Загрузка...Таблица теплопроводности строительных материалов; изучаем важные показатели
Таблица теплопроводности строительных материалов – изучаем важные показатели
Строительство каждого объекта лучше начинать с планировки проекта и тщательного расчета теплотехнических параметров. Точные данные позволит получить таблица теплопроводности строительных материалов. Правильное возведение зданий способствует оптимальным климатическим параметрам в помещении. А таблица поможет правильно подобрать сырье, которое будут использоваться для строительства.
Что же такое теплопроводность?
Теплопроводность — способность материалов проводить тепло от более нагретых частей материала к менее нагретым частям. Теплопроводность зависит от плотности, структуры материала.
Коэффициент теплопроводности — это физическое свойство каждого материала. Проще говоря, это поток тепла через различные материалы. Теплопроводность строительных материалов, в последние годы популярна из-за все более и более жестких норм в области охраны окружающей среды. Ограничения эти должны привести к снижению потребления энергии. Это возможно за счет использования материалов с низкими коэффициентами теплопроводности.
Коэффициент теплопроводности — это количество тепловой энергии, протекающей через определенную массу образца в результате внешней разницы температур.
Это одна из важнейших характеристик изоляционных материалов. Чем меньше значение коэффициента, тем материал хуже проводит тепло. А следовательно, лучше изолируют от его потери. Это означает, что в тех же условиях больше тепла пройдет через вещество с большей теплопроводностью.
Согласно второму закону термодинамики, тепло всегда течет к области с более низкой температурой.
Второй закон термодинамики
Единицей измерения коэффициента теплопроводности в системе СИ является Вт/(м•K).
Коэффициент теплопроводности характеризует интенсивность передачи тепла через данный материал. Веществами, лучше всего проводящими тепло являются металлы, наименее газы. Как правило, материалы, которые хорошо проводят ток, (медь, алюминий, золото и серебро), являются также хорошими проводниками тепла. А электрические изоляторы (дерево, пластик, резина) плохо проводят тепло. Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов возрастает с повышением температуры, а у металлов уменьшается. Сплавы разных металлов обычно имеют меньшее значение теплопроводности, чем их составляющие. Теплопроводность неоднородных веществ зависит, в частности, от их структуры, пористости, но, прежде всего, плотности. Если производитель заявляет о низком значении коэффициента при низких плотностях, это должно вызвать много сомнений у покупателя.
Коэффициенты теплопроводности для разных материалов
| Материал | Коэффициент теплоотдачи [Вт/(м·К)] |
| Пенополиуретан | 0,025-0,45 |
| Воздух | 0,025 |
| Минеральная вата | 0,031-0,045 |
| Пенополистирол | 0,032-0,045 |
| Пробка | 0,045-0,07 |
| Войлок, маты и плиты из минеральной ваты | 0,042-0,045 |
| Древесина | 0,16-0,3 (сосна и ель), 0,22-0,4 (дуб) |
| Кирпич | 0,15-1,31 |
| Цемент | 0,29 |
| Вода | 0,6 |
| Простой бетон из щебня | 1-1,7 |
Коэффициенты теплопередачи изоляционных материалов должны принимать наименьшие возможные значения. Чем меньше значение коэффициента, тем меньше должна быть толщина слоя изоляции, чтобы обеспечить определенное значение коэффициента теплопередачи на перегородке. В настоящее время производители теплоизоляционных материалов (полистирол, графитовые плиты или минеральная вата) стремятся минимизировать толщину продукта за счет уменьшения коэффициента, например, для полистирола 0,032-0,045, для сравнения кирпичей 0,15-1,31.
Что касается строительных материалов, коэффициент теплопроводности имеет меньшее значение, но в настоящее время стремятся к производству строительных материалов с низким значением (например, керамический полый кирпич, керамзитобетонные блоки, ячеистые бетонные блоки). Такие материалы позволяют создавать однослойную стену (без изоляции) или с минимально возможной толщиной изолирующего слоя.
Что влияет на величину теплопроводности?
Тепловая проводимость любого материала зависит от множества параметров:
- Пористая структура. Присутствие пор предполагает неоднородность сырья. При прохождении тепла через подобные структуры, где большая часть объема занята порами, охлаждение будет минимальным.
- Плотность. Высокая плотность способствует более тесному взаимодействию частиц друг с другом. В результате теплообмен и последующее полное уравновешивание температур происходит быстрее.
- Влажность. При высокой влажности окружающего воздуха или намокании стен постройки, сухой воздух вытесняется капельками жидкости из пор. Теплопроводность в подобном случае значительно увеличивается.
Теплопроводность, плотность и водопоглощение некоторых строительных материалов
Сравнение значений теплопроводности некоторых материалов
Последнее время, в связи с внедрением современных композитных материалов, во многих странах получило широкое распространение понятие «энергоэффективный дом» или «зеленый дом». Чем меньше дом отдаёт тепла окружающей среде – тем лучше. Такой подход позволяет значительно экономить на всевозможных обогревателях, ведь даже примерные финансовые расчёты показывают – выгоднее тщательно утеплить дом, чем обогревать улицу.
Приведем сравнительную таблицу различных стройматериалов:
| Название материала | Коэффициент теплопроводности, Вт/м*К |
| Красный кирпич | 0,56-0,95 |
| Бетон | 0,7-1,75 |
| Газобетон | 0,18-0,28 |
| Пенобетон | 0,14-0,38 |
| Железобетон | 2,04 |
| Дерево | 0,08-0,2 |
| Обычный силикатный кирпич | 0,85-1,10 |
| Техноплекс | 0,032 |
| Пенопласт псб-25 | 0,04 |
| Минеральная вата | 0,035 |
| Сосна (вдоль волокон) | 0,18-0,29 |
| Сосна (поперек волокон) | 0,09-0,14 |
Из таблицы наглядно видно, что дерево, газобетон и пенобетон намного опережают обычный бетон или кирпич в значениях теплопроводности, причём многократно. К примеру, стена из газобетона будет примерно в 5 раз энергоэффективней, чем такая же из силикатного кирпича. К тому же, теплопроводность соснового бруса (поперек волокон) сопоставима с теплопроводностью таких утеплителей, как пенопласт и техноплекс (экструдированный пенополистирол). По сути, дерево (сосновый брус) само по себе является неплохим утеплителем.
От чего зависит теплопроводность материала? Причин, которые влияют на это свойство не так много.
- Пористость. Пустоты препятствуют теплообмену, нарушая однородность материала.
- Структура полостей. Чем меньше поры и чем их больше, тем выше сопротивление холоду и жаре.
- Влагостойкость материала. Основная задача в этом случае – не допустить промокания и насыщения влагой конструкции вследствие скопившегося внутри конденсата. Вода прекрасно передаёт тепло, поэтому через водяной конденсат холод будет очень быстро проникать в здание.
После сравнительной оценки различных материалов, становится понятно, что сосна является оптимальным выбором для строительства коттеджа или загородного дома. Высушенная в надлежащих условиях, она обладает однородной структурой и прекрасными теплоизоляционными свойствами. Надлежащим образом обработанный брус из сосны долговечен и устойчив к различной непогоде.
Калькулятор расчёта толщины стены по теплопроводности
На практике подобные данные применяют часто и не только профессиональными проектировщиками. Нет ни одного закона, запрещающего самостоятельно создавать проект своего будущего дома. Главное, чтобы тот соответствовал всем нормативам и СНиПам. Чтобы рассчитать теплопроводность стены, можно воспользоваться специальным калькулятором. Подобное «чудо прогресса» можно как установить к себе на компьютер в качестве приложения, так и воспользоваться услугой онлайн.
Окно расчёта калькулятора
В нём нет премудростей. Просто выбираешь необходимые данные и получаешь готовый результат.
Расчёт толщины стен с использованием глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе
Существуют и более сложные калькуляторы расчёта, где учитываются все слои стен, пример подобного расчётного «механизма» показан на фото ниже.
Расчёт проводимости тепла всех прослоек стен
Конечно, теплоэффективность будущего здания – это вопрос, требующий пристального внимания. Ведь от него зависит, насколько тепло будет в доме и насколько экономно будет его отапливать. Для каждого климатического региона существуют свои нормы коэффициентов теплопроводности ограждающих конструкций. Можно рассчитать самостоятельно теплоэффективность, но если возникают проблемы, лучше обратиться за помощью к специалистам.
Уровень показателя силикатных изделий
Теплопроводность основных видов кирпичей, и другие характеристики кирпича.
Сфера применения силиката зависит от его качественных характеристик. Сюда входят теплопроводность, водопоглощение и морозостойкость кирпича. Силикат обладает повышенной склонностью к водопоглощению, поэтому он не используется при кладке фундаментов, подвалов или цоколей, так как эти сооружения имеют высокий уровень влажности.
Сухой силикатный материал обладает теплопроводностью (Т), составляющей 0,8 Вт/м*К. Керамические изделия имеют более высокую величину данного параметра, поэтому Т кладки сооружений из них составляет 0,9 Вт/м*К, что на 0,2 Вт/м*К больше, чем в первом случае. Показатель, составляющий 0,35-0,70 Вт/(м°С), а также средняя плотность сухого силикатного кирпича находятся в линейной зависимости, поэтому данная величина не зависит от количества и расположения пустот.
Силикатные изделия имеют значение теплового показателя переноса энергии меньше, чем керамические, поэтому они применяются для отделки фасадов. Для получения теплоэффективных стен применяется многопустотный силикатный кирпич, а также камень. Их плотность не более 1450 кг/м³. Эффект достигается только при аккуратном ведении кирпичной кладки, предполагающей использование нежирного кладочного раствора, который наносится тонким слоем и имеет плотность не более 1800 кг/м³. Раствор не должен заполнять пустоты в изделии.
Какие есть виды кирпича?
Кирпич считается одним из самых популярных материалов, который используется для различных работ. Сегодня применяется не только традиционный керамический, но и другие виды, что выгодно отличает этот материал от прочих. Есть возможность выбрать именно тот, который максимально подходит для выполнения определенных строительных работ.
Среди основных разновидностей можно отметить:
- Силикатный кирпич используется чаще всего, стоимость его значительная, но качество отличное. Производится он не из керамики, а из смеси песка и извести, что и обеспечивает светлый, почти белый цвет. Применять такой кирпич можно для строительства дома, гаража, перегородок. Для ограждения или цоколя его применять не рекомендуется, так как он впитывает влагу. Материал хрупкий, вес его большой, что накладывает определенные ограничения на использование.
- Полнотелый кирпич не имеет полостей. Применяется он для несущих стен, для колонн, опор и прочего (как и любой бетон). Прочность высокая, но и вес не маленький, при строительстве дома необходимо предусмотреть более мощный фундамент.
- Пустотелый кирпич выпускается со специальными полостями внутри, вес его не такой большой, стоимость ниже, но и прочность другая. Используется чаще всего для возведения нагруженных конструкций, для колонн и несущих стен он не пригоден.
- Традиционный керамический кирпич представляет собой материал из натуральной керамики, который в процессе изготовления подвергается обжигу. Размеры у него небольшие, для работы его надо много, а сама укладка довольно длительная, предъявляющая требования к качеству работы. Именно поэтому сегодня предпочтение отдается бетонным блокам.
- Облицовочный кирпич применяется для отделочных работ, он обладает гладкой или рубленой поверхностью, есть варианты с закругленными краями. Прочность материала высокая, его можно использовать для сооружения стен и перегородок, для утепления фасадов.
- Двойной кирпич представляет собой разновидность керамического кирпича, размеры которого больше примерно вдвое, чем у обычного. Такой материал используется для кладки стен, что позволяет сократить время на работу. Сцепляемость между блоками отличная, они все чаще сегодня во время строительства заменяют обычный мелкоштучный кирпич из натуральной керамики.
- Клинкерный кирпич считается самым прочным и надежным, но вот стоимость его гораздо выше, для сооружения стен он применяется не так часто. Его характеристики высокие, для обжига применяются высокие температуры, что делает прочность отличной.
Многие сегодня отдают предпочтение керамзитобетонным блокам, которые по внешнему виду напоминают большие кирпичи, но качество и вес у них другие. Блоки легкие, простые в укладке, прочные, строительство получается не таким затратным, на фундамент оказывается небольшая нагрузка.
