Коэффициент теплопроводности какой лучше: «Чем выше показатель теплопроводности, тем лучше или хуже утеплитель?» — Яндекс Кью
alexxlab | 24.01.2023 | 0 | Разное
Коэффициент теплопроводности строительных материалов таблица
Первый вопрос, который возникает, у того, кто решил построить собственный дом, – какой использовать для этого материал. От этого зависит выбор фундамента, в свою очередь, а также теплопроводность стен. На это влияет наличие пор, плотность и прочие характеристики стройматериала. Главнейшим из них является теплопроводность. Коэффициенты теплопроводности строительных материалов, конечно, неодинаковы. И выбирать нужно материал наиболее подходящий для постройки дома в данной местности.
Узнать значение коэффициента теплопроводности можно из документации производителя на этот материал. Коэффициент теплопроводности строительных материалов, таблица тоже поможет выяснить интересующую величину. К примеру, теплопроводность дерева лучше, чем у кирпича. Поэтому, кирпичные стены в доме должны быть втрое толще стен из сосновых бревен, чтобы было также тепло.
Определение понятия
Коэффициентом теплопроводности называется физическая величина, показывающая количество тепла, проходящего за час через метровую толщину материала.
Температура на той поверхности, через которую тепло выходит, должна быть на 1°С меньше, чем с другой стороны.
Коэффициенты теплопроводности строительных материалов учитываются во многих случаях. Важно их знать, например, при выборе теплоизоляционного материала для стен здания. В этом случае очень важен правильный расчет. Из-за ошибки сместится точка росы, на стенах, в результате, появится влага, в доме будет холодно и сыро.
Поэтому, коэффициент теплопроводности строительных материалов, таблица обязательно должна быть внимательно изучена во избежание промашек.
Комбинация материалов
Качество производимых утеплителей, благодаря современным технологиям, очень высокое, и строительная индустрия получает весьма широкие возможности. В холодных регионах не нужно возводить дома с большой шириной стен. Надо лишь правильно скомбинировать строительный и теплоизоляционный материалы. Если вам нужно узнать коэффициент теплопроводности строительных материалов, таблица поможет в этом.
Поскольку теплопроводность кирпича небольшая, компенсировать это можно путем использования пенополистирола, к примеру, имеющего коэффициент теплопроводности 0,03 Вт/м град. Вместо кирпича выгодно использовать ячеистый бетон с такими же параметрами, как у дерева. Даже в лютые морозы в доме, построенном из этого материала, сохраняется тепло.
Благодаря таким приемам, стоимость постройки зданий сократилась. Также на возведение сооружения требуется меньше времени. Огромный плюс в том, что нет необходимости в массивном основании, что отдельно дает немалую экономию. Иногда нужен просто легкий столбчатый или ленточный фундамент.
Теплопроводность и каркасное строительство
Все вышесказанное особенно актуально при постройке каркасных домов. Использование материалов низкой теплопроводности привело к тому, что сейчас с применением каркасной технологии строится большое количество коттеджей, складов, магазинов и других сооружений. А возводить каркасные здания можно в зонах с любым климатом.
Теплоизоляционный материал в случае с каркасно-щитовыми зданиями помещается между листами фанеры и плитами OSB. Каким именно должен быть утеплитель в данных климатических условиях, определить можно, используя «коэффициент теплопроводности строительных материалов таблица» на нашем сайте. Будет это пенополиуретан или минеральная вата, толщина утеплителя выбирается в зависимости от величины коэффициента теплопроводности теплоизоляционного материала.
Наподобие того, как утраивается комбинация стен и утеплителя, делается и кровля строения. Применение этой технологии позволяет построить здание в короткий срок, а денежные затраты при этом минимальны.
Минеральная вата и пенополистирол являются лидерами среди материалов-утеплителей для фасадов. Насчет минеральной ваты однозначного мнения нет. Одни специалисты утверждают, что этот материал накапливает конденсат, и использоваться может только вместе с паронепроницаемой мембраной. Но в этом случае стены не «дышат», поэтому целесообразность использования этих материалов остается под вопросом.
По мнению других, устранить эту проблему можно путем устройства вентилируемых фасадов.
Пенополистирол помимо того, что хорошо пропускает воздух, имеет невысокую теплопроводность. Этот показатель зависит от плотности материала. Еще одной важной характеристикой является паропроницаемость. Проветривать помещение в этом случае не нужно.
Высокий уровень паронепроницаемости и низкая теплопроводность стен дома обеспечат отличные условия проживания.
Таблица теплопроводности утеплителей, сравнение характеристик материалов для дома
Современные утеплительные материалы имеют уникальные характеристики и применяются для решения задач определенного спектра. Большинство из них предназначены для обработки стен дома, но есть и специфичные, разработанные для обустройства дверных и оконных проемов, мест стыка кровли с несущими опорами, подвальных и чердачных помещений. Таким образом, выполняя сравнение теплоизоляционных материалов, нужно учитывать не только их эксплуатационные свойства, но и сферу применения.
Главные параметры
Дать оценку качеству материала можно исходя из нескольких основополагающих характеристик. Первая из них – коэффициент теплопроводности, который обозначается символом «лямбда» (ι). Этот коэффициент показывает, какой объем теплоты за 1 час проходит через отрезок материала толщиной 1 метр и площадью 1 м² при условии, что разница между температурами среды на обеих поверхностях составляет 10°С.
Показатели коэффициента теплопроводности любых утеплителей зависят от множества факторов – от влажности, паропроницаемости, теплоемкости, пористости и других характеристик материала.
Чувствительность к влаге
Влажность – это объем влаги, которая содержится в теплоизоляции. Вода отлично проводит тепло, и насыщенная ею поверхность будет способствовать выхолаживанию помещения. Следовательно, переувлажненный теплоизоляционный материал потеряет свои качества и не даст желаемого эффекта. И наоборот: чем большими водоотталкивающими свойствами он обладает, тем лучше.
Паропроницаемость – параметр, близкий к влажности. В числовом выражении он представляет собой объем водяного пара, проходящий через 1 м2 утеплителя за 1 час при соблюдении условия, что разность потенциального давления пара составляет 1Па, а температура среды одинакова.
При высокой паропроницаемости материал может увлажняться. В связи с этим при утеплении стен и перекрытий дома рекомендуется выполнить монтаж пароизоляционного покрытия.
Водопоглощение – способность изделия при соприкосновении с жидкостью впитывать ее. Коэффициент водопоглощения очень важен для материалов, которые используются для обустройства наружной теплоизоляции. Повышенная влажность воздуха, атмосферные осадки и роса могут привести к ухудшению характеристик материала.
Также не рекомендуется применять водопоглощающую изоляцию при отделке ванных комнат, санузлов, кухонь и других помещений с высоким уровнем влажности.
Плотность и теплоемкость
Пористость – выраженное в процентах количество воздушных пор от общего объема изделия.
Плотность – это одна из характеристик, влияющих на массу материала. Специальная таблица поможет определить оба этих параметра. Зная плотность, можно рассчитать, насколько увеличится нагрузка на стены дома или его перекрытия.
Теплоемкость – показатель, демонстрирующий, какое количество тепла готова аккумулировать теплоизоляция. Биостойкость – способность материала сопротивляться воздействию биологических факторов, например, патогенной флоры. Огнестойкость – противодействие изоляции огню, при этом данный параметр не стоит путать с пожаробезопасностью. Различают и другие характеристики, к которым относятся прочность, выносливость на изгиб, морозостойкость, износоустойчивость.
Коэффициент сопротивления
Также при выполнении расчетов нужно знать коэффициент U – сопротивление конструкций теплопередаче.
Этот показатель не имеет никакого отношения к качествам самих материалов, но его нужно знать, чтобы сделать правильный выбор среди разнообразных утеплителей. Коэффициент U представляет собой отношение разности температур с двух сторон изоляции к объему проходящего через нее теплового потока. Чтобы найти теплосопротивление стен и перекрытий, нужна таблица, где рассчитана теплопроводность строительных материалов.
Произвести необходимые вычисления можно и самостоятельно. Для этого толщину слоя материала делят на коэффициент его теплопроводности. Последний параметр — если речь идет об изоляции — должен быть указан на упаковке материала. В случае с элементами конструкции дома все немного сложнее: хотя их толщину можно измерить самостоятельно, коэффициент теплопроводности бетона, дерева или кирпича придется искать в специализированных пособиях.
При этом часто для изоляции стен, потолка и пола в одном помещении используются материалы разного типа, поскольку для каждой плоскости коэффициент теплопроводности нужно рассчитывать отдельно.
Теплопроводность основных видов утеплителей
Исходя из коэффициента U, можно выбрать, какой из видов теплоизоляции лучше использовать, и какую толщину должен иметь слой материала. Расположенная ниже таблица содержит сведения о плотности, паропроницаемости и теплопроводности популярных утеплителей:
Преимущества и недостатки
При выборе теплоизоляции нужно учитывать не только ее физические свойства, но и такие параметры, как легкость монтажа, потребность в дополнительном обслуживании, долговечность и стоимость.
Сравнение самых современных вариантов
Как показывает практика, проще всего осуществлять монтаж пенополиуретана и пеноизола, которые наносятся на обрабатываемую поверхность в форме пены. Эти материалы пластичны, они с легкостью заполняют полости внутри стен постройки. Недостатком вспениваемых веществ является потребность в использовании специального оборудования для их распыления.
Как показывает приведенная выше таблица, достойную конкуренцию пенополиуретану составляет экструдированный пенополистирол.
Этот материал поставляются в виде твердых блоков, но с помощью обычного столярного ножа ему можно придать любую форму. Сравнивая характеристики пенных и твердых полимеров, стоит отметить, что пена не образует швов, и это является ее главным преимуществом по сравнению с блоками.
Сравнение ватных материалов
Минеральная вата по свойствам похожа на пенопласты и пенополистирол, однако при этом «дышит» и не горит. Также она обладает лучшей устойчивостью при воздействии влаги и практически не меняет свои качества в процессе эксплуатации. Если стоит выбор между твердыми полимерами и минеральной ватой, лучше отдать предпочтение последней.
У каменной ваты сравнительные характеристики те же, что и у минеральной, но стоимость выше. Эковата имеет приемлемую цену и легко монтируется, но отличается низкой прочностью на сжатие и со временем проседает. Стекловолокно также проседает и, кроме того, осыпается.
Сыпучие и органические материалы
Для теплоизоляции дома иногда применяются сыпучие материалы – перлит и гранулы из бумаги. Они отталкивают воду и устойчивы к воздействию патогенных факторов. Перлит экологичен, он не горит и не оседает. Тем не менее, сыпучие материалы редко применяются для утепления стен, лучше с их помощью обустраивать полы и перекрытия.
Из органических материалов необходимо выделить лен, древесное волокно и пробковое покрытие. Они безопасны для окружающей среды, но подвержены горению, если не пропитаны специальными веществами. Кроме того, древесное волокно подвержено воздействию биологических факторов.
В целом, если учитывать стоимость, практичность, теплопроводность и долговечность утеплителей, то наилучшие материалы для отделки стен и перекрытий – это пенополиуретан, пеноизол и минеральная вата. Остальные виды изоляции обладают специфическими свойствами, так как разработаны для нестандартных ситуаций, а применять такие утеплители рекомендуется только в том случае, если других вариантов нет.
Коэффициент теплопроводности и коэффициент теплопередачи: чем они отличаются?
Теплопроводность является свойством материала. В твердом теле есть два переносчика тепла [1] делокализованные электроны и [2] молекулярные колебания [объяснено ниже]. Кумулятивный эффект приводит к чистому потоку тепла от горячего тела к более холодному телу. Мы называем эту передачу тепла между двумя контактирующими объектами «теплопроводностью». Этот перенос будет продолжаться до тех пор, пока не будет достигнуто тепловое равновесие. Согласно второму закону термодинамики, теплота будет переходить от горячего к холодному в попытке уравнять разницу температур. Количественно это выражается в виде теплового потока q, который дает скорость на единицу площади, с которой тепло течет в заданном направлении (в данном случае в направлении x). Наблюдается, что во многих материалах q прямо пропорциональна разнице температур и обратно пропорциональна разделению. q=-k x [T2-T1] / [L] Закон Фурье. Константа пропорциональности k – теплопроводность
Перенос тепловой энергии в твердых телах обычно может быть обусловлен двумя эффектами : [1] миграцией свободных электронов и [2] решеточными колебательными волнами (фононами)
Когда электроны и фононы переносят тепловую энергию, что приводит к теплопроводности в твердом теле теплопроводность может быть выражена как k = ke + kph
Подводя итог, можно сказать, что существуют два носителя тепловой энергии для переноса тепла через твердые тела: электроны и колебательные фононные волны решетки.
Возьмем металлы. Два носителя тепла [1] 1-й носитель тепла – электрон и [2] 2-й носитель тепловых колебательных волн внутри металлов.
Объяснение:
Роль делокализованных электронов : Металлы в целом обладают высокой теплопроводностью. Высокая теплопроводность металлов обусловлена тем, что их внешние электроны делокализованы. Эти электроны являются переносчиками тепла.
Роль молекулярных колебаний : Вторым переносчиком тепла являются колебания решетки, которые генерируют волны от одного атома, ударяющего о соседний атом. Мы называем это фононными волнами. Звучит немного сложно, но это не сложно. Объяснил простыми словами. Решетка определяется как геометрическое расположение атомов, ионов или молекул кристаллического тела в виде точек в пространстве. Когда атомы, ионы или молекулы в твердом теле располагаются упорядоченно, мы называем это кристаллами. Металлы обычно представляют собой кристаллические твердые тела.
Колебания решетки – это колебания атомов в твердом теле относительно положения равновесия. Коллективная вибрация атомов внутри кристалла образует волну, когда каждый из них сталкивается с соседними атомами. Это второй носитель тепла.
Коэффициент теплоотдачи : Коэффициент теплоотдачи – количественная характеристика конвективного теплообмена между текучей средой (жидкостью) и поверхностью (стенкой), обтекаемой жидкостью . Обратите внимание на подчеркнутые слова, это конвективный теплообмен между жидкостью и металлической стенкой. Суть, скрытая в этом определении, заключается в том, что для того, чтобы тепло достигло металлической стенки, оно также должно пересечь застойный пограничный слой на поверхности металла путем теплопроводности.
Температурный профиль типичной принудительной конвекции
Температура горячей жидкости T1. Конвективный теплообмен от Т1 к Т2
Кондуктивный теплообмен от Т2 к Т3 через застойный пограничный слой.
Температура стенки T3.
Q = h x A [T1-T3], A – площадь поверхности, на которой происходит теплопередача, м2, T1 – температура окружающей жидкости, k. T3 – температура поверхности твердой стенки, к. h – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 х К).
Таким образом, очевидно, что коэффициент теплопередачи не является свойством материала. Теплопроводность и коэффициент теплопередачи не совпадают. [Фото: Google]
Понимание разницы между тепловым сопротивлением и теплопроводностью — C-Therm Technologies Ltd.
Введение
Тепловое сопротивление (R) и теплопроводность (C) материалов являются обратными величинами и могут быть получены из теплопроводности (k) и толщины материалов. Прибор для измерения теплопроводности C-Therm Trident измеряет теплопроводность и, следовательно, открывает путь к определению теплового сопротивления и теплопроводности.
На этой странице мы собираемся описать и объяснить, как получить тепловое сопротивление и теплопроводность из теплопроводности.
Измерение теплопроводности с помощью Trident
Теплопроводность (значение k)
Теплопроводность – это скорость установившегося теплового потока через единицу площади однородного материала, вызванного единичным градиентом температуры в направлении, перпендикулярном этой единице площади, Вт/м⋅K .
Где,
L – Толщина образца (м)
T – Температура (K)
q – Расход тепла (Вт/м2)
Уравнение 1 – Теплопроводность
Термическое сопротивление (значение R)
Термическое сопротивление – это разница температур в установившемся режиме между двумя определенными поверхностями материала или конструкции, которая индуцирует удельный тепловой поток через единицу площади, К⋅м2/Вт. Таким образом, в соответствии с этим определением и уравнением 1 можно получить уравнение 2.
Как указано в уравнении 2, значение теплового сопротивления можно определить, разделив толщину на теплопроводность образца. При испытании на тепловое сопротивление для определения сопротивления используется расходомер тепла.
Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию об испытании термостойкости вашего образца.
Уравнение 2. Термическое сопротивление
Теплопроводность
Теплопроводность – это временная скорость стационарного теплового потока через единицу площади материала или конструкции, вызванная единичной разностью температур между поверхностями тела, Вт/м2⋅K. Значение C, следовательно, является обратной величиной значения R и может быть выражено уравнением (3).
Следовательно, значение теплопроводности можно рассчитать, разделив теплопроводность на толщину образца.
Уравнение 3 – Теплопроводность
Области применения
Тепловое сопротивление и теплопроводность можно удобно рассчитать исходя из теплопроводности и толщины материала. Платформа теплопроводности C-Therm Trident – это гибкий, быстрый, неразрушающий, высокочувствительный и экономичный инструмент, который может напрямую измерять теплопроводность и тепловую эффузию самых разных образцов, упрощая процесс определения теплового сопротивления и теплопроводности.