Condutividade térmica de materiais de construção: o que o indicador significa + tabela de valores

O negócio da construção envolve o uso de qualquer material adequado. Os principais critérios são segurança para a vida e saúde, condutividade térmica, confiabilidade. A seguir, preço, estética, versatilidade etc.

Considere uma das características mais importantes dos materiais de construção - o coeficiente de condutividade térmica, pois é precisamente nessa propriedade que, por exemplo, depende do nível de conforto da casa.

O que é o material de construção KTP?

Teoricamente, e praticamente o mesmo, com materiais de construção, como regra, duas superfícies são criadas - externa e interna. Do ponto de vista da física, uma região quente sempre tende a uma região fria.

Em relação ao material de construção, o calor tenderá de uma superfície (mais quente) para outra (menos quente). Aqui, de fato, a capacidade de um material em relação a essa transição é chamada de coeficiente de condutividade térmica ou, na abreviação, KTP.

Esquema que explica o efeito da condutividade térmica: 1 - energia térmica; 2 - coeficiente de condutividade térmica; 3 - temperatura da primeira superfície; 4 - temperatura da segunda superfície; 5 - espessura do material de construção

As características da subestação transformadora geralmente são baseadas em testes, quando é feita uma amostra experimental de 100x100 cm e o efeito térmico é aplicado, levando em consideração a diferença de temperatura entre as duas superfícies de 1 grau. O tempo de exposição é de 1 hora.

Por conseguinte, a condutividade térmica é medida em watts por metro por grau (W / m ° C). O coeficiente é indicado pelo símbolo grego λ.

Por padrão, a condutividade térmica de vários materiais para construção com um valor inferior a 0,175 W / m ° C, iguala esses materiais à categoria de materiais isolantes.

A produção moderna domina a tecnologia de fabricação de materiais de construção, cujo nível de subestações de transformação é inferior a 0,05 W / m ° C.Graças a esses produtos, é possível obter um efeito econômico pronunciado em termos de consumo de recursos energéticos.

Influência de fatores no nível de condutividade térmica

Cada material de construção individual possui uma estrutura específica e um tipo de condição física.

As bases disso são:

• dimensão dos cristais da estrutura;
• estado de fase da substância;
• grau de cristalização;
• anisotropia da condutividade térmica dos cristais;
• volume de porosidade e estrutura;
• direção do fluxo de calor.

Todos esses são fatores de influência. A composição química e as impurezas também têm um certo efeito no nível de KTP. A quantidade de impurezas, como a prática demonstrou, tem um efeito particularmente expressivo no nível de condutividade térmica dos componentes cristalinos.

Materiais de construção isolantes - uma classe de produtos para construção, criada levando em consideração as propriedades da KTP, próximas às propriedades ideais. Contudo, é extremamente difícil alcançar uma condutividade térmica perfeita, mantendo outras qualidades

Por sua vez, o KTP é influenciado pelas condições operacionais do material de construção - temperatura, pressão, umidade, etc.

Materiais de construção com KTP mínimo

Segundo estudos, o valor mínimo de condutividade térmica (cerca de 0,023 W / m ° C) possui ar seco.

Do ponto de vista do uso de ar seco na estrutura de um material de construção, é necessário um projeto em que o ar seco resida dentro de numerosos espaços fechados de pequeno volume. Estruturalmente, essa configuração é representada na imagem de numerosos poros dentro da estrutura.

Daí a conclusão lógica: os materiais de construção, cuja estrutura interna é uma formação porosa, devem ter um nível baixo de KTP.

Além disso, dependendo da porosidade máxima admissível do material, o valor da condutividade térmica se aproxima do valor do coeficiente de transferência térmica do ar seco.

A criação de um material de construção com condutividade térmica mínima é facilitada pela estrutura porosa. Quanto mais poros de volumes diferentes estiverem contidos na estrutura do material, melhor KTP é aceitável para obter

Na produção moderna, várias tecnologias são usadas para obter a porosidade do material de construção.

Em particular, as seguintes tecnologias são usadas:

• espumação;
• formação de gás;
• abastecimento de água;
• inchaço;
• introdução de aditivos;
• criar quadros de fibra.

Note-se: o coeficiente de condutividade térmica está diretamente relacionado a propriedades como densidade, capacidade térmica, condutividade térmica.

O valor da condutividade térmica pode ser calculado pela fórmula:

λ = Q / S * (T₁-T₂) * t,

Onde:

• Q - quantidade de calor;
• S - espessura do material;
• T₁, T₂ - temperatura em ambos os lados do material;
• t - hora.

A densidade média e a condutividade térmica são inversamente proporcionais à porosidade. Portanto, com base na densidade da estrutura do material de construção, a dependência da condutividade térmica pode ser calculada da seguinte forma:

λ = 1,16 √ 0,0196 + 0,22d² – 0,16,

Onde: d É o valor da densidade. Esta é a fórmula de V.P. Nekrasov, demonstrando a influência da densidade de um material em particular no valor de seu KTP.

O efeito da umidade na condutividade térmica de materiais de construção

Mais uma vez, a julgar pelos exemplos do uso de materiais de construção na prática, é revelado o efeito negativo da umidade nos materiais de construção dos materiais de construção. Percebe-se - quanto mais umidade o material de construção estiver sujeito, maior será o valor do KTP.

De várias maneiras, eles procuram proteger o material usado na construção da umidade. Esta medida é justificada, dado o aumento do coeficiente de material de construção úmido

É fácil justificar esse momento. O efeito da umidade na estrutura do material de construção é acompanhado pela umidificação do ar nos poros e substituição parcial do ar.

Dado que o parâmetro do coeficiente de condutividade térmica da água é de 0,58 W / m ° C, torna-se claro um aumento significativo na condutividade térmica do material.

Também deve ser observado um efeito mais negativo, quando a água que entra na estrutura porosa é adicionalmente congelada - ela se transforma em gelo.

Assim, é fácil calcular um aumento ainda maior da condutividade térmica, levando em consideração os parâmetros do KTP do gelo, iguais ao valor de 2,3 W / m ° C. Um aumento de cerca de quatro vezes na condutividade térmica da água.

Uma das razões para o abandono da construção de inverno em favor da construção no verão deve ser considerada precisamente o fator do possível congelamento de certos tipos de materiais de construção e, como resultado, maior condutividade térmica

A partir disso, os requisitos de construção relativos à proteção de materiais de construção isolantes da penetração de umidade se tornam aparentes. Afinal, o nível de condutividade térmica aumenta em proporção direta à umidade quantitativa.

Não menos importante é outro ponto - o oposto, quando a estrutura do material de construção é submetida a um aquecimento significativo. A temperatura excessivamente alta também provoca um aumento na condutividade térmica.

Isso ocorre devido ao aumento da energia cinemática das moléculas que compõem a base estrutural do material de construção.

É verdade que existe uma classe de materiais cuja estrutura, pelo contrário, adquire as melhores propriedades de condutividade térmica sob forte aquecimento. Um desses materiais é metal.

Se, sob forte aquecimento, a maioria dos materiais de construção difundidos altera a condutividade térmica para cima, o forte aquecimento do metal leva ao efeito oposto - o coeficiente de transferência térmica do metal diminui

Métodos de determinação de coeficientes

Diferentes métodos são usados ​​nessa direção, mas, de fato, todas as tecnologias de medição são combinadas por dois grupos de métodos:

1. Modo de medição estacionária.
2. Modo de medição não estacionário.

A técnica estacionária implica trabalhar com parâmetros que não são alterados ao longo do tempo ou variam insignificantes. Esta tecnologia, a julgar pelas aplicações práticas, permite contar com resultados mais precisos do KTP.

As ações destinadas a medir a condutividade térmica, o método estacionário podem ser realizadas em uma ampla faixa de temperatura - 20 - 700 ° C. Mas, ao mesmo tempo, a tecnologia estacionária é considerada uma técnica complexa e demorada, exigindo muito tempo para execução.

Um exemplo de um aparelho projetado para realizar medições do coeficiente de condutividade térmica. Este é um dos designs digitais modernos que fornece resultados rápidos e precisos.

Outra tecnologia de medição é não estacionária, parece mais simplificada, exigindo 10 a 30 minutos para concluir o trabalho. No entanto, neste caso, a faixa de temperatura é significativamente limitada. No entanto, a técnica encontrou ampla aplicação no setor manufatureiro.

Tabela de condutividade térmica de materiais de construção

Não faz sentido medir muitos materiais de construção existentes e amplamente utilizados.

Todos esses produtos, em regra, foram testados repetidamente, com base nos quais uma tabela de condutividade térmica dos materiais de construção foi compilada, o que inclui quase todos os materiais necessários para o canteiro de obras.

Uma das opções para essa tabela é apresentada abaixo, onde KTP é o coeficiente de condutividade térmica:

Também recomendamos ler nossos outros artigos, onde falamos sobre como escolher o isolamento certo:

1. Isolamento para o telhado do sótão.
2. Materiais para aquecer a casa por dentro.
3. Isolamento para o teto.
4. Materiais para isolamento térmico externo.
5. Isolamento para o chão em uma casa de madeira.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O vídeo é direcionado tematicamente, o que explica com detalhes suficientes o que é KTP e "com o que é comido". Depois de revisar o material apresentado no vídeo, há grandes chances de se tornar um construtor profissional.

O ponto óbvio é que um construtor em potencial precisa conhecer a condutividade térmica e sua dependência de vários fatores. Esse conhecimento ajudará a criar não apenas alta qualidade, mas com um alto grau de confiabilidade e durabilidade do objeto. Usar o coeficiente em essência é uma economia real de dinheiro, por exemplo, no pagamento pelos mesmos serviços de utilidade pública.

Se você tiver dúvidas ou tiver informações valiosas sobre o tópico do artigo, deixe seus comentários na caixa abaixo.