Conductivitat tèrmica dels materials de construcció: què significa l’indicador + taula de valors

El negoci de la construcció implica l'ús de materials adequats. Els principals criteris són la seguretat per a la vida i la salut, la conductivitat tèrmica, la fiabilitat. Les següents són el preu, l’estètica, la versatilitat, etc.

Considereu una de les característiques més importants dels materials de construcció: el coeficient de conductivitat tèrmica, ja que és precisament d’aquesta propietat la que, per exemple, depèn del nivell de confort de la casa.

Què és el material de construcció KTP?

Teòricament, i pràcticament el mateix, amb materials de construcció, per regla general, es creen dues superfícies: externa i interna. Des del punt de vista de la física, una regió càlida sempre tendeix a una regió freda.

En relació amb el material de construcció, la calor tendirà d’una superfície (més càlida) a una altra superfície (menys càlida). Aquí, de fet, la capacitat d’un material respecte a aquesta transició s’anomena coeficient de conductivitat tèrmica o, en l’abreviació, KTP.

Esquema explicatiu de l'efecte de la conductivitat tèrmica: 1 - energia tèrmica; 2 - coeficient de conductivitat tèrmica; 3 - temperatura de la primera superfície; 4 - temperatura de la segona superfície; 5 - gruix del material de construcció

Les característiques de la subestació del transformador es basen normalment en proves, quan es pren un exemplar experimental de 100x100 cm i se li aplica l’efecte tèrmic, tenint en compte la diferència de temperatura entre les dues superfícies d’un grau. El temps d’exposició és d’1 hora.

Per tant, la conductivitat tèrmica es mesura en watts per metre per grau (W / m ° C). El coeficient s’indica amb el símbol grec λ.

Per defecte, la conductivitat tèrmica de diversos materials per a la construcció amb un valor inferior a 0,175 W / m ° C, equival a aquests materials a la categoria de materials aïllants.

La producció moderna ha dominat la tecnologia de fabricació de materials de construcció, el nivell de les seves subestacions transformadores és inferior a 0,05 W / m ° C.Gràcies a aquests productes, és possible aconseguir un efecte econòmic pronunciat en termes de consum de recursos energètics.

Influència de factors sobre el nivell de conductivitat tèrmica

Cada material de construcció individual té una estructura específica i té una mena de condició física.

Aquestes bases són:

• dimensió dels cristalls de l'estructura;
• estat de fase de la substància;
• grau de cristal·lització;
• anisotropia de la conductivitat tèrmica dels cristalls;
• volum de porositat i estructura;
• direcció del flux de calor

Tots aquests són factors d’influència. La composició química i les impureses també tenen un cert efecte sobre el nivell de KTP. La quantitat d’impureses, com ha demostrat la pràctica, té un efecte especialment expressiu sobre el nivell de conductivitat tèrmica dels components cristal·lins.

Materials de construcció aïllants: una classe de productes per a la construcció, creats tenint en compte les propietats de KTP, properes a les propietats òptimes. Tot i això, aconseguir una conductivitat tèrmica perfecta mantenint altres qualitats és molt difícil

Al seu torn, el KTP està influït per les condicions de funcionament del material de construcció: temperatura, pressió, humitat, etc.

Materials de construcció amb un KTP mínim

Segons estudis, el valor mínim de conductivitat tèrmica (uns 0,023 W / m ° C) té aire sec.

Des del punt de vista de l’ús d’aire sec en l’estructura d’un material de construcció, cal un disseny on l’aire sec resideixi en nombrosos espais tancats de poc volum. Estructuralment, aquesta configuració es representa a la imatge de nombrosos porus dins de l'estructura.

D’aquí la conclusió lògica: els materials de construcció, l’estructura interna dels quals és una formació porosa, han de tenir un nivell baix de KTP.

D'altra banda, depenent de la porositat màxima admissible del material, el valor de la conductivitat tèrmica s'aproxima al valor del coeficient de transferència tèrmica d'aire sec.

L’estructura porosa facilita la creació d’un material de construcció amb una conductivitat tèrmica mínima. Com més porus de diferents volums hi hagi en l'estructura del material, millor KTP és acceptable

En la producció moderna, s’utilitzen diverses tecnologies per obtenir la porositat del material de construcció.

En particular, s'utilitzen les tecnologies següents:

• escuma;
• formació de gasos;
• subministrament d'aigua;
• inflor;
• introducció d’additius;
• crear marcs de fibra.

Cal destacar: el coeficient de conductivitat tèrmica està directament relacionat amb propietats com la densitat, la capacitat de calor, la conductivitat tèrmica.

El valor de la conductivitat tèrmica es pot calcular mitjançant la fórmula:

λ = Q / S * (T₁-T₂) * t,

On:

• P - quantitat de calor;
• S - gruix del material;
• T₁, T₂ - temperatura a banda i banda del material;
• t - temps.

La densitat mitjana i la conductivitat tèrmica són inversament proporcionals a la porositat. Per tant, en funció de la densitat de l'estructura del material de construcció, la dependència de la conductivitat tèrmica d'aquest es pot calcular de la manera següent:

λ = 1,16 √ 0,0196 + 0,22d² – 0,16,

On: d És el valor de la densitat. Aquesta és la fórmula de V.P. Nekrasov, demostrant la influència de la densitat d’un determinat material sobre el valor del seu KTP.

L’efecte de la humitat sobre la conductivitat tèrmica dels materials de construcció

De nou, a jutjar per exemples de l’ús de materials de construcció a la pràctica, es posa de manifest l’efecte negatiu de la humitat sobre els materials de construcció dels materials de construcció. Es nota: com més humitat està sotmesa el material de construcció, més gran serà el valor del KTP.

De diverses maneres, busquen protegir el material emprat en la construcció de la humitat. Aquesta mesura està justificada, atès l’augment del coeficient de material de construcció humit

És fàcil justificar aquest moment. L’efecte de la humitat sobre l’estructura del material de construcció va acompanyat d’una humidificació de l’aire als porus i una substitució parcial de l’aire.

Atès que el paràmetre del coeficient de conductivitat tèrmica per a l’aigua és 0,58 W / m ° C, es fa evident un augment significatiu de la conductivitat tèrmica del material.

També cal destacar un efecte més negatiu, quan l’aigua que entra a l’estructura porosa es congela addicionalment: es converteix en gel.

Per tant, és fàcil calcular un augment encara més gran de la conductivitat tèrmica, tenint en compte els paràmetres del KTP de gel, igual al valor de 2,3 W / m ° C. Un augment d’aproximadament quatre vegades a la conductivitat tèrmica de l’aigua.

Una de les raons per a l’abandonament de la construcció d’hivern a favor de la construcció a l’estiu s’hauria de considerar precisament el factor de la possible congelació de determinats tipus de materials de construcció i, en conseqüència, d’una major conductivitat tèrmica.

A partir d’això, es fan paleses les necessitats de construcció respecte a la protecció dels materials de l’aïllament de la penetració de la humitat. Al cap i a la fi, el nivell de conductivitat tèrmica augmenta en proporció directa a la humitat quantitativa.

Un altre punt no menys significatiu és el contrari, quan l'estructura del material de construcció està sotmesa a un escalfament important. La temperatura excessivament elevada també provoca un augment de la conductivitat tèrmica.

Això succeeix a causa d’un augment de l’energia cinemàtica de les molècules que formen la base estructural del material de construcció.

És cert que hi ha una classe de materials, l’estructura dels quals, al contrari, adquireix les millors propietats de la conductivitat tèrmica en un escalfament fort. Un d'aquests materials és el metall.

Si, sota un escalfament fort, la majoria dels materials de construcció generalitzats canvien la conductivitat tèrmica cap a l’alça, un escalfament fort del metall comporta l’efecte contrari: el coeficient de transferència tèrmica del metall disminueix

Mètodes de determinació de coeficients

En aquesta direcció s’utilitzen diferents mètodes, però de fet totes les tecnologies de mesura es combinen per dos grups de mètodes:

1. Mode de mesura estacionària.
2. Mode de mesura no estacionari

La tècnica estacionària implica treballar amb paràmetres que no es canvien en el temps o que varien de forma insignificant. Aquesta tecnologia, a jutjar per aplicacions pràctiques, permet comptar amb resultats més precisos de KTP.

Les accions destinades a mesurar la conductivitat tèrmica, el mètode estacionari, es pot dur a terme en un ampli rang de temperatura - 20 - 700 ºC. Però al mateix temps, la tecnologia estacionària es considera una tècnica complexa i que requereix temps i que requereix un gran nombre de temps per a l'execució.

Un exemple d’aparell dissenyat per realitzar mesures de conductivitat tèrmica. Aquest és un dels dissenys digitals moderns que proporciona resultats ràpids i precisos.

Una altra tecnologia de mesurament no estacionària, sembla més simplificada, requerint de 10 a 30 minuts per completar el treball. Tanmateix, en aquest cas, l’interval de temperatures és molt significatiu. No obstant això, la tècnica ha trobat una àmplia aplicació en el sector de la fabricació.

Taula de conductivitat tèrmica dels materials de construcció

No té sentit mesurar molts materials de construcció existents i àmpliament utilitzats.

Tots aquests productes, per regla general, s’han provat repetidament, sobre la base dels quals s’ha compilat una taula de conductivitat tèrmica dels materials de construcció, que inclou gairebé tots els materials necessaris per al lloc de construcció.

Una de les opcions per a aquesta taula es presenta a continuació, on KTP és el coeficient de conductivitat tèrmica:

També recomanem llegir els altres articles, on parlem de com triar l’aïllament adequat:

1. Aïllament del terrat de les golfes.
2. Materials per escalfar la casa des de dins.
3. Aïllament del sostre.
4. Materials per aïllament tèrmic extern.
5. Aïllament del sòl en una casa de fusta.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

El vídeo està dirigit temàticament, que explica amb prou detall què és KTP i “amb què es menja”. Després de revisar el material presentat al vídeo, hi ha grans possibilitats d’esdevenir un creador professional.

El fet obvi és que un constructor potencial ha de conèixer la conductivitat tèrmica i la seva dependència de diversos factors. Aquest coneixement ajudarà a construir no només una alta qualitat, sinó un alt grau de fiabilitat i durabilitat de l’objecte. Utilitzar el coeficient en essència suposa un estalvi real de diners, per exemple, en pagar els mateixos serveis d’utilitat.

Si teniu preguntes o teniu informació valuosa sobre el tema de l'article, deixeu els vostres comentaris al quadre següent.