Материалы с низкой теплопроводностью: Теплопроводность строительных материалов, что это, таблица

alexxlab | 22.06.2021 | 0 | Разное

Содержание

Теплопроводность строительных материалов, что это, таблица

Последние годы при строительстве дома или его ремонте большое внимание уделяется энергоэффективности. При уже существующих ценах на топливо это очень актуально. Причем похоже что дальше экономия будет приобретать все большую важность. Чтобы правильно подобрать состав и толщин материалов в пироге ограждающих конструкций (стены, пол, потолок, кровля) необходимо знать теплопроводность строительных материалов. Эта характеристика указывается на упаковках с материалами, а необходима она еще на стадии проектирования. Ведь надо решить из какого материала строить стены, чем их утеплять, какой толщины должен быть каждый слой.  

Содержание статьи

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

При выборе строительных материалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одна из ключевых позиций — теплопроводность. Она отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое может провести тот или иной материал за единицу времени.

То есть, чем меньше этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше цифра, тем тепло отводится лучше.

Диаграмма, которая иллюстрирует разницу в теплопроводности материалов

Материалы с низкой теплопроводностью используются для утепления, с высокой — для переноса или отвода тепла. Например, радиаторы делают из алюминия, меди или стали, так как они хорошо передают тепло, то есть имеют высокий коэффициент теплопроводности. Для утепления используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности — они лучше сохраняют тепло. В случае если объект состоит из нескольких слоев материала, его теплопроводность определяется как сумма коэффициентов всех материалов. При расчетах, рассчитывается теплопроводность каждой из составляющих «пирога», найденные величины суммируются. В общем получаем теплоизоляцонную способность ограждающей конструкции (стен, пола, потолка).

Теплопроводность строительных материалов показывает количество тепла, которое он пропускает за единицу времени

Есть еще такое понятие как тепловое сопротивление. Оно отображает способность материала препятствовать прохождению по нему тепла. То есть, это обратная величина по отношению к теплопроводности. И, если вы видите материал с высоким тепловым сопротивлением, его можно использовать для теплоизоляции. Примером теплоизоляционных материалов может случить популярная минеральная или базальтовая вата, пенопласт и т.д. Материалы с низким тепловых сопротивлением нужны для отведения или переноса тепла. Например, алюминиевые или стальные радиаторы используют для отопления, так как они хорошо отдают тепло.

Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов

Чтобы в доме было проще сохранять тепло зимой и прохладу летом, теплопроводность стен, пола и кровли должна быть не менее определенной цифры, которая рассчитывается для каждого региона. Состав «пирога» стен, пола и потолка, толщина материалов берутся с таким учетом чтобы суммарная цифра была не меньше  (а лучше — хоть немного больше) рекомендованной для вашего региона.

Коэффициент теплопередачи материалов современных строительных материалов для ограждающих конструкций

При выборе материалов надо учесть, что некоторые из них (не все) в условиях повышенной влажности проводят тепло гораздо лучше.

Если при эксплуатации возможно возникновение такой ситуации на продолжительный срок, в расчетах используют теплопроводность для этого состояния. Коэффициенты теплопроводности основных материалов, которые используются для утепления, приведены в таблице.

Наименование материалаКоэффициент теплопроводности Вт/(м·°C)
В сухом состоянииПри нормальной влажностиПри повышенной влажности
Войлок шерстяной0,036-0,0410,038-0,0440,044-0,050
Каменная минеральная вата 25-50 кг/м30,0360,0420,,045
Каменная минеральная вата 40-60 кг/м30,0350,0410,044
Каменная минеральная вата 80-125 кг/м30,0360,0420,045
Каменная минеральная вата 140-175 кг/м30,0370,0430,0456
Каменная минеральная вата 180 кг/м30,0380,0450,048
Стекловата 15 кг/м30,0460,0490,055
Стекловата 17 кг/м30,0440,0470,053
Стекловата 20 кг/м30,040,0430,048
Стекловата 30 кг/м30,040,0420,046
Стекловата 35 кг/м30,0390,0410,046
Стекловата 45 кг/м30,0390,0410,045
Стекловата 60 кг/м30,0380,0400,045
Стекловата 75 кг/м30,040,0420,047
Стекловата 85 кг/м30,0440,0460,050
Пенополистирол (пенопласт, ППС)0,036-0,0410,038-0,0440,044-0,050
Экструдированный пенополистирол (ЭППС, XPS)0,0290,0300,031
Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 600 кг/м30,140,220,26
Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 400 кг/м30,110,140,15
Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 600 кг/м30,150,280,34
Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 400 кг/м30,130,220,28
Пеностекло, крошка, 100 - 150 кг/м30,043-0,06
Пеностекло, крошка, 151 - 200 кг/м30,06-0,063
Пеностекло, крошка, 201 - 250 кг/м30,066-0,073
Пеностекло, крошка, 251 - 400 кг/м30,085-0,1
Пеноблок 100 - 120 кг/м30,043-0,045
Пеноблок 121- 170 кг/м30,05-0,062
Пеноблок 171 - 220 кг/м30,057-0,063
Пеноблок 221 - 270 кг/м30,073
Эковата0,037-0,042
Пенополиуретан (ППУ) 40 кг/м30,0290,0310,05
Пенополиуретан (ППУ) 60 кг/м30,0350,0360,041
Пенополиуретан (ППУ) 80 кг/м30,0410,0420,04
Пенополиэтилен сшитый0,031-0,038
Вакуум0
Воздух +27°C. 1 атм0,026
Ксенон0,0057
Аргон0,0177
Аэрогель (Aspen aerogels)0,014-0,021
Шлаковата0,05
Вермикулит0,064-0,074
Вспененный каучук0,033
Пробка листы 220 кг/м30,035
Пробка листы 260 кг/м30,05
Базальтовые маты, холсты0,03-0,04
Пакля0,05
Перлит, 200 кг/м30,05
Перлит вспученный, 100 кг/м30,06
Плиты льняные изоляционные, 250 кг/м30,054
Полистиролбетон, 150-500 кг/м30,052-0,145
Пробка гранулированная, 45 кг/м30,038
Пробка минеральная на битумной основе, 270-350 кг/м30,076-0,096
Пробковое покрытие для пола, 540 кг/м30,078
Пробка техническая, 50 кг/м30,037

Часть информации взята нормативов, которые прописывают характеристики определенных материалов (СНиП 23-02-2003, СП 50. 13330.2012, СНиП II-3-79* (приложение 2)). Те материал, которые не прописаны в стандартах, найдены на сайтах производителей. Так как стандартов нет, у разных производителей они могут значительно отличаться, потому при покупке обращайте внимание на характеристики каждого покупаемого материала.

Таблица теплопроводности строительных материалов

Стены, перекрытия, пол, делать можно из разных материалов, но так повелось, что теплопроводность строительных материалов обычно сравнивают с кирпичной кладкой. Этот материал знаю все, с ним проще проводить ассоциации. Наиболее популярны диаграммы, на которых наглядно продемонстрирована разница между различными материалами. Одна такая картинка есть в предыдущем пункте, вторая — сравнение кирпичной стены и стены из бревен — приведена ниже. Именно потому для стен из кирпича и другого материала с высокой теплопроводностью выбирают теплоизоляционные материалы. Чтобы было проще подбирать, теплопроводность основных строительных материалов сведена в таблицу.

Сравнивают самые разные материалы
Название материала, плотностьКоэффициент теплопроводности
в сухом состояниипри нормальной влажностипри повышенной влажности
ЦПР (цементно-песчаный раствор)0,580,760,93
Известково-песчаный раствор0,470,70,81
Гипсовая штукатурка0,25
Пенобетон, газобетон на цементе, 600 кг/м30,140,220,26
Пенобетон, газобетон на цементе, 800 кг/м30,210,330,37
Пенобетон, газобетон на цементе, 1000 кг/м30,290,380,43
Пенобетон, газобетон на извести, 600 кг/м30,150,280,34
Пенобетон, газобетон на извести, 800 кг/м30,230,390,45
Пенобетон, газобетон на извести, 1000 кг/м30,310,480,55
Оконное стекло0,76
Арболит0,07-0,17
Бетон с природным щебнем, 2400 кг/м31,51
Легкий бетон с природной пемзой, 500-1200 кг/м30,15-0,44
Бетон на гранулированных шлаках, 1200-1800 кг/м30,35-0,58
Бетон на котельном шлаке, 1400 кг/м30,56
Бетон на каменном щебне, 2200-2500 кг/м30,9-1,5
Бетон на топливном шлаке, 1000-1800 кг/м30,3-0,7
Керамическийй блок поризованный0,2
Вермикулитобетон, 300-800 кг/м30,08-0,21
Керамзитобетон, 500 кг/м30,14
Керамзитобетон, 600 кг/м30,16
Керамзитобетон, 800 кг/м30,21
Керамзитобетон, 1000 кг/м30,27
Керамзитобетон, 1200 кг/м30,36
Керамзитобетон, 1400 кг/м30,47
Керамзитобетон, 1600 кг/м30,58
Керамзитобетон, 1800 кг/м30,66
ладка из керамического полнотелого кирпича на ЦПР0,560,70,81
Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1000 кг/м3)0,350,470,52
Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1300 кг/м3)0,410,520,58
Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1400 кг/м3)0,470,580,64
Кладка из полнотелого силикатного кирпича на ЦПР, 1000 кг/м3)0,70,760,87
Кладка из пустотелого силикатного кирпича на ЦПР, 11 пустот0,640,70,81
Кладка из пустотелого силикатного кирпича на ЦПР, 14 пустот0,520,640,76
Известняк 1400 кг/м3
0,490,560,58
Известняк 1+600 кг/м30,580,730,81
Известняк 1800 кг/м30,70,931,05
Известняк 2000 кг/м30,931,161,28
Песок строительный, 1600 кг/м30,35
Гранит3,49
Мрамор2,91
Керамзит, гравий, 250 кг/м30,10,110,12
Керамзит, гравий, 300 кг/м30,1080,120,13
Керамзит, гравий, 350 кг/м30,115-0,120,1250,14
Керамзит, гравий, 400 кг/м30,120,130,145
Керамзит, гравий, 450 кг/м30,130,140,155
Керамзит, гравий, 500 кг/м30,140,150,165
Керамзит, гравий, 600 кг/м30,140,170,19
Керамзит, гравий, 800 кг/м30,18
Гипсовые плиты, 1100 кг/м30,350,500,56
Гипсовые плиты, 1350 кг/м30,230,350,41
Глина, 1600-2900 кг/м30,7-0,9
Глина огнеупорная, 1800 кг/м31,4
Керамзит, 200-800 кг/м30,1-0,18
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией, 800-1200 кг/м30,23-0,41
Керамзитобетон, 500-1800 кг/м30,16-0,66
Керамзитобетон на перлитовом песке, 800-1000 кг/м30,22-0,28
Кирпич клинкерный, 1800 - 2000 кг/м30,8-0,16
Кирпич облицовочный керамический, 1800 кг/м30,93
Бутовая кладка средней плотности, 2000 кг/м31,35
Листы гипсокартона, 800 кг/м30,150,190,21
Листы гипсокартона, 1050 кг/м30,150,340,36
Фанера клеенная0,120,150,18
ДВП, ДСП, 200 кг/м30,060,070,08
ДВП, ДСП, 400 кг/м30,080,110,13
ДВП, ДСП, 600 кг/м30,110,130,16
ДВП, ДСП, 800 кг/м30,130,190,23
ДВП, ДСП, 1000 кг/м30,150,230,29
Линолеум ПВХ на теплоизолирующей основе, 1600 кг/м30,33
Линолеум ПВХ на теплоизолирующей основе, 1800 кг/м30,38
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1400 кг/м30,20,290,29
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1600 кг/м30,290,350,35
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1800 кг/м30,35
Листы асбоцементные плоские, 1600-1800 кг/м30,23-0,35
Ковровое покрытие, 630 кг/м30,2
Поликарбонат (листы), 1200 кг/м30,16
Полистиролбетон, 200-500 кг/м30,075-0,085
Ракушечник, 1000-1800 кг/м30,27-0,63
Стеклопластик, 1800 кг/м30,23
Черепица бетонная, 2100 кг/м31,1
Черепица керамическая, 1900 кг/м30,85
Черепица ПВХ, 2000 кг/м30,85
Известковая штукатурка, 1600 кг/м30,7
Штукатурка цементно-песчаная, 1800 кг/м31,2

Древесина — один из строительных материалов с относительно невысокой теплопроводностью. В таблице даны ориентировочные данные по разным породам. При покупке обязательно смотрите плотность и коэффициент теплопроводности. Далеко не у всех они такие, как прописаны в нормативных документах.

НаименованиеКоэффициент теплопроводности
В сухом состоянииПри нормальной влажностиПри повышенной влажности
Сосна, ель поперек волокон0,090,140,18
Сосна, ель вдоль волокон0,180,290,35
Дуб вдоль волокон0,230,350,41
Дуб поперек волокон0,100,180,23
Пробковое дерево0,035
Береза0,15
Кедр0,095
Каучук натуральный0,18
Клен0,19
Липа (15% влажности)0,15
Лиственница0,13
Опилки0,07-0,093
Пакля0,05
Паркет дубовый0,42
Паркет штучный0,23
Паркет щитовой0,17
Пихта0,1-0,26
Тополь0,17

Металлы очень хорошо проводят тепло. Именно они часто являются мостиком холода в конструкции. И это тоже надо учитывать, исключать прямой контакт используя теплоизолирующие прослойки и прокладки, которые называются термическим разрывом. Теплопроводность металлов сведена в другую таблицу.

НазваниеКоэффициент теплопроводности НазваниеКоэффициент теплопроводности
Бронза22-105Алюминий202-236
Медь282-390Латунь97-111
Серебро429Железо92
Олово67Сталь47
Золото318

Как рассчитать толщину стен

Для того чтобы зимой в доме было тепло, а летом прохладно, необходимо чтобы ограждающие конструкции (стены, пол, потолок/кровля) должны иметь определенное тепловое сопротивление. Для каждого региона эта величина своя. Зависит она от средних температур и влажности в конкретной области.

Термическое сопротивление ограждающих
конструкций для регионов России

Для того чтобы счета за отопление не были слишком большими, подбирать строительные материалы и их толщину надо так, чтобы их суммарное тепловое сопротивление было не меньше указанного в таблице.

Расчет толщины стены, толщины утеплителя, отделочных слоев

Для современного строительства характерна ситуация, когда стена имеет несколько слоев. Кроме несущей конструкции есть утепление, отделочные материалы. Каждый из слоев имеет свою толщину. Как определить толщину утеплителя? Расчет несложен. Исходят из формулы:

Формула расчета теплового сопротивления

R — термическое сопротивление;

p — толщина слоя в метрах;

k — коэффициент теплопроводности.

Предварительно надо определиться с материалами, которые вы будете использовать при строительстве. Причем, надо знать точно, какого вида будет материал стен, утепление, отделка и т. д. Ведь каждый из них вносит свою лепту в теплоизоляцию, и теплопроводность строительных материалов учитывается в расчете.

Сначала считается термическое сопротивление конструкционного материала (из которого будет строится стена, перекрытие и т.д.), затем «по остаточному» принципу подбирается толщина выбранного утеплителя. Можно еще принять в расчет теплоизоляционных характеристики отделочных материалов, но обычно они идут «плюсом» к основным. Так закладывается определенный запас «на всякий случай». Этот запас позволяет экономить на отоплении, что впоследствии положительно сказывается на бюджете.

Пример расчета толщины утеплителя

Разберем на примере. Собираемся строить стену из кирпича — в полтора кирпича, утеплять будем минеральной ватой. По таблице тепловое сопротивление стен для региона должно быть не меньше 3,5. Расчет для этой ситуации приведен ниже.

  1. Для начала просчитаем тепловое сопротивление стены из кирпича. Полтора кирпича это 38 см или 0,38 метра, коэффициент теплопроводности кладки из кирпича 0,56. Считаем по приведенной выше формуле: 0,38/0,56 = 0,68. Такое тепловое сопротивление имеет стена в 1,5  кирпича.
  2. Эту величину отнимаем от общего теплового сопротивления для региона: 3,5-0,68 = 2,82. Эту величину необходимо «добрать» теплоизоляцией и отделочными материалами.

    Рассчитывать придется все ограждающие конструкции

  3. Считаем толщину минеральной ваты. Ее коэффициент теплопроводности 0,045. Толщина слоя будет: 2,82*0,045 = 0,1269 м или 12,7 см. То есть, чтобы обеспечить требуемый уровень утепления, толщина слоя минеральной ваты должна быть не меньше 13 см.

Если бюджет ограничен, минеральной ваты можно взять 10 см, а недостающее покроется отделочными материалами. Они ведь будут изнутри и снаружи. Но, если хотите, чтобы счета за отопление были минимальными, лучше отделку пускать «плюсом» к расчетной величине. Это ваш запас на время самых низких температур, так как нормы теплового сопротивления для ограждающих конструкций считаются по средней температуре за несколько лет, а зимы бывают аномально холодными. Потому теплопроводность строительных материалов, используемых для отделки просто не принимают во внимание.

Теплопроводность и теплоемкость строительных материалов :: EPLAN.HOUSE

    
Алюминий (ГОСТ 22233-83)2600221897
Асбест волокнистый4700.161050
Асбестоцементный лист16000.41500
Асбошифер с высоким содержанием асбеста18000.17…0.35
Асбошифер с 10-50% асбеста18000.64…0.52
Асбоцемент войлочный1440.078
Асфальт1100…21100.71700…2100
Асфальтобетон (ГОСТ 9128-84)21001.051680
Аэрогель (Aspen aerogels)110…2000.014…0. 021700
Базальт2600…30003.5850
Бакелит12500.23
Береза510…7700.151250
Бетон на гравии или щебне из природного камня24001.51840
Бетон на каменном щебне2200…25000.9…1.5
Бетон на песке1800…25000.7710
Бетон силикатный плотный18000.81880
Бетон термоизоляционный5000.18
Битумы нефтяные строительные и кровельные (ГОСТ 6617-76, ГОСТ 9548-74)1000…14000.17…0.271680
Блок газобетонный400…8000.15…0.3
Блок керамический поризованный0.2
Бумага700…11500. 141090…1500
Бут1800…20000.73…0.98
Вата минеральная легкая500.045920
Вата минеральная тяжелая100…1500.055920
Вермикулит (в виде насыпных гранул) ГОСТ 12865-67100…2000.064…0.076840
Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67) — засыпка100…2000.064…0.074840
Вермикулитобетон300…8000.08…0.21840
Воздух сухой при 20°С1.2050.02591005
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат280…10000.07…0.21840
Гипс формованный сухой1100…18000.431050
Гипсокартон500…9000.12…0.2950
Гипсоперлитовый раствор0. 14
Глина1600…29000.7…0.9750
Глина огнеупорная18001.04800
Гравий (наполнитель)18500.4…0.93850
Гравий керамзитовый (ГОСТ 9759-83) — засыпка200…8000.1…0.18840
Гравий шунгизитовый (ГОСТ 19345-83) — засыпка400…8000.11…0.16840
Гранит (облицовка)2600…30003.5880
Грунт 10% воды1.75
Грунт 20% воды17002.1
Грунт песчаный1.16900
Грунт сухой15000.4850
Грунт утрамбованный1.05
Дуб вдоль волокон7000.232300
Дуб поперек волокон (ГОСТ 9462-71, ГОСТ 2695-83)7000. 12300
Дюралюминий2700…2800120…170920
Железо787070…80450
Железобетон25001.7840
Известняк (облицовка)1400…20000.5…0.93850…920
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем (ГОСТ 16136-80)300…4000.067…0.111680
Изделия пенобетонные400…5000.19…0.22
Камень керамический поризованный Braer 14,3 НФ и 10,7 НФ810…8400.14…0.185
Камни многопустотные из легкого бетона500…12000.29…0.6
Камни полнотелые из легкого бетона DIN 18152500…20000.32…0.99
Камень строительный22001.4920
Картон асбестовый изолирующий720…9000. 11…0.21
Картон гофрированный7000.06…0.071150
Картон плотный600…9000.1…0.231200
Картон пробковый1450.042
Картон строительный многослойный (ГОСТ 4408-75)6500.132390
Картон термоизоляционный (ГОСТ 20376-74)5000.04…0.06
Каучук вспененный820.033
Каучук натуральный9100.181400
Кедр красный500…5700.095
Керамзит800…10000.16…0.2750
Керамзитовый горох900…15000.17…0.32750
Керамзитобетон легкий500…12000.18…0.46
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон500…18000. 14…0.66840
Керамзитобетон на перлитовом песке800…10000.22…0.28840
Керамика1700…23001.5
Кирпич доменный (огнеупорный)1000…20000.5…0.8
Кирпич красный плотный1700…21000.67840…880
Кирпич красный пористый15000.44
Кирпич клинкерный1800…20000.8…1.6
Кирпич облицовочный18000.93880
Кирпич пустотелый0.44
Кирпич силикатный с тех. пустотами0.7
Кирпич силикатный щелевой0.4
Кирпич строительный800…15000.23…0.3800
Кладка бутовая из камней средней плотности20001. 35880
Кладка газосиликатная630…8200.26…0.34880
Кладка из газосиликатных теплоизоляционных плит5400.24880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе16000.47880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе18000.56880
Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе1000…14000.35…0.47880
Кладка из малоразмерного кирпича17300.8880
Кладка из пустотелых стеновых блоков1220…14600.5…0.65880
Кладка из силикатного 11-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе15000.64880
Кладка из силикатного 14-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе14000. 52880
Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379-79) на цементно-песчаном растворе18000.7880
Кладка из ячеистого кирпича13000.5880
Клен620…7500.19
Краска масляная (эмаль)1030…20450.18…0.4650…2000
Лед -20°С9202.441950
Лед 0°С9172.212150
Линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632-79)1600…18000.33…0.381470
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове (ГОСТ 7251-77)1400…18000.23…0.351470
Липа, (15% влажности)320…6500.15
Лиственница6700.13
Листы асбестоцементные плоские (ГОСТ 18124-75)1600…18000. 23…0.35840
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) ГОСТ 62668000.15840
Листы пробковые легкие2200.035
Маты, холсты базальтовые25…800.03…0.04
Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) и на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-82)50…1250.048…0.056840
МБОР-5, МБОР-5Ф, МБОР-С-5, МБОР-С2-5, МБОР-Б-5 (ТУ 5769-003-48588528-00)100…1500.038
Мел1800…28000.8…2.2800…880
Медь (ГОСТ 859-78)8500407420
Мрамор (облицовка)28002.9880
Настил палубный6300.211100
Опилки древесные200…4000.07…0.093
Пакля1500. 052300
Панели стеновые из гипса DIN 1863600…9000.29…0.41
Паркет дубовый18000.421100
Паркет штучный11500.23880
Паркет щитовой7000.17880
Пенобетон300…12500.12…0.35840
Пенопласт ПС-11000.037
Пенопласт ПС-4700.04
Пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78)65…1250.031…0.0521260
Пенопласт резопен ФРП-165…1100.041…0.043
Пенополистирол (ГОСТ 15588-70)400.0381340
Пенополистирол (ТУ 6-05-11-78-78)100…1500.041…0.051340
Пенополистирол Пеноплэкс22…470. 03…0.0361600
Пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75)40…800.029…0.0411470
Пенополиуретановые листы1500.035…0.04
Пенополиэтилен0.035…0.05
Пенополиуретановые панели0.025
Пеностекло легкое100..2000.045…0.07
Пеностекло или газо-стекло (ТУ 21-БССР-86-73)200…4000.07…0.11840
Пенофол44…740.037…0.039
Пергамент0.071
Пергамин (ГОСТ 2697-83)6000.171680
Перекрытие армокерамическое с бетонным заполнением без штукатурки1100…13000.7850
Перекрытие из железобетонных элементов со штукатуркой15501. 2860
Перекрытие монолитное плоское железобетонное24001.55840
Перлит2000.05
Перлит вспученный1000.06
Песок 0% влажности15000.33800
Песок 10% влажности0.97
Песок 20% влажности1.33
Песок для строительных работ (ГОСТ 8736-77)16000.35840
Песок речной мелкий15000.3…0.35700…840
Песчаник обожженный1900…27001.5
Пихта450…5500.1…0.262700
Плита бумажная прессованая6000.07
Плита пробковая80…5000.043…0.0551850
Плитка облицовочная, кафельная20001. 05
Плиты алебастровые0.47750
Плиты из гипса ГОСТ 64281000…12000.23…0.35840
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ГОСТ 4598-74, ГОСТ 10632-77)200…10000.06…0.152300
Плиты из керзмзито-бетона400…6000.23
Плиты из полистирол-бетона ГОСТ Р 51263-99200…3000.082
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-78)500.056840
Плиты из ячеистого бетона ГОСТ 5742-76350…4000.093…0.104
Плиты льнокостричные изоляционные2500.0542300
Плиты минераловатные на битумной связке марки 200 ГОСТ 10140-80150…2000.058
Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки 200 ГОСТ 9573-962250. 054
Плиты минераловатные повышенной жесткости ГОСТ 22950-952000.052840
Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем
(ТУ 21-РСФСР-3-72-76)
2000.064840
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем125…2000.056…0.07840
Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом и битумном связующих (ГОСТ 9573-82, ГОСТ 10140-80, ГОСТ 12394-66)50…3500.048…0.091840
Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86 безпрессовые30…350.038
Плиты пенополистирольные (экструзионные) ТУ 2244-001-47547616-00320.029
Плиты строительный из пористого бетона500…8000.22…0.29
Плиты фибролитовые (ГОСТ 8928-81) и арболит (ГОСТ 19222-84) на портландцементе300…8000. 07…0.162300
Покрытие ковровое6300.21100
Покрытие синтетическое (ПВХ)15000.23
Пол гипсовый бесшовный7500.22800
Поливинилхлорид (ПВХ)1400…16000.15…0.2
Поликарбонат (дифлон)12000.161100
Полипропилен (ГОСТ 26996– 86)900…9100.16…0.221930
Полистирол УПП1, ППС10250.09…0.14900
Полистиролбетон (ГОСТ 51263)150…6000.052…0.1451060
Полистиролбетон модифицированный на композиционном малоклинкерном вяжущем в стеновых блоках и плитах200…5000.052…0.1051060
Полистиролбетон модифицированный монолитный на портландцементе250…3000. 075…0.0851060
Полиуретан12000.32
Полихлорвинил1290…16500.151130…1200
Полиэтилен высокой плотности9550.35…0.481900…2300
Полиэтилен низкой плотности9200.25…0.341700
Пробка гранулированная техническая450.0381800
Пробка минеральная на битумной основе270…3500.073…0.096
Пробковое покрытие для полов5400.078
Ракушечник1000…18000.27…0.63835
Раствор гипсоперлитовый6000.14840
Раствор известковый16500.85920
Раствор известково-песчаный1400…16000.78840
Раствор легкий LM21, LM36700…10000. 21…0.36
Раствор сложный (песок, известь, цемент)17000.52840
Раствор цементно-песчаный1800…20000.6…1.2840
Раствор цементно-перлитовый800…10000.16…0.21840
Резина мягкая0.13…0.161380
Резина твердая обыкновенная900…12000.16…0.231350…1400
Резина пористая160…5800.05…0.172050
Рубероид (ГОСТ 10923-82)6000.171680
Сланец2600…33000.7…4.8
Слюда вспученная1000.07
Слюда поперек слоев2600…32000.46…0.58880
Слюда вдоль слоев2700…32003.4880
Снег свежевыпавший120…2000. 1…0.152090
Снег лежалый при 0°С400…5600.52100
Сосна и ель вдоль волокон5000.182300
Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486-66, ГОСТ 9463-72)5000.092300
Сосна смолистая 15% влажности600…7500.15…0.232700
Сталь стержневая арматурная (ГОСТ 10884-81)785058482
Стекло оконное (ГОСТ 111-78)25000.76840
Стекловата155…2000.03800
Стекловолокно1700…20000.04840
Стеклопластик18000.23800
Стеклотекстолит1600…19000.3…0.37
Стружка деревянная прессованая8000. 12…0.151080
Толь (ГОСТ 10999-76)6000.171680
Тополь350…5000.17
Торфоплиты275…3500.1…0.122100
Туф (облицовка)1000…20000.21…0.76750…880
Туфобетон1200…18000.29…0.64840
Фанера клееная (ГОСТ 3916-69)6000.12…0.182300…2500
Фибролит (GreenBoard)4500.0632100
Целлофан0.1
Цементные плиты1.92
Черепица бетонная21001.1
Черепица глиняная19000.85
Черепица из ПВХ асбеста20000.85
Штукатурка гипсовая8000. 3840
Штукатурка известковая16000.7950
Штукатурка из синтетической смолы11000.7
Штукатурка из полистирольного раствора3000.11200
Штукатурка перлитовая350…8000.13…0.91130
Штукатурка сухая0.21
Штукатурка утепляющая5000.2
Штукатурка фасадная с полимерными добавками18001880
Штукатурка цементная0.9
Штукатурка цементно-песчаная18001.2
Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832-83) — засыпка200…6000.064…0.11840
Эбонит вспученный6400. 032
Эковата35…600.032…0.0412300
Энсонит (прессованный картон)400…5000.1…0.11

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ

Любое строительство независимо от его размера всегда начинается с разработки проекта. Его цель – спроектировать не только внешний вид будущего строения, еще и просчитать основные теплотехнические характеристики. Ведь основной задачей строительства считается сооружение прочных, долговечных зданий, способных поддерживать здоровый и комфортный микроклимат, без лишних затрат на отопление. Несомненную помощь при выборе сырья, используемого для возведения постройки, окажет таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты.

Тепло в доме напярямую зависит от коэффициента теплопроводности строительных материалов

Что такое теплопроводность?

Теплопроводность – это процесс передачи энергии тепла от нагретых частей помещения к менее теплым. Такой обмен энергией будет происходить, пока температура не уравновесится. Применяя это правило к ограждающим системам дома, можно понять, что процесс теплопередачи определяется промежутком времени, за который происходит выравнивание температуры в комнатах с окружающей средой. Чем это время больше, тем теплопроводность материала, применяемого при строительстве, ниже.

Отсутствие теплоизоляции дома скажется на температуре воздуха внутри помещения

Для характеристики проводимости тепла материалами используют такое понятие, как коэффициент теплопроводности. Он показывает, какое количество тепла за одну единицу временного промежутка пройдет через одну единицу площади поверхности. Чем выше подобный показатель, тем сильнее теплообмен, значит, постройка будет остывать значительно быстрее. То есть при сооружении зданий, домов и прочих помещений необходимо использовать материалы, проводимость тепла которых минимальна.

Сравнительные характеристики теплопроводности и термического сопротивления стен, возведенных из кирпича и газобетонных блоков

Что влияет на величину теплопроводности?

Тепловая проводимость любого материала зависит от множества параметров:

  1. Пористая структура. Присутствие пор предполагает неоднородность сырья. При прохождении тепла через подобные структуры, где большая часть объема занята порами, охлаждение будет минимальным.
  2. Плотность. Высокая плотность способствует более тесному взаимодействию частиц друг с другом. В результате теплообмен и последующее полное уравновешивание температур происходит быстрее.
  3. Влажность. При высокой влажности окружающего воздуха или намокании стен постройки, сухой воздух вытесняется капельками жидкости из пор. Теплопроводность в подобном случае значительно увеличивается.

Теплопроводность, плотность и водопоглощение некоторых строительных материалов

Применение показателя теплопроводности на практике

В строительстве все материалы условно подразделяются на теплоизоляционные и конструкционные. Конструкционное сырье отличается наибольшими показателями теплопроводности, но именно его применяют для постройки стен, перекрытий, прочих ограждений. Согласно таблице теплопроводности строительных материалов, при возведении стен из железобетона, для низкого теплообмена с окружающей средой толщина конструкции должна быть около 6 метров. В таком случае строение получится огромным, громоздким и потребует немалых затрат.

Наглядный пример — при какой толщине различных материалов их коэффициент теплопроводности будет одинаковым

Поэтому при возведении постройки следует отдельное внимание уделять дополнительным теплоизолирующим материалам. Слой теплоизоляции может не понадобиться только для построек из дерева или пенобетона, но даже при использовании подобного низкопроводного сырья толщина конструкции должна быть не менее 50 см.

Нужно знать! У теплоизоляционных материалов значения показателя теплопроводности минимальны.

Теплопроводность готового здания. Варианты утепления конструкций

При разработке проекта постройки необходимо учесть все возможные варианты и пути потери тепла. Большое его количество может уходить через:

  • стены – 30%;
  • крышу – 30%;
  • двери и окна – 20%;
  • полы – 10%.

Теплопотери неутепленного частного дома

При неверном расчете теплопроводности на этапе проектирования, жильцам остается довольствоваться только 10% тепла, получаемого от энергоносителей. Именно поэтому дома, возведенные из стандартного сырья: кирпича, бетона, камня рекомендуют дополнительно утеплять. Идеальная постройка согласно таблице теплопроводности строительных материалов должна быть выполнена полностью из теплоизолирующих элементов. Однако малая прочность и минимальная устойчивость к нагрузкам ограничивает возможности их применения.

Нужно знать! При обустройстве правильной гидроизоляции любого утеплителя высокая влажность не повлияет на качество теплоизоляции и сопротивление постройки теплообмену будет значительно выше.

Сравнительный график коэффициентов теплопроводности некоторых строительных материалов и утеплителей

Самым распространенным вариантом сочетание несущей конструкции из высокопрочных материалов с дополнительным слоем теплоизоляции. Сюда можно отнести:

  1. Каркасный дом. При его постройке каркасом из древесины обеспечивается жесткость всей конструкции, а укладка утеплителя производится в пространство между стойками. При незначительном уменьшении теплообмена в некоторых случая может потребоваться утепление еще и снаружи основного каркаса.
  2. Дом из стандартных материалов. При выполнении стен из кирпича, шлакоблоков, утепление должно проводиться по наружной поверхности конструкции.

Необходимая тепло- и гидроизоляция для сохранения тепла в частном доме

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

В этой таблице собраны показатели теплопроводности самых распространенных строительных материалов. Пользуясь подобными справочниками, можно без проблем рассчитать необходимую толщину стен и применяемого утеплителя.

Таблица коэффициента теплопроводности строительных материалов:

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

Теплопроводность строительных материалов (видео)

ОЦЕНИТЕ
МАТЕРИАЛ Загрузка. .. ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ

REMOO В ВАШЕЙ ПОЧТЕ

Металлы с низкой теплопроводностью - Морской флот

Примеси в медных сплавах

отсюда

Примеси, содержащиеся в меди (и, естественно, взаимодействующие с ней), подразделяют на три группы.

Образующие с медью твердые растворы

К таким примесям относятся алюминий, сурьма, никель, железо, олово, цинк и др. Данные добавки существенно снижают электро- и теплопроводность. К маркам, которые преимущественно используются для производства токопроводящих элементов, относятся М0 и М1. Если в составе медного сплава содержится сурьма, то значительно затрудняется его горячая обработка давлением.

Не растворяющиеся в меди примеси

Сюда относятся свинец, висмут и др. Не влияющие на электропроводность основного металла, такие примеси затрудняют возможность его обработки давлением.

Примеси, образующие с медью хрупкие химические соединения

К этой группе относятся сера и кислород, который снижает электропроводность и прочность основного металла. Наличие серы в медном сплаве значительно облегчает его обрабатываемость при помощи резания.

ПРУЖИННЫЕ СПЛАВЫ НА МЕДНОЙ ОСНОВЕ

ООО ВПО ПромМеталл http://bronza555.ru/
[email protected] +7-903-798-09-70 (звоните!)
Складскую справку можно скачать здесь
ВВЕДЕНИЕ

Пружинные сплавы относятся к особой группе в основном металлических материалов, обладающих кроме обязательных для них высоких механических свойств, получаемых либо холодной пластической деформацией, либо методами дисперсионного упрочнения [1], еще и величиной сопротивления малым пластическим деформациям, или пределом упругости. Читать далее →

Таблица теплопроводности металлов и сплавов

Температуропроводность металлов

В таблице представлены значения коэффициента температуропроводности чистых металлов в зависимости от температуры. Температуропроводность металлов указана в интервале температуры от -250 до 1600°С в размерности м 2 /с.

Рассмотрены следующие металлы: алюминий, кадмий, натрий, серебро, калий, никель, свинец, кобальт, бериллий, литий, сурьма, висмут, магний, цинк, вольфрам, олово, сурьма, железо, платина, золото, медь, родий, молибден, тантал, иридий.

По значениям температуропроводности в таблице можно выделить металлы с наибольшим и наименьшим значением этого свойства. Наименьшей температуропроводностью обладает такой металл, как висмут, его коэффициент температуропроводности при температуре 50°С равен 6,8 м 2 /с. Температуропроводность чистого серебра равна 158,3 м 2 /с при 100°С. Этот металл имеет наиболее высокое значение этой характеристики.

Следует отметить, что по мере роста температуры металла, величина его температуропроводности уменьшается, за исключением платины и кобальта.

Источник:
Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. 2–е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Е.И. М., «Металлургия», 1975.- 368 с.

Свойства алюминия: плотность, теплопроводность, теплоемкость Al

отсюда

Теплопроводность и плотность алюминия

В таблице представлены теплофизические свойства алюминия Al в зависимости от температуры. Свойства алюминия даны в широком диапазоне температуры — от минус 223 до 1527°С (от 50 до 1800 К).

Как видно из таблицы, теплопроводность алюминия при комнатной температуре равна около 236 Вт/(м·град), что позволяет применять этот материал для изготовления радиаторов и различных теплоотводов.

Кроме алюминия, высокой теплопроводностью обладает также медь. У какого металла теплопроводность больше? Известно, что теплопроводность алюминия при средних и высоких температурах все-таки меньше, чем у меди, однако, при охлаждении до 50К, теплопроводность алюминия существенно возрастает и достигает значения 1350 Вт/(м·град). У меди же при такой низкой температуре значение теплопроводности становится ниже, чем у алюминия и составляет 1250 Вт/(м·град).

Алюминий начинает плавиться при температуре 933,61 К (около 660°С), при этом некоторые его свойства претерпевают значительные изменения.
Значения таких свойств, как температуропроводность, плотность алюминия и его теплопроводность значительно уменьшаются.

Плотность алюминия в основном определяется его температурой и имеет зависимость от агрегатного состояния этого металла. Например, при температуре 27°С плотность алюминия равна 2697 кг/м 3 , а при нагревании этого металла до температуры плавления (660°С), его плотность становится равной 2368 кг/м 3 . Снижение плотности алюминия с ростом температуры обусловлено его расширением при нагревании.

Теплопроводность сплавов меди. Температура плавления латуни и бронзы

Теплопроводность латуни и бронзы

В таблице приведены значения теплопроводности латуни, бронзы, а также медно-никелевых сплавов (константана, копели, манганина и др. ) в зависимости от температуры — в интервале от 4 до 1273 К.

Теплопроводность латуни, бронзы и других сплавов на основе меди при нагревании увеличивается. По данным таблицы, наибольшей теплопроводностью из рассмотренных сплавов при комнатной температуре обладает латунь Л96. Ее теплопроводность при температуре 300 К (27°С) равна 244 Вт/(м·град).

Также к медным сплавам с высокой теплопроводностью можно отнести: латунь ЛС59-1, томпак Л96 и Л90, томпак оловянистый ЛТО90-1, томпак прокатный РТ-90. Кроме того, теплопроводность латуни в основном выше теплопроводности бронзы. Следует отметить, что к бронзам с высокой теплопроводностью относятся: фосфористая, хромистая и бериллиевая бронзы, а также бронза БрА5.

Медным сплавом с наименьшей теплопроводностью является марганцовистая бронза — ее коэффициент теплопроводности при температуре 27°С равен 9,6 Вт/(м·град).

Теплопроводность цветных металлов и технических сплавов

ВПО ПромМеталл (бронза, латунь, медь) +7-903-798-09-70 Александр Иванович
складскую справку скачать можно здесь

отсюда

В таблице представлены значения теплопроводности металлов (цветных), а также химический состав металлов и технических сплавов в интервале температуры от 0 до 600°С.

Цветные металлы и сплавы: никель Ni, монель, нихром; сплавы никеля (по ГОСТ 492-58): мельхиор НМ81, НМ70, константан НММц 58,5-1,54, копель НМ 56,5, монель НМЖМц и К-монель, алюмель, хромель, манганин НММц 85-12, инвар; магниевые сплавы (по ГОСТ 2856-68), электрон, платинородий; мягкие припои (по ГОСТ 1499-70): олово чистое, свинец, ПОС-90, ПОС-40, ПОС-30, сплав Розе, сплав Вуда. Читать далее →

Теплопроводность представляет собой физическую величину, которая определяет способность материалов проводить тепло. Иными словами, теплопроводность представляет собой способность субстанций передавать кинетическую энергию атомов и молекул другим субстанциям, находящиеся в непосредственном контакте с ними. В СИ эта величина измеряется во Вт/(К*м) (Ватт на Кельвин-метр), что эквивалентно Дж/(с*м*К) (Джоуль на секунду-Кельвин-метр).

Понятие теплопроводности

Она является интенсивной физической величиной, то есть величиной, которая описывает свойство материи, не зависящей от количества последней. Интенсивными величинами также являются температура, давление, электропроводность, то есть эти характеристики одинаковы в любой точке одного и того же вещества. Другой группой физических величин являются экстенсивные, которые определяются количеством вещества, например, масса, объем, энергия и другие.

Противоположной величиной для теплопроводности является теплосопротивляемость, которая отражает способность материала препятствовать переносу проходящего через него тепла. Для изотропного материала, то есть материала, свойства которого одинаковы во всех пространственных направлениях, теплопроводность является скалярной величиной и определяется, как отношение потока тепла через единичную площадь за единицу времени к градиенту температуры. Так, теплопроводность, равная одному ватту на метр-Кельвин, означает, что тепловая энергия в один Джоуль переносится через материал:

  • за одну секунду;
  • через площадь один метр квадратный;
  • на расстояние один метр;
  • когда разница температур на поверхностях, находящихся на расстоянии один метр друг от друга в материале, равна один Кельвин.

Понятно, что чем больше значение теплопроводности, тем лучше материал проводит тепло, и наоборот. Например, значение этой величины для меди равно 380 Вт/(м*К), и этот металл в 10 000 раз лучше переносит тепло, чем полиуретан, теплопроводность которого составляет 0,035 Вт/(м*К).

Перенос тепла на молекулярном уровне

Когда материя нагревается, увеличивается средняя кинетическая энергия составляющих ее частиц, то есть увеличивается уровень беспорядка, атомы и молекулы начинают более интенсивно и с большей амплитудой колебаться около своих равновесных положений в материале. Перенос тепла, который на макроскопическом уровне можно описать законом Фурье, на молекулярном уровне представляет собой обмен кинетической энергией между частицами (атомами и молекулами) вещества, без переноса последнего.

Это объяснение механизма теплопроводности на молекулярном уровне отличает его от механизма термической конвекции, при котором имеет место перенос тепла за счет переноса вещества. Все твердые тела обладают способностью к теплопроводности, в то время как тепловая конвекция возможна только в жидкостях и газах. Действительно, твердые вещества переносят тепло в основном за счет теплопроводности, а жидкости и газы, если есть температурные градиенты в них, переносят тепло в основном за счет процессов конвекции.

Теплопроводность материалов

Ярко выраженной способностью проводить тепло обладают металлы. Для полимеров свойственна невысокая теплопроводность, а некоторые из них практически не проводят тепло, например, стекловолокно, такие материалы называются теплоизоляторами. Чтобы существовал тот или иной поток тепла через пространство, необходимо наличие некоторой субстанции в этом пространстве, поэтому в открытом космосе (пустое пространство) теплопроводность равна нулю.

Каждый гомогенный (однородный) материал характеризуется коэффициентом теплопроводности (обозначается греческой буквой лямбда), то есть величиной, которая определяет, сколько тепла нужно передать через площадь 1 м², чтобы за одну секунду, пройдя через толщу материала в один метр, температура на его концах изменилась на 1 К. Это свойство присуще каждому материалу и изменяется в зависимости от его температуры, поэтому этот коэффициент измеряют, как правило, при комнатной температуре (300 К) для сравнения характеристики разных веществ.

Если материал является неоднородным, например, железобетон, тогда вводят понятие полезного коэффициента теплопроводности, который измеряется согласно коэффициентам однородных веществ, составляющих этот материал.

В таблице ниже приведены коэффициенты теплопроводности некоторых металлов и сплавов во Вт/(м*К) для температуры 300 К (27 °C):

  • сталь 47—58;
  • алюминий 237;
  • медь 372,1—385,2;
  • бронза 116—186;
  • цинк 106—140;
  • титан 21,9;
  • олово 64,0;
  • свинец 35,0;
  • железо 80,2;
  • латунь 81—116;
  • золото 308,2;
  • серебро 406,1—418,7.

В следующей таблице приведены данные для неметаллических твердых веществ:

  • стекловолокно 0,03—0,07;
  • стекло 0,6—1,0;
  • асбест 0,04;
  • дерево 0,13;
  • парафин 0,21;
  • кирпич 0,80;
  • алмаз 2300.

Из рассматриваемых данных видно, что теплопроводность металлов намного превышает таковую для неметаллов. Исключение составляет алмаз, который обладает коэффициентом теплопередачи в пять раз больше, чем медь. Это свойство алмаза связано с сильными ковалентными связями между атомами углерода, которые образуют его кристаллическую решетку. Именно благодаря этому свойству человек чувствует холод при прикосновении к алмазу губами. Свойство алмаза хорошо переносить тепловую энергию используется в микроэлектронике для отвода тепла из микросхем. А также это свойство используется в специальных приборах, позволяющих отличить настоящий алмаз от подделки.

В некоторых индустриальных процессах стараются увеличить способность передачи тепла, чего достигают либо за счет хороших проводников, либо за счет увеличения площади контакта между составляющими конструкции. Примерами таких конструкций являются теплообменники и рассеиватели тепла. В других же случаях, наоборот, стараются уменьшить теплопроводность, чего достигают за счет использования теплоизоляторов, пустот в конструкциях и снижения площади контакта элементов.

Коэффициенты теплопередачи сталей

Способность передавать тепло для сталей зависит от двух главных факторов: состава и температуры.

Простые углеродные стали при увеличении содержания углерода снижают свой удельный вес, в соответствии с которым также уменьшается и их способность переносить тепло от 54 до 36 Вт/(м*К) при изменении процента углерода в стали от 0,5 до 1,5%.

Нержавеющие стали содержат в своем составе хром (10% и больше), которые вместе с углеродом образует сложные карбиды, препятствующие окислению материала, а также повышает электродный потенциал металла. Теплопроводность нержавейки невелика в сравнении с другими сталями и колеблется от 15 до 30 Вт/(м*К) в зависимости от ее состава. Жаропрочные хромоникелевые стали обладают еще более низкими значениями этого коэффициента (11—19 Вт/(м*К).

Другим классом являются оцинкованные стали с удельным весом 7 850 кг/м3, которые получают путем нанесения покрытий на сталь, состоящих из железа и цинка. Так как цинк легче проводит тепло, чем железо, то и теплопроводность оцинкованной стали будет относительно высокой в сравнении с другими классами стали. Она колеблется от 47 до 58 Вт/(м*К).

Теплопроводность стали при различных температурах, как правило, не изменяется сильно. Например, коэффициент теплопроводности стали 20 при увеличении температуры от комнатной до 1200 °C снижается от 86 до 30 Вт/(м*К), а для марки стали 08Х13 увеличение температуры от 100 до 900 °C не изменяет ее коэффициент теплопроводности (27—28 Вт/(м*К).

Факторы, влияющие на физическую величину

Способность проводить тепло зависит от ряда факторов, включая температуру, структуру и электрические свойства вещества.

Температура материала

Влияние температуры на способность проводить тепло различается для металлов и неметаллов. В металлах проводимость главным образом связана со свободными электронами. Согласно закону Видемана—Франца теплопроводность металла пропорциональна произведению абсолютной температуры, выраженной в Кельвинах, на его электропроводность. В чистых металлах с увеличением температуры уменьшается электропроводность, поэтому теплопроводность остается приблизительно постоянной величиной. В случае сплавов электропроводность мало изменяется с ростом температуры, поэтому теплопроводность сплавов растет пропорционально температуре.

С другой стороны, передача тепла в неметаллах главным образом связана с колебаниями решетки и обмене решеточными фононами. За исключением кристаллов высокого качества и низких температур, путь пробега фононов в решетке значительно не уменьшается при высоких температурах, поэтому и теплопроводность остается постоянной величиной во всем температурном диапазоне, то есть является незначительной. При температурах ниже температуры Дебая способность неметаллов проводить тепло, наряду с их теплоемкостью, значительно уменьшается.

Фазовые переходы и структура

Когда материал испытывает фазовый переход первого рода, например, из твердого состояния в жидкое или из жидкого в газ, то его теплопроводность может измениться. Ярким примером такого изменения является разница этой физической величины для льда (2,18 Вт/(м*К) и воды (0,90 Вт/(м*К).

Изменения кристаллической структуры материалов также влияют на теплопроводность, что объясняется анизотропными свойствами различных аллотропных модификаций вещества одного и того же состава. Анизотропия влияет на различную интенсивность рассеивания решеточных фононов, основных переносчиков тепла в неметаллах, и в различных направлениях в кристалле. Здесь ярким примером является сапфир, проводимость которого изменяется от 32 до 35 Вт/(м*К) в зависимости от направления.

Электрическая проводимость

Теплопроводность в металлах изменяется вместе с электропроводностью согласно закону Видемана—Франца. Это связано с тем, что валентные электроны, свободно перемещаясь по кристаллической решетке металла, переносят не только электрическую, но и тепловую энергию. Для других материалов корреляция между этими типами проводимости не является ярко выраженной, ввиду незначительного вклада электронной составляющей в теплопроводность (в неметаллах основную роль в механизме передачи тепла играют решеточные фононы).

Процесс конвекции

Воздух и другие газы являются, как правило, хорошими теплоизоляторами при отсутствии процесса конвекции. На этом принципе основана работа многих теплоизолирующих материалов, содержащих большое количество небольших пустот и пор. Такая структура не позволяет конвекции распространяться на большие расстояния. Примерами таких материалов, полученных человеком, являются полистирен и силицидный аэрогель. В природе на том же принципе работают такие теплоизоляторы, как шкура животных и оперение птиц.

Легкие газы, например, водород и гель, имеют высокие значения теплопроводности, а тяжелые газы, например, аргон, ксенон и радон, являются плохими проводниками тепла. Например, аргон, инертный газ, который тяжелее воздуха, часто используется в качестве теплоизолирующего газового наполнителя в двойных окнах и в электрических лампочках. Исключением является гексафторид серы (элегаз), который является тяжелым газом и обладает относительно высокой теплопроводностью, ввиду его большой теплоемкости.

17. Теплоемкость и теплопроводность металлов и сплавов

Теплоемкость – это способность вещества поглощать теплоту при нагреве. Ее характеристикой является удельная теплоемкость – количество энергии, поглощаемой единицей массы при нагреве на один градус. От величины теплопроводности зависит возможность появления трещин в металле. Если теплопроводность низкая, то риск возникновения трещин увеличивается. Так, легированные стали имеют теплопроводность, которая в пять раз меньше, чем теплопроводность меди и алюминия. Размер теплоемкости влияет на уровень расходуемого топлива на нагрев заготовки до определенной температуры.

У металлических сплавов удельная теплоемкость находится в пределах 100-2000 Дж/(кг*К). У большинства металлов теплоемкость составляет 300–400 Дж/(кг*К). Теплоемкость металлических материалов растет с повышением температуры. Полимерные материалы, как правило, имеют удельную теплоемкость 1000 Дж/(кг?К) и более.

Электрические свойства материалов характеризуются наличием носителей зарядов электронов или ионов и свободой их передвижения под действием электрического поля.

Высокие энергии ковалентной и ионной связи сообщают материалам с этими типами связи свойства диэлектрика. Их слабая электрическая проводимость обусловлена влиянием примесей, причем под влиянием влаги, образующей с примесями проводящие растворы, электропроводность таких материалов возрастает.

Материалы с разными типами связи имеют различные температурные коэффициенты электросопротивления: у металлов он положителен, у материалов с ковалентным и ионным типом связи – отрицателен. При нагреве металлов концентрация носителей зарядов – электронов не увеличивается, а сопротивление их движению возрастает из-за увеличения амплитуд колебаний атомов. В материалах с ковалентной или ионной связью при нагреве концентрация носителей зарядов повышается настолько, что нейтрализуется влияние помех от увеличения колебаний атомов.

Теплопроводностью называется перенос тепловой энергии в твердых телах, жидкостях и газах при макроскопической неподвижности частиц. Перенос теплоты происходит от более горячих частиц к холодным и подчиняется закону Фурье.

Теплопроводность зависит от типа межатомной связи, температуры, химического состава и структуры материала. Теплота в твердых телах переносится электронами и фононами.

Механизм передачи теплоты, в первую очередь, определяется типом связи: в металлах теплоту переносят электроны; в материалах с ковалентным или ионным типом связи – фононы. Самым теплопроводным является алмаз. В полупроводниках при весьма незначительной концентрации носителей заряда теплопроводность17б осуществляется в основном фононами. Чем совершеннее кристаллы, тем выше их теплопроводность. Монокристаллы лучше проводят теплоту, чем поликристаллы, так как границы зерен и другие дефекты кристаллической структуры рассеивают фононы и увеличивают электросопротивление. Кристаллическая решетка создает периодическое энергетическое пространство, в котором передача теплоты электронами или фононами облегчена по сравнению с аморфным состоянием.

Чем больше примесей содержит металл, мельче зерна и больше искажена кристаллическая решетка, тем меньше теплопроводность. Чем больше размеры зерен, тем выше теплопроводность. Легирование вносит искажение в кристаллические решетки твердых растворов и понижает теплопроводность по сравнению с чистым металлом – основой сплава. Структурные составляющие, представляющие дисперсные смеси нескольких фаз (эвтектики, эвтектоиды), снижают теплопроводность. Структуры с равномерным распределением частиц фаз имеют меньшую теплопроводность, чем основа сплава. Предельным видом подобной структуры является пористый материал. По сравнению с твердыми телами газы являются теплоизоляторами.

Графит имеет высокую теплопроводность. При передаче теплоты параллельно слоям атомов углерода базисной плоскости теплопроводность графита превышает теплопроводность меди более чем в 2 раза

Разветвленные пластины графита в сером чугуне имеют структуру монокристалла, и поэтому он имеет высокую теплопроводность. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом при той же объемной доле графита имеет теплопроводность 25…40 Вт/м*К, что почти вдвое меньше по сравнению с серым чугуном.

При нагреве теплопроводности сталей разных классов сближаются. Стекло имеет низкую теплопроводность. Полимерные материалы плохо проводят теплоту, теплопроводность большинства термопластов не превышает 1,5 Вт/(мОК).

Теплопроводность может меняться также, как и электропроводность в случае, если электронная теплопроводность металла составляет l e. Тогда любые изменения, происходящие в химическом и фазовом составе и структуре сплава влияют на теплопроводность также, как и на электропроводность (по правилу Видемана-Франца).

При отдалении состава сплава от чистых компонентов происходит понижение теплопроводности. Исключение составляют, например, медно-никелевые сплавы, в которых происходят обратные явления.

Статьи на Строительном портале Украины

Алюминий 2600-2700 203,5-221 растет с ростом плотности
Асбест 600 0,151
Асфальтобетон 2100 1,05
АЦП асбесто-цементные плиты 1800 0,35
Бетон 2300-2400 1,28-1,51 растет с ростом плотности
Битум 1400 0,27
Бронза 8000 64
Винипласт 1380 0,163
Вода при температурах выше 0 градусов С 1000 0,6
Войлок шерстяной 300 0,047
Гипсокартон 800 0,15
Гранит 2800 3,49
Дерево, дуб - вдоль волокон 700 0,23
Дерево, дуб - поперек волокон 700 0,1
Дерево, сосна или ель - вдоль волокон 500 0,18
Дерево, сосна или ель - поперек волокон 500 0,10—0,15 растет с ростом плотности и влажности
ДСП, ОСП; древесно- или ориентированно-стружечная плита 1000 0,15
Железобетон 2500 1,69
Картон облицовочный 1000 0,18
Керамзит 200 0,1
Керамзит 800 0,18
Керамзитобетон 1800 0,66
Керамзитобетон 500 0,14
Кирпич керамический пустотелый (брутто1000) 1200 0,35
Кирпич керамический пустотелый (брутто1400) 1600 0,41
Кирпич красный глиняный 1800 0,56
Кирпич, силикатный 1800 0,7
Кладка из изоляционного кирпича 600 0,116—0,209 растет с ростом плотности
Кладка из обыкновенного кирпича 600-1700 0,384—0,698—0,814 растет с ростом плотности
Кладка из огнеупорного кирпича 1840 1,05 (при 800—1100°С)
Краска масляная - 0,233
Латунь 8500 93
Лед при температурах ниже 0 градусов С 920 2,33
Линолеум 1600 0,33
Литье каменное 3000 0,698
Магнезия 85% в порошке 216 0,07
Медь 8500-8800 384-407 растет с ростом плотности
Минвата 100 0,056
Минвата 50 0,048
Минвата 200 0,07
Мрамор 2800 2,91
Опилки древесные 230 0,070—0,093 растет с ростом плотности и влажности
Пакля сухая 150 0,05
Пенобетон 1000 0,29
Пенобетон 300 0,08
Пенопласт 30 0,047
Пенопласт ПВХ 125 0,052
Пенополистирол 100 0,041
Пенополистирол 150 0,05
Пенополистирол 40 0,038
Пенополистирол экструдированый 33 0,031
Пенополиуретан 32 0,023
Пенополиуретан 40 0,029
Пенополиуретан 60 0,035
Пенополиуретан 80 0,041
Пеностекло 400 0,11
Пеностекло 2000 0,07
Песок сухой 1600 0,35
Песок влажный 1900 0,814
Полимочевина 1100 0,21
Полиуретановая мастика 1400 0,25
Полиэтилен 1500 0,3
Пробковая мелочь 160 0,047
Рубероид, пергамин 600 0,17
Свинец 11400 34,9
Совелит 450 0,098
Сталь 7850 58
Сталь нержавеющая 7900 17,5
Стекло оконное 2500 0,698—0,814
Стеклянная вата (стекловата) 200 0,035—0,070 растет с ростом плотности
Текстолит 1380 0,244
Торфоплиты 220 0,064
Фанера клееная 600 0,12
Фаолит 1730 0,419
Чугун 7500 46,5—93,0
Шлаковая вата 250 0,076
Эмаль 2350 0,872—1,163

Теплопроводность строительных материалов и коэффициенты теплопотерь

Из чего построить дом? Его стены должны обеспечить здоровый микроклимат без лишней влаги, плесени, холода. Это зависит от их физических свойств: плотности, водостойкости, пористости. Самым главным является теплопроводность строительных материалов, означающая их свойство пропускать сквозь себя тепловую энергию при разнице температур. Для того, чтобы количественно оценить этот параметр, используют коэффициент теплопроводности.

Для того, чтобы кирпичный дом был таким же теплым, как и деревянный сруб (из сосны), толщина его стен должна втрое превышать толщину стен сруба.

Что такое коэффициент теплопроводности

Эта физическая величина равна количеству теплоты (измеряемой в килокалориях), проходящей через материал толщиной 1 м за 1 час. При этом разница температур на противоположных сторонах его поверхности должна быть равной 1 °С. Исчисляется теплопроводность в Вт/м град (Ватт, деленный на произведение метра и градуса).

Использование данной характеристики продиктовано необходимостью грамотного подбора типа фасада для создания максимальной теплоизоляции. Это необходимое условие для комфорта живущих или работающих в здании людей. Также теплопроводность строительных материалов учитывается при выборе дополнительного утепления дома. В данном случае ее расчет особенно важен, так как ошибки приводят к неправильному смещению точки росы и, как следствие — стены мокнут, в доме сыро и холодно.

Сравнительная характеристика теплопроводности строительных материалов

Коэффициент теплопроводности материалов различный. К примеру, у сосны этот показатель равен 0,17 Вт/м град, у пенобетона – 0,18 Вт/м град: то есть, по способности сохранять тепло они примерно идентичны. Коэффициент теплопроводности кирпича – 0,55 Вт/м град, а обыкновенного (полнотелого) – 0,8 Вт/м град. Из всего этого следует, что для того, чтобы кирпичный дом был таким же теплым, как и деревянный сруб (из сосны), толщина его стен должна втрое превышать толщину стен сруба.

Практическое использование материалов с низкой теплопроводностью

Современные технологии производства теплоизолирующих материалов предоставляют широкие возможности для строительной индустрии. Сегодня совершенно не обязательно строить дома с большой толщиной стен: можно удачно комбинировать различные материалы для возведения энергоэффективных построек. Не очень высокую теплопроводность кирпича можно компенсировать использованием дополнительного внутреннего или наружного утеплителя, например, пенополистирола, коэффициент теплопроводности которого – всего 0,03 Вт/м град.

Взамен дорогих домов из кирпича и не эффективных с точки зрения энергосбережения монолитных и каркасно-панельных домов из тяжелого и плотного бетона сегодня строят здания из ячеистого бетона. Его параметры такие же, как у древесины: в доме из данного материала стены не промерзают даже в самые холодные зимы.

Потери тепла дома в процентном соотношении.

Такая технология позволяет возводить более дешевые здания. Это связано с тем, что низкий коэффициент теплопроводности строительных материалов упростил возведение минимальными затратами по финансированию. Уменьшается также и время, затрачиваемое на строительные работы. Для более легких сооружений не требуется устраивать тяжелый глубоко заглубленный фундамент: в ряде случаев достаточно легкого ленточного или столбчатого.

Особенно привлекательным данный принцип строительства стал для возведения легких каркасных домов. Сегодня с использованием материалов низкой теплопроводности возводится все больше коттеджей, супермаркетов, складских помещений и производственных зданий. Такие строения могут эксплуатироваться в любой климатической зоне.

Принцип каркасно-щитовой технологии строительства заключается в том, что между тонкими листами фанеры или плит OSB помещается теплоизолятор. Это может быть минеральная вата либо пенополистирол. Толщина материала выбирается с учетом его теплопроводности. Тонкие стены вполне справляются с задачей тепловой изоляции. Таким же образом устраивается кровля. Данная технология позволяет в короткие сроки возводить здание с минимальными финансовыми затратами.

Сравнение параметров популярных материалов для изоляции и возведения домов

Пенополистирол и минеральная вата заняли лидирующие позиции при утеплении фасадов. Мнения специалистов разделились: одни утверждают, что вата накапливает конденсат и пригодна к эксплуатации лишь при одновременном использовании с паронепроницаемой мембраной. Но тогда стены теряют дышащие свойства, и качественное применение оказывается под вопросом. Другие уверяют, что создание вентилируемых фасадов решает данную проблему. При этом пенополистирол имеет низкую проводимость тепла и хорошо дышит. У него она пропорционально зависит от плотности листов: 40/100/150 кг/м3 = 0,03/0,04/0,05 Вт/м*ºC.

Еще одна важная характеристика, которую обязательно учитывают при строительстве — паропроницаемость. Она означает возможность стен пропускать изнутри влажность. При этом не происходят потери комнатной температуры и нет необходимости проветривать помещение. Низкая теплопроводность и высокая паропроницаемость стен обеспечивают идеальный для проживания человека микроклимат в доме.

Исходя из этих условий, можно определить самые эффективные дома для проживания человека. Наиболее низкой проводимостью тепла обладает пенобетон (0,08 Вт
м*ºC) при плотности 300 кг/м3. Этот строительный материал имеет также одну из самых высоких степеней паропроницаемости (0,26 Мг/м*ч*Па). Второе место по праву занимает древесина, в частности — сосна, ель, дуб. Их теплопроводность достаточно низкая (0,09 Вт/м*ºC) при условии обработки дерева поперек волокон. А паропроницаемость этих сортов наиболее высокая (0,32 Мг/м*ч*Па). Для сравнения: использование сосны, обработанной вдоль волокон, повышает выпуск тепла до 0,17-0,23 Вт/м*ºC.

Таким образом, для возведения стен подходят лучше всего пенобетон и древесина, так как они обладают лучшими параметрами по обеспечению экологической чистоты и хорошего микроклимата внутри помещений. Для изоляции фасада подходят пенополиуретан, пенополистирол, минеральная вата. Отдельно следует сказать о пакле. Ее закладывают для исключения мостиков холода во время кладки сруба. Она увеличивает и без того отличные свойства деревянного фасада: коэффициент проводимости тепла у пакли самый низкий (0,05 Вт/м*ºC), а паропроницаемость самая высокая (0,49 Мг/м*ч*Па).

Материалы с низкой теплопроводностью

Комфорт и уют в доме во многом зависят от грамотно рассчитанного теплообмена ещё на этапе строительства. Для этого учитывают всё. Чтобы расчёты были более точными, а сделать их было гораздо легче, применяется таблица теплопроводности строительных материалов. С её помощью можно рассчитать, насколько тепло будет в доме и насколько экономнее получится его отопление. Рассмотрим основные параметры теплопроводности различных материалов и методику вычисления подобной величины общей конструкции.

Что такое теплопроводность, термическое сопротивление и коэффициент теплопроводности

Что же за «зверь» − теплопроводность? Если «расшифровать» сложное физическое определение, то можно получить следующее пояснение. Теплопроводность – свойство, которым обладают все строительные материалы. Характеризуется способностью отдавать тепло от нагретого предмета более холодному. Чем быстрее и интенсивнее это происходит, тем холоднее сам материал, соответственно, и строение из него нуждается в более интенсивном обогреве. Что не очень эффективно, особенно в денежном плане.

Для оценки величины теплопроводности используются специальные коэффициенты, которые уже заранее выявлены. ГОСТ 30290-94 контролирует методы определения подобной характеристики. Последняя нераздельно связана с термическим сопротивлением, которое означает сопротивление слоя теплоотдачи. В случае многослойного материала оно рассчитывается как сумма термических сопротивлений отдельных слоёв. Сама же эта величина равна отношению толщины слоя к коэффициенту.

ИСТ-1 – прибор для определения теплопроводности

Внимание! Для упрощённого расчёта теплосопротивления стены в сети можно найти калькулятор с доступным и понятным интерфейсом.

Как видите, в определении теплопроводности нет ничего сложного и непонятного. Зная все подобные характеристики будущих материалов, можно составить «энергоэффективный бутерброд», но только при условии учёта всех обстоятельств, которые будут влиять на теплоэффективность каждого слоя конструкции.

Основные параметры, от которых зависит величина теплопроводности

Не все строительные материалы одинаково теплоэффективны. На это влияют следующие факторы:

    Пористая структура материала говорит о том, что подобное строение неоднородно, а поры наполнены воздухом. Тепловые массы, перемещаясь через такие прослойки, теряют минимум своей энергии. Поэтому пенобетон именно с замкнутыми порами считается хорошим теплоизолятором.

Замкнутые поры пенобетона наполнены воздухом, который по праву считается лучшим теплоизолятором
Повышенная плотность материала гарантирует более тесную взаимосвязь частиц друг с другом. Соответственно, уравновешивание температурного баланса происходит намного быстрее. По этой причине плотный материал обладает большим коэффициентом проводимости тепла. Поэтому железобетон считается одним из самых «холодных» материалов.

Высокая плотность даёт хорошую прочность железобетону, но также и «обделяет» его теплоэффективностью

  • Влажность – злокачественный фактор, повышающий скорость прохождения тепла. Поэтому так важно качественно произвести гидроизоляцию необходимых узлов здания, грамотно организовать вентиляцию и использовать максимально инертные к намоканию строительные материалы.
  • Зная, что такое проводимость тепла, и какие факторы на неё влияют, можно смело пробовать применять свои знания для расчётов будущих строительных конструкций. Для этого нужно знать коэффициенты используемых материалов.

    Коэффициент теплопроводности строительных материалов – таблицы

    Теплоизоляционные свойства материалов прекрасно демонстрируют сводные таблицы, в которых представлены нормативные показатели.

    Таблица коэффициентов теплоотдачи материалов. Часть 1

    Но эти таблицы теплопроводности материалов и утеплителей учли далеко не все значения. Рассмотрим подробнее теплоотдачу основных строительных материалов.

    Таблица теплопроводности кирпича

    Как уже успели убедиться, кирпич – не самый «тёплый» стеновой материал. По теплоэффективности он отстаёт от дерева, пенобетона и керамзита. Но при грамотном утеплении из него получаются уютные и тёплые дома.

    Но не все виды кирпича имеют одинаковый коэффициент теплопроводности (λ). Например, у клинкерного он самый большой – 0,4−0,9 Вт/(м·К). Поэтому строить из него что-то нецелесообразно. Чаще всего его применяют при дорожных работах и укладке пола в технических зданиях. Самый малый коэффициент подобной характеристики у так называемой теплокерамики – всего 0,11 Вт/(м·К). Но подобное изделие также отличается и большой хрупкостью, что максимально минимизирует область его применения.

    Неплохое соответствие прочности и теплоэффективности у силикатных кирпичей. Но кладка из них также нуждается в дополнительном утеплении, и в зависимости от региона строительства, возможно, ещё и в утолщении стены. Ниже приведена сравнительная таблица значений проводимости тепла различными видами кирпичей.

    Теплопроводность разных видов кирпичей

    Таблица теплопроводности металлов

    Теплопроводность металлов не менее важна в строительстве, например, при выборе радиаторов отопления. Также без подобных значений не обойтись при сварке ответственных конструкций, производстве полупроводников и различных изоляторов. Ниже приведены сравнительные таблицы проводимости тепла различных металлов.

    Теплоэффективность разных видов металлов. Часть 1 Теплоэффективность разных видов металлов. Часть 2 Теплоэффективность разных видов металлов. Часть 3

    Таблица теплопроводности дерева

    Древесина в строительстве негласно относится к элитным материалам для возведения домов. И это не только из-за экологичности и высокой стоимости. Самые низкие коэффициенты теплопроводности у дерева. При этом подобные значения напрямую зависят от породы. Самый низкий коэффициент среди строительных пород имеет кедр (всего 0,095 Вт/(м∙С)) и пробка. Из последней строить дома очень дорого и проблемно. Но зато пробка для покрытия пола ценится из-за своей невысокой проводимости тепла и хороших звукоизоляционных качеств. Ниже представлены таблицы теплопроводности и прочности различных пород.

    Проводимость тепла дерева Прочность разных пород древесины

    Таблица проводимости тепла бетонов

    Бетон в различных его вариациях является самым распространённым строительным материалом на сегодня, хотя и не является самым «тёплым». В строительстве различают конструкционные и теплоизоляционные бетоны. Из первых возводят фундаменты и ответственные узлы зданий с последующим утеплением, из вторых строят стены. В зависимости от региона к таковым либо применяется дополнительное утепление, либо нет.

    Сравнительная таблица теплоизоляционных бетонов и теплопроводности различных стеновых материалов

    Наиболее «тёплым» и прочным считает газобетон. Хотя это не совсем так. Если сравнивать структуру пеноблоков и газобетона, можно увидеть существенные различия. У первых поры замкнутые, когда же у газосиликатов большинство их открытые, как бы «рваные». Именно поэтому в ветреную погоду неутеплённый дом из газоблоков очень холодный. Эта же причина делает подобный лёгкий бетон более подверженным к воздействиям влаги.

    Какой коэффициент теплопроводности у воздушной прослойки

    В строительстве зачастую используют воздушные ветронепродуваемые прослойки, которые только увеличивают проводимость тепла всего здания. Также подобные продухи необходимы для вывода влаги наружу. Особое внимание проектированию подобных прослоек уделяется в пенобетонных зданиях различного назначения. У подобных прослоек также есть свой коэффициент теплопроводности в зависимости от их толщины.

    Таблица проводимости тепла воздушных прослоек

    Калькулятор расчёта толщины стены по теплопроводности

    На практике подобные данные применяют часто и не только профессиональными проектировщиками. Нет ни одного закона, запрещающего самостоятельно создавать проект своего будущего дома. Главное, чтобы тот соответствовал всем нормативам и СНиПам. Чтобы рассчитать теплопроводность стены, можно воспользоваться специальным калькулятором. Подобное «чудо прогресса» можно как установить к себе на компьютер в качестве приложения, так и воспользоваться услугой онлайн.

    Окно расчёта калькулятора

    В нём нет премудростей. Просто выбираешь необходимые данные и получаешь готовый результат.

    Расчёт толщины стен с использованием глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе

    Существуют и более сложные калькуляторы расчёта, где учитываются все слои стен, пример подобного расчётного «механизма» показан на фото ниже.

    Расчёт проводимости тепла всех прослоек стен

    Конечно, теплоэффективность будущего здания – это вопрос, требующий пристального внимания. Ведь от него зависит, насколько тепло будет в доме и насколько экономно будет его отапливать. Для каждого климатического региона существуют свои нормы коэффициентов теплопроводности ограждающих конструкций. Можно рассчитать самостоятельно теплоэффективность, но если возникают проблемы, лучше обратиться за помощью к специалистам.

    Теплопроводность.

    Так что же такое теплопроводность? С точки зрения физики теплопроводность – это молекулярный перенос теплоты между непосредственно соприкасающимися телами или частицами одного тела с различной температурой, при котором происходит обмен энергией движения структурных частиц (молекул, атомов, свободных электронов).

    Можно сказать проще, теплопроводность – это способность материала проводить тепло. Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной. Передача тепла происходит за счет передачи энергии при столкновении молекул вещества. Происходит это до тех пор, пока температура внутри тела не станет одинаковой. Такой процесс может происходить в твердых, жидких и газообразных веществах.

    На практике, например в строительстве при теплоизоляции зданий, рассматривается другой аспект теплопроводности, связанный с передачей тепловой энергии. В качестве примера возьмем “абстрактный дом”. В “абстрактном доме” стоит нагреватель, который поддерживает внутри дома постоянную температуру, скажем, 25 °С. На улице температура тоже постоянная, например, 0 °С. Вполне понятно, что если выключить обогреватель, то через некоторое время в доме тоже будет 0 °С. Все тепло (тепловая энергия) через стены уйдет на улицу.

    Чтобы поддерживать температуру в доме 25 °С, нагреватель должен постоянно работать. Нагреватель постоянно создает тепло, которое постоянно уходит через стены на улицу.

    Коэффициент теплопроводности.

    Количество тепла, которое проходит через стены (а по научному – интенсивность теплопередачи за счет теплопроводности) зависит от разности температур (в доме и на улице), от площади стен и теплопроводности материала, из которого сделаны эти стены.

    Для количественной оценки теплопроводности существует коэффициент теплопроводности материалов. Этот коэффициент отражает свойство вещества проводить тепловую энергию. Чем больше значение коэффициента теплопроводности материала, тем лучше он проводит тепло. Если мы собираемся утеплять дом, то надо выбирать материалы с небольшим значением этого коэффициента. Чем он меньше, тем лучше. Сейчас в качестве материалов для утепления зданий наибольшее распространение получили утеплители из минеральной ваты, и различных пенопластов. Набирает популярность новый материал с улучшенными теплоизоляционными качествами – Неопор.

    Коэффициент теплопроводности материалов обозначается буквой ? (греческая строчная буква лямбда) и выражается в Вт/(м2*К). Это означает, что если взять стену из кирпича, с коэффициентом теплопроводности 0,67 Вт/(м2*К), толщиной 1 метр и площадью 1 м2., то при разнице температур в 1 градус, через стену будет проходить 0,67 ватта тепловой энергии. Если разница температур будет 10 градусов, то будет проходить уже 6,7 ватта. А если при такой разнице температур стену сделать 10 см, то потери тепла будут уже 67 ватт. Подробней о методике расчета теплопотерь зданий можно посмотреть здесь.

    Следует отметить, что значения коэффициента теплопроводности материалов указываются для толщины материала в 1 метр. Чтобы определить теплопроводность материала для любой другой толщины, надо коэффициент теплопроводности разделить на нужную толщину, выраженную в метрах.

    В строительных нормах и расчетах часто используется понятие “тепловое сопротивление материала”. Это величина обратная теплопроводности. Если, на пример, теплопроводность пенопласта толщиной 10 см – 0,37 Вт/(м2*К), то его тепловое сопротивление будет равно 1 / 0,37 Вт/(м2*К) = 2,7 (м2*К)/Вт.

    Коэффициент теплопроводности материалов.

    Ниже в таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов применяемых в строительстве.

    Точные данные позволит получить таблица теплопроводности строительных материалов. Правильное возведение зданий способствует оптимальным климатическим параметрам в помещении.

    Строительство каждого объекта лучше начинать с планировки проекта и тщательного расчета теплотехнических параметров. Точные данные позволит получить таблица теплопроводности строительных материалов. Правильное возведение зданий способствует оптимальным климатическим параметрам в помещении. А таблица поможет правильно подобрать сырье, которое будут использоваться для строительства.

    Назначение теплопроводности

    Теплопроводность является показателем передачи тепловой энергии от нагреваемых предметов в помещении к предметам с более низкой температурой. Процесс теплообмена производится, пока температурные показатели не уравняются. Для обозначения тепловой энергии используется специальный коэффициент теплопроводности строительных материалов. Таблица поможет увидеть все требуемые значения. Параметр обозначает, сколько тепловой энергии пропускается через единицу площади в единицу времени. Чем больше данное обозначение, тем качественнее будет теплообмен. При возведении зданий необходимо применять материал с минимальным значением тепловой проводимости.

    Коэффициент теплопроводности это такая величина, которая равна количеству теплоты, проходящей через метр толщины материала за час. Использование подобной характеристики обязательно для создания лучшей теплоизоляции. Теплопроводность следует учесть при подборе дополнительных утепляющих конструкций.

    Что оказывает влияние на показатель теплопроводности?

    Теплопроводность определяется такими факторами:

    • Пористость определяет неоднородность структуры. При пропуске тепла через такие материалы процесс охлаждения незначительный;

    • Повышенное значение плотности влияет на тесные соприкосновения частиц, что способствует более быстрому теплообмену;

    • Повышенная влажность увеличивает данный показатель.

    Использование значений коэффициента теплопроводности на практике.

    Материалы представлены конструкционными и теплоизоляционными разновидностями. Первый вид обладает большими показателями теплопроводности. Они применяются для строительства перекрытий, ограждений и стен.

    При помощи таблицы определяются возможности их теплообмена. Чтобы данный показатель был достаточно низким для нормального микроклимата в помещении стены из некоторых материалов должны быть особенно толстыми. Чтобы этого избежать, рекомендуется использовать дополнительные теплоизолирующие компоненты.

    Показатели теплопроводности для готовых построек. Виды утеплений.

    При создании проекта нужно учитывать все способы утечки тепла. Оно может выходить через стены и крышу, а также через полы и двери. Если вы неправильно проведете расчеты проектирования, то придется довольствоваться только тепловой энергией, полученной от отопительных приборов. Здания, построенные из стандартного сырья: камня, кирпича либо бетона нужно дополнительно утеплять.

    Дополнительная теплоизоляция проводится в каркасных зданиях. При этом деревянный каркас придает жесткости конструкции, а утепляющий материал прокладывается в пространство между стойками. В зданиях из кирпича и шлакоблоков утепление производится снаружи конструкции.

    Выбирая утеплители необходимо обращать внимание на такие факторы, как уровень влажности, влияние повышенных температур и типа сооружения. Учитывайте определенные параметры утепляющих конструкций:

    • Показатель теплопроводности оказывает влияние на качество теплоизолирующего процесса;

    • Влагопоглощение имеет большое значение при утеплении наружных элементов;

    • Толщина влияет на надежность утепления. Тонкий утеплитель помогает сохранить полезную площадь помещения;

    • Важна горючесть. Качественное сырье имеет способность к самозатуханию;

    • Термоустойчивость отображает способность выдерживать температурные перепады;

    • Экологичность и безопасность;

    • Звукоизоляция защищает от шума.

    В качестве утеплителей применяются следующие виды:

    • Минеральная вата устойчива к огню и экологична. К важным характеристикам относится низкая теплопроводность;

    • Пенопласт – это легкий материал с хорошими утеплительными свойствами. Он легко устанавливается и обладает влагоустойчивостью. Рекомендуется для применения в нежилых строениях;

    • Базальтовая вата в отличие от минеральной отличается лучшими показателями стойкости к влаге;

    • Пеноплэкс устойчив к влажности, повышенным температурам и огню. Имеет прекрасные показатели теплопроводности, прост в монтаже и долговечен;

    • Пенополиуретан известен такими качествами, как негорючесть, хорошие водоотталкивающие свойства и высокая пожаростойкость;

    • Экструдированный пенополистирол при производстве проходит дополнительную обработку. Обладает равномерной структурой;

    • Пенофол представляет из себя многослойный утепляющий пласт. В составе присутствует вспененный полиэтилен. Поверхность пластины покрывается фольгой для обеспечения отражения.

    Для теплоизоляции могут применяться сыпучие типы сырья. Это бумажные гранулы или перлит. Они имеют стойкость к влаге и к огню. А из органических разновидностей можно рассмотреть волокно из древесины, лен или пробковое покрытие. При выборе, особое внимание уделяйте таким показателям как экологичность и пожаробезопасность.

    ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! При конструировании теплоизоляции, важно продумать монтаж гидроизолирующей прослойки. Это позволит избежать высокой влажности и повысит сопротивляемость теплообмену.

    Таблица теплопроводности строительных материалов: особенности показателей.

    Таблица теплопроводности строительных материалов содержит показатели различных видов сырья, которое применяется в строительстве. Используя данную информацию, вы можете легко посчитать толщину стен и количество утеплителя.

    Как использовать таблицу теплопроводности материалов и утеплителей?

    В таблице сопротивления теплопередаче материалов представлены наиболее популярные материалы. Выбирая определенный вариант теплоизоляции важно учитывать не только физические свойства, но и такие характеристики как долговечность, цена и легкость установки.

    Знаете ли вы, что проще всего выполнять монтаж пенооизола и пенополиуретана. Они распределяются по поверхности в виде пены. Подобные материалы легко заполняют полости конструкций. При сравнении твердых и пенных вариантов, нужно выделить , что пена не образует стыков.

    Значения коэффициентов теплопередачи материалов в таблице.

    При произведении вычислений следует знать коэффициент сопротивления теплопередаче. Данное значение является отношением температур с обеих сторон к количеству теплового потока. Для того чтобы найти теплосопротивление определенных стен и используется таблица теплопроводности.

    Все расчеты вы можете провести сами. Для этого толщина прослойки теплоизолятора делится на коэффициент теплопроводности. Данное значение часто указывается на упаковке, если это изоляция. Материалы для дома измеряются самостоятельно. Это касается толщины, а коэффициенты можно отыскать в специальных таблицах.

    Коэффициент сопротивления помогает выбрать определенный тип теплоизоляции и толщину слоя материала. Сведения о паропроницаемости и плотности можно посмотреть в таблице.

    При правильном использовании табличных данных вы сможете выбрать качественный материал для создания благоприятного микроклимата в помещении. опубликовано econet.ru

    Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

    Теплопроводность - Energy Education

    Теплопроводность , часто обозначаемая как [math] \ kappa [/ math], - это свойство, которое связывает скорость потери тепла на единицу площади материала со скоростью его изменения температуры. {\ circ} F} \ right) [/ math]. [3] Материалы с более высокой теплопроводностью являются хорошими проводниками тепловой энергии.

    Поскольку теплопроводность включает передачу энергии без движения материала, логично, что скорость передачи тепла будет зависеть только от разницы температур между двумя точками и теплопроводности материала.

    Для получения дополнительной информации о теплопроводности см. Гиперфизика.

    Значения для обычных материалов

    Теплопроводность, [математика] \ каппа [/ математика] [4]
    Материал Электропроводность при 25 o C
    Акрил 0.2
    Воздух 0,024
    Алюминий 205
    Битум 0,17
    Латунь 109
    Цемент 1,73
    Медь 401
    Алмаз 1000
    Войлок 0,04
    Стекло 1,05
    Утюг 80
    Кислород 0.024
    Бумага 0,05
    Кремнеземный аэрогель 0,02
    Вакуум 0
    Вода 0,58


    Из таблицы справа видно, что большинство материалов, которые обычно считаются хорошими проводниками, обладают высокой теплопроводностью. В основном металлы обладают очень высокой теплопроводностью, которая хорошо сопоставима с тем, что известно о металлах.Кроме того, изоляционные материалы, такие как аэрогель и изоляция, используемые в домах, имеют низкую теплопроводность, что указывает на то, что они не пропускают тепло через себя легко. Таким образом, низкая теплопроводность свидетельствует о хорошем изоляционном материале.

    Промежуточные материалы не обладают значительными изолирующими или проводящими свойствами. Цемент и стекло не проводят слишком большое количество тепла и не обладают хорошей изоляцией.

    Идея о том, что теплопроводность определенных материалов связана с тем, насколько хорошо они изолируют, обеспечивает связь между теплопроводностью и R-значениями / U-значениями.Поскольку значения U и R отражают, насколько хорошо определенный материал сопротивляется потоку тепла, теплопроводность играет роль в формировании этих значений. Однако значения U и R также зависят от толщины материала, тогда как теплопроводность этого не учитывает.

    Для дальнейшего чтения

    Список литературы

    1. ↑ HyperPhysics. (12 мая 2015 г.). Теплопроводность [Онлайн]. Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/thercond.html
    2. ↑ Р. Чабай, Б. Шервуд. (12 мая 2015 г.). Matter & Interactions , 3-е изд., Хобокен, Нью-Джерси, США: John Wiley & Sons, 2011
    3. ↑ Д. Грин, Р. Перри. (12 мая 2015 г.). Справочник инженеров-химиков Перри , 7-е изд., McGraw-Hill, 1997.
    4. ↑ The Engineering Toolbox. (12 мая 2015 г.). Теплопроводность обычных материалов и газов [Онлайн]. Доступно: http://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-d_429.html

    Теплопроводность обычных материалов

    В этой статье представлены данные о теплопроводности для ряда распространенных материалов.Теплопроводность измеряет способность материала пропускать тепло через проводимость.

    Теплопроводность измеряет способность материала пропускать тепло через проводимость. Теплопроводность материала сильно зависит от состава и структуры. Вообще говоря, плотные материалы, такие как металлы и камень, являются хорошими проводниками тепла, в то время как вещества с низкой плотностью, такие как газ и пористая изоляция, плохо проводят тепло.

    Теплопроводность материалов требуется для анализа сетей теплового сопротивления при изучении теплопередачи в системе.

    Дополнительную информацию см. В статье «Значения теплопроводности для других металлов и сплавов».

    В следующих таблицах показаны значения теплопроводности для обычных веществ.

    Анилин
    Материал Температура
    Теплопроводность
    Температура
    Теплопроводность
    Почвы и земля
    20199 Почвы и земля
    Глина 0.600 68 0,347
    Гравий 20 2,50 68 1,44
    Недра (Влажность 8%) 20 0,900 68 0,520
    Грунт, сухой песок 20 0,300 68 0,173
    Влажный песок (Влажность 8%) 20 0,600 68 0,347
    Строительные материалы
    Кирпич (здание) 20 0.720 68 0,416
    Кирпич (глинозем) 430 3,10 806 1,79
    Клинкер (цемент) 20 0,700 68 0,404
    Бетон, тяжелый 20 1,30 68 0,751
    Бетон, изоляция 20 0,207 68 0,120
    Бетон легкий 20 0.418 68 0,242
    Стекло 20 0,935 68 0,540
    Дерево 20 0,170 68 0,098
    Изоляция
    Асбест 0 0,160 32 0,092
    100 0,190 212 0,110
    200 0.210 392 0,121
    Силикат кальция 20 0,046 68 0,027
    Пробка 30 0,043 86 0,025
    Стекловолокно 20 0,042 68 0,024
    Магнезия 85% 20 0,070 68 0,040
    Магнезит 200 3.80 392 2,20
    Слюда 50 0,430 122 0,248
    Минеральная вата 20 0,034 68 0,020
    Резина, мягкая 20 0,130 68 0,075
    Твердая резина 0 0,150 32 0,087
    Опилки 20 0.052 68 0,030
    Пенополиуретан (жесткий) 20 0,026 68 0,015
    Прочие твердые вещества
    Алмаз 20 2300 68 1,329
    Графит 0 151 32 87,2
    Кожа человека 20 0,370 68 0.214
    Жидкости
    Уксусная кислота, 50% 20 0,350 68 0,202
    Ацетон 30 0,170 86 0,098
    20 0,170 68 0,098
    Бензол 30 0,160 86 0,092
    Хлорид кальция, 30% 30 0.550 86 0,318
    Этанол, 80% 20 0,240 68 0,139
    Глицерин, 60% 20 0,380 68 0,220
    Глицерин, 40% 20 0,450 68 0,260
    Гептан 30 0,140 86 0,081
    Ртуть 20 8.54 68 4,93
    28 8,36 82 4,83
    Серная кислота, 90% 30 0,360 86 0,208
    Серная кислота, 60 % 30 0,430 86 0,248
    Вода 20 0,613 68 0,354
    30 0.620 86 0,358
    60 0,660 140 0,381
    Газы
    Воздух 0 0,024 32 0,014
    20 0,026 68 0,015
    100 0,031 212 0,018
    Диоксид углерода 0 0,015 32 0.009
    Этан 0 0,018 32 0,010
    Этилен 0 0,017 32 0,010
    Гелий 20 0,152 68 0,088
    Водород 0 0,170 32 0,098
    Метан 0 0,029 32 0.017
    Азот 0 0,024 32 0,014
    Кислород 0 0,024 32 0,014
    Вода (пар) 100 0,025 212 0,014
    Статья создана: 5 ноября 2013 г.
    Теги статьи

    Топ 10 статей по исследованиям низкой теплопроводности

  • Пенопласты с закрытыми порами широко используются в качестве защитной одежды в экстремальных условиях окружающей среды.В этой статье изучалось использование материалов на основе неопрена в гидрокостюмах путем разработки стратегии снижения теплопроводности гибкой полихлоропеновой пены с закрытыми ячейками. Теплопроводность заряженного и немодифицированного пенопласта из неопрена измеряли с использованием метода нестационарного плоского источника (TPS) с помощью измерителя теплопроводности Hot Disc TPS 2500 S. Было обнаружено, что гидрокостюм из неопрена со сверхнизкой теплопроводностью может увеличить время погружения до 2–3 часов в воде при температуре ниже 10 ° C по сравнению с <1 часом для современных гидрокостюмов.

  • В данном исследовании анализируется муллитовая керамика, образованная в результате вспенивания и отверждения крахмала муллитового порошка, а также то, как ее теплопроводность изменяется в зависимости от пористости керамики. Теплопроводность измерялась методом источника переходной плоскости Hot Disc (TPS) с TPS 2500 S. По мере увеличения пористости муллитовой керамики увеличивается и теплопроводность.

  • Исследуется трехмерная сетка из углеродных нанотрубок (УНТ) и то, как легирование калием или йодом может повлиять на термоэлектрические свойства этой сетки.Благодаря наномасштабированию на месте эта сетка УНТ была объединена с полианилином (ПАНИ) и увеличила термоэлектрические характеристики ПАНИ, сохраняя при этом гибкую структуру сети 3D УНТ. Этот композит имеет одну из самых низких значений теплопроводности среди всех известных материалов для УНТ.

  • В данной статье исследуется влияние легирования алюминием на теплопроводность и другие термоэлектрические свойства наноструктурированного Zn1 • XAlXTe (0 ≤ X ≤ 0,15) в диапазоне температур от 300 до 600 К.Теплопроводность измерялась методом нестационарного плоского источника (TPS) с помощью анализатора термических констант Hot Disc. Было обнаружено, что с увеличением легирования алюминия теплопроводность уменьшалась, а с повышением температуры также уменьшалась теплопроводность. Уменьшение теплопроводности увеличивает характеристики термоэлектрического материала, выражаемые безразмерной добротностью (zT).

  • В настоящее время исследователи разрабатывают способы производства термоэлектрических материалов, таких как скуттерудиты, с низкой теплопроводностью решетки.В этой статье была разработана процедура гидротермального синтеза для получения соединений CoSb3. Анализатор термических констант Hot Disc измерял теплопроводность трех образцов CoSb3 с использованием метода источника переходной плоскости (TPS). Результаты показали, что теплопроводность увеличивалась с понижением температуры и была намного ниже для образцов CoSb3, синтезированных гидротермальным способом, чем при других методах изготовления.

  • Синтезированы монолитные кремнеземные аэрогели с очень низкой теплопроводностью (0.036 Вт / м · К) и высокой пористостью (97%) за счет сушки при атмосферном давлении. Этот метод сушки заменяет сверхкритическую сушку, которая является более дорогостоящей и опасной. Аэрогель был получен из тетраэтоксисилана (TEOS) и обработки триметилхлорсиланом. ЯМР и ИК-Фурье спектроскопия использовались для характеристики поверхностного связывания и краевых углов. Использование метода множественной модификации поверхности (МСМ) позволило авторам получить аэрогель с высокой монолитностью и пористостью, а также с низкой теплопроводностью.

  • С использованием порошка муллита промышленного качества и процесса вспенивания и упрочнения крахмала была приготовлена ​​серия пористой муллитовой керамики. Эта керамика была проанализирована с помощью анализатора термических констант Hot Disc, и было определено, что керамика имеет низкую теплопроводность и может служить хорошими теплоизоляторами. Пористость синтезированной керамики можно регулировать температурой спекания и регулированием твердой нагрузки. Керамика была подвергнута теоретическим моделям (Eucken-Maxwell и EMT), чтобы доказать, что приготовленная керамика классифицируется как «внутренняя пористость».

  • Термобарьерные покрытия (TBC) наносятся плазменным напылением на детали газовых турбин для повышения эффективности сгорания и увеличения срока службы компонентов. В этом отчете рассматриваются два ТВС: частично стабилизированный оксид циркония оксидом иттрия (YPSZ) и диоксид циркония, частично стабилизированный диспрозией (DyPSZ). Для измерения теплопроводности покрытий использовались методы TPS и лазерной вспышки, и результаты сравнивались. Кроме того, было исследовано влияние микроструктуры барьера на теплопроводность.

  • Серия прессованных Bi 0,5 Sb 1,5 Te 3 Нанопластинки синтезированы с использованием гидротермальных методов с последующим холодным прессованием и спеканием при температурах от 300 ° C до 380 ° C. Затем на синтезированных нанопластинках выполняются различные термические, механические и электрические анализы, в том числе: метод TPS для определения теплопроводности, SEM / TEM / AFM для выяснения механических и физических свойств нанопластинок, а также криостат охладителя замкнутого цикла Oxford для измерения удельное электрическое сопротивление.Образец нанопластинок, спеченный при 340 ° C, дал наилучшее сочетание тепловых, электрических и механических свойств.

  • Керосин используется в качестве охлаждающей жидкости в двигателях, однако, как и многие обычные теплоносители, он имеет низкую теплопроводность. Наножидкости представляют собой суспензии теплопроводящих частиц нанометрового размера в базовой жидкости. В этой статье исследуются термические свойства наножидкости на основе керосина с наночастицами оксида меди (CuO).Измеритель теплопроводности (TPS-500) измерял теплопроводность наножидкостей оксида меди / керосина с использованием метода источника переходной плоскости (TPS). Образцы наножидкости объемом 60 мл с концентрацией 0,01-0,08% измеряли в течение 20 секунд при 25 мВт. Результаты показали, что теплопроводность наножидкости CuO / керосин увеличивалась с увеличением концентрации CuO до определенной точки, а затем слегка снижалась.

  • Тепловые свойства неметаллов | Инженеры Edge

    Связанные ресурсы: теплопередача

    Тепловые свойства неметаллов

    Проектирование и проектирование теплопередачи
    Конструирование металлов и материалов
    Обзор теплопроводности, теплопередачи

    Тепловые свойства неметаллов

    Электропроводность: передача тепла через материалы с низкой теплопроводностью происходит медленнее, чем через материалы с высокой теплопроводностью.Соответственно, материалы с высокой теплопроводностью широко используются в теплоотводах, а материалы с низкой теплопроводностью используются в качестве теплоизоляции. Теплопроводность материала может зависеть от температуры. Величина, обратная теплопроводности, называется удельным тепловым сопротивлением.

    Плотность: Плотность или, точнее, объемная массовая плотность вещества - это его масса на единицу объема.

    Удельная теплоемкость: тепло, необходимое для повышения температуры единицы массы данного вещества на заданную величину (обычно на один градус).

    Материал

    Электропроводность
    Вт / м- ° C

    Плотность
    кг / м 3

    Удельная теплоемкость
    Дж / кг- ° C

    АБС-пластик

    0,25

    1.014 x 10 3

    1,26 x 10 3

    Ацетали

    0.3

    1,42 x 10 3

    1,5 x 10 3

    Акрил

    0,06

    1,19 x 10 3

    1,5 x 10 3

    Алкиды

    0,85

    2,0 x 10 3

    1.3 х 10 3

    Глинозем 96%

    21,0

    3,8 x 10 3

    880,0

    Глинозем чистый

    37,0

    3,9 x 10 3

    880,0

    Асбест, листы асбестовые

    0.166

    Асбест, цемент

    2,08

    Асбест, Цементные плиты

    0,74

    Асбест, гофрированный, 4 слоя / дюйм

    0.087

    Асбест, войлок, 20 лам / дюйм

    0,078

    Асбест, войлок, 40 лам / дюйм

    0,057

    Асбест в свободной упаковке

    0.154

    520,0

    Асфальт

    0,75

    Бакелит

    0,19

    Бальзам шерстяной 2,2 фунта / фут 3

    0.04

    35,0

    Бериллия, 99,5%

    197,3

    Кирпич, Строительный кирпич

    0,69

    1,6 x 10 3

    Кирпич, Карборундовый кирпич

    18.5

    Кирпич, Хромированный кирпич

    2,32

    3,0 x 10 3

    Кирпич, Кизельгур

    0,24

    Кирпич, Лицевой кирпич

    1.32

    2,0 x 10 3

    Кирпич шамотный

    1.04

    2,0 x 10 3

    Кирпич, магнезит

    3,81

    Углерод

    6.92

    Картон, Celotex

    0,048

    Картон гофрированный

    0,064

    Цемент, Строительный раствор

    1.16

    Cement, Портленд

    0,29

    1,5 x 10 3

    Бетон, Шлак

    0,76

    Бетон, Камень 1-2-4 смесь

    1.37

    2,1 x 10 3

    Пробка, пробковая доска, 10 фунтов / фут 3

    0,043

    160,0

    Пробка молотая

    0,043

    150,0

    Пробка регранулированная

    0.045

    80,0

    Алмаз, пленка

    700,0

    3,5 x 10 3

    2,0 x 10 3

    Алмаз, тип IIA

    2,0 x 10 3

    Алмаз, тип IIB

    1.3 х 10 3

    Диатомовая земля

    0,061

    320,0

    Стекловолокно E

    0,89

    2,54 x 10 3

    820,0

    Эпоксидная смола с высоким заполнением

    2.163

    Эпоксидная смола, без заливки

    0,207

    Войлок, Волосы

    0,036

    265,0

    Войлок, шерсть

    0.052

    330,0

    Волокнистая изоляционная плита

    0,048

    240,0

    Стекло эпоксидной смолы FR4, медь 1 унция

    9,11

    Стекло эпоксидной смолы FR4, медь 2 унции

    17.71

    Стекло эпоксидной смолы FR4, медь 4 унции

    35,15

    FR4 Эпоксидное стекло, без меди

    0,294

    1,9 x 10 3

    1,15 x 10 3

    Стекло боросиликатное

    1.09

    2,2 x 10 3

    Стекло, Pyrex

    1.02

    2,23 х 10 3

    837,0

    Стекло оконное

    0,78

    2,7 x 10 3

    Стекло, шерсть, 1.5 фунтов / фут 3

    0,038

    24,0

    Инсулекс сухой

    0,064

    Капок

    0,035

    Каптон

    0.156

    1.09 x 10 3

    Магнезия, 85%

    0,067

    270,0

    Слюда

    0,71

    Майлар

    0.19

    Нейлон

    0,242

    1,1 x 10 3

    1,7 x 10 3

    Фенольные, на бумажной основе

    0,277

    Фенольный простой

    0.519

    Гипс, гипс

    0,48

    1,44 x 10 3

    Штукатурка, Металлическая планка

    0,47

    Штукатурка, деревянная рейка

    0.28

    Оргстекло

    0,19

    Поликарбонат

    0,19

    1,2 x 10 3

    1,3 x 10 3

    Полиэтилен высокой плотности

    0.5

    950,0

    2,3 x 10 3

    Полиэтилен низкой плотности

    0,35

    920,0

    2,3 x 10 3

    Полиэтилен средней плотности

    0,4

    930,0

    2.3 х 10 3

    Полистирол

    0,106

    Поливинилхлорид

    0,16

    Pyrex

    1,26

    Минеральная вата, 10 фунтов / фут 3

    0.04

    160,0

    Минеральная вата, насыпная упаковка

    0,067

    64,0

    Резина бутиловая

    0,26

    Твердая резина

    0.19

    Резина, силикон

    0,19

    Резина, мягкая

    0,14

    Опилки

    0.059

    S-стекловолокно

    0,9

    2,49 x 10 3

    835,0

    Аэрогель кремнезем

    0,024

    140,0

    Кремний, 99.9%

    150,0

    2,33 х 10 3

    710,0

    Силиконовая смазка

    0,21

    Камень, гранит

    2,8

    2,64 x 10 3

    Камень, известняк

    1.3

    2,5 x 10 3

    Камень, Мрамор

    2,5

    2,6 x 10 3

    Камень, песчаник

    1,83

    2,2 x 10 3

    Пенополистирол

    0.035

    Тефлон

    0,22

    1,04 x 10 3

    Стружка

    0,059

    Дерево, Cross Grain, Balsa, 8.8 фунтов / фут 3

    0,055

    140,0

    Дерево, перекрестное зерно, кипарис

    0,097

    460,0

    Дерево, поперечное зерно, ель

    0,11

    420,0

    Дерево, поперечное зерно, клен

    0.166

    540,0

    Дерево, Cross Grain, Дуб

    0,166

    540,0

    Дерево, Cross Grain, Белая сосна

    0,112

    430,0

    Дерево, Поперечное зерно, Желтая сосна

    0.147

    640,0

    Оксид алюминия, Al 2 O 3, 99,5%

    32,0

    Оксид алюминия, Al 2 O 3, 96%

    21,5

    Оксид алюминия, Al 2 O 3, 90%

    12.0

    Преобразование теплопроводности:
    1 кал / см 2 / см / сек / ° C = 10,63 Вт / дюйм - ° C

    117 BTU / (час-фут F) x (0,293 Вт-час / BTU) x (1,8 F / C) x (фут / 12 дюймов) = 5,14 Вт / дюйм - ° C
    или
    117 БТЕ / (час-фут-фут) x 0,04395 ватт-час-фут-фут / (БТЕ = ° C - дюйм) = 5,14 Вт / дюйм - ° C

    Связанный:

    © Авторские права 2000-2021, Engineers Edge, LLC www.Engineersedge.com
    Все права защищены
    Заявление об ограничении ответственности | Обратная связь | Реклама | Контакты

    Дата / Время:

    Низкая теплопроводность - обзор

    Низкая теплопроводность

    Тепло - это форма энергии, всегда переходящая от более высокой к более низкой температуре. Низкий показатель теплопроводности жесткого пенополиуретана, один из самых низких показателей среди обычно используемых изоляционных материалов, позволяет эффективно удерживать тепловой поток.

    Прочность

    Хороший баланс между весом, механической прочностью и изоляционными свойствами пенополиуретана (CORAFOAM®) демонстрирует его универсальность в качестве изоляционного материала. Эти качества позволяют использовать его в приложениях, где требуется изоляция с сочетанием несущих, ударопрочных, весовых и компактных свойств, а также простоты установки и обслуживания.

    Этот пенополиуретан обеспечивает очень благоприятное соотношение физико-механических свойств по сравнению с плотностью; Дальнейшее улучшение общих свойств достигается при приклеивании к облицовочным материалам, таким как металл или гипсокартон.

    Легкость

    Жесткие пенополиуретаны - это ячеистые материалы. Пена состоит из маленьких пузырьков, наполненных вспенивающим агентом, который обеспечивает хорошие изоляционные свойства. Полиуретановая матрица отвечает за удержание всех ячеек вместе: чем больше количество полимера, удерживающего структуру, тем выше плотность. Фактически, в 1 кубическом метре пены только 4% от общего объема занято полимером, в то время как остальные 96% заполнены вспенивающим агентом (это относится к типичной пене 40–45 кг / м 3 ) Легкость пены упрощает транспортировку, обращение и установку.

    Низкое водопоглощение и низкая водопроницаемость

    Теплопроводность воды в 10-20 раз выше, чем у обычно используемых изоляционных материалов, поэтому очевидно, насколько важно не допускать попадания воды в воду. пакет изоляции. Присутствие воды, помимо потери эффективности изоляции, приводит к увеличению веса, риску коррозии металлических поверхностей и образованию льда всякий раз, когда температура опускается ниже точки замерзания.

    В последнем случае возможен риск повреждения изоляционного пакета, что отрицательно скажется на изоляционных свойствах. Закрытая пористая структура жесткого пенополиуретана гарантирует низкое водопоглощение; тем не менее, предусматривается включение пароизоляции, чтобы изоляция могла выдерживать самые строгие требования.

    Стабильность размеров

    Стабильный по размерам материал является основным требованием для достижения надлежащих изоляционных свойств.Изменение размера изоляционного материала может быть обратимым или необратимым: изменение размера из-за простого теплового сжатия / расширения обычно обратимо, в то время как изменение размера из-за комбинированного воздействия экстремальных температур, воды, влаги и механических нагрузок составляет необратимый компонент.

    Фактически, все материалы меняют размер при нагревании или охлаждении: величина изменения зависит от химического состава материала. Таким образом, каждый материал имеет свой коэффициент теплового расширения: этот параметр измеряет, насколько материалы сжимаются или расширяются при изменении температуры.Изменения размеров из-за коэффициента теплового расширения обратимы.

    Благодаря своему химическому составу, хорошим механическим свойствам, пониженному поглощению влаги, структуре с закрытыми ячейками и химической стойкости жесткие пенополиуретаны демонстрируют значительную стабильность размеров.

    Химическая стойкость

    Химический состав жесткого пенополиуретана обеспечивает превосходную стойкость к широкому спектру химикатов, растворителей и масел.

    Совместимость

    Жесткий пенополиуретан совместим с большим количеством вспомогательных материалов, включая бумагу, фольгу, стекловолокно, алюминий и битум. Сочетание жесткого пенополиуретана с этими материалами улучшает общие свойства, позволяя использовать его в качестве полуструктурных панелей и облицовки. Кроме того, правильный выбор штукатурки или фольги улучшает изоляционные свойства пены за счет образования защитных барьеров для влаги, что полезно в условиях высокой влажности.

    Диапазон рабочих температур

    Жесткий пенополиуретан может использоваться в приложениях, которые испытывают исключительно высокие температуры, от –200 ° C до + 130 ° C. Тем не менее, каждый пенополиуретан имеет свой температурный диапазон применения, поэтому важно дважды проверить указания в технических паспортах, прежде чем выбирать наиболее удобное решение.

    Огнестойкость

    Жесткие пенополиуретаны представляют собой органические соединения.Все органические вещества являются горючими материалами, хотя воспламеняемость и скорость горения жестких полиуретановых пен могут быть улучшены для соответствия различным изоляционным применениям, а состав пен может быть составлен в соответствии с самыми строгими стандартами противопожарной защиты.

    Тепловые свойства строительных материалов

    Предыдущие колонки технических данных охватывали тепловые свойства многих материалов, которые являются общими для упаковки электроники. Технические данные по этому вопросу шире по объему и касаются обычных строительных материалов, некоторые из которых используются в лабораторных условиях теплопередачи в дополнение к их обычным строительным применениям.Знания о теплопроводности и теплоемкости элементов, используемых для создания или поддержки испытательного набора, часто требуются для понимания и интерпретации результатов (или, по крайней мере, для понимания того, почему для достижения теплового равновесия требовалось так много времени).

    В таблице 1 перечислены некоторые строительные материалы и их термические свойства при номинальной комнатной температуре. Металлы и сплавы не были включены, потому что они были рассмотрены ранее. Следует отметить, что эти значения являются приблизительными и репрезентативны для конкретного типа материала.Некоторые материалы поглощают воду, которая, в свою очередь, меняет их свойства. Например, теплопроводность древесины во влажном состоянии может увеличиваться на 15%. Материалы, используемые в качестве изоляторов, которые полагаются на воздух, такие как одеяла из стекловолокна, демонстрируют большее изменение свойств во влажном состоянии. Следует отметить, что диапазон значений теплопроводности для этих материалов довольно скромный (порядка двух порядков).

    Таблица 1. Тепловые свойства конструкционного материала при комнатной температуре [1-4]

    Увеличение затрат на энергию и рост затрат на энергию Возобновление осознания того, что минимизация нежелательной теплопередачи является выгодной, продолжает стимулировать использование строительных методов и материалов с меньшим энергопотреблением. Преимущества эффективного терморегулирования внутренней электроники также должны сочетаться с термически эффективной конструкцией помещения.Использование изолирующих материалов (с низкой теплопроводностью) может быть желательным, но природа не обеспечила настоящих теплоизоляционных материалов, по крайней мере, по сравнению с диапазоном выбора материалов для электропроводности. Исследование термических свойств этих типов материалов приведет к получению данных со значительными отклонениями из-за различий в составе и различных условий испытаний.

    Для многих материалов данные могут быть найдены в виде значения R. Значение R представляет собой обратную величину теплопроводности и имеет единицы измерения ft 2 ��F�h / Btu (иногда данные отображаются в единицах СИ, равных 2 / Вт, и обычно обозначается как RSI).Более высокое значение R указывает на более ограниченный путь теплового потока. При условии, что указана толщина, возможно получение приблизительной теплопроводности. Однако путаница и разногласия по поводу экстраполяции значений R на значение толщины и тот факт, что большинство этих материалов используются в средах с влажностью и движущимся воздухом и подвержены старению, вынудили стандарты в отношении того, как их следует измерять, сообщать и рекламировать. [5,6]. Если требуются более чем приблизительные значения, обычно требуется дальнейшее тестирование.

    Ссылки
    1. Incropera, F., De Witt, D., Introduction to Heat Transfer, 2nd Edition, John Wiley and Sons, 1990.
    2. www.goodfellows.com
    3. Веб-сайт удобной низкоэнергетической архитектуры (http : //www.learn.londonmet.ac.uk/packages/clear/index.html)
    4. www.coloradoenergy.org/procorner/stuff/r-values.htm
    5. ASTM C1303, «Стандартный метод испытаний для оценки Долговременное изменение термического сопротивления необработанных жестких пенопластов с закрытыми порами при нарезке и масштабировании в лабораторных условиях.»
    6. Федеральная торговая комиссия« Маркировка и реклама теплоизоляции для дома 16CFR460 », {www.ftc .gov / bcp / rulemaking / rvalue / 16cfr460.shtm # content # content}

    Исследователи производят изоляцию с самой низкой теплопроводностью за всю историю

    Новый изоляционный материал с самой низкой теплопроводностью, когда-либо измеренной для полностью плотного твердого тела, был создан в Университете Орегона и испытан исследователями в трех других учреждениях США. Ученые утверждают, что, хотя эти принципы далеко не сразу применимы, они, если их понять, могут привести к улучшению изоляции для самых разных целей.

    В статье, опубликованной 14 декабря в журнале Science Express перед регулярной публикацией в журнале Science, ученые описывают, как они использовали новый подход для синтеза диселенида вольфрама различной толщины. Эти усилия привели к случайному набору плоскостей диселенида вольфрама (WSe2), что, возможно, привело к локализации колебаний решетки.

    Полученный синтезированный материал, как сообщают они, привел к теплопроводности - скорости, с которой тепло проходит через материал, - в 30 раз меньшей, чем у монокристаллического WSe2, и в шесть раз меньше минимального уровня, предсказанного теоретическими расчетами для тонкие пленки с поперечной плоскостью, использованные в экспериментах.

    Удивительно, но создание полностью неупорядоченной структуры путем бомбардировки пленок ионами для разрушения порядка в двумерных плоскостях на самом деле увеличивает теплопроводность, - сказал Дэвид Джонсон, профессор химии в Университете Орегона и член UO Materials. Научный институт.

    «Причина чрезвычайно низкой теплопроводности, которую мы сейчас достигли, заключается в необычной структуре, которая является кристаллической в ​​двух направлениях, но имеет тонкий беспорядок вращения в направлении низкой теплопроводности», - сказал Джонсон.

    Материал, подготовленный в лаборатории Джонсона, «является самым близким к превращению плотного твердого тела в идеальный теплоизолятор», - сказал соавтор и соответствующий исследователь Дэвид Дж. Кэхилл, профессор материаловедения и инженерии Университета. Иллинойса в Урбана-Шампейн. «Этот материал не будет практичным для изоляции холодильника, стены дома или частей внутри газотурбинного двигателя, но новые физические свойства, демонстрируемые этим материалом, могут когда-нибудь указать путь к методам создания более эффективной практической изоляции.«

    Подход является новой альтернативой подходу, описанному Кэхиллом и другими в отдельных журналах за последние два года, в котором исследователи снижали минимальную теплопроводность, манипулируя тонкими пленками металлов и оксидов, регулируя границы раздела материалов всего на несколько нанометров.

    «Теплопроводность - важное свойство как для сохранения энергии, так и для преобразования между формами энергии», - сказал Джонсон. «Получение низкой теплопроводности в термоэлектрическом материале, который преобразует температурные градиенты в электрическую энергию, увеличивает эффективность.«

    Свойства материала Джонсона были измерены в лаборатории Кэхилла, штат Иллинойс. Структура была проанализирована в Аргоннской национальной лаборатории в Аргонне, штат Иллинойс. Вычислительное моделирование и молекулярное моделирование слоистых кристаллов было выполнено исследователями из Политехнического института Ренсселера (RPI) в Трое, штат Нью-Йорк,

    .

    ###

    Соавторы Павел Кеблински и Арун Бодапати, оба из RRI, сказали, что наблюдаемая сверхнизкая теплопроводность не ограничивается диселенидом вольфрама и, вероятно, может быть применена к широкому спектру неупорядоченных слоистых кристаллов.

    Другими соавторами были Каталин Чиритеску, студент лаборатории Кэхилла в Университете Иллинойса, Нгок Нгуен, докторант лаборатории Университета Джонсона, и Пол Зшак из Advanced Photon Source Аргоннской национальной лаборатории.

    Джонсон также является основателем Центра улучшенных характеристик материалов в Орегоне (CAMCOR) и содиректором исследований в Институте нанонауки и микротехнологий Орегона. ONAMI - это Орегонский исследовательский центр сигнатур, состоящий из исследователей из Университета штата Орегон, Государственного университета Портленда и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, которые проводят фундаментальные и прикладные исследовательские проекты с промышленностью Северо-Запада.

    Управление военно-морских исследований и Министерство энергетики США финансировали различные компоненты проекта.

    Контактное лицо для СМИ: Джеймс Клоппель, редактор по физике, Университет Иллинойса в Урбана-Шампейн, 217-244-1073, или [email protected]; Джейсон Горсс, Управление по связям со СМИ, Политехнический институт Ренсселера, 518-276-6098, [email protected]

    Источники: Дэвид К. Джонсон, профессор химии, UO Materials Science Institute, 541-346-4612, davej @ uoregon.edu; Дэвид Дж. Кэхилл, профессор инженерии Willett, профессор материаловедения и инженерии, Университет Иллинойса, 217-333-6753, [email protected]

    Ссылки: Johnson, http: // www. урегон. edu / ~ chem / johnson. HTML ; Кэхилл, http: // www. мс. uiuc. edu / факультет / Кэхилл. HTML

    Заявление об ограничении ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за точность выпусков новостей, размещенных на EurekAlert! участвующими учреждениями или для использования любой информации через систему EurekAlert.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Материал Теплопроводность
    (Вт / м · К) при ~ 300 K
    Удельная теплоемкость
    (Дж / кг · К)
    Плотность
    (кг / м 3)
    Кирпич 0.7 840 1600
    Бетон плотный 1,4 840 2100
    Бетон светлый 0,4 1000 1200
    Гранит 1,7 - 3,9 820 2600
    Стекло (окно) 0,8 880 2700
    Твердая древесина (дуб) 0,16 1250 720
    Хвойная древесина (сосна) 0.12 1350 510
    Поливинилхлорид 0,12 - 0,25 1250 1400
    Бумага 0,04 1300 930
    Акустическая плитка 290
    ДСП (низкая плотность) 0,08 1300 590
    ДСП (высокая плотность) 0.17 1300 1000
    Стекловолокно 0,04 700 150
    Пенополистирол 0,03 1200 50