Теплопроводность материалов в строительстве и отделке жилых зданий
При изучении свойств любых строительных материалов особое внимание следует уделять такому значению, как его теплопроводность, поскольку от этого напрямую будет зависеть способность жилого здания удерживать тепло внутри, а также препятствовать его проникновению снаружи. Теплопроводность материалов представляет собой способность проводить тепловой поток сквозь сам материал от одной поверхности к другой, что обуславливается наличием в нем градиента потенциала переноса. Абсолютно все материалы имеют определенный коэффициент этого показателя, зная который, можно самостоятельно определить, подходит ли данный материал для тех или иных целей.
Самой высокой теплопроводностью обладают металлические изделия, которые практически не способны накапливать тепло. В зимний период времени они замерзают, а летом нагреваются до очень высокой температуры, полностью завися от состояния окружающей среды. В связи с этим нужно понимать, что теплопроводность материалов такого типа следует в обязательном порядке учитывать при возведении жилого здания.
Если не считать окон и дверей, то основным источником проникновения холода являются наружные стены здания, поэтому при постройке этому следует уделить очень большое внимание. Основным строительным материалом в нашей стране традиционно считается красный кирпич, теплоемкость которого составляет 0,92 кДж/кг*К.
Однако в последнее время большую популярность стал набирать пенобетон, который представлен на рынке стройматериалов пенобетонными и газобетонными блоками. Следует знать, что теплопроводность материалов зависит от показателей его пористости, структуры, температуры и влажности, при которых протекает теплоотдача. Благодаря специальной автоклавной технологии, пенобетон получает как раз такую внутреннюю структуру, которая препятствует проникновению холода, поэтому сегодня его все чаще можно увидеть на строительных площадках.
Помимо этого, требования к нормам утепления жилых зданий и сооружений постоянно повышаются, поскольку это позволяет оптимизировать температурный режим, а также существенно снизить энергозатраты на отопление. В связи с этим, одними из наиболее востребованных стали утеплители, поскольку теплопроводность материалов такого типа позволяет максимально защитить здание от низких температур внешней среды. Широкий ассортимент этой продукции включает в себя пенофол, минеральную вату, камку, пенопласт и пенополистирол. Помимо этого, совсем недавно в продаже появились специальные «теплые штукатурки», которые позволяют обеспечить надежную теплозащиту абсолютно любого здания. Единственным недостатком этого нового материала является его высокая цена, что значительно сдерживает его распространение.
Наиболее популярным и доступным утеплителем является пенопласт, теплопроводность которого составляет в сухом состоянии от 0,042 до 0,037 Вт/м.*К, что также зависит от плотности пенопласта (М15, М25, М35). Он обладает отличными характеристиками, к которым относится легкость, низкая теплопроводность и водопоглощение, отсутствие вредного воздействия на окружающую среду (при оштукатуривании, поскольку при открытом попадании ультрафиолетовых лучей он может выделять вредные вещества фенолы), а также невысокая цена. Все это позволяет работать с таким материалом очень легко, и даже самостоятельно производить работы по утеплению фасада своего дома.
Подводя итоги выему вышеизложенному, следует еще раз подчеркнуть, что теплопроводность строительных материалов является важнейшей характеристикой, на которую следует в обязательном порядке обратить внимание грамотным застройщикам при возведении своего дома, а также всем хозяевам при выполнении работ по утеплению существующего строения.
Теплопроводность в строительстве
Теплопроводность, конвекция, излучение как способы передачи тепла. Зависимость теплозащитной способности стены от общего сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции сооружения. Коэффициент теплопроводности и толщине строительного материала.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Предмет | Строительство |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Прислал(а) | Swetlana_Bazh |
| Дата добавления | 25.12.2011 |
| Размер файла | 18,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Подобные документы
Расчет сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции. Определение толщины слоя утеплителя при вычисленном сопротивлении. Вычисление фактического значения термического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции и коэффициента теплопередачи.
контрольная работа [139,9 K], добавлен 23.03.2017
Определение коэффициента теплопроводности строительного материала и пористости цементного камня. Сырье для производства портландцемента. Изучение технологии его получения по мокрому способу. Свойства термозита, особенности его применения в строительстве.
контрольная работа [45,0 K], добавлен 06.05.2013
Определение сопротивления теплопередаче теплоэффективного трехслойного блока. Расчет коэффициента теплопроводности кирпича керамического (полнотелого и пустотелого) и кирпича керамического одинарного. Особенности использования пирометра Testo 830-T1.
дипломная работа [800,8 K], добавлен 09.11.2016
Физические свойства и характеристики арболита. Сырье для его производства. Зависимость теплопроводности и плотности арболита от вида заполнителя. Технология производства строительного материала. Повышение его прочности. Изделия, изготавливаемые из него.
реферат [43,0 K], добавлен 16.06.2014
Обзор разработки генерального плана участка, определение требуемого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции стены методом интерполяции. Расчет показателей экономичного использования строительного объёма здания по отношению к рабочей площади.
практическая работа [540,3 K], добавлен 14.03.2012
Теплопотери различных типов домов: рядовая секция дома блокированного типа и основные физические величины теплозащиты. Теплопроводность, влагосодержание и плотность материала, увлажнение и теплоизолированность, климатология распределения температур.
презентация [530,2 K], добавлен 25.10.2012
Плотность, теплопроводность, термическое сопротивление строительных материалов. Теплопередача в однородном ограждении при установившемся потоке тепла. Общая последовательность выполнения технического расчета. Влажностное состояние ограждающих конструкций.
методичка [197,0 K], добавлен 02.07.2011
Расчет сопротивления теплопередачи, тепловой инерции и толщины теплоизоляционного слоя. Расчет наружной стены из штучных материалов и покрытия производственного здания. Теплопроводность в многослойной стене. Определение сопротивления паропроницанию.
курсовая работа [834,9 K], добавлен 07.04.2014
Характеристика здания и ограждающих конструкций. Распределение температур по толщине наружной стены. Определение общего сопротивления паропроницанию конструкции. Расчет интенсивности потока водяного пара. Расчет амплитуды колебаний температуры помещения.
курсовая работа [129,9 K], добавлен 10.01.2012
Требования, предъявляемые к ограждающим конструкциям. Выбор конструктивных решений. Расчет панельной стены с жесткими связями. Сравнение кирпича керамического пустотелого и керамзитобетона по несущему слою, утеплителю, толщине, возможному конденсату.
курсовая работа [164,2 K], добавлен 08.02.2016
Коэффициент теплопроводности материалов
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.
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.
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.
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.
Сравнивают самые разные материалы
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:
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.
Рассчитывать придется все ограждающие конструкции
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.