВП, ДСП, 200 кг/м3	0,06	0,07	0,08
ДВП, ДСП, 400 кг/м3	0,08	0,11	0,13
ДВП, ДСП, 600 кг/м3	0,11	0,13	0,16
ДВП, ДСП, 800 кг/м3	0,13	0,19	0,23
ДВП, ДСП, 1000 кг/м3	0,15	0,23	0,29
Линолеум ПВХ на теплоизолирующей основе, 1600 кг/м3	0,33
Линолеум ПВХ на теплоизолирующей основе, 1800 кг/м3	0,38
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1400 кг/м3	0,2	0,29	0,29
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1600 кг/м3	0,29	0,35	0,35
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1800 кг/м3	0,35
Листы асбоцементные плоские, 1600-1800 кг/м3	0,23-0,35
Ковровое покрытие, 630 кг/м3	0,2
Поликарбонат (листы), 1200 кг/м3	0,16
Полистиролбетон, 200-500 кг/м3	0,075-0,085
Ракушечник, 1000-1800 кг/м3	0,27-0,63
Стеклопластик, 1800 кг/м3	0,23
Черепица бетонная, 2100 кг/м3	1,1
Черепица керамическая, 1900 кг/м3	0,85
Черепица ПВХ, 2000 кг/м3	0,85
Известковая штукатурка, 1600 кг/м3	0,7
Штукатурка цементно-песчаная, 1800 кг/м3	1,2

Древесина — один из строительных материалов с относительно невысокой теплопроводностью. В таблице даны ориентировочные данные по разным породам. При покупке обязательно смотрите плотность и коэффициент теплопроводности. Далеко не у всех они такие, как прописаны в нормативных документах.

Наименование	Коэффициент теплопроводности
	В сухом состоянии	При нормальной влажности	При повышенной влажности
Сосна, ель поперек волокон	0,09	0,14	0,18
Сосна, ель вдоль волокон	0,18	0,29	0,35
Дуб вдоль волокон	0,23	0,35	0,41
Дуб поперек волокон	0,10	0,18	0,23
Пробковое дерево	0,035
Береза	0,15
Кедр	0,095
Каучук натуральный	0,18
Клен	0,19
Липа (15% влажности)	0,15
Лиственница	0,13
Опилки	0,07-0,093
Пакля	0,05
Паркет дубовый	0,42
Паркет штучный	0,23
Паркет щитовой	0,17
Пихта	0,1-0,26
Тополь	0,17

Металлы очень хорошо проводят тепло. Именно они часто являются мостиком холода в конструкции. И это тоже надо учитывать, исключать прямой контакт используя теплоизолирующие прослойки и прокладки, которые называются термическим разрывом. Теплопроводность металлов сведена в другую таблицу.

Название	Коэффициент теплопроводности		Название	Коэффициент теплопроводности
Бронза	22-105		Алюминий	202-236
Медь	282-390		Латунь	97-111
Серебро	429		Железо	92
Олово	67		Сталь	47
Золото	318

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:

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.

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.

Опилки как утеплитель. Балун от ekimov

=

Конденсат в стене

Допустим опилки утрамбованы до плотности 200 кг/м3.

Т.е. в одном квадратном метре стены толщиной 30 см забито 0,3 м3 == 60 кг опилок.

Допустим в начале зимы опилки имели 20% весовой влажности == 4% объемной влажности, т.е. в одном квадратном метре стены толщиной 30 см имелось 12 литров воды.

Какая была теплопроводность опилок в начале зимы и какая станет через три месяца при заданных условиях?

Обратимся к таблице. Супертаблица!

Здесь сухие (0% весовой влажности) опилки плотностью 200 кг/м3 имеют коэффициент теплопроводности 0,05 ккал/м час град.

И прирост коэффициента теплопроводности равен 10% на каждый процент объемной влажности для плотности 200 кг/м3.

Т.е. для 20% весовой, 4% объемной влажности прирост теплопроводности:

0,05 + (0,05 * 0,4)… = 0,07 ккал/м час град. Чтобы перевести в Вт надо умножить на 1,16.

0,07ккал… * 1,16… = 0,08 Вт/м К.

Так вот. Мы посчитали, что при условиях:

Твн. = +25С Фвн. = 50%,

Тн. = -40С ; Фн. = 50%, если весь пар конденсируется, то в 1 м2 стены накопится воды за 3 месяца при -40С:

5,1 г * 24часа * 30суток * 3месяцев = 11 литров.

Т.е. к концу 3 месяцев всего станет 23 литра (12 литров было в начале).

Если в 1 м2 стены == 0,3 м3 окажется 23 литра влаги, то это получается 38% весовых, из них только 32% — сорбируется, а остальное — это будет просто вода — превратится в лед/иней (3,6 литра).

При этом получается максимальная объемная влажность опилок :

200 кг/м3* 0,32 = 64 кг. Объемная влажность 64/1000 = 6,4%

Прирост теплопроводности: 6% * 10…= 60%

0,05 + (0,05 * 0,6)… = 0,08 ккал/м час град. … = 0,093 Вт/м К.

Это максимально возможный коэффициент теплопроводности опилок.

Т. е. катастрофы не будет.

Упрощения в расчетах — в сторону ухудшения ситуации.

Если подсчитать тщательнее, без грубых допущений, картина получается оптимистичнее.

Возьмем для примера условия помягче:

Твн. = +20С Фвн. = 50%

Тн. = -20С Фн. = 50%

Строим графики

Зона конденсации располагается на 18-м сантиметре.

Р = de/Rп

de = 933Па — 82Па = 851Па

Rп = х/М

х = 18 см = 0,18 м.

М = 0,035 г/м*час*мм рт. ст.

Переведем в мг и паскали. 1 мм ртутного столба = 133,3 Па.

М = (0,035/133,3)*1000… = 0,26 мг/м*час*Па.

Rп = 0,18/0,26… = 0,69 м2*час*Па/мг

Р = de/Rп = 851/0,69 = 1233 мг = 1,2 г — столько пройдет пара через метр квадратный стены за час при условиях:

Твн. = +25С Фвн. = 50%

Тн. = -40С ; Фн. = 50%

Тогда за три месяца опилки накопят:

1,2 г * 24часа * 30суток * 3месяцев = 2,6 литров.

Т.е. к концу 3 месяцев в 0,3 м3 накопится всего 14,6 литра.

Получается 24% весовой == 4,9% объемной влажности.

24% меньше максимально возможных 32%. Поэтому всю влагу опилки сорбируют без выпадения конденсата.

Прирост 4,9% * 10 = 49%

тогда коэффициент теплопроводности опилок станет:

0,05 ккал… + (0,05 * 0,49) = 0,075 ккал/м час град… = 0,087 Вт/м К.

Посмотрим более или менее реальную стену.

Внутреннюю сторону стены обошьем фанерой 10 мм, а на внешней стороне стены — оргалит.

Фанера и оргалит выступят в роли паробарьеров.

Rп фанеры = 0,01/0,02… = 0,5…

Rп опилок = 0,69…

Rп оргалита = 0,004/0,08… = 0,05…

Сумма Rп стены = 1,24…

Р = de/Rп = 851/1,24… = 686 мг = 0,7 г

Строим графики. 5.JPG 7.JPG

На фанере резкое снижение парциального давления.

Как оно образовалось:

dе фанеры = Р * Rп фанеры = 686 мг * 0,5… = 343 Па

Снижение парциального давления на одном сантиметре толшины стены (933 — 343 = 590 Па) выглядит как резкий перепад.

На оргалите — тоже небольшой перепад, но уже — увеличение парциального давления. Линия е там приблизилась к линии Е.

Благодаря паробарьеру из фанеры, линия е уже не касается линии Е. Т. е. рельное парциальное давление е нигде в стене не достигает максимально возможного Е!

Т.е. относительная влажность воздуха во всей стене не достигает 100%.

Поэтому во всей стене нет зоны конденсатообразования!

Наглядно видно, что паробарьер на входе может убрать зону конденсации. Или, по крайней мере, сдвинуть ее к внешней стороне стены, т.е. уменьшить объем конденсата.

Также видно, что паробарьер на выходе, наоборот может ухудшить положение — создать условие конденсации у наружной стороны стены.

Если в стене нет условий для конденсатообразования — нет прироста коэффициента теплопроводности опилок?! Да?

Нет, есть! Не все так просто!

Есть такой процесс — СОРБЦИЯ.

Материал стены сорбирует в себя влагу. Количество сорбированной влаги зависит от относительной влажности и температуры воздуха.

Вот график сорбция.JPG

Здесь по горизонтальной оси относительная влажность воздуха, в котором находятся опилки.

По вертикальной оси — процент весовой влажности, которую способно набрать дерево.

Причем, чем холоднее, тем охотнее сорбирует дерево влагу.

А в стене-то как раз в этом смысле — подходящие условия. Там может возникнуть большая относительная влажность. Иногда близко к 100%.

На графике наглядно видно — это когда линия е приближается к Е.

Это зависит от внешних условий и от того, как много пара проходит в стену через паробарьер, например.

Надо считать сколько пара при интересующих нас условиях пройдет в стену.

Соответственно, столько влаги сорбируется в опилки. Это если по максимому. Потому как часть пара все же выйдет насквозь.

Опять же — грубый расчет в сторону ухудшения ситуации.

Кстати, про способность дерева сорбировать.

1 м3 опилок плотностью 200 кг может сорбировать максимум 32% весовой (64 литров), или 6,4% объемной влажности.

Максимальной влажности опилок соответствует максимум коэффициента теплопроводности опилок:

6,4% * 10 == 0,64

0,05 + (0,05 * 0,64) = 0,082 ккал/м час град = 0,095 Вт/м К.

Рассмотрим нормальные условия.

В опилках 15% весовых (30 литров), или 3% объемных влаги.

При этом коэффициент теплопроводности опилок такой нормальной влажности:

3% * 10 == 0,3

0,05 + (0.05 * 0,3) = 0,065 ккал/м час град = 0,075 Вт/м К.

Чтобы в стену меньше проходило пара, нужен небольшой паробарьер изнутри. Например — фанера.

Еще, надо делать вентиляцию в доме. Затраты на обогрев вентилируемого воздуха окупятся за счет меньшего коэффициента теплопроводности более сухих опилок.

Чем и хороши опилки — могут сорбировать много влаги без большого ущерба.

Для плотности 200 кг/м3 в 1м3 может сорбироваться до 64 литров. Т. е. сверх нормальной влажности (30 литра) — еще 34 литров.

В отличии от минваты, например : Сорбция минватой..JPG

Максимум, что может сорбировать 1 м3 минваты такой же плотности 200 кг/м3, это 0,6% весовых. Т. е. 200кг * 0,006 = 1,2 литра.

Сверх этого пар будет конденсироваться в воду. Поэтому для минваты нужна тщательная пароизоляция! Чтобы излишки пара, сверх 1.2 кг/м3 ( в отличии от опилок — 64 кг/м3!) не превратились в воду в стене. Тогда да — будет катастрофа!

Сама минвата замечательный утеплитель и все такое, но свободная вода в ней — это кирдык…

Особое спасибо Виктору за предоставленную супертаблицу.

…продолжение следует. 

=

Теплофизические исследования балуна

1. Полезный график-аналоговая таблица.

2. Наблюдения за теплофизикой нашего дома. 6Х6, с мансардой. 50 м2.

Каркасно-засыпной.Тромбовали изо-всех сил сухую стружку из столярки без каких либо добавок.

4 дня обогревались электричеством. Каждый час снимал показания термометров, счетчика.

В доме было +21…+25, на улице от -17 днем до -35 ночью.

Получилось что при средней дельте 46 градусов (+23, -23), уходило в среднем 1,7 кВт в час.

Т. е. 34 Вт/м2 при дельте 46 градусов.

Вентиляция в доме при этом была достаточной. Не смог замерить в м3/час. 

=

=

=

Фундамент работает с 2008 года.

Грунт разнообразный. Слои вперемешку. Песок, суглинок, глина. Сверху лесная почва.

Грунтовые воды близко, по весне всегда в нуль.

По одной стороне — проблема весной. Выпирает грунт очень, даже выше нижней доски обшивки…

2014 год. Работает нормально. 

Снег сюда не заметает. Сухие листья заметает. Почва становится все рыхлее — теплее. 

Решил как-то сделать типа цоколь, подпол. Обернул по периметру ПЭ пленкой. Чтобы под домом стало теплее — в доме теплее. 

Это было в первую зиму. Эксперименты ставил.

Через какое-то время заметил иней от пара, выходящего из вентзазора. Подумал, что это пар — из стены. Удивился — как много. Наивный. 

Тут случилась кратковременная оттепель. Заметил, что оргалит намок изнутри. Понял, что вентзазор забит инеем! 

Появились смутные подозрения. Я тогда еще не знал — насколько мощно зимой из земли идет пар.

Отодрал ПЭ пленку. А там!.. 

    На пленке толстенный слой инея. На обвязке.

    И дальше пар пошел прямиком в вентзазор. И забил его плотно! 

Убрал пленку. Простукал стенку — высыпался иней из зазора. В общем, решил что лучше без подпола — меньше проблем и голова не болит про сырость…

Высохло-выветрелось все быстро и — сухо! 

А вот это эксперимент в первую зиму провел. Хоте посмотреть сколько пара идет в чердак. 

Верхний чердачек сделал герметичным. За пару недель морозов там столько инея наросло! Сделал вентиляцию.

Чердак должен быть вентилируемым!

Уточню немного.

Этот иней нарос в первую зиму во время эксперимента. Суть которого — посмотреть насколько интенсивно идет пар через чердачное перекрытие. Для этого специально сделал чердачек герметичным, невентилируемым.

Убедился, что пара идет много! ))) Иней нарос толстым слоем на стенках, верхний слой опилок стал очень влажным.

Быстренько закончил эксперимент — прорубил сначала маленькое отверстие. Стало видно дыхание дома.

Потом увеличил отверстие, сделал с обоих фронтонов. Иней выскреб и убрал.

Опилки просохли быстро. Теперь там постоянно сухо, опилки сухие. Наблюдал четыре зимы уже.

Вывод. Если чердачек вентилируется — инея нет, опилки сухие. Без проблем.

В эту зиму чердачек вентилировался только с одного торца. Сухо.

Опилок в чердачном перекрытии? 25 см. Всё собираюсь досыпать потолще…

Букашки, грибочки… прикалываетесь?

Если серьёзно. Опилки, они деревянные. Отчего может гнить дерево? Если — сырость и температура выше +5 С. В стене правильной конструкции нет конденсата-сырости. Тем более опилки — древесина способны много сорбировать, не допуская сырости, грубо говоря.

Про теплофизику в опилках, если интересно, можно почитать в моем дневнике.

Короеды, древоточцы не живут в опилках — им там упереться не во что…

Процесс, в общем-то простой. Пыльно только, нужен респиратор.

Штыковать-трамбовать нелегко. Помогают приспособы.

На фотках все должно быть понятно. 

=

Теплопроводность штукатурки и коэффициент: гипсовой, декоративной, цементной

Отделочный материал, применяемый при наружных и внутренних работах, при капитальном строительстве и в косметическом ремонте – это штукатурка. Ее особенности зависят от вида, а их достаточно много, так как в смесь добавляются различные элементы, которые могут повышать ее основные качества либо добавлять эстетики покрытию. Посмотрим на некоторые виды, а также определимся, что такое теплопроводность штукатурки и какой показатель у различных типов материала.

Декоративная штукатурка

Шаг 4: Сравниваем. Таблица теплопроводности утеплителей

В таблице приводится сравнение утеплителей по теплопроводности заявленной производителями и соответствующие ГОСТам:

Наименование материала	Коэффициент теплопроводности Ват/м2
Пенопласт	0.03
Минвата	0,049-0,6
Пенофол	0,037-0,049
Пеноизол	0,21-0,24
Пеностекло	0.08
Пенополиуретан (ППУ)	0.02
Эковата (целюлоза)	0.04

Сравнительная таблица теплопроводности строительных материалов, которые не принято считать утеплителями:

Наименование материала	Коэффициент теплопроводности Ват/м2
Бетон	1.51
Гранит	3.49
Мрамор	2.91
Сталь	58

Показатель теплопередачи лишь указывает на скорость передачи тепла от одной молекуле к другой. Для реальной жизни этот показатель не так важен. А вот без теплового расчета стены не обойтись. Сопротивление теплопередаче — величина обратная теплопроводности. Речь идет о способности материала (утеплителя) задерживать тепловой поток. Чтобы рассчитать сопротивление теплопередаче нужно разделить толщину на коэффициент теплопроводности. На примере ниже показан расчет теплового сопротивления стены из бруса толщиной 180 мм.

Как видно, теплосопротивление такой стены составит 1,5. Достаточно? Это зависит от региона. В примере показан расчет для Красноярска. Для этого региона нужный коэффициент сопротивления ограждающих конструкций установлен на уровне 3,62. Ответ ясен. Даже для Киева, который намного южнее данный показатель равняется 2,04.

А значит, способности деревянного дома сопротивляться потере тепла недостаточно. Необходимо утепление, а уже, каким материалом — рассчитывайте по формуле.

Выполняем расчеты

Расчет толщины стен по теплопроводности является важным фактором в строительстве. При проектировании зданий архитектор рассчитывает толщину стен, но это стоит дополнительных денег. Чтобы сэкономить, можно разобраться, как рассчитать нужные показатели самостоятельно.

Скорость передачи тепла материалом зависит от компонентов, входящих в его состав. Сопротивление передачи тепла должно быть больше минимального значения, указанного в нормативном документе «Тепловая изоляция зданий».

Рассмотрим, как рассчитать толщину стены в зависимости от применяемых в строительстве материалов.

δ это толщина материала, используемого для строительства стены;

λ показатель удельной теплопроводности, рассчитывается в (м2·°С/Вт).

Когда приобретаете стройматериалы, в паспорте на них обязательно должен быть указан коэффициент теплопроводности.

Обобщения закона Фурье

Следует отметить, что закон Фурье не учитывает инерционность процесса теплопроводности, то есть в данной модели изменение температуры в какой-то точке мгновенно распространяется на всё тело. Закон Фурье неприменим для описания высокочастотных процессов (и, соответственно, процессов, чьё разложение в ряд Фурье имеет значительные высокочастотные гармоники). Примерами таких процессов являются распространение ультразвука, ударные волны и т. п. Инерционность в уравнения переноса первым ввел Максвелл, а в 1948 году Каттанео был предложен вариант закона Фурье с релаксационным членом:

\tau\frac{\partial\mathbf{q}}{\partial t}=-\left(\mathbf{q}+\varkappa\,\nabla T\right).

Если время релаксации \tau пренебрежимо мало, то это уравнение переходит в закон Фурье.

Коэффициенты теплопроводности строительных материалов в таблицах

Сегодня очень остро стоит вопрос рационального использования ТЭР. Непрерывно прорабатываются пути экономии тепла и энергии с целью обеспечения энергетической безопасности развития экономики как страны, так и каждой отдельной семьи.

Создание эффективных энергоустановок и систем теплоизоляции (оборудования, обеспечивающего наибольший теплообмен (например, паровых котлов) и, наоборот, от которого он нежелателен (плавильные печи)) невозможно без знания принципов теплопередачи.

Изменились подходы к тепловой защите зданий, возросли требования к строительным материалам. Любой дом нуждается в утеплении и системе отопления. Поэтому при теплотехническом расчёте ограждающих конструкций важен расчёт показателя теплопроводности.

Перлитовая

Это одна из разновидностей декоративных штукатурок, которая состоит из вулканических пород. В состав штукатурки входят особые кислые стекла, которые придают покрытию эстетичный внешний вид и добавляют различные практичные качества. Уникальная способность, которой обладает материал, – вспенивание и увеличение в размерах при нагревании. Надо сказать, что перлитовая штукатурка способна увеличиться в объеме в 10 раз. Благодаря этому получается внешне плотный, но достаточно легкий слой для основной поверхности. Плотность слоя может колебаться в пределах 350…800 кг/м 3 , за счет чего колеблется и теплопроводность штукатурки – 0,13…0,9.

Есть такое понятие «сухая штукатурка». Для незнающих в строительной терминологии это означает обыкновенный гипсокартон. По сути, листы состоят из тех же элементов, что и обычная гипсовая штукатурка (жидкая), за исключением того, что они высушены, спрессованы, сформованы и укреплены на картонных листах. Теплопроводность сухой штукатурки также будет зависеть от плотности материала. Средний коэффициент теплопроводности равен 0.21.

Известковая

Наиболее распространенный вид штукатурки для внутренних работ. Одним из главных ее качеств можно назвать чистую белизну, что отлично подходит под дальнейшие финишные работы, в особенности окрашивание или нанесение декоративных жидких обоев. Состоит смесь из гашеной извести, речного песка. Пропорции могут быть разными. Теплопроводность при плотности 1500 кг/м 3 будет равна 0.7.

Для каждой из смесей предусмотрены свои показатели, которые обозначаются на упаковке. Надо сказать, что бумажный мешок сухой смеси – инструкция не только по эксплуатации, но и составу. Там можно найти основные свойства каждого из составов.

Декоративная

Это исключительно отделочный материал для финишных работ. В его состав могут входить полимерные и синтетические смолы, различные примеси, дающие ей необходимые эстетические свойства. Декоративная штукатурка может применяться для отделки фасадов и внутренних частей здания. Фасадный состав с полимерными добавками при плотности в 1800 кг/м3 имеет коэффициент теплопроводности 1.

Теплопроводность гипсовой штукатурки

Паропроницаемость гипсовой штукатурки нанесенной на поверхность зависит от замешивания. Но если сравнить ее с обычной, то проницаемость гипсовой штукатурки составляет 0,23 Вт/м×°С, а цементной достигает 0,6÷0,9 Вт/м×°С. Такие расчеты позволяю говорить о том что паропроницаемость гипсовой штукатурки намного ниже.

Благодаря низкой проницаемости снижется коэффициент теплопроводности гипсовой штукатурки, что позволяет увеличить тепло в помещении. Гипсовая штукатурка отлично удерживает тепло в отличии от :

• известково-песчаной;
• бетонной штукатурки.

Благодаря низкой теплопроводности гипсовой штукатурки стены остаются теплыми даже в сильный мороз снаружи помещения.

Утепляющая

Это состав, в который входят различные добавки, предающие такие особенности, как:

• морозостойкость;
• прочность вне зависимости от количества осадков и окружающего климатического воздействия;
• звукопоглощение;
• высокая степень адгезии;
• хорошая эластичность.

В зависимости от добавок, коэффициент эластичности утепляющей штукатурки при плотности 500 кг/м3 составляет 0,2.

Коэффициенты теплопроводности различных веществ

Материал	Теплопроводность, /(·)
Графен	4840±440 — 5300±480
Алмаз	1001—2600
Графит	278,4—2435
Карбид кремния	490
Серебро	430
Медь	401
Оксид бериллия	370
Золото	320
Алюминий	202—236
Нитрид алюминия	200
Нитрид бора	180
Кремний	150
Латунь	97—111
Хром	107
Железо	92
Платина	70
Олово	67
Оксид цинка	54
Сталь[какая? ]	47
Свинец	35,3
Кварц	8
Гранит	2,4
Бетон сплошной	1,75
Бетон на гравии или щебне из природного камня	1,51
Базальт	1,3
Стекло	1-1,15
Термопаста КПТ-8	0,7
Бетон на песке	0,7
Вода при нормальных условиях	0,6
Кирпич строительный	0,2—0,7
Силиконовое масло	0,16
Пенобетон	0,05—0,3
Древесина	0,15
Нефтяные масла	0,12
Свежий снег	0,10—0,15
Пенополистирол (горючесть Г1)	0,038-0,052
Экструдированный пенополистирол (горючесть Г3 и Г4)	0,029-0,032
Стекловата	0,032-0,041
Каменная вата	0,034-0,039
Воздух (300 K, 100 кПа)	0,022
Аэрогель	0,017
Аргон (273-320 K, 100 кПа)	0,017
Аргон (240-273 K, 100 кПа)	0,015
Вакуум (абсолютный)	0 (строго)

Также нужно учитывать передачу тепла из-за конвекции молекул и излучения. Например, при полной нетеплопроводности вакуума, тепловая энергия передаётся излучением (Солнце, инфракрасные теплогенераторы). В газах и жидкостях происходит перемешивание разнотемпературных слоёв естественным путём или искусственно (примеры принудительного перемешивания — фены, электрочайники). Также в конденсированных средах возможно «перепрыгивание» фононов из одного твердого тела в другое через субмикронные зазоры, что способствует распространению звуковых волн и тепловой энергии, даже если зазоры представляют собой идеальный вакуум.

Теплопроводность готового здания. Варианты утепления конструкций

При разработке проекта постройки необходимо учесть все возможные варианты и пути потери тепла. Большое его количество может уходить через:

• стены – 30%;
• крышу – 30%;
• двери и окна – 20%;
• полы – 10%.

Теплопотери неутепленного частного дома

При неверном расчете теплопроводности на этапе проектирования, жильцам остается довольствоваться только 10% тепла, получаемого от энергоносителей. Именно поэтому дома, возведенные из стандартного сырья: кирпича, бетона, камня рекомендуют дополнительно утеплять. Идеальная постройка согласно таблице теплопроводности строительных материалов должна быть выполнена полностью из теплоизолирующих элементов. Однако малая прочность и минимальная устойчивость к нагрузкам ограничивает возможности их применения.

Нужно знать! При обустройстве правильной гидроизоляции любого утеплителя высокая влажность не повлияет на качество теплоизоляции и сопротивление постройки теплообмену будет значительно выше.

Сравнительный график коэффициентов теплопроводности некоторых строительных материалов и утеплителей

Самым распространенным вариантом сочетание несущей конструкции из высокопрочных материалов с дополнительным слоем теплоизоляции. Сюда можно отнести:

1. Каркасный дом. При его постройке каркасом из древесины обеспечивается жесткость всей конструкции, а укладка утеплителя производится в пространство между стойками. При незначительном уменьшении теплообмена в некоторых случая может потребоваться утепление еще и снаружи основного каркаса.
2. Дом из стандартных материалов. При выполнении стен из кирпича, шлакоблоков, утепление должно проводиться по наружной поверхности конструкции.

Необходимая тепло- и гидроизоляция для сохранения тепла в частном доме

Если задумано индивидуальное строительство

При возведении дома важно учитывать технические характеристики всех составляющих (материала для стен, кладочного раствора, будущего утепления, гидроизоляционных и пароотводящих плёнок, финишной отделки). Для понимания, какие стены наилучшим образом будут сохранять тепло, нужно проанализировать коэффициент теплопроводности не только материала для стен, но и строительного раствора, что видно из таблицы ниже:

Для понимания, какие стены наилучшим образом будут сохранять тепло, нужно проанализировать коэффициент теплопроводности не только материала для стен, но и строительного раствора, что видно из таблицы ниже:

Номер п/п	Материал для стен, строительный раствор	Коэффициент теплопроводности по СНиП
1.	Кирпич	0,35 – 0,87
2.	Саманные блоки	0,1 – 0,44
3.	Бетон	1,51 – 1,86
4.	Пенобетон и газобетон на основе цемента	0,11 – 0,43
5.	Пенобетон и газобетон на основе извести	0,13 – 0,55
6.	Ячеистый бетон	0,08 – 0,26
7.	Керамические блоки	0,14 – 0,18
8.	Строительный раствор цементно-песчаный	0,58 – 0,93
9.	Строительный раствор с добавлением извести	0,47 – 0,81

Важно. Из приведённых в таблице данных видно, что у каждого строительного материала довольно большой разброс в показателях коэффициента теплопроводности.. Это связано с несколькими причинами:

Это связано с несколькими причинами:

• Плотность. Все утеплители выпускаются или укладываются (пеноизол, эковата) различной плотности. Чем ниже плотность (больше присутствует воздуха в теплоизоляционной структуре), тем ниже проводимость тепла. И, наоборот, у очень плотных утеплителей этот коэффициент выше.
• Вещество, из которого производят (основа). Например, кирпич бывает силикатным, керамическим, глиняным. От этого зависит и коэффициент теплопроводности.
• Количество пустот. Это касается кирпича (пустотелый и полнотелый) и теплоизоляции. Воздух – самый худший проводник тепла. Коэффициент его теплопроводимости – 0,026. Чем больше пустот, тем ниже этот показатель.

Строительный раствор хорошо проводит тепло, поэтому любые стены рекомендуется утеплять.

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.

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 материала	Коэффициент 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
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

Таблица теплопроводности строительных материалов

!

Просьба, в комментариях пишите замечания, дополнения.

!

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/м3	0,038	0,045	0,048
Минеральная вата каменная, 140-175 кг/м3	0,037	0,043	0,046
Минеральная вата каменная, 80-125 кг/м3	0,036	0,042	0,045
Минеральная вата каменная, 40-60 кг/м3	0,035	0,041	0,044
Минеральная вата каменная, 25-50 кг/м3	0,036	0,042	0,045
Минеральная вата стеклянная, 85 кг/м3	0,044	0,046	0,05
Минеральная вата стеклянная, 75 кг/м3	0,04	0,042	0,047
Минеральная вата стеклянная, 60 кг/м3	0,038	0,04	0,045
Минеральная вата стеклянная, 45 кг/м3	0,039	0,041	0,045
Минеральная вата стеклянная, 35 кг/м3	0,039	0,041	0,046
Минеральная вата стеклянная, 30 кг/м3	0,04	0,042	0,046
Минеральная вата стеклянная, 20 кг/м3	0,04	0,043	0,048
Минеральная вата стеклянная, 17 кг/м3	0,044	0,047	0,053
Минеральная вата стеклянная, 15 кг/м3	0,046	0,049	0,055
Пенобетон и газобетон на цементном вяжущем, 1000 кг/м3	0,29	0,38	0,43
Пенобетон и газобетон на цементном вяжущем, 800 кг/м3	0,21	0,33	0,37
Пенобетон и газобетон на цементном вяжущем, 600 кг/м3	0,14	0,22	0,26
Пенобетон и газобетон на цементном вяжущем, 400 кг/м3	0,11	0,14	0,15
Пенобетон и газобетон на известняковом вяжущем, 1000 кг/м3	0,31	0,48	0,55
Пенобетон и газобетон на известняковом вяжущем, 800 кг/м3	0,23	0,39	0,45
Пенобетон и газобетон на известняковом вяжущем, 600 кг/м3	0,15	0,28	0,34
Пенобетон и газобетон на известняковом вяжущем, 400 кг/м3	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/м3	1,69	1,92	2,04
Бетон (на гравии или щебне) плотностью 2400 кг/м3	1,51	1,74	1,86
Керамзитобетон плотностью 1800 кг/м3	0,66	0,80	0,92
Керамзитобетон плотностью 1600 кг/м3	0,58	0,67	0,79
Керамзитобетон плотностью 1400 кг/м3	0,47	0,56	0,65
Керамзитобетон плотностью 1200 кг/м3	0,36	0,44	0,52
Керамзитобетон плотностью 1000 кг/м3	0,27	0,33	0,41
Керамзитобетон плотностью 800 кг/м3	0,21	0,24	0,31
Керамзитобетон плотностью 600 кг/м3	0,16	0,2	0,26
Керамзитобетон плотностью 500 кг/м3	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/м3 с учетом пустот), кладка на ЦПР	0,47	0,58	0,64
Кирпич керамический пустотелый (плотность 1300 кг/м3 с учетом пустот), кладка на ЦПР	0,41	0,52	0,58
Кирпич керамический пустотелый (плотность 1000 кг/м3 с учетом пустот), кладка на ЦПР	0,35	0,47	0,52
Кирпич силикатный, 11 пустот (плотность 1500 кг/м3), кладка на ЦПР	0,64	0,7	0,81
Кирпич силикатный, 14 пустот (плотность 1400 кг/м3), 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/м3	0,93	1,16	1,28
Известняк, 1800 кг/м3	0,7	0,93	1,05
Известняк, 1600 кг/м3	0,58	0,73	0,81
Известняк, 1400 кг/м3	0,49	0,56	0,58
Туф, 2000 кг/м3	0,76	0,93	1,05
Туф, 1800 кг/м3	0,56	0,7	0,81
Туф, 1600 кг/м3	0,41	0,52	0,64
Туф, 1400 кг/м3	0,33	0,43	0,52
Туф, 1200 кг/м3	0,27	0,35	0,41
Туф, 1000 кг/м3	0,21	0,24	0,29
Песок сухой строительный (ГОСТ 8736-77*), 1600 кг/м3	0,35
Фанера клееная	0,12	0,15	0,18
ДСП, ДВП, 1000 кг/м3	0,15	0,23	0,29
ДСП, ДВП, 800 кг/м3	0,13	0,19	0,23
ДСП, ДВП, 600 кг/м3	0,11	0,13	0,16
ДСП, ДВП, 400 кг/м3	0,08	0,11	0,13
ДСП, ДВП, 200 кг/м3	0,06	0,07	0,08
Пакля	0,05	0,06	0,07
Гипсокартон (листы гипсовые обшивочные), 1050 кг/м3	0,15	0,34	0,36
Гипсокартон (листы гипсовые обшивочные), 800 кг/м3	0,15	0,19	0,21
Линолеум из ПВХ на теплоизолирующей подоснове, 1800 кг/м3	0,38	0,38	0,38
Линолеум из ПВХ на теплоизолирующей подоснове, 1600 кг/м3	0,33	0,33	0,33
Линолеум из ПВХ на тканевой подоснове, 1800 кг/м3	0,35	0,35	0,35
Линолеум из ПВХ на тканевой подоснове, 1600 кг/м3	0,29	0,29	0,29
Линолеум из ПВХ на тканевой подоснове, 1400 кг/м3	0,2	0,23	0,23
Эковата	0,037 — 0,042
Перлит вспученный, песок, плотность 75 кг/м3	0,043 — 0,047
Перлит вспученный, песок, плотность 100 кг/м3	0,052
Перлит вспученный, песок, плотность 150 кг/м3	0,052 — 0,058
Перлит вспученный, песок, плотность 200 кг/м3	0,07
Пеностекло, насыпное, плотность 100 — 150 кг/м3	0,043 — 0,06
Пеностекло, насыпное, плотность 151 — 200 кг/м3	0,06 — 0,063
Пеностекло, насыпное, плотность 201 — 250 кг/м3	0,066 — 0,073
Пеностекло, насыпное, плотность 251 — 400 кг/м3	0,085 — 0,1
Пеностекло, блоки, плотность 100 — 120 кг/м3	0,043 — 0,045
Пеностекло, блоки, плотность 121 — 170 кг/м3	0,05 — 0,062
Пеностекло, блоки, плотность 171 — 220 кг/м3	0,057 — 0,063
Пеностекло, блоки, плотность 221 — 270 кг/м3	0,073
Керамзит, гравий, плотность 250 кг/м3	0,099 — 0,1	0,11	0,12
Керамзит, гравий, плотность 300 кг/м3	0,108	0,12	0,13
Керамзит, гравий, плотность 350 кг/м3	0,115 — 0,12	0,125	0,14
Керамзит, гравий, плотность 400 кг/м3	0,12	0,13	0,145
Керамзит, гравий, плотность 450 кг/м3	0,13	0,14	0,155
Керамзит, гравий, плотность 500 кг/м3	0,14	0,15	0,165
Керамзит, гравий, плотность 600 кг/м3	0,14	0,17	0,19
Керамзит, гравий, плотность 800 кг/м3	0,18
Гипсоплиты, плотность 1350 кг/м3	0,35	0,50	0,56
Гипсоплиты, плотность 1100 кг/м3	0,23	0,35	0,41
Перлитобетон, плотность 1200 кг/м3	0,29	0,44	0,5
Перлитобетон, плотность 1000 кг/м3	0,22	0,33	0,38
Перлитобетон, плотность 800 кг/м3	0,16	0,27	0,33
Перлитобетон, плотность 600 кг/м3	0,12	0,19	0,23
Пенополиуретан (ППУ), плотность 80 кг/м3	0,041	0,042	0,05
Пенополиуретан (ППУ), плотность 60 кг/м3	0,035	0,036	0,041
Пенополиуретан (ППУ), плотность 40 кг/м3	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:

• таблица сопротивлений теплопередаче стеклопакетов
• сопротивление теплопередаче стен
• расчет теплопотерь дома
• таблица паропроницаемости строительных материалов

Буду рад вашим комментариям по теме статьи, каким-то дополнениям. Помните, автор — обычный человек, у меня не всегда есть время ответить, если задаёте вопрос по своей стройке.

Показаны 25 последних комментариев. Показать все комментарии (36).

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. Кстати, обычно старые кирпичные дома силикатные только снаружи, внутри идёт керамический кирпич. По крайней мере я полностью силикатные не видел.

Наталья Петровна (16. 06.2015 16:26) Спасибо за таблицу. Добавьте новые материалы:поликарбонат

Дмитрий (16.06.2015 20:49) Наталья, поизучал производителей сотового поликарбоната. 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. Есть ещё другое понятие — коэффициент теплопередачи, вот он как раз в Вт/м2*градус измеряется, это количество тепла в единицу времени через 1 м2 поверхности материала. Но это другой показатель, не для этой таблицы теплопроводностей. В этой таблице нет, например, стеклопакетов, для них есть отдельная таблица с сопротивлениями теплопередаче.

александр (02.09.2015 06:23) Алексей,хотелось узнать характеристики древесных опилок

Алексей (11.10.2015 08:46) Дмитрий, столкнулся с рекламой «чудо краски». Пишут, что три миллиметра краски достаточно, что бы рука терпела раскаленную электроплиту. Вы сталкивались на практике с такими решениями? Наблюдения есть?

Имя (11.12.2015 15:01) Получается, что лучший утеплитель — Пенополиуретан (ППУ), плотность 40 кг/м3 с теплопроводностью 0,031-0,04. Скажите, а при утолщении слоя данного утеплителя возможно добиться нулевой теплопроводности? И насколько толстым получится такой слой?

Вадим (14.01.2016 16:07) Получается что стена 25 см из полнотелого кирпича утепленная снаружи теплой керамикой 51 см, оштукатуренная изнутри и снаружи-лучший вариант пирога для условий \Новосибирска.Плиты перекрытия 1 этажа будут опираться только на полнотелый кирпич-даже укреплять ТТК не потребуется. Что скажете Дмитрий? В чем недостатки этого пирога?

Олег (05.02.2016 19:40) Да, таблица замечательная но не исчерпывающая. Как быть с полистиролбетоном….он вообще не упоминается ни по паропроницаемости ни по теплопередачи. У нас в городе 3 завода данной продукции , плюс частники. Если не трудно, добавьте информацию по данному виду материала. Если это произойдёт, прошу вас продублируйте на мэйл, нет возможности ежедневно отслеживать обновления на сайте.

Рубен (20.02.2016 13:23) Было бы здорово добавить материал МДВП. Например, Ветрозащитная плита Изоплат.

Павел (06.05.2016 16:52) Будет очень полезным добавить коэффициент теплопроводности для клеенного бруса в зависимости от толщины и количества ламелей. В сети указан очень широкий диапазон от 0,1 до 0,22 для бруса толщиной 200мм. Могу только предположить, что он должен точно быть ниже теплопроводности для сосны (0,18-0,16). Хотя теплопроводность материала и ограждающий конструкции разные характеристики. Может 0,2 уже с учетом потерь на стыках бруса?

Владимир (08.05.2016 10:32) …а где фольгоизолон…???….. А вообще ,для подтверждения данных, в силах ли провести и снять на видео такой эксперимент… 1. изготовляются из самых популярных материалов и одинаковой толщины кубы… 2 внутри устанавливается емкости для теплоносителя и термодатчики.. 3.снаружи установить аппаратура для снятия данных термодатчиков.. 4…в определенный момент в емкости залить теплоноситель одинаковой температуры… 5. через определенное время ( 1 час,2 часа…10 часов) снимаем данные…как медленно или быстро происходит перенос теплоэнергии от теплоносителя в окружающую среду….6. делаем заключение и естественно выводы ..!!!???..Спасибо..!!!

сергей (14.08.2016 17:12) Очень хорошая таблица,но нет пеноизола а его я видел с плотностью в 4 кг на 1 куб….интересно узнать его теплопроводность

читатель (14. 01.2017 18:10) Статья сделана как есть и таблица сделана на основании имеющейся у автора информации. Если нужно что-либо специфическое не распространенное или производящееся где-то в одном месте и ищите там. А для общего понимания и сравнения материалов информации достаточно.

Владимир (10.02.2017 15:23) Отлично. Всё понятно.

Андрей Владимирович (11.01.2018 13:46) Дмитрий за табличку РЕСПЕКТ. Единственный сайт с такой адекватной таблицей.

Евгений (24.02.2018 10:31) Дмитрий, добрый день. На странице «Сопротивление теплопроводности стены» для вычислений вы берете коэффициенты теплопроводности гипсовой штукатурки =0,31, цементно-песчаной =1,1. А в таблице указываете соответственно : 0,25 и 0,47(0,81) Как так ?

Дина (12.03.2018 17:48) Подскажите пожалуйста, не могу сообразить, хотим строить дом в полтора кирпича, в краснодарском крае, нужно ли добовлять пенопласт в стены, или этого достаточно по нормам?

Максим (18. 04.2018 14:38) Доброго времени суток! Спасибо за ооочень информативный материал представленный на Вашем сайте! В строках: Минеральная вата каменная, 40-60 кг/м3 Минеральная вата каменная, 25-50 кг/м3, скорее всего перепутаны значения

ИГОРЬ (13.08.2019 00:16) А КАК УЗНАТЬ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ КИРПИЧА РУЧНОЙ ФОРМОВКИ Wienerberger

Тарас (20.08.2020 16:02) На таблицу глядя, можно предположить, что ППС 40-ой плотности имеет такую же теплопроводность как и ППС 15-ой плотности… И при этом газобетон практически не уступает в теплопроводности пенополистиролу. Только непонятно из той же таблице о чём речь о сантиметре ППС и газобетона, или метре газобетона и сантиметре ППС?

Закон теплопроводности Фурье

В установившемся режиме плотность потока энергии, передающейся посредством теплопроводности, пропорциональна градиенту температуры:

\vec{q}=-\varkappa\,\mathrm{grad}(T),

где \vec{q} — вектор плотности теплового потока — количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой оси, \varkappa — коэффициент теплопроводности

(удельная теплопроводность), T — температура. {2}} \sqrt{\frac{RT}{\mu}}

где i — сумма поступательных и вращательных степеней свободы молекул (для двухатомного газа i=5, для одноатомного i=3), k — постоянная Больцмана, \mu — молярная масса, T — абсолютная температура, d — эффективный (газокинетический) диаметр молекул, R — универсальная газовая постоянная. Из формулы видно, что наименьшей теплопроводностью обладают тяжелые одноатомные (инертные) газы, наибольшей — легкие многоатомные (что подтверждается практикой, максимальная теплопроводность из всех газов — у водорода, минимальная — у радона, из нерадиоактивных газов — у ксенона).

Теплопроводность в сильно разреженных газах

Приведённое выше выражение для коэффициента теплопроводности в газах не зависит от давления. Однако если газ сильно разрежен, то длина свободного пробега определяется не столкновениями молекул друг с другом, а их столкновениями со стенками сосуда. Состояние газа, при котором длина свободного пробега молекул ограничивается размерами сосуда называют высоким вакуумом

. При высоком вакууме теплопроводность убывает пропорционально плотности вещества (то есть пропорциональна давлению в системе): \varkappa \sim \frac{1}{3}\rho c_v l \bar v\propto P, где l — размер сосуда, P — давление.

Таким образом коэффициент теплопроводности вакуума тем ближе к нулю, чем глубже вакуум. Это связано с низкой концентрацией в вакууме материальных частиц, способных переносить тепло. Тем не менее, энергия в вакууме передаётся с помощью излучения. Поэтому, например, для уменьшения теплопотерь стенки термоса делают двойными, серебрят (такая поверхность лучше отражает излучение), а воздух между ними откачивают.

Экономичная штукатурная теплоизоляция.

Полимерные штукатурки можно только купить, их не изготовить самостоятельно. Но растворы на минеральных вяжущих экономичнее смешивать своими руками.

Заказать работу наемным рабочим дорого. Но, если смесь изготовить самостоятельно, общая цена несколько упадет. Многие застройщики экономят таким образом: нанимают штукатуров, а сами выполняют для них «черную» работу. С учетом того, что помощь подсобника оплачивается не за м2, а по дням, экономия может быть не значительной. Приблизительно 800-1200 руб/день.

Еще дешевле самостоятельная подготовка стены, выставление маяков и грубое оштукатуривание. «Спецам» останется только выровнять покрытие и нанести декоративный раствор.

Теплоизоляционная дешевая штукатурка для наружных работ.

Изолирующие смеси дороже обычных, поскольку сложнее. Своими руками, к тому же, можно сделать далеко не все.
Однако изготовление раствора на основе цемента под силам любому начинающему строителю и способно ощутимо снизить расход средств. В качестве наполнителя можно использовать как влагостойкие насыпные материалы (вспененное стекло, керамзитовые пески), так и не влагостойкое (опилки, перлит, вермикулит). Последние лишь защищают слоем плотного бетона.

Для внешней теплоизоляционной штукатурки возможно применение полистирольных наполнителей. Самый экономичный наполнитель – измельченный пенополистирол. Его стоимость нулевая, он бесплатен. Если использовать для измельчения пенопластовую упаковку.

Такой бетон широко применяется в России и за ее пределами. Он не плотен и не применим в конструкциях, требующих высокой прочности. Но для внешних утепляющих штукатурок вполне подходит.

Теплоизоляционная штукатурка своими руками для внутренних работ.

За квадратный метр отделки без наполнителя застройщики отдают меньше, чем за смесь с наполнителем. Поэтому некоторые, особенно «предприимчивые» строители, пытаются добавлять утепляющие подсыпки в готовые смеси. Это запрещено: такие манипуляции сильно ослабляют раствор, снижают его прочность и долговечность.

Чтобы снизить стоимость за кв. м. проще сделать замес самому, используя недорогие наполнители и вяжущее. Так глиняно-опилочный раствор практически бесплатен, хотя и не уступает по прочности гипсовому. data-matched-content-ui-type=»image_stacked» data-matched-content-rows-num=»2″ data-matched-content-columns-num=»3″ data-ad-format=»autorelaxed»>

Конвекция в атмосфере

Важность атмосферной конвекции велика, поскольку благодаря ней существуют такие явления, как ветры, циклоны, образование облаков, дожди и другие. Все эти процессы подчиняются физическим законам термодинамики

Среди процессов конвекции в атмосфере самым важным является круговорот воды. Здесь следует рассмотреть вопросы о том, что такое теплопроводность и теплоемкость воды. Под теплоемкостью воды понимается физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо передать 1 кг воды, чтобы ее температура увеличилась на один градус. Оно равно 4220 Дж.

Смотреть галерею

Круговорот воды осуществляется следующим образом: солнце нагревает воды Мирового океана, и часть воды испаряется в атмосферу. За счет процесса конвекции водяной пар поднимается на большую высоту, охлаждается, образуются облака и тучи, которые приводят к возникновению осадков в виде града или дождя.

Определение

Теплопроводностью материала называют перенос внутренней энергии от более нагретых частей к менее нагретым. Механизм переноса тепла отличается в зависимости от агрегатного состояния вещества, а также распределения температур по поверхности материала. Иными словами, способность тела проводить тепло — и есть теплопроводность. Определяется она количеством теплоты, которое способно проходить через определенную толщину материала, на определенном участке за обозначенное время (естественно, для удобства расчетов все показатели равны единице). Но штукатурки отличаются слоем нанесения — значит и показатель будет другим

Цементно-песчаная

В зависимости от прочности покрытия, выбирается пропорции песка к цементу – 1:4 или 1:3. Это также зависит от марки цемента и фракции песка. Данный раствор практически не эластичный, поэтому его используют для минеральных поверхностей в качестве основного покрытия, а не заделывании щелей и трещин. При плотности слоя 1800 кг/м3 коэффициент теплопроводности штукатурки будет равен 1,2.

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.

Легкие и теплосберегающие штукатурки для фасада

Довольно исчерпывающая таблица. Но не стоит забывать, что тут помимо теплопроводности нужно учитывать и другие факторы — это термическое сопротивление и климатические особенности.

Вообще, стоит заранее, на этапе проектирования провести все необходимые расчёты по теплоизоляции, иначе потом придётся переплачивать за газ и электроэнергию для обогрева помещения. Отличная таблица! Но стоило бы указывать ссылку на документ откуда взято то или иное значение. Вы же не с потолка их берёте. Vadim, в конце статьи, после таблицы указано девять источников, откуда были собраны данные и сведены в единую таблицу.

Vadim, обратная связь есть: ссылка. Пишите, ответим на Ваши вопросы. Доброго времени суток!

Определение

Очень познавательная табличка, я с удовольствием ознакомился с материалами. Однако есть небольшое дополнение всего лишь по одному строительному теплоизоляционную материалу в настоящее время имеющему огромное значение не для критики ради, а для полноты данной уникальной матрицы, собранной автором.

На сегодняшний день существует материал с самым лучшим исключительным показателем теплопроводности из всех существующих строительных, в том числе теплоизоляционных, материалов, опережая по теплотехнике традиционные пенополистирольные и минераловатные виды утеплителей в 1, раза в зависимости от конструкционного предназначения. Уважаемый, Oleg Isopir, спасибо за Ваше дополнение. Однако, есть все-таки теплоизоляция с меньшим коэффициентом теплопроводности, чем PIR-теплоизоляция.

Например, аэрогель. Арсений, ниже таблицы приведены девять источников информации, откуда были собраны данные и размещены в таблице. У знающих людей надежность этих источников не вызовет сомнений. Комментарии Спасибо. Очень пригодилась табличка.

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

При выборе строительных материалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одна из ключевых позиций — теплопроводность

Она отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое может провести тот или иной материал за единицу времени. То есть, чем меньше этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше цифра, тем тепло отводится лучше.

Диаграмма, которая иллюстрирует разницу в теплопроводности материалов

Материалы с низкой теплопроводностью используются для утепления, с высокой — для переноса или отвода тепла. Например, радиаторы делают из алюминия, меди или стали, так как они хорошо передают тепло, то есть имеют высокий коэффициент теплопроводности. Для утепления используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности — они лучше сохраняют тепло. В случае если объект состоит из нескольких слоев материала, его теплопроводность определяется как сумма коэффициентов всех материалов. При расчетах, рассчитывается теплопроводность каждой из составляющих «пирога», найденные величины суммируются. В общем получаем теплоизоляцонную способность ограждающей конструкции (стен, пола, потолка).

Теплопроводность строительных материалов показывает количество тепла, которое он пропускает за единицу времени

Есть еще такое понятие как тепловое сопротивление. Оно отображает способность материала препятствовать прохождению по нему тепла. То есть, это обратная величина по отношению к теплопроводности. И, если вы видите материал с высоким тепловым сопротивлением, его можно использовать для теплоизоляции. Примером теплоизоляционных материалов может случить популярная минеральная или базальтовая вата, пенопласт и т.д. Материалы с низким тепловых сопротивлением нужны для отведения или переноса тепла. Например, алюминиевые или стальные радиаторы используют для отопления, так как они хорошо отдают тепло.

Что такое теплопроводность, какими единицами измерения она описывается?

Если не рассматривать каких-то теоретических условий, то в реальности все физические тела, жидкости или газы обладают способностью к передаче тепла. Иными словами, чтобы было понятнее, если какой-то объект начинают нагревать с одной из сторон, он становится проводником тепла, нагреваясь сам и передавая тепловую энергию дальше. Точно так же – и при охлаждении, только с «обратным знаком».

Даже на простом бытовом уровне всем понятно, что эта способность выражена у разных материалов в очень отличающейся степени. Например, одно дело мешать готовящееся на плите кипящее блюдо деревянной лопаткой, и совсем другое – металлической ложкой, которая практически моментально разогреется до такой температуры, что ее невозможно будет держать в руках. Этот пример наглядно показывает, что теплопроводность металла во много раз выше, чем у дерева.

«Практическое применение» огромной разницы в теплопроводности материалов – пробка, подсунутая под скобу металлической крышки кастрюли. Снять такую крышку с кипящей на плите посуды можно голыми пальцами, не опасаясь ожога.

И таких примеров – масса, буквально на каждом шагу. Например, прикоснитесь рукой к обычной деревянной двери в комнате, и к металлической ручке, прикрученной на ней. По ощущениям – ручка холоднее. Но такого не может быть – все предметы в помещении имеют примерно равную температуру. Просто металл ручки быстрее отвел на себя тепло тела, что и вызвало ощущения более холодной поверхности.

Коэффициент теплопроводности материала

Существует специальная единица, которая характеризует любой материал, как проводник тепла. Называется она коэффициентом теплопроводности, обозначается обычно греческой буквой λ, и измеряется в Вт/(м×℃). (Во многих встречающихся формулах вместо градусов Цельсия ℃ указаны градусы Кельвина, К, но сути это не меняет).

Этот коэффициент показывает способность материала передавать определенное количество тепла на определённое расстояние за единицу времени. Причем, это показатель характеризует именно материал, то есть без привязки к каким бы то ни было размерам.

Такие коэффициенты рассчитаны для практически любых строительных и иных материалов. Ниже в данной публикации приведены таблицы для различных групп – растворов, бетонов, кирпичной и каменной кладки, утеплителей, древесины, металлов и т.д. Даже беглого взгляда на них достаточно, чтобы убедиться, насколько эти коэффициенты могут отличаться.

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.

1. 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.
2. 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
3. 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

Иные критерии выбора

При выборе подходящего изделия должна учитываться не только теплопроводность и цена товара.

Нужно обратить внимание и на иные критерии:

• объемный вес утеплителя;
• формостабильность данного материала;
• паропроницаемость;
• горючесть теплоизоляции;
• звукоизоляционные свойства изделия.

Рассмотрим эти характеристики подробнее. Начнем по порядку.

Объемный вес утеплителя

Объемным весом называется масса 1 м² изделия. Причем в зависимости от плотности материала эта величина может быть различной – от 11 кг до 350 кг.

Такая теплоизоляция будет иметь значительный объемный вес

Вес теплоизоляции непременно нужно учитывать, особенно проводя утепление лоджии. Ведь конструкция, на которую крепится утеплитель, должна быть рассчитана на данный вес. В зависимости от массы будет отличаться и способ монтажа теплоизолирующих изделий.

К примеру, при утеплении крыши, легкие утеплители устанавливают в каркас из стропил и обрешетки. Тяжелые экземпляры монтируются поверх стропил, как того требует инструкция по установке.

Формостабильность

Этот параметр означает не что иное, как сминаемость используемого изделия. Иными словами, оно не должно изменять своих размеров в течение всего срока службы.

Любая деформация приведет к потере тепла

В противном случае, может произойти деформация утеплителя. А это уже приведет к ухудшению его теплоизоляционных свойств. Исследованиями доказано, что потери тепла при этом могут составлять до 40%.

Паропроницаемость

По данному критерию все утеплители можно условно подразделить на два вида:

• «ваты» – теплоизоляционные материалы, состоящие из органических или минеральных волокон. Они являются паропроницаемыми, поскольку легко пропускают через себя влагу.
• «пены» – теплоизоляционные изделия, изготовленные путем затвердевания особой пенообразной массы. Влагу они не пропускают.

В зависимости от конструктивных особенностей помещения, в нем могут быть использованы материалы первого или второго вида. Кроме того, паропроницаемые изделия нередко устанавливают своими руками вместе со специальной пароизоляционной пленкой.

Горючесть

Весьма и весьма желательно, чтобы используемая теплоизоляция была негорючей. Допускается вариант, когда она будет самозатухающей.

Но, к сожалению, в условиях реального пожара даже это не поможет. В эпицентре огня будет гореть даже то, что не загорается в обычных условиях.

Звукоизоляционные свойства

Мы уже упоминали про два вида изоляционных материалов: «ваты» и «пены». Первый из них является отличным звукоизолятором.

Второй же, напротив, не имеет таких свойств. Но это вполне можно исправить. Для этого при утеплении «пены» нужно установить вместе с «ватами».

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.

Как правильно выбрать утеплитель?

При выборе утеплителя нужно обращать внимание на: ценовую доступность, сферу применения, мнение экспертов и технические характеристики, являющиеся самым важным критерием

Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам:

Теплопроводность.

Теплопроводность подразумевает под собой способность материала передавать теплоту. Это свойство характеризуется коэффициентом теплопроводности, на основе которого принимают необходимую толщину утеплителя. Теплоизоляционный материал с низким коэффициентом теплопроводности является лучшим выбором.

Также теплопроводность тесно связана с понятиями плотности и толщины утеплителя, поэтому при выборе необходимо обращать внимание и на эти факторы. Теплопроводность одного и того же материала может изменяться в зависимости от плотности

Под плотностью понимают массу одного кубического метра теплоизоляционного материала. По плотности материалы подразделяются на: особо лёгкие, лёгкие, средние, плотные (жёсткие). К легким относятся пористые материалы, подходящие для утепления стен, перегородок, перекрытий. Плотные утеплители лучше подходят для утепления снаружи.

Чем меньше плотность утеплителя, тем меньше вес, а теплопроводность выше. Это является показателем качества утепления. А небольшой вес способствует удобству монтажа и укладки. В ходе опытных исследований установлено, что утеплитель, имеющий плотность от 8 до 35 кг/м³ лучше всего удерживает тепло и подходят для утепления вертикальных конструкций внутри помещений.

А как зависит теплопроводность от толщины? Существует ошибочное мнение, что утеплитель большой толщины будет лучше удерживать тепло внутри помещения. Это приводит к неоправданным расходам. Слишком большая толщина утеплителя может привести к нарушению естественной вентиляции и в помещении будет слишком душно.

А недостаточная толщина утеплителя приводит к тому, что холод будет проникать через толщу стены и на плоскости стены образуется конденсат, стена будет неотвратимо отсыревать, появится плесень и грибок.

Толщину утеплителя необходимо определять на основании теплотехнического расчета с учетом климатических особенностей территории, материала стены и её минимально допустимого значения сопротивления теплопередачи.

В случае игнорирования расчета может появиться ряд проблем, решение которых потребует больших дополнительных затрат!

Утеплить чердак частного дома | Ремонт в доме

Чем утеплить чердак в частном доме недорого

При ограниченном бюджете в качестве утеплителя для чердака рекомендуется использовать насыпные материалы. В качестве насыпных материалов можно применять:

• Опилки
• Солому
• Керамзит
• Камыш
• Лен

Все эти материалы имеются в продаже. А опилки, солому и камыш можно достать за символическую сумму. Рассмотрим все плюсы и минусы насыпных материалов.

Опилки

Опилки — отходы которые образуются после резки дерева, поэтому если в вашем городе есть лесопилка или пилорама, то опилки можно раздобыть и даром, либо за символическую сумму. В России опилками утепляют в основном дачи, хозяйственные постройки и жилье в сельской местности. В городах применяют современные теплоизоляционные материалы.

Плюсы опилок

• Цена — можно достать бесплатно, либо за пару бутылок горячительных напитков, кто как договорится.
• Экологичность — стружка дерева экологически чистый материал, и не выделяет ядовитых испарений.
• Теплоизоляция — коэффициент теплопроводности опилок составляет 0.069 Вт (м*С), для сравнения у минеральной ваты теплопроводность 0. 045-0.04 Вт (м*С), т.е. у опилок теплопроводность на 35% ниже чем у минеральной ваты, но данный недостаток компенсируется дешевизной опилок.
• Для выполнения работ не требуются профессиональные навыки и квалификация, а так же специальное оборудование.
• Срок службы 30 лет

Минусы опилок

• Горючесть — опилки относятся к пожароопасным материалам, поэтому слой дополнительно посыпают шлаковой культурой или её аналогом. Запрещено использовать в пожароопасных помещениях.
• Грызуны — так как опилочная смесь экологически чистая и теплая, будьте готовы к тому, что на зимовку к вам в гости на чердак пожалуют мыши. Для отпугивания грызунов в опилки добавляют гашеную известь с карбидом.
• Древесные опилки хорошо впитывают влагу, что влияет на срок службы. Поэтому, в обязательном порядке необходимо проложить слой гидроизоляции.

Утеплении чердака опилками своими руками

Гидроизоляция

В первую очередь необходимо проложить гидроизоляционный слой пленки. В качестве материала подойдет гидроизоляционная пленка, пленка для теплиц, мембранная пленка. Пленка укладывается по всей длине чердака между балок, и крепится клеящим составом либо степлером к балкам в верхних точкак. Если нет возможности купить пленку можно сделать по старинке, замазав все щели чердачных перекрытий глиной и присыпав песком,  но это долгий способ, зато бесплатный.

Приготовление опилочной смеси и укладка теплоизоляционного слоя

После укладки гидроизоляционного слоя приступаем к приготовлению опилочной смеси. Опилочную смесь можно приготовить тремя способами:

Опилки с цементом и известью

Опилки смешиваются с цементом и известью в соотношении 10:1:1. Полученную смесь замешиваем, разбавляя водой пока не получим однородную массу, которая в руке не будет рассыпаться. Готовую смесь укладываем между балочных перекрытий равномерным слоем в 15-25 см. Время полного высыхания 2-3 недели.

Опилки с глиной

Глина замешивается с водой и опилками в пропорциях 10:1 или 8:2 до однородной густой мокрой массы. Полученную смесь засыпаем в чердачное пространство между балок слоем в 10-15 см.

Опилки с известью

Опилки в соотношении 10:1 замешиваются с известью. Полученная смесь засыпается в чердачные перекрытия слоем 10-15 см. Известь необходима для отпугивания грызунов, и снижения рисков возникновения пожара.

Гидроизоляция

Завершающий этап укладка дополнительного гидроизоляционного слоя, на случай если крыша будет протекать, мы обезопасим себя от последствий.

Солома

Её насыпаемый слой не должен превышать 5 см. Перед работой перекрытия необходимо тщательно промазать глиняным слоем и также устроить защиту от грызунов.

Стекловата.

В состав стекловаты входят переработанная целлюлоза и вещества для снижения горючести. В плане пожарной безопасности данный материал наиболее подходящий. К тому же он обладает превосходной шумоизоляцией и стойкостью к влаге. Укладывается он на пароизоляционную плёнку слоем в 2-5 см. При этом важно не оставлять никаких щелей.

Однако у этого материала есть весомый недочёт – он высоко токсичен. И его укладку следует делать, надев плотную одежду и респиратор. После чего одежда направляется на сжигание. К тому же стекловата стремительно слеживается. И часто возникает необходимость в её замене.

Керамзит

отличное решение, чтобы утеплить перекрытия из бетона. Он позволяет после своей укладки устроить на чердачном помещении полноценный пол. Его укладываемый слой должен получиться в 2 – 2.5 см. Затем сверху в слой 5 мм накладывается цемент-песчаный стягивающий слой.

Технология утепления чердака указанными материалами имеет такие алгоритмы:

1. На перекрытия ложится крафт-бумага или картон, или его аналоги. Вместо них можно сделать на перекрытии глиняную промазку в 2-3 сантиметра. А потом посыпать песком.

2. Засыпание материала. Параметр его слоя зависит от качества и характеристик материала и потенциальных температур определённой местности.

3. Теплоизоляция для лучшего результата может происходить в два слоя.

4. Поверх уложенного материала кладутся доски. По ним будет происходить передвижение.

Также стоит учитывать, что люку на чердак тоже требуется утепление.

Утепление потолка чердака рулонными материалами.

Каждый порядочный собственник частного дома желает, чтобы его жилище было комфортным, тёплым и уютным. И для достижения данных целей также важно утеплить потолок чердака. Для такой деятельности существует масса материалов. Все они имеют свои преимущества и недочёты. Часто в работе над таким утеплением применяются рулонные материалы. Их главное достоинство заключается в том, что их можно удобно задействовать в зоне между лагами.

Самым востребованным рулонным материалом считается минеральная вата.

До стадии укладки данного материала обязательно следует устроить покрытие с пароизоляционными свойствами. Так вы сможете исключить появление конденсата.

Ни одни появляющиеся стыки и щели не должны быть пропущены. Их требуется скрупулёзно проклеить. В этом деле можно применить специальный скотч. Защиту от воздействий влаги можно сформировать, сделав поверх положенного слоя мин. ваты гидроизоляционную плёнку. Хотя, как правило, в работе по утеплению чердаков её не укладывают. Она требуется, когда хозяева задумывают устроить утепление крыши.

Токсичность мин. ваты, как и стекловаты, крайне высока. По этой причине работу нужно проводить, соблюдая аналогичные меры безопасности.

Мин. вата обладает такими преимуществами:

1. Долгий срок службы.

2. Не подверженность гниению.

3. Высочайшие огнеупорные свойства.

4. Мощная защита от различных насекомых и животных из класса грызунов.

5. Превосходные шумоизоляционные параметры.

Немного по популярности мин. вате уступает такой рулонный материал, как водоросли. К тому же они славятся своей экологичностью, так как являются натуральным материалом.

Они получили признание также и за такие преимущества:

1. Не подверженность гниению.

2. Высокая стойкость к бактериям и разнообразным микроорганизмам.

3. Превосходная защита от грызунов. Она обеспечена тщательной пропиткой йодом и морской солью.

4. Высокие анти пожарные качества. Их можно серьёзно повысить, проведя специальную обработку.

У водорослей есть такие же теплоизоляционные характеристики, что и у синтезированных материалов. Укладка трапов из водорослей идёт в двух-трёх сантиметровый слой. Поверх него можно сделать настоящее напольное покрытие.

Специалисты признают водоросли самым чистым в плане экологии и полезным решением для утепления. Покрытие из них благоприятным образом отразится на здоровье хозяев дома. И не мал в этом заслуга йода, который в обилии в них содержится.

Процесс укладки такого материала прост. А служит он довольно серьёзный срок и с пользой.

Похожие статьи

Таблица плотности щепы и опилок

Таблица плотности щепы и опилок

В промышленности и в отопительных целях используют измельчённую древесину – древесную щепу, опилки и стружку. Насыпная плотность измельчённой древесины определяется степенью её измельчения, влажностью древесной смеси и породой измельчённых деревьев. Определяющим фактором плотности измельчённой древесной массы выступает фракционный состав – степень измельчения древесного материала

Калькулятор расчёта веса древесины и щепы
Плотность щепы и измельчённой древесины
Таблица плотности (удельного веса) древесины

Таблица плотности щепы и опилок

в зависимости от породы дерева

	Насыпная плотность свежеотгруженной технологической щепы		Насыпная плотность свежеотгруженных древесных опилок
Порода дерева	Плотность (кг/м3)	Предел плотности (кг/м3)	Плотность (кг/м3)	Предел плотности (кг/м3)
Дуб	292	248-371	227	193-288
Акация	277	234-288	215	182-225
Граб	273	266-286	213	207-223
Ясень	270	187-342	210	146-266
Рябина (дерево)	262	248-320	204	193-249
Яблоня	259	237-302	202	185-235
Бук	244	223-295	190	174-230
Вяз	238	202-295	185	157-230
Лиственница	239	194-239	186	151-186
Клён	236	205-248	183	160-193
Берёза	234	184-277	182	143-216
Груша	241	211-256	188	164-199
Каштан	234	216-259	182	168-202
Кедр	205	202-209	160	157-162
Сосна	187	112-274	146	87-213
Липа	184	158-288	143	123-224
Ольха	180	169-209	140	132-162
Ива	176	167-212	137	129-165
Осина	169	166-198	132	129-154
Ель	162	133-270	126	104-210
Верба	162	151-180	126	118-140
Орех лесной	155	151-162	120	118-126
Орех грецкий	202	176-212	157	137-165
Тополь	153	140-212	119	109-165
Пихта	148	126-216	115	98-168

• В таблице указана плотность измельчённой древесины при влажности 12%.
• Исходные показатели удельного веса древесины взяты из «Справочника по массам авиационных материалов» изд. «Машиностроение» Москва 1975г. и дополнены из университетской методички – Коломинова М.В., Методические указания для студентов специальности 250401 «Лесоинженерное дело», Ухта УГТУ 2010г.
• Расчёт плотности щепы выполнен по ГОСТ 15815-83 «Щепа технологическая»
• Расчёт плотности опилок выполнен по ГОСТ 18320-78 «Опилки древесные»

Щепа технологическая

Согласно ГОСТ 15815-83 «Щепа технологическая», основную часть массы технологической щепы составляет фракция 10…20мм. Допускается содержание фракции 20…30мм в количестве 3…10% и фракции 5…10мм в количестве 0…10% от общей древесной массы. Общие пределы размеров частиц технологической щепы составляют 5…30мм. Средняя насыпная плотность равна 150-200кг/м³.
Учёт технологической щепы производится в кубических метрах плотной массы в зависимости от породы дерева, с округлением до 0,1куб. м. Коэффициенты перевода объёма щепы в плотную древесную массу: 0,36 – свежеотгруженная щепа, 0,40 – транспортировка до 50км, 0,42 – перевозка свыше 50км, 0,43 – в конце транспортировки на расстояние от 500км.

Пример расчёта веса и насыпной плотности
для технологической щепы
Объём кузова КАМАЗа: 6,00 куб.м
Порода дерева: Тополь
Средняя плотность древесины тополя:
400 кг/куб.м (при влажности 12%)
(см. Таблицу удельного веса древесины)
Используемые коэффициенты перевода объёма:
0,36 (отгрузка), 0,4 (перевозка до 50км)
6,00 x 400 x 0,36 = 864 кг, дальше 864кг / 0,4 = 5,4 куб.м
Ответ: В кузов КАМАЗа-самосвала можно загрузить 864 кг (6 куб.м) технологической щепы из древесины тополя, влажностью 12%. После перевозки на расстояние до 50км, щепа в кузове автомобиля утрясётся до объёма 5,4 куб.м

Топливная щепа

Принципиально, современная топливная щепа – это попытка автоматизировать контроль подачи кусковой древесины в зону горения дровяного отопительного агрегата. В связи с низкой удельной теплотворностью, топливную щепу предпочитают приготавливать непосредственно в ходе отопительного процесса и не транспортируют дальше 100-150км. Вторым определяющим фактором для быстрого расходования полученной щепы является её повышенная влажность. Влажную щепу нужно отдельно сушить или сразу сжигать. При влажности щепы древесины более 30% в ней начинаются гнилостные грибковые процессы – такая древесина считается непригодной для длительного насыпного хранения.

В отличие от технологической щепы, государственных стандартов на топливную щепу не существует. Размеры фракции и фракционный состав для топливной щепы указываются производителем отопительного оборудования. Производитель топливного оборудования не ограничен в выборе фракции и качестве сжигаемой топливной щепы. Сложность контроля за влажностью и размерами фракции топливной щепы делает расчёт её насыпной плотности весьма проблематичным занятием. Межхозяйственная (торговая) отгрузка топливной щепы производится по факту обмера – либо в объёмных единицах (куб. метр), либо в весовых (тн, кг).

Древесная стружка

Древесная стружка – ненормируемый объёмный материал. Насыпная плотность измельчённой древесной стружки, фракцией 5-8 мм находится в пределах 10-25% от плотности обычной древесины.

Древесные опилки

Древесные опилки – отходы деревообработки, мелкие частицы древесины, образованные в процессе пиления дерева. Технологические опилки для бумажной и гидролизной промышленности должны содержать не более 8% коры, 5% гнили и 0,5% минеральных примесей (см. ГОСТ 18320-78 «Опилки древесные»). По ГОСТ 18320-78, размер фракции древесных опилок составляет 1…30мм. При этом, допускается содержание фракции менее 1мм в количестве до 10% и фракции более 30мм в количестве до 5% от общей опилочной массы.

Учёт опилок производится в кубических метрах плотной массы в зависимости от породы дерева, с округлением до 0,1куб.м. Коэффициенты перевода объёма опилок в плотную древесную массу: 0,28 – свежеотгруженные опилки, 0,34 – транспортировка от 5км до 50км, 0,36 – перевозка от 50км до 500км, 0,38 – в конце транспортировки на расстояние свыше 500км. Средняя насыпная плотность древесных опилок колеблется в пределах 120-200 кг/м³ для сухих (8-15% влажности) и 320-580 кг/м³ для влажных (от 15% влажности) опилок.

Расчёт насыпной плотности щепы и опилок для

смеси измельчённой древесины разных пород дерева

Породный состав – количественное соотношение древесины разных пород, исчисляется в процентном содержании породы во всей массе древесной смеси. При расчёте плотности измельчённой смешанной древесной массы, коэффициенты породности применяются совместно со значениями величины плотности для древесины соответствующей породы:

Определение удельного веса измельчённой древесины,
состоящей из смеси фракций щепы пород в таком составе:

дуб 25%, липа 25%, клён 50%.

Общая формула вычисления удельного веса смеси фракций:
292×0,25 + 184×0,25 + 236×0,50 = 237 (кг/м³)
где, 292, 184, 236 – удельный вес щепы древесины дуба, липы и клёна, 0,25, 0,25, 0,50 – коэффициенты процентного содержания фракций пород в смеси измельчённой древесины.

Теплопроводность различных строительных материалов — HintFox

В начале годов физики научились получать вещества, состоящие из кристалликов нанометровых размеров (м. ). Нанокристаллические композиты позволяют получать материалы с заданными физическими свойствами. За ХХ век в мире произведено столько материалов, сколько за всё предшествующее тысячелетие. Научные исследования позволили существенно улучшить оптические, химические, тепловые и другие свойства уже известных материалов и создать тысячи новых, которых не знала природа.

Строительный бум в России ХХI века породил спрос на теплоизолирующие материалы и конструкции. Кроме того, с началом 2000 года в силу вступили новые требования к теплозащите ограждающих конструкции. Утепление зданий современными строительными материалами позволяет значительно снизить теплопотери. Разумеется, строить лучше всего из материалов, которые обладают малой теплопроводностью.

Передачей теплоты или теплообменом называется, переход внутренней энергии от одного тела к другому в результате теплового контакта (соприкосновения) без совершения работы

Теплопроводность — один из видов переноса теплоты (энергии теплового движения микрочастиц) от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию температуры тела.

Посредством этого вида теплообмена происходит передача теплоты через стенку дома в зимнее время. Так как температура внутри дома выше, чем вне его, наиболее интенсивное тепловое колебательное движение совершают частицы, образующие внутреннюю поверхность стенки. Сталкиваясь с частицами соседнего более холодного слоя, они передают им часть энергии, в результате чего движение частиц этого слоя, оставаясь колебательным, становится более интенсивным. Так от слоя к слою растет интенсивность колебаний частиц, а следовательно, и их внутренняя энергия. Таким образом, при теплопроводности перенос энергии в теле осуществляется в результате непосредственной передачи энергии от частиц (молекул, атомом, электронов), обладающих большей энергией, к частицам с меньшей энергией.

С помощью теплопроводности теплота может передаваться в твердых, жидких и газообразных телах. Самой большой теплопроводностью обладают металлы. Это объясняется тем, что переносчиками внутренней энергии здесь, кроме молекул, являются свободные электроны. Хуже проводят тепло дерево, стекло, животные и растительные ткани; еще меньшую теплопроводность имеют жидкости

(за исключением жидких металлов, например ртути): и газы. Так, воздух в тысячи раз хуже проводит тепло, чем железо. Очень важно знание теплопроводности материалов, используемых при устройстве так называемых ограждающих конструкций зданий

(т. е. наружных стен, верхних перекрытий, полон в нижнем этаже) и в особенности теплоизоляционных материалов, предназначенных для сохранения тепла в помещениях и тепловых установках.

Регулирование теплообмена является одной из основных задач строительной техники. В холодное время года теплота теряется помещением в силу теплопроводности стен и просачивания через них воздуха, уходит вместе с нагретым воздухом через вентиляционные каналы и щели. Чтобы температура в жилых и производственных помещениях соответствовала нормальным условиям жизни и деятельности человека, необходимо уменьшить эти потери. С этой целью стены домов делают из материалов с малой теплопроводностью — естественных (дерева, камыша, различных видов торфа, пемзы, пробки) или искусственных (кирпича, бетона, пенопласта и др. ). Теплоизолирующие свойства этих материалов различны.

Широкое распространение в настоящее время получили каркасные здания, на постройку которых требуется гораздо меньше материалов, чем для здании других типов. Основу каркасного здания составляет металлический или железобетонный каркас, играющий в здании ту же роль, которую выполняет скелет в организме животных: воспринимает нагрузку. На каркасе укрепляют стены из теплоизолирующих пористых материалов. Поры таких материалов заполнены воздухом, поэтому они имеют сравнительно небольшой вес и плохо проводят тепло, так как теплопроводность воздуха очень мала, а конвекция воздуха в пористых материалах невозможна.

При изготовлении теплоизоляционных материалов в заготовленную массу вводят пузырьки воздуха. Для этого ее взбивают или добавляют специальную пену либо вещества, которые, вступая в химическую реакцию с заготовленной смесью, выделяют пузырьки газа. Некоторые пористые теплоизоляционные строительные материалы изготавливает термическим способом. Например, при производстве пеностекла стеклянный порошок смешивают с небольшим количеством размельченного известняка, засыпают в металлические формы и нагревают. При температуре 550—600 °С стеклянный порошок расплавляется, образуя сплошную массу. Когда температура достигает 750—780 °С, начинается разложение известняка, из которого выделяются газы. Вспучивай расплавленную массу, они придают ей пористость. После застывания образуется материал, сохраняющий все свойства обычного стекла: негорючесть, стойкость по отношению к влаге и кислотам и т. д. В то же время этот материал обладает новыми замечательными качествами: он прочен, легко поддается обработке-пилится, строгается, не трескается, когда в него забивают гвозди. Использование теплоизоляционных материалов и примышленном и гражданском строительстве не только удешевляет, но и увеличивает полезную площадь помещений, повышает их огнестойкость и звуконепроницаемость.

2. 2 Теплопередача в строительстве.

Кровля, стены и окна называются наружными ограждающими конструкциями здания из-за того, что они ограждают жилище от разного рода атмосферных воздействий пониженных температур, солнечной радиации, влаги, ветра. С образованием разности температур между внутренней и наружной поверхностями ограждения в материале ограждения зарождается тепловой поток, который направлен в сторону понижения температуры. В это время ограждение оказывает большее или меньшее сопротивление R0 тепловому потоку. Конструкции, имеющие большее тепловое сопротивление лучшей теплозащитой. Теплозащитные свойства стены будут зависеть от ее толщины и коэффициента теплопроводности материала, из которого она построена. В случае, если стена состоит из нескольких слоев (допустим, кирпич—утеплитель—кирпич), ее термическое сопротивление будет зависеть от толщины и коэффициента теплопроводности материала каждого из слоев. Теплозащитные свойства ограждающих конструкций в большой степени зависят от влажности материала. Почти все строительные материалы содержат мельчайшие поры, которые в сухом состоянии заполняются воздухом. С повышением влажности поры заполняются влагой, коэффициент теплопроводности которой по сравнению с воздухом в 20 раз больше, а это приводит к резкому снижению теплоизоляционных характеристик, как материалов, так и конструкций. В связи с этим в процессе проектирования и строительства потребуется предусмотреть мероприятия, которые препятствовали бы увлажнению конструкций атмосферными осадками, грунтовыми водами и влагой, образующейся в результате конденсации водяных паров. В процессе эксплуатации домов из-за воздействия внутренней и наружной среды на ограждающие конструкции материалы находятся не в абсолютно сухом состоянии, а отличаются несколько повышенной влажностью. Это неизбежно приводит к увеличению коэффициента теплопроводности материалов, а также к снижению их теплоизолирующей способности. Именно поэтому при оценке теплозащитных характеристик конструкций важно использовать реальное значение коэффициента теплопроводности в условиях эксплуатации, а не в сухом состоянии. Влагосодержание теплого внутреннего воздуха выше, чем холодного наружного, и в результате диффузия водяных паров через толщу ограждения всегда проистекает из теплого помещения в холодное. Если с наружной стороны ограждения расположить плотный материал, который плохо пропускает водяные пары, то часть влаги, не имея возможности выйти наружу, начнет скапливаться в толще конструкции. А если у наружной поверхности располагается материал, не препятствующий диффузии водяных паров, то вся влага будет удаляться из ограждения достаточно свободно.

Еще на стадии проектирования дома необходимо учитывать тот факт, что однослойные стены толщиной 400-650 мм из кирпича, мелких блоков из ячеистого бетона (или керамзитобетона) или керамических камней обеспечивают относительно невысокий уровень теплозащиты (примерно в 3 раза меньше требуемой). Повышенными теплоизоляционными характеристиками, удовлетворяющими современные требования, обладают трехслойные ограждающие конструкции. Состоят они из внутренней и наружной стенок из кирпича или блоков, между которыми находится слой теплоизоляционного материала. Наружная и внутренняя стенки, соединенные гибкими связями в виде арматурных стержней или каркасов, уложенных в горизонтальные швы кладки, придают конструкции прочность, а внутренний (утепляющий) слой обеспечивает требуемые теплозащитные параметры. Толщину утепляющего слоя выбирают в зависимости от климатических условий и вида утеплителя. В связи с неоднородностью структуры трехслойной стены и применения материалов с различными теплозащитными и пароизоляционными характеристиками в толще конструкции может образовываться конденсат. Присутствие последнего в значительной степени снижает теплоизоляционные свойства ограждения. Из-за этого при возведении трехслойных стен необходимо предусмотреть их влагозащиту. Совсем недавно приняты новые нормативные документы по теплосбережению. Как раз поэтому теплоизоляция жилых зданий становится на сегодняшний день одной из важнейших проблем строительства. Особенно остро проблема теплоизоляции стоит в коттеджном и дачном строительстве, поскольку, правильно сделанная, она позволяет уменьшить расходы на отопление в 3, а то и в 4 раза.

На рисунке приведен пример распределения теплопотерь через различные конструктивные элементы дома площадью 120 м2

Если утеплить кирпичные стены дома пенополистиролом толщиной лишь в 80 мм, это позволяет снизить удельное потребление топлива более чем в 4 раза за отопительный сезон. Разумеется, строить лучше всего из материалов, которые обладают малой теплопроводностью.

2. 3 Классификация теплоизоляционных материалов.

Все теплоизоляционные материалы подразделяются на несколько крупных групп:

▪ минераловатные;

▪ стекловатные и стекловолокнистые;

▪ газонаполненные полимеры — пенопласты: полиуретановые и пенополиуретановые, полистирольные и пенополистирольные, полиэтиленовые, из феноловой пены, полиэфирные;

▪ теплоизоляция из натуральных материалов и продуктов их переработки: пробки, бумаги, торфяных блоков и т. п. ;

▪ теплоизоляция на основе синтетического каучука;

▪ теплоизоляция из отходов кремниевого производства;

▪ теплоизоляционные панели и конструкции;

▪ модифицированные бетоны: полистиролбетон, ячеистый бетон (пенобетон).

Разумеется, строить лучше всего из материалов, которые обладают достаточно высокими теплоизоляционными свойствами.

И все-таки значительно чаще возникает проблема теплоизоляции кирпичного коттеджа, который только еще строится, или уже давно построенного дома. Безусловно, наибольший интерес представляют высокоэффективные теплоизоляционные материалы. К ним обычно относят материалы со средней плотностью в пределаях 200 кг/м3 и Ктепл менее 0,06 ВтДм’К). Такого рода материалы достаточно быстро, за 5-10 лет эксплуатации, окупаются, позволяя экономить на энергозатратах.

Прежде всего к числу высокоэффективных относятся стекло- и минераловатные материалы, доля которых в производстве теплоизоляции на сегодняшний день составляет порядка 50%. Из основных достоинств стоит отметить пожаробезопасность, химическую стойкость, стабильность размеров, хорошие звукопоглощающие свойства и низкое влагопоглощение. Производство стекловолокна происходит при температуре, близкой к 1500 °С. Жидкое расплавленное стекло продавливается через пластины с отверстиями диаметром 4-5 микрон. В результате стеклянные волокна имеют толщину приблизительно 6 микрон — это в 20 раз меньше, чем толщина человеческого волоса. Далее, чтобы скрепить их между собой, на них разбрызгиваются связующие вещества в виде аэрозоля. Из получившейся в результате стекловатной массы формуются изделия нужной толщины и плотности, которые затем подвергаются термической обработке. При температуре 250 °С происходит полимеризация связующих веществ, и материал жестким. В это же время на поверхность материала могут быть нанесены различные облицовочные материалы: крафт-бумага, нетканые материалы, алюминиевая фольга, стеклоткань и т. п. Выпускаются утеплительные материалы в виде рулонов и мягких, полужестких и жестких матов и плит, разных по плотности и размерам.

В последние несколько лет все большую популярность приобретают «каменные», а если быть более точным — базальтовые ваты. Такая вата представляет собой несгораемый экологически чистый материал, отличающийся высокими водоотталкивающими свойствами, но при этом паропроницаемый. Базальтовые материалы по своим теплоизоляционным свойствам значительно превосходят традиционные стекловаты, но, к сожалению, они дороже последних. Данные материалы относятся к группе несгораемых. Теплоизоляционные изделия из полимеров или бумаги сгорают при пожаре за 5 минут. Утеплители, выполненные из стекловаты при температуре 650 °С, которая достигается всего за 7 минут при обычном пожаре внутри помещения, расплавляются и спекаются в стеклянный шар. Что же касается минеральной ваты на базальтовой основе — она даже при температуре 1000 °С не расплавляется и не теряет первоначальной формы.

И базальтовые, и стеклянные утеплительные материалы безопасны как для производства, так и для использования при соблюдении рекомендуемой технологии работы.

Утеплительные материалы из базальта также выпускаются самых разных размеров и типов (рулоны, жесткие и мягкие, маты и плиты) для их более рационального и эффективного применения. Коэффициент их теплопроводности, в зависимости от плотности, колеблется от 0,034 до 0,042 Вт/(м*К). Совсем недавно появившаяся на российском рынке базальтовая теплоизоляция используется для утепления кровель, пола и стен, наполнения перегородок, обустройства мансард, выпускается в виде плит, профильных изделий и, конечно же, рулонов.

Газонаполненные полимеры является одним из самых эффективных видов теплоизоляции. Самый распространенный и широко используемый из них — это пенопласт (пенополистирол). Невысокая теплостойкость и горючесть пенопластов не являются помехой при использовании их в слоистых конструкциях в сочетании с кирпичом или бетоном. Пенополистирол либо производят беспрессовым методом.

2. 4 Теплоизоляционные свойства материалов.

Основной показатель теплоизоляционных свойств материала—коэффициент теплопроводности. Этот показатель в значительной степени зависит от содержания в нем влаги, каждый процент содержания которой снижает коэффициент на 4%. Помимо этого в зимнее время присутствующая в пенополистирольных плитах влага, замерзая и превращаясь в лед, со временем разделяет материал на отдельные гранулы, а это резко снижает долговечность беспрессового пенопласта. Беспрессованный пенопласт традиционно производят в России.

Этих недостатков лишен экструзионный пенополистирол. Обладая весьма низким водопоглощением (менее 0,3%) за счет замкнутой структуры ячеек и высокой механической прочностью, панели из экструзионного пенополистирола могут быть использованы для наружной теплоизоляции, для теплоизоляции подземных частей зданий, фундаментов, подвалов, стен, где использование большинства прочих утеплителей попросту невозможно из-за капиллярного подъема грунтовых вод.

Теплоизоляционные материалы с коэффициентом теплопроводности меньше

0,06 Вт/(м-К) окупаются в среднем за 5-7 лет эксплуатации за счет экономии энергии.

Еще одна очень интересная группа — теплоизоляции, производимые из натуральных материалов и продуктов их переработки. Например, к таковым относятся теплоизоляционные материалы, которые изготавливаются из бумажных отходов с добавлением перлита, опилок и других связующих их наполнителей.

Ниже в таблице приведены коэффициенты теплопроводности строительных материалов.

Вид утеплителя Коэффициент теплопроводности,

Br/(M&Middot; К)

Полнотелый кирпич 0,7

Фиброцемент 0,55

Безавтоклавный пенобетон 0,45

Сухой песок 0,3

Твердые породы дерева 0,25

Теплоизоляционный ячеистый бетон 0,12

Битумный асфальт 0,1

Торфодревесные блоки 0,07

Керамика 0,07

Пробковый утеплитель 0,047

Эковата (бумага) 0,046

«Пеноизол» (пенопласт) 0,04

Базальтовая вата. 0,039

Стекловата 0. 038

Пенополиэтилен 0,035

Пенофольгированный утеплитель Low-E 0,027

Пенополистирол 0,027

Пенополиуретан 0,025

Воздух 0,022

Эти материалы пропитаны веществами для снижения влагопоглощения, антипиренами для придания материалу негорючести и антисептиками. Они обладают достаточно неплохими теплоизоляционными свойствами (Кт гл =0,078 Вт/(м-К) и вполне могут быть использованы для утепления наружных и внутренних стен, потолков. Материалы выпускаются в виде панелей или в виде эковаты.

Относительно новым теплоизолятором являются плиты и рулоны из прессованной пробки. Этот материал изготавливается из наружного слоя коры пробкового дуба, произрастающего в Средиземноморье. Изделия из прессованной пробки отличает эстетичный внешний вид, они экологически чисты и применяются для внутреннего утепления жилых помещений, чаще всего стен, в то же время, выполняя функцию декоративной отделки. Часто пробка используется и для утепления полов. Пробковые щиты также могут быть использованы и для утепления наружных стен или фасадов.

3. Практическая часть.

3. 1Материалы и методика исследования.

Исследования проводились в кабинете физики лицея при комнатной температуре (23 – 270С). Для проведения измерений был освоен и использован компьютерный измерительный блок с датчиком температур от до С. С этого датчика сигналы передавались на ноутбук. В результате на дисплее наблюдаются кривые роста температур. По оси абсцисс отображается время с точностью до тысячных долей. По оси ординат – отображается рост температуры, с такой же точностью. Эти кривые отражают процесс теплопроводности в исследуемых образцах.

В данной работе исследованы теплопроводящие свойства 12 различных материалов: алюминий, сталь, латунь, медь, древесина, кирпич, минеральная вата, пена монтажная, пенопласт, утеплитель, шифер, стекло оконное, стекло витринное. Крутизна полученных кривых характеризует теплопроводность материалов как отношение изменения температуры ко времени, за которое это изменение произошло. Для уменьшения потерь энергии при нагревании на открытую часть образцов надевались теплоизоляционные оболочки из пенопласта. Это позволило уменьшить погрешность измерений.

3. 2. Экспериментальная задача – получение кривых роста температур.

Алюминий

Асбестоцементный лист

Стекловата

Базальтовый утеплитель

Пенополистирол

Пенополиуреант

Древесина

3. 3 Результаты измерений скорости изменения температуры.

Анализируя полученные графики роста температуры, вычислили теплопроводность материалов как отношение изменения температуры ко времени, за которое это изменение произошло .

Таблица №1.

№ Материал Теплопроводность Теплопроводность

Экспериментальная С /с Табличная Вт/(м*К)

1. Медь 0,737 384

2. Алюминий 0,417 209

3. Бронза 0,157 52

4. Сталь 0,143 47

5. Асбестоцементный лист 0,139 0,8

6. Стекло 0,114 0,7

7. Кирпич 0,079 0,56

8. Дерево 0,055 0. 25

9. Пенополистирол 0,045 0. 04

10. Базальтовая плита 0,036 0,039

11. Стекловата 0,030 0,038

12. Пенополиуретан 0,010 0,025

Анализ графиков и результатов измерений показал — какими уникальными теплоизоляционными возможностями обладают современные материалы. Из таблицы следует, что минимальной теплопроводностью обладают: пенополистирол, базальтовые материалы, современная стекловата, а особенно пенополиуретан. (диаграмма).

3. 4 Количественная оценка отношения теплопроводящих свойств материалов.

Таблица №2

Материалы Экспериментальные данные Табличные данные

Медь и алюминий 1,87

Бронза и сталь 1,09 1,10

Асбестоцементный лист и стекло 1,21 1,14

В таблице представлена количественная оценка отношений теплопроводностей для нескольких материалов, полученных в ходе эксперимента и табличных данных. Сравнение этих отношений дает в среднем различие в 5%. Это позволяет судить о достоверности полученных результатов.

4. Заключение и выводы:

Освоив методику исследования теплопроводности с помощью компьютерного измерительного блока, получены кривые роста температуры для различных материалов.

Анализируя полученные данные, вычислены теплопроводность материалов как отношение изменения температуры ко времени, за которое это изменение произошло.

Изучив литературу по теме исследования и сравнив экспериментально полученные результаты с табличными значениями позволяет судить о малой погрешности измерений.

Полученные в ходе исследований результаты, показывают какими уникальными теплоизоляционными возможностями обладают современные материалы и приводят к выводу о необходимости информировать и даже пропагандировать среди населения современные строительные материалы. Тем более что на современном строительном рынке достаточно широко представлены высококачественные теплоизоляционные материалы из стекловолокна, базальтовые материалы. Эти утеплители экологически чистые и пожароустойчивые.

Такие материалы более дорогие и поэтому недостаточно широко используются в строительстве. В нашем городе эти материалы уже применяются при строительстве новых зданий, а также для утепления уже возведенных строений. Причем данные материалы применяются как на крупных строительных площадках, так и при строительстве частных домов.

Высокоэффективное использование в данных исследованиях компьютерного измерительного блока позволяет в перспективе применить его в других исследованиях с различными датчиками.

Утеплитель эковата: применение, преимущества, характеристики

Утеплитель эковата имеет следующие положительные характеристики:

Экологичность

Эковата не представляет вреда для здоровья. Основной материал (целлюлоза) и защитные компоненты (бура и борная кислота) имеют природное происхождение. При сравнении эковаты и минваты первая выигрывает однозначно: плитные утеплители в качестве связующего материала содержат фенол и при горении выделяют отравляющие газы.

Если стоит выбор: эковата или опилки, заметим, оба материала в плане безопасности выигрывают. Но последний вариант подвержен горению, увлажнению и в нем могут завестись паразиты.

Биозащищенность

Целлюлозная вата не подвержена грызунам, благодаря борному компоненту, который имеет неприятный вкус и затрудняет дыхание мышей, крыс. Другой плюс — в утеплителе не заводятся микроорганизмы, плесень, грибки.

Если вам приходится выбирать эковату или базальтовую вату, предпочтение первого варианта будет беспроигрышным. В базальтовом утеплителе грызуны охотно проделывают ходы.

Экономичность

Помимо безопасности, покупателей утепляющего материала волнует вопрос: что дешевле эковата или минвата? На 1 м³ пространства требуется всего 30 – 65 кг целлюлозного материала. Если вы не знаете, что лучше для экономии — эковата или базальтовый утеплитель, то выбор утеплителя из целлюлозы целесообразнее. Плитный материал при попадании влаги требует немедленной замены, иначе может начаться процесс гниения деревянных элементов. Кроме того, из-за усадки между плитами образуются зазоры, которые нужно доутеплить. Следовательно, при работе с базальтовым материалом потребуются дополнительные расходы.

Если не знаете, что выбрать, эковату или минвату, стоит также учитывать, что при работе с GreenWool не образуются отходы. Материал расходуется без остатков, следовательно, он экономнее. Таким образом, при выборе утеплителя не должен стоять вопрос о том, что дешевле — эковата или минвата.

Возможность пользоваться помещениями и проживать в доме во время утепления

Снова предстоит выбор, что лучше, эковата или минвата, — если работы проводятся в уже обжитом доме. Целлюлозный материал абсолютно безопасен, чего не скажешь о минераловатной плите. При работе с ней невозможно находиться в помещениях. Минутное пребывание в комнате, где укладываются плиты, вызывает приступы кашля, удушья, кожный зуд и слезоточивость.

Простота нанесения

Утеплитель GreenWool не требует подгонки по размеру пространства. Он укладывается либо вручную, либо выдувается в нужное место с помощью специального оборудования. Даже самые труднодоступные места (углы, пазы, швы) будет качественно защищены. При выборе утеплителя — минваты, пеноизола или эковаты — необходимо руководствоваться четким пониманием, что плитные материалы не обеспечат плотного прилегания к поверхностям и могут стать причиной значительных теплопотерь.

Несмотря на ряд преимуществ эковаты, материал обладает некоторыми недостатками (мы бы их назвали особенностями):

Усадка эковаты. В Интернете ходят слухи, и люди говорят, якобы, эковата дает усадку. Для прояснения данного вопроса, остановимся на особенности материала. Собственная плотность эковаты на горизонтальные перекрытия в распушенном виде = 38 кг/м³. Поэтому опытный оператор укладывает материал на горизонтальном перекрытии методом свободного распыления с 10% запасом по толщине. Через некоторое время объем уменьшается на 10% и плотность уплотненного материала становится равной 38 кг/м³ х 1,1 = 42 кг/м³. После этого дальнейшей усадки ваты не происходит.

На наклонных и стеновых конструкциях при соблюдении плотности эковаты (плотность в кровлях = 55 кг/м³, в стенах = 65 кг/м³), при монтаже профессиональной и опытной бригады, при использовании профессиональной выдувной установки и качественной ваты с правильными волокнами, GreenWool не дает никакой усадки.

1. Для нанесения требуется специальное оборудование, нужно приглашать специалиста. Если объемы небольшие, ручная укладка и трамбовка будут выходом из ситуации.
2. В Интернете можно встретить отзывы про эковату о том, что она не высыхает. Действительно, при использовании влажной технологии нанесения она может долго удерживать в себе влагу. Требуется от 48 до 72 часов для полного высыхания слоя.
3. В отзывах об эковате встречаются жалобы потребителей на появление неутепленных участков. Они возникают при вертикальном наполнении, когда материал укладывается плотностью меньше 65 кг на 1 м³. Выход — следить за расходом материал.
4. Тление вблизи от источников огня. Состав эковаты включает борную кислоту и буру, предупреждающие горение. Однако компоненты не исключают тление материала. Поэтому рекомендуется укрывать утеплитель базальтовыми, асбестоцементными плитами, если рабочая температура превышает 250 градусов.

Если взвесить плюсы и минусы утеплителя эковата на чаше весов, преимуществ больше. Недостатки незначительные, их можно скорректировать при работе.

Профессионально установленный утеплитель гарантирует:

• превосходный микроклимат и комфорт весь год;
• ощутимую экономию энергии;
• замечательную акустику;
• высокую степень пожаробезопасности.

Реализуемый нашей компанией утеплитель GreenWool отвечает требованиям безопасности. Качество эковаты подтверждено лабораторными испытаниями. Свидетельством надежности материала является сертификат соответствия эковаты ГОСТ Р ИСО 9001-2015 (ISO 9001:2015), требованиям пожарной безопасности. На продукцию получено заключение о соответствии гигиеническим, санитарным нормам.

Доставка осуществляется по России и странам ТС.

Теплопроводность опилок по табл. Теплопроводность основных строительных материалов. Сравнительная характеристика теплопроводности строительных материалов

Прочный и теплый дом – это главное требование к проектировщикам и строителям. Поэтому еще на этапе проектирования здания в конструкцию включаются два вида стройматериалов: конструкционные и теплоизоляционные. Первые обладают повышенной прочностью, но высокой теплопроводностью, и именно их чаще всего используют для возведения стен, перекрытий, фундаментов и фундаментов.Ко вторым относятся материалы с низкой теплопроводностью. Их основная цель – покрыть конструкционные материалы с целью снижения их теплопроводности. Поэтому для облегчения расчетов и выбора используется таблица теплопроводности строительных материалов.

Читайте в статье:

Что такое теплопроводность

Законы физики определяют один постулат, который гласит, что тепловая энергия стремится из среды с высокой температурой в среду с низкой температурой.При этом, проходя через строительный материал, тепловая энергия тратит некоторое время. Переход не состоится только в том случае, если температура по разные стороны от строительного материала одинакова.

То есть получается, что процесс передачи тепловой энергии, например, через стену, это время проникновения тепла. И чем больше времени на это тратится, тем ниже теплопроводность стены. Вот соотношение. Например, теплопроводность различных материалов:

• бетон — 1.51 Вт/м×К; кирпич
• — 0,56;
• древесина — 0,09-0,1;
• песок — 0,35;
• керамзит — 0,1;
• сталь — 58.

Чтобы было понятно, о чем идет речь, необходимо указать, что бетонная конструкция ни под каким предлогом не будет пропускать через себя тепловую энергию, если ее толщина находится в пределах 6 м. Понятно, что в жилищном строительстве это просто невозможно. Это значит, что вам придется использовать другие материалы с более низким показателем по снижению теплопроводности.И облицевать им бетонную конструкцию.

Что такое коэффициент теплопроводности

Коэффициент теплопередачи или теплопроводность материалов, который также указывается в таблицах, является характеристикой теплопроводности. Он обозначает количество тепловой энергии, прошедшей через толщу строительного материала за определенный промежуток времени.

В принципе, коэффициент обозначает именно количественный показатель. И чем он меньше, тем лучше теплопроводность материала.Из приведенного выше сравнения видно, что наибольший коэффициент имеют стальные профили и конструкции. Это означает, что они практически не сохраняют тепло. Из теплосодержащих строительных материалов, которые используются для возведения несущих конструкций, это древесина.

Но следует отметить еще один момент. Например, все той же стали. Этот прочный материал используется для отвода тепла там, где есть необходимость произвести быструю передачу. Например, радиаторы отопления. То есть высокий показатель теплопроводности — это не всегда плохо.

Что влияет на теплопроводность строительных материалов

Есть несколько параметров, которые сильно влияют на теплопроводность.

1. Сама структура материала.
2. Плотность и влажность.

Что касается структуры, то существует огромное разнообразие: однородная плотная, волокнистая, пористая, конгломератная (бетонная), рыхлозернистая и т.д. Так же необходимо указать, что чем неоднороднее структура материала, тем ниже его теплопроводность.Все дело в том, что при прохождении через вещество, в котором поры занимают большой объем разного размера, тем труднее двигаться через него энергии. Но в данном случае тепловая энергия – это излучение. То есть она проходит не равномерно, а начинает менять направление, теряя прочность внутри материала.

Теперь о плотности. Этот параметр указывает расстояние между частицами материала внутри него. Исходя из предыдущего положения, можно сделать вывод: чем меньше это расстояние, а значит, больше плотность, тем выше теплопроводность.И наоборот. Тот же пористый материал имеет меньшую плотность, чем однородный.

Влага – это вода, имеющая плотную структуру. А его теплопроводность составляет 0,6 Вт/м*К. Достаточно высокий показатель, сравнимый с коэффициентом теплопроводности кирпича. Поэтому, когда он начинает проникать в структуру материала и заполнять поры, это увеличение теплопроводности.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов: как применяется на практике и таблица

Практическое значение коэффициента заключается в правильном расчете толщины несущих конструкций с учетом применяемого утеплителя.Следует отметить, что возводимое здание состоит из нескольких ограждающих конструкций, через которые происходит утечка тепла. И у каждого из них свой процент теплопотерь.

• до 30% всей тепловой энергии уходит через стены.
• Сквозь этажи — 10%.
• Через окна и двери — 20%.
• Через крышу — 30%.

То есть получается, что если неправильно рассчитать теплопроводность всех ограждений, то людям, проживающим в таком доме, придется довольствоваться лишь 10% тепловой энергии, которую выделяет система отопления…90% это, как говорится, деньги на ветер.

Экспертное заключение

Инженер-проектировщик ОВиК (отопление, вентиляция и кондиционирование) ООО «АСП Северо-Запад»

Спросите специалиста

«Идеальный дом должен быть построен из теплых теплоизоляционных материалов, в которых все 100% тепла останется внутри. Но по таблице теплопроводности материалов и утеплителей вы не найдете того идеального строительного материала, из которого можно было бы возвести такое сооружение. Поскольку пористая структура имеет низкую несущую способность конструкции.Исключением может быть древесина, но и она не идеальна.

Поэтому при строительстве домов стараются использовать разные строительные материалы, дополняющие друг друга по теплопроводности. При этом очень важно соотнести толщину каждого элемента в общей конструкции здания… В этом плане идеальным домом можно считать каркасный, у него деревянная основа, уже можно говорить о теплом доме, а между элементами каркасной конструкции укладываются утеплители…Конечно, учитывая среднюю температуру региона, придется точно рассчитать толщину стен и других ограждающих элементов. Но, как показывает практика, вносимые изменения не настолько значительны, чтобы можно было говорить о больших капитальных вложениях.

Рассмотрим несколько часто используемых строительных материалов и сравним их теплопроводность по толщине.

Теплопроводность кирпича: таблица по сортам

Фото	Тип кирпича	Теплопроводность, Вт/м*К
	Керамический полнотелый	0,5-0,8
	Керамический шлицевой	0,34-0,43
	Пористый	0,22
	Силикатный полнотелый	0,7-0,8
	Силикатный щелевой	0,4
	Клинкер	0,8-0,9

Теплопроводность древесины: таблица по породам

Теплопроводность бальсы самая низкая из всех пород древесины.Именно пробку часто используют в качестве теплоизоляционного материала при проведении мероприятий по утеплению.

Теплопроводность металлов: таблица

Этот показатель для металлов изменяется в зависимости от температуры, при которой они применяются. И здесь соотношение следующее – чем выше температура, тем ниже коэффициент. В таблице показаны металлы, которые используются в строительной отрасли.

Теперь о связи с температурой.

• Алюминий при температуре -100°С имеет теплопроводность 245 Вт/м*К.А при температуре 0°С — 238. При +100°С — 230, при +700°С — 0,9.
• Для меди: при -100°С –405, при 0°С – 385, при +100°С – 380, при +700°С – 350.

Таблица теплопроводности других материалов

В основном нас будет интересовать таблица теплопроводности изоляционных материалов. Следует отметить, что если для металлов этот параметр зависит от температуры, то для утеплителей – от их плотности. Поэтому показатели будут располагаться в таблице с учетом плотности материала.

Теплоизоляционный материал	Плотность, кг/м³	Теплопроводность, Вт/м*К
Вата минеральная (базальтовая)	50	0,048
	100	0,056
	200	0,07
Стекловата	155	0,041
	200	0,044
Пенополистирол	40	0,038
	100	0,041
	150	0,05
Экструдированный пенополистирол	33	0,031
Пенополиуретан	32	0,023
	40	0,029
	60	0,035
	80	0,041

Таблица теплоизоляционных свойств строительных материалов.Основные из них уже были рассмотрены, обозначим те, которые не вошли в таблицы, и которые относятся к разряду часто используемых.

Материал конструкции	Плотность, кг/м³	Теплопроводность, Вт/м*К
Бетон	2400	1,51
Железобетон	2500	1,69
Керамзитобетон	500	0,14
Керамзитобетон	1800	0,66
Пенобетон	300	0,08
Пеностекло	400	0,11

Коэффициент теплопроводности воздушного зазора

Всем известно, что воздух, оставленный внутри строительного материала или между слоями стройматериалов, является прекрасной изоляцией.Почему это происходит, ведь сам воздух, как таковой, не может содержать тепло. Для этого необходимо продумать саму воздушную прослойку, отгороженную двумя слоями стройматериалов. Одна из них соприкасается с зоной положительных температур, другая с зоной отрицательных температур.

Тепловая энергия движется от плюса к минусу и встречает на своем пути слой воздуха. Что происходит внутри:

1. Конвекция теплого воздуха внутри прослойки.
2. Тепловое излучение материала с положительной температурой.

Следовательно, сам тепловой поток представляет собой сумму двух факторов с добавлением теплопроводности первого материала. Следует сразу отметить, что большую часть теплового потока забирает излучение. Сегодня все расчеты термического сопротивления стен и других несущих ограждающих конструкций выполняются на онлайн-калькуляторах. Что касается воздушного зазора, то такие расчеты провести сложно, поэтому берутся значения, полученные лабораторными исследованиями в 50-х годах прошлого века.

В них четко указано, что если разница температур между стенами, ограниченными воздухом, составляет 5 °С, то при увеличении толщины прослойки с 10 до 200 мм излучение увеличивается с 60% до 80%. То есть общий объем теплового потока остается прежним, излучение увеличивается, а значит, теплопроводность стены уменьшается. А разница существенная: от 38% до 2%. Правда, конвекция увеличивается с 2% до 28%. Но так как пространство замкнуто, то движение воздуха внутри него никак не влияет на внешние факторы.

Расчет толщины стенки по теплопроводности вручную по формулам или калькулятору

Рассчитать толщину стенки непросто. Для этого складываем все коэффициенты теплопроводности материалов, которые использовались для возведения стены. Например, кирпичная штукатурка снаружи плюс внешняя облицовка, если таковая будет использоваться. Внутренние выравнивающие материалы, это могут быть те же гипсовые или гипсокартонные листы, другие плитные или панельные покрытия. Если есть воздушный зазор, то он учитывается.

Есть так называемая удельная теплопроводность по регионам, которая берется за основу. Таким образом, расчетное значение не должно быть больше конкретного. Удельная теплопроводность указана в таблице ниже по городам.

То есть чем южнее, тем ниже общая теплопроводность материалов. Соответственно, толщина стены также может быть уменьшена. Что касается онлайн-калькулятора, то предлагаем посмотреть видео ниже, в котором объясняется, как правильно пользоваться таким сервисом расчета.

Если у вас есть вопросы, на которые, как вам показалось, вы не нашли ответов в этой статье, пишите их в комментариях. Наша редакция постарается на них ответить.

Из чего построить дом? Его стены должны обеспечивать здоровый микроклимат без лишней влаги, плесени, холода. Это зависит от их физических свойств: плотности, водостойкости, пористости. Наиболее важным является теплопроводность строительных материалов, что означает их способность пропускать через себя тепловую энергию при перепаде температур.Для количественной оценки этого параметра используется коэффициент теплопроводности.

Чтобы кирпичный дом был таким же теплым, как деревянный сруб(из сосны), толщина его стен должна в три раза превышать толщину стен сруба.

Что такое коэффициент теплопроводности

Эта физическая величина равна количеству теплоты (измеряемой в килокалориях), проходящей через материал толщиной 1 м за 1 час. При этом перепад температур с противоположных сторон его поверхности должен быть равен 1°С.Теплопроводность рассчитывается в Вт/м·град (Ватт, деленный на произведение метра и градуса).

Использование данной характеристики продиктовано необходимостью правильно подобрать тип фасада для создания максимальной теплоизоляции… Это необходимое условие для комфорта людей, проживающих или работающих в здании. Также теплопроводность строительных материалов учитывается при выборе дополнительного утепления дома. В этом случае ее расчет особенно важен, так как ошибки приводят к неправильному смещению точки росы и, как следствие, намокают стены, в доме сыро и холодно.

Сравнительная характеристика теплопроводности строительных материалов

Коэффициент теплопроводности материалов разный. Например, для сосны этот показатель составляет 0,17 Вт/м град, для пенобетона — 0,18 Вт/м град: то есть по способности удерживать тепло они примерно одинаковы. Теплопроводность кирпича составляет 0,55 Вт/м град, а рядового (полнотелого) – 0,8 Вт/м град. Из всего этого следует, что для того, чтобы кирпичный дом был таким же теплым, как деревянный сруб (из сосны), толщина его стен должна быть в три раза больше толщины стен сруба.

Практическое использование материалов с низкой теплопроводностью

Современные технологии производства теплоизоляционных материалов открывают широкие возможности для строительной отрасли. Сегодня вовсе не обязательно строить дома с толстыми стенами: можно удачно комбинировать различные материалы для возведения энергоэффективных зданий. Не очень высокую теплопроводность кирпича можно компенсировать применением дополнительного внутреннего или внешнего утеплителя, например, пенополистирола, теплопроводность которого всего 0.03 Вт/м град.

Вместо дорогих кирпичных домов и не эффективных с точки зрения энергосбережения монолитные и каркасно-панельные дома из тяжелого и плотного бетона сейчас строят из газобетона. Его параметры такие же, как у дерева: в доме из этого материала стены не промерзают даже в самые холодные зимы.

Теплопотери дома в процентах.

Эта технология позволяет строить более дешевые здания.Это связано с тем, что низкий коэффициент теплопроводности строительных материалов упростил строительство с минимальными затратами на финансирование. Затраты времени на строительные работы. Для более легких конструкций не требуется устраивать тяжелый глубокозаглубленный фундамент: в некоторых случаях достаточно легкого ленточного или столбчатого.

Этот принцип строительства стал особенно привлекательным для строительства легких каркасных домов. Сегодня все больше коттеджей, супермаркетов, складских помещений и производственных зданий… Такие постройки можно эксплуатировать в любой климатической зоне.

Принцип каркасно-панельной технологии строительства заключается в том, что между тонкими листами фанеры или плитами ОСП укладывают теплоизолятор. Это может быть минеральная вата или пенополистирол. Толщина материала подбирается с учетом его теплопроводности. Тонкие стены вполне справляются с задачей теплоизоляции. Крыша устроена таким же образом. Данная технология позволяет в короткие сроки возвести здание с минимальными финансовыми затратами.

Сравнение параметров популярных материалов для утепления и строительства домов

Пенополистирол и минеральная вата заняли лидирующие позиции в фасадном утеплении. Мнения специалистов разделились: одни утверждают, что вата накапливает конденсат и пригодна к использованию только при одновременном использовании с паронепроницаемой мембраной. Но тогда стены теряют воздухопроницаемость, и качественное использование оказывается под вопросом. Другие утверждают, что создание вентилируемых фасадов решает эту проблему.При этом пенополистирол имеет низкую теплопроводность и хорошо дышит. Для него она пропорционально зависит от плотности листов: 40/100/150 кг/м3 = 0,03/0,04/0,05 Вт/м * ºC.

Еще одной важной характеристикой, которую необходимо учитывать при строительстве, является паропроницаемость. Имеется в виду способность стен пропускать влагу изнутри. При этом не происходит потери температуры в помещении и нет необходимости проветривать помещение. Низкая теплопроводность и высокая паропроницаемость стен обеспечивают идеальный микроклимат для проживания человека в доме.

На основании этих условий можно определить наиболее эффективные дома для проживания человека. Пенобетон имеет наименьшую теплопроводность (0,08 Вт
м*ºС) при плотности 300 кг/м3. Этот строительный материал также имеет одну из самых высоких степеней паропроницаемости (0,26 Мг/м*ч*Па). Второе место по праву занимает древесина, в частности – сосна, ель, дуб. Их теплопроводность довольно низкая (0,09 Вт/м*ºC) при условии обработки древесины поперек волокон.А паропроницаемость у этих разновидностей самая высокая (0,32 Мг/м*ч*Па). Для сравнения, использование сосны, обработанной вдоль волокон, увеличивает тепловыделение до 0,17-0,23 Вт/м*ºС.

Таким образом, пенобетон и дерево лучше всего подходят для возведения стен, так как обладают лучшими параметрами по обеспечению экологической чистоты и хорошего микроклимата в помещении. Для утепления фасада подходят пенополиуретан, пенополистирол, минеральная вата. Отдельно следует сказать о буксире.Его укладывают для исключения мостиков холода при кладке сруба. Он повышает и без того отличные свойства деревянного фасада: коэффициент теплопроводности пакли самый низкий (0,05 Вт/м*ºC), а паропроницаемость самая высокая (0,49 Мг/м*ч*Па).

Строительство каждого объекта лучше начинать с планирования проекта и тщательного расчета теплотехнических параметров. Точные данные позволит получить таблица теплопроводности строительных материалов.Правильная конструкция построек способствует оптимальным климатическим параметрам в помещении. А таблица поможет вам выбрать правильное сырье, которое будет использоваться для строительства.

Теплопроводность материалов влияет на толщину стен

Теплопроводность является мерой передачи тепловой энергии от нагретых предметов в помещении к предметам с более низкой температурой. Процесс теплообмена осуществляется до тех пор, пока температурные показатели не сравняются. Для обозначения тепловой энергии используют специальный коэффициент теплопроводности строительных материалов.Таблица поможет вам увидеть все необходимые значения. Параметр обозначает, сколько тепловой энергии проходит через единицу площади в единицу времени. Чем больше это обозначение, тем лучше будет теплоотдача. При строительстве зданий необходимо использовать материал с минимальным значением теплопроводности.

Коэффициентом теплопроводности называется такая величина, которая равна количеству тепла, проходящего через метр толщины материала в час. Использование такой характеристики обязательно для создания лучшей теплоизоляции… Теплопроводность следует учитывать при выборе дополнительных изоляционных конструкций.

Что влияет на показатель теплопроводности?

Теплопроводность определяется такими факторами:

• пористость определяет неоднородность структуры. При пропускании тепла через такие материалы процесс охлаждения незначителен;
• повышенное значение плотности влияет на тесный контакт между частицами, что способствует более быстрой передаче тепла;
• повышенная влажность увеличивает этот показатель.

Использование значений коэффициента теплопроводности на практике

Материалы представлены конструкционными и теплоизоляционными разновидностями. Первый тип имеет высокую теплопроводность. Их используют для возведения полов, заборов и стен.

С помощью таблицы определяются возможности их теплообмена. Чтобы этот 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 готовых зданий. Типы изоляции

При создании проекта необходимо учитывать все способы утечки тепла. Он может выходить через стены и крыши, а также через полы и двери. Если неправильно провести проектные расчеты, то придется довольствоваться только тепловой энергией, полученной от отопительных приборов… Здания, построенные из стандартного сырья: камня, кирпича или бетона, необходимо дополнительно утеплять.

Дополнительная теплоизоляция проводится в каркасных зданиях. При этом деревянный каркас придает жесткость конструкции, а в пространство между стойками укладывается теплоизоляционный материал. В зданиях из кирпича и шлакоблоков утепление проводят снаружи конструкции.

При выборе утеплителей необходимо обращать внимание на такие факторы, как уровень влажности, воздействие высоких температур и тип конструкции.Учитывайте некоторые параметры теплоизоляционных конструкций:

• показатель теплопроводности влияет на качество теплоизоляционного процесса;
• Влагопоглощение имеет большое значение при изоляции внешних элементов; Толщина
• влияет на надежность изоляции. Тонкий утеплитель помогает сохранить полезную площадь помещения;
• воспламеняемость важна. Качественное сырье имеет свойство самозатухать;
• термостойкость отражает способность противостоять изменениям температуры;
• экологичность и безопасность;
Звукоизоляция
• защищает от шума.

В качестве утеплителей используются следующие типы:

• пенопласт – легкий материал с хорошими изоляционными свойствами. Он прост в монтаже и влагоустойчив. Рекомендуется для использования в нежилых помещениях; Базальтовая вата
• в отличие от минеральной отличается лучшими показателями влагостойкости;
• Пеноплекс устойчив к влаге, высоким температурам и огню. Обладает отличной теплопроводностью, прост в монтаже и долговечен;

• пенополиуретан известен такими качествами, как негорючесть, хорошие водоотталкивающие свойства и высокая огнестойкость; Пенополистирол экструдированный
• проходит дополнительную обработку при производстве.Имеет однородную структуру;

• пенофол — многослойный теплоизоляционный слой. В состав входит вспененный полиэтилен. Поверхность пластины покрыта фольгой для обеспечения отражения.

Для теплоизоляции можно использовать сыпучие виды сырья. Это бумажные гранулы или перлит. Они устойчивы к влаге и огню. А из органических разновидностей можно рассмотреть волокно из дерева, льняное или пробковое покрытие. Особое внимание при выборе обращайте на такие показатели, как экологичность и пожаробезопасность.

Внимание! При проектировании теплоизоляции важно учитывать устройство гидроизоляционного слоя. Это позволит избежать повышенной влажности и повысит сопротивление теплопередаче.

Таблица теплопроводности строительных материалов: особенности показателей

Таблица теплопроводности строительных материалов содержит показатели различных видов сырья, используемого в строительстве. Используя эту информацию, можно легко рассчитать толщину стен и количество утеплителя.

Как пользоваться таблицей теплопроводности материалов и изоляции?

Таблица сопротивления теплопередаче материалов показывает наиболее популярные материалы. При выборе конкретного варианта теплоизоляции важно учитывать не только физические свойства, но и такие характеристики, как долговечность, цена и простота монтажа.

Знаете ли вы, что проще всего утеплить пенопластом и пенополиуретаном. Они растекаются по поверхности в виде пены.Такие материалы легко заполняют полости конструкций. При сравнении жесткого и пенопластового вариантов следует подчеркнуть, что пенопласт не образует стыков.

Значения коэффициентов теплопередачи материалов в таблице

При расчетах следует знать коэффициент сопротивления теплопередаче. Эта величина представляет собой отношение температур с обеих сторон к количеству теплового потока. Для того чтобы найти термическое сопротивление тех или иных стен, используют таблицу теплопроводности.

Вы можете сделать все расчеты самостоятельно. Для этого толщина слоя теплоизолятора делится на коэффициент теплопроводности. Это значение часто указывается на упаковке, если это изоляция. Бытовые материалы измеряются самостоятельно. Это касается толщины, а коэффициенты можно посмотреть в специальных таблицах.

Коэффициент сопротивления помогает выбрать конкретный тип изоляции и толщину слоя материала. Информацию о паропроницаемости и плотности можно найти в таблице.

При правильном использовании табличных данных можно выбрать качественный материал для создания благоприятного микроклимата в помещении.

Теплопроводность строительных материалов (видео)

Вас также может заинтересовать:

Как сделать отопление в частном доме из полипропиленовых труб своими руками Гидрострелка: назначение, принцип работы, расчеты Схема отопления с принудительной циркуляцией двухэтажного дома- решение проблемы с тепло

Таблица теплопроводности строительных материалов необходима при проектировании защиты здания от теплопотерь в соответствии с нормами СНиП 2003 г. под № 23-02.Эти мероприятия обеспечивают сокращение эксплуатационного бюджета, поддержание круглогодичного комфортного микроклимата в помещении. Для удобства пользователей все данные сведены в таблицы, параметры приведены для нормальной эксплуатации, условий повышенной влажности, так как некоторые материалы при увеличении этого параметра резко снижают свойства.

Теплопроводность — один из способов потери тепла в жилых помещениях. Эта характеристика выражается количеством тепла, которое может проникнуть через единицу площади материала (1 м 2 ) за секунду при стандартной толщине слоя (1 м).Выравнивание температур различных тел и объектов посредством теплопроводности физики объясняют естественной тенденцией к термодинамическому равновесию всех материальных веществ.

Таким образом, каждый индивидуальный застройщик, отапливая помещения в зимний период, получает потери тепловой энергии, выходящей из жилища через наружные стены, полы, окна, крышу. Для снижения энергозатрат на обогрев помещений при сохранении внутри них комфортного микроклимата необходимо еще на этапе проектирования рассчитывать толщину всех ограждающих конструкций.Это уменьшит бюджет строительства.

Таблица теплопроводности строительных материалов позволяет использовать точные коэффициенты для стеновых конструкционных материалов. Нормы СНиП регламентируют сопротивление фасадов коттеджей передаче тепла холодному воздуху улицы в пределах 3,2 единиц. Перемножая эти значения, можно получить необходимую толщину стенки для определения количества материала.

Например, при выборе газобетона с коэффициентом 0.12 ед., достаточно кладки в один блок длиной 0,4 м. Используя более дешевые блоки из того же материала с коэффициентом 0,16 ед., потребуется сделать стену толще – 0,52 м. Коэффициент теплопроводности сосны, ели составляет 0,18 ед. Следовательно, для выполнения условия сопротивления теплопередаче 3,2 потребуется 57 см бруса, которого в природе не существует. При выборе кирпичной кладки с коэффициентом 0,81 ед. грозит увеличение толщины наружных стен до 2.6 м, железобетонные конструкции – до 6,5 м.

На практике стены делают многослойными, укладывая внутрь слой утеплителя или обшивая наружную поверхность теплоизолятором. Эти материалы имеют гораздо меньший коэффициент теплопроводности, что позволяет многократно уменьшить толщину. Конструкционный материал обеспечивает прочность здания, теплоизолятор снижает потери тепла до приемлемого уровня. Современные облицовочные материалы, используемые на фасадах и внутренних стенах, также противостоят потерям тепла.Поэтому в расчетах учитываются все слои будущих стен.

Приведенные выше расчеты будут неточными, если не учитывать наличие светопрозрачных конструкций в каждой стене коттеджа. Таблица теплопроводности строительных материалов в стандартах СНиП обеспечивает удобный доступ к коэффициентам теплопроводности этих материалов.

Пример расчета толщины стены по теплопроводности

При выборе типового или индивидуального проекта застройщик получает комплект документации, необходимый для возведения стен.Силовые конструкции обязательно рассчитываются на прочность с учетом ветровых, снеговых, эксплуатационных, конструкционных нагрузок. Толщина стен учитывает особенности материала каждого слоя, поэтому теплопотери гарантированно будут ниже допустимых норм СНиП. В этом случае заказчик может предъявить претензию к организации, которая занималась проектированием, в случае отсутствия необходимого эффекта при эксплуатации жилого помещения.

Однако при строительстве дачи, садового домика многие собственники предпочитают сэкономить на покупке проектной документации.В этом случае расчеты толщины стен можно произвести самостоятельно. Специалисты не рекомендуют пользоваться услугами на сайтах компаний по продаже строительных материалов, утеплителей. Многие из них завышают в калькуляторах значения теплопроводности стандартных материалов, чтобы представить свою продукцию в выгодном свете. Точно так же ошибки в расчетах чреваты для застройщика снижением комфортности интерьера в холодный период.

Самостоятельный расчет не представляет сложности, используется ограниченное количество формул, используются стандартные значения:

• термическое сопротивление стены — 3.5 и более (по СНиП), это сумма термических сопротивлений всех слоев, входящих в состав несущей стены
• коэффициент теплопроводности строительных материалов — каждый производитель конструкционного материала, светопрозрачных конструкций, утеплителя указывает его без не получится, однако лучше дополнительно свериться с таблицей в нормах СНиП
• термическое сопротивление отдельного слоя стены — вычисляется путем умножения толщины слоя (м) на теплопроводность материала

Например, чтобы привести толщину кирпичной стены в соответствие с нормативным термическим сопротивлением, потребуется коэффициент для этого материала, взятый из таблицы, умножить на норматив термического сопротивления:

0.76 х 3,5 = 2,66 м

Такая крепость неоправданно дорога для любого застройщика, поэтому толщину кладки следует уменьшить до приемлемых 38 см за счет добавления утеплителя:

• облицовка в полкирпича 12,5 см
• внутренняя стена из кирпича 25 см

Термическое сопротивление кирпичной кладки в этом случае составит 0,38/0,76=0,5 ед. Вычитая полученный результат из стандартного параметра, получаем требуемое термическое сопротивление слоя утеплителя:

3.5 — 0,5 = 3 ед.

При выборе базальтовой ваты с коэффициентом 0,039 ед. получаем слой толщиной:

3 х 0,039 = 11,7 см

Отдав предпочтение экструдированному пенополистиролу с коэффициентом из 0,037 ед. уменьшаем слой утеплителя до:

3 х 0,037 = 11,1 см

На практике для гарантированного запаса можно выбрать 12 см, а можно обойтись 10 см с учетом наружная, внутренняя облицовка стен, которые также обладают термическим сопротивлением.Необходимый запас можно получить без применения строительных материалов или утеплителя, изменив конструкцию кладки. Замкнутые пространства воздушных пространств внутри некоторых видов облегченной кладки также обладают термическим сопротивлением.

Их теплопроводность можно узнать из таблицы ниже, расположенной в СНиП.

В последние годы при строительстве дома или его ремонте большое внимание уделяется энергоэффективности.При уже существующих ценах на топливо это очень важно. Более того, кажется, что дальнейшая экономия будет становиться все более важной. Чтобы правильно подобрать состав и толщину материалов в пироге ограждающих конструкций (стены, пол, потолок, крыша), необходимо знать теплопроводность строительных материалов. Эта характеристика указывается на упаковках с материалами, и она необходима еще на этапе проектирования. Ведь нужно решить, из какого материала строить стены, как их утеплять, какой толщины должен быть каждый слой.

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

При выборе стройматериалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одним из ключевых положений является теплопроводность. Он отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое конкретный материал может проводить в единицу времени. То есть чем ниже этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше число, тем лучше рассеивание тепла.

Материалы с низкой теплопроводностью используются для изоляции, с высокой — для передачи или рассеивания тепла. Например, радиаторы делают из алюминия, меди или стали, так как они хорошо передают тепло, то есть имеют высокий коэффициент теплопроводности. Для утепления используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности – они лучше сохраняют тепло. Если объект состоит из нескольких слоев материала, его теплопроводность определяется как сумма коэффициентов всех материалов.При расчете вычисляют теплопроводность каждого из компонентов «пирога», суммируют найденные значения. В целом получаем теплоизоляционную способность ограждающей конструкции (стены, пол, потолок).

Существует еще такое понятие, как тепловое сопротивление. Он отражает способность материала препятствовать прохождению через него тепла. То есть это величина, обратная теплопроводности. И, если вы видите материал с высоким термическим сопротивлением, его можно использовать для теплоизоляции.Примером теплоизоляционных материалов может быть популярная минеральная или базальтовая вата, пенопласт и т. д. Материалы с низким термическим сопротивлением необходимы для рассеивания или передачи тепла. Например, алюминиевые или стальные радиаторы используются для отопления, так как хорошо отдают тепло.

Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов

Чтобы в доме было легче сохранять тепло зимой и прохладу летом, теплопроводность стен, пола и крыши должна быть не ниже определенной цифры, которая рассчитывается для каждого региона.Состав «пирога» стен, пола и потолка, толщина материалов берутся таким образом, чтобы общая цифра была не меньше (а лучше — хотя бы немного больше) рекомендуемой для вашего региона.

При выборе материалов следует учитывать, что некоторые из них (не все) гораздо лучше проводят тепло в условиях повышенной влажности. Если в процессе эксплуатации такая ситуация может возникнуть длительное время, в расчетах используется теплопроводность для этого состояния. Коэффициенты теплопроводности основных материалов, используемых для утепления, приведены в таблице.

Наименование материала	Коэффициент теплопроводности Вт/(м°C)
	Сухой	При нормальной влажности	При повышенной влажности
Войлок шерстяной	0,036-0,041	0,038-0,044	0,044-0,050
Минеральная вата каменная 25-50 кг/м3	0,036	0,042	0,045
Минеральная вата каменная 40-60 кг/м3	0,035	0,041	0,044
Минеральная вата каменная 80-125 кг/м3	0,036	0,042	0,045
Минеральная вата каменная 140-175 кг/м3	0,037	0,043	0,0456
Минеральная вата каменная 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 (полистирол, ППС)	0,036-0,041	0,038-0,044	0,044-0,050
Пенополистирол экструдированный (EPS, 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
Вспененный полиэтилен сшитый	0,031-0,038
Вакуум	0
Воздух +27°С.1 атм	0,026
Ксенон	0,0057
Аргон	0,0177
Аэрогель (аспен аэрогели)	0,014-0,021
Шлак	0,05
Вермикулит	0,064-0,074
Вспененный каучук	0,033
Пробковые листы 220 кг/м3	0,035
Пробковые листы 260 кг/м3	0,05
Маты базальтовые, холсты	0,03-0,04
Буксир	0,05
Перлит, 200 кг/м3	0,05
Перлит вспученный, 100 кг/м3	0,06
Плиты изоляционные льняные, 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 напольное покрытие, 540 кг/м3	0,078
Заглушка техническая, 50 кг/м3	0,037

Часть информации взята из стандартов, предписывающих характеристики тех или иных материалов (СНиП 23-02-2003, СП 50.13330.2012, СНиП II-3-79* (приложение 2)). Те материалы, которые не прописаны в стандартах, можно найти на сайтах производителей. Поскольку стандартов нет, у разных производителей они могут существенно различаться, поэтому при покупке обращайте внимание на характеристики каждого приобретаемого материала.

Таблица теплопроводности строительных материалов

Стены, потолки, пол можно сделать из разных материалов, но так уж сложилось, что теплопроводность строительных материалов обычно сравнивают с кирпичной кладкой… Этот материал знают все, с ним легче ассоциироваться. Наиболее популярными являются схемы, наглядно показывающие разницу между различными материалами. Одна такая картинка есть в предыдущем пункте, вторая — сравнение кирпичной стены и стены из бревна показаны ниже. Именно поэтому для стен из кирпича и другого материала с высокой теплопроводностью выбирают теплоизоляционные материалы. Чтобы облегчить выбор, теплопроводность основных строительных материалов сведена в таблицу.

Наименование материала, плотность	Коэффициент теплопроводности
	сухой	при нормальной влажности	при повышенной влажности
ЦПП (цементно-песчаный раствор)	0,58	0,76	0,93
Известково-песчаный раствор	0,47	0,7	0,81
Штукатурка гипсовая	0,25
Пенобетон, газобетон на цементе, 600 кг/м3	0,14	0,22	0,26
Пенобетон, газобетон на цементе, 800 кг/м3	0,21	0,33	0,37
Пенобетон, газобетон на цементе, 1000 кг/м3	0,29	0,38	0,43
Пенобетон, газобетон на извести, 600 кг/м3	0,15	0,28	0,34
Пенобетон, газобетон на извести, 800 кг/м3	0,23	0,39	0,45
Пенобетон, газобетон на извести, 1000 кг/м3	0,31	0,48	0,55
Оконное стекло	0,76
Арболит	0,07-0,17
Бетон с природным щебнем, 2400 кг/м3	1,51
Бетон легкий с натуральной пемзой, 500-1200 кг/м3	0,15-0,44
Бетон на гранулированном шлаке, 1200-1800 кг/м3	0,35-0,58
Бетон шлакобойный, 1400 кг/м3	0,56
Щебеночно-бетонный, 2200-2500 кг/м3	0,9-1,5
Бетон на топливном шлаке, 1000-1800 кг/м3	0,3-0,7
Пористый керамический блок	0,2
Бетон вермикулитовый, 300-800 кг/м3	0,08-0,21
Керамзитобетон, 500 кг/м3	0,14
Керамзитобетон, 600 кг/м3	0,16
Керамзитобетон, 800 кг/м3	0,21
Керамзитобетон, 1000 кг/м3	0,27
Керамзитобетон, 1200 кг/м3	0,36
Керамзитобетон, 1400 кг/м3	0,47
Керамзитобетон, 1600 кг/м3	0,58
Керамзитобетон, 1800 кг/м3	0,66
керамическая подложка полнотелый кирпич на КПП	0,56	0,7	0,81
Кирпич керамический пустотелый для ЦП, 1000 кг/м3)	0,35	0,47	0,52
Кладка керамического пустотелого кирпича на ЦПУ, 1300 кг/м3)	0,41	0,52	0,58
Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПУ, 1400 кг/м3)	0,47	0,58	0,64
Кирпич силикатный полнотелый для центрального технологического блока, 1000 кг/м3)	0,7	0,76	0,87
Кладка из силикатного пустотелого кирпича на CPR, 11 пустот	0,64	0,7	0,81
Кладка из силикатного пустотелого кирпича на CPR, 14 пустот	0,52	0,64	0,76
Известняк 1400 кг/м3	0,49	0,56	0,58
Известняк 1 + 600 кг/м3	0,58	0,73	0,81
Известняк 1800 кг/м3	0,7	0,93	1,05
Известняк 2000 кг/м3	0,93	1,16	1,28
Песок строительный, 1600 кг/м3	0,35
Гранит	3,49
Мрамор	2,91
Керамзит, гравий, 250 кг/м3	0,1	0,11	0,12
Керамзит, гравий, 300 кг/м3	0,108	0,12	0,13
Керамзит, гравий, 350 кг/м3	0,115-0,12	0,125	0,14
Керамзит, гравий, 400 кг/м3	0,12	0,13	0,145
Керамзит, гравий, 450 кг/м3	0,13	0,14	0,155
Керамзит, гравий, 500 кг/м3	0,14	0,15	0,165
Керамзит, гравий, 600 кг/м3	0,14	0,17	0,19
Керамзит, гравий, 800 кг/м3	0,18
Гипсокартон, 1100 кг/м3	0,35	0,50	0,56
Гипсокартон, 1350 кг/м3	0,23	0,35	0,41
Глина, 1600-2900 кг/м3	0,7-0,9
Глина огнеупорная, 1800 кг/м3	1,4
Керамзит, 200-800 кг/м3	0,1-0,18
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией, 800-1200 кг/м3	0,23-0,41
Керамзитобетон, 500-1800 кг/м3	0,16-0,66
Керамзитобетон на перлитовом песке, 800-1000 кг/м3	0,22-0,28
Кирпич клинкерный, 1800 — 2000 кг/м3	0,8-0,16
Кирпич керамический облицовочный, 1800 кг/м3	0,93
Кладка бутовая средней плотности, 2000 кг/м3	1,35
Гипсокартонные листы, 800 кг/м3	0,15	0,19	0,21
Гипсокартонные листы, 1050 кг/м3	0,15	0,34	0,36
Фанера клееная	0,12	0,15	0,18
ДВП, ДСП, 200 кг/м3	0,06	0,07	0,08
ДВП, ДСП, 400 кг/м3	0,08	0,11	0,13
ДВП, ДСП, 600 кг/м3	0,11	0,13	0,16
ДВП, ДСП, 800 кг/м3	0,13	0,19	0,23
ДВП, ДСП, 1000 кг/м3	0,15	0,23	0,29
Линолеум ПВХ на теплоизоляционной основе, 1600 кг/м3	0,33
Линолеум ПВХ на теплоизоляционной основе, 1800 кг/м3	0,38
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1400 кг/м3	0,2	0,29	0,29
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1600 кг/м3	0,29	0,35	0,35
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1800 кг/м3	0,35
Листы асбоцементные плоские, 1600-1800 кг/м3	0,23-0,35
Ковер, 630 кг/м3	0,2
Поликарбонат (листы), 1200 кг/м3	0,16
Полистиролбетон, 200-500 кг/м3	0,075-0,085
Ракушечник, 1000-1800 кг/м3	0,27-0,63
Стекловолокно, 1800 кг/м3	0,23
Бетонная плитка, 2100 кг/м3	1,1
Плитка керамическая, 1900 кг/м3	0,85
Черепица из ПВХ, 2000 кг/м3	0,85
Известковая штукатурка, 1600 кг/м3	0,7
Штукатурка цементно-песчаная, 1800 кг/м3	1,2

Древесина относится к строительным материалам с относительно низкой теплопроводностью.В таблице приведены примерные данные по разным породам. При покупке обязательно смотрите на плотность и коэффициент теплопроводности. Не все они совпадают с тем, что прописано в нормативных документах.

Наименование	Коэффициент теплопроводности
	Сухой	При нормальной влажности	При повышенной влажности
Сосна, ель поперек волокон	0,09	0,14	0,18
Сосна, ель вдоль волокон	0,18	0,29	0,35
Дуб вдоль волокон	0,23	0,35	0,41
Дуб поперек волокон	0,10	0,18	0,23
Пробковое дерево	0,035
Береза ​​	0,15
Кедр	0,095
Натуральный каучук	0,18
Клен	0,19
Липа (влажность 15%)	0,15
Лиственница	0,13
Опилки	0,07-0,093
Буксир	0,05
Дубовый паркет	0,42
Штучный паркет	0,23
Щит паркет	0,17
Пихта	0,1-0,26
Тополь	0,17

Металлы очень хорошо проводят тепло.Они часто являются мостиком холода в конструкции. И это тоже надо учитывать, исключить непосредственный контакт за счет использования теплоизоляционных слоев и прокладок, которые называются термическим разрывом. Теплопроводность металлов сведена в другую таблицу.

Наименование	Коэффициент теплопроводности		Наименование	Коэффициент теплопроводности
Бронза	22-105		Алюминий	202-236
Медь	282-390		Латунь	97-111
Серебро	429		Железо	92
Олово	67		Сталь	47
Золото	318

Как рассчитать толщину стенки

Чтобы в доме было тепло зимой и прохладно летом, необходимо, чтобы ограждающие конструкции (стены, пол, потолок/кровля) имели определенное термическое сопротивление.Это значение отличается для каждого региона. Это зависит от средних температур и влажности в той или иной местности.

Термическое сопротивление ограждающих конструкций
для регионов России

Чтобы счета за отопление не были слишком большими, строительные материалы и их толщину нужно выбирать так, чтобы их общее термическое сопротивление было не меньше указанного в таблице.

Расчет толщины стен, толщины изоляции, 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 прост. По формуле:

Р — термическое сопротивление;

p – мощность слоя в метрах;

к — коэффициент теплопроводности.

Во-первых, вам нужно определиться с материалами, которые вы будете использовать при строительстве. Причем нужно точно знать, какой материал стен, утепление, отделка и т.д.будет. Ведь каждый из них вносит свой вклад в теплоизоляцию, а в расчете учитывается теплопроводность стройматериалов.

Термическое сопротивление считается сначала конструкционным материалом (из которого будут строиться стены, пол и т.д.), затем толщина выбранного утеплителя подбирается «по остаточному» принципу. Также можно учитывать теплоизоляционные характеристики отделочных материалов, но обычно они идут «в плюс» к основным.Вот так и закладывается некий запас «на всякий случай». Этот резерв позволяет экономить на отоплении, что впоследствии положительно сказывается на бюджете.

Пример расчета толщины утеплителя

Возьмем пример. Собираемся строить кирпичную стену – в полтора кирпича, утеплять будем минеральной ватой. По таблице термическое сопротивление стен для региона должно быть не менее 3,5. Расчет для этой ситуации показан ниже.

Если бюджет ограничен, минеральную вату можно взять 10 см, а недостающее будет покрыто отделочными материалами. Они будут внутри и снаружи. Но если вы хотите, чтобы ваши счета за отопление были минимальными, лучше закончить пуск с «плюсом» к расчетному значению. Это ваш резерв на самые низкие температуры, так как нормы теплостойкости ограждающих конструкций считаются средней температурой за несколько лет, а зимы аномально холодные. Поэтому теплопроводность строительных материалов, используемых для отделки, просто не учитывается.

Повышенная теплопроводность композиционных материалов с фазовым переходом на основе отработанных опилок с расширенным графитом для хранения тепловой энергии | Биоресурсы и биопереработка

FTIR-анализ

FTIR-анализ использовали для оценки химической структуры ПЭГ, отходов опилок и ЭГ. FTIR-спектры (а) ПЭГ, (б) CPCM-4, (c) CPCM-4 с 5% ЭГ и (d) отходов опилок показаны на рис. 2. На рис. 2a показаны два типичных пика ПЭГ составляли соответственно 962 и 2906 см ^-1 .Пик при 962 см ^-1 представляет собой валентные колебания С-Н, а пик при 2906 см ^-1 принадлежит -СН ₂ валентным колебаниям ПЭГ (Qian et al. 2015b). При волновых числах 1109 и 3403 см ^-1 были обнаружены пики валентных колебаний С-О и -ОН соответственно. На рисунке 2d представлен типичный спектр отходов опилок. Из-за наличия в древесине соединений водорода и кислорода, таких как целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин, пики около 3329 и 2280 см ^-1 представляют собой, соответственно, валентные колебания -ОН и -СН ₂ в отходы опилки.На рисунке 2c показаны характерные пики поглощения при волновом числе 1636 см 92 404 -1 92 405 , соответствующие валентным колебаниям C=O. На рис. 2b, c пики валентных колебаний –OH исчезли, что позволяет предположить, что он может образовывать водородную связь, вызванную –OH ПЭГ и отработанных опилок. За исключением некоторых умеренных сдвигов пиков (например, –CH ₂ –OH), основные пики ПЭГ и отходов опилок проявились, как и ожидалось. Результаты показали, что не было обнаружено значительных новых пиков, что указывает на отсутствие химических взаимодействий между ПЭГ и отработанными опилками, что благоприятно с точки зрения стабильности формы композитов.

Рис. 2

FTIR-спектр (а) ПЭГ, (б) МКПК-4, (в) МКПК-4 с 5% ЭГ и (г) отходов опилок

Рентгенодифракционный анализ формоустойчивых CPCM

Рентгенофазовый анализ применялся для исследования кристаллических свойств композитов. На рисунке 3 представлены рентгенограммы (а) ЭГ, (б) ПЭГ, (в) ЦПКМ-4 с 5% ЭГ, (г) ЦПКМ-4 и (д) отходов опилок. Как показано на рис. 3а, крутой пик при 26,5° был приписан кристаллической структуре ЭГ. Два отчетливых крутых пика примерно на 19.3° и 23,2° были отнесены к кристаллу ПЭГ (рис. 3б), а 22,2° — к отходам опилок (кривая д). На рисунке 3d показаны характерные дифракционные пики ПЭГ и отходов опилок. Кроме того, на рис. 3c дифракционные пики, характерные для ПЭГ, отходов опилок и ЭГ, появились одновременно, и явных изменений пиков не наблюдалось. Эти результаты свидетельствуют о том, что кристаллические структуры ПЭГ, отходов опилок и ЭГ не были разрушены при образовании композитного материала с фазовым переходом, состоящего из ПЭГ/отходов опилок и ЭГ, что также свидетельствует об отсутствии значительного взаимного влияния между ПЭГ и ЭГ. отходы опилок и ЭГ.

Рис. 3

Рентгенограммы для (а) ЭГ, (б) ПЭГ, (в) КПКМ-4 с 5% ЭГ, (г) КПКМ-4 и (д) отработанных опилок

Микроструктура формоустойчивых ЦПКМ

На рис. 4 представлены фотографии отходов опилок и ЦПКМ-1-4, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа. На рис. 5 представлена ​​СЭМ-фотография МПКМ-4 с ЭГ. На рис. 4с отчетливо видна микроструктура древесных опилок. Он показывает, что в отработанных опилках образовалась трубчатая структура, а также многочисленные поры на трубке.По сравнению с рис. 4c, d, f видно, что ПЭГ абсорбировался в поры и трубки, что указывает на то, что он равномерно абсорбировался в структуру отходов опилок. На рис. 4i, кроме того, видно, что поры древесных опилок поглотили гораздо больше ПЭГ и что трубчатая структура и поры микроструктуры в древесных опилках исчезли. Однако сравнение рис. 4g, h с рис. 4a, b указывает на отсутствие очевидных изменений в фундаментальной форме, что позволяет предположить, что композиты могут оставаться формостабильными в процессе фазового перехода.

Рис. 4

СЭМ фотографии отходов a (×100), b отходов (×500), c отходов опилок (×800), d CPCM-1 (×800) ), e CPCM-2 (×800), f CPCM-3 (×800), г CPCM-4 (×100), h CPCM-4 (×500) и i ЦПКМ-4 (×800)

Рис. 5

СЭМ фотографии a CPCM-4 с 1% ЭГ (×800), b CPCM-4 с 3% EG (×800), c CPCM-4 с 5% EG (×800) и d CPCM-4 с 5% ЭГ (×5.0к)

На рис. 5 представлены изображения СЭМ ИМПКМ-4 с 1 % ЭГ, ИМПКМ-4 с 3 % ЭГ и ИМПКМ-4 с 5 % ЭГ, демонстрирующие, что ЭГ равномерно распределяется в ИМПКМ-4, что хорошо согласуется с предыдущее исследование показало, что добавление ЭГ может помочь улучшить теплопроводность ПКМ и предотвратить утечку жидкости в композитных материалах с фазовым переходом. Таким образом, в этом исследовании был получен новый формоустойчивый композитный материал с фазовым переходом с повышенной теплопроводностью.

Смачивающие свойства композитного материала с фазовым переходом

Теория поглощения предполагает, что свойства смачиваемости твердых материалов особенно важны во многих областях (Wang et al. 2017). Низкий краевой угол (< 90°) показывает, что твердый материал смачивается. И жидкость будет поглощена твердыми материалами. Краевой угол — это угол, под которым граница раздела жидкость/пар встречается с твердой поверхностью. И это определяется взаимодействиями через три интерфейса (рис.6) (Жэнью и др., 2016).

Рис. 6

Схема контактного угла системы твердое тело–жидкость–пар

$$\it {\cos}\theta = {{\left ({\gamma_{\text{SV}} — \gamma_{\text{SL}}} \right)} \mathord{\left/ {\ vphantom {{\left( {\gamma_{\text{SV}} — \gamma_{\text{SL}} } \right)} {\gamma_{\text{LV}} }}} \right. \kern-0pt} {\gamma_{\text{LV}} }},$$

(1)

где параметры \(\it \gamma_{\text{SV}},\) \(\it \gamma_{\text{SL}},\) и \(\it \gamma_{\text{LV}}\) — соответственно межфазные натяжения твердое тело-пар, твердое тело-жидкость и жидкость-пар, и где θ — краевой угол.Для косвенной оценки характеристик поглощения в этом исследовании были измерены смачивающие свойства различных вспомогательных материалов. Этанольный раствор ПЭГ может быть быстро абсорбирован отходами опилок в течение 2 с, а краевой угол приближается к 0°, что показывает, что отходы опилок обладают хорошей смачиваемостью. Процесс динамического поглощения показан в дополнительном файле 1: Видео S1. В таблице 2 приведены максимальная массовая доля ПЭГ в материалах носителя и время, необходимое для диффузии этанольного раствора с ПЭГ в материалы носителя.Время, необходимое для диффундирования в отработанные опилки, составило 2 с, что значительно меньше, чем у гидроксиапатита (7 с), силиката кальция (10 с), активного угля (11 с), но максимальная массовая доля ПЭГ больше, чем гидроксиапатита (70%), силиката кальция (70%) и активированного угля (70%), что указывает на то, что отходы опилок обладают превосходной смачивающей способностью по сравнению с гидроксиапатитом, силикатом кальция и активированным углем. Результаты подтверждают, что отходы опилок обладают хорошей смачиваемостью и что отходы опилок могут быть потенциальным вспомогательным материалом для абсорбирующих материалов с фазовым переходом.

Таблица 2 Массовая доля ПЭГ и время, необходимое для диффузии этанольного раствора с ПЭГ в материалы носителя

Свойство стабильности формы

Сушильный шкаф использовали для характеристики свойств стабильности формы ПЭГ (рис. 7a), CPCM-4 (рис. 7b) и CPCM-4 с 5% ЭГ (рис. 7c). Каждая заданная температура поддерживалась в течение 30 минут, а для записи результатов использовалась цифровая камера. Как показано на рис. 7, при температуре 70 °C ПЭГ быстро плавился.Напротив, структуры как МКПКМ-4, так и МКПК-4 с 5% ЭГ оставались постоянными. При повышении температуры до 80 °C ПЭГ полностью расплавлялся в жидкость, в то время как УПКМ-4 и УПКМ-4 с 5 % ЭГ оставались твердыми из-за присутствия отходов опилок, которые оказывали существенную поддержку структуре композита. На образцах ЦВКМ-4 и ЦВКМ-4 с 5% ЭГ-бумагой утечки жидкости обнаружено не было, что свидетельствует о том, что масса и структура образцов ЦВКМ-4 и ЦВКМ-4 с 5% ЭГ оставались постоянными как до, так и после термообработки. контрольная работа.

Рис. 7

Формостабильные изображения a PEG, b CPCM-4 и c CPCM-4 с 5% EG

Результаты ясно показывают, что приготовленный композитный материал с фазовым переходом был стабильным по форме без какой-либо утечки жидкости из поддерживающих материалов, что предполагает значительный вклад в область накопления тепловой энергии. Кроме того, что касается испытания циклов нагрева-охлаждения ЦПКМ-4, на рис. 8 видно, что не было явных изменений температур плавления и затвердевания до и после 200 и 1000 циклов нагрева-охлаждения (обозначенных как ЦПКМ-4с). , ЦПКМ-4с ₁ после 200 и 1000 циклов нагрева-охлаждения соответственно).Температура плавления УПКМ-4 до и после 200 и 1000 циклов нагрева-охлаждения составила соответственно 58,1, 59,5 и 58,9 °С, а температура затвердевания УПКМ-4 до и после циклов соответственно 48,6, 48,7 и 48,4 °С. Кроме того, скрытая теплота, необходимая для плавления КПКМ-4 до и после циклов, составляла соответственно 151,1, 143,0 и 126,4 кДж/кг. Скрытая теплота, необходимая для отверждения КПКМ-4 до и после циклов, составила соответственно 140,3 и 133.7 и 117,5 кДж/кг. После циклов энтальпия плавления уменьшилась на 5,4 и 16,4 % соответственно, а энтальпия затвердевания уменьшилась на 4,7 и 16,2 % соответственно. Это указывало на то, что не было обнаружено явных изменений с точки зрения температуры скрытой теплоты и фазового перехода, что подтверждает, что CPCM-4 обладает хорошей термической надежностью.

Рис. 8

Кривые ДСК ЦИКМ-4 до и после 200 или 1000 циклов нагрева-охлаждения

Термические свойства композитных материалов с фазовым переходом

Скрытый фазовый переход и температура CPCM были получены с помощью дифференциального сканирующего калориметра (ДСК).Кривые плавления и затвердевания ДСК (а) ПЭГ, (б) ИМПКМ-1, (в) ИМПКМ-2, (г) ИМПКМ-3 и (д) ИМПКМ-4 показаны на рис. 9. Кроме того, кривые плавления и затвердевания (а) ПЭГ, (б) КПКМ-4 с 5% ЭГ и (в) КПКМ-4 представлены на рис. 10. Термические данные КПКМ представлены в таблице 3.

Рис. 9

Кривые ДСК (а) ПЭГ, (б) МКПК-1, (в) МКПК-2, (г) МКПК-3 и (д) МКПК-4

Рис. 10

Кривые ДСК (а) ПЭГ, (б) МКПК-4 с 5% ЭГ и (в) МКПК-4

Таблица 3 Тепловые характеристики ЦВКМ-1, ЦВКМ-2, ЦВКМ-3, ЦВКМ-4, ЦВКМ-4с, ЦВКМ-4с ₁ , ЦВКМ-4 с 1 % ЭГ, ЦВКМ-4 с 3 % ЭГ, ЦВКМ -4 с 5% ЭГ и ПЭГ

Скрытый фазовый переход считается одним из наиболее важных факторов для оценки способности CPCM аккумулировать тепловую энергию.По сути, теплоемкость КПКМ зависит от содержания ПЭГ в композитах. Более высокое содержание ПЭГ значительно улучшит латентный фазовый переход; однако более высокое содержание ПЭГ также увеличивает вероятность утечки жидкости. В совокупности как содержание ПЭГ, так и свойства формостабильности считаются двумя критическими факторами, которые могут влиять на способность CPCM накапливать тепловую энергию. В данном исследовании максимальная массовая доля ПЭГ в КПКМ составила 80 % без каких-либо утечек жидкости при фазовом переходе (рис.7б). Как показано в таблице 3, температуры плавления ПЭГ и CPCM-1-4 составляли соответственно 59,0, 56,8, 57,2, 57,3 и 58,1 °C, а энтальпия плавления составляла 189,5, 37,8, 76,0, 111,2 и 151,1 кДж/ кг. Температуры отверждения ПЭГ и УПКМ-1-4 составляли соответственно 46,5, 44,9, 45,9, 46,4 и 48,6 °C, а энтальпия отверждения составляла 172,5, 29,1, 69,9, 105,3, 140,3 кДж/кг. Температуры плавления УПКМ-4 с 1 % ЭГ, УПКМ-4 с 3 % ЭГ и УПКМ-4 с 5 % ЭГ составили соответственно 58,1 и 58°С.0 и 58,6 °С. Температуры затвердевания составляли соответственно 48,3, 48,0 и 48,5 °C. Эти результаты показывают, что свойства фазового перехода CPCM-4 с ЭГ очень похожи на свойства смеси ПЭГ, что позволяет предположить, что отходы опилок, ЭГ и ПЭГ совместимы. Энтальпии фазового перехода плавления УПКМ-4, УПКМ-4 с 1 % ЭГ, УПКМ-4 с 3 % ЭГ и УПКМ-4 с 5 % ЭГ составляли соответственно 151,1, 150,1, 148,6 и 145,3 кДж/кг, а их энтальпии фазового перехода при затвердевании составили 140,3, 138.3, 135,2 и 131,4 кДж/кг соответственно. Из-за низкого содержания ЭГ (т.е. 1–5%) энтальпия фазового превращения композитов существенно не уменьшилась, что указывает на то, что теплоаккумулирующая способность существенно не изменилась при низкой массовой доле ЭГ. В композитных материалах с фазовым переходом процесс фазового перехода происходит из ПЭГ, энтальпия фазового перехода CPCM может быть получена по уравнению. (2):

$$\Delta H_{\text{CPCM}} = \Delta H_{\text{PCM}} \times \eta ,$$

(2)

где параметр η – массовая доля ПЭГ в композитах, а ∆H _PCM – энтальпия фазового перехода PCM.

От CPCM-1 до CPCM-4 он показывает, что с увеличением содержания ПЭГ температуры фазового перехода повышаются. Причина может быть объяснена вторым законом термодинамики, применимым в процессе фазового перехода.

$$T = \frac{\Delta H}{\Delta S},$$

(3)

, где T – температура фазового перехода CPCM, Δ H – теплота фазового перехода на единицу массы, а ∆ S – изменение энтропии при фазовом переходе.С увеличением массовой доли ПЭГ ∆ H улучшается, а ∆ S уменьшается. Следовательно, температура фазового перехода снижается. По сравнению с CPCM-1-3 изменение энтропии наименьшее, а энтальпия фазового перехода наибольшая. По этой причине кривые ДСК для CPCM-4 значительно отличаются от CPCM-1-3. Согласно формуле энтропии, энтропия будет больше с массовой долей ПЭГ. По сравнению с ПЭГ, отходы опилок имеют больший коэффициент расширения из-за пористой структуры при фазовом переходе.Как следствие, температура фазового перехода CPCM станет больше.

Переохлаждение как еще один важный параметр в практических приложениях, который следует учитывать. Снижение степени переохлаждения может способствовать процессу фазового перехода. В соответствии с Таблицей 3 степень переохлаждения можно получить как разность температур плавления и затвердевания. На рисунке 11 показана степень переохлаждения для ПЭГ, CPCM-1, CPCM-2, CPCM-3 и CPCM-4.По сравнению с ПЭГ степень переохлаждения КПКМ постепенно снижалась с увеличением массовой доли ПЭГ. Степень переохлаждения ЦВКМ-1, ЦВКМ-2, ЦВКМ-3, ЦВКМ-4, ЦВКМ-4, ЦВКМ-4 с 1 % ЭГ, ЦВКМ-4 с 3 % ЭГ и ЦВКМ-4 с 5 % ЭГ , соответственно, снизились на 4,8, 9,6, 12,8, 24,0, 21,6, 20,0 и 19,2% по сравнению с ПЭГ. Результаты показывают, что степень переохлаждения для оптимального образца можно эффективно снизить до 24,0 % за счет добавления 20 % отработанных опилок.

Рис.11

Степень переохлаждения для ЦВКМ-1, ЦВКМ-2, ЦВКМ-3, ЦВКМ-4

Изменение объема в процессе фазового перехода

Тепловое расширение – это тенденция к изменению формы, площади и объема из-за изменения температуры. Изменение объема PCM происходит во время процесса фазового перехода. Теоретически меньшее изменение объема CPCM больше подходит для хранения тепловой энергии в практических приложениях, потому что большой процент расширения может вызвать повреждение окружающей среды, такое как коррозия, объемная деформация и т. д.В этом исследовании коэффициент объемного расширения определяется следующим уравнением. (4):

$$\gamma_{V} = {{\left({V_{1} — V_{0}} \right)} \mathord{\left/ {\vphantom {{\left( {V_{1} — V_ {0} } \right)} {V_{0} }}} \right. \kern-0pt} {V_{0} }},$$

(4)

где параметры \(\it V_{0}\) и V ₁ — объемы приготовленного образца при комнатной температуре и при 70 °C, выдержанные в течение 30 мин, соответственно.Точно взвешивали 0,6 г отходов опилок, ЦУПМ-1, ЦУПМ-2, ЦУПМ-3, ЦУПМ-4 и ПЭГ. Затем образцы прессовали в цилиндры (диаметр 13 мм) под давлением 15 МПа. В таблице 4 показаны высота, диаметр и объем ( V ₀  = 0,25 ×  π  ×  D ² ₀  ×  В ₀ , В ₁  = 0.25 ×  π  ×  D ² ₁  ×  В ₁ ) изменения для образцов. Коэффициенты объемного расширения отвальных опилок, ЦВКМ-1, ЦВКМ-2, ЦВКМ-3, ЦВКМ-4 и ПЭГ составили соответственно 6,50, 22,02, 23,59, 15,86, 14,22 и 25,64 %. Эти результаты показывают, что коэффициент объемного расширения CPCM-4 намного ниже, чем у ПЭГ, что показывает, что CPCM-4 обладают хорошей термической стабильностью размеров и перспективны для хранения тепловой энергии в практическом применении.

Таблица 4 Изменение высоты, диаметра и объема образцов таблеток

Теплопроводность формостабильного композитного материала с фазовым переходом

Теплопроводность оценивалась с помощью измерителя теплопроводности (TCM) при температуре испытания 24 °C. Как показано в Таблице 5, теплопроводность CPCM-4, CPCM-4 с 1 % ЭГ, CPCM-4 с 3 % ЭГ и CPCM-4 с 5 % ЭГ составляла, соответственно, 0,1156 Вт/(м K), 0,1202 Вт/(м·К), 0,1371 Вт/(м·К) и 0.1431 Вт/(м·К). По сравнению с CPCM-4 теплопроводность CPCM-4 увеличивалась с увеличением содержания ЭГ, что хорошо согласуется с результатами предыдущего исследования (Tang et al., 2015). Наибольшее улучшение на 23,8% было получено в CPCM-4 с 5% ЭГ, что ясно указывает на то, что добавление небольших количеств ЭГ в композиты может значительно повысить теплопроводность. Увеличение теплопроводности, скорее всего, связано с теплопроводной сеткой, образованной ЭГ (Sobolciak et al.2016).

Таблица 5 Теплопроводность КПКМ-4, КПКМ-4 с 1% ЭГ, КПКМ-4 с 3% ЭГ и КПКМ-4 с 5% ЭГ

Термическая стабильность

Термическую стабильность чистых компонентов (ПЭГ и отходы опилок) и готовых композитов (КПКМ-1-4) оценивали с помощью ТГА-анализа, как показано на рис. 12. На кривых отходов опилок около 3 Наблюдалась потеря массы в % поглощенной воды, включая связанную воду и небольшое количество свободной воды.С увеличением массовой доли ПЭГ количество поглощенной воды снижалось. Кривая CPCM-4 не показала поглощенной воды. Быстрая потеря массы отходов опилок, УПКМ-1-4 и ПЭГ происходила при 356,1, 361,5, 384,4, 388,3, 389,6 и 383,0 °С соответственно. CPCM были термически стабильными при температуре ниже 150 °C. В результате полученные в данной работе КПКМ оказались достаточно стабильными при своих рабочих температурах, что обеспечило возможность их практического применения. Результаты ясно показывают, что добавление ПЭГ в отходы опилок может не только улучшить термическую стабильность отходов, но также может повысить влагостойкость отходов, поэтому его использование может применяться в реальном мире.

Рис. 12

ТГ-кривые отвальных опилок, ЦПКМ-1-4 и ПЭГ

(PDF) Повышенная теплопроводность композитных материалов с фазовым переходом на основе отходов опилок с расширенным графитом для хранения тепловой энергии

Страница 11 из 12

Yang et al. Биоресурс. Биопроцесс. (2017) 4:52

потенциальные кандидаты для хранения тепловой энергии в виде форм-

стабильных композитных материалов с фазовым переходом. Используя простые методы пропитки

с использованием отходов опилок в качестве поддерживающего материала, это исследование демонстрирует инновационную технологию

для практического и заметного повышения адсорбционной способности материалов с фазовым переходом.Также подробно обсуждались превосходные характеристики

и новые методы характеризации

.

В будущем различные материалы на биологической основе будут

применяться в области CPCM из-за их нетоксичности,

возможности вторичной переработки, низкой стоимости и экологичности.

А различные свойства CPCM, например,

замедление

интеллектуального реагирования, будут изучаться в будущем направлении исследований.

Сокращения

ПЭГ: полиэтиленгликоль; Например: расширенный графит; CPCM: составная фаза

сменные материалы; TCM: измеритель теплопроводности; FTIR: инфракрасный спектроскоп с преобразованием Фурье

; XRD: рентгеновский дифрактометр; ДСК: дифференциальный сканирующий калориметр

; CPCM-1: 80 % ПЭГ + 20 % отходов композитной фазы опилок

Сменные материалы; CPCM-2: 60% ПЭГ + 40% отходы опилок композитная фаза

сменные материалы; CPCM-3: 40% ПЭГ + 60% отходы композитной фазы опилок

сменные материалы; CPCM-4: 20 % ПЭГ + 80 % отходов опилок композитная фаза

сменные материалы; СЭМ: сканирующий электронный микроскоп;

и

:

межфазное натяжение твердое тело-пар, твердое тело-жидкость и жидкость-пар соответственно; θ:

угол контакта; МПКМ-4с: после 200 циклов нагрева-охлаждения; CPCM-4c1: после

1000 циклов нагрева-охлаждения; η: массовая доля ПЭГ в композитах;

∆HPCM: энтальпия фазового перехода PCM; T: температура фазового перехода

CPCM; ∆H: теплота фазового перехода на единицу массы; ∆S: изменение энтропии

во время фазового перехода.

Вклад авторов

HY и YW разработали исследование, провели эксперименты, проанализировали данные и

подготовили рукопись. ZL, DL, FL, WZ и XD участвовали в обсуждении

. CY, SHH и WHC рассмотрели результаты, помогли в анализе данных и

отредактировали рукопись. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Сведения об авторе

1 Ключевая лаборатория биоматериаловедения и технологии, Министерство образования

, Северо-восточный университет лесного хозяйства, Харбин 150040, Народная Республика

Китая.2 Школа материаловедения и инженерии, Университет им. Сунь Ятсена,

, город

, Гуанчжоу, 510275, Китайская Народная Республика. 3 Guangdong Yihua

Timber Industry Co., Ltd, Гуанчжоу 510000, Китайская Народная Республика.

4 Государственная ключевая лаборатория городских водных ресурсов и окружающей среды, школа

коммунального и экологического строительства, Харбинский технологический институт

, Харбин 150090, Китайская Народная Республика. 5 Кафедра аэронавтики

и астронавтики Национального университета Ченг Кунг, Тайнань 701, Тайвань.

Благодарности

Это исследование было поддержано Фондом фундаментальных исследований для центральных университетов

(2572015EB01) и Национальным фондом естественных наук Китая

(31770605).

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Наличие данных и материалов

Набор данных (графики и таблицы), подтверждающий выводы этой статьи,

доступен.

Дополнительный файл

Дополнительный файл 1: Видео S1. Процесс динамической адсорбции отходов

опилок.

Согласие на публикацию

Не применимо.

Одобрение этики и согласие на участие

Неприменимо.

Финансирование

Фонды фундаментальных исследований для центральных университетов (2572015EB01) и

Национальный фонд естественных наук Китая (31770605).

Примечание издателя

Springer Nature сохраняет нейтралитет в отношении

юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Получено: 3 октября 2017 г. Принято: 27 ноября 2017 г. Appl Therm Eng 99: 1225–1235. https://doi.org/10.1016/j.

applthermaleng.2016.02.026

Cai Y, Sun G, Liu M, Zhang J, Wang Q, Wei Q (2015) Производство и характеристика нановолокон каприн-лаурин-пальмитиновая кислота/электроспиновые SiO2

композит в качестве формостабильного материала с фазовым переходом для хранения/извлечения тепловой энергии

.Солнечная энергия 118: 87–95. https://doi.org/10.1016/j.

соленер.2015.04.042

Chen C, Liu W, Wang Z, Peng K, Pan W, Xie Q (2015) Новая форма стабильной фазы материал с твердым фазовым переходом. Sol Energy Mater Sol Cells

134:80–88. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2014.11.039

Collinson SR, Thielemans W (2010) Каталитическое окисление биомассы до новых материалов

с упором на крахмал, целлюлозу и лигнин.Coord Chem Rev

254 (15–16): 1854–1870. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2010.04.007

Fang G, Li H, Chen Z, Liu X (2010) Подготовка и характеристика огнестойких

композитов н-гексадекан/диоксид кремния в качестве энергия

материалы для хранения. J Hazard Mater 181 (1–3): 1004–1009. https://дои.

org/10.1016/j.jhazmat.2010.05.114

Feng L, Zheng J, Yang H, Guo Y, Li W, Li X (2011) Получение и характеристика

композитов полиэтиленгликоль/активированный уголь в качестве стабилизированные формы

материалы с фазовым переходом.Sol Energy Mater Sol Cells 95 (2): 644–650.

https://doi.org/10.1016/j.solmat.2010.09.033

He L, Li J, Zhou C, Zhu H, Cao X, Tang B (2014) Характеристики фазового перехода

со стабилизированной формой Композиты ПЭГ/SiO2 с использованием методов

с добавлением хлорида кальция и золь-гелевых методов с добавлением температуры. Солнечная энергия 103: 448–455.

https://doi.org/10.1016/j.solener.2014.02.042

Huang Z, Gao X, Xu T, Fang Y, Zhang Z (2014) Измерение тепловых свойств –

и анализ накопления тепла LiNO3/KCl — расширенный графит

композиционный материал с фазовым переходом.Appl Energy 115: 265–271. https://дои.

org/10.1016/j.apenergy.2013.11.019

Khodadadi JM, Fan L, Babaei H (2013) Повышение теплопроводности

коллоидных суспензий на основе наноструктур, используемых в качестве материалов с фазовым переходом

для хранения тепловой энергии: a обзор. Renew Sustain Energy Rev

24:418–444. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.03.031

Lafdi K, Mesalhy O, Elgafy A (2008) Графитовые пены, пропитанные фазой

, заменяют материалы как альтернативные материалы для космической и земной

тепловой энергии приложения для хранения.Углерод 46 (1): 159–168. https://дои.

org/10.1016/j.carbon.2007.11.003

Li H, Lei Z, Liu C, Zhang Z, Lu B (2014) Фотокаталитическая деградация лигнина на

синтезированных наностержнях Ag-AgCl/ZnO под солнечным светом и предварительные

испытания метанового брожения. Биоресурс Технол 175С:494–501. https://

doi.org/10.1016/j.biortech.2014.10.143

Luo H, Ning XA, Liang X, Feng Y, Liu J (2013) Влияние опилок-CPAM на обезвоживаемость текстильного осадка

и отфильтровать свойства пирога.Биоресурс Технол

139:330–336. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2013.04.035

Матео С., Гонсалес дель Кампо А., Канисарес П., Лобато Дж., Родриго М.А., Фернан-

дез Ф.Дж. (2014) Генерация биоэлектричества в себе ‑устойчивое микробное

Сжигание древесины

Сжигание древесины

Снижение воспламеняемости и горючести изделий из древесины основано на химико-физических средствах, воздействующих на разные стадии воспламенения и горения, например:

• тепловые изменения внутренней структуры древесины на молекулярном уровне;
• физико-химические процессы соединений, образующихся при этих изменениях, как внутри древесины, так и в образующихся над ней газах;
• перенос тепла в изделиях из дерева;
• перенос кислорода в реакционные зоны.

В этом разделе рассматриваются следующие темы:

Многие материалы в нашей среде, в том числе изделия из дерева, горят опосредованно в том смысле, что материалы на самом деле не горят, а горение происходит как реакция между кислородом и выделяющимися из материала газами (исключением из этого правила является тлеющее горение обугленная древесина, где кислород непосредственно реагирует с углеродом). Под воздействием тепла древесина легко выделяет вещества, бурно реагирующие с кислородом, что приводит к высокой склонности древесины к воспламенению и горению.

Возгорание и горение древесины в основном основано на пиролизе (т.е. термическом разложении) целлюлозы и реакциях продуктов пиролиза друг с другом и с газами в воздухе, главным образом кислородом. При повышении температуры целлюлоза начинает пиролиз. Продукты разложения либо остаются внутри материала, либо выделяются в виде газов. Газообразные вещества реагируют друг с другом и кислородом, выделяя большое количество тепла, что в дальнейшем вызывает реакции пиролиза и горения.Процессы пиролиза и горения показаны на рисунке 1.

Рис. 1. Схематическое изображение процессов пиролиза и сжигания древесины: а) Внешний нагрев повышает температуру древесины. б) Начинается пиролиз и разрушается химическая структура древесины. Легкие продукты пиролиза улетучиваются с поверхности. в) начинается горение. Продукты пиролиза реагируют с кислородом и выделяют больше тепла, вызывая сильно нарастающую цепную реакцию.

В зависимости от условий окружающей среды (таких как температура, концентрация кислорода, влажность, антипирены, pH и т.), пиролиз древесины может протекать в основном по двум путям, представленным на рис. 2а. Путь смолообразования, протекающий при температуре около 300 °C, связан с нормальным горением древесины. В этом случае при пиролизе образуется много смолы, включающей левоглюкозан, который под действием тепла легко разлагается на горючие газы (см. рис. 2б). Термическое разложение может происходить также путем обугливания. В этом процессе целлюлоза сначала превращается в нестабильную, активную целлюлозу, которая далее разлагается, так что продуктами реакции являются в основном углекислый газ и вода, а остов целлюлозы содержит много углерода (см. рис. 2с).

Рисунок 2. а) Два основных пути реакции термического разложения древесины. б) Расщепление молекул целлюлозы в реакции смолообразования (нормальное горение). в) Расщепление молекул целлюлозы в реакции коксования.

Пиролиз древесины зависит от внешних факторов, таких как способ нагрева, скорость прогрева материала и др. Поэтому изделия из дерева не имеют явной температуры воспламенения, а воспламенение происходит в определенном интервале температур, при котором вероятность воспламенения становится достаточно большой.Температура пилотного воспламенения древесины обычно составляет около 350 °C, тогда как для самовоспламенения требуется температура около 600 °C.

Свойства реакции на огонь, такие как воспламеняемость, тепловыделение и распространение пламени, наиболее важны для огнестойких изделий из древесины. На обугливание как характеристическое свойство огнестойкости также могут влиять, в частности, поверхностные защитные слои.

2.1 Воспламеняемость

Для того чтобы древесина могла воспламениться, ее температура должна подняться настолько высоко, чтобы пиролиз прошел достаточно сильно и начались химические реакции горения.Следовательно, воспламенение деревянного изделия зависит от способа нагревания, то есть от термических свойств материала и способа теплового воздействия на материал.

Факторы, влияющие на воспламенение древесины, в целом хорошо известны: влажная древесина воспламеняется с трудом, тонкие куски древесины воспламеняются легче, чем толстые бревна, легкие породы древесины воспламеняются быстрее, чем тяжелые. Внешними факторами, влияющими на воспламенение, являются интенсивность теплового воздействия и форма его воздействия (т.г. расстояние пламени от поверхности).

Влажность древесины влияет на воспламенение главным образом как поглотитель тепла. Нагрев воды и особенно ее испарение потребляют тепловую энергию. Кроме того, влага увеличивает тепловую инерцию материала.

Воспламенение деревянных изделий различной толщины зависит от их термической толщины. Термически тонкий слой воспламеняется быстрее, чем термически толстый материал.Когда термически тонкое изделие подвергается нагреву с одной стороны, его противоположная сторона к моменту воспламенения нагревается очень близко к температуре облучаемой стороны. В случае термически толстого изделия противоположная сторона не нагревается, а остается при температуре окружающей среды при воспламенении образца. Тепловая толщина практических продуктов находится между термически тонкими и толстыми. Как правило, деревянное изделие является термически тонким, если его толщина не превышает нескольких миллиметров, и термически толстым, если его толщина составляет порядка 10 мм и более.

Зависимость времени до воспламенения tig от внутренних свойств материала при радиационном тепловом воздействии можно описать следующим образом [18,19]:

где ρ , с и к — плотность, удельная теплоемкость и теплопроводность материала соответственно, L ₀ — толщина образца, Т _ig ; – температура воспламенения, T ₀ – температура окружающей среды, – чистый тепловой поток к поверхности образца.

Когда тепловая толщина продукта находится между термически тонким и толстым, показатель степени, описывающий влияние чистого теплового потока q » _{чистого} и разности температур T _ig T ₀ , находится в пределах 1 и 2.

2.2 Тепловыделение и распространение огня

Тепло, выделяющееся при сгорании, является движущей силой пожара: чем больше тепла, выделяемого горящим предметом, тем быстрее распространяется огонь и тем горячее становятся газы и ограничивающие поверхности пожарного ограждения.Таким образом, одной из наиболее существенных величин, характеризующих горение материалов, является скорость тепловыделения, обозначаемая и выражаемая в кВт или МВт.

Помимо внутренней структуры и свойств материала скорость тепловыделения сильно зависит от внешних факторов. Поэтому точные значения для разных материалов дать невозможно. Наиболее важными внешними факторами, оказывающими влияние, являются суммарный тепловой поток к поверхности и концентрация кислорода в окружающей среде, описываемая коэффициентом f (O2).Внутренние свойства материала влияют на теплоту сгорания ∆H _c , теплоту газификации L _v и удельную теплоемкость C . Следующее уравнение показывает скорость выделения тепла на единицу площади горящего материала:

где T _ig — температура воспламенения, а T ₀ — температура окружающей среды. Отмечено, что, помимо поступающего на поверхность теплового потока, также зависят от тепловых потерь с поверхности.

Скорость тепловыделения на единицу площади можно измерить, например, с помощью конусного калориметра [20], описывающего горение в хорошо проветриваемом помещении (ранняя стадия пожара). Полученные результаты описывают свойства тепловыделения материалов, хотя они в некоторой степени зависят от уровня теплового воздействия, используемого в тесте, свойств поверхности, подвергаемой воздействию (в случае древесины, например, волокон, сучков и склонности к растрескиванию). и толщину образца.

При горении дерева пламя распространяется по его поверхности. Распространение пламени можно рассматривать как последовательность воспламенений. Следовательно, распространение пламени определяется теми же факторами, что и возгорание. Тепло, выделяемое зоной горения, влияет на скорость распространения пламени непосредственно от пламени и за счет прогрева пожарного помещения. Таким образом, факторы, определяющие скорость тепловыделения, существенны и для распространения пламени.

2.3 Обугливание

При горении изделия из древесины с постоянной скоростью тепловыделения на единицу площади граница между пиролизованным материалом и неповрежденной древесиной, т.е.е. фронт пиролиза переходит в древесину вглубь. Поскольку всю пиролизную древесину можно считать обугленной, скорость обугливания β соответствует скорости распространения фронта пиролиза. Скорость обугливания является существенной величиной для огнестойкости деревянных конструкций, так как древесина под слоем обугливания сохраняет свои первоначальные свойства.

Важными факторами скорости обугливания древесины являются плотность ρ , внешний тепловой поток и влажность w [21].Скорость обугливания уменьшается с увеличением плотности по степенному закону, где υ находится между 0,5 и 1 ( υ = 0,5 получается при изучении только теплопередачи, а υ = 1 соответствует модели, учитывающей только сохранение массы). Скорость обугливания линейно возрастает с внешним тепловым потоком, . Приблизительная зависимость между скоростью обугливания и содержанием влаги такова.

Типичное значение скорости обугливания древесины составляет примерно 0.5 — 1 мм/мин. В таблице 3 показаны расчетные значения скорости обугливания для различных изделий из древесины, представленные в европейских стандартах проектирования EN 1995-1-2 [22,23].

Огнезащитные составы обычно не сильно влияют на скорость обугливания [24]. Тем не менее, выход угля обычно значительно увеличивается, что может способствовать защите древесного ядра. Защитные покрытия обычно могут эффективно предотвращать воспламенение и обугливание древесины.

Таблица 3.Расчетные нормы обугливания изделий из древесины [22]. Обозначения: ρ _k = характеристическая плотность, d = толщина, β ₀ = расчетная скорость обугливания для одномерного обугливания при стандартном воздействии огня, β _n = расчетная расчетная скорость обугливания при стандартном пожаре воздействие.

2.4 Дымообразование и токсичность

Дым, образующийся при пожаре, состоит из мелких, в основном углеродосодержащих частиц, снижающих видимость.Высокое задымление на начальных стадиях пожара очень вредно с точки зрения пожарной безопасности зданий, поскольку оно создает опасность аварийного выхода из-за снижения видимости и раздражающего и выводящего из строя воздействия дымовых газов. Производство дыма зависит от горящего материала, но также важны внешние факторы, такие как тип пожара (пламя / тление) и подача кислорода.

По сравнению с пластиком дымообразование изделий из дерева незначительно.В условиях хорошей вентиляции дымообразование древесины обычно составляет около 25 100 м 92 404 2 92 405 /кг, в то время как изделия из пластика выделяют сотни или тысячи м 92 404 2 92 405 /кг дыма.

Распространено мнение, что антипирены увеличивают дымовыделение древесины. Это может иметь место, поскольку антипирены могут вызывать неполное сгорание, но также могут уменьшить дымообразование. Справедлива поговорка «Нет дыма без огня»: если огнезащитная обработка препятствует горению достаточно хорошо, дымообразование также снижается.

Основными продуктами горения являются углекислый газ и вода, но могут выделяться и другие химические соединения. Если эти соединения токсичны, они препятствуют выходу жильцов из горящего здания. Основной причиной интоксикации при пожарах является угарный газ (СО). Это доминирующий токсичный продукт горения древесины. Образование CO сильно зависит от вентиляции: при сжигании с хорошей вентиляцией образуется значительно меньше CO (менее 10 г/кг горящего материала), чем при сжигании с контролируемым кислородом, при котором образование CO составляет порядка 100 г/кг горящего материала.Также существенным фактором является температура, так как она оказывает сильное влияние на протекание химических реакций при горении.

Производство токсичных газов изделиями из дерева с улучшенными огнезащитными характеристиками зависит от веществ, используемых в качестве антипиренов. Поэтому необходимо следить за возможными токсичными продуктами горения и удерживать их выделение в допустимых пределах.

---

---

Тепловые свойства неметаллов | Инженерный справочник и онлайн-инструменты

Связанные ресурсы: передача тепла

Тепловые свойства неметаллов

Проектирование и проектирование теплопередачи
Инженерные металлы и материалы
Теплопроводность, обзор теплопередачи

Термические свойства неметаллов

Проводимость: теплопередача происходит с меньшей скоростью через материалы с низкой теплопроводностью, чем через материалы с высокой теплопроводностью.Соответственно, материалы с высокой теплопроводностью широко используются в радиаторах, а материалы с низкой теплопроводностью используются в качестве теплоизоляции. Теплопроводность материала может зависеть от температуры. Величина, обратная теплопроводности, называется термическим сопротивлением.

Плотность: Плотность или, точнее, объемная массовая плотность вещества – это его масса на единицу объема.

Удельная теплоемкость: теплота, необходимая для повышения температуры единицы массы данного вещества на заданную величину (обычно на один градус).

Материал	Проводимость Вт/м-°C	Плотность кг/м 3	Удельная теплоемкость Дж/кг-°C
АБС-пластик	0,25	1,014 x 10 3	1,26 x 10 3
Ацетали	0.3	1,42 x 10 3	1,5 x 10 3
Акрил	0,06	1,19 x 10 3	1,5 x 10 3
Алкиды	0,85	2,0 x 10 3	1.3 x 10 3
Глинозем, 96%	21,0	3,8 x 10 3	880,0
Глинозем, чистый	37,0	3,9 x 10 3	880,0
Асбест, асбестовые листы	0.166	—	—
Асбест, цемент	2,08	—	—
Асбест, цементные плиты	0,74	—	—
Асбест, рифленый, 4 слоя/дюйм	0.087	—	—
Асбест, войлок, 20 л/дюйм	0,078	—	—
Асбест, войлок, 40 лм/дюйм	0,057	—	—
Асбест, неплотно упакованный	0.154	520,0	—
Асфальт	0,75	—	—
Бакелит	0,19	—	—
Шерсть бальзамовая 2,2 фунта/фут 3	0.04	35,0	—
Бериллия, 99,5%	197,3	—	—
Кирпич, Строительный кирпич	0,69	1,6 x 10 3	—
Кирпич, карборундовый кирпич	18.5	—	—
Кирпич, хромированный кирпич	2,32	3,0 x 10 3	—
Кирпич, Диатомит	0,24	—	—
Кирпич, лицевой кирпич	1.32	2,0 x 10 3	—
Кирпич шамотный	1,04	2,0 x 10 3	—
Кирпич магнезитовый	3,81	—	—
Углерод	6.92	—	—
Картон, Целотекс	0,048	—	—
Гофрированный картон	0,064	—	—
Цемент, Раствор	1.16	—	—
Цемент, портленд	0,29	1,5 x 10 3	—
Бетон, пепел	0,76	—	—
Бетон, камень 1-2-4 смесь	1.37	2,1 x 10 3	—
Пробка, пробковая плита, 10 фунтов/фут 3	0,043	160,0	—
Пробка молотая	0,043	150,0	—
Пробка регранулированная	0.045	80,0	—
Алмаз, пленка	700,0	3,5 x 10 3	2,0 x 10 3
Алмаз, тип IIA	2,0 x 10 3	—	—
Алмаз, тип IIB	1.3 x 10 3	—	—
Диатомит	0,061	320,0	—
E-стекловолокно	0,89	2,54 x 10 3	820.0
Эпоксидная смола, высоконаполненная	2.163	—	—
Эпоксидная смола, без наполнителя	0,207	—	—
Войлок, волосы	0,036	265,0	—
Войлок, шерсть	0.052	330,0	—
Изоляционная плита из волокна	0,048	240,0	—
FR4 Эпоксидное стекло, 1 унция меди	9.11	—	—
FR4 Эпоксидное стекло, 2 унции меди	17.71	—	—
FR4 Эпоксидное стекло, 4 унции меди	35,15	—	—
FR4 Эпоксидное стекло, без меди	0,294	1,9 x 10 3	1,15 x 10 3
Стекло боросиликатное	1.09	2,2 x 10 3	—
Стекло, пирекс	1,02	2,23 x 10 3	837.0
Стекло, окно	0,78	2,7 x 10 3	—
Стекло, Шерсть, 1.5 фунтов/фут 3	0,038	24,0	—
Инсулекс, сухой	0,064	—	—
Капок	0,035	—	—
Каптон	0.156	—	1,09 x 10 3
Магнезия, 85%	0,067	270,0	—
Слюда	0,71	—	—
Майлар	0.19	—	—
Нейлон	0,242	1,1 x 10 3	1,7 x 10 3
Фенольная, на бумажной основе	0,277	—	—
Фенопласт, обычный	0.519	—	—
Гипс, гипс	0,48	1,44 x 10 3	—
Штукатурка, металлическая рейка	0,47	—	—
Штукатурка, деревянная рейка	0.28	—	—
Оргстекло	0,19	—	—
Поликарбонат	0,19	1,2 x 10 3	1,3 x 10 3
Полиэтилен высокой плотности	0.5	950,0	2,3 x 10 3
Полиэтилен низкой плотности	0,35	920.0	2,3 x 10 3
Полиэтилен средней плотности	0,4	930.0	2.3 x 10 3
Полистирол	0,106	—	—
Поливинилхлорид	0,16	—	—
Пирекс	1,26	—	—
Минеральная вата, 10 фунтов/фут 3	0.04	160,0	—
Минеральная вата, неплотно упакованная	0,067	64,0	—
Каучук, бутил	0,26	—	—
Резина, твердая	0.19	—	—
Резина, силикон	0,19	—	—
Резина, мягкая	0,14	—	—
Опилки	0.059	—	—
S-стекловолокно	0,9	2,49 x 10 3	835.0
Силикатный аэрогель	0,024	140,0	—
Силикон, 99.9%	150,0	2,33 x 10 3	710.0
Силиконовая смазка	0,21	—	—
Камень, гранит	2,8	2,64 x 10 3	—
Камень, известняк	1.3	2,5 x 10 3	—
Камень, мрамор	2,5	2,6 x 10 3	—
Камень, песчаник	1,83	2,2 x 10 3	—
Пенополистирол	0.035	—	—
Тефлон	0,22	—	1,04 x 10 3
Древесная стружка	0,059	—	—
Дерево, поперечное зерно, бальза, 8.8 фунтов/фут 3	0,055	140,0	—
Древесина, поперечное зерно, кипарис	0,097	460,0	—
Древесина, поперечное зерно, пихта	0,11	420,0	—
Древесина, поперечное зерно, клен	0.166	540,0	—
Древесина, поперечное зерно, дуб	0,166	540,0	—
Древесина, поперечное зерно, белая сосна	0,112	430,0	—
Древесина, поперечное зерно, желтая сосна	0.147	640,0	—
Оксид алюминия, Al 2 O 3 , 99,5%	32,0	—	—
Оксид алюминия, Al 2 O 3 , 96%	21,5	—	—
Оксид алюминия, Al 2 O 3 , 90%	12.0	—	—

Преобразование теплопроводности:
1 кал/см ² /см/сек/°C = 10,63 Вт/дюйм — °C

117 БТЕ/(ч-фут F) x (0,293 Вт-ч/БТЕ) x (1,8F/C) x (фут/12 дюймов) = 5,14 Вт/дюйм — °C
или
117 БТЕ/(час-фут-F) x 0,04395 ватт-час-F-фут/(БТЕ=°C — дюйм) = 5,14 Вт/дюйм-°C

Связанный:

Измерение теплопроводности эпоксидных композитов, наполненных древесной пылью сосны

Ключевые слова: Аппарат Ли, эпоксидно-сосновый древесно-пылевой композит, теплопроводность, анализ погрешности

Американский журнал машиностроения , 2014 2 (4), стр 114-119.
DOI: 10.12691/ajme-2-4-3

Поступила в редакцию 14.07.2014 г.; Отредактировано 25 августа 2014 г.; Принято 04 сентября 2014 г.

Copyright © Издательство «Наука и образование», 2013 г. Все права защищены.

1. Введение

Включение натуральных волокон в полимер в настоящее время является стандартной технологией для улучшения изоляционных и механических свойств полимера.В наши дни волокна, получаемые из древесины, животных, листьев, трав и других природных источников, обычно используются в качестве армирующих материалов в композитах, используемых для различных применений, таких как автомобилестроение (внутри и снаружи), строительство, судоходство и упаковочная промышленность и т. д. из-за их необычных свойств. свойства по сравнению с другими синтетическими волокнами. Достижения в технологии производства композитов, армированных натуральным волокном, позволили автомобильной промышленности использовать эти композиты для внутренней отделки. Помимо экологических преимуществ, по сравнению с композитами из стекловолокна, композиты, армированные натуральным волокном, с эквивалентными характеристиками имеют более высокое содержание волокна, что приводит к меньшему загрязнению синтетической полимерной матрицей и гораздо меньшему весу, что снижает количество топлива для вождения в автомобильных приложениях.Композит из натуральных волокон находит широкое применение в повседневной жизни. Например, джут является распространенным армирующим материалом для композитов в Индии. Джутовые волокна с полиэфирными смолами используются в зданиях, лифтах, трубах и панелях. Композиты из натуральных волокон также могут быть очень экономичным материалом для применения в строительстве (например, стены, потолок, перегородки, оконные и дверные рамы), устройствах хранения (например, емкости для биогаза, почтовые ящики и т. д.), мебели (например, стул, стол, инструменты и т.), электронные устройства (внешняя отливка мобильных телефонов), детали салона автомобилей и железнодорожных вагонов (внутренние крылья и бамперы), игрушки и другие разнообразные изделия (шлемы, чемоданы). За последние несколько лет был проведен ряд исследовательских работ по замене обычного синтетического волокна композитами из натурального волокна. Например, конопля, сизаль, сосна, тик, джут, хлопок, лен и ракитник являются наиболее часто используемыми волокнами для армирования таких полимеров, как полиолефины, полистирол и эпоксидные смолы.Кроме того, такие волокна, как сизаль, джут, койра, пальмовое масло, бамбук, багасса, пшеничная и льняная солома, отходы шелка и банана, зарекомендовали себя как хорошие и эффективные армирующие материалы в термореактивных и термопластичных матрицах.

2. Обзор литературы

Эффективная теплопроводность является важной характеристикой теплообменных свойств материалов. Температурное поле в композиционных материалах невозможно определить, если не известны теплопроводности сред. Для определения точного значения этого параметра были разработаны многочисленные теоретические и экспериментальные подходы.Рассел ^[1] разработал одну из первых модельных систем, используя электрическую аналогию, предполагая, что дискретная фаза представляет собой изолированные кубы одинакового размера, диспергированные в матричном материале, и что изотермические линии являются плоскостями. Maxwell ^[2] изучал эффективную теплопроводность гетерогенных материалов. Эффективная теплопроводность случайной суспензии определялась для сферы в сплошной среде путем решения уравнения Лапласа. Баширов и Селенью ^[3] разработали уравнение для случая, когда частицы имеют сферическую форму, а две фазы изотропны.В реальном композиционном материале изотермические поверхности имеют очень сложную форму и не могут быть определены аналитически. Таким образом, модели, используемые для расчета теплопроводности, представляют собой сильно упрощенные модели реальных сред. Stein hagen ^[4] рассмотрел теплопроводность древесины от -40°C до 100°C и обнаружил, что теплопроводность древесины увеличивается в линейном диапазоне. образом с температурой и плотностью. Небольшая разница была обнаружена между его значением в тангенциальном и радиальном направлениях.Ю и др. ^[5] измерили теплопроводность композита полистирол-нитрид алюминия и обнаружили, что теплопроводность композитов была выше при размере частиц полистирола 2 мм, чем при размере частиц 0,5 мм. Фу и др. ^[6] предсказал эффективную теплопроводность полимерных композитов, армированных коротким волокном. Было замечено, что теплопроводность композитов увеличивается с (увеличением или уменьшением) средней длины волокна, но уменьшается со средним углом ориентации волокна по отношению к измеренному направлению.Behzad и Sain ^[7] определили теплопроводность полимерного композита, армированного конопляным волокном, при различных объемных долях волокна. Чтобы подтвердить экспериментальные результаты, эксперименты по нагреву были смоделированы с помощью модели конечных элементов (FEM) с использованием значений теплопроводности, полученных в результате эксперимента, и было обнаружено хорошее соответствие между полученными результатами и моделями. Хан и др. ^[8] исследовал теплопроводность композитов на основе эпоксидной смолы с добавлением наполнителей из нитрида бора (BN) разного размера.Они пришли к выводу, что при низких и умеренных концентрациях наполнителя размер наполнителя не имеет решающего значения для теплопроводности композитов. Абдул Разак и др. ^[9] изучал электрические и термические свойства эпоксидно-сажевых композитов. Они обнаружили, что эпоксидно-сажевые композиты обладают лучшими термическими свойствами, чем чистая эпоксидная смола. Сингх и др. ^[10] разработал теоретическую модель для прогнозирования эффективной теплопроводности металлополимерных композитов.Наблюдалось хорошее совпадение расчетных значений с ранее полученными экспериментальными данными. Также было проведено сравнение предложенного соотношения с моделями Льюиса и Нильсена. Муника и др. ^[11] экспериментально исследовал теплопроводность методом защищенного тепломера. Результаты показали, что теплопроводность композита уменьшалась с увеличением содержания волокна, а в отношении температуры наблюдалась прямо противоположная тенденция. Вейше и др. ^[12] использовали искусственные нейронные сети (ИНС) для прогнозирования эффективной теплопроводности пенополистирола с определенной температурой и влажностью.Экспериментальные данные использовались для обучения и тестирования ИНС. Было обнаружено, что результаты, полученные методом ИНС, хорошо согласуются с экспериментальными данными. Ци и др. ^[13] исследовал теплопроводность композитных панелей горячего прессования с различными пропорциями сладкого сорго и полиэтилена высокой плотности (ПЭВП). Результаты показали, что теплопроводность увеличивается линейно с температурой и плотностью, но нелинейно с увеличением содержания ПЭВП.Prisco ^[14] экспериментально исследовала теплопроводность наполненного древесной мукой (WF) полиэтиленового композита высокой плотности (Wood Plastic Composite, WPC). Экспериментальные результаты показали, что теплопроводность композита уменьшается с увеличением содержания наполнителя и содержания ВФ. Деванган и др. ^[15] разработал простую трехмерную модель конечных элементов для прогнозирования теплопроводности полиэфирного композита, наполненного микрочастицами рисовой шелухи, который является биоразлагаемым и имеет хороший потенциал естественного армирования.Моделирование сравнивалось с измеренным значением эффективной теплопроводности, полученным из других установленных корреляций, таких как правило смешения, модели Максвелла и модель Рассела. Они также обнаружили, что эффективная теплопроводность полиэфирного композита снижается с увеличением концентрации наполнителя. Reddy et al. ^[16] изучали теплопроводность наполненного коровьим навозом гибридного стекло-полиэфирного композита в зависимости от содержания порошка коровьего навоза. Было обнаружено, что теплопроводность гибридного стеклополиэфирного компонента, наполненного коровьим навозом, ниже, чем композита, армированного стекловолокном.

3. Область применения/задачи

Принимая во внимание приведенный выше обзор, в настоящей работе была предпринята попытка разработать композиты эпоксидной смолы с различным содержанием сосновой древесной пыли. Целями этого расследования являются

1. Измерение теплопроводности с помощью прибора Ли

2. Полученные результаты можно сравнить с результатами различных теоретических моделей.

3. Наконец, процент ошибок должен быть оценен для экспериментальных результатов для каждого композита по отношению к теоретическим значениям.

4. Модели теплопроводности

Было предложено множество теоретических и эмпирических моделей для прогнозирования эффективной теплопроводности двухфазных смесей. Для двухкомпонентного композита простейшей альтернативой было бы размещение материалов параллельно или последовательно по отношению к тепловому потоку, что дает верхнюю и нижнюю границы эффективной теплопроводности, как объяснено в уравнениях 1 и 2.

Модель серии (правило смешения) :

(1)

Где c-композит, m-матрица, f-наполнитель, Φ-объемная доля наполнителя и K-теплопроводность

Параллельная модель :

(2)

Где — Теплопроводность композита, К _м — Теплопроводность матрицы, К _f — Теплопроводность наполнителя и Φ — объемная доля наполнителя.Было обнаружено, что большинство экспериментальных результатов находятся между этими двумя моделями. Однако модель нижней границы обычно ближе к экспериментальным данным по сравнению с правилом смешения, которое привело к ряду различных моделей, полученных из модели основного ряда.

Рассел модель :

Рассел ^[1] разработал одну из первых моделей систем, используя электрическую аналогию. Предполагая, что дискретная фаза представляет собой изолированные кубы одинакового размера, диспергированные в материале матрицы, а изотермические линии представляют собой плоскости, уравнение для теплопроводности композита было получено с помощью последовательно-параллельной сети.

(3)

Модель Maxwell :

Maxwell ^[2] разработал первую теоретическую модель для двухфазной системы. Эффективная теплопроводность композита определяется путем рассмотрения сферических наполнителей, случайно распределенных в сплошной матрице. Он предположил, что эти наполнители распределяются в матрице, не взаимодействуя между собой термически. Полученное уравнение:

(4)

Baschirow и Selenew модель :

Baschirow и Selenew ^[3] разработали следующее уравнение для случая, когда частицы имеют сферическую форму, а две фазы изотропны:

(5)

Где

5.Детали эксперимента

5.1. Материалы

Эпоксидная смола (LY 556) и соответствующий отвердитель (HY 951) были смешаны в соотношении 10:1 по весу и поставлялись компанией Hindustan Ciba Geigy (India) Ltd. В качестве наполнителя была выбрана древесная пыль сосны в основном для его очень низкая теплопроводность (0,068 Вт/м- ⁰ К) и низкая плотность (0,52 г/см3). Он также является возобновляемым, экологически чистым, доступным по низкой цене, нетоксичным и в основном считается отходами.

5.2.Подготовка композита

Для подготовки образцов композита для измерения теплопроводности с помощью аппарата Ли была изготовлена ​​форма диаметром 110 мм и толщиной 5 мм из листа нержавеющей стали. Эту форму помещали в перевернутом положении на лист майлара, помещенный на дно формы. Форма была покрыта воском, а силиконовый спрей использовался в качестве разделительного агента для легкого удаления образца. Эпоксидную смолу, отверждаемую при низкой температуре, и соответствующий отвердитель смешивали в соотношении 10:1 по весу, как рекомендовано.Частицы сосновой древесной пыли (PWD) со средним размером 150 мкм армировали эпоксидной смолой (плотность 1,1 г/см3) для приготовления композитов. Изготовление этих композитных плит было выполнено традиционным методом ручной укладки. Литой композит отверждался под нагрузкой около 50 кг в течение 24 часов, после чего его извлекали из формы. Затем эта повязка подвергалась постотверждению на воздухе еще 24 часа. Были изготовлены образцы диаметром 110 мм и толщиной 5 мм.

Рис. Ур 1 . Образцы с различным процентным содержанием древесной пыли

5.3. Экспериментальная установка

Испытание на теплопроводность проводится с помощью дискового устройства Ли, как показано на рис. 2. Никелевый диск (N) подвешивается к штативу с помощью трех веревок. Создается нагревательная камера (H) с возможностью прохождения пара внутрь и наружу. Металлический диск (M) помещается на верхнюю часть нагревательной камеры (H). Диск с образцом (S) помещается между металлическим диском и никелевым диском. В никелевом диске (N) и металлическом диске (М) сделаны два отверстия для вставки термометров для измерения температуры.Экспериментальная установка также показана на рисунке 3.

Рис. Ур 2 . Схема устройства диска Ли.

Рис. Ур 3 . Экспериментальная установка дискового аппарата Ли

5.4. Рабочая процедура

Первоначально массу никелевого диска (N) измеряли с помощью весов. Диаметр образца определяли штангенциркулем, а толщину измеряли штангенциркулем.После этого

•  Нагреватель (H) был запущен путем подачи пара через нагревательную камеру. Температуры T ₁ и T ₂ регистрировались с регулярным интервалом в 5 минут, пока они не достигли установившегося состояния.

•  Затем отключили подачу пара и извлекли никелевый диск (N) и образец или диск для образца (S). К никелевому диску (N) вместе с образцом (S) подавали тепло с помощью горелки Бунзена (показана на рис. 4) так, чтобы никелевый диск вместе с образцом нагрелся до температуры на 10 ⁰ C выше стационарной. температура T ₂ .После этого горелку Бунзена удаляли и давали никелевому диску (N) остыть. Температуры регистрировались каждые полминуты до тех пор, пока температура не упадет примерно на 10°C по сравнению с установившейся температурой T ₂ .

• График изменения температуры никелевого диска в зависимости от времени охлаждения показан на рис. 5. Касательная проведена при установившейся температуре T ₂ . Таким образом, наклон этой касательной дает скорость охлаждения при установившейся температуре T ₂ .

Рис. Ур 4 . Подвод тепла к диску с помощью горелки Бунзена

6. Измерение теплопроводности

Теплопроводность — это свойство материала, которое описывает скорость, с которой тепло течет внутри тела при заданном изменении температуры.

Скорость тепла, проводимого через образец или образец, составляет

.

(6)

Где L — толщина образца, A — площадь поперечного сечения образца, K — теплопроводность, Q — скорость теплопередачи и (T ₁ -T ₂ ) – разница температур.

Скорость потери тепла никелевым диском (N) в окружающую среду в установившемся режиме составляет

(7)

Где m – масса никелевого диска (Н), c – удельная теплоемкость латунного диска (B) и ( ) – скорость его охлаждения при Т ₂

Сравнение уравнений 6 и 7

(8)

и (T ₁ -T ₂ ) вычисляется с помощью дискового аппарата Ли.Зная исходное значение массы никелевого диска (Н), удельной теплоемкости никелевого диска, толщины образца и площади поперечного сечения образца, рассчитывают теплопроводность.

7. Результаты и обсуждение

Кривая скорости охлаждения композита в зависимости от времени и температуры показана на рис. ) также показан на рисунке 6.На этом рисунке показано, что введение сосновой древесной пыли приводит к снижению теплопроводности эпоксидной смолы и тем самым улучшает ее изоляционные свойства. Это снижение могло быть связано с воздушными пустотами, образующимися при приготовлении композита, а также с тем, что теплопроводность сосновой древесной пыли меньше, чем теплопроводность эпоксидной смолы. Поэтому увеличение процентного содержания сосновой древесной пыли снижает теплопроводность композита. Форма древесной пыли сосны предполагается сферической, в то время как на практике они имеют неправильную форму.Хотя распределение древесной пыли сосны в теле матрицы предполагается упорядоченным, на самом деле в смоле она рассеяна практически беспорядочно. При добавлении 6,5 об. %, 11,3 об. %, 26,8 об. % и 35,9 об. % сосновой древесной пыли теплопроводность эпоксидной смолы снизилась на 39,4 %, 43,8 %, 54 % и 58,1 % соответственно. Значения теплопроводности композита с двумя компонентами: эпоксидной смолой и ПВД ​​приведены в таблице 1.

Рис. Ур 5 . Скорость охлаждения композита (кривая время-температура)

Рис. Ур 6 . Теплопроводность эпоксидных композитов в зависимости от содержания наполнителя

Таблица 1. Измеренные значения теплопроводности композитов различного состава

Эффективные значения теплопроводности, полученные в результате экспериментальной работы для эпоксидных композитов с наполнителем из частиц с различной долей сосновой древесной пыли, сравниваются с несколькими моделями теплопроводности, как показано на рисунке 7.Замечено, что экспериментальные результаты и все четыре модели близки друг к другу при низком содержании клетчатки. Также было обнаружено, что теплопроводность, полученная из экспериментов и четырех теоретических моделей, уменьшалась с увеличением объемной доли сосновой древесной пыли. Далее отмечается, что модели Максвелла, модели Рассела и модели Баширова и Селенью завышают значение теплопроводности; Правило смеси завышает значение до 26,8 объемной доли, после чего занижает по отношению к опытному.При сравнении установлено, что погрешности всех четырех вышеперечисленных моделей по отношению к экспериментальным лежат в пределах от 0,6 до 28,6 %, от 53,2 до 58,7 %, от 55,45 до 63,47 % и от 34,21 до 47,06 % соответственно. Значения теплопроводности и процент погрешности, связанные с каждым методом для индивидуального композита с двумя компонентами, т. е. эпоксидной смолой и сосновой древесной пылью, приведены в Таблице 2 и Таблице 3 соответственно.

Рис. Ур 7 . Сравнение теплопроводности различных моделей с экспериментальными значениями и различным содержанием наполнителя

Таблица 2. Значения теплопроводности композитов, полученных разными методами

Таблица 3. Процентные ошибки относительно экспериментального значения

8. Выводы

Из приведенного выше анализа можно сделать следующие выводы

•  Отходы окружающей среды, такие как сосновая древесная пыль, могут быть успешно использованы для приготовления композитов.

•  Композиты из ПВД обладают меньшей теплопроводностью, что позволяет использовать их в качестве изоляторов.

• Установлено, что теплопроводность композитов из ПВД снижается с увеличением содержания наполнителя.

•  Благодаря улучшенным изоляционным свойствам эти композиты могут использоваться в таких областях, как изоляционные плиты, компоненты самолетов, потолки крыш, автомобильные компоненты и мебель и т. д.

Ссылки

9512 [10]0404

[1]	Рассел Х.В.«Принципы теплового потока в пористой изоляции». J Am Ceram Soc. Vol.18 (1), 1935.
	в статье
[2]	Maxwell JC. «Договоры об электричестве и магнетизме», 3 rd ed. Нью-Йорк: Довер; 1954.
	в статье
[3]	Baschirow AB, Манукианам.Теплопроводность полимеров при различных температурах и давлениях. мех. Полим 1974; 3: 564.
	в статье
[4]	Steinhagen HP, «Теплопроводность Свойства древесины, зеленый или сухой, от -40 ° C до + 100 ° C: обзор литературы». В: Ген. техн. RE FPL-09, U.S. Департамент сельского хозяйства лесной службы, лесных изделий Лаборатория, Мэдисон В.И., 1977.
	в статье
			[5]
Ю, С.Z., Hing, P. и Hu, X., «Теплопроводность композита полистирол-нитрид алюминия», Composites, Part A-Appl. науч. Произв. Том. 33(2), 2002, стр. 289-292.
	в статье		Crossref
[6]
[6]
[6]
Fu, S. Y. и Mai, Y.W., «Тепловая проводимость смешиваемого короткого волокна армированного полимерных композитов», — j. Polymer Sci., Vol.(88), 2003, стр. 1497-1505.
	В арт.и Сайн, М., «Измерение и прогнозирование теплопроводности композитов, армированных конопляным волокном», Polymer Eng. науч. Том. 47 (7), 2007, стр. 977-83.
	в статье		Crossref
9512
[8]
HAN Z., Древесина JW, Герман Х., Чжан С. и Стивенс ГХ, «Тепловые свойства композитов, заполненных различными наполнители», IEEE Inter. Симп. ЭИ. Инс., 2008, стр. 497-501.
	В статье
Аб.А., Салах Н.Дж. и Казем В., А., «Электрические и тепловые свойства эпоксидной смолы, наполненной техническим углеродом», Eng. & Тех. Дж. Том. 27, № 11, 2009.
	в статье
[10]
[10]
Singh Ramvir и Sharma PK, «Эффективная теплопроводность металлических полимерных композитов», Индийский журнал чистой и прикладной физики. Том. 49.2011, стр. 112-116.
	В арт., Рамания К., Прасад А.В. Ратна, Рао К. Мохана, Редди К. Хема Чандра, Матер Дж. «Характеристика теплопроводности полиэфирного композита, армированного бамбуковым волокном». Окружающая среда. науч. 3 (6), 2012, стр. 1109-1116.
	в статье
[12]
[12]
[12]
[12]
Veiseh S. и Sefidgar M. «Прогноз эффективной теплопроводности увлазовных изоляционных материалов по нейронной сети», — «Азиатский журнал Инженерия (строительство и жилищное строительство) Vol.13 (3), 2012, стр. 319-330.
	в статье
			[13]
qi chuseng, yadama vikram, guo kangquan and wolcott michael p Технические культуры и продукты, Vol. 45, 2013, стр. 455-460.
	в статье		Crossref
			[14]
[14]			Prisco Umberto, «Теплопроводность плоскоданных древесных пластиковых композитов при разных температурах и содержании наполнителя,» Наука и инжиниринг композита материалы, вып.0, выпуск 0, 2013, стр. 1-8.
	в статье
9512
[15]
[15]			Denangan Куш Кумар, Наик Винод и Агравальская Дурга, «Численные вычисления эффективной теплопроводности полимерного композита, заполненные с помощью частиц шелухи риса, Журнал IOSR по машиностроению и гражданскому строительству (IOSR-JMCE), 2014 г., стр. 12–16.
	В арт.Раджет Кумар, Рао Т. Субба и Суварна Р. Падма, «Исследования тепловых характеристик гибридных стекло-полиэфирных композитов, наполненных порошком коровьего навоза», Композиты: Часть B, Vol. 56, 2014, стр. 670-672.
	В статье		CrossRef

Можно ли использовать опилки в качестве изоляции? – Restaurantnorman.com

Можно ли использовать опилки в качестве изоляции?

Опилки в качестве теплоизоляции Сухие опилки или строгальная стружка, правильно упакованные в стены и чердаки зданий, обеспечивают превосходную теплоизоляцию.Они уже давно используются для этой цели, хотя, по-видимому, не очень широко.

Опилки — это проводник или изолятор?

Поскольку опилки являются плохим проводником тепла, льду требуется больше времени, чтобы поглотить необходимую тепловую энергию. Это позволяет льду оставаться в твердом состоянии дольше, когда он упакован в опилки.

Являются ли опилки хорошим проводником тепла?

Опилки представляют собой порошкообразные вещества древесины, образующиеся при обработке древесины. Они считаются плохими проводниками тепла, потому что тепло очень медленно распространяется в опилках.Это не позволяет правильно смешивать кислород и топливо. Однако они являются хорошими изоляторами и препятствуют циркуляции воздуха.

Опилки — это проводник?

, то это может привести к утечке тока через изолятор. Но он никогда не будет выступать в роли проводника.

Препятствуют ли опилки теплопроводности?

Было обнаружено, что образец глины с опилками дает наименьшую теплопроводность и подходит для изготовления глиняной печи и хорошего изолятора. Наименьшее значение теплопроводности 0.06 Вт/м·К было получено при добавлении 30% опилок.

Почему опилки используются для покрытия ледяных глыб?

Одним из лучших изоляторов являются опилки. Поскольку воздух находится между частицами опилок, он предотвращает таяние льда наружным воздухом, поэтому опилки используются для его покрытия при их хранении.

Могут ли опилки предотвратить таяние льда?

Опилки действуют как изолятор, замедляя таяние льда. Если взять кулер из пенопласта и размолоть его на мелкие кусочки размером с опилки, пыль из пенопласта можно будет использовать аналогичным образом (хотя это пустая трата хорошего кулера!).

Обеспечивает ли пробка изоляцию?

Пробка является отличным тепло-, звуко- и виброизолятором. При превращении в пробки его изоляционные свойства делают его лучшей защитой вина и спиртных напитков от перепадов температуры или загрязнения и возможных негативных последствий условий хранения и транспортировки.

Как долго служит пробковая изоляция?

Как долго служит пробковая изоляция? Говорят, что пробка сохраняет максимальные тепловые характеристики в течение как минимум 50 лет без снижения.