Теплопроводность строительных материалов таблица

h – толщина этого слоя, выраженная в метрах;

Теплопроводность материалов. Как рассчитать? Сравнительная таблица на сайте Nedvio

Теплопроводность строительных материалов в последние годы стала популярной темой. Это связано с тем, что люди стали чаще задумываться о том, как сэкономить деньги на отоплении дома зимой или сделать его более экологичным (если отапливать углем, мазутом или другим экологически чистым топливом).

Мы полагаем, что многие из вас уже слышали, что некоторые материалы хорошо проводят тепло, а другие – плохо. Соответственно, одни дома сразу становятся теплыми, а другие нуждаются в утеплении. Но как все это считается? По каким критериям и формулам? Об этом мы и поговорим в этой статье.

Коэффициент теплопроводности лямбда. Что это такое?

Коэффициент λ (лямбда) – это, пожалуй, самый важный параметр для всех теплоизоляционных материалов. Его значение показывает, сколько тепла может передать материал. Это и есть значение его теплопроводности.

Чем ниже значение λ (лямбда), тем ниже теплопроводность материала и, следовательно, он лучше изолирован от потери тепла. Это означает, что через материал с более высокой теплопроводностью при одинаковых условиях пройдет больше тепла.

Как рассчитывается этот коэффициент? Согласно второму закону термодинамики, тепло всегда уходит в область с более низкой температурой. В случае теплопроводящего кубовидного тела при установившихся условиях количество передаваемого тепла зависит от вещества и пропорционально поперечному сечению тела, разности температур и времени теплопередачи.

Таким образом, формула для расчета будет выглядеть следующим образом:

• λ (лямбда) – коэффициент теплопередачи;
• ΔQ – количество тепла, проходящего через тело
• t – время;
• L – длина тела;
• S – площадь поперечного сечения тела;
• ΔT – разность температур в направлении теплопроводности;
• d – толщина перегородки.

Единицей теплопроводности в СИ является [Вт/(м – К)]. Она выражает количество теплового потока через единицу площади материала данной толщины, если разница температур между двумя его сторонами составляет 1 Кельвин. Все эти величины измеряются в специальных строительных лабораториях.

Что такое теплопроводность и в каких единицах она описывается?

Если не принимать во внимание никаких теоретических условий, то реальность такова, что все физические тела, жидкости или газы обладают способностью передавать тепло. Другими словами, если объект нагревается с одной стороны, он становится проводником тепла, нагреваясь и передавая тепловую энергию дальше. То же самое относится и к охлаждению, только с "противоположным знаком".

Даже на уровне обычного домашнего хозяйства всем понятно, что эта способность выражается в разных материалах совершенно по-разному. Например, одно дело помешивать кипящую пищу на плите деревянной лопаткой, и совсем другое – металлической ложкой, которая почти сразу нагревается до такой температуры, что ее невозможно удержать. Этот пример наглядно показывает, что теплопроводность металла во много раз выше, чем у дерева.

И таких примеров множество, буквально на каждом шагу. Например, прикоснитесь рукой к обычной деревянной двери в комнате, к которой прикручена металлическая ручка. Вы почувствуете – ручка холоднее. Но это невозможно – все предметы в комнате имеют более или менее одинаковую температуру. Просто металлическая ручка быстрее поглощает тепло тела и поэтому холоднее.

Коэффициент теплопроводности материала

Экспертное мнение:

Главный редактор проекта Stroyday.ru. Инженер.

Существует специальная единица, которая характеризует любой материал как проводник тепла. Она называется коэффициентом теплопроводности, обычно обозначается греческой буквой λи измеряется в Вт/(м×℃). (Во многих формулах вместо градусов Цельсия ℃ указывается в градусах Кельвина, Кно это не меняет сути).

Этот коэффициент указывает на способность материала передавать определенное количество тепла на определенное расстояние за единицу времени. Этот коэффициент специфичен для конкретного материала, т.е. не относится к каким-либо измерениям.

Такие коэффициенты рассчитываются практически для всех строительных и других материалов. Ниже в этой публикации вы найдете таблицы для различных групп – растворов, бетонов, кирпича и каменной кладки, изоляционных материалов, дерева, металлов и т.д. Даже беглого взгляда на них достаточно, чтобы увидеть, насколько разными могут быть эти коэффициенты.

Очень часто производители строительных материалов для конкретных применений указывают коэффициент теплопроводности в своих спецификациях.

Материалы с высокой теплопроводностью, такие как металлы, часто используются в качестве теплоотводов или теплообменников. Классическим примером этого являются радиаторы, стенки которых проводят тепло от среды тем лучше, чем они лучше.

Однако для большинства строительных материалов справедливо обратное. Другими словами, чем ниже коэффициент теплопроводности обычного стенового материала, тем меньше тепла будет терять здание с приходом холодов. Или, чем меньше толщина стены, тем меньшую толщину можно сделать при тех же значениях теплопроводности.

И на заглавной картинке статьи, и на иллюстрации ниже показаны очень четкие схемы того, как толщина стен из разных материалов будет варьироваться в зависимости от теплоудерживающей способности дома. Комментарии, вероятно, излишни.

Удельная теплоемкость строительных материалов

В таблице приведены значения удельной (массовой) теплоемкости кДж/(кг-рад) сухих строительных материалов при различных температурах (температура в градусах Кельвина).

Теплоемкость следующих материаловАсфальт, бетон, бумага, картон, войлок, глина, гранит, почва (земля, грунт), дерево (древесина), зола, известняк, строительный камень, красный кирпич, силикатный кирпич, мел, мрамор, речной песок, пробка, стекло, текстолит, торфяные засыпки, фанера, цементно-песчаный раствор, котельный шлак.

Теплоемкость строительных материалов при температуре от -20 до 20°C

В таблице приведена удельная теплоемкость сухих строительных материалов при отрицательных и положительных температурах от -20 до 20°C. Размерность теплоемкости – ккал/(кг-град).

Приведена теплоемкость следующих материалов: алебастр, арборит, артезианский туф, асбест, береза, бетон, бумага, бутовый камень, вата, войлок, гипс, глина, гипсокартон, гравий, цемент, дуб, известняк, навозная земля, камыш, картон, керамзит, трепальный кирпич, силикатный кирпич, саман, камин, лед, оргалит, прокладка, пенобетон, силикатно-известковая пена, силикатно-известковый песок, портландцемент, пробка, кора, строительный раствор, органический силикат, сосна, стекловата, стекловата, древесные опилки, термосет, торф, торфяные плиты, горелая древесина, фанера, силикатная ДВП, магнезия, целлотекс, доменный шлак, котельный шлак, известково-алебастровая штукатурка, сухая штукатурка (дерево).

Теплопроводность камня

Теплопроводность силикатного камня, гипсового камня, карбонатного камня при комнатной температуре. Как видно из таблицы, теплопроводность камня имеет низкие значения, что может негативно и даже катастрофически повлиять на процессы теплопередачи через разделительные стенки в жидкостных теплообменниках без необходимого ухода.

1. Физические величины. Справочное пособие. В книге А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др; Под редакцией И. С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. – М.: Энергоатомиздат, 1991 г. – 1232 с.
2. Х. Вонг. Основные формулы и данные по теплопередаче для инженеров (на русском языке). Учебное пособие. М.: Атомиздат. 1979 – 212 с.
3. Казанцев Е.И. Промышленные печи. Руководство по расчету и проектированию.
4. Франчук А. У. Таблицы теплотехнических характеристик строительных материалов, М.: НИИ строительной физики, 1969 – 142 с.

• Физические свойства углерода С (графита). Теплопроводность графита
• Физические свойства этиленгликоля C2H4(OH)2 – водный раствор (антифриз)

Теплопроводность

Коэффициент теплопроводности (λ), который измеряется в Вт/(м×℃) или Вт/(м×К), используется для оценки теплопроводности любого материала. Этот коэффициент указывает на количество тепла, которое любой материал, независимо от его размера, может провести за единицу времени на определенное расстояние. Если мы видим, что материал имеет высокое значение коэффициента, значит, он очень хорошо проводит тепло и может использоваться в качестве нагревателя, радиатора или конвектора. Например, металлические обогреватели работают очень эффективно, прекрасно передавая тепло от нагревательного элемента к внутренним воздушным массам в помещении.

В случае материалов, используемых для стен, перегородок и крыш, высокая теплопроводность нежелательна. Если этот коэффициент высок, здание теряет слишком много тепла, что потребует довольно толстой конструкции для его удержания внутри. А это влечет за собой дополнительные финансовые затраты.

Коэффициент теплопередачи зависит от температуры. По этой причине в учебниках приводится несколько значений, которые меняются по мере повышения температуры. На теплопроводность также влияют условия эксплуатации. Прежде всего, это вопрос влажности, так как коэффициент теплопроводности также увеличивается с увеличением процентной влажности. Поэтому при проведении расчетов необходимо знать фактические климатические условия, в которых будет строиться здание.

Теплопередача

Коэффициент теплопередачи является важной характеристикой любого материала. Однако эта величина не является точным описанием теплопроводности конструкции, поскольку не учитывает особенности ее конструкции. Поэтому целесообразнее рассчитывать коэффициент теплопередачи, который, по сути, является обратной величиной коэффициента теплопередачи. Но в отличие от последнего, при расчете учитывается толщина материала и другие важные особенности конструкции.

Не менее важным является прогнозирование теплопотерь, без которого невозможно правильно спланировать систему отопления и создать идеальную теплоизоляцию. Такие расчеты могут быть использованы для выбора оптимальной модели котла, необходимого количества радиаторов и их правильного расположения.

Для определения теплопотерь через любую конструкцию необходимо знать сопротивление, которое рассчитывается из разницы температур и количества тепла, теряемого с одного квадратного метра оболочки здания. Таким образом, если мы знаем площадь поверхности строения и его термическое сопротивление, а также для каких климатических условий сделаны расчеты, мы можем точно определить теплопотери. Существует хороший калькулятор теплопотерь дома (он даже может рассчитать, сколько денег будет потрачено на отопление, приблизительно, конечно).

Такие расчеты в здании проводятся для всех ограждающих конструкций, взаимодействующих с потоками холодного воздуха, а затем суммируются для определения общих теплопотерь. На основании полученного значения проектируется система отопления, которая должна полностью компенсировать эти потери. Если теплопотери слишком велики, это влечет за собой дополнительные финансовые затраты, которые не каждый может себе позволить. В этом случае следует подумать об улучшении системы теплоизоляции.

Отдельное слово следует сказать об окнах, для которых термическое сопротивление указано в нормативных документах. Вам не придется выполнять расчеты самостоятельно. Существуют готовые таблицы со значениями сопротивления для всех типов конструкций окон и балконных дверей.
Теплопотери окон рассчитываются исходя из площади поверхности и разницы температур между двумя сторонами конструкции.