Теплопровідність каменю. Теплопровідність будівельних матеріалів. Порівняльні дані будівельних матеріалів з однаковою теплопровідністю

Люди теж бувають різної теплопровідності, одні як пух гріють, інші як залізо - тепло забирають.

Юрій Серьожкін

Слово "теж" у наведеному висловлюванні показує, що до людей поняття "теплопровідності" застосовується лише умовно. Хоча…

Чи знаєте ви: шуба не гріє, вона зберігає тепло, яке виробляє організм людини.

Це означає що людське тіломає здатність проводити тепло і в буквальному, а не лише у фігуральному сенсі. Це все лірика, насправді ми займемося порівнянням утеплювачів теплопровідності.

Вам видніше, адже ви самі набрали в пошуковій системі «теплопровідність утеплювачів». Що саме ви хотіли дізнатися? А якщо без жартів, то знати про це поняття важливо, тому що різні матеріали по-різному поводяться при використанні. Важливим, хоч і не ключовим моментомпри виборі є саме здатність матеріалу проводити теплову енергію. Якщо неправильно вибрати теплоізоляційний матеріалпросто не виконуватиме свою функцію, а саме зберігатиме тепло в приміщенні.

Крок 2: Теорія поняття

З шкільного курсуфізики, швидше за все, пам'ятайте, що існує три види теплопередачі:

• Конвекція;
• Випромінювання;
• Теплопровідність.

Отже теплопровідність - це вид теплопередачі чи переміщення теплової енергії. Це з внутрішньої структурою тел. Одна молекула передає енергію іншій. А тепер бажаєте невеликий тест?

Який вид речовин пропускає (передає) найбільше енергії?

• Тверді тіла?
• Рідини?
• Гази?

Правильно, найбільше передає енергію кристалічні грати твердих тіл. Їхні молекули знаходяться ближче один до одного і тому можуть взаємодіяти ефективніше. Найнижчу теплопровідність мають гази. Їхні молекули знаходяться на найбільшому віддаленні один від одного.

Крок 3: Що може бути утеплювачем

Продовжуємо нашу розмову про теплопровідність утеплювачів. Всі тіла, які знаходяться поруч, прагнуть вирівняти температуру між собою. Будинок чи квартира, як об'єкт, прагне вирівняти температуру з вулицею. Чи здатні всі будівельні матеріали бути утеплювачами? Ні. Наприклад, бетон пропускає тепловий потік з вашого будинку надвір занадто швидко, тому нагрівальне обладнання не встигатиме підтримувати потрібний температурний режимв приміщенні. Коефіцієнт теплопровідності для утеплювача розраховується за такою формулою:

Де W це наш тепловий потік, а м2 – площа утеплювача при різниці температур в один Кельвін (Він дорівнює одному градусу Цельсія). У нашого бетону цей коефіцієнт становить 1,5. Це означає, що умовно, один квадратний метрбетону при різниці температур в один градус Цельсія здатний пропустити 1,5 ват теплової енергії в секунду. Проте, існують матеріали з коефіцієнтом 0,023. Зрозуміло, такі матеріали куди краще підходять на роль утеплювачів. Ви запитаєте, чи не відіграє значення товщина? Грає. Але тут все одно не можна забути про коефіцієнт теплопередачі. Щоб досягти однакових результатів, знадобиться бетонна стіна товщиною 3,2 м або лист пінопласту товщиною 0,1 м. Зрозуміло, що хоча бетон і може формально бути утеплювачем, економічно це недоцільно. Тому:

Утеплювачем можна назвати матеріал, що проводить через себе найменша кількістьтеплової енергії, не даючи їй піти з приміщення і при цьому коштувати якомога дешевше.

Найкращий утеплювач - це повітря. Тому завдання будь-якого утеплювача створення фіксованого повітряного прошаркубез конвекції (переміщення) повітря усередині неї. Саме тому, наприклад, пінопласт на 98% складається із повітря. Найпоширенішими утеплюючими матеріалами вважаються:

• Пінопласт;
• Екструдований пінополістирол;
• Мінвата;
• Пінофол;
• Піноізол;
• Піноскло;
• Пінополіуретан (ППУ);
• Ековата (целюлоза);

Теплоізоляційні властивості всіх вище перерахованих матеріалів лежать близько до цих меж. Також варто врахувати: що вище щільність матеріалу, то більше він проводить через себе енергії. Пам'ятаєте з теорії? Що ближче молекули, то ефективніше проводиться тепло.

Крок 4: Порівнюємо. Таблиця теплопровідності утеплювачів

У таблиці наводиться порівняння утеплювачів за теплопровідністю, заявленою виробниками та відповідні ГОСТам:

Порівняльна таблиця теплопровідності будівельних матеріалів, які не прийнято вважати утеплювачами:

Показник теплопередачі лише вказує на швидкість передачі тепла від однієї молекули до іншої. Для реального життяцей показник не такий важливий. А ось без теплового розрахунку стіни не обійтись. Опір теплопередачі – величина зворотна теплопровідності. Йдеться про здатність матеріалу (утеплювача) затримувати тепловий потік. Щоб розрахувати опір теплопередачі, потрібно розділити товщину на коефіцієнт теплопровідності. На прикладі нижче показаний розрахунок теплового опору стіни із бруса товщиною 180 мм.

Як видно, теплоопір такої стіни становитиме 1,5. Чи достатньо? Це залежить від регіону. У прикладі показано розрахунок для Красноярська. Для цього регіону необхідний коефіцієнт опору конструкцій, що захищають, встановлений на рівні 3,62. Відповідь ясна. Навіть для Києва, який набагато південніше, цей показник дорівнює 2,04.

Тепловий опір – величина зворотна теплопровідності.

Отже, здібності дерев'яного будинкучинити опір втраті тепла недостатньо. Необхідне утеплення, а вже яким матеріалом - розраховуйте за формулою.

Крок 5: Правила монтажу

Всі зазначені вище показники наведені для СУХИХ матеріалів. Якщо матеріал, намокне, він втратить свої властивості як мінімум наполовину, а то й зовсім перетвориться на «ганчірку». Тому необхідно захищати теплоізоляцію. Пінопластом найчастіше утеплюють під мокрий фасад, в якому теплоізолятор захищений шаром штукатурки. На мінвату накладається гідроізоляційна мембранащоб не допустити попадання вологи.

Ще один момент, який заслуговує на увагу - вітрозахист. Утеплювачі мають різну пористість. Наприклад, порівняємо плити пінополістиролу та мінеральну вату. Якщо перший вигляд виглядає цілісним, на другому явно видно пори або волокна. Тому, якщо ви монтуєте волокнисту теплоізоляцію, наприклад, мінвату або ековату на огорожі, що продувається вітром, обов'язково подбайте про вітрозахист. А якщо ні, то від хороших термічних показників утеплювача не буде користі.

Висновки

Отже, ми обговорили, що теплопровідність утеплювачів – це їхня здатність передавати теплову енергію. Теплоізолятор повинен не випустити тепло згенероване опалювальною системоювдома. Першочерговим завданням будь-якого матеріалу є утримати в собі повітря. Саме газ має найменшу теплопровідність. Потрібно також розрахувати теплоопір стіни, щоб дізнатися про правильний коефіцієнт теплоізоляції будівлі. Якщо у вас залишилися питання на цю тему, залишайте їх, будь ласка, у коментарях.

Три цікаві факти про теплоізоляцію

• Сніг служить утеплювачем для ведмедя в барлозі.
• Одяг – теж утеплювач. Нам не дуже комфортно, коли наше тіло намагається вирівняти температуру з температурою довкілляяка може бути і -30 градусів, замість звичних нам 36,6.
• Ковдра – утеплювач. Воно не дає піти теплу тіла людини.

Бонус

Як бонус для допитливих, які дочитали до кінця цікавий експериментз теплопровідністю:

Будівництво кожного об'єкта краще починати з планування проекту та ретельного розрахунку теплотехнічних параметрів. Точні дані дозволить отримати таблицю теплопровідності будівельних матеріалів. Правильне зведення будівель сприяє оптимальним кліматичним параметрам у приміщенні. А таблиця допоможе правильно підібрати сировину, яка використовуватиметься для будівництва.

Теплопровідність матеріалів впливає на товщину стін

Теплопровідність є показником передачі теплової енергії від предметів, що нагріваються в приміщенні до предметів з нижчою температурою. Процес теплообміну проводиться, доки температурні показники не зрівняються. Для позначення теплової енергії використається спеціальний коефіцієнт теплопровідності будівельних матеріалів. Таблиця допоможе побачити всі необхідні значення. Параметр позначає скільки теплової енергії пропускається через одиницю площі в одиницю часу. Чим більше це позначення, тим якіснішим буде теплообмін. При будівництві необхідно застосовувати матеріал з мінімальним значенням теплової провідності.

Коефіцієнт теплопровідності це така величина, що дорівнює кількості теплоти, що проходить через метр товщини матеріалу за годину. Використання подібної характеристики є обов'язковим для створення кращої теплоізоляції. Теплопровідність слід врахувати при доборі додаткових конструкцій, що утеплюють.

Що впливає на показник теплопровідності?

Теплопровідність визначається такими факторами:

• пористість визначає неоднорідність структури. При пропуску тепла через такі матеріали процес охолодження незначний;
• підвищене значення щільності впливає на тісні зіткнення частинок, що сприяє швидкому теплообміну;
• підвищена вологість збільшує цей показник.

Використання значень коефіцієнта теплопровідності практично

Матеріали представлені конструкційними та теплоізоляційними різновидами. Перший вид має великі показники теплопровідності. Вони застосовуються для будівництва перекриттів, огорож та стін.

За допомогою таблиці визначаються можливості їхнього теплообміну. Щоб цей показник був досить низьким для нормального мікроклімату в приміщенні стіни з деяких матеріалів, повинні бути особливо товстими. Щоб уникнути цього, рекомендується використовувати додаткові теплоізолюючі компоненти.

Показники теплопровідності для готових споруд. Види утеплень

При створенні проекту необхідно враховувати всі методи витоку тепла. Воно може виходити через стіни та дах, а також через підлогу та двері. Якщо ви неправильно проведете розрахунки проектування, доведеться задовольнятися тільки тепловою енергією, отриманою від опалювальних приладів. Будинки, побудовані зі стандартної сировини: каменю, цеглини або бетону необхідно додатково утеплювати.

Додаткова теплоізоляція проводиться в каркасних будинках. При цьому дерев'яний каркаснадає жорсткості конструкції, а матеріал, що утеплює, прокладається в простір між стійками. У будівлях із цегли та шлакоблоків утеплення проводиться зовні конструкції.

Вибираючи утеплювачі, необхідно звертати увагу на такі фактори, як рівень вологості, вплив підвищених температур та типу споруди. Враховуйте певні параметри конструкцій, що утеплюють:

• показник теплопровідності впливає на якість теплоізолюючого процесу;
• вологопоглинання має велике значенняпри утепленні зовнішніх елементів;
• Товщина впливає на надійність утеплення. Тонкий утеплювачдопомагає зберегти корисну площуприміщення;
• важлива горючість. Якісна сировина має здатність до самозагасання;
• термостійкість відображає здатність витримувати температурні перепади;
• екологічність та безпека;
• звукоізоляція захищає від шуму.

Як утеплювач застосовуються такі види:

• мінеральна ватастійка до вогню та екологічна. До важливих характеристик належить низька теплопровідність;

• пінопласт – це легкий матеріал із гарними утеплювальними властивостями. Він легко встановлюється і має вологостійкість. Рекомендується для застосування у нежитлових будівлях;
• базальтова вата на відміну від мінеральної відрізняється найкращими показникамистійкість до вологи;
• піноплекс стійкий до вологості, підвищеним температурамта вогню. Має чудові показники теплопровідності, простий у монтажі та довговічний;

• пінополіуретан відомий такими якостями, як негорючість, хороші водовідштовхувальні властивості та висока пожежостійкість;
• екструдований пінополістирол під час виробництва проходить додаткову обробку. Має рівномірну структуру;

• пенофол являє собою багатошаровий пласт, що утеплює. У складі присутній спінений поліетилен. Поверхня пластини покривається фольгою забезпечення відображення.

Для теплоізоляції можуть застосовуватися сипкі типи сировини. Це паперові гранули чи перліт. Вони мають стійкість до вологи та до вогню. А з органічних різновидів можна розглянути волокно з деревини, льон або пробкове покриття. При виборі, особливу увагуприділяйте таким показникам як екологічність та пожежна безпека.

Зверніть увагу!При конструюванні теплоізоляції, важливо продумати монтаж гідроізолюючого прошарку. Це дозволить уникнути високої вологості та підвищить опір теплообміну.

Таблиця теплопровідності будівельних матеріалів: особливості показників

Таблиця теплопровідності будівельних матеріалів містить показники різних видівсировини, що застосовується у будівництві. Використовуючи цю інформацію, ви можете легко порахувати товщину стін та кількість утеплювача.

Як використовувати таблицю теплопровідності матеріалів та утеплювачів?

У таблиці опору теплопередачі матеріалів представлені найпопулярніші матеріали. Вибираючи певний варіант теплоізоляції, важливо враховувати не тільки Фізичні властивості, але й такі характеристики як довговічність, ціна та легкість установки.

Чи знаєте ви, що найпростіше виконувати монтаж пінооізолу та пінополіуретану. Вони розподіляються на поверхні як піни. Подібні матеріали легко заповнюють порожнини конструкцій. При порівнянні жорстких і пінних варіантів, необхідно підкреслити, що піна не утворює стиків.

Значення коефіцієнтів теплопередачі матеріалів у таблиці

Під час проведення обчислень слід знати коефіцієнт опору теплопередачі. Це значення є відношенням температур з обох сторін до кількості теплового потоку. Для того щоб знайти теплоопір певних стін та використовується таблиця теплопровідності.

Усі розрахунки ви можете провести самі. Для цього товщина прошарку утеплювача поділяється на коефіцієнт теплопровідності. Це значення часто вказується на упаковці, якщо це ізоляція. Матеріали для дому вимірюються самостійно. Це стосується товщини, а коефіцієнти можна знайти у спеціальних таблицях.

Коефіцієнт опору допомагає вибрати певний типтеплоізоляції та товщину шару матеріалу. Відомості про паропроникність та щільність можна переглянути в таблиці.

При правильному використаннітабличних даних ви зможете вибрати якісний матеріалдля створення сприятливого мікрокліматув приміщенні.

Теплопровідність будівельних матеріалів (відео)

Можливо Вам також буде цікаво:

Як зробити опалення в приватному будинку з поліпропіленових трубсвоїми руками Гідрострілка: призначення, принцип роботи, розрахунки Схема опалення з примусовою циркуляцією двоповерхового будинку- Вирішення проблеми з теплом

Одною з найважливіших характеристикбетону, безумовно, є його теплопровідність. Змінюватися цей показник у різних видівматеріалу може бути у значних межах. Залежитьпнайперше, відвидувикористаного у ньому наповнювача. Чим легший матеріал, тим найкращим ізолятором від холоду він є.

Що таке теплопровідність: визначення

При зведенні будівель та споруд можуть використовуватись різні матеріали. Житлові та виробничі споруди за умов російського клімату зазвичай утеплюються. Тобто, при їхньому будівництві застосовуються спеціальні ізолятори, основним призначенням яких є підтримання комфортної температури всередині приміщень. При розрахунку необхідної кількостімінеральної вати або пінополістиролу в обов'язковому порядку береться до уваги теплопровідність використаного для зведення конструкцій основного матеріалу.

Найчастіше будівлі та споруди нашій країні будуються з різних видів бетону. Також для цієї мети використовуююється цеглата дерево.Власне самою теплопровідністю називається здатність речовини до перенесення енергії у своїй товщі через рух молекул. Йти подібний процес може, як і твердих частинах матеріалу, і у його порах. У першому випадку він називається кондукцією, у другому – конвекцією.Охолодження матеріалу набагато швидше йде в його твердих частинах. Повітря, що заповнює пори, затримує тепло, звичайно, краще.

Від чого залежить показник

Висновки з усього вищесказаного можна зробити такі. Залежить теплопровідність бетону,дерева та цегли, як і будь-якого іншого матеріалу,відїх:

• густини;
• пористості;
• вологість.

Зі збільшенням підвищується і рівень його теплопровідності. Чим більше у матеріалі доби, тим кращим ізолятором від холоду він є.

Види бетону

В сучасне будівництвоможуть використовуватися різні типи цього матеріалу. Проте всі існуючі на ринку бетони можна класифікувати на великі групи:

• важкі;
• легкі пінисті або з пористим наповнювачем.

Теплопровідність важкого бетону: показники

Такі матеріали також поділяються на дві основні групи. У будівництві можуть використовуватися бетони:

• важкі;
• особливо тяжкі.

При виробництві другого різновиду матеріалу застосовують такі наповнювачі, як металевий скрап, гематит, магнетит, барит. Використовуються особливо важкі бетони, зазвичай, тільки при будівництві об'єктів, основним призначенням яких є захист від радіації. До цієї групи входять матеріали із щільністю від 2500 кг/м 3 .

Прості важкі бетони виготовляють із застосуванням таких видів наповнювача, як граніт, діабаз або вапняк, виготовлені на базі гірського щебеню. У будівництві будівель та споруд використовується подібний 1600-2500 кг/м 3 .

Яка ж може бути в даному випадку теплопровідність бетону? Таблиця,представлена ​​нижче, демонструє показники, характерні для різних типівважкого матеріалу.

Теплопровідність пористого бетону легені

Такий матеріал також класифікується на два основні різновиди. Дуже часто у будівництві використовуються бетони на основі пористого наповнювача. Як останній застосовується керамзит, туф, шлак, пемза. У другій групі легких бетонів наповнювач використовують звичайний. Але в процесі замісу такий матеріал спінюється. В результаті після дозрівання в ньому залишається багато часу.

Теплопровідність бетонулегені дуже низька.Але при цьому і за характеристиками міцності такий матеріал важкому поступається. Використовують легкі бетони найчастіше для будівництва різного родужитлових та господарських будівель, що не зазнають серйозних навантажень.

Класифікують не лише за способом виготовлення, а й за призначенням. У цьому плані існують матеріали:

• теплоізоляційні (зі щільністю до 800 кг/м3);
• конструкційно-теплоізоляційні (до 1400 кг/м3);
• конструкційні (до 1800 кг/м3).

Теплопровідність пористого бетонулегкого різних видів представленав таблиці.

Теплоізоляційні матеріали

Такі зазвичай використовують для обкладання стін, зібраних з цегли або залитих з цементного розчину. Як видно з таблиці,теплопровідність бетонацієї групи може змінюватись у досить великому діапазоні.

Бетони цього різновиду найчастіше використовуються як утеплювальні матеріали. Але іноді їх зводять і різного роду незначні огороджувальні конструкції.

Конструкційно-теплоізоляційні та конструкційні матеріали

З цієї групи у будівництві найчастіше використовуються пінобетон, шлакопемзобетон, шлакобетон. Деякі типи керамзитобетону щільністю понад 0,29Вт/(м°С)також можуть бути віднесені до цього різновиду.

Дуже часто такийбетон з низькою теплопровідністю використовується безпосередньо якбудівельного матеріалу. Але іноді його застосовують і як ізолятор, який не пропускає холоду.

Як залежить теплопровідність від вологості

Всім відомо, що будь-який сухий матеріал ізолює від холоду набагато краще вологого. Пов'язано це, насамперед, із дуже низьким ступенем теплопровідності води.Захищають бетонні стіни, підлоги та стеліприміщення від знижених вуличних температур Як ми з'ясували, в основному завдяки наявності в матеріалі пор, заповнених повітрям. При намоканні останній витісняється водою. Отже, і значно підвищуєтьсяУ холодну пору року вода, що потрапила в пори матеріалу, замерзає.Результатом стає те, щотеплозберігаючі якості стін, підлоги та стель знижуються ще більше.

Ступінь вологопроникності у різних видів бетону може бути різним. За цим показником матеріал класифікується на кілька марок.

Дерево як ізолятор

І «холодний» важкий, і легкий бетон, теплопровідністьдооторого низька,звичайно ж,дужепопулярніета затребуваний виглядыбудівельникьнихматеріалів. У будь-якому випадку, фундаменти більшості будівель та споруд зводяться саме зцементного розчину в суміші із щебенем або бутовим каменем.

Застосовуютьбетонну суміш або ж виготовлені з неї блоки і для зведення конструкцій, що захищають. Але часто для збирання підлоги, стель і стін застосовуються й інші матеріали, наприклад, дерево. Брус і дошка відрізняються, звичайно, набагато меншою міцністю, ніж бетон. Однак і ступінь теплопровідності у дерева, зрозуміло, набагато нижчий. У бетону цей показник, як ми з'ясували, становить 0,12-1,74Вт/(м°С).У дерева коефіцієнт теплопровідності залежить, у тому числі і від цієї конкретної породи.

В інших порід цей показник може бути іншим.Вважається, що в середньому теплопровідність деревини упоперек волокон дорівнює 0,14Вт/(м°С). Найкраще ізолює простір від холоду кедр. Його показник теплопровідності становить лише 0,095 Вт/(м С).

Цегла як ізолятор

Далі для порівняння розглянемо характеристики щодо теплопровідності та цього популярного будівельного матеріалу.За міцнісними якостямицеглане тільки не поступається бетону, але часто і перевершує його.Те саме стосується і щільності цього будівельного каменю. Вся використовується сьогодні при будівництві цеглидоласифікується на керамічний та силікатний.

Обидва ці різновиди каменю в свою чергу можуть бути:

• повнотілими;
• з пустотами;
• щілинними.

Звичайно ж, повнотіла цеглазатримують тепло гірше пустотних та щілинних.

Теплопровідність бетону та цегли, тЯким чином, практично однакова. Як силікатний, так і ізолюють приміщення від холоду досить слабко. Тому будинки, зведені з такого матеріалу, слід додатково утеплювати. Як ізолятори при обшивці цегляних стінтак само, як і залитих із звичайного важкого бетону, найчастіше застосовуються пінополістирол або мінеральна вата. Можна використовувати для цього і пористі блоки.

Як розраховується коефіцієнт теплопровідності

Визначається цей показник у різних матеріалів, у тому числі й у бетону, за спеціальними формулами. Усього може бути використано дві методики. Теплопровідність бетону визначається за формулою Кауфмана. Виглядає вона так:

0,0935х(m) 0,5х2,28m + 0,025, де m - маса розчину.

Для вологих (більше 3%) розчинів використовується формула Некрасова:(0,196 + 0,22 m2) 0,5 - 0,14 .

Доерамзитобетон щільністю 1000 кг/м3 має масу 1 кг. Відповідно,наприклад,за Кауфманом у разі вийде коефіцієнт 0,238.Визначається теплопровідність бетонів при температурі суміші С. У холодних та розігрітих матеріалів її показники можуть трохи змінюватись.

То що таке теплопровідність? З погляду фізики теплопровідність– це молекулярне перенесення теплоти між безпосередньо дотичними тілами або частинками одного тіла з різною температурою, у якому відбувається обмін енергією руху структурних частинок (молекул, атомів, вільних електронів).

Можна сказати простіше, теплопровідність- Це здатність матеріалу проводити тепло. Якщо всередині тіла є різниця температур, то теплова енергія переходить від гарячішої його частини до холоднішої. Передача тепла відбувається за рахунок передачі енергії під час зіткнення молекул речовини. Відбувається це доти, доки температура всередині тіла не стане однаковою. Такий процес може відбуватися у твердих, рідких та газоподібних речовинах.

На практиці, наприклад, у будівництві при теплоізоляції будівель, розглядається інший аспект теплопровідності, пов'язаний з передачею теплової енергії. Як приклад візьмемо абстрактний будинок. В "абстрактному будинку" стоїть нагрівач, який підтримує всередині будинку постійну температуру, скажімо, 25 °С. На вулиці температура теж стала, наприклад, 0 °С. Цілком зрозуміло, що якщо вимкнути обігрівач, то через деякий час у будинку буде 0 °С. Все тепло (теплова енергія) через стіни піде на вулицю.

Щоб підтримувати температуру в будинку 25 ° С, нагрівач повинен постійно працювати. Нагрівач постійно створює тепло, яке постійно йде через стіни надвір.

Коефіцієнт теплопровідності.

Кількість тепла, яке проходить через стіни (а за науковим – інтенсивність теплопередачі за рахунок теплопровідності) залежить від різниці температур (в будинку та на вулиці), від площі стін та теплопровідності матеріалу, з якого зроблені ці стіни.

Для кількісної оцінкитеплопровідності існує коефіцієнт теплопровідності матеріалів. Цей коефіцієнт відбиває властивість речовини проводити теплову енергію. Чим більше значення коефіцієнта теплопровідності матеріалу, краще він проводить тепло. Якщо ми маємо намір утеплювати будинок, то треба вибирати матеріали з невеликим значенням цього коефіцієнта. Чим він менший, тим краще. Зараз як матеріали для утеплення будівель найбільшого поширення набули утеплювачі з , і різних . Набирає популярності новий матеріалз покращеними теплоізоляційними якостями – .

Коефіцієнт теплопровідності матеріалів позначається буквою ? (грецька мала літералямбда) і виявляється у Вт/(м2*К). Це означає, що якщо взяти стіну з цегли, з коефіцієнтом теплопровідності 0,67 Вт/(м2*К), товщиною 1 метр і площею 1 м2., то при різниці температур 1 градус, через стіну проходитиме 0,67 вата енергії. Якщо різниця температур буде 10 градусів, то проходитиме вже 6,7 Ват. А якщо за такої різниці температур стіну зробити 10 см, то втрати тепла будуть уже 67 ватів. Докладніше про методику розрахунку тепловтрат будинків можна переглянути

Слід зазначити, що значення коефіцієнта теплопровідності вказуються для товщини матеріалу в 1 метр. Щоб визначити теплопровідність матеріалу для будь-якої іншої товщини, коефіцієнт теплопровідності треба розділити на потрібну товщину, виражену у метрах.

В будівельних нормахта розрахунках часто використовується поняття “тепловий опір матеріалу”. Це величина зворотна теплопровідності. Якщо, наприклад, теплопровідність пінопласту завтовшки 10 см – 0,37 Вт/(м2*К), його тепловий опір дорівнюватиме 1 / 0,37 Вт/(м2*К) = 2,7 (м2*К)/ Вт.

Нижче в таблиці наведено значення коефіцієнта теплопровідності для деяких матеріалів, що застосовуються в будівництві.

Термін «теплопровідність» застосовується до властивостей матеріалів пропускати теплову енергію від гарячих ділянок до холодних. Теплопровідність заснована на русі частинок усередині речовин та матеріалів. Здатність передавати енергію тепла у кількісному вимірі – це коефіцієнт теплопровідності. Кругообіг теплової енергопередачі, або тепловий обмін, може проходити в будь-яких речовинах з нерівнозначним розміщенням різних температурних ділянок, але коефіцієнт теплопровідності залежить від тиску і температури в самому матеріалі, а також його стану – газоподібного, рідкого або твердого.

Фізично теплопровідність матеріалів дорівнює кількості тепла, що перетікає через однорідний предмет встановлених габаритів та площі за певний часовий відрізок при встановленій температурній різниці (1 К). У системі СІ одиничний показник, який має коефіцієнт теплопровідності, прийнято вимірювати Вт/(м К).

Як розрахувати теплопровідність згідно із законом Фур'є

У заданому тепловому режимі щільність потоку при передачі тепла прямо пропорційна вектору максимального збільшення температури, параметри якої змінюються від однієї ділянки до іншої, та за модулем з однаковою швидкістю збільшення температури у напрямку вектора:

q → = − ϰ х grad х (T), де:

• q → – напрямок щільності предмета, що передає тепло, або обсяг теплового потоку, який протікає дільницею за задану тимчасову одиницю через певну площу, перпендикулярну всім осям;
• ϰ – питомий коефіцієнт теплопровідності матеріалу;
• T – температура матеріалу.

При застосуванні закону Фур'є не беруть до уваги інерційність перетікання теплової енергії, а це означає, що мають на увазі миттєва передача тепла з будь-якої точки на будь-яку відстань. Тому формулу не можна використовувати для розрахунків передачі тепла при перебігу процесів, що мають високу частоту повторення. Це ультразвукове випромінювання, передача теплової енергії хвилями ударного чи імпульсного типу тощо. Існує рішення за законом Фур'є з релаксаційним членом:

τ х ∂ q / ∂ t = − (q + ϰ х ∇T) .

Якщо релаксація τ миттєва, то формула перетворюється на закон Фур'є.

Орієнтовна таблиця теплопровідності матеріалів:

Наведена таблиця теплопровідності враховує теплопередачу за допомогою теплового випромінювання та теплообміну частинок. Оскільки вакуум не передає тепло, воно перетікає за допомогою сонячного випромінюваннячи іншого типу генерації тепла. У газовому або рідкому середовищі шари з різною температурою змішуються штучно або природним способом.

Проводячи розрахунок теплопровідності стіни, необхідно брати до уваги, що теплопередача крізь стінові поверхні змінюється від того, що температура в будівлі та на вулиці завжди різна, і залежить від площі всіх поверхонь будинку та від теплопровідності будматеріалів.

Щоб кількісно оцінити теплопровідність, запровадили таке значення, як коефіцієнт теплопровідності матеріалів. Він показує, як той чи інший матеріал здатний передавати тепло. Чим вище це значення, наприклад, коефіцієнт теплопровідності сталі, тим ефективніше сталь проводитиме тепло.

• При утепленні будинку з деревини рекомендується вибирати будматеріали з низьким коефіцієнтом.
• Якщо стіна цегляна, то при значенні коефіцієнта 0,67 Вт/(м2 К) та товщині стіни 1 м при її площі 1 м 2 при різниці зовнішньої та внутрішньобудинкової температури 10 С цегла пропускатиме 0,67 Вт енергії. При різниці температур 10 0 С цегла пропускатиме 6,7 Вт і т.д.

Стандартне значення коефіцієнта теплопровідності теплоізоляції та інших будівельних матеріалів правильне для товщини стіни 1 м. Щоб провести розрахунок теплопровідності поверхні іншої товщини, слід поділити коефіцієнт на обране значення товщини стіни (метри).

У БНіП і під час проведення розрахунків фігурує термін «тепловий опір матеріалу», він означає зворотну теплопровідність. Тобто при теплопровідності листа пінопласту 10 см та його теплопровідності 0,35 Вт/(м 2 К) тепловий опір листа – 1/0,35 Вт/(м 2 К) = 2,85 (м 2 К)/Вт.

Нижче – таблиця теплопровідності для затребуваних будівельних матеріалів та утеплювачів:

Крім того, необхідно враховувати теплопровідність утеплювачів через їх струменеві теплові потоки. У щільному середовищі можливе «переливання» квазічастинок з одного нагрітого будматеріалу в інший, холодніший або тепліший, через пори субмікронних розмірів, що допомагає поширювати звук і тепло, навіть якщо в цих порах буде абсолютний вакуум.