Θερμική αγωγιμότητα δομικών υλικών: τι σημαίνει ο δείκτης + πίνακας τιμών

Η κατασκευαστική επιχείρηση περιλαμβάνει τη χρήση κατάλληλων υλικών. Τα κύρια κριτήρια είναι η ασφάλεια για τη ζωή και την υγεία, η θερμική αγωγιμότητα, η αξιοπιστία. Τα παρακάτω είναι τιμή, αισθητική, ευελιξία κ.λπ.

Εξετάστε ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά των οικοδομικών υλικών - τον συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας, δεδομένου ότι εξαρτάται ακριβώς από αυτήν την ιδιότητα που, για παράδειγμα, εξαρτάται από το επίπεδο άνεσης στο σπίτι.

Τι είναι το δομικό υλικό KTP;

Θεωρητικά και πρακτικά το ίδιο, με δομικά υλικά, κατά κανόνα, δημιουργούνται δύο επιφάνειες - εξωτερικές και εσωτερικές. Από την άποψη της φυσικής, μια ζεστή περιοχή τείνει πάντα σε μια κρύα περιοχή.

Σε σχέση με το δομικό υλικό, η θερμότητα θα τείνει από τη μία επιφάνεια (θερμότερη) στην άλλη επιφάνεια (λιγότερο θερμή). Εδώ, στην πραγματικότητα, η ικανότητα ενός υλικού σε σχέση με μια τέτοια μετάβαση ονομάζεται συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας ή, στην συντομογραφία, KTP.

Σχέδιο που εξηγεί την επίδραση της θερμικής αγωγιμότητας: 1 - θερμική ενέργεια. 2 - συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας. 3 - θερμοκρασία της πρώτης επιφάνειας. 4 - θερμοκρασία της δεύτερης επιφάνειας. 5 - πάχος δομικού υλικού

Τα χαρακτηριστικά του υποσταθμού μετασχηματιστή βασίζονται συνήθως σε δοκιμές, όταν λαμβάνεται ένα πειραματικό δείγμα 100x100 cm και εφαρμόζεται θερμικό αποτέλεσμα σε αυτό, λαμβάνοντας υπόψη τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο επιφανειών του 1 βαθμού. Ο χρόνος έκθεσης είναι 1 ώρα.

Κατά συνέπεια, η θερμική αγωγιμότητα μετράται σε βατ ανά μέτρο ανά βαθμό (W / m ° C). Ο συντελεστής υποδεικνύεται από το ελληνικό σύμβολο λ.

Από προεπιλογή, η θερμική αγωγιμότητα διαφόρων υλικών κατασκευής με τιμή μικρότερη από 0,175 W / m ° C, εξισώνει αυτά τα υλικά με την κατηγορία μονωτικών υλικών.

Η σύγχρονη παραγωγή έχει κατακτήσει την τεχνολογία κατασκευής οικοδομικών υλικών, το επίπεδο των υποσταθμών μετασχηματιστών είναι μικρότερο από 0,05 W / m ° C.Χάρη σε τέτοια προϊόντα, είναι δυνατόν να επιτευχθεί έντονη οικονομική επίδραση στην κατανάλωση ενεργειακών πόρων.

Επίδραση παραγόντων στο επίπεδο θερμικής αγωγιμότητας

Κάθε μεμονωμένο δομικό υλικό έχει μια συγκεκριμένη δομή και έχει ένα είδος φυσικής κατάστασης.

Η βάση αυτού είναι:

• διάσταση των κρυστάλλων της δομής?
• κατάσταση φάσης της ουσίας ·
• βαθμός κρυστάλλωσης
• ανισοτροπία της θερμικής αγωγιμότητας των κρυστάλλων.
• όγκος πορώδους και δομής ·
• κατεύθυνση ροής θερμότητας.

Όλα αυτά είναι παράγοντες επιρροής. Η χημική σύνθεση και οι ακαθαρσίες έχουν επίσης μια συγκεκριμένη επίδραση στο επίπεδο του KTP. Η ποσότητα ακαθαρσιών, όπως έχει δείξει η πρακτική, έχει ιδιαίτερα εκφραστική επίδραση στο επίπεδο θερμικής αγωγιμότητας των κρυσταλλικών συστατικών.

Μονωτικά δομικά υλικά - μια κατηγορία προϊόντων για κατασκευή, που δημιουργήθηκαν λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιότητες του KTP, κοντά στις βέλτιστες ιδιότητες. Ωστόσο, η επίτευξη τέλειας θερμικής αγωγιμότητας διατηρώντας παράλληλα άλλες ιδιότητες είναι εξαιρετικά δύσκολη

Με τη σειρά του, το KTP επηρεάζεται από τις συνθήκες λειτουργίας του οικοδομικού υλικού - θερμοκρασία, πίεση, υγρασία κ.λπ.

Οικοδομικά υλικά με ελάχιστο KTP

Σύμφωνα με μελέτες, η ελάχιστη τιμή θερμικής αγωγιμότητας (περίπου 0,023 W / m ° C) έχει ξηρό αέρα.

Από την άποψη της χρήσης ξηρού αέρα στη δομή ενός δομικού υλικού, απαιτείται σχεδιασμός όπου ο ξηρός αέρας κατοικεί μέσα σε πολλούς κλειστούς χώρους μικρού όγκου. Δομικά, μια τέτοια διαμόρφωση αντιπροσωπεύεται στην εικόνα πολλών πόρων εντός της δομής.

Εξ ου και το λογικό συμπέρασμα: τα δομικά υλικά, η εσωτερική δομή του οποίου είναι πορώδης σχηματισμός, πρέπει να έχουν χαμηλό επίπεδο KTP.

Επιπλέον, ανάλογα με το μέγιστο επιτρεπόμενο πορώδες του υλικού, η τιμή της θερμικής αγωγιμότητας πλησιάζει την τιμή του συντελεστή θερμικής μεταφοράς ξηρού αέρα.

Η δημιουργία ενός δομικού υλικού με ελάχιστη θερμική αγωγιμότητα διευκολύνεται από την πορώδη δομή. Όσο περισσότεροι πόροι διαφόρων όγκων περιέχονται στη δομή του υλικού, τόσο καλύτερο είναι αποδεκτό να λαμβάνεται το ΚΤΡ

Στη σύγχρονη παραγωγή, χρησιμοποιούνται αρκετές τεχνολογίες για την απόκτηση του πορώδους του δομικού υλικού.

Συγκεκριμένα, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες τεχνολογίες:

• αφρισμός
• σχηματισμός αερίου;
• παροχή νερού
• πρήξιμο
• εισαγωγή προσθέτων ·
• δημιουργήστε πλαίσια ινών.

Πρέπει να σημειωθεί: ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας σχετίζεται άμεσα με ιδιότητες όπως πυκνότητα, θερμική ικανότητα, θερμική αγωγιμότητα.

Η τιμή της θερμικής αγωγιμότητας μπορεί να υπολογιστεί με τον τύπο:

λ = Q / S * (Τ₁-Τ₂) * τ,

Πού:

• Ερ - ποσότητα θερμότητας ·
• Ν - πάχος υλικού
• Τ₁, Τ₂ - θερμοκρασία και στις δύο πλευρές του υλικού ·
• τ - ώρα.

Η μέση πυκνότητα και η θερμική αγωγιμότητα είναι αντιστρόφως ανάλογες με το πορώδες. Επομένως, με βάση την πυκνότητα της δομής του δομικού υλικού, η εξάρτηση της θερμικής αγωγιμότητας από αυτό μπορεί να υπολογιστεί ως εξής:

λ = 1,16 √ 0,0196 + 0,22d² – 0,16,

Πού: δ Είναι η τιμή πυκνότητας. Αυτός είναι ο τύπος του V.P. Nekrasov, αποδεικνύοντας την επίδραση της πυκνότητας ενός συγκεκριμένου υλικού στην τιμή του KTP του.

Η επίδραση της υγρασίας στη θερμική αγωγιμότητα των δομικών υλικών

Και πάλι, κρίνοντας από παραδείγματα της χρήσης δομικών υλικών στην πράξη, αποκαλύπτεται η αρνητική επίδραση της υγρασίας στα δομικά υλικά των δομικών υλικών. Παρατηρείται - όσο περισσότερη υγρασία υποβάλλεται το δομικό υλικό, τόσο μεγαλύτερη είναι η τιμή του KTP.

Με διάφορους τρόπους, επιδιώκουν να προστατεύσουν το υλικό που χρησιμοποιείται στην κατασκευή από την υγρασία. Αυτό το μέτρο είναι δικαιολογημένο, δεδομένης της αύξησης του συντελεστή για υγρό δομικό υλικό

Είναι εύκολο να δικαιολογηθεί μια τέτοια στιγμή. Η επίδραση της υγρασίας στη δομή του δομικού υλικού συνοδεύεται από υγρασία του αέρα στους πόρους και μερική αντικατάσταση του αέρα.

Δεδομένου ότι η παράμετρος του συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας για νερό είναι 0,58 W / m ° C, καθίσταται σαφής μια σημαντική αύξηση της θερμικής αγωγιμότητας του υλικού.

Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί μια πιο αρνητική επίδραση, όταν το νερό που εισέρχεται στην πορώδη δομή καταψύχεται επιπλέον - μετατρέπεται σε πάγο.

Κατά συνέπεια, είναι εύκολο να υπολογιστεί μια ακόμη μεγαλύτερη αύξηση της θερμικής αγωγιμότητας, λαμβάνοντας υπόψη τις παραμέτρους του KTP του πάγου, ίση με την τιμή των 2,3 W / m ° C. Αύξηση περίπου τέσσερις φορές στη θερμική αγωγιμότητα του νερού.

Ένας από τους λόγους για την εγκατάλειψη της χειμερινής κατασκευής υπέρ των κατασκευών το καλοκαίρι θα πρέπει να εξεταστεί ακριβώς ο παράγοντας της πιθανής κατάψυξης ορισμένων τύπων δομικών υλικών και, ως αποτέλεσμα, της αυξημένης θερμικής αγωγιμότητας

Από αυτό, γίνονται εμφανείς οι κατασκευαστικές απαιτήσεις σχετικά με την προστασία των μονωτικών δομικών υλικών από τη διείσδυση υγρασίας. Σε τελική ανάλυση, το επίπεδο θερμικής αγωγιμότητας αυξάνεται άμεσα σε ποσοτική υγρασία.

Όχι λιγότερο σημαντικό είναι ένα άλλο σημείο - το αντίθετο, όταν η δομή του δομικού υλικού υποβάλλεται σε σημαντική θέρμανση. Η υπερβολικά υψηλή θερμοκρασία προκαλεί επίσης αύξηση της θερμικής αγωγιμότητας.

Αυτό συμβαίνει λόγω της αύξησης της κινηματικής ενέργειας των μορίων που αποτελούν τη δομική βάση του δομικού υλικού.

Είναι αλήθεια ότι υπάρχει μια κατηγορία υλικών, η δομή των οποίων, αντίθετα, αποκτά τις καλύτερες ιδιότητες θερμικής αγωγιμότητας στο καθεστώς ισχυρής θέρμανσης. Ένα τέτοιο υλικό είναι μέταλλο.

Εάν, υπό ισχυρή θέρμανση, τα περισσότερα από τα διαδεδομένα δομικά υλικά αλλάξουν τη θερμική αγωγιμότητα προς τα πάνω, η ισχυρή θέρμανση του μετάλλου οδηγεί στο αντίθετο αποτέλεσμα - ο συντελεστής θερμικής μεταφοράς μετάλλων μειώνεται

Μέθοδοι προσδιορισμού συντελεστή

Χρησιμοποιούνται διαφορετικές μέθοδοι προς αυτή την κατεύθυνση, αλλά στην πραγματικότητα όλες οι τεχνολογίες μέτρησης συνδυάζονται με δύο ομάδες μεθόδων:

1. Τρόπος στατικής μέτρησης.
2. Μη στατική λειτουργία μέτρησης.

Η σταθερή τεχνική συνεπάγεται την εργασία με παραμέτρους που δεν αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου ή διαφέρουν ασήμαντα. Αυτή η τεχνολογία, κρίνοντας από πρακτικές εφαρμογές, επιτρέπει τη μέτρηση ακριβέστερων αποτελεσμάτων του KTP.

Οι ενέργειες που αποσκοπούν στη μέτρηση της θερμικής αγωγιμότητας, η σταθερή μέθοδος μπορεί να πραγματοποιηθεί σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών - 20 - 700 ° C. Αλλά ταυτόχρονα, η σταθερή τεχνολογία θεωρείται χρονοβόρα και πολύπλοκη τεχνική, που απαιτεί μεγάλο χρονικό διάστημα για την εκτέλεση.

Ένα παράδειγμα συσκευής που έχει σχεδιαστεί για να εκτελεί μετρήσεις του συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας. Αυτό είναι ένα από τα μοντέρνα ψηφιακά σχέδια που παρέχει γρήγορα και ακριβή αποτελέσματα.

Μια άλλη τεχνολογία μέτρησης είναι μη στατική, φαίνεται πιο απλοποιημένη, απαιτώντας 10 έως 30 λεπτά για να ολοκληρωθεί η εργασία. Ωστόσο, σε αυτήν την περίπτωση, το εύρος θερμοκρασίας είναι σημαντικά περιορισμένο. Παρ 'όλα αυτά, η τεχνική έχει ευρεία εφαρμογή στον κατασκευαστικό τομέα.

Πίνακας θερμικής αγωγιμότητας δομικών υλικών

Δεν έχει νόημα να μετρήσουμε πολλά υπάρχοντα και ευρέως χρησιμοποιημένα δομικά υλικά.

Όλα αυτά τα προϊόντα, κατά κανόνα, έχουν δοκιμαστεί επανειλημμένα, βάσει του οποίου έχει συνταχθεί πίνακας θερμικής αγωγιμότητας δομικών υλικών, ο οποίος περιλαμβάνει σχεδόν όλα τα υλικά που είναι απαραίτητα για το εργοτάξιο.

Μία από τις επιλογές για έναν τέτοιο πίνακα παρουσιάζεται παρακάτω, όπου το KTP είναι ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας:

Συνιστούμε επίσης να διαβάσετε τα άλλα άρθρα μας, όπου μιλάμε για το πώς να επιλέξετε τη σωστή μόνωση:

1. Μόνωση για στέγη σοφίτας.
2. Υλικά για τη θέρμανση του σπιτιού από μέσα.
3. Μόνωση για την οροφή.
4. Υλικά εξωτερικής θερμομόνωσης.
5. Μόνωση για το πάτωμα σε ένα ξύλινο σπίτι.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο σχετικά με το θέμα

Το βίντεο κατευθύνεται θεματικά, το οποίο εξηγεί με αρκετή λεπτομέρεια τι είναι το KTP και «τι τρώγεται με». Αφού ελέγξετε το υλικό που παρουσιάζεται στο βίντεο, υπάρχουν μεγάλες πιθανότητες να γίνετε επαγγελματίας κατασκευαστής.

Το προφανές σημείο είναι ότι ένας δυνητικός κατασκευαστής πρέπει να γνωρίζει για τη θερμική αγωγιμότητα και την εξάρτησή του από διάφορους παράγοντες. Αυτή η γνώση θα βοηθήσει στην οικοδόμηση όχι μόνο υψηλής ποιότητας, αλλά με υψηλό βαθμό αξιοπιστίας και αντοχής του αντικειμένου. Η ουσιαστική χρήση του συντελεστή είναι μια πραγματική εξοικονόμηση χρημάτων, για παράδειγμα, στην πληρωμή για τις ίδιες υπηρεσίες κοινής ωφέλειας.

Εάν έχετε απορίες ή έχετε πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με το θέμα του άρθρου, αφήστε τα σχόλιά σας στο παρακάτω πλαίσιο.