Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen: Was bedeutet der Indikator + Wertetabelle?

Das Baugeschäft beinhaltet die Verwendung geeigneter Materialien. Die Hauptkriterien sind Sicherheit für Leben und Gesundheit, Wärmeleitfähigkeit, Zuverlässigkeit. Das Folgende sind Preis, Ästhetik, Vielseitigkeit usw.

Betrachten Sie eine der wichtigsten Eigenschaften von Baustoffen - den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten, da gerade diese Eigenschaft beispielsweise vom Komfort im Haus abhängt.

Was ist KTP-Baumaterial?

Theoretisch und praktisch gleich werden mit Baumaterialien in der Regel zwei Oberflächen erzeugt - außen und innen. Aus physikalischer Sicht tendiert eine warme Region immer zu einer kalten Region.

In Bezug auf Baumaterialien tendiert Wärme von einer Oberfläche (wärmer) zu einer anderen Oberfläche (weniger warm). Tatsächlich wird hier die Fähigkeit eines Materials in Bezug auf einen solchen Übergang als Wärmeleitfähigkeitskoeffizient oder in der Abkürzung KTP bezeichnet.

Schema zur Erklärung des Einflusses der Wärmeleitfähigkeit: 1 - Wärmeenergie; 2 - Wärmeleitfähigkeitskoeffizient; 3 - Temperatur der ersten Oberfläche; 4 - Temperatur der zweiten Oberfläche; 5 - Dicke des Baumaterials

Die Eigenschaften des Umspannwerks basieren normalerweise auf Tests, bei denen eine Versuchsprobe von 100 x 100 cm entnommen und der thermische Effekt auf sie angewendet wird, wobei der Temperaturunterschied zwischen den beiden Oberflächen von 1 Grad berücksichtigt wird. Die Belichtungszeit beträgt 1 Stunde.

Dementsprechend wird die Wärmeleitfähigkeit in Watt pro Meter pro Grad (W / m ° C) gemessen. Der Koeffizient wird durch das griechische Symbol λ angezeigt.

Standardmäßig entspricht die Wärmeleitfähigkeit verschiedener Konstruktionsmaterialien mit einem Wert von weniger als 0,175 W / m ° C diesen Materialien der Kategorie der Isoliermaterialien.

Die moderne Produktion beherrscht die Technologie der Herstellung von Baustoffen, deren Gehalt an Umspannwerken weniger als 0,05 W / m ° C beträgt.Dank solcher Produkte ist es möglich, einen ausgeprägten wirtschaftlichen Effekt in Bezug auf den Energieverbrauch zu erzielen.

Einfluss von Faktoren auf die Wärmeleitfähigkeit

Jedes einzelne Baumaterial hat eine spezifische Struktur und eine Art körperliche Verfassung.

Die Basis hierfür sind:

• Dimension der Kristalle der Struktur;
• Phasenzustand des Stoffes;
• Kristallisationsgrad;
• Anisotropie der Wärmeleitfähigkeit von Kristallen;
• Volumen der Porosität und Struktur;
• Wärmestromrichtung.

All dies sind Einflussfaktoren. Die chemische Zusammensetzung und die Verunreinigungen haben auch einen gewissen Einfluss auf den KTP-Gehalt. Die Menge an Verunreinigungen wirkt sich, wie die Praxis gezeigt hat, besonders stark auf die Wärmeleitfähigkeit kristalliner Komponenten aus.

Isolierende Baumaterialien - eine Klasse von Bauprodukten, die unter Berücksichtigung der Eigenschaften von KTP erstellt wurden und nahezu optimale Eigenschaften aufweisen. Das Erreichen einer perfekten Wärmeleitfähigkeit unter Beibehaltung anderer Eigenschaften ist jedoch äußerst schwierig

Das KTP wird wiederum von den Betriebsbedingungen des Baumaterials beeinflusst - Temperatur, Druck, Luftfeuchtigkeit usw.

Baumaterialien mit minimalem KTP

Studien zufolge hat der Mindestwert der Wärmeleitfähigkeit (ca. 0,023 W / m ° C) trockene Luft.

Unter dem Gesichtspunkt der Verwendung von trockener Luft in der Struktur eines Baumaterials ist ein Entwurf erforderlich, bei dem sich trockene Luft in zahlreichen geschlossenen Räumen mit geringem Volumen befindet. Strukturell ist eine solche Konfiguration im Bild zahlreicher Poren innerhalb der Struktur dargestellt.

Daher die logische Schlussfolgerung: Baumaterialien, deren innere Struktur eine poröse Formation ist, müssen einen niedrigen KTP-Gehalt aufweisen.

Darüber hinaus nähert sich in Abhängigkeit von der maximal zulässigen Porosität des Materials der Wert der Wärmeleitfähigkeit dem Wert des Wärmeübertragungskoeffizienten von trockener Luft an.

Die Schaffung eines Baustoffs mit minimaler Wärmeleitfähigkeit wird durch die poröse Struktur erleichtert. Je mehr Poren unterschiedlicher Volumina in der Struktur des Materials enthalten sind, desto besser ist es, KTP zu erhalten

In der modernen Produktion werden verschiedene Technologien verwendet, um die Porosität des Baumaterials zu erhalten.

Insbesondere werden folgende Technologien eingesetzt:

• Schäumen;
• Gasbildung;
• Wasserversorgung;
• Schwellung;
• Einführung von Zusatzstoffen;
• Faserrahmen erstellen.

Es ist zu beachten, dass der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient in direktem Zusammenhang mit Eigenschaften wie Dichte, Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit steht.

Der Wert der Wärmeleitfähigkeit kann nach folgender Formel berechnet werden:

λ = Q / S * (T.₁-T₂) * t,

Wo:

• Q. - Wärmemenge;
• S. - Materialstärke;
• T.₁, T.₂ - Temperatur auf beiden Seiten des Materials;
• t - Zeit.

Die durchschnittliche Dichte und Wärmeleitfähigkeit sind umgekehrt proportional zur Porosität. Basierend auf der Dichte der Struktur des Baumaterials kann daher die Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit davon wie folgt berechnet werden:

λ = 1,16 √ 0,0196 + 0,22d² – 0,16,

Wo: d Ist der Dichtewert. Dies ist die Formel von V.P. Nekrasov, der den Einfluss der Dichte eines bestimmten Materials auf den Wert seines KTP demonstriert.

Der Einfluss von Feuchtigkeit auf die Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen

Anhand von Beispielen für die Verwendung von Baumaterialien in der Praxis wird wiederum der negative Einfluss von Feuchtigkeit auf die Baumaterialien der Baumaterialien deutlich. Es wird bemerkt - je mehr Feuchtigkeit dem Baumaterial ausgesetzt ist, desto höher wird der Wert des KTP.

Sie versuchen auf verschiedene Weise, das im Bau verwendete Material vor Feuchtigkeit zu schützen. Diese Maßnahme ist angesichts der Erhöhung des Koeffizienten für nasses Baumaterial gerechtfertigt

Es ist leicht, einen solchen Moment zu rechtfertigen. Die Wirkung von Feuchtigkeit auf die Struktur des Baumaterials geht mit einer Befeuchtung der Luft in den Poren und einem teilweisen Austausch der Luft einher.

Da der Parameter des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten für Wasser 0,58 W / m ° C beträgt, wird eine signifikante Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit des Materials deutlich.

Es sollte auch ein negativerer Effekt festgestellt werden, wenn Wasser, das in die poröse Struktur eintritt, zusätzlich gefroren wird - es wird zu Eis.

Dementsprechend ist es einfach, einen noch größeren Anstieg der Wärmeleitfähigkeit unter Berücksichtigung der Parameter der KTP von Eis zu berechnen, die dem Wert von 2,3 W / m ° C entsprechen. Eine etwa vierfache Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit von Wasser.

Einer der Gründe für die Aufgabe des Winterbaus zugunsten des Baus im Sommer sollte genau der Faktor des möglichen Einfrierens bestimmter Baumaterialien und damit der erhöhten Wärmeleitfähigkeit sein

Daraus ergeben sich die baulichen Anforderungen an den Schutz isolierender Baustoffe vor dem Eindringen von Feuchtigkeit. Schließlich steigt die Wärmeleitfähigkeit direkt proportional zur quantitativen Luftfeuchtigkeit.

Nicht weniger wichtig ist ein weiterer Punkt - das Gegenteil, wenn die Struktur des Baumaterials einer erheblichen Erwärmung ausgesetzt wird. Eine zu hohe Temperatur führt auch zu einer Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit.

Dies geschieht aufgrund einer Erhöhung der kinematischen Energie der Moleküle, die die strukturelle Basis des Baumaterials bilden.

Zwar gibt es eine Klasse von Materialien, deren Struktur im Gegenteil die besten Eigenschaften der Wärmeleitfähigkeit unter starker Erwärmung aufweist. Ein solches Material ist Metall.

Wenn bei starker Erwärmung die meisten weit verbreiteten Baustoffe die Wärmeleitfähigkeit nach oben ändern, führt eine starke Erwärmung des Metalls zu dem gegenteiligen Effekt - der Metallwärmeübertragungskoeffizient nimmt ab

Methoden zur Koeffizientenbestimmung

In dieser Richtung werden verschiedene Methoden verwendet, aber tatsächlich werden alle Messtechnologien durch zwei Gruppen von Methoden kombiniert:

1. Stationärer Messmodus.
2. Nicht stationärer Messmodus.

Die stationäre Technik impliziert das Arbeiten mit Parametern, die über die Zeit unverändert sind oder nur unwesentlich variieren. Diese Technologie ermöglicht es nach praktischen Anwendungen, auf genauere Ergebnisse von KTP zu zählen.

Die Maßnahmen zur Messung der Wärmeleitfähigkeit, die stationäre Methode können in einem weiten Temperaturbereich von 20 - 700 ° C durchgeführt werden. Gleichzeitig wird die stationäre Technologie als zeitaufwändige und komplexe Technik angesehen, die viel Zeit für die Ausführung benötigt.

Ein Beispiel einer Vorrichtung zur Durchführung von Messungen des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten. Dies ist eines der modernen digitalen Designs, das schnelle und genaue Ergebnisse liefert.

Eine andere Messtechnik ist nicht stationär, sie scheint vereinfacht zu sein und benötigt 10 bis 30 Minuten, um die Arbeit abzuschließen. In diesem Fall ist der Temperaturbereich jedoch erheblich eingeschränkt. Trotzdem hat die Technik im verarbeitenden Gewerbe breite Anwendung gefunden.

Tabelle der Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen

Es macht keinen Sinn, viele vorhandene und weit verbreitete Baumaterialien zu messen.

Alle diese Produkte wurden in der Regel wiederholt getestet, auf deren Grundlage eine Tabelle zur Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen erstellt wurde, die fast alle für die Baustelle erforderlichen Materialien enthält.

Eine der Optionen für eine solche Tabelle ist unten dargestellt, wobei KTP der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient ist:

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1. Isolierung für das Dachdach.
2. Materialien zum Erwärmen des Hauses von innen.
3. Isolierung für die Decke.
4. Materialien für die externe Wärmedämmung.
5. Dämmung für den Boden in einem Holzhaus.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Das Video ist thematisch ausgerichtet und erklärt ausreichend detailliert, was KTP ist und „womit es gegessen wird“. Nach Durchsicht des im Video vorgestellten Materials bestehen hohe Chancen, ein professioneller Baumeister zu werden.

Der offensichtliche Punkt ist, dass ein potenzieller Bauunternehmer die Wärmeleitfähigkeit und ihre Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren kennen muss. Dieses Wissen wird dazu beitragen, nicht nur eine hohe Qualität, sondern auch ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Objekts zu erreichen. Die Verwendung des Koeffizienten ist im Wesentlichen eine echte Geldersparnis, beispielsweise bei der Bezahlung derselben Versorgungsleistungen.

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