Conductivitatea termică a materialelor de construcție: ce înseamnă indicatorul + tabelul valorilor

Activitatea de construcții implică utilizarea de materiale adecvate. Principalele criterii sunt siguranța pentru viață și sănătate, conductibilitatea termică, fiabilitatea. Următoarele sunt prețul, estetica, versatilitatea etc.

Luați în considerare una dintre cele mai importante caracteristici ale materialelor de construcție - coeficientul de conductivitate termică, deoarece tocmai de această proprietate depinde, de exemplu, nivelul de confort din casă.

Ce este materialul de construcție KTP?

Teoretic, și practic la fel, cu materialele de construcție, de regulă, sunt create două suprafețe - externe și interne. Din punct de vedere al fizicii, o regiune caldă tinde întotdeauna spre o regiune rece.

În raport cu materialul de construcție, căldura va tinde de la o suprafață (mai caldă) la o altă suprafață (mai puțin cald). Aici, de fapt, capacitatea unui material în raport cu o astfel de tranziție se numește coeficientul de conductivitate termică sau, în abreviere, KTP.

Schema care explică efectul conductivității termice: 1 - energie termică; 2 - coeficient de conductivitate termică; 3 - temperatura primei suprafețe; 4 - temperatura celei de-a doua suprafețe; 5 - grosimea materialului de construcție

Caracteristica unei stații de transformare se bazează, de regulă, pe teste, când se prelevează o probă experimentală de 100x100 cm și se aplică efectul termic asupra acesteia, ținând cont de o diferență de temperatură de două suprafețe de 1 grad. Timpul de expunere este de 1 oră.

În consecință, conductivitatea termică este măsurată în wați pe metru pe grad (W / m ° C). Coeficientul este indicat prin simbolul grec λ.

În mod implicit, conductivitatea termică a diverselor materiale pentru construcții cu o valoare mai mică de 0,175 W / m ° C, echivalează aceste materiale cu categoria de materiale izolante.

Producția modernă a stăpânit tehnologia de fabricare a materialelor de construcție, nivelul de KTP care este mai mic de 0,05 W / m ° C.Datorită acestor produse, este posibil să se obțină un efect economic pronunțat în ceea ce privește consumul de resurse energetice.

Influența factorilor asupra nivelului conductivității termice

Fiecare material de construcție individual are o structură specifică și are un fel de condiție fizică.

La baza acestora sunt:

• dimensiunea cristalelor structurii;
• starea de fază a substanței;
• gradul de cristalizare;
• anizotropia conductivității termice a cristalelor;
• volumul de porozitate și structură;
• direcția fluxului de căldură.

Toate acestea sunt factori de influență. Compoziția chimică și impuritățile au, de asemenea, un anumit efect asupra nivelului de KTP. Cantitatea de impurități, așa cum a arătat practica, are un efect deosebit de expresiv asupra nivelului de conductivitate termică a componentelor cristaline.

Materiale de construcție izolatoare - o clasă de produse pentru construcție, creată ținând cont de proprietățile KTP, aproape de proprietățile optime. Cu toate acestea, realizarea unei conductivități termice perfecte, menținând alte calități este extrem de dificilă

La rândul său, KTP este influențat de condițiile de funcționare ale materialului de construcție - temperatură, presiune, umiditate etc.

Materiale de construcție cu KTP minim

Conform studiilor, valoarea minimă a conductivității termice (aproximativ 0,023 W / m ° C) are aer uscat.

Din punct de vedere al utilizării aerului uscat în structura unui material de construcție, este necesar un proiect în care aerul uscat să se afle în numeroase spații închise cu volum redus. Din punct de vedere structural, o astfel de configurație este reprezentată de imaginea a numeroși pori din structură.

De aici concluzia logică: materialele de construcție, a căror structură internă este o formațiune poroasă, trebuie să aibă un nivel scăzut de KTP.

Mai mult, în funcție de porozitatea maximă admisă a materialului, valoarea conductivității termice se apropie de valoarea coeficientului de transfer termic al aerului uscat.

Crearea unui material de construcție cu o conductivitate termică minimă este facilitată de structura poroasă. Cu cât sunt mai mulți pori de volume diferite în structura materialului, cu atât KTP este mai bun pentru a fi obținut

În producția modernă, se obțin mai multe tehnologii pentru obținerea porozității materialului de construcție.

În special, sunt utilizate următoarele tehnologii:

• spumă;
• formarea gazelor;
• alimentare cu apă;
• umflare;
• introducerea de aditivi;
• creați cadre de fibră.

Trebuie remarcat: coeficientul de conductivitate termică este direct legat de proprietăți precum densitatea, capacitatea de căldură, conductivitatea termică.

Valoarea conductivității termice poate fi calculată după formula:

λ = Q / S * (T₁-T₂) * t,

în cazul în care:

• Q - cantitatea de căldură;
• S - grosimea materialului;
• T₁, T₂ - temperatura pe ambele părți ale materialului;
• T - timpul.

Densitatea medie și conductivitatea termică sunt invers proporționale cu porozitatea. Prin urmare, pe baza densității structurii materialului de construcție, dependența conductivității termice de acesta poate fi calculată după cum urmează:

λ = 1,16 √ 0,0196 + 0,22d² – 0,16,

în cazul în care: d Este valoarea densității. Aceasta este formula lui V.P. Nekrasov, demonstrând influența densității unui anumit material asupra valorii KTP-ului său.

Efectul umidității asupra conductivității termice a materialelor de construcție

Din nou, judecând după exemple despre utilizarea materialelor de construcție în practică, se relevă efectul negativ al umidității asupra materialelor de construcție a materialelor de construcție. Se observă - cu cât este supusă mai multă umiditate materialului de construcție, cu atât valoarea KTP devine mai mare.

În diverse moduri, ei încearcă să protejeze materialul folosit în construcție de umiditate. Această măsură este justificată, având în vedere creșterea coeficientului de materiale de construcție umede

Este ușor să justifici un astfel de moment. Efectul umidității asupra structurii materialului de construcție este însoțit de umidificarea aerului în pori și înlocuirea parțială a aerului.

Având în vedere că parametrul coeficientului de conductivitate termică pentru apă este 0,58 W / m ° C, o creștere semnificativă a conductivității termice a materialului devine clară.

De asemenea, trebuie remarcat un efect mai negativ, atunci când apa care intră în structura poroasă este înghețată suplimentar - se transformă în gheață.

În consecință, este ușor să calculăm o creștere și mai mare a conductivității termice, ținând cont de parametrii KTP de gheață, egală cu valoarea de 2,3 W / m ° C. O creștere de aproximativ patru ori la conductivitatea termică a apei.

Unul dintre motivele abandonului construcției de iarnă în favoarea construcției în timpul verii ar trebui să fie considerat tocmai factorul posibilului îngheț al anumitor tipuri de materiale de construcție și, ca urmare, a conductivității termice sporite

Din acest motiv, cerințele de construcție privind protecția materialelor de construcție izolatoare împotriva pătrunderii umidității devin evidente. La urma urmei, nivelul de conductivitate termică crește proporțional cu umiditatea cantitativă.

Nu mai puțin semnificativ este un alt punct - opusul, când structura materialului de construcție este supusă unei încălziri semnificative. Temperatura excesiv de mare provoacă, de asemenea, o creștere a conductivității termice.

Acest lucru se întâmplă datorită creșterii energiei cinemice a moleculelor care alcătuiesc baza structurală a materialului de construcție.

Este adevărat, există o clasă de materiale, a căror structură dobândește, dimpotrivă, cele mai bune proprietăți ale conductivității termice în regimul încălzirii puternice. Un astfel de material este metalul.

Dacă în condiții de încălzire puternică, majoritatea materialelor de construcție răspândite modifică conductivitatea termică în sus, încălzirea puternică a metalului duce la efectul opus - coeficientul de transfer termic al metalului scade

Metode de determinare a coeficientului

În această direcție sunt utilizate diferite metode, dar de fapt toate tehnologiile de măsurare sunt combinate prin două grupuri de metode:

1. Modul de măsurare staționară
2. Mod de măsurare non-staționar.

Tehnica staționară presupune lucrul cu parametri care nu sunt schimbați în timp sau variați nesemnificativ. Această tehnologie, bazată pe aplicații practice, permite să te bazezi pe rezultate mai precise ale KTP.

Acțiunile care vizează măsurarea conductivității termice, metoda staționară poate fi realizată într-un interval larg de temperatură - 20 - 700 ° C. În același timp, tehnologia staționară este considerată o tehnică consumatoare de timp și complexă, necesitând o cantitate mare de timp pentru execuție.

Un exemplu de aparat conceput pentru a efectua măsurători ale coeficientului de conductivitate termică. Acesta este unul dintre desenele digitale moderne care oferă rezultate rapide și precise.

O altă tehnologie de măsurare este non-staționară, pare mai simplificată, necesitând 10-30 de minute pentru a finaliza lucrările. Cu toate acestea, în acest caz, intervalul de temperatură este semnificativ limitat. Cu toate acestea, tehnica a găsit o largă aplicare în sectorul de fabricație.

Tabelul conductivității termice a materialelor de construcție

Nu are sens să măsurați multe materiale de construcție existente și utilizate pe scară largă.

Toate aceste produse, de regulă, au fost testate în mod repetat, pe baza cărora a fost întocmit un tabel de conductivitate termică a materialelor de construcție, care include aproape toate materialele necesare șantierului.

Una dintre opțiunile pentru un astfel de tabel este prezentată mai jos, unde KTP este coeficientul de conductivitate termică:

De asemenea, vă recomandăm să citiți celelalte articole, în care vorbim despre cum să alegem izolarea potrivită:

1. Izolație pentru acoperișul mansardei.
2. Materiale pentru încălzirea casei din interior.
3. Izolare pentru tavan.
4. Materiale pentru izolare termică exterioară.
5. Izolație pentru podea într-o casă din lemn.

Concluzii și video util pe această temă

Videoclipul este regizat tematic, ceea ce explică suficient de detaliat ce este KTP și „cu ce se mănâncă”. După analizarea materialului prezentat în videoclip, există șanse mari să devii un constructor profesionist.

Ideea evidentă este că un potențial constructor trebuie să știe despre conductivitatea termică și dependența acestuia de diverși factori. Aceste cunoștințe vor ajuta la construirea nu numai de înaltă calitate, dar și cu un grad ridicat de fiabilitate și durabilitate a obiectului. Utilizarea coeficientului în esență reprezintă o economie reală de bani, de exemplu, în plata acelorași servicii de utilitate.

Dacă aveți întrebări sau aveți informații valoroase pe tema articolului, vă rugăm să lăsați comentariile dvs. în caseta de mai jos.