Tepelná vodivosť stavebných materiálov: čo znamená indikátor + tabuľka hodnôt

Stavebníctvo zahŕňa použitie akýchkoľvek vhodných materiálov. Hlavnými kritériami sú bezpečnosť života a zdravia, tepelná vodivosť, spoľahlivosť. Ide o cenu, estetiku, univerzálnosť atď.

Zoberme si jednu z najdôležitejších charakteristík stavebných materiálov - koeficient tepelnej vodivosti, pretože práve na tejto vlastnosti závisí napríklad úroveň pohodlia v dome.

Čo je stavebný materiál KTP?

Teoreticky a prakticky to isté sa pri stavebných materiáloch spravidla vytvárajú dve povrchy - vonkajšia a vnútorná. Z hľadiska fyziky má teplá oblasť vždy sklon k studenej oblasti.

Vo vzťahu k stavebnému materiálu bude mať teplo tendenciu z jedného povrchu (teplejšie) na iný povrch (menej teplé). V skutočnosti sa tu schopnosť materiálu vzhľadom na taký prechod nazýva koeficient tepelnej vodivosti alebo v skratke KTP.

Schéma vysvetľujúca účinok tepelnej vodivosti: 1 - tepelná energia; 2 - koeficient tepelnej vodivosti; 3 - teplota prvého povrchu; 4 - teplota druhého povrchu; 5 - hrúbka stavebného materiálu

Charakteristika transformačnej trafostanice je obvykle založená na testoch, keď sa odoberie experimentálna vzorka s rozmermi 100 x 100 cm a aplikuje sa na ňu tepelný efekt, pričom sa berie do úvahy teplotný rozdiel dvoch povrchov 1 stupňa. Expozičný čas je 1 hodina.

Podľa toho sa meria tepelná vodivosť vo wattoch na meter a stupeň (W / m ° C). Koeficient je označený gréckym symbolom λ.

Tepelná vodivosť rôznych stavebných materiálov s hodnotou nižšou ako 0,175 W / m ° C štandardne tieto materiály zaraďuje do kategórie izolačných materiálov.

Moderná výroba zvládla technológiu výroby stavebných materiálov, ktorých úroveň trafostanice je nižšia ako 0,05 W / m ° C.Vďaka takýmto výrobkom je možné dosiahnuť výrazný ekonomický efekt z hľadiska spotreby energetických zdrojov.

Vplyv faktorov na úroveň tepelnej vodivosti

Každý jednotlivý stavebný materiál má špecifickú štruktúru a má druh fyzického stavu.

Základom toho sú:

• rozmer kryštálov štruktúry;
• fázový stav látky;
• stupeň kryštalizácie;
• anizotropia tepelnej vodivosti kryštálov;
• objem pórovitosti a štruktúry;
• smer toku tepla.

To všetko sú faktory vplyvu. Chemické zloženie a nečistoty majú tiež určitý vplyv na hladinu KTP. Množstvo nečistôt, ako sa ukázalo v praxi, má zvlášť výrazný vplyv na úroveň tepelnej vodivosti kryštalických zložiek.

Izolačné stavebné materiály - trieda stavebných výrobkov, vytvorená s ohľadom na vlastnosti KTP, blízko optimálnych vlastností. Dosiahnutie perfektnej tepelnej vodivosti pri zachovaní ďalších vlastností je však mimoriadne ťažké

Na druhej strane je KTP ovplyvnená prevádzkovými podmienkami stavebného materiálu - teplotou, tlakom, vlhkosťou atď.

Stavebné materiály s minimálnym KTP

Podľa štúdií má minimálna hodnota tepelnej vodivosti (približne 0,023 W / m ° C) suchý vzduch.

Z hľadiska použitia suchého vzduchu v štruktúre stavebného materiálu je potrebný návrh, kde suchý vzduch sa nachádza vo vnútri mnohých uzavretých priestorov malého objemu. Štruktúrne je takáto konfigurácia znázornená na obrázku mnohých pórov v štruktúre.

Preto logický záver: stavebné materiály, ktorých vnútorná štruktúra je pórovitá formácia, musia mať nízku hladinu KTP.

Okrem toho sa v závislosti od maximálnej povolenej pórovitosti materiálu hodnota tepelnej vodivosti blíži hodnote koeficientu tepelného prenosu suchého vzduchu.

Vytváranie stavebného materiálu s minimálnou tepelnou vodivosťou uľahčuje pórovitá štruktúra. Čím viac pórov rôznych objemov je obsiahnutých v štruktúre materiálu, tým lepšie je získať KTP

V modernej výrobe sa používa niekoľko technológií na získanie pórovitosti stavebného materiálu.

Používajú sa najmä tieto technológie:

• pena;
• tvorba plynu;
• zásobovanie vodou;
• opuch;
• zavádzanie prísad;
• vytvárať rámy vlákien.

Je potrebné poznamenať, že koeficient tepelnej vodivosti priamo súvisí s vlastnosťami ako hustota, tepelná kapacita, tepelná vodivosť.

Hodnota tepelnej vodivosti sa môže vypočítať podľa vzorca:

A = Q / S * (T₁-T₂) * t,

kde:

• Q - množstvo tepla;
• S - hrúbka materiálu;
• T₁, T₂ - teplota na oboch stranách materiálu;
• T - čas.

Priemerná hustota a tepelná vodivosť sú nepriamo úmerné pórovitosti. Z tohto dôvodu sa na základe hustoty štruktúry stavebného materiálu dá závislosť tepelnej vodivosti na ňom vypočítať takto:

A = 1,16 ± 0,0169 + 0,22 d² – 0,16,

kde: d Je hodnota hustoty. Toto je vzorec V.P. Nekrasov, demonštrujúci vplyv hustoty konkrétneho materiálu na hodnotu jeho KTP.

Vplyv vlhkosti na tepelnú vodivosť stavebných materiálov

Na základe príkladov použitia stavebných materiálov v praxi sa opäť zistí negatívny vplyv vlhkosti na stavebné materiály stavebných materiálov. Všimnite si - čím viac vlhkosti je stavebný materiál vystavený, tým vyššia je hodnota KTP.

Rôznymi spôsobmi sa snažia chrániť materiál použitý v stavebníctve pred vlhkosťou. Toto opatrenie je opodstatnené vzhľadom na zvýšenie koeficientu pre vlhký stavebný materiál

Zdôvodnenie takéhoto okamihu nie je ťažké. Vplyv vlhkosti na štruktúru stavebného materiálu je sprevádzaný zvlhčovaním vzduchu v póroch a čiastočnou výmenou vzduchu.

Vzhľadom na to, že parameter koeficientu tepelnej vodivosti pre vodu je 0,58 W / m ° C, je zrejmé výrazné zvýšenie tepelnej vodivosti materiálu.

Malo by sa tiež poznamenať, negatívnejší účinok, keď voda vstupujúca do poréznej štruktúry je dodatočne zamrznutá - premení sa na ľad.

Podľa toho je ľahké vypočítať ešte väčšie zvýšenie tepelnej vodivosti, berúc do úvahy parametre KTP ľadu, rovné hodnote 2,3 W / m ° C. Zvýšenie tepelnej vodivosti vody asi štyrikrát.

Jedným z dôvodov opustenia zimnej stavby v prospech výstavby v lete by sa mal byť práve faktor faktor možného zamrznutia určitých druhov stavebných materiálov a v dôsledku toho zvýšená tepelná vodivosť.

Z toho vyplývajú stavebné požiadavky týkajúce sa ochrany izolačných stavebných materiálov pred prenikaním vlhkosti. Koniec koncov sa úroveň tepelnej vodivosti zvyšuje priamo úmerne kvantitatívnej vlhkosti.

Nemenej dôležitý je ďalší bod - opak, keď je štruktúra stavebného materiálu vystavená výraznému zahrievaniu. Príliš vysoká teplota tiež spôsobuje zvýšenie tepelnej vodivosti.

To sa deje v dôsledku zvýšenia kinematickej energie molekúl, ktoré tvoria štruktúrny základ stavebného materiálu.

Je pravda, že existuje skupina materiálov, ktorých štruktúra naopak získava najlepšie vlastnosti tepelnej vodivosti v režime silného zahrievania. Jedným takýmto materiálom je kov.

Ak pri silnom zahrievaní väčšina z rozšírených stavebných materiálov zmení tepelnú vodivosť smerom nahor, silné zahriatie kovu vedie k opačnému účinku - koeficient prestupu kovu sa znižuje

Metódy stanovenia koeficientov

V tomto smere sa používajú rôzne metódy, ale v skutočnosti sú všetky meracie technológie kombinované dvoma skupinami metód:

1. Stacionárny režim merania.
2. Nestacionárny režim merania.

Stacionárna technika vyžaduje prácu s parametrami, ktoré sa v priebehu času nezmenia alebo sa menia len nepatrne. Táto technológia, súdená podľa praktických aplikácií, umožňuje počítať s presnejšími výsledkami KTP.

Akcie zamerané na meranie tepelnej vodivosti, stacionárna metóda sa môže vykonávať v širokom teplotnom rozmedzí - 20 - 700 ° C. Stacionárna technológia sa zároveň považuje za časovo náročnú a zložitú techniku, ktorá si vyžaduje veľké množstvo času na jej vykonanie.

Príklad prístroja navrhnutého na vykonávanie meraní koeficientu tepelnej vodivosti. Toto je jeden z moderných digitálnych dizajnov, ktorý poskytuje rýchle a presné výsledky.

Ďalšia technológia merania je nestacionárna, zdá sa, že je jednoduchšia a vyžaduje dokončenie práce 10 až 30 minút. V tomto prípade je však teplotný rozsah značne obmedzený. Táto technika však našla široké uplatnenie vo výrobnom sektore.

Tabuľka tepelnej vodivosti stavebných materiálov

Nemá zmysel merať veľa existujúcich a bežne používaných stavebných materiálov.

Všetky tieto výrobky boli spravidla opakovane testované, na základe ktorých bola zostavená tabuľka tepelnej vodivosti stavebných materiálov, ktorá obsahuje takmer všetky materiály potrebné pre stavenisko.

Jedna z možností pre túto tabuľku je uvedená nižšie, kde KTP je koeficient tepelnej vodivosti:

Odporúčame tiež prečítať si naše ďalšie články, kde hovoríme o tom, ako zvoliť správnu izoláciu:

1. Izolácia strechy podkrovia.
2. Materiály na vykurovanie domu zvnútra.
3. Izolácia stropu.
4. Materiály na vonkajšiu tepelnú izoláciu.
5. Izolácia podlahy v drevenom dome.

Závery a užitočné video na túto tému

Video je tematicky zamerané, čo dostatočne podrobne vysvetľuje, čo je KTP a „s čím sa konzumuje“. Po preštudovaní materiálu uvedeného vo videu sú vysoké šance stať sa profesionálnym staviteľom.

Je zrejmé, že potenciálny výrobca musí vedieť o tepelnej vodivosti a jej závislosti od rôznych faktorov. Tieto znalosti pomôžu vybudovať nielen vysokú kvalitu, ale aj vysokú mieru spoľahlivosti a trvanlivosti objektu. Použitie koeficientu v podstate znamená skutočnú úsporu peňazí, napríklad pri platení za rovnaké služby.

Ak máte otázky alebo máte cenné informácie k téme článku, zanechajte svoje pripomienky v rámčeku nižšie.