Conduttività termica dei materiali da costruzione: cosa significa l'indicatore + tabella dei valori

Il settore delle costruzioni prevede l'uso di materiali idonei. I criteri principali sono sicurezza per la vita e la salute, conducibilità termica, affidabilità. Di seguito sono prezzo, estetica, versatilità, ecc.

Considera una delle caratteristiche più importanti dei materiali da costruzione: il coefficiente di conducibilità termica, poiché è proprio su questa proprietà che, ad esempio, dipende dal livello di comfort della casa.

Cos'è il materiale da costruzione KTP?

Teoricamente, e praticamente lo stesso, con i materiali da costruzione, di norma, vengono create due superfici: esterna e interna. Dal punto di vista della fisica, una regione calda tende sempre a una regione fredda.

In relazione al materiale da costruzione, il calore tenderà da una superficie (più calda) a un'altra superficie (meno calda). Qui, infatti, la capacità di un materiale rispetto a tale transizione è chiamata coefficiente di conducibilità termica o, in abbreviazione, KTP.

Schema che spiega l'effetto della conducibilità termica: 1 - energia termica; 2 - coefficiente di conducibilità termica; 3 - temperatura della prima superficie; 4 - temperatura della seconda superficie; 5 - spessore del materiale da costruzione

Le caratteristiche della sottostazione del trasformatore si basano generalmente su prove, quando viene prelevato un campione sperimentale di 100x100 cm e viene applicato l'effetto termico, tenendo conto della differenza di temperatura tra le due superfici di 1 grado. Il tempo di esposizione è di 1 ora.

Di conseguenza, la conducibilità termica viene misurata in watt per metro per grado (W / m ° C). Il coefficiente è indicato dal simbolo greco λ.

Per impostazione predefinita, la conducibilità termica di vari materiali per costruzione con un valore inferiore a 0,175 W / m ° C, identifica questi materiali con la categoria dei materiali isolanti.

La produzione moderna ha dominato la tecnologia di produzione di materiali da costruzione, il cui livello KTP è inferiore a 0,05 W / m ° C.Grazie a tali prodotti, è possibile ottenere un pronunciato effetto economico in termini di consumo di risorse energetiche.

Influenza di fattori sul livello di conducibilità termica

Ogni singolo materiale da costruzione ha una struttura specifica e una sorta di condizione fisica.

Le basi di questo sono:

• dimensione dei cristalli della struttura;
• stato di fase della sostanza;
• grado di cristallizzazione;
• anisotropia della conducibilità termica dei cristalli;
• volume di porosità e struttura;
• direzione del flusso di calore.

Tutti questi sono fattori di influenza. La composizione chimica e le impurità hanno anche un certo effetto sul livello di KTP. La quantità di impurità, come ha dimostrato la pratica, ha un effetto particolarmente espressivo sul livello di conducibilità termica dei componenti cristallini.

Materiali da costruzione isolanti: una classe di prodotti per l'edilizia, creata tenendo conto delle proprietà di KTP, vicino a proprietà ottimali. Tuttavia, raggiungere una conduttività termica perfetta mantenendo altre qualità è estremamente difficile

A sua volta, il KTP è influenzato dalle condizioni operative del materiale da costruzione: temperatura, pressione, umidità, ecc.

Materiali da costruzione con KTP minimo

Secondo gli studi, il valore minimo di conducibilità termica (circa 0,023 W / m ° C) ha aria secca.

Dal punto di vista dell'uso dell'aria secca nella struttura di un materiale da costruzione, è necessario un progetto in cui l'aria secca risieda all'interno di numerosi spazi chiusi di piccolo volume. Strutturalmente, una tale configurazione è rappresentata nell'immagine di numerosi pori all'interno della struttura.

Da qui la conclusione logica: i materiali da costruzione, la cui struttura interna è una formazione porosa, devono avere un basso livello di KTP.

Inoltre, a seconda della porosità massima ammissibile del materiale, il valore della conducibilità termica si avvicina al valore del coefficiente di trasferimento termico dell'aria secca.

La creazione di un materiale da costruzione con una conduttività termica minima è facilitata dalla struttura porosa. Più pori di volumi diversi sono contenuti nella struttura del materiale, migliore è il KTP accettabile da ottenere

Nella produzione moderna, vengono utilizzate diverse tecnologie per ottenere la porosità del materiale da costruzione.

In particolare, vengono utilizzate le seguenti tecnologie:

• schiuma;
• formazione di gas;
• approvvigionamento idrico;
• gonfiore;
• introduzione di additivi;
• creare cornici in fibra.

Va notato: il coefficiente di conducibilità termica è direttamente correlato a proprietà quali densità, capacità termica, conducibilità termica.

Il valore della conducibilità termica può essere calcolato con la formula:

λ = Q / S * (T₁-T₂) * t,

dove:

• Q - quantità di calore;
• S - spessore del materiale;
• T₁, T₂ - temperatura su entrambi i lati del materiale;
• t - tempo.

La densità media e la conducibilità termica sono inversamente proporzionali alla porosità. Pertanto, in base alla densità della struttura del materiale da costruzione, la dipendenza della conducibilità termica da esso può essere calcolata come segue:

λ = 1,16 √ 0,0196 + 0,22 d² – 0,16,

dove: d È il valore della densità. Questa è la formula di V.P. Nekrasov, dimostrando l'influenza della densità di un particolare materiale sul valore del suo KTP.

L'effetto dell'umidità sulla conducibilità termica dei materiali da costruzione

Ancora una volta, a giudicare dagli esempi dell'uso dei materiali da costruzione nella pratica, viene rivelato l'effetto negativo dell'umidità sui materiali da costruzione dei materiali da costruzione. Si nota: maggiore è l'umidità a cui viene sottoposto il materiale da costruzione, maggiore diventa il valore del KTP.

In vari modi, cercano di proteggere dall'umidità il materiale utilizzato nella costruzione. Questa misura è giustificata, dato l'aumento del coefficiente per il materiale da costruzione umido

È facile giustificare un momento simile. L'effetto dell'umidità sulla struttura del materiale da costruzione è accompagnato dall'umidificazione dell'aria nei pori e dalla parziale sostituzione dell'aria.

Dato che il parametro del coefficiente di conducibilità termica per l'acqua è 0,58 W / m ° C, diventa evidente un aumento significativo della conducibilità termica del materiale.

Va anche notato un effetto più negativo, quando l'acqua che entra nella struttura porosa viene ulteriormente congelata - si trasforma in ghiaccio.

Di conseguenza, è facile calcolare un aumento ancora maggiore della conducibilità termica, tenendo conto dei parametri del KTP del ghiaccio, pari al valore di 2,3 W / m ° C. Un aumento di circa quattro volte alla conducibilità termica dell'acqua.

Uno dei motivi dell'abbandono della costruzione invernale a favore della costruzione in estate dovrebbe essere considerato precisamente il fattore del possibile congelamento di alcuni tipi di materiali da costruzione e, di conseguenza, una maggiore conduttività termica

Da ciò emergono i requisiti di costruzione relativi alla protezione dei materiali da costruzione isolanti dalla penetrazione dell'umidità. Dopotutto, il livello di conducibilità termica aumenta in proporzione diretta all'umidità quantitativa.

Non meno significativo è un altro punto: il contrario, quando la struttura del materiale da costruzione è soggetta a un riscaldamento significativo. Una temperatura eccessivamente elevata provoca anche un aumento della conduttività termica.

Ciò accade a causa di un aumento dell'energia cinematica delle molecole che costituiscono la base strutturale del materiale da costruzione.

È vero, esiste una classe di materiali, la cui struttura, al contrario, acquisisce le migliori proprietà di conduttività termica nel regime di forte riscaldamento. Uno di questi materiali è il metallo.

Se, sotto forte riscaldamento, la maggior parte dei materiali da costruzione diffusi modifica la conducibilità termica verso l'alto, un forte riscaldamento del metallo porta all'effetto opposto: il coefficiente di trasferimento termico del metallo diminuisce

Metodi di determinazione coerenti

In questa direzione vengono utilizzati diversi metodi, ma in realtà tutte le tecnologie di misurazione sono combinate da due gruppi di metodi:

1. Modalità di misurazione stazionaria.
2. Modalità di misurazione non stazionaria.

La tecnica stazionaria implica il lavoro con parametri che rimangono invariati nel tempo o che variano in modo insignificante. Questa tecnologia, a giudicare dalle applicazioni pratiche, consente di contare su risultati più accurati di KTP.

Le azioni volte a misurare la conduttività termica, il metodo stazionario possono essere eseguite in un ampio intervallo di temperature - 20 - 700 ° C. Allo stesso tempo, la tecnologia fissa è considerata una tecnica complessa e dispendiosa in termini di tempo, che richiede molto tempo per l'esecuzione.

Un esempio di apparecchio progettato per eseguire misurazioni del coefficiente di conducibilità termica. Questo è uno dei moderni design digitali che fornisce risultati rapidi e precisi.

Un'altra tecnologia di misurazione non è fissa, sembra più semplificata e richiede da 10 a 30 minuti per completare il lavoro. Tuttavia, in questo caso, l'intervallo di temperatura è significativamente limitato. Tuttavia, la tecnica ha trovato ampia applicazione nel settore manifatturiero.

Tabella di conducibilità termica dei materiali da costruzione

Non ha senso misurare molti materiali da costruzione esistenti e ampiamente utilizzati.

Tutti questi prodotti, di norma, sono stati testati ripetutamente, sulla base dei quali è stata compilata una tabella di conducibilità termica dei materiali da costruzione, che comprende quasi tutti i materiali necessari per il cantiere.

Una delle opzioni per tale tabella è presentata di seguito, dove KTP è il coefficiente di conducibilità termica:

Raccomandiamo anche di leggere i nostri altri articoli, in cui parliamo di come scegliere il giusto isolamento:

1. Isolamento per il tetto dell'attico.
2. Materiali per riscaldare la casa dall'interno.
3. Isolamento per il soffitto.
4. Materiali per isolamento termico esterno.
5. Isolamento per il pavimento in una casa di legno.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Il video è diretto tematicamente, il che spiega in modo sufficientemente dettagliato cos'è KTP e "con cosa viene mangiato". Dopo aver esaminato il materiale presentato nel video, ci sono alte probabilità di diventare un costruttore professionista.

Il punto ovvio è che un potenziale costruttore deve conoscere la conduttività termica e la sua dipendenza da vari fattori. Questa conoscenza aiuterà a costruire non solo alta qualità, ma con un alto grado di affidabilità e durata dell'oggetto. L'uso del coefficiente in sostanza è un vero risparmio di denaro, ad esempio, nel pagare gli stessi servizi di pubblica utilità.

Se hai domande o hai informazioni preziose sull'argomento dell'articolo, lascia i tuoi commenti nella casella qui sotto.