Теплопроводность в строительстве: Значение теплопроводности в строительстве — Информио

Значение теплопроводности в строительстве — Информио

В холодную, дождливую, ветреную погоду мы всегда стремимся вернуться в теплый дом, где можно, сняв пальто, почувствовать себя в тепле и уюте. Наружные стены, окна, крыша (т.е. ограждающие конструкции) защищают наш дом от низких температур, сильного ветра, осадков в виде дождя и снега и других атмосферных воздействий. При этом они препятствуют прониканию тепла из внутреннего помещения наружу вследствие своего сопротивления теплопередаче. В зависимости от толщины материала конструкция может иметь различное сопротивление теплопередаче: чем больше толщина материала, тем лучшими теплозащитными свойствами обладает ограждение.

 

Тепло может передаваться разными способами: теплопроводностью, конвекцией, излучением.

 

В чистом виде теплопроводность наблюдается только в сплошных твердых телах. Тепло передается непосредственно через материал или от одного материала другому при их соприкосновении. Высокой теплопроводностью обладают плотные материалы — металл, железобетон, мрамор.

Воздух имеет низкую теплопроводность. Поэтому через материалы с большим количеством замкнутых пор, заполненных воздухом, тепло передается плохо, и они могут использоваться как теплоизоляционные (семищелевой кирпич, пенобетон, вспененный полиуретан, пенопласт).

 

Конвекция характерна для жидких и газообразных сред, где перенос тепла происходит в результате движения молекул. Конвективный теплообмен наблюдается у поверхности стен при наличии температурного перепада между конструкцией и соприкасающимся с ней воздухом. В окнах жилых домов конвективный теплообмен происходит между поверхностями остекления, обращенными внутрь воздушной прослойки. Нагреваясь от внутреннего стекла, теплый воздух поднимается вверх. При соприкосновении с холодным наружным стеклом воздух отдает свое тепло и, охлаждаясь, опускается вниз. Такая циркуляция воздуха в воздушной прослойке обусловливает конвективный теплообмен. Чем больше разность температур поверхностей, тем интенсивнее теплообмен между ними.

 

Излучение происходит в газообразной среде путем передачи тепла с поверхности тела через пространство (в виде энергии электромагнитных волн). Благодаря лучистому теплообмену поверхность Земли обогревается Солнцем, находящимся от нее на расстоянии многих световых лет.

 

Аналогичным образом осуществляется передача тепла излучением между двумя поверхностями, расположенными в стене и разделенными воздушной прослойкой. Нагретая поверхность радиатора излучает тепло и обогревает помещение. Чем выше температура поверхности отопительного прибора, тем сильнее обогревается помещение.

 

Все тела, имеющие температуру выше абсолютного нуля, излучают тепло, которое частично отражается, частично поглощается. Если вся падающая на тело лучистая энергия отражается, то такое тело называется абсолютно белым. Если вся падающая энергия поглощается, то тело называется абсолютно черным.

 

Строительные материалы также частично отражают и частично поглощают энергию, хотя и в меньшей степени, чем абсолютное белое и абсолютно черное тела. Они называются серыми телами.

 

Светлая и гладкая поверхность отражает большую часть падающей энергии. Чем темнее и шершавее поверхность тела, тем больше энергии она поглощает. Поглощенная телом лучистая энергия превращается в тепловую и вызывает повышение температуры. Поэтому для уменьшения перегрева помещений верхнего этажа в летнее время целесообразно покрытие крыши делать из оцинкованной кровельной стали, а не из рубероида. Благодаря блестящей светлой поверхности сталь отражает значительную часть излучения и нагревается меньше, чем рубероид, имеющий темную поверхность и интенсивнее поглощающий лучистую энергию.

 

Утеплять помещения идеальнее всего на стадии его строительства.

Рисунок 1  — Приведенное сопротивление теплопередачи для различных конструкций стен.

 

Теплопроводность строительных материалов – это возможность через свою толщу проводить тепловой поток от одной поверхности к другой.Но это свойство действует лишь в том случае, если в изделии есть градиент потенциала переноса. Если мы имеем дело с пористыми веществами, на теплопроводность влияет характер пор, показатель пористости, вид вещественного состава изделия, температура и влажность.

 

Стоит отметить что у плотных материалов  теплопроводность выше,  чем у пористых, дело в том, что у последних тепловой поток может идти не только через поры, заполненные воздухом, но и через вещество изделия. Тепловой поток получает сопротивление из-за низкой теплопроводности воздуха. Но чем меньше размер пор, тем меньшую теплопроводность можно отметить у пористых материалов. А если присутствуют сообщающиеся большие поры, можно говорить об увеличении переноса теплоты движением воздуха. Таким образом, изделия, где есть сообщающиеся поры – отличаются большей теплопроводностью.

 

Некоторые нюансы вносит структура материалов и условия их теплопроводности. В частности, если при строительстве замечено увлажнение, в таком случае резко увеличивается теплопроводность изделий. Дело в том, что тепловой поток проходит быстрее и лучше, если поры заполнены водой.

 

Кроме того, особое влияние на теплопроводность оказывает структура материалов. Неодинаковые свойства у изделий со слоистым и волокнистым строением. К примеру, теплопроводность пола из деревянной торцовой шашки выше подобного образца из щитового и дощатого паркетного пола. Это объясняется тем, что у древесных материалов термическое сопротивление поперек вдвое больше, чем при направлении теплового потока вдоль волокон. Такие особенности зафиксированы и при работе со слоистыми искусственными изделиями.

 

Сейчас на рынке почти каждый день появляются все новые и новые виды утеплителей. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками.  Но, из самых популярных очень сложно выбрать нужный, потому что при сравнении выясняется, что один лучше другого. На самом деле универсального утеплителя не существует, и для каждой утепляемой части дома – стены, крыша, пол и так далее – нужно подбирать свой тип.

 

Выбор теплоизоляционных материалов (ТИМ), хороших для каждой конструкции дома, задачка не из легких: за последнее десятилетие на рынке их появилось неописуемое огромное количество.

 

Хорошо утеплить собственный дом можно только при всеохватывающем подходе к термоизоляции.Всеохватывающее утепление дома позволяет: уменьшить толщину ограждающих конструкций, повысить их теплоизоляционные свойства, понизить массу сооружений и расход стройматериалов, а в эксплуатационный период существенно уменьшить издержки на энергию при отоплении построек.

 

Строители подсчитали, что больше половины всего тепла из дома уходит через стенки и окна, при этом, чем больше площадь наружных поверхностей, тем выше будут теплоотдачи. Один из методов минимизировать их знаком всем дачникам: пристройка к дому веранды и других подсобных помещений. В прохладное время года они делают функцию буфера, защищающего внутренние комнаты от внешнего воздуха. Самое проблемное место в доме, исходя из убеждений теплопотерь это окна. Потому нужно верно избрать тип оконного блока и детали его установки, также направить внимание на сопряжение окон со стенками, толщину оконной коробки, размещение окна в плоскости стенки.

Чтоб минимизировать утраты, можно установить окна с трехслойным остеклением в спаренных древесных рамах.

 

Фасад строения можно утеплить 3-мя методами: изнутри, снаружи и утеплением внутри стенки. Предпочтение, обычно, отдается системам внешнего утепления. Это, во-1-х, позволяет сохранить полезную площадь помещений, а, во-2-х, не заниматься устройством пароизоляции и воздушных зазоров, препятствующих конденсации пара. В качестве ТИМ для фасадного утепления можно с фурором использовать минеральную вату, стекловолокно, изделия из полистирола и др.

 

Такой метод утепления не только защитит дом от воздействий наружной среды и уменьшит эксплуатационные издержки на отопление, но и сделает лучше звукоизоляционные характеристики дома, также облагородит его внешний облик.

 

Не забывайте, что показатели теплопроводности очень важны при строительстве зданий. Ведь от грамотного изучения технических характеристик материалов зависят будущие расходы на отопление дома.

 

Библиографический список

1. Физика: Учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования / В.Ф. Дмитриева.- 6-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005.
2. Строительные материалы и изделия: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования /Ю.Г. Барабанщиков. – 2-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2010.
3. Технология и организация строительства: Г.К. Соколов. – 7-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2010.

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ

Любое строительство независимо от его размера всегда начинается с разработки проекта. Его цель – спроектировать не только внешний вид будущего строения, еще и просчитать основные теплотехнические характеристики. Ведь основной задачей строительства считается сооружение прочных, долговечных зданий, способных поддерживать здоровый и комфортный микроклимат, без лишних затрат на отопление.

Несомненную помощь при выборе сырья, используемого для возведения постройки, окажет таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты.

Тепло в доме напярямую зависит от коэффициента теплопроводности строительных материалов

Содержание

• 1 Что такое теплопроводность?
• 2 Что влияет на величину теплопроводности?
• 3 Применение показателя теплопроводности на практике
• 4 Теплопроводность готового здания. Варианты утепления конструкций
• 5 Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты
  • 5.1 Теплопроводность строительных материалов (видео)

Что такое теплопроводность?

Теплопроводность – это процесс передачи энергии тепла от нагретых частей помещения к менее теплым. Такой обмен энергией будет происходить, пока температура не уравновесится. Применяя это правило к ограждающим системам дома, можно понять, что процесс теплопередачи определяется промежутком времени, за который происходит выравнивание температуры в комнатах с окружающей средой. Чем это время больше, тем теплопроводность материала, применяемого при строительстве, ниже.

Отсутствие теплоизоляции дома скажется на температуре воздуха внутри помещения

Для характеристики проводимости тепла материалами используют такое понятие, как коэффициент теплопроводности. Он показывает, какое количество тепла за одну единицу временного промежутка пройдет через одну единицу площади поверхности. Чем выше подобный показатель, тем сильнее теплообмен, значит, постройка будет остывать значительно быстрее. То есть при сооружении зданий, домов и прочих помещений необходимо использовать материалы, проводимость тепла которых минимальна.

Сравнительные характеристики теплопроводности и термического сопротивления стен, возведенных из кирпича и газобетонных блоков

Что влияет на величину теплопроводности?

Тепловая проводимость любого материала зависит от множества параметров:

1. Пористая структура. Присутствие пор предполагает неоднородность сырья. При прохождении тепла через подобные структуры, где большая часть объема занята порами, охлаждение будет минимальным.
2. Плотность. Высокая плотность способствует более тесному взаимодействию частиц друг с другом. В результате теплообмен и последующее полное уравновешивание температур происходит быстрее.
3. Влажность. При высокой влажности окружающего воздуха или намокании стен постройки, сухой воздух вытесняется капельками жидкости из пор. Теплопроводность в подобном случае значительно увеличивается.

Теплопроводность, плотность и водопоглощение некоторых строительных материалов

Применение показателя теплопроводности на практике

В строительстве все материалы условно подразделяются на теплоизоляционные и конструкционные. Конструкционное сырье отличается наибольшими показателями теплопроводности, но именно его применяют для постройки стен, перекрытий, прочих ограждений. Согласно таблице теплопроводности строительных материалов, при возведении стен из железобетона, для низкого теплообмена с окружающей средой толщина конструкции должна быть около 6 метров. В таком случае строение получится огромным, громоздким и потребует немалых затрат.

Наглядный пример — при какой толщине различных материалов их коэффициент теплопроводности будет одинаковым

Поэтому при возведении постройки следует отдельное внимание уделять дополнительным теплоизолирующим материалам. Слой теплоизоляции может не понадобиться только для построек из дерева или пенобетона, но даже при использовании подобного низкопроводного сырья толщина конструкции должна быть не менее 50 см.

Нужно знать! У теплоизоляционных материалов значения показателя теплопроводности минимальны.

Теплопроводность готового здания. Варианты утепления конструкций

При разработке проекта постройки необходимо учесть все возможные варианты и пути потери тепла. Большое его количество может уходить через:

• стены – 30%;
• крышу – 30%;
• двери и окна – 20%;
• полы – 10%.

Теплопотери неутепленного частного дома

При неверном расчете теплопроводности на этапе проектирования, жильцам остается довольствоваться только 10% тепла, получаемого от энергоносителей. Именно поэтому дома, возведенные из стандартного сырья: кирпича, бетона, камня рекомендуют дополнительно утеплять. Идеальная постройка согласно таблице теплопроводности строительных материалов должна быть выполнена полностью из теплоизолирующих элементов. Однако малая прочность и минимальная устойчивость к нагрузкам ограничивает возможности их применения.

Нужно знать! При обустройстве правильной гидроизоляции любого утеплителя высокая влажность не повлияет на качество теплоизоляции и сопротивление постройки теплообмену будет значительно выше.

Сравнительный график коэффициентов теплопроводности некоторых строительных материалов и утеплителей

Самым распространенным вариантом сочетание несущей конструкции из высокопрочных материалов с дополнительным слоем теплоизоляции. Сюда можно отнести:

1. Каркасный дом. При его постройке каркасом из древесины обеспечивается жесткость всей конструкции, а укладка утеплителя производится в пространство между стойками. При незначительном уменьшении теплообмена в некоторых случая может потребоваться утепление еще и снаружи основного каркаса.
2. Дом из стандартных материалов. При выполнении стен из кирпича, шлакоблоков, утепление должно проводиться по наружной поверхности конструкции.

Необходимая тепло- и гидроизоляция для сохранения тепла в частном доме

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

В этой таблице собраны показатели теплопроводности самых распространенных строительных материалов. Пользуясь подобными справочниками, можно без проблем рассчитать необходимую толщину стен и применяемого утеплителя.

Таблица коэффициента теплопроводности строительных материалов:

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

Теплопроводность строительных материалов (видео)

REMOO В ВАШЕЙ ПОЧТЕ

Закрыть

ОПРОСЫ

ЕЩЕ ОПРОСЫ

Какое покрытие лучше постелить на пол в кухне?

• Только плитка!
• Влагостойкий ламинат
• Керамогранит
• Линолеум
• Наливной пол

Poll Options are limited because JavaScript is disabled in your browser.

ТЕСТЫ

ЕЩЕ ТЕСТЫ

А сможете ли вы самостоятельно рассчитать пропорции состава для строительного раствора? Тест

ПРОЙТИ ТЕСТ

Теплопроводность — Проектирование зданий

Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить вам максимально удобные условия пользования нашим веб-сайтом. Вы можете узнать о наших файлах cookie и о том, как отключить файлы cookie, в нашей Политике конфиденциальности. Если вы продолжите использовать этот веб-сайт без отключения файлов cookie, мы будем считать, что вы довольны их получением. Закрывать.

Редактировать эту статью

Последняя редакция 09 ноя 2022

См. вся история

Теплопроводность (иногда называемая значением k или лямбда-значением (λ)) — это мера скорости, с которой разница температур передается через материал. Чем ниже теплопроводность материала, тем медленнее скорость, с которой разница температур передается через него, и, следовательно, тем эффективнее он как изолятор. В широком смысле, чем ниже теплопроводность ткани здания, тем меньше энергии требуется для поддержания комфортных условий внутри.

Теплопроводность является основным свойством материала, не зависящим от толщины. Измеряется в ваттах на метр-кельвин (Вт/мК).

Термическое сопротивление слоев ткани здания (R измеряется в м²K/Вт) можно рассчитать исходя из толщины каждого слоя / теплопроводность этого слоя.

Значение U элемента здания может быть рассчитано как сумма термических сопротивлений (значения R) слоев, из которых состоит элемент, плюс сопротивление его внутренней и внешней поверхности (Ri и Ro).

Значение U = 1 / (ΣR + Ri + Ro)

Значения U (иногда называемые коэффициентами теплопередачи или коэффициентами теплопередачи) используются для измерения того, насколько эффективно элементы строительной ткани являются изоляторами.

Стандартами для измерения теплопроводности являются BS EN 12664, BS EN 12667 и BS EN 12939. В отсутствие значений, предоставленных производителями продуктов после испытаний теплопроводности , данные теплопроводности получены из BS EN 12524 Строительные материалы и изделия. Гигротермические свойства.

Значения теплопроводности типичных строительных материалов показаны ниже.

Материал	Вт/мК
Блоки (светлые)	0,38
Блоки (средние)	0,51
Блоки (плотные)	1,63
Кирпич (открытый)	0,84
Кирпич (защищенный)	0,62
ДСП	0,15
Бетон (пористый)	0,16
Бетон (ячеистый 400 кг/м3)	0,1
Бетон (ячеистый 1200 кг/м3)	0,4
Бетон (плотный)	1,4
одеяло из стекловолокна	0,033
стекло	1,05
пеностеклянный заполнитель (сухой)	0,08
пеньковые плиты	0,40
конопляный бетон	0,25
минеральная вата	0,038
раствор	0,80
фенольная пена (PIR)	0,020
гипс (гипс)	0,46
гипсокартон (гипс)	0,16
пенополистирол	0,032
пенополиуретан (PUR)	0,025
штукатурка (песок/цемент)	0,50
стяжка (цемент/песок)	0,41
сталь	16 — 80
камень (известняк)	1,30
камень (песчаник)	1,50
камень (гранит)	1,7 — 4,0
каменная крошка	0,96
тюк соломы	0,09
лесоматериалы (хвойные породы)	0,14
древесина (лиственная древесина — обычно используется)	0,14 — 0,17
древесноволокнистая плита	0,11

• Условные обозначения для расчета линейного коэффициента теплопередачи и температурных коэффициентов.
• г-значение.
• Теплопередача.
• Изоляция.
• k-значение.
• Ограничение параметров ткани.
• Значение R.
• Термический вход.
• Термическая масса.
• Значение U.
• Условные обозначения U-значения на практике: рабочие примеры с использованием BR 443.

• Поделиться
• Добавить комментарий
• Отправьте нам отзыв

• Вид история комментариев

Теплопроводность зданий. Проектирование зданий

Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить вам максимальное удобство на нашем веб-сайте. Вы можете узнать о наших файлах cookie и о том, как отключить файлы cookie, в нашей Политике конфиденциальности. Если вы продолжите использовать этот веб-сайт без отключения файлов cookie, мы будем считать, что вы довольны их получением. Закрывать.

Редактировать эту статью

Последняя редакция 07 окт 2020

См. вся история

Теплопроводность – это диффузия внутреннего тепла внутри статического (а не жидкого) тела в результате разности температур на нем. Тепло будет иметь тенденцию распространяться от частей тела с более высокой температурой к частям с более низкой температурой.

Это особенно важно в зданиях, где может быть разница температур внутри и снаружи, например, в отапливаемом здании зимой или в охлаждаемом здании летом.

Теплопроводность является одним из основных потенциальных механизмов теплопередачи, при котором внутреннее отопление или охлаждение может передаваться наружу, что приводит к высоким эксплуатационным расходам, высоким выбросам углерода и дискомфорту для жильцов.

Простую кондуктивную теплопередачу (в ваттах) через однородное тело можно рассчитать по закону Фурье:

q = k A dT / с

Где:

• A – площадь кузова (м2)
• k – теплопроводность тела (Вт/м°C)
• dT – разница температур тела (°C)
• s — толщина кузова (м)

Чтобы определить теплопередачу между внутренней и внешней частью строительного элемента, может потребоваться рассчитать кондуктивную теплопередачу через несколько слоев, а также внутреннее и внешнее поверхностное сопротивление. Иногда это рассчитывается с использованием U-значения. Проще говоря, чем ниже коэффициент теплопередачи элемента каркаса здания, тем меньше тепла будет передаваться через него. Значения U выражаются в ваттах на квадратный метр на градус Кельвина (Вт/м2К).

Иногда считается, что проводимость описывается значением U, однако значения U включают тепловое сопротивление внутренней и внешней поверхности. Проводимость более точно выражается значением R материала, которое является обратной величиной его теплового сопротивления и не включает поверхностный компонент. См. U-значение для получения дополнительной информации.

Кондуктивная теплопередача особенно высока через узкие компоненты с высокой проводимостью, такие как окна. Это может быть ингибировано изоляционными материалами, которые имеют высокое тепловое сопротивление. См. Изоляция для получения дополнительной информации. Обычно кондуктивная теплопередача снижается за счет создания разрывов в сплошности материала, такого как воздух (или другой газ) в изоляции, или заполненное воздухом или газом пространство между стеклами в двойных или тройных остеклениях. Это прерывает проводящий поток, заменяя его поверхностным сопротивлением и конвективным переносом тепла через зазор.

Тепловой мост описывает ситуацию, когда существует прямая связь между внутренним и внешним пространством через один или несколько элементов, обладающих большей теплопроводностью, чем остальная часть оболочки здания. В результате через этот элемент будет происходить расточительная теплопередача, температура его внутренней поверхности будет отличаться от температуры других, лучше изолированных областей, и может возникнуть конденсация там, где теплый и влажный внутренний воздух соприкасается с потенциально холодной поверхностью. Эта конденсация может привести к росту плесени. Дополнительную информацию см. в разделе Тепловой мост.

На практике внутренняя и внешняя температуры не остаются постоянными (стационарное состояние), и передача тепла через тело не происходит мгновенно. Динамический анализ кондуктивной теплопередачи учитывает изменение профилей температуры по обе стороны от тела и временную задержку, вызванную скоростью диффузии тепла через тело.

Эту временную задержку можно использовать, вводя тепловую массу в ткань здания. Тепловая масса описывает способность материала поглощать, накапливать и выделять тепловую энергию. Термическую массу можно использовать для выравнивания изменений внутренних и внешних условий, поглощая тепло при повышении температуры и выделяя его при понижении. Это может быть полезно для выравнивания и задержки экстремальных температурных условий, стабилизации внутренней среды и, таким образом, снижения потребности в системах инженерных коммуникаций здания. Дополнительную информацию см. в разделе Тепловая масса.

• Строительная ткань.
• Строительные услуги.
• Конвекция.
• Двойное остекление.
• Коэффициент излучения.
• Теплообмен
• Изоляция.
• Длинноволновое инфракрасное излучение.
• Естественная вентиляция.
• Пассивное проектирование зданий.
• Радиатор.
• Солнечное усиление.
• Солнечное излучение.
  Теплопроводность в строительстве: Значение теплопроводности в строительстве — Информио