Теплопроводность материалов стен: Упс... Кажется такой страницы нет на сайте

Содержание

Сравнение теплопроводности материалов

Сравнение утеплителей по теплопроводности и по плотности материалов

В продаже доступно много строительных материалов, использующихся для повышения свойств сооружения сохранять тепло – утеплителей. В конструкции дома он может применяться практически в каждой ее части: от фундамента и до чердака. Далее пойдет речь об основных свойствах материалов, способных обеспечить необходимый уровень теплопроводности объектов различного назначения, а также будет приведено их сравнение, в чем поможет таблица.

Основные характеристики утеплителей

Соотношение качества утеплителя, в зависимости от его толщины

При выборе утеплителей нужно обращать внимание на разные факторы: тип сооружения, наличие воздействия высоких температур, открытого огня, характерный уровень влажности. Только после определения условий использования, а также уровня теплопроводности применяемых материалов для сооружения определенной части конструкции, нужно смотреть на характеристики конкретного утеплителя:

Теплопроводность. От этого показателя напрямую зависит качество проведенного утеплительного процесса, а также необходимое количество материала для обеспечения желаемого результата. Чем ниже теплопроводность, тем эффективнее использование утеплителя.
Влагопоглощение. Показатель особо важен при утеплении внешних частей конструкции, на которые может периодически воздействовать влага. К примеру, при утеплении фундамента в грунтах с высокими водами или повышенным уровнем содержания воды в своей структуре.
Толщина. Применение тонких утеплителей позволяет сохранить внутреннее пространство жилого сооружения, а также напрямую влияет на качество утепления.
Горючесть. Это свойство материалов особенно важно при использовании для понижения теплопроводной способности наземных частей сооружения жилых домов, а также зданий специального назначения. Качественная продукция отличается способностью к самозатуханию, не выделяет при воспламенении ядовитых веществ.
Термоустойчивость. Материал должен выдерживать критические температуры. К примеру, низкие температуры при наружном использовании.
Экологичность. Нужно прибегать к использованию материалов безопасных для человека. Требования к этому фактору может изменяться в зависимости от будущего назначения сооружения.
Звукоизоляция. Это дополнительное свойство утеплителей в некоторых ситуациях позволяет добиться хорошего уровня защиты помещения от шума, а также посторонних звуков.

Когда используется при сооружении определенной части конструкции материал с низкой теплопроводностью, то можно покупать самый дешевый утеплитель (если это позволят предварительные расчеты).

Важность конкретной характеристики напрямую зависит от условий использования и выделенного бюджета.

Сравнение популярных утеплителей

СРЕДНЯЯ ТОЛЩИНА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ СТЕНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Теплоизоляционный материал	Кирпичная кладка (полтора кирпича)	Газобетон 30 см	Деревянный брус 30 см	Каркас из OSB
Экотермикс	7 см	З см	5 см	10 см
Минеральная вата	13 см	8 см	10 см	15 см
Пенополистирол	12 см	7 см	8 см	13 см
Пеностекло	11 см	6,5 см	7 см	13 см

Давайте рассмотрим несколько материалов, применяемых для повышения энергоэффективности сооружений:

Минеральная вата. Производится из естественных материалов. Устойчива к огню и отличается экологичностью, а также низкой теплопроводностью. Но невозможность противостоять воздействию воды сокращает возможности использования.
Пенопласт. Легкий материал с отличными утеплительными свойствами. Доступный, легко устанавливается и влагоустойчив. Недостатки: хорошая воспламеняемость и выделение вредных веществ при горении. Рекомендуется его использовать в нежилых помещениях.
Бальзовая вата. Материал практически идентичный минвате, только отличается улучшенными показателями устойчивости к влаге. При изготовлении его не уплотняют, что значительно продлевает срок службы.
Пеноплэкс. Утеплитель хорошо противостоит влаге, высоким температурам, огню, гниению, разложению. Отличается отличными показателями теплопроводности, прост в монтаже и долговечен. Можно использовать в местах с максимальными требованиями способности материала противостоять различным воздействиям.
Пенофол. Многослойный утеплитель естественного происхождения. Состоит из полиэтилена, предварительно вспененного перед производством. Может иметь различные показатели пористости и ширины. Часто поверхность покрыта фольгой, благодаря чему достигается отражающие эффект. Отличается легкостью, простотой монтажа, высокой энергоэффективностью, влагостойкостью, небольшим весом.

Коэффициент теплопроводности размерность

Выбирая материал для использования в непосредственной близости с человеком, необходимо особое внимание уделять его характеристикам экологичности и пожаробезопасности. Также в некоторых ситуациях рационально покупать более дорой утеплитель, который будет обладать дополнительными свойствами влагозащиты или звукоизоляции, что в окончательном счете позволяет сэкономить.

Сравнение с помощью таблицы

N	Наименование	Плотность	Теппопроводность	Цена , евро за куб.м.	Затраты энергии на
		кг/куб.м	мин	макс	Евросоюз	Россия	квт*ч/куб. м.
1	целлюлозная вата	30-70	0,038	0,045	48-96	15-30	6
2	древесноволокнистая плита	150-230	0,039	0,052		150	800-1400
3	древесное волокно	30-50	0,037	0,05	200-250		13-50
4	киты из льняного волокна	30	0,037	0,04	150-200	210	30
5	пеностекло	100-150	0.05	0,07		135-168	1600
6	перлит	100-150	0,05	0.062	200-400	25-30	230
7	пробка	100-250	0,039	0,05	300		80
8	конопля, пенька	35-40	0,04	0.041	150		55
9	хлопковая вата	25-30	0,04	0,041	200		50
10	овечья шерсть	15-35	0,035	0,045	150		55
11	утиный пух	25-35	0,035	0,045	150-200
12	солома	300-400	0,08	0,12	165
13	минеральная (каменная) вата	20-80	0. 038	0,047	50-100	30-50	150-180
14	стекповопокнистая вата	15-65	0,035	0,05	50-100	28-45	180-250
15	пенополистирол (безпрессовый)	15-30	0.035	0.047	50	28-75	450
16	пенополистирол экструзионный	25-40	0,035	0,042	188	75-90	850
17	пенополиуретан	27-35	0,03	0,035	250	220-350	1100

Показатель теплопроводных свойств является основным критерием при выборе утеплительного материала. Остается только сравнить ценовые политики разных поставщиков и определить необходимое количество.

Утеплитель – один из основных способов получить сооружение с необходимой энергоэффективностью. Перед его окончательным выбором точно определите условия использования и, вооружившись приведенной таблицей, совершите правильный выбор.

jsnip.ru

Таблица теплопроводности строительных материалов. Характеристики и сравнение строительных материалов :

Строительство коттеджа или дачного дома – это сложный и трудоемкий процесс. И для того, чтобы будущее строение простояло не один десяток лет, нужно соблюдать все нормы и стандарты при его возведении. Поэтому каждый этап строительства требует точных расчетов и качественного выполнения необходимых работ.

Одним из самых важных показателей при строительстве и отделке строения является теплопроводность строительных материалов. СНИП (строительные нормы и правила) дает полный спектр информации по данному вопросу. Ее необходимо знать, чтобы будущее здание было комфортным для проживания как в летний, так и в зимний период.

Идеальный теплый дом

От конструктивных особенностей строения и применяемых при его возведении материалов зависит комфорт и экономичность проживания в нем. Комфорт заключается в создании оптимального микроклимата внутри вне зависимости от внешних погодных условий и температуры окружающей среды. Если материалы подобраны правильно, а котельное оборудование и вентиляция установлены согласно нормам, то в таком доме будет комфортная прохладная температура летом и тепло зимой. К тому же если все материалы, используемые при строительстве, обладают хорошими теплоизоляционными свойствами, то расходы на энергоносители при отоплении помещений будут минимальны.

Понятие теплопроводности

Теплопроводность – это передача тепловой энергии между непосредственно соприкасающимися телами или средами. Простыми словами теплопроводность – это способность материала проводить температуру. То есть, попадая в какую-то среду с отличающейся температурой, материал начинает принимать температуру этой среды.

Этот процесс имеет большое значение и в строительстве. Так, в доме с помощью отопительного оборудования поддерживается оптимальная температура (20-25°C). Если температура на улице будет ниже, то когда отключается отопление, все тепло из дома через некоторое время выйдет на улицу, и температура понизится. Летом происходит обратная ситуация. Чтобы сделать температуру в доме ниже уличной, приходится использовать кондиционер.

Коэффициент теплопроводности

Потеря тепла в доме неизбежна. Она происходит постоянно, когда температура снаружи меньше, чем в помещении. А вот ее интенсивность – это переменная величина. Она зависит от множества факторов, главными среди которых являются:

Площадь поверхностей, участвующих в теплообмене (крыша, стены, перекрытия, пол).
Показатель теплопроводности строительных материалов и отдельных элементов здания (окна, двери).
Разница между температурами на улице и внутри дома.
И другие.

Для количественной характеристики теплопроводности строительных материалов используют специальный коэффициент. Используя этот показатель, можно довольно просто рассчитать необходимую теплоизоляцию для всех частей дома (стены, крыша, перекрытия, пол). Чем выше коэффициент теплопроводности строительных материалов, тем больше интенсивность потери тепла. Таким образом, для постройки теплого дома лучше применять материалы с более низким показателем этой величины.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов, как и любых других веществ (жидких, твердых или газообразных), обозначается греческой буквой λ. Единицей его измерения является Вт/(м*°C). При этом расчет ведется на один квадратный метр стены толщиной в один метр. Разница температур здесь берется 1°. Практически в любом строительном справочнике имеется таблица теплопроводности строительных материалов, в которой можно посмотреть значение этого коэффициента для различных блоков, кирпичей, бетонных смесей, пород дерева и других материалов.

Определение потерь тепла

Потери тепла в любом здании всегда есть, но в зависимости от материала они могут изменять свое значение. В среднем потеря тепла происходит через:

Крышу (от 15 % до 25 %).
Стены (от 15 % до 35 %).
Окна (от 5 % до 15 %).
Дверь (от 5 % до 20 %).
Пол (от 10 % до 20 %).

Для определения потерь тепла применяют специальный тепловизор, который определяет наиболее проблемные места. Они выделяются на нем красным цветом. Меньшая потеря тепла происходит в желтых зонах, далее – в зеленых. Зоны с наименьшей потерей тепла выделяются синим цветом. А определение теплопроводности строительных материалов должно проводиться в специальных лабораториях, о чем должен свидетельствовать сертификат качества, прилагаемый к продукции.

Пример расчета потерь тепла

Если взять, к примеру, стену из материала с коэффициентом теплопроводности 1, то при разности температур с двух сторон этой стены в 1°, потери тепла составят 1 Вт. Если же толщину стены взять не 1 метр, а 10 см, то потери составят уже 10 Вт. В случае, если разность температур будет 10°, то тепловые потери также составят 10 Вт.

Рассмотрим теперь на конкретном примере расчет потери тепла целого здания. Высоту его возьмем 6 метров (8 с коньком), ширину – 10 метров, а длину – 15 метров. Для простоты расчетов берем 10 окон площадью 1 м2. Температуру внутри помещения будем считать равную 25°C, а на улице -15°C. Вычисляем площадь всех поверхностей, через которые происходит потеря тепла:

Окна – 10 м2.
Пол – 150 м2.
Стены – 300 м2.
Крыша (со скатами по длинной стороне) – 160 м2.

Формула теплопроводности строительных материалов позволяет вычислить коэффициенты для всех частей здания. Но проще использовать уже готовые данные из справочника. Там есть таблица теплопроводности строительных материалов. Рассмотрим каждый элемент по отдельности и определим его тепловое сопротивление. Оно рассчитывается по формуле R = d/λ, где d – толщина материала, а λ – коэффициент его теплопроводности.

Пол – 10 см бетона (R=0,058 (м2*°C)/Вт) и 10 см минеральной ваты (R=2,8 (м2*°C)/Вт). Теперь складываем эти два показателя. Таким образом, тепловое сопротивление пола равняется 2,858 (м2*°C)/Вт.

Аналогично считаются стены, окна и кровля. Материал – ячеистый бетон (газобетон), толщина 30 см. В таком случае R=3,75 (м2*°C)/Вт. Тепловое сопротивление пластового окна — 0,4 (м2*°C)/Вт.

Кровлю будем считать из минеральной ваты толщиной в 10 см и профлиста. Так как металл имеет высокий коэффициент теплопроводности, то профлист в расчет не берем. Тогда R крыши составит 2,8 (м2*°C)/Вт.

Следующая формула позволяет выяснить потери тепловой энергии.

Q = S * T / R, где S – площадь поверхности, T – разница температур снаружи и внутри (40°C). Рассчитаем потери тепла для каждого элемента:

Для крыши: Q = 160*40/2,8=2,3 кВт.
Для стен: Q = 300*40/3,75=3,2 кВт.
Для окон: Q = 10*40/0,4=1 кВт.
Для пола: Q = 150*40/2,858=2,1 кВт.

Далее все эти показатели суммируются. Таким образом, для данного коттеджа тепловые потери составят 8,6 кВт. А для поддержания оптимальной температуры потребуется котельное оборудование мощностью не менее 10 кВт.

Материалы для внешних стен

На сегодняшний день существует множество стеновых строительных материалов. Но наибольшей популярностью в частном домостроении по-прежнему пользуются строительные блоки, кирпичи и дерево. Основные отличия – это плотность и теплопроводность строительных материалов. Сравнение дает возможность выбрать золотую середину в соотношении плотность/теплопроводность. Чем выше плотность материала, тем выше его несущая способность, а следовательно, и прочность конструкции в целом. Но при этом ниже его тепловое сопротивление, а как следствие, расходы на энергоносители выше. С другой стороны, чем выше тепловое сопротивление, тем ниже плотность материала. Меньшая плотность, как правило, подразумевает наличие пористой структуры.

Чтобы взвесить все за и против, необходимо знать плотность материала и его коэффициент теплопроводности. Следующая таблица теплопроводности строительных материалов для стен дает значение этого коэффициента и его плотность.

Материал	Теплопроводность, Вт/(м*°C)	Плотность, т/м3
Железобетон	1,7	2,5
Керамзитобетонные блоки	0,14 – 0,66	0,5 – 1,8
Керамический кирпич	0,56	1,8
Силикатный кирпич	0,7	1,8
Газобетонные блоки	0,08 – 0,29	0,3 – 1
Сосна	0,18	0,5

Утеплители для стен

При недостаточной тепловой сопротивляемости внешних стен могут применяться различные утеплители. Так как значения теплопроводности строительных материалов для утепления могут иметь весьма низкий показатель, то чаще всего толщины в 5-10 см будет достаточно для создания комфортной температуры и микроклимата в помещениях. Широкое применение на сегодняшний день получили такие материалы, как минеральная вата, пенополистирол, пенопласт, пенополиуритан и пеностекло.

Следующая таблица теплопроводности строительных материалов, используемых для утепления наружных стен, дает значение коэффициента λ.

Материал	Теплопроводность, Вт/(м*°C)
Минеральная вата	0,048 – 0,07
Пенополистирол	0,031 – 0,05
Экструдированный пенополистирол	0,036
Пенополиуритан	0,02 – 0,041
Пеностекло	0,07 – 0,11

Особенности применения стеновых утеплителей

Применение утеплителей для наружных стен имеет некоторые ограничения. Это прежде всего связанно с таким параметром, как паропроницаемость. Если стена сделана из пористого материала, такого как газобетон, пенобетон или керамзитобетон, то применять лучше минеральную вату, так как этот параметр у них практически одинаковый. Использование пенополистирола, пенополиуритана или пеностекла возможно только при наличии специального вентиляционного зазора между стеной и утеплителем. Для дерева это также критично. А вот для кирпичных стен данный параметр не так критичен.

Теплая кровля

Утепление кровли позволяет избежать ненужных перерасходов при отоплении дома. Для этого могут применяться все виды утеплителей как листового формата, так и напыляемые (пенополиуритан). При этом не следует забывать про пароизоляцию и гидроизоляцию. Это весьма важно, так как мокрый утеплитель (минеральная вата) теряет свои свойства по тепловой сопротивляемости. Если же кровля не утепляется, то необходимо основательно утеплить перекрытие между чердаком и последним этажом.

Пол

Утепление пола весьма важный этап. При этом также необходимо применять пароизоляцию и гидроизоляцию. В качестве утеплителя используется более плотный материал. Он, соответственно, имеет более высокий коэффициент теплопроводности, чем кровельный. Дополнительной мерой для утепления пола может послужить подвал. Наличие воздушной прослойки позволяет повысить тепловую защиту дома. А оборудование системы теплого пола (водяного или электрического) дает дополнительный источник тепла.

Заключение

При строительстве и отделке фасада необходимо руководствоваться точными расчетами по тепловым потерям и учитывать параметры используемых материалов (теплопроводность, паропроницаемость и плотность).

www.syl.ru

Коэффициент теплопроводности строительных материалов: сравнительная таблица

Главная
Коэффициент теплопроводности строительных материалов: сравнительная таблица

Что такое теплопроводность? Знать об этой величине необходимо не только профессионалам-строителям, но и простым обывателям, решившим самостоятельно построить дом.

Каждый материал, используемый в строительстве, имеет свой показатель этой величины. Самое низкое его значение – у утеплителей, самое высокое – у металлов. Поэтому необходимо знать формулу, которая поможет рассчитать толщину как возводимых стен, так и теплоизоляции, чтобы получить в итоге уютный дом.

Сравнение проводимости тепла у самых распространённых утеплителей

Чтобы иметь представление о проводимости тепла разных материалов, предназначенных для утепления, нужно сравнить их коэффициенты (Вт/м*К), приведённые в следующей таблице:

Номер п/п	Название утеплителя	Коэффициент теплопроводности по СНиП
1.	Керамзит	0,099 – 0,19
2.	Глина	0,5
3.	Саман	0,3
4.	Минеральная вата	0,036 – 0,048
5.	Пенопласт	0,036 – 0,05
6.	Пеноплекс	0,029 – 0,031
7.	Эковата	0,037 – 0,042
8.	Пеноизол	0,028 – 0,038
9.	Пенополиуретан	0,019 – 0,05

Как видно из вышеприведённых данных, показатель проводимости тепла таких строительных материалов, как теплоизоляционные, варьируется от минимального (0,019) до максимального (0,5). Все теплоизоляционные материалы имеют определённый разброс показаний. СНиПы описывают каждый из них в нескольких видах – в сухом, нормальном и влажном. Минимальный коэффициент проводимости тепла соответствует сухому состоянию, максимальный – влажному.

Если задумано индивидуальное строительство

При возведении дома важно учитывать технические характеристики всех составляющих (материала для стен, кладочного раствора, будущего утепления, гидроизоляционных и пароотводящих плёнок, финишной отделки).

Для понимания, какие стены наилучшим образом будут сохранять тепло, нужно проанализировать коэффициент теплопроводности не только материала для стен, но и строительного раствора, что видно из таблицы ниже:

Номер п/п	Материал для стен, строительный раствор	Коэффициент теплопроводности по СНиП
1.	Кирпич	0,35 – 0,87
2.	Саманные блоки	0,1 – 0,44
3.	Бетон	1,51 – 1,86
4.	Пенобетон и газобетон на основе цемента	0,11 – 0,43
5.	Пенобетон и газобетон на основе извести	0,13 – 0,55
6.	Ячеистый бетон	0,08 – 0,26
7.	Керамические блоки	0,14 – 0,18
8.	Строительный раствор цементно-песчаный	0,58 – 0,93
9.	Строительный раствор с добавлением извести	0,47 – 0,81

Важно. Из приведённых в таблице данных видно, что у каждого строительного материала довольно большой разброс в показателях коэффициента теплопроводности.

Это связано с несколькими причинами:

Плотность. Все утеплители выпускаются или укладываются (пеноизол, эковата) различной плотности. Чем ниже плотность (больше присутствует воздуха в теплоизоляционной структуре), тем ниже проводимость тепла. И, наоборот, у очень плотных утеплителей этот коэффициент выше.
Вещество, из которого производят (основа). Например, кирпич бывает силикатным, керамическим, глиняным. От этого зависит и коэффициент теплопроводности.
Количество пустот. Это касается кирпича (пустотелый и полнотелый) и теплоизоляции. Воздух – самый худший проводник тепла. Коэффициент его теплопроводимости – 0,026. Чем больше пустот, тем ниже этот показатель.

Строительный раствор хорошо проводит тепло, поэтому любые стены рекомендуется утеплять.

Если объяснять на пальцах

Для наглядности и понимания, что такое теплопроводность, можно сравнить кирпичную стену, толщиной 2 м 10 см с другими материалами. Таким образом, 2,1 метра кирпича, сложенного в стену на обычном цементно-песчаном растворе равны:

стене толщиной 0,9 м из керамзитобетона;
брусу, диаметром 0,53 м;
стене, толщиной 0,44 м из газобетона.

Если речь заходит от таких распространённых утеплителях, как минеральная вата и пенополистирол, то потребуется всего 0,18 м первой теплоизоляции или 0,12 м второй, чтобы значения теплопроводности огромной кирпичной стены оказались равными тонюсенькому слою теплоизоляции.

Сравнительная характеристика теплопроводности утеплительных, строительных и отделочных материалов, которую можно произвести, изучив СНиПы, позволяет проанализировать и правильно составить утеплительный пирог (основание, утеплитель, финишная отделка). Чем ниже теплопроводность, тем выше цена. Ярким примером могут послужить стены дома, сложенные из керамических блоков или обычного высококачественного кирпича. Первые имеют теплопроводность всего 0,14 – 0,18 и стоят намного дороже любого, самого лучшего кирпича.

Нравится?

izollab.ru

Сравнительная таблица теплопроводности современных строительных материалов

Строительство любого дома, будь то коттедж или скромный дачный домик, должно начинаться с разработки проекта. На этом этапе закладывается не только архитектурный облик будущего строения, но и его конструктивные и теплотехнические характеристики.

Схема теплопроводности и толщины материалов.

Основной задачей на этапе проекта будет не только разработка прочных и долговечных конструктивных решений, способных поддерживать наиболее комфортный микроклимат с минимальными затратами. Помочь определиться с выбором может сравнительная таблица теплопроводности материалов.

В общих чертах процесс теплопроводности характеризуется передачей тепловой энергии от более нагретых частиц твердого тела к менее нагретым. Процесс будет идти до тех пор, пока не наступит тепловое равновесие. Другими словами, пока не сравняются температуры.

Коэффициент теплопроводности кирпичей.

Применительно к ограждающим конструкциям дома (стены, пол, потолок, крыша) процесс теплопередачи будет определяться временем, в течение которого температура внутри помещения сравняется с температурой окружающей среды.

Чем более продолжителен по времени будет этот процесс, тем помещение будет более комфортным по ощущениям и экономичным по эксплуатационным расходам.

Численно процесс переноса тепла характеризуется коэффициентом теплопроводности. Физический смысл коэффициента показывает, какое количество тепла за единицу времени проходит через единицу поверхности. Т.е. чем выше значение этого показателя, тем лучше проводится тепло, значит, тем быстрее будет происходить процесс теплообмена.

Соответственно, на этапе проектных работ необходимо спроектировать конструкции, теплопроводность которых должна иметь по возможности наименьшее значение.

Вернуться к оглавлению

Теплопроводность материалов, используемых в строительстве, зависит от их параметров:

Зависимость теплопроводности газобетона от плотности.

Пористость — наличие пор в структуре материала нарушает его однородность. При прохождении теплового потока часть энергии передается через объем, занятый порами и заполненный воздухом. Принято за отсчетную точку принимать теплопроводность сухого воздуха (0,02 Вт/(м*°С)). Соответственно, чем больший объем будет занят воздушными порами, тем меньше будет теплопроводность материала.
Структура пор — малый размер пор и их замкнутый характер способствуют снижению скорости теплового потока. В случае использования материалов с крупными сообщающимися порами в дополнение к теплопроводности в процессе переноса тепла будут участвовать процессы передачи тепла конвекцией.
Плотность — при больших значениях частицы более тесно взаимодействуют друг с другом и в большей степени способствуют передаче тепловой энергии. В общем случае значения теплопроводности материала в зависимости от его плотности определяются либо на основе справочных данных, либо эмпирически.
Влажность — значение теплопроводности для воды составляет (0,6 Вт/(м*°С)). При намокании стеновых конструкций или утеплителя происходит вытеснение сухого воздуха из пор и замещение его каплями жидкости или насыщенным влажным воздухом. Теплопроводность в этом случае значительно увеличится.
Влияние температуры на теплопроводность материала отражается через формулу:

λ=λо*(1+b*t), (1)

где, λо — коэффициент теплопроводности при температуре 0 °С, Вт/м*°С;

b — справочная величина температурного коэффициента;

t — температура.

Вернуться к оглавлению

Из понятия теплопроводности напрямую вытекает понятие толщины слоя материала для получения необходимого значения сопротивления теплового потока. Тепловое сопротивление — нормируемая величина.

Упрощенная формула, определяющая толщину слоя, будет иметь вид:

Таблица теплопроводности утеплителей.

H=R/λ, (2)

где, H — толщина слоя, м;

R — сопротивление теплопередаче, (м2*°С)/Вт;

λ — коэффициент теплопроводности, Вт/(м*°С).

Данная формула применительно к стене или перекрытию имеет следующие допущения:

ограждающая конструкция имеет однородное монолитное строение;
используемые стройматериалы имеют естественную влажность.

При проектировании необходимые нормируемые и справочные данные берутся из нормативной документации:

СНиП23-01-99 — Строительная климатология;
СНиП 23-02-2003 — Тепловая защита зданий;
СП 23-101-2004 — Проектирование тепловой защиты зданий.

Вернуться к оглавлению

Принято условное разделение материалов, применяемых в строительстве, на конструкционные и теплоизоляционные.

Конструкционные материалы применяются для возведения ограждающих конструкций (стен, перегородок, перекрытий). Они отличаются большими значениями теплопроводности.

Значения коэффициентов теплопроводности сведены в таблицу 1:

Таблица 1

Материал	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*°С).
Пенобетон	(0,08 — 0,29) — в зависимости от плотности
Древесина ели и сосны	(0,1 — 0,15) — поперек волокон 0,18 — вдоль волокон
Керамзитобетон	(0,14-0,66) — в зависимости от плотности
Кирпич керамический пустотелый	0,35 — 0,41
Кирпич красный глиняный	0,56
Кирпич силикатный	0,7
Железобетон	1,29

Подставляя в формулу (2) данные, взятые из нормативной документации, и данные из Таблицы 1, можно получить требуемую толщину стен для конкретного климатического района.

При выполнении стен только из конструкционных материалов без использования теплоизоляции их необходимая толщина (в случае использования железобетона) может достигать нескольких метров. Конструкция в этом случае получится непомерно большой и громоздкой.

Допускают возведение стен без использования дополнительного утепления, пожалуй, только пенобетон и дерево. И даже в этом случае толщина стены достигает полуметра.

Теплоизоляционные материалы имеют достаточно малые величины значения коэффициента теплопроводности.

Основной их диапазон лежит в пределах от 0,03 до 0,07 Вт/(м*°С). Наиболее распространенные материалы — это экструдированный пенополистирол, минеральная вата, пенопласт, стекловата, утепляющие материалы на основе пенополиуретана. Их использование позволяет значительно снизить толщину ограждающих конструкций.

Читайте также: Опилкобетонный блокПено и газоблокиО размерах пенобетонного блока — читайте здесь.

Вернуться к оглавлению

Схема сравнения теплопроводности стен из газобетона и кирпича.

При проектировании и производстве строительных работ необходимо учитывать возможные пути теплопотерь:

30-40% потерь тепла приходится на поверхность стен;
20-30% — через межэтажные перекрытия и крышу;
около 20% потерь приходится на поверхность, занимаемую оконными и дверными проемами;
приблизительно 10% тепла уходит из помещения через плохо утепленные полы.

Важным фактором при учете теплопроводности в строительстве является обеспечение надлежащей ветро- и пароизоляции. В наибольшей степени это справедливо для пористых утеплителей. Т.е. при ограничении доступа влаги внутрь конструкций (как извне, так и снаружи) сопротивление теплопередачи будет выше. Утеплитель будет более эффективно работать, соответственно, потребуется меньшая толщина конструкций.

В идеале стены и перекрытия должны выполняться из теплоизоляционных материалов. Однако они обладают низкой конструкционной прочностью, что ограничивает широту их применения. Возникает необходимость выполнять основные несущие конструкции из кирпича, дерева, пенобетонных блоков и т.п.

Наиболее распространенным вариантом конструкций домов, встречающимся на практике, является комбинация несущей конструкции и теплоизоляции.

Здесь можно различить:

Сравнение теплопроводности соломобетонных блоков с другими материалами.

Каркасный вариант строительства — основной каркас, обеспечивающий пространственную жесткость, выполняется из деревянных досок или брусьев. Утеплитель укладывается в межстоечное пространство. В некоторых случаях для достижения требуемых показателей по энергоэффективности осуществляется дополнительное утепление снаружи каркаса.
Возведение стен дома из кирпича, пористых бетонных блоков, дерева — утепление осуществляется по наружной поверхности. Слой утеплителя компенсирует избыточную теплопроводность основного стенового материала. С другой стороны материал основной стены несет на себе нагрузки, компенсируя малую механическую прочность утеплителя.

Аналогичные закономерности будут справедливы при возведении межэтажных перекрытий и кровельных конструкций.

Таким образом, используя комбинацию материалов с требуемыми значениями коэффициентов теплопроводности, можно получить оптимальные по свойствам и толщине ограждающие конструкции здания.

ostroymaterialah.ru

Сравнение теплопроводности различных строительных материалов и расчет толщины стен

Вопрос утепления квартир и домов весьма важен – постоянно повышающаяся стоимость энергоносителей обязывает бережно относиться к теплу в помещении. Но как правильно выбрать материал изоляции и рассчитать его оптимальную толщину? Для этого необходимо знать показатели теплопроводности.

Что такое теплопроводность

Эта величина характеризует способность проводить тепло внутри материала. Т.е. определяет отношение количества энергии, проходящей через тело площадью 1 м² и толщиной 1 м за единицу времени – λ (Вт/м*К). Проще говоря – сколько тепла будет передано от одной поверхности материала к другой.

В качестве примера рассмотрим обыкновенную кирпичную стену.

Как видно на рисунке, температура в помещении составляет 20°С, а на улице – 10°С. Для соблюдения такого режима в комнате необходимо, чтобы материал, из которого сделана стена, был с минимальным коэффициентом теплопроводности. Именно при таком условии можно говорить об эффективном энергосбережении.

Для каждого материала существует свой определенный показатель этой величины.

При строительстве принято следующее разделение материалов, которые выполняют определенную функцию:

Возведение основного каркаса зданий – стен, перегородок и т.д. Для этого применяются бетон, кирпич, газобетон и т.д.

Их показатели теплопроводности довольно велики, а это значит, что для достижения хорошего энергосбережения необходимо увеличивать толщину наружных стен. Но это не практично, так как требует дополнительных затрат и возрастание веса всего здания. Поэтому принято использовать специальные дополнительные изоляционные материалы.

Утеплители. К ним относятся минеральная вата, пенопласт, пенополистирол и любой другой материал с низким коэффициентом теплопроводности.

Именно они обеспечивают должную защиту дома от быстрой потери тепловой энергии.

В строительстве требованиями к основным материалам являются – механическая прочность, пониженный показатель гигроскопичности (сопротивление влаги), и менее всего – их энергетические характеристики. Поэтому особое внимание уделяется теплоизоляционным материалам, которые должны компенсировать этот «недостаток».

Однако применение на практике величины теплопроводности затруднительно, так как она не учитывает толщину материала. Поэтому используют обратное ей понятие – коэффициент сопротивления теплопередачи.

Эта величина является отношением толщины материала к его коэффициенту теплопроводности.

Значение этого параметра для жилых зданий прописаны в СНиП II-3-79 и СНиП 23-02-2003. Согласно этим нормативным документам коэффициент сопротивления теплопередачи в разных регионах России не должен быть менее тех значений, которые указаны в таблице.

В качестве примера можно рассчитать минимальную толщину стен для Самары при следующих условиях:

Основной материал изготовления – кирпич силикатный, кладка толщиной 360 мм, λ=0,7

Для него значение Rр=0,36/0,7=0,51. Следовательно, необходимо добавить изолирующий материал до требуемой величины:

Внешнее утепление будет состоять из слоя минеральной ваты 100 мм и пенопласта толщиной 50 мм:

R=(0,2/0,048)+(0,05/0,047)= 2,08+1,06=3,14

В общей сумме с кирпичной кладкой получаем значение сопротивления теплопередачи стены 3,14+0,51=3,65 м²*°С/Вт, что удовлетворяет условиям СНиП.

Эта процедура расчета является обязательно не только при планировании постройки нового здания, но и для грамотного и эффективного утепления стен уже возведенного дома.

dearhouse.ru

Сравнительная таблица теплопроводности современных строительных материалов

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.ruP.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление – мы вместе изменяем мир! © econetВ продаже доступно много строительных материалов, использующихся для повышения свойств сооружения сохранять тепло – утеплителей. В конструкции дома он может применяться практически в каждой ее части: от фундамента и до чердака. Далее пойдет речь об основных свойствах материалов, способных обеспечить необходимый уровень теплопроводности объектов различного назначения, а также будет приведено их сравнение, в чем поможет таблица.

Основные характеристики утеплителей

Соотношение качества утеплителя, в зависимости от его толщины

Теплопроводность.

От этого показателя напрямую зависит качество проведенного утеплительного процесса, а также необходимое количество материала для обеспечения желаемого результата. Чем ниже теплопроводность, тем эффективнее использование утеплителя.Влагопоглощение. Показатель особо важен при утеплении внешних частей конструкции, на которые может периодически воздействовать влага.

К примеру, при утеплении фундамента в грунтах с высокими водами или повышенным уровнем содержания воды в своей структуре.Толщина. Применение тонких утеплителей позволяет сохранить внутреннее пространство жилого сооружения, а также напрямую влияет на качество утепления.Горючесть. Это свойство материалов особенно важно при использовании для понижения теплопроводной способности наземных частей сооружения жилых домов, а также зданий специального назначения.

Качественная продукция отличается способностью к самозатуханию, не выделяет при воспламенении ядовитых веществ.Термоустойчивость. Материал должен выдерживать критические температуры. К примеру, низкие температуры при наружном использовании.Экологичность.

Нужно прибегать к использованию материалов безопасных для человека. Требования к этому фактору может изменяться в зависимости от будущего назначения сооружения.Звукоизоляция. Это дополнительное свойство утеплителей в некоторых ситуациях позволяет добиться хорошего уровня защиты помещения от шума, а также посторонних звуков.

Важность конкретной характеристики напрямую зависит от условий использования и выделенного бюджета.

Сравнение популярных утеплителей

СРЕДНЯЯ ТОЛЩИНА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ СТЕНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙТеплоизоляционный материалКирпичная кладка (полтора кирпича)Газобетон 30 смДеревянный брус 30 смКаркас из OSBЭкотермикс7 смЗ см5 см10 смМинеральная вата13 см8 см10 см15 смПенополистирол12 см7 см8 см13 смПеностекло11 см6,5 см7 см13 см

Давайте рассмотрим несколько материалов, применяемых для повышения энергоэффективности сооружений:

Минеральная вата. Производится из естественных материалов. Устойчива к огню и отличается экологичностью, а также низкой теплопроводностью.

Но невозможность противостоять воздействию воды сокращает возможности использования.Пенопласт. Легкий материал с отличными утеплительными свойствами. Доступный, легко устанавливается и влагоустойчив.

Недостатки: хорошая воспламеняемость и выделение вредных веществ при горении. Рекомендуется его использовать в нежилых помещениях.Бальзовая вата. Материал практически идентичный минвате, только отличается улучшенными показателями устойчивости к влаге.

При изготовлении его не уплотняют, что значительно продлевает срок службы.Пеноплэкс. Утеплитель хорошо противостоит влаге, высоким температурам, огню, гниению, разложению. Отличается отличными показателями теплопроводности, прост в монтаже и долговечен.

Можно использовать в местах с максимальными требованиями способности материала противостоять различным воздействиям.Пенофол. Многослойный утеплитель естественного происхождения. Состоит из полиэтилена, предварительно вспененного перед производством.

Может иметь различные показатели пористости и ширины. Часто поверхность покрыта фольгой, благодаря чему достигается отражающие эффект. Отличается легкостью, простотой монтажа, высокой энергоэффективностью, влагостойкостью, небольшим весом.

Коэффициент теплопроводности размерность

Сравнение с помощью таблицы

NНаименованиеПлотностьТеппопроводностьЦена , евро за куб.

м.Затраты энергии накг/куб. мминмаксЕвросоюзРоссияквт*ч/куб. м.1целлюлозная вата30-700,0380,04548-9615-3062древесноволокнистая плита150-2300,0390,052150800-14003древесное волокно30-500,0370,05200-25013-504киты из льняного волокна300,0370,04150-200210305пеностекло100-1500.050,07135-16816006перлит100-1500,050.062200-40025-302307пробка100-2500,0390,05300808конопля, пенька35-400,040.041150559хлопковая вата25-300,040,0412005010овечья шерсть15-350,0350,0451505511утиный пух25-350,0350,045150-20012солома300-4000,080,1216513минеральная (каменная) вата20-800.0380,04750-10030-50150-18014стекповопокнистая вата15-650,0350,0550-10028-45180-25015пенополистирол (безпрессовый)15-300.0350.0475028-7545016пенополистирол экструзионный25-400,0350,04218875-9085017пенополиуретан27-350,030,035250220-3501100

(1оценок, среднее: 5,00из 5)Загрузка…Читайте по теме

Дата: 11-04-2015Просмотров: 263Комментариев: Рейтинг: 64

Схема теплопроводности и толщины материалов.

Понятие теплопроводности

Коэффициент теплопроводности кирпичей.

Вернуться к оглавлению

Теплопроводность материалов, используемых в строительстве, зависит от их параметров:

Зависимость теплопроводности газобетона от плотности.

Пористость — наличие пор в структуре материала нарушает его однородность. При прохождении теплового потока часть энергии передается через объем, занятый порами и заполненный воздухом.

Принято за отсчетную точку принимать теплопроводность сухого воздуха (0,02 Вт/(м*°С)). Соответственно, чем больший объем будет занят воздушными порами, тем меньше будет теплопроводность материала.Структура пор — малый размер пор и их замкнутый характер способствуют снижению скорости теплового потока. В случае использования материалов с крупными сообщающимися порами в дополнение к теплопроводности в процессе переноса тепла будут участвовать процессы передачи тепла конвекцией.Плотность — при больших значениях частицы более тесно взаимодействуют друг с другом и в большей степени способствуют передаче тепловой энергии.

В общем случае значения теплопроводности материала в зависимости от его плотности определяются либо на основе справочных данных, либо эмпирически.Влажность — значение теплопроводности для воды составляет (0,6 Вт/(м*°С)). При намокании стеновых конструкций или утеплителя происходит вытеснение сухого воздуха из пор и замещение его каплями жидкости или насыщенным влажным воздухом. Теплопроводность в этом случае значительно увеличится.Влияние температуры на теплопроводность материала отражается через формулу:

λ=λо*(1+b*t), (1)

где, λо — коэффициент теплопроводности при температуре 0 °С, Вт/м*°С;

b — справочная величина температурного коэффициента;

t — температура.

Вернуться к оглавлению

Упрощенная формула, определяющая толщину слоя, будет иметь вид:

Таблица теплопроводности утеплителей.

H=R/λ, (2)

где, H — толщина слоя, м;

R — сопротивление теплопередаче, (м2*°С)/Вт;

λ — коэффициент теплопроводности, Вт/(м*°С).

Данная формула применительно к стене или перекрытию имеет следующие допущения:

ограждающая конструкция имеет однородное монолитное строение;используемые стройматериалы имеют естественную влажность.

При проектировании необходимые нормируемые и справочные данные берутся из нормативной документации:

СНиП23-01-99 — Строительная климатология;СНиП 23-02-2003 — Тепловая защита зданий;СП 23-101-2004 — Проектирование тепловой защиты зданий.

Вернуться к оглавлению

Значения коэффициентов теплопроводности сведены в таблицу 1:

Таблица 1

МатериалКоэффициент теплопроводности, Вт/(м*°С).Пенобетон(0,08 — 0,29) — в зависимости от плотностиДревесина ели и сосны(0,1 — 0,15) — поперек волокон0,18 — вдоль волоконКерамзитобетон(0,14-0,66) — в зависимости от плотностиКирпич керамический пустотелый0,35 — 0,41Кирпич красный глиняный0,56Кирпич силикатный0,7Железобетон1,29

Теплоизоляционные материалы имеют достаточно малые величины значения коэффициента теплопроводности.

Вернуться к оглавлению

Схема сравнения теплопроводности стен из газобетона и кирпича.

При проектировании и производстве строительных работ необходимо учитывать возможные пути теплопотерь:

30-40% потерь тепла приходится на поверхность стен;20-30% — через межэтажные перекрытия и крышу;около 20% потерь приходится на поверхность, занимаемую оконными и дверными проемами;приблизительно 10% тепла уходит из помещения через плохо утепленные полы.

Важным фактором при учете теплопроводности в строительстве является обеспечение надлежащей ветро- и пароизоляции.

В наибольшей степени это справедливо для пористых утеплителей. Т.е. при ограничении доступа влаги внутрь конструкций (как извне, так и снаружи) сопротивление теплопередачи будет выше. Утеплитель будет более эффективно работать, соответственно, потребуется меньшая толщина конструкций.

В идеале стены и перекрытия должны выполняться из теплоизоляционных материалов.

Однако они обладают низкой конструкционной прочностью, что ограничивает широту их применения. Возникает необходимость выполнять основные несущие конструкции из кирпича, дерева, пенобетонных блоков и т. п.

Здесь можно различить:

Сравнение теплопроводности соломобетонных блоков с другими материалами.

Каркасный вариант строительства — основной каркас, обеспечивающий пространственную жесткость, выполняется из деревянных досок или брусьев. Утеплитель укладывается в межстоечное пространство.

В некоторых случаях для достижения требуемых показателей по энергоэффективности осуществляется дополнительное утепление снаружи каркаса.Возведение стен дома из кирпича, пористых бетонных блоков, дерева — утепление осуществляется по наружной поверхности. Слой утеплителя компенсирует избыточную теплопроводность основного стенового материала. С другой стороны материал основной стены несет на себе нагрузки, компенсируя малую механическую прочность утеплителя.

Источники:

econet.ru
jsnip.ru
ostroymaterialah.ru

Таблица теплопроводности строительных материалов

Таблица теплопроводности строительных материалов необходима при проектировании защиты здания от теплопотерь согласно нормативам СНиП от 2003 года под номером 23-02. Этими мероприятиями обеспечивается снижение эксплуатационного бюджета, поддержание круглогодичного комфортного микроклимата внутри помещений. Для удобства пользователей все данные сведены в таблицы, даны параметры для нормальной эксплуатации, условий повышенной влажности, так как, некоторые материалы при увеличении этого параметра резко снижают свойства.

Теплопотери сквозь конструкционные материалы

Теплопроводность является одним из способов потерь тепла жилыми помещениями. Эта характеристика выражается количеством тепла, способным проникнуть сквозь единицу площади материала (1 м²) за секунду при стандартной толщине слоя (1 м). Физики объясняют выравнивание температур различных тел, объектов путем теплопроводности природным стремлением к термодинамическому равновесию всех материальных веществ.

Таким образом, каждый индивидуальный застройщик, отапливая помещение в зимний период, получает потери тепловой энергии, уходящей из жилища сквозь наружные стены, полы, окна, кровлю. Чтобы сократить расход энергоносителя для обогрева помещений, сохранив внутри них комфортный для эксплуатации микроклимат, необходимо рассчитать толщину всех ограждающих конструкций на этапе проектирования. Это позволит сократить бюджет строительства.

Таблица теплопроводности строительных материалов позволяет использовать точные коэффициенты для стеновых конструкционных материалов. Нормативы СНиП регламентируют сопротивление фасадов коттеджа передаче тепла холодному воздуху улицы в пределах 3,2 единиц. Перемножив эти значения, можно получить необходимую толщину стены, чтобы определиться с количеством материала.

Например, при выборе ячеистого бетона с коэффициентом 0,12 единиц достаточно кладки в один блок длиной 0,4 м. используя более дешевые блоки из этого же материала с коэффициентом 0,16 единиц, потребуется сделать стену толще – 0,52 м. Коэффициент теплопроводности сосны, ели составляет 0,18 единиц. Поэтому, для соблюдения условия сопротивления теплопередаче 3,2, потребуется 57 см брус, которого не существует в природе. При выборе кирпичной кладки с коэффициентом 0,81 единица толщина наружных стен грозит увеличением до 2,6 м, железобетонных конструкций – до 6,5 м.

На практике стены изготавливают многослойными, закладывая внутрь слой утеплителя или обшивая теплоизолятором наружную поверхность. У этих материалов коэффициент теплопроводности гораздо ниже, что позволяет уменьшить толщину многократно. Конструкционный материал обеспечивает прочность здания, теплоизолятор снижает теплопотери до приемлемого уровня. Современные облицовочные материалы, используемые на фасадах, внутренних стенах, так же обладают сопротивлением теплопотерям. Поэтому, в расчетах учитываются все слои будущих стен.

Вышеуказанные расчеты будут неточными если не учесть наличие в каждой стене коттеджа светопрозрачных конструкций. Таблица теплопроводности строительных материалов в нормативах СНиП обеспечивает легкий доступ к коэффициентам теплопроводности данных материалов.

Пример расчета толщины стены по теплопроводности

При выборе типового или индивидуального проекта застройщик получает комплект документации, необходимый для возведения стен. Силовые конструкции в обязательном порядке просчитаны на прочность с учетом ветровых, снеговых, эксплуатационных, конструкционных нагрузок. Толщина стен учитывает характеристики материала каждого слоя, поэтому, теплопотери гарантированно будут ниже допустимых норм СНиП. В этом случае заказчик может предъявить претензии организации, занимавшейся проектированием, при отсутствии необходимого эффекта в процессе эксплуатации жилища.

Однако, при строительстве дачи, садового домика многие владельцы предпочитают экономить на приобретении проектной документации. В этом случае расчеты толщины стен можно произвести самостоятельно. Специалисты не рекомендуют пользоваться сервисами на сайтах компаний, реализующих конструкционные материалы, утеплители. Многие из них завышают в калькуляторах значения коэффициентов теплопроводности стандартных материалов для представления собственной продукции в выгодном свете. Подобнее ошибки в расчетах чреваты для застройщика снижением комфортности внутренних помещений в холодный период.

Самостоятельный расчет не представляет сложностей, используется ограниченное количество формул, нормативных значений:

теплосопротивление стены – 3,5 либо больше этого числа (согласно СНиП), является суммой теплосопротивлений всех слоев, из которых состоит несущая стена
коэффициент теплопроводности строительных материалов – каждый производитель конструкционного материала, светопрозрачных конструкций, утеплителя указывает его в обязательном порядке, однако, лучше дополнительно свериться с таблицей в нормативах СНиП
теплосопротивление отдельного слоя стены – вычисляется путем умножения толщины слоя (м) на коэффициент теплопроводности материала

Например, чтобы привести толщину кирпичной стены в соответствие с нормативным теплосопротивлением, потребуется умножить коэффициент для этого материала, взятый из таблицы на нормативное теплосопротивление:

0,76 х 3,5 = 2,66 м

Подобная крепость излишне затратна для любого застройщика, поэтому, следует снизить толщину кладки до приемлемых 38 см, добавив утеплитель:

облицовка в полкирпича 12,5 см
внутренняя стена в кирпич 25 см

Теплосопротивление кирпичной кладки в этом случае составит 0,38/0,76 = 0,5 единиц. Вычитая из нормативного параметра полученный результат, получаем необходимое теплосопротивление слоя утеплителя:

3,5 – 0,5 = 3 единицы

При выборе базальтовой ваты с коэффициентом 0,039 единиц, получаем слой толщиной:

3 х 0,039 = 11,7 см

Отдав предпочтение экструдированному пенополистиролу с коэффициентом 0,037 единиц, снижаем слой утеплителя до:

3 х 0,037 = 11,1 см

На практике, можно выбрать 12 см для гарантированного запаса либо обойтись 10 см, учитывая наружные, внутренние облицовки стен, так же обладающие теплосопротивлением. Необходимый запас можно добрать без использования конструкционных материалов либо утеплителей, изменив конструкцию кладки. Замкнутые пространства воздушных прослоек внутри некоторых типов облегченных кладок так же обладают теплосопротивлением.

Их теплопроводность можно узнать из нижеприведенной таблицы, находящейся в СНиП.

Например, 10 см прослойка замкнутого контура обеспечивает теплоспопротивление 0,18 либо 0,15 единиц при отрицательных, положительных температурах, соответственно. Сантиметровый воздушный зазор добавляет несущей стене 0,15 или 0,13 единиц теплосопротивления (зимой, летом, соответственно).

Что такое «точка росы»

На завершающем этапе вычислений потребуется правильно расположить утеплитель, коробки оконных блоков в толще стен. Это необходимо для смещения точки росы наружу, в противном случае избавиться от влаги на стеклах, внутренних стенах с началом отопительного сезона не получится.

Точкой росы называют температурный барьер, при достижении которого из теплого воздуха в эксплуатируемом помещении, имеющим высокую относительную влажность, начинает конденсироваться вода. Для увеличения ресурса силовых конструкций точку росы необходимо вывести за наружную поверхность стены, чтобы кирпич. Древесина, бетон не разрушался под действием влаги.

Кроме того, смещение точки росы внутрь слоя утеплителя приведет к увеличению расхода энергоносителя для обогрева жилища уже на третий сезон эксплуатации. Тплоизолятор намокнет, снизится его теплосопротивление.

Неправильная установка оконных блоков приводит к аналогичной ситуации – откосы будут стабильно влажными всю зиму. Поэтому, нормативы СНиП рекомендуют смещение внутренней плоскости оконного блока:

заподлицо с внутренней стеной в срубах, кирпичных коттеджах с кладкой в 1,5 кирпича
отступ от наружной плоскости стены от 12,5 см при значительной толщине кладки

Выбор конструкционных, облицовочных, теплоизоляционных материалов должен осуществляться комплексно. Паропропускная способность отдельных слоев стены должна снижаться изнутри наружу. Принцип этого метода становится понятнее на простом примере:

если облицевать фасады коттеджа, выложенные из газобетонных блоков, керамическим кирпичом, клинкером без вентиляционного зазора
влажный воздух из помещений свободно преодолеет материал стены, будет остановлен облицовкой
блоки начнут разрушаться в агрессивной среде, снизится ресурс здания

Кроме того, замерзающая нутрии блоков вода будет расширяться, дополнительно разрушая кладку, ослабляя силовой каркас коттеджа. Проблема решается заменой керамики на сайдинг, деревянные облицовки либо созданием вентиляционного зазора, через который влага сможет отводиться воздушными массами.

Присоединяйтесь к обсуждению!

Нам было бы интересно узнать вашу точку зрения, оставьте свое мнение в комментариях 😼

Коэффициент теплопроводности строительных материалов — таблица и сравнение

Автор admin На чтение 3 мин. Просмотров 68 Обновлено 27 октября, 2015

Что такое теплопроводность

В качестве примера рассмотрим обыкновенную кирпичную стену.

Для каждого материала существует свой определенный показатель этой величины.

При строительстве принято следующее разделение материалов, которые выполняют определенную функцию:

Возведение основного каркаса зданий – стен, перегородок и т.д. Для этого применяются бетон, кирпич, газобетон и т.д.

Утеплители. К ним относятся минеральная вата, пенопласт, пенополистирол и любой другой материал с низким коэффициентом теплопроводности.

Именно они обеспечивают должную защиту дома от быстрой потери тепловой энергии.

Эта величина является отношением толщины материала к его коэффициенту теплопроводности.

В качестве примера можно рассчитать минимальную толщину стен для Самары при следующих условиях:

Основной материал изготовления – кирпич силикатный, кладка толщиной 360 мм, λ=0,7

Для него значение Rр=0,36/0,7=0,51. Следовательно, необходимо добавить изолирующий материал до требуемой величины:

R=Rоп-Rр=3,55-0,51=3,04

Внешнее утепление будет состоять из слоя минеральной ваты 100 мм и пенопласта толщиной 50 мм:

R=(0,2/0,048)+(0,05/0,047)= 2,08+1,06=3,14

Таблица теплопроводности стен —

Рассчет теплопроводности стен: таблица теплосопротивления материалов

Во многих случаях при выборе материала для строительства дома мы не вникаем, каково теплосопротивление строительных материалов, а полагаемся на «народные» методики. Самые популярные из них: «как у соседа», «как раньше», «смотри, какой толстый слой», и – венец искусства – «вроде, должно быть нормально». Что ж, ваш дом – вам и решать, какому методу отдать предпочтение. Но чтобы точно ответить на вопрос, достаточно ли тепло будет в вашем доме зимой (и достаточно ли прохладно в летний зной), нужно знать теплосопротивление стены. Откуда его можно узнать, как считать теплопроводность стены и как это поможет при ответе на ваш вопрос? Давайте разберемся по порядку.

Итак, немного теории, чтобы определиться с терминами и понять, как рассчитать теплосопротивление стены.

Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной. Такой вид теплопередачи, обусловленный тепловыми движениями и столкновениями молекул, называется теплопроводностью.
Итак, теплопроводность – это количественная оценка способности конкретного вещества проводить тепло.
Теплосопротивление – величина обратная теплопроводности. (Хорошо проводит тепло – значит, слабо теплу сопротивляется. Следовательно, обладает высокой теплопроводностью и низким теплосопротивлением).
То есть, при строительстве лучше использовать материалы с низкой теплопроводностью (высоким теплосопротивлением) для лучшего сохранения тепла.

Как рассчитать теплопроводность стены?

Чтобы рассчитать теплосопротивление слоя нужно его толщину в метрах разделить на коэффициент теплосопротивления материалов, из которых он выполнен.
Как рассчитать коэффициент теплопроводности? Эти расчеты делаются в лабораторных условиях. Тем не менее, узнать его несложно: нормальный производитель всегда предоставляет эти данные, указан он и в СНиПе в разделе «Строительная теплотехника», правда, там представлены не все современные материалы. Если вы хотите знать теплосопротивление материалов, таблица с некоторыми из них представлена на данной странице.

Как пользоваться коэффициентом теплопроводности? В СНИПе указано два режима эксплуатации А и Б. Режим А подходит для сухих помещений (влажность меньше 50%) и для районов, удаленных от морских берегов. Для московского региона, например, подходит режим А. Таким образом, теплосопротивление стен по регионам может отличаться.

Теплосопротивление слоя =	толщина слоя (м)
	Коэффициент теплопроводности материала ( )

Теплосопротивление многослойной конструкции считается как сумма теплосопротивлений каждого слоя. (В случае с одним слоем все просто – его теплосопротивление и будет теплосопротивлением всей конструкции.)

Теплосопротивление конструкции = теплососпротивление слоя 1 + теплосоротивление слоя 2 + и т.д.

Единицы измерения теплосопротивления —

Рассмотрим, как рассчитать толщину стены по теплопроводности на конкретных примерах.

Пример 1

Стена толщиной в полтора кирпича, или, если перевести в международную систему измерения, 0,37 метра (37 сантиметров). Как посчитать теплопроводность стены?

Все, кто имел опыт работы с кирпичом, знают, что кирпич может быть разным. И коэффициент теплопроводности кирпичной кладки, соответственно, тоже разный. Кроме того, теплопроводность кирпичной стены на обычном цементно-песчаном растворе будет ниже, чем коэффициент отдельного кирпича. Как посчитать коэффициент теплопроводности стены в таком случае? Для расчетов будет правильно использовать именно значение для кладки.

Вид кирпича	Коэффициент теплопро- водности*,	Кирпичная кладка на цементно-песчаном растворе, плотность 1800 кг/м³*	Теплосопроти- вление стены толщи- ной 0,37 м,
Красный глиняный (плотность 1800 кг/м³)	0,56	0,70	0,53
Силикатный, белый	0,70	0,85	0,44
Керамический пустотелый (плотность 1400 кг/м³)	0,41	0,49	0,76
Керамический пустотелый (плотность 1000 кг/м³)	0,31	0,35	1,06

(*из межгосударственного стандарта ГОСТ 530-2007)

Итак, мы убедились, что не все кирпичи одинаковы. И теплопроводность кирпичной кладки в зависимости от вида кирпича может отличаться в 2 раза. Ваш дом из какого кирпича? А мы рассмотрим самый лучший результат (плотность кирпичной кладки полтора керамических пустотелых кирпича). В данном случае теплосопротивление кирпича 1,06 . Запомним результат и перейдем к следующему примеру.

Пример 2

Допустим, мы хотим построить дачный домик из бруса сечением 15 см. Снаружи и изнутри отделаем вагонкой. Что получим? Коэффициент теплосопротивления дерева поперек волокон (данные из СНиПов) составляет 0,14 . Теперь делаем расчет теплосопротивления стены: толщину материала разделим на коэффициент теплопроводности.

Для бруса (это 0,15 м дерева) теплосопротивление составит (0,15/0,14) 1,07 .

Для вагонки (толщина 20 мм или 0,02 м) – 0,143 . Да, вагонка с двух сторон, значит 0.143 х 2 = 0,286 . Справедливости ради заметим, что на практике теплосопротивлением вагонки чаще всего пренебрегают, так как на стыках она имеет еще меньшую толщину, следовательно, меньшее теплосопротивление материала.

Запомним общее расчетное теплосопротивление стены из 15-исантиметрового бруса, обшитого изнутри и снаружи вагонкой, –
1,356 .

Чтобы не было необходимости делать расчёт теплосопротивления стены для каждого материала, в приведенной здесь таблице мы собрали данные по теплосопротивлению материалов, часто используемых при строительстве домов.

Таблица теплосопротивления материалов

Материал	Толщина материала (мм)	Расчетное теплосо- противлениеа (м² * °С / Вт)
Брус	100	0,71
Брус	150	1,07
Кладка из красного кирпича (плотность 1800 кг/м³)	380 (полтора кирпича)	0,53
Кладка из белого силикатного кирпича	380 (полтора кирпича)	0,44
Кладка из керамического пустотелого кирпича (плотность 1400 кг/м³)	380 (полтора кирпича)	0,76
Кладка из керамического пустотелого кирпича (плотность 1000 кг/м³)	380 (полтора кирпича)	1,06
Кладка из красного кирпича (плотность 1800 кг/м³)	510 (два кирпича)	0,72
Кладка из белого силикатного кирпича	510 (два кирпича)	0,6
Кладка из керамического пустотелого кирпича (плотность 1400 кг/м³)	510 (два кирпича)	1,04
Кладка из керамического пустотелого кирпича (плотность 1000 кг/м³)	510 (два кирпича)	1,46
Кладка на клей из газо- пенобетонных блоков (плотность 400 кг/м³)	200	1,11
Кладка на клей из газо- пенобетонных блоков (плотность 600 кг/м³)	200	0,69
Кладка на клей керамзитобетонных блоков на керамзитовом песке и керамзитобетоне (плотность 800 кг/м³)	200	0,65
Теплоизоляционные материалы
Плиты из каменной ваты ROCKWOOL ФАСАД БАТТС	50	1,25
Ветрозащитные плиты Изоплат	25	0,45
Теплозащитные плиты Изоплат	12	0,27

Снова обратимся к СНиПам: теплосопротивление наружной стены, например, в Московской области должно быть не меньше 3 . Помните цифры, которые мы получили? В Российской Федерации нет районов, для которых эта величина составляла хотя бы 1,5 (не говоря уже о значениях еще ниже). Для сравнения приведем такие данные: в Германии эта норма определена не менее 3,4 , в Финляндии — не менее 5 (это, разумеется, уже не по нашим СНиПам, а по их регламентирующим документам).

Эти требования — для домов постоянного проживания. Если дом (как написано в СНиПах) предназначен для сезонного проживания, либо отапливается менее 5 дней в неделю, эти требования на него не распространяются.
Итак мы можем сделать вывод, что в домах со стенами в 1,5 кирпича, либо из бруса в 15 см проживать постоянно… нежелательно. Но ведь живем же! Да, только цена отопления 1 м³ из года в год становится все выше. Со временем все домовладельцы перейдут к эффективному утеплению домов — экономические соображения заставят заранее рассчитать теплопроводность стены и выбрать наилучшее техническое решение.

Расчет теплопроводности стены

Чтобы определить, какой толщины возводить стену при постройке дома, нужно научиться рассчитать теплопроводность стен. Этот показатель зависит от используемых строительных материалов, климатических условий.

Нормы толщины стен в южных и северных регионах будут различаться. Если не сделать расчет до начала строительства, то может оказаться так, что в доме зимой будет холодно и сыро, а летом слишком влажно.

Чтобы этого избежать, нужно высчитать коэффициент сопротивления теплопередачи материала для постройки стен и утеплителя.

Для чего нужен расчет

Чтобы сэкономить на отоплении и способствовать созданию здорового микроклимата в помещении, нужно правильно рассчитать толщину стен и утеплительных материалов, которые будем использовать при строительстве. По закону физики, когда на улице холодно, а в помещении тепло, то через стену и кровлю тепловая энергия выходит наружу.

Если неправильно рассчитать толщину стен, сделать их слишком тонкими и не утеплить, это приведет к негативным последствиям:

зимой стены будут промерзать;
на обогрев помещения будут затрачиваться значительные средства;
сместиться точка росы, что приведет к образованию конденсата и влажности в помещении, заведется плесень;
летом в доме будет так же жарко, как и под палящим солнцем.

Чтобы избежать этих неприятностей, нужно перед началом строительства просчитать показатели теплопроводности материала и определиться, какой толщины возводить стену, и каким теплосберегающим материалом ее утеплять.

От чего зависит теплопроводность

Проводимость тепла рассчитывают исходя из количества тепловой энергии, проходящей через материал площадью 1 кв. м. и толщиной 1 м при разнице температур внутри и снаружи в один градус. Испытания проводят в течение 1 часа.

Проводимость тепловой энергии зависит от:

физических свойств и состава вещества;
химического состава;
условий эксплуатации.

Теплосберегающими считаются материалы с показателем менее 17 ВТ/ (м·°С).

Выполняем расчеты

Расчет толщины стен по теплопроводности является важным фактором в строительстве. При проектировании зданий архитектор рассчитывает толщину стен, но это стоит дополнительных денег. Чтобы сэкономить, можно разобраться, как рассчитать нужные показатели самостоятельно.

Скорость передачи тепла материалом зависит от компонентов, входящих в его состав. Сопротивление передачи тепла должно быть больше минимального значения, указанного в нормативном документе «Тепловая изоляция зданий».

Рассмотрим, как рассчитать толщину стены в зависимости от применяемых в строительстве материалов.

δ это толщина материала, используемого для строительства стены;

λ показатель удельной теплопроводности, рассчитывается в (м2·°С/Вт).

Когда приобретаете стройматериалы, в паспорте на них обязательно должен быть указан коэффициент теплопроводности.

Значения параметров для жилых домов указаны в СНиП II-3-79 и СНиП 23-02-2003.

Допустимые значения в зависимости от региона

Минимально допустимое значение проводимости тепла для различных регионов указано в таблице:

№	Показатель теплопроводности	Регион
1	2 м2•°С/Вт	Крым
2	2,1 м2•°С/Вт	Сочи
3	2,75 м2•°С/Вт	Ростов—на—Дону
4	3,14 м2•°С/Вт	Москва
5	3,18 м2•°С/Вт	Санкт—Петербург

У каждого материала есть свой показатель проводимости тепла. Чем он выше, тем больше тепла пропускает через себя этот материал.

Показатели теплопередачи для различных материалов

Величины проводимости тепла материалами и их плотность указаны в таблице:

Материал	Величина теплопроводности	Плотность
Бетонные	1,28—1,51	2300—2400
Древесина дуба	0,23—0,1	700
Хвойная древесина	0,10—0,18	500
Железобетонные плиты	1,69	2500
Кирпич с пустотами керамический	0,41—0,35	1200—1600

Теплопроводность строительных материалов зависит от их плотности и влажности. Одни и те же материалы, изготовленные разными производителями, могут отличаться по свойствам, поэтому коэффициент нужно смотреть в инструкции к ним.

Расчет многослойной конструкции

Если стену будем строить из различных материалов, допустим, кирпич, минеральная вата, штукатурка, рассчитывать величины следует для каждого отдельного материала. Зачем полученные числа суммировать.

В этом случае стоит работать по формуле:

Rобщ= R1+ R2+…+ Rn+ Ra, где:

R1-Rn- термическое сопротивление слоев разных материалов;

Ra.l– термосопротивление закрытой воздушной прослойки. Величины можно узнать в таблице 7 п. 9 в СП 23-101-2004. Прослойка воздуха не всегда предусмотрена при постройке стен. Подробнее о расчетах смотрите в этом видео:

На основании этих подсчетов можно сделать вывод о том, можно ли применять выбранные стройматериалы, и какой они должны быть толщины.

Последовательность действий

Первым делом, нужно выбрать строительные материалы, которые будете использовать для постройки дома. После этого рассчитываем термическое сопротивление стены по описанной выше схеме. Полученные величины следует сравнивать с данными таблиц. Если они совпадают или оказываются выше, хорошо.

Если величина ниже, чем в таблице, тогда нужно увеличить толщину утеплителя или стены, и снова выполнить подсчет. Если в конструкции присутствует воздушная прослойка, которая вентилируется наружным воздухом, тогда в учет не следует брать слои, находящиеся между воздушной камерой и улицей.

Как выполнить подсчеты на онлайн калькуляторе

Чтобы получить нужные величины, стоит ввести в онлайн калькулятор регион, в котором будет эксплуатироваться постройка, выбранный материал и предполагаемую толщину стен.

В сервис занесены сведения по каждой отдельной климатической зоне:

t воздуха;
средняя температура в отопительный сезон;
длительность отопительного сезона;
влажность воздуха.

Температура и влажность внутри помещения — одинаковы для каждого региона

Сведения, одинаковые для всех регионов:

температура и влажность воздуха внутри помещения;
коэффициенты теплоотдачи внутренних, наружных поверхностей;
перепад температур.

Чтобы дом был теплым, и в нем сохранялся здоровый микроклимат, при выполнении строительных работ нужно обязательно выполнять расчет теплопроводности материалов стены. Это несложно сделать самостоятельно или воспользовавшись онлайн калькулятором в интернете. Подробнее о том, как пользоваться калькулятором, смотрите в этом видео:

Для гарантировано точного определения толщины стен можно обратиться в строительную компанию. Ее специалисты выполнят все необходимые расчеты согласно требованиям нормативных документов.

Теплопроводность строительных материалов: таблица коэффициентов

Время чтения: 6 минут Нет времени?

Отправим материал вам на e-mail

Любые строительные работы начинаются с создания проекта. При этом планируется как расположение комнат в здании, так и рассчитываются главные теплотехнические показатели. От данных значений зависит, насколько будущая постройка будет теплой, долговечной и экономичной. Позволит определить теплопроводность строительных материалов – таблица, в которой отображены основные коэффициенты. Правильные расчеты являются гарантией удачного строительства и создания благоприятного микроклимата в помещении.

Чтобы дом был теплым без утеплителя потребуется определенная толщина стен, которая отличается в зависимости от вида материала

Теплопроводность: понятие и теория

Теплопроводность представляет собой процесс перемещения тепловой энергии от прогретых частей к холодным. Обменные процессы происходят до полного равновесия температурного значения.

Комфортный микроклимат в доме зависит от качественной теплоизоляции всех поверхностей

Процесс теплопередачи характеризуется промежутком времени, в течение которого выравниваются температурные значения. Чем больше времени проходит, тем ниже теплопроводность строительных материалов, свойства которых отображает таблица. Для определения данного показателя применяется такое понятие как коэффициент теплопроводности. Он определяет, какое количество тепловой энергии проходит через единицу площади определенной поверхности. Чем данный показатель больше, тем с большей скоростью будет остывать здание. Таблица теплопроводности нужна при проектировании защиты постройки от теплопотерь. При этом можно снизить эксплуатационный бюджет.

Потери тепла на разных участках постройки будут отличаться

Полезный совет! При постройке домов стоит использовать сырье с минимальной проводимостью тепла.

От чего зависит величина теплопроводности?

От множества факторов зависит значение теплопроводности строительных материалов. Таблица коэффициентов, представленная в нашем обзоре, это наглядно показывает.

Наглядный пример демонстрирует свойство теплопроводности

На данный показатель оказывают влияние следующие параметры:

более высокая плотность способствует прочному взаимодействию частиц друг с другом. При этом уравновешивание температур производится более быстро. Чем плотнее материал, тем лучше пропускается тепло;
пористость сырья свидетельствует о его неоднородности. При перемещении тепловой энергии через подобную структуру охлаждение будет небольшим. Внутри гранул находится только воздух, который обладает минимальным количеством коэффициента. Если поры маленькие, то при этом затрудняется передача тепла. Но повышается значение теплопроводность;
при повышенной влажности и промокании стен здания показатель прохождения тепла будет выше.

Чем ниже показатель теплопроводности строительного сырья, тем уютнее и теплее в помещении

Использование значений теплопроводности на практике

Материалы, используемые в строительстве, могут быть конструкционными и теплоизолирующими.

Существует огромное количество материалов с теплоизолирующими свойствами

Самое большое значение теплопроводности у конструкционных материалов, которые используются при возведении перекрытий, стен и потолков. Если не использовать сырье с теплоизолирующими свойствами, то для сохранения тепла потребуется монтаж толстого слоя утеплителя для возведения стен.

Часто для утепления строений используются более простые материалы

Поэтому при возведении постройки стоит использовать дополнительные материалы. При этом значение имеет теплопроводность строительных материалов, таблица показывает все значения.

В некоторых случаях более эффективным считается утепление снаружи

Полезная информация! Для построек из древесины и пенобетона не обязательно использовать дополнительное утепление. Даже применяя низкопроводной материал, толщина сооружения не должна быть менее 50 см.

Особенности теплопроводности готового строения

Планируя проект будущего дома, нужно обязательно учесть возможные потери тепловой энергии. Большая часть тепла уходит через двери, окна, стены, крышу и полы.

В многоквартирных домах потери тепла будут отличаться по сравнению с частным строением

Если не выполнять расчеты по теплосбережению дома, то в помещении будет прохладно. Рекомендуется постройки из кирпича, бетона и камня дополнительно утеплять.

Утепление построек из бетона или камня повышает комфортные условия внутри здания

Полезный совет! Перед тем как утеплять жилище, необходимо продумать качественную гидроизоляцию. При этом даже повышенная влажность не повлияет на особенности теплоизоляции в помещении.

Разновидности утепления конструкций

Теплое здание получится при оптимальном сочетании конструкции из прочных материалов и качественного теплоизолирующего слоя. К подобным сооружениям можно отнести следующие:

при возведении каркасной постройки, используемая древесина обеспечивает жесткость здания. Утеплитель прокладывается между стойками. В некоторых случаях применяется утепление снаружи здания;

Монтажные работы по утеплению каркасного сооружения требуют использования дополнительных конструктивных элементов

здание из стандартных материалов: шлакоблоков или кирпича. При этом утепление часто проводится по наружной стороне.

Особенности монтажа теплоизолирующего материала с внутренней стороны

Как определить коэффициенты теплопроводности строительных материалов: таблица

Помогает определить коэффициент теплопроводности строительных материалов – таблица. В ней собраны все значения самых распространенных материалов. Используя подобные данные, можно рассчитать толщину стен и используемый утеплитель. Таблица значений теплопроводности:

Необходимые коэффициенты для самых различных материалов

Чтобы определить величину теплопроводности используются специальные ГОСТы. Значение данного показателя отличается в зависимости от вида бетона. Если материал имеет показатель 1,75, то пористый состав обладает значением 1,4. Если раствор выполнен с применением каменного щебня, то его значение 1,3.

Технические характеристики утеплителей для бетонных полов

О значении теплопроводности можно судить по сравнительным характеристикам

Полезные рекомендации

Потери через потолочные конструкции значительны для проживающих на последних этажах. К слабым участкам относится пространство между перекрытиями и стеной. Подобные участки считаются мостиками холода. Если над квартирой присутствует технический этаж, то при этом потери тепловой энергии меньше.

Выполняя утепление потолка на веранде или террасе, можно использовать более легкие стройматериалы

Утепление потолочного перекрытия на верхнем этаже производится снаружи. Также потолок можно утеплить внутри квартиры. Для этого применяется пенополистирол или теплоизоляционные плиты.

При утеплении потолка, стоит подобрать материал для пароизоляции и для гидроизоляции

Прежде чем утеплять любые поверхности, стоит узнать теплопроводность строительных материалов, таблица СНиПа поможет в этом. Утеплять напольное покрытие не так сложно как другие поверхности. В качестве утепляющих материалов применяются такие материалы как керамзит, стекловата ил пенополистирол.

Создание теплого пола требует особых знаний. Важно учитывать высоту и толщину материалов

Чтобы качественно утеплить квартиру на последних этажах, можно полноценно использовать возможности центрального отопления. При этом важно повысить отдачу тепло от радиаторов. Для этого стоит воспользоваться следующими советами:

если какая-то часть батарей холодная, то требуется спустить воздух. При этом открывается специальный клапан;
чтобы тепло проникало внутрь дома, на не обогревало стены, рекомендуется установить защитный экран с покрытием из фольги;
для свободной циркуляции подогретого воздуха не стоит радиаторы загромождать мебелью или шторами;
если снять декоративный экран, то теплоотдача увеличиться на 25 %.

Выбор качественных радиаторов позволяет лучше сберечь тепло в помещении

Тепловые потери через входные двери могут составлять до 10 %. При этом значительное количество тепла тратится на воздушные массы, которые поступают снаружи. Для устранения сквозняков надо переустановить изношенные уплотнители и щели, которые могут появиться между стеной и коробом. В данном случае дверное полотно можно обить, а щели заполнить с помощью монтажной пены.

Выбор утеплителя зависит от материала самой двери

Одним из основных источников теплопотерь являются окна. Если рамы старые, то появляются сквозняки. Через оконные проемы теряется около 35% тепловой энергии. Для качественного утепления применяются двухкамерные стеклопакеты. К другим способам относится утепление щелей монтажной пеной, оклейка мест стыков с рамой специальным уплотнителем и нанесение силиконового герметика. Правильное и комплексное утепление является гарантией комфортного и теплого дома, в котором не появиться плесень, сквозняки и холодный пол.

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

Теплопроводность строительных материалов, их плотность и теплоемкость

Приведена обширная таблица теплопроводности строительных материалов, а также плотность и удельная теплоемкость материалов в сухом состоянии при атмосферном давлении и температуре 20…50°С (если не указана другая температура). Значения даны для более 400 материалов!

Следует обратить внимание на величину теплопроводности строительных материалов в таблице, поскольку эта характеристика, наряду с их плотностью, является наиболее важной. Особенно теплопроводность важна для строительных материалов, применяемых в качестве теплоизоляции при утеплении строительных конструкций.

Теплопроводность строительных материалов существенно зависит от их пористости и плотности. Чем меньше плотность, тем ниже теплопроводность материала, поэтому низкая теплопроводность свойственна пористым и легким материалам (значения плотности строительных материалов, металлов и сплавов, продуктов и других веществ вы также сможете найти в подробной таблице плотности).

Например, в нашей таблице теплопроводности материалов и утеплителей можно выделить следующие строительные материалы с низким показателем коэффициента теплопроводности — это аэрогель (от 0,014 Вт/(м·град)), стекловата, пенополистирол пеноплэкс и вспененный каучук (от 0,03 Вт/(м·град)), теплоизоляция МБОР (от 0,038 Вт/(м·град)), газобетон и пенобетон (от 0,08 Вт/(м·град)).

Простые правила тёплой стены | ДОМ ИДЕЙ

Желаемое и возможное тепло

В общем случае применяют внешнее утепление. Внутреннее не только менее эффективно, но и противопоказано для дома круглогодичного проживания. Вопрос выбора утеплителя также сложен и неоднозначен.

В России в настоящее время используется поэлементное нормирование сопротивления теплопередаче, то есть для каждого элемента наружных ограждающих конструкций нормами задаётся минимально допустимое значение: для стен, окон, крыш и перекрытий.

В Европейских странах и Америке принят немного другой подход к экономии тепла, по удельным теплопотерям. Его смысл в том, что выбор вида ограждающих конструкций увязан с требуемым значением удельной потребности в тепловой энергии на отопление здания. Попросту говоря, нормируются затраты на отопление одного квадратного метра дома. А каким способом будет достигнута эта величина, остаётся на усмотрении застройщика. Именно поэтому, а ещё за счёт более высоких среднегодовых температур, в этих странах в моде большие площади остекления.

Однако нужно учесть, что при полном остеклении фасадов применяются специальные конструкции стен с редкими для нас системами отопления. Между наружной и внутренней стеклянной оболочкой подаётся тёплый воздух – в таком варианте и в их климате это успешно работает. Однако, в наших условиях, потери тепла непременно серьёзно возрастают и комфорт проживания в доме со стеклянными стенами довольно сомнителен. Ведь таких оконных конструкций, которые имели хотя бы приближенную к обычным стенам теплозащиту, пока не придумано.

Расчёт теплового сопротивления стен

Чтобы предельно точно, коэффициент теплопроводности показывает количество тепла, проходящее за 1 час через 1 м² поверхности испытуемого материала толщиной в 1 м при разнице температур поверхностей этого материала равных 1°С. Как видим, реальная толщина материала не влияет на коэффициент теплопроводности. Однако эта толщина учитывается так называемым коэффициентом теплопередачи.

Принцип расчёта следующий: исходя из климатических условий региона нормируется величина значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций R. Для климатических условий Челябинска R(м2°С/Вт) равен: для наружных стен 3,42; для чердачных перекрытий и перекрытий над неотапливаемым подвалом 4,5; для кровли 5,09. Единственное, что следует отметить, так это то, что подобные параметры в реальных условиях практически не выполняются. Так что есть, к чему стремиться.

Расчёт однослойных конструкций не представляет сложностей. Однако поскольку сегодня большинство ограждающих конструкций многослойные, требуется учесть сопротивление теплопередаче всех слоёв. Для этого требуется знать толщину и коэффициент теплопроводности каждого составляющего материала. А затем просуммировать все вычисленные значения. Можно не учитывать слои внутренней и наружной штукатурок, так как доказано, что тонкие слои материала с высоким коэффициентом теплопроводности на тепловое сопротивление конструкций заметного влияния не оказывают.

Таблица термического сопротивления часто встречающихся материалов стен

Материал и коэф-т теплопроводности λ	Толщина стены, мм	R стены
Кирпич керамический полнотелый, λ=0,56	510 (в 2 кирпича)	0,85
	250 (в 1 кирпич)	0,42
	120 (в 1/2 кирпича)	0,21
Кирпич керамический пустотелый 1000 кг/м3, λ=0,4	640 (в 2,5 кирпича)	1,6
	510 (в 2 кирпича)	1,28
	380 (в 1,5 кирпича)	0,95
Кирпич силикатный, λ=0,7	640 (в 2,5 кирпича)	0,91
	510 (в 2 кирпича)	0,73
	380 (в 1,5 кирпича)	0,54
Пеноблок и газоблок 1000 кг/м3, λ=0,37	600	1,62
	400	1,08
	200	0,54
Пеноблок и газоблок 700 кг/м3, λ=0,3	600	2,0
	400	1,33
	200	0,67
Крупноформатный керамический блок, λ=0,2	380	1,9
	250	1,25
Арболит (цементно-стружечный блок), λ=0,3	600	2,0
	400	1,33
Железобетон, λ=1,7	600	0,35
	400	0,24
Сосна поперёк волокон, λ=0,1	200	2,0
	150	1,5
	100	1,0

Таблица термического сопротивления часто встречающихся утеплителей

Теплоизоляционный материал	Толщина слоя, мм	R утеплителя
Плита минераловатная плотностью 50 кг/м3, λ=0,04	100	2,5
	50	1,25
Плита минераловатная плотностью 100 кг/м3, λ=0,056	100	1,79
	50	0,89
Пенополистирол (пенопласт) плотностью 40 кг/м3, λ=0,038	100	2,63
	50	1,32
	30	0,79
Экструзионный пенополистирол плотностью 45 кг/м3, λ=0,033	50	1,52
	40	1,21
	20	0,61
Пенополиуретан напыляемый плотностью 40 кг/м3, λ=0,03	100	3.33
	50	1,67
Эковата, λ=0,04	100	2,5
	50	1,25

Как видно из приведённой таблицы, ни одна однослойная стена разумной толщины даже близко не подходит к действующим сегодня необходимым требованиям по теплопотерям стен. Для их соблюдения необходимо применение утеплителя.

На теплопроводность материалов стен и утеплителей сильно влияет такое явление, как влажность. Вода имеет довольно высокий коэффициент теплопроводности и, когда замещает собой воздух в порах материала, ухудшает его теплопроводность. К примеру, при намокании минераловатного утеплителя всего на 5%, его теплоизоляционные свойства снижаются вдвое.

С влажностью связан ещё один аспект, важный для жизни и строительства. Дело в том, что испарение жидкости требует в несколько раз больше тепла, чем доведение этой же жидкости до точки кипения. На практике мокрая стена в процессе высыхания отбирает у дома поистине огромное количество тепла, а ветер ещё и ускоряет этот процесс. В пересчёте на деньги сырость может «вылиться» владельцу дома в весьма существенные добавочные расходы на отопление.

Быстрая оценка теплосберегающих возможностей дома

В любом случае, крайне желательно иметь общие представления о возможностях и последствиях разных способов размещения утеплителей. Используя таблицу можно легко рассчитать вид и толщину слоя утеплителя. Важно учесть, что данный метод предназначен лишь для быстрой оценки потребности и определения количества утеплителя, но не более того.

Допустим, имеется стена из рядового пустотелого кирпича толщиной 51 см (в 2 кирпича). Величина термического сопротивления такой кирпичной стены составит R=1,28. Для обеспечения требуемого показателя (3,42) необходимо подобрать утеплитель с сопротивлением его слоя R=3,42-1,28=2,14.

Близкие к этому параметры теплового сопротивления имеют: слой минеральной вата или пенопласта толщиной порядка 8 см или экструдированный пенополистирол толщиной 7 см. Что конкретно выбрать, зависит от домовладельца. По таблице также можно выяснить, что общепринятая конструкция стены, включающая 600 мм ячеистого блока и облицовку в полкирпича, современным требованиям теплосбережения не соответствует.

Всё вышесказанное абсолютно не означает, что обитатели недостаточно (по нормативам) утеплённого дома зимой непременно начнут замерзать. При условии, что показатели теплосбережения стен и других ограждающих конструкций выше средних, в существующих реалиях пока ещё проще увеличить мощность системы отопления. Однако, если цена топлива в ближайшей перспективе будет приближаться к европейскому уровню (а всё говорит именно об этом), простая арифметика покажет, что выгоднее, всё-таки, утепляться.

Начало: Тепловые потери типичного дома

Толщина наружных стен дома с примером расчета на газобетоне

Методический материал для самостоятельного расчета толщины стен дома с примерами и теоретической частью.

Часть 1. Сопротивление теплопередаче – первичный критерий определения толщины стены

Чтобы определится с толщиной стены, которая необходима для соответствия нормам энергоэффективности, рассчитывают сопротивление теплопередаче проектируемой конструкции, согласно раздела 9 «Методика проектирования тепловой защиты зданий» СП 23-101-2004.

Сопротивление теплопередаче – это свойство материала, которое показывает, насколько способен удерживать тепло данный материал. Это удельная величина, которая показывает насколько медленно теряется тепло в ваттах при прохождении теплового потока через единичный объем при перепаде температур на стенках в 1°С. Чем выше значение данного коэффициента – тем «теплее» материал.

Все стены (несветопрозрачные ограждающие конструкции) считаются на термоспротивление по формуле:

R=δ/λ (м²·°С/Вт), где:

δ – толщина материала, м;

λ — удельная теплопроводность, Вт/(м ·°С) (можно взять из паспортных данных материала либо из таблиц).

Полученную величину R_общсравнивают с табличным значением в СП 23-101-2004.

Чтобы ориентироваться на нормативный документ необходимо выполнить расчет количества тепла, необходимого для обогрева здания. Он выполняется по СП 23-101-2004, получаемая величина «градусо·сутки». Правила рекомендуют следующие соотношения.

Таблица 1. Уровни теплозащиты рекомендуемых ограждающих конструкций наружных стен

Материал стены		Сопротивление теплопередаче (м²·°С/Вт) / область применения (°С·сут)
конструкционный	теплоизоляционный	Двухслойные с наружной теплоизоляцией	Трехслойные с изоляцией в середине	С невентили- руемой атмосферной прослойкой	С вентилируемой атмосферной прослойкой
Кирпичная кладка	Пенополистирол	5,2/10850	4,3/8300	4,5/8850	4,15/7850
Кирпичная кладка	Минеральная вата	4,7/9430	3,9/7150	4,1/7700	3,75/6700
Керамзитобетон (гибкие связи, шпонки)	Пенополистирол	5,2/10850	4,0/7300	4,2/8000	3,85/7000
Керамзитобетон (гибкие связи, шпонки)	Минеральная вата	4,7/9430	3,6/6300	3,8/6850	3,45/5850
Блоки из ячеистого бетона с кирпичной облицовкой	Ячеистый бетон	2,4/2850	—	2,6/3430	2,25/2430
Примечание. В числителе (перед чертой) – ориентировочные значения приведенного сопротивления теплопередаче наружной стены, в знаменателе (за чертой) — предельные значения градусо-суток отопительного периода, при которых может быть применена данная конструкция стены.

Полученные результаты необходимо сверить с нормами п. 5. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Также следует учитывать климатические условия зоны, где возводится здание: для разных регионов разные требования из-за разных температурных и влажностных режимов. Т.е. толщина стены из газоблока не должна быть одинаковой для приморского района, средней полосы России и крайнего севера. В первом случае необходимо будет скорректировать теплопроводность с учетом влажности (в большую сторону: повышенная влажность снижает термосопротивление), во втором – можно оставить «как есть», в третьем – обязательно учитывать, что теплопроводность материала вырастет из-за большего перепада температур.

Часть 2. Коэффициент теплопроводности материалов стен

Коэффициент теплопроводности материалов стен – эта величина, которая показывает удельную теплопроводность материала стены, т.е. сколько теряется тепла при прохождении теплового потока через условный единичный объем с разницей температур на его противоположных поверхностях в 1°С. Чем ниже значение коэффициента теплопроводности стен – тем здание получится теплее, чем выше значение – тем больше придется заложить мощности в систему отопления.

По сути, это величина обратная термическому сопротивлению, рассмотренному в части 1 настоящей статьи. Но это касается только удельных величин для идеальных условий. На реальный коэффициент теплопроводности для конкретного материала влияет ряд условий: перепад температур на стенках материала, внутренняя неоднородная структура, уровень влажности (который увеличивает уровень плотности материала, и, соответственно, повышает его теплопроводность) и многие другие факторы. Как правило, табличную теплопроводность необходимо уменьшать минимум на 24% для получения оптимальной конструкции для умеренных климатических зон.

Часть 3. Минимально допустимое значение сопротивления стен для различных климатических зон.

Минимально допустимое термосопротивление рассчитывается для анализа теплотехнических свойств проектируемой стены для различных климатических зон. Это нормируемая (базовая) величина, которая показывает, каким должно быть термосопротивление стены в зависимости от региона. Сначала вы выбираете материал для конструкции, просчитываете термосопротивление своей стены (часть 1), а потом сравниваете с табличными данными, содержащимися в СНиП 23-02-2003. В случае, если полученное значение окажется меньше установленного правилами, то необходимо либо увеличить толщину стены, либо утеплить стену теплоизоляционным слоем (например, минеральной ватой).

Согласно п. 9.1.2 СП 23-101-2004, минимально допустимое сопротивление теплопередаче R_о (м²·°С/Вт) ограждающей конструкции рассчитывается как

R_о= R₁+ R₂+R₃, где:

R₁=1/α_вн, где α_вн – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м² × °С), принимаемый по таблице 7 СНиП 23-02-2003;

R₂= 1/α_внеш, где α_внеш — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м² × °С), принимаемый по таблице 8 СП 23-101-2004;

R₃ – общее термосопротивление, расчет которого описан в части 1 настоящей статьи.

При наличии в ограждающей конструкции прослойки, вентилируемой наружным воздухом, слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой и наружной поверхностью, в этом расчете не учитываются. А на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой воздухом снаружи прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи α_внеш равным 10,8 Вт/(м²·°С).

Таблица 2. Нормируемые значения термосопротивления для стен по СНиП 23-02-2003.

Жилые здания для различных регионов РФ	Градусо-сутки отопительного периода, D, °С·сут	Нормируемые значения сопротивления теплопередаче , R, м²·°С/Вт, ограждающих конструкций для стен
Астраханская обл., Ставропольский край, Краснодарский край	2000	2,1
Белгородская обл., Волгоградская обл.	4000	2,8
Алтай, Красноярский край, Москва, Санкт Петербург, Владимирская обл.	6000	3,5
Магаданская обл.	8000	4,2
Чукотка, Камчатская обл., г. Воркута	10000	4,9
	12000	5,6

Уточненные значения градусо-суток отопительного периода, указаны в таблице 4.1 справочного пособия к СНиП 23-01-99* Москва, 2006.

Часть 4. Расчет минимально допустимой толщины стены на примере газобетона для Московской области.

Рассчитывая толщину стеновой конструкции, берем те же данные, что указаны в Части 1 настоящей статьи, но перестраиваем основную формулу: δ = λ·R, где δ – толщина стены, λ – теплопроводность материала, а R – норма теплосопротивления по СНиП.

Пример расчета минимальной толщины стены из газобетона с теплопроводностью 0,12 Вт/м°С в Московской области со средней температурой внутри дома в отопительный период +22°С.

Берем нормируемое теплосопротивление для стен в Московском регионе для температуры +22°C: R_req= 0,00035·5400 + 1,4 = 3,29 м²°C/Вт
Коэффициент теплопроводности λ для газобетона марки D400 (габариты 625х400х250 мм) при влажности 5% = 0,147 Вт/м∙°С.
Минимальная толщина стены из газобетонного камня D400: R·λ = 3,29·0,147 Вт/м∙°С=0,48 м.

Вывод: для Москвы и области для возведения стен с заданным параметром теплосопротивления нужен газобетонный блок с габаритом по ширине не менее 500 мм , либо блок с шириной 400 мм и последующим утеплением (минвата+оштукатуривание, например), для обеспечения характеристик и требований СНиП в части энергоэффективности стеновых конструкций.

Таблица 3. Минимальная толщина стен, возводимых из различных материалов, соответствующих нормам теплового сопротивления согласно СНиП.

Материал	Толщина стены, м	Тепло- проводность, Вт/м∙°С	Прим.
Керамзитоблоки	0,46	0,14	Для строительства несущих стен используют марку не менее D400.
Шлакоблоки	0,95	0,3-0,5
Силикатный кирпич	1,25	0,38-0,87
Газосиликатные блоки d500	0,40	0,12-0,24	Использую марку от D400 и выше для домостроения
Пеноблок	0,20-0.40	0,06-0,12	строительство только каркасным способом
Ячеистый бетон	От 0,40	0,11-0,16	Теплопроводность ячеистого бетона прямо пропорциональна его плотности: чем «теплее» камень, тем он менее прочен.
Арболит	0,23	0,07 – 0,17	Минимальный размер стен для каркасных сооружений
Кирпич керамический полнотелый	1,97	0,6 – 0,7
Песко-бетонные блоки	4,97	1,51	При 2400 кг/м³ в условиях нормальной температуры и влажности воздуха.

Часть 5. Принцип определения значения сопротивления теплопередачи в многослойной стене.

Если вы планируете построить стену из нескольких видов материала (например, строительный камень+минеральный утеплитель+штукатурка), то R рассчитывается для каждого вида материала отдельно (по этой же формуле), а потом суммируется:

R_общ= R₁+ R₂+…+ R_n+ R_a.l где:

R₁-R_n — термосопротивления различных слоев

R_a.l– сопротивление замкнутой воздушной прослойки, если она присутствует в конструкции (табличные значения берутся в СП 23-101-2004, п. 9, табл. 7)

Пример расчета толщины минераловатного утеплителя для многослойной стены (шлакоблок — 400 мм, минеральная вата — ? мм, облицовочный кирпич — 120 мм) при значении сопротивления теплопередаче 3,4 м²*Град С/Вт (г. Оренбург).

R=Rшлакоблок+Rкирпич+Rвата=3,4

Rшлакоблок = δ/λ = 0,4/0,45 = 0,89 м²×°С/Вт

Rкирпич = δ/λ = 0,12/0,6 = 0,2 м²×°С/Вт

Rшлакоблок+Rкирпич=0,89+0,2 = 1,09 м²×°С/Вт (<3,4).

Rвата=R-(Rшлакоблок+Rкирпич) =3.4-1,09=2,31 м²×°С/Вт

δвата=Rвата·λ=2,31*0,045=0,1 м=100 мм (принимаем λ=0,045 Вт/(м×°С) – среднее значение теплопроводности для минеральной ваты различных видов).

Вывод: для соблюдения требований по сопротивлению теплопередачи можно использовать керамзитобетонные блоки в качестве основной конструкции с облицовкой ее керамическим кирпичом и прослойкой из минеральной ваты теплопроводностью не менее 0,45 и толщиной от 100 мм.

Изоляция чердаков — Введение

Когда вы начнете рассматривать изоляционные материалы, такие как изоляция чердаков, вы можете быстро увязнуть в некоторых довольно сложных технических терминах. В этой статье мы постараемся упростить их, чтобы вы могли постоять за себя, находясь в местном магазине DIY!

Теплопроводность изоляционных материалов

Теплопроводность, также известная как Лямбда (обозначается греческим символом λ), является мерой того, насколько легко тепло проходит через определенный тип материала, не зависит от толщины рассматриваемого материала.

Чем ниже теплопроводность материала, тем лучше тепловые характеристики (т.е. чем медленнее тепло будет проходить по материалу).

Измеряется в ваттах на метр по Кельвину (Вт / мК).

Чтобы вы могли почувствовать изоляционные материалы — их теплопроводность варьируется от примерно 0,008 Вт / мК для панелей с вакуумной изоляцией (так что это лучшие, но очень дорогие!) До примерно 0,061 Вт / мК для некоторых видов древесного волокна. .

>>> НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ U-ЗНАЧЕНИЯХ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ <<<

Если бы вы использовали овечью шерсть для утепления своей собственности, это примерно 0.034 Вт / мК, примерно так же, как и для большинства других изоляционных материалов из шерсти и волокна.

Значения R

R-значение — это мера сопротивления тепловому потоку через материал заданной толщины. Таким образом, чем выше значение R, тем выше термическое сопротивление материала и, следовательно, лучше его изоляционные свойства.

R-значение рассчитывается по формуле

Где:

l — толщина материала в метрах и

λ — коэффициент теплопроводности, Вт / мК.

Значение R измеряется в метрах в квадрате Кельвина на ватт (м ² K / Вт)

Например, тепловое сопротивление 220 мм монолитной кирпичной стены (с теплопроводностью λ = 1,2 Вт / мК) составляет 0,18 м ² К / Вт.

Если вы изолируете сплошную кирпичную стену, вы просто найдете коэффициент сопротивления изоляции и затем сложите эти два значения. Если вы изолировали это полиизоциануратом с фольгой толщиной 80 мм (с теплопроводностью λ = 0,022 Вт / мК и значением R 0,08 / 0.022 = 3,64 м ² K / Вт), у вас будет общее значение R для изолированной стены 0,18 + 3,64 = 3,82 м ² K / Вт. Следовательно, это улучшит тепловое сопротивление более чем в 21 раз!

Таким образом, значение R — это относительно простой способ сравнить два изоляционных материала, если у вас есть теплопроводность для каждого материала. Это также позволяет увидеть эффект от добавления более толстых слоев того же изоляционного материала.

В реальных зданиях стена состоит из множества слоев различных материалов.Общее тепловое сопротивление всей стены рассчитывается путем сложения теплового сопротивления каждого отдельного слоя.

К сожалению, тепло входит и выходит из вашего дома несколькими различными способами, и значения R учитывают только теплопроводность. Он не включает ни конвекцию, ни излучение.

Таким образом, вы можете использовать значение U, которое учитывает все различные механизмы потери тепла — читайте дальше, чтобы узнать, как это рассчитывается!

U-значения

Значение U строительного элемента является обратной величиной полного теплового сопротивления этого элемента.Показатель U — это мера того, сколько тепла теряется через заданную толщину конкретного материала, но включает три основных способа, которыми происходит потеря тепла — теплопроводность, конвекция и излучение.

Температура окружающей среды внутри и снаружи здания играет важную роль при расчете коэффициента теплопроводности элемента. Если мы представим внутреннюю поверхность участка 1 м² внешней стены отапливаемого здания в холодном климате, то тепло поступает в этот участок за счет излучения от всех частей внутри здания и за счет конвекции от воздуха внутри здания.Таким образом, следует учитывать дополнительные термические сопротивления, связанные с внутренней и внешней поверхностями каждого элемента. Эти сопротивления обозначаются как R _{si и} R _{, так что} соответственно с общими значениями 0,12 км² / Вт и 0,06 км² / Вт для внутренней и внешней поверхностей, соответственно.

Это мера, которая всегда находится в пределах Строительных норм. Чем ниже значение U, тем лучше материал как теплоизолятор.

Рассчитывается путем взятия обратной величины R-Value и последующего добавления тепловых потерь на конвекцию и излучение, как показано ниже.

U = 1 / [R _si + R ₁ + R ₂ +… + R _so]

На практике это сложный расчет, поэтому лучше всего использовать программное обеспечение для расчета U-Value.

Единицы измерения — ватты на квадратный метр по Кельвину (Вт / м ² K).

Ориентировочно неизолированная полая стена имеет коэффициент теплопередачи около 1,6 Вт / м ² K, а цельная стена имеет коэффициент теплопередачи около 2 Вт / м ² K

Использование значений U, R и теплопроводности

Если вы сталкиваетесь с проблемами теплопроводности, R-значений и U-значений в будущем, вот 3 простых вещи, которые следует запомнить, чтобы убедиться, что вы получите лучший изоляционный продукт.

Более высокие числа хороши при сравнении термического сопротивления и значений R продуктов.
Маленькие числа хороши при сравнении значений U.
Коэффициент теплопроводности — это наиболее точный способ оценить изолирующую способность материала, принимая во внимание все различные способы потери тепла, однако его труднее рассчитать.

Внедрение энергосберегающих технологий
Вы заинтересованы в установке домашних возобновляемых источников энергии? Мы прочесали страну в поисках лучших торговцев, чтобы убедиться, что мы рекомендуем только тех, кому действительно доверяем.Вы можете найти одного из этих мастеров на нашей простой в использовании карте местного установщика.
>>> ПЕРЕЙДИТЕ НА КАРТУ МЕСТНОГО УСТАНОВЩИКА <<<
Или же, если вы хотите, чтобы мы нашли для вас местного установщика, просто заполните форму ниже, и мы свяжемся с вами в ближайшее время!
Теплопроводность, тепловое сопротивление, значения R & U
Когда вы решите утеплить свой дом и начнете изучать изоляционные материалы, вы встретите термины «теплопроводность», «тепловое сопротивление», «R-значение». ‘и’ U-значение ‘.
Прочтите, чтобы узнать, что означают эти термины.
Что такое теплопроводность?
Теплопроводность — это свойство материала проводить тепло. Он оценивается по закону Фурье для теплопроводности. Его можно оценить с помощью лабораторных испытаний, включая заданную толщину и среду для материала. Затем это можно использовать для определения термического сопротивления или значения R. Отсюда вы можете рассчитать U-значение, которое будет варьироваться в зависимости от приложения.
Что такое термическое сопротивление?
Термическое сопротивление измеряет сопротивление материала тепловому потоку и иногда обозначается как R-значение. Чем выше это значение, тем эффективнее будет материал.
Например, если изоляционный материал имеет R-Value 2 на дюйм толщины, а требуемое R-Value, которое должно быть достигнуто для изоляции требуемого пространства, равно 6, тогда необходимо установить 3 дюйма продукта.
Если вы выбираете изоляционный материал с более высоким значением R-Value, то требуемая толщина используемого продукта уменьшается.Однако в игру вступают и другие факторы, например, пригодность изоляционного материала для изолированного пространства.
Значение R зависит от толщины. Он рассчитывается путем деления толщины плиты (выраженной в метрах) на ее теплопроводность.
Рекомендации по термическому сопротивлению / R-значению
Термическое сопротивление определяется путем деления толщины материала на проводимость. Когда вы покупаете изоляционный материал в торговом центре или в Интернете, вы увидите, что R-Value или термическое сопротивление уже рассчитаны для вас.
Существуют разные рекомендации для разных мест изоляции. Например, если вы выполняете изоляцию чердака, рекомендуемая величина составляет от 6,1 до 7.
Когда вы покупаете стекловолокно с неплотным наполнением, вы обнаружите, что его коэффициент сопротивления R составляет от 2,2 до 2,7 на дюйм толщины. Следовательно, чтобы достичь значения R от 6,1 до 7, вам необходимо установить минимальную толщину около 3 дюймов. Изоляционные материалы имеют различные уровни термического сопротивления.
Вот пример того, как термическое сопротивление может быть улучшено с помощью изоляции:
Толщина изоляционного материала (мм) Тепловое сопротивление (м2-К / Вт)
20 0.85
25 1,05
30 1,30
40 1,70
50 2,15
55 2,35
60 2,60
65 2,80
70 3,00
75 3,25
80 3,45
90 3.90
95 4,10
100 4,30
105 4,55
110 4,75
115 5,00
120 5,20
125 5,40
130 5,65
135 5,85
140 6.05
145 6,30
150 6,50
155 6,700
Что такое U-Value?
U-Value — это поток тепла через строительные материалы, из которых изготовлено само здание. Сюда входят кирпичи, пол, кровля и окна. Значение измеряется в ваттах из расчета теплопередачи. Чем ниже коэффициент теплопроводности материала, тем лучше он будет изолятором.
Например, если у вас есть дом с пустотелыми стенами, и ваш дом был построен в конце семидесятых и начале восьмидесятых годов, вполне вероятно, что коэффициент теплоизоляции U без теплоизоляции составляет 1,0 Вт / м2к. Если вы изолируете полые стены, вы достигнете рейтинга U от 0,2 до 0/5 Вт / м2к в зависимости от используемых материалов. Значительное снижение коэффициента теплопроводности полой стены после утепления будет связано с уменьшением необходимого энергопотребления для сохранения тепла в вашем доме.
Возможное уменьшение значений U в зависимости от материала корпуса
Стены — Сплошные стены можно изолировать изнутри или снаружи, и это может снизить ваш рейтинг U примерно с 2.От 70 Вт / м2к до 0,29 Вт / м2к.
Крыша — неизолированное пространство на крыше будет иметь коэффициент теплопроводности около 2,5 Вт / м2к, который можно снизить до 0,15 Вт / м2к. Это может привести к значительной экономии пространства на крыше и стенах.
Windows — Если вы строите новый дом, правительство рекомендует, чтобы значения U для окон не превышали 1,6 Вт / м2к. Если вы хотите изолировать окна в более старой собственности, то двойное остекление снизит рейтинг U. Окна теперь продаются с рейтингом энергопотребления окна, который включает в себя U-значение и преимущества солнечной энергии.Он идет от A до G, где A является наиболее энергоэффективным.
Это руководство предназначено для того, чтобы вы начали понимать изоляцию. Вернитесь к этой информации, чтобы найти правильный материал и количество изоляции, необходимые для хорошей изоляции вашего дома.
Роль теплоизоляции и аккумулирования тепла в энергетических характеристиках стеновых материалов: исследование с помощью моделирования
Материалы для внешних стен
Были вычислены все возможные материалы k и C _V в вышеуказанных диапазонах в BuildingEnergy как внешние или внутренние стены.Предполагалось, что помещение будет располагаться в Хэфэе, Китай, где сезон охлаждения / лета длится с 15 июня по 5 сентября, а сезон отопления / зимы — с 5 декабря по 5 марта следующего года. Климатические данные, используемые в BuildingEnergy, были типичными ежегодными метеорологическими данными, предоставленными Китайскими наборами метеорологических данных для анализа температурной среды. Толщина внешней и внутренней стенок была установлена равной 240 и 100 мм, соответственно, и другие толщины стенки могут быть эквивалентно преобразованы в эти значения с помощью обработки, описанной в дополнительной информации.Благодаря такой обработке выводы из фиксированных толщин будут универсальными для всех значений толщин.
На рисунке 1 показаны контуры энергопотребления для внешних стен из различных материалов, в которых материалы внутренних стен закреплены как обычные кирпичи. Теплофизические свойства кирпича представлены в таблице 1. Как показано на рис. 1, теплопроводность и объемная теплоемкость материалов наружных стен оказывают значительное влияние на энергетические характеристики, а потребление энергии сильно варьируется вместе с k и C _V.Нулевое значение может быть достигнуто для чрезвычайно низкого k из-за отсутствия окна и внутреннего источника тепла.
Рисунок 1: Контуры энергопотребления по отношению к внешним стенам.
Когда материалы наружной стены различаются по своей теплопроводности и объемной теплоемкости, материалы внутренних стен остаются неизменными. ( a ) Результаты за лето в Хэфэе и ( b ) за зиму в Хэфэе. Несколько распространенных строительных материалов также расположены на рисунках в соответствии с их свойствами.
Таблица 1 Теплофизические свойства типовых строительных материалов.
Для летнего применения (рис. 1 (a)), как правило, уменьшение проводимости или увеличение объемной теплоемкости материалов приводит к снижению потребления энергии охлаждения в помещении. Низкий k и высокий C _V подразумевают небольшой коэффициент температуропроводности α , который определяется как k / C _V или k / ( ρc _p). α влияет на переходный процесс теплопроводности через стену: в материалах с малым α тепло передается медленно, и, таким образом, внешняя среда оказывает меньшее влияние на внутреннюю среду, чем ситуация с материалами с большим α. В дополнение к замедлению теплопроводности внутри стены через небольшой α , низкий k также способствует блокированию теплопередачи через границу внешней стены. Если k достаточно низкое, тепло может редко достигать внутренней поверхности из внешней среды, поэтому C _V не может оказывать свое влияние на процесс теплопередачи внутри.Как следствие, когда значение k ниже 0,25 Вт / (м · K) на рис. 1 (a), контурные линии почти горизонтальны, что означает, что C _V оказывает незначительное влияние на энергетические характеристики. и что низкий k имеет приоритет над отличным C _V.
По мере увеличения k наклоны контурных линий также увеличиваются, а именно, значение C _V увеличивается. Когда k больше 3.0 Вт / (м · К) линии почти вертикальные, а это означает, что почти исключительно на энергоэффективность влияет C _V. Такое явление можно объяснить с помощью приближения сосредоточенной емкости. Когда это приближение выполняется, т.е. допущение о равномерном распределении температуры внутри твердого тела является разумным, градиентами температуры внутри твердого тела можно пренебречь, поэтому изменение теплопроводности оказывает незначительное влияние на теплопроводность.В основном приближение сосредоточенной емкости удовлетворяется для ситуации, когда сопротивление проводимости внутри твердого тела намного меньше, чем сопротивление конвекции между поверхностью и жидкостью ²⁴. В нашем случае, если значение k достаточно велико, стена может вести себя как твердое тело с сосредоточенной емкостью, в результате чего на энергетические характеристики индивидуально влияет C _V.
Для зимнего применения (рис. 1 (b)) общая тенденция того, как свойства материала влияют на энергетические характеристики, согласуется с таковой летом, но наклон контурных линий почти равен нулю, когда C _V ≳ 2000 кДж / (м ³ · K), что указывает на то, что C _V имеет ограниченное влияние зимой.
Некоторые типичные строительные материалы, свойства которых представлены в таблице 1, также показаны на рис. 1. Когда они сделаны из одного из этих материалов, соответствующая внешняя стена отличается по энергетическим характеристикам. Обычно наблюдается тенденция к снижению потребления энергии с уменьшением проводимости. Для близких значений k (например, гранит и мрамор) потребление энергии определяется как C _V: материал с более высоким значением C _V приводит к более низкому потреблению энергии.
Как упоминалось выше, энергетические характеристики на рис. 1 обсуждались при фиксированной толщине стенок. В практических ситуациях толщина с такими же энергетическими характеристиками также может быть опорным параметром. На рис. 2 показано сравнение толщины и массы некоторых типичных материалов, чьи энергетические характеристики охлаждения приблизительно равны характеристикам кирпичной стены 240 мм. Толщина полистирола составляет всего 2% от мрамора и 7,5% от кирпича. Кроме того, масса на единицу площади стенки полистирола намного меньше, чем у других материалов из-за низкой плотности полистирола.Малая масса на единицу площади означает меньшую стоимость строительства, а меньшая толщина приводит к большей полезной площади. Поэтому внешняя стена из легких изоляционных материалов, таких как полистирол, будет рекомендована в зданиях после улучшения механической прочности.
Рис. 2: Сравнение толщины и массы на единицу площади стенок типичных материалов.
По энергетическим характеристикам наружная стена из различных материалов близка к кирпичу толщиной 240 мм.Например, потребление энергии на охлаждение помещения с внешней стеной из мрамора толщиной 850 мм примерно равно таковому с внешней стеной из кирпича толщиной 240 мм.
Материалы для внутренних стен
Теперь рассмотрим энергоэффективность материалов для внутренних стен. Аналогичная контурная карта представлена на рис. 3, на котором материалами наружных стен являются обычные кирпичи. Можно заметить, что потребление энергии уменьшается по мере увеличения k , когда k ≲ 0.5 Вт / (м · К). Высокий k способствует теплопроводности. Летом, например, температура поверхности на внутренней стороне может быть снижена за счет отвода некоторого количества тепла внутрь стены, что приведет к снижению потребления энергии на охлаждение (как уравнение (8) в дополнительной информации объясняет). Для материалов k выше 0,5 Вт / (м · К) контурные линии вертикальные, поэтому на энергетические характеристики влияет исключительно объемная теплоемкость.Увеличение C _V приводит к снижению потребления энергии как на охлаждение, так и на нагрев. Что касается материалов в Таблице 1, то железобетон, объемная теплоемкость которого самая высокая, является лучшим кандидатом в качестве материала внутренних стен.
Рисунок 3: Контуры энергопотребления по отношению к внутренним стенам.
Когда материалы внутренних стен меняются, материалы наружных стен остаются неизменными. ( a ) Результаты за лето в Хэфэе и ( b ) за зиму в Хэфэе.На рисунках также показаны несколько распространенных строительных материалов.
Обратите внимание, что при изменении k и C _V потребление энергии варьируется от 7,2 до 8,3 кВтч / м ² летом, а диапазон составляет 35,88 ~ 36,28 кВтч / м ² зимой. Тем не менее, соответствующие диапазоны на рис. 1 составляют 0 ~ 22,5 и 0 ~ 87,2 кВтч / м ². Более широкие диапазоны подразумевают более значительную роль внешней стены в энергетических характеристиках, в то же время больший потенциал для улучшения.
Теплопроводность и объемная теплоемкость — неотъемлемые теплофизические свойства материала. Тем не менее, материалы воплощены в некоторых компонентах здания, таких как стена, окно, пол и т. Д. По этой причине инженеры предпочитают использовать параметры, которые могут описывать весь компонент для конкретных материалов. Общий коэффициент теплопередачи, также называемый значением U , и общая теплоемкость обычно используются для характеристики теплоизоляционных характеристик и теплоемкости стены соответственно.С учетом анализа, приведенного в дополнительной информации, требования к материалам стен можно также сформулировать как потребность в стене в целом, что можно резюмировать следующим образом: общая теплоемкость как внешних, так и внутренних стен должна быть высокой. , а значение U внешней стены должно быть низким.
Воздействие окон и внутреннее тепловыделение
Как было заявлено ранее, до сих пор мы игнорировали потенциальное влияние окна.На рис. 4 (а, б) изображены характеристики комнаты с окном. Стеклопакет, расположенный в центре внешней стены, имеет размер 1,5 × 1,5 м ² и коэффициент пропускания солнечного света 77%. Сравнивая ситуации с окном и без него, обнаруживается, что наличие окна увеличивает потребление энергии на охлаждение, но не меняет тенденцию того, как материалы стен влияют на энергоэффективность. Из-за отсутствия окна минимальное энергопотребление, которое можно получить за счет улучшения внешней стены, равно нулю на рис.1 (а), в то время как соответствующее значение с окном составляет 11,4 кВтч / м ² на рис. 4 (а). Промежуток между нижними пределами создается прозрачной частью оболочки, то есть окном, и может быть заполнен путем непрерывного развития окон, показывая, что оболочка здания с высокими эксплуатационными характеристиками должна быть достигнута путем одновременного улучшения конструкции. прозрачные и непрозрачные детали.
Рис. 4: Потребление энергии на охлаждение из различных материалов для комнаты с окном и внутреннее тепловыделение в Хэфэе.
( а, б) В помещении цельностеклянное окно размером 1,5 м × 1,5 м. ( c, d ) Помимо окна учитывается также внутренний приток тепла. Эти цифры могут обобщить открытия для более практических ситуаций.
Для дальнейшего обобщения результатов в комнате с окном также учитывались внутренние тепловыделения, чтобы смоделировать более реалистичную ситуацию. Тепловыделение от людей и оборудования принято равным 4,3 Вт на единицу площади пола, а от освещения — 3.5 Вт на единицу площади пола при включенном свете с 18:00 до 22:00 ежедневно. Результаты представлены на рис. 4 (c, d), который иллюстрирует, что учет внутреннего притока тепла не меняет общих правил влияния материалов стен на энергетические характеристики. Влияние других конфигураций комнаты на общие правила, например, ориентация, размер комнаты, также оказалось незначительным, и детали можно увидеть в дополнительной информации.
Влияние климатических условий
Вышеупомянутые обсуждения были начаты для города Хэфэй, который имеет климат жаркого лета и холодной зимы.Чтобы изучить влияние климата, на рис. 5 показаны ситуации для Пекина с холодным климатом и Гуанчжоу с климатом жаркого лета и теплой зимы. В Гуанчжоу отсутствует отопительный период из-за того, что средняя температура самого холодного месяца все еще составляет 14 ° C. Тенденции влияния свойств материала на потребление энергии полностью такие же, как и в Хэфэе, что означает, что эти тенденции не зависят от климата. Единственная разница заключается в диапазонах энергопотребления: комнаты в Гуанчжоу демонстрируют более высокое потребление охлаждения, чем в Хэфэе, а комнаты в Пекине имеют более высокое потребление тепла.Результаты для более экстремальных климатических условий представлены в дополнительной информации, и общие тенденции остаются неизменными.
Рис. 5: Влияние материалов наружных и внутренних стен на энергопотребление в различных климатических регионах.
( a, d ) Результаты для Пекина с холодным климатом и ( e, f ) для Гуанчжоу с климатом жаркого лета и теплой зимы. Неизменные правила владения недвижимостью в различных климатических условиях позволяют экстраполировать результаты.
Теплопроводность
Теплопроводность
Теплопроводность — это свойство материала. Не будет отличаться от размеры материала, но это зависит от температуры, плотность и влажность материала. Тепловой проводимость материала зависит от его температуры, плотности и содержание влаги. Теплопроводность, обычно встречающаяся в таблицах, составляет значение действительно для нормальной комнатной температуры. Это значение не будет отличаться значительно между 273 и 343 К (0 — 70 ° C).Когда высокие температуры например, в духовках, влияние температуры должно быть учтено.
Как правило, легкие материалы являются лучшими изоляторами, чем тяжелые. потому что легкие материалы часто содержат воздухозаборники. Сухой неподвижный воздух имеет очень низкая проводимость. Слой воздуха не всегда будет хорошим изолятором, потому что тепло легко переносится излучением и конвекция.
Когда материал, например изоляционный, становится влажным, воздух корпуса наполняются водой и, поскольку вода является лучшим проводником чем воздух, увеличивается проводимость материала.Вот почему это очень важно устанавливать изоляционные материалы, когда они сухие и следите за тем, чтобы они оставались сухими.
Проводимость против проводимости
Электропроводность (k) — это свойство материала, означающее его способность проводить тепло через его внутреннюю структуру. Поведение по отношению к другому рука является свойством объекта и зависит как от его материала, так и от толщина. Электропроводность равна удельной электропроводности, умноженной на толщину, в дюймах. единиц Вт / м²К. Поскольку проводимость обратно пропорциональна удельному сопротивлению, поэтому общее сопротивление материала может быть выражено как его общее толщина, деленная на общую проводимость.В таблице ниже представлен список строительных материалов и их теплопроводности для сухой (закрытой) и влажные (наружные) условия.
Группа Материал Удельная масса (кг / м3) Теплопроводность (Вт / мК)
Сухой Мокрая
Металл Алюминий 2800 204 204
Медь 9000 372 372
Свинец 12250 35 35
Сталь, Чугун 7800 52 52
цинк 7200 110 110
Натуральный камень Базальт, Гранит 3000 3.5 3,5
Голубой камень, Мрамор 2700 2,5 2,5
Песчаник 2600 1,6 1,6
Кладка Кирпич 1600-1900 0,6-0,7 0,9–1,2
Кирпич силикатный 1900 0.9 1,4
1000-1400 0,5-0,7
Бетон Гравийный бетон 2300-2500 2,0 2,0
Легкий бетон 1600-1900 0,7-0,9 1,2–1,4
1000-1300 0.35-0,5 0,5-0,8
300-700 0,12-0,23
Пемзобетон 1000-1400 0,35-0,5 0,5-0,95
700-1000 0,23-0,35
Изоляционный бетон 300-700 0.12-0,23
Ячеистый бетон 1000-1300 0,35-0,5 0,7–1,2
400-700 0,17-0,23
Шлакобетон 1600-1900 0,45-0,70 0,7–1,0
1000-1300 0.23-0,30 0,35-0,5
Неорганическое Асбестоцемент 1600-1900 0,35-0,7 0,9–1,2
Гипсокартон 800-1400 0,23-0,45
Гипсокартон 900 0,20
Стекло 2500 0.8 0,8
Пеностекло 150 0,04
Минеральная вата 35-200 0,04
Плитка 2000 1,2 1,2
Пластыри Цемент 1900 0,9 1.5
Лайм 1600 0,7 0,8
Гипс 1300 0,5 0,8
Органическое Пробка (развернутая) 100-200 0,04–0,0045
Линолеум 1200 0,17
Резина 1200-1500 0.17-0,3
Древесноволокнистая плита 200-400 0,08-0,12 0,09-0,17
Дерево Твердая древесина 800 0,17 0,23
Хвойная древесина 550 0,14 0,17
Фанера 700 0.17 0,23
Оргалит 1000 0,3
Мягкая доска 300 0,08
ДСП 500-1000 0,1-0,3
ДСП 350-700 0,1-0,2
Синтетика Полиэстер (GPV) 1200 0.17
Полиэтилен, полипропилен 930 0,17
Поливинилхлорид 1400 0,17
Пенопласт Пенополистирол, эксп. (ПС) 10-40 0,035
То же, экструдированный 30-40 0.03
Пенополиуретан (PUR) 30–150 0,025-0,035
Твердая пена на основе фенольной кислоты 25-200 0,035
Пенопласт 20-50 0,035
Изоляция полости Изоляция полой стены 20-100 0.05
Битумные материалы Асфальт 2100 0,7
Битум 1050 0,2
Вода Вода 1000 0,58
Лед 900 2.2
Снег свежий 80-200 0,1-0,2
Снег старый 200-800 0,5–1,8
Воздух Воздух 1,2 0,023
Почва Почва лесная 1450 0.8
Глина с песком 1780 0,9
Влажная песчаная почва 1700 2,0
Почва (сухая) 1600 0,3
Напольное покрытие Плитка напольная 2000 1.5
Паркет 800 0,17-0,27
Ковер из нейлонового войлока 0,05
Ковер (поролон) 0,09
Пробка 200 0,06-0,07
Шерсть 400 0.07
Объяснение тепловых значений | Encon Insulation и Nevill Long
Что такое теплопроводность?
Основной мерой того, сколько тепловой энергии проводит любой строительный материал, включая теплоизоляцию, является теплопроводность . Его также называют значением лямбда (λ) или значением k.
Теплопроводность материала — это количество Вт, приходящихся на метр толщины материала на градус разницы температур между одной стороной и другой ( Вт / м · К ) .
Как показывает практика, чем ниже теплопроводность, тем лучше , потому что материал проводит меньше тепловой энергии.
Теплопроводность — это свойство материала, которое не учитывает толщину. Две разные толщины одного и того же материала имеют одинаковое значение λ.
Что такое термическое сопротивление?
Для сравнения относительных характеристик материалов различной толщины необходимо определить их термическое сопротивление (единицы: м2 · К / Вт) .
Термическое сопротивление рассчитывается путем деления толщины материала на его теплопроводность, что дает значение R для данной толщины.
Как показывает опыт, чем выше термическое сопротивление, тем лучше , потому что сопротивление теплопередаче выше.
Что такое U-значение?
Показатель U — это показатель теплопередачи или количество тепловой энергии, которая проходит через пол, стену или крышу от теплой (нагретой) стороны к холодной.Это количество ватт на квадратный метр конструкции на градус разницы температур между одной стороной и другой ( Вт / м2 · K ) .
Как показывает опыт, чем ниже коэффициент теплопроводности, тем лучше , потому что вся конструкция передает меньше тепловой энергии.
Мы тесно сотрудничаем со всеми нашими поставщиками, чтобы предоставить специализированные консультации и поддержку. Взгляните на наш ассортимент продукции и свяжитесь с вашим местным отделением, где команда будет рада обсудить ваши потребности и помочь со спецификациями продуктов и расчетами U-value, чтобы вы могли выбрать наиболее подходящий продукт для вашего проекта.
Эффективное значение R методов строительства обычных стен
Цитата дня
Я наконец перестал тупеть.
— Эпитафия на надгробии в Будапеште Поля Эрдёша, одного из самых плодовитых математиков в мире.
Введение
Рисунок 1: Моя текущая каюта. В следующем году сносится
. Я не пропущу это.
Я заключил контракт с фирмой на строительство изолированного гаража со стальными стенками на моем участке у озера в Северной Миннесоте, которое они завершат строительство где-то в декабре.Следующим летом у меня есть подрядчик, который начинает строительство новой хижины примерно в 50 метрах от гаража. Новая хижина заменит мою старую хижину (рис. 1), которая представляет собой старую охотничью хижину, построенную еще в 1930-х годах. Поскольку в этой части страны зимы суровые, меня заинтересовала изоляционная способность различных типов стеновых конструкций. У моего подрядчика есть свой предпочтительный подход (обычное обрамление 2×6), и мне любопытно, как он соотносится с другими методами кадрирования.
В этом посте я соберу простую модель для вычисления R-значения различных типов стеновых конструкций. Этот анализ предоставит мне количественную основу для понимания того, какие методы являются наиболее экономически выгодными.
Для тех, кому интересно, я включил сюда свой исходный код Mathcad и его PDF-файл.
Фон
Определения
Теплопроводность ([ κ ] = Вт / м-К)
Теплопроводность — это свойство материала проводить тепло.Передача тепла через материалы с низкой теплопроводностью происходит с меньшей скоростью, чем через материалы с высокой теплопроводностью. Теплопроводность материала обычно зависит от его температуры — это означает, что термический анализ в целом нелинейный. Это аналог электропроводности.
Термическое сопротивление ([ R _λ ] = м-К / Вт)
Величина, обратная теплопроводности.
R-value (теплоизоляция) ([ R ] = m ² K / W или ft ² · ° F · час / BTU)
Это тепловое сопротивление единицы площади материала.Это наиболее распространенный способ определения изоляционных свойств строительных материалов.
Термическое сопротивление ( R _θ = K / W)
Термическое сопротивление связывает изменение температуры материала с тепловым потоком через материал. Термическое сопротивление мы определяем как.
Тепловые сопротивления объединяются так же, как электрические сопротивления. Это означает, что вы можете моделировать термическое сопротивление композитной конструкции, используя последовательные и параллельные термические сопротивления.
Вы можете связать тепловое сопротивление со значением R, используя формулу, где Q — тепловой поток через определенный кусок материала, A — площадь поверхности со значением R R, .
Тепловой мост
Тепловой мостик возникает, когда относительно проводящий материал обеспечивает легкий путь тепловому потоку вокруг теплового барьера, такого как изоляция. В электронике мы называем сравнимые явления утечкой. Наиболее распространенная форма теплового моста возникает, когда стенные стойки и коллекторы позволяют теплу течь вокруг изолированных полостей в стене.Я действительно не понимал важности теплового моста, пока не использовал инфракрасную камеру, чтобы сфотографировать одну из моих стен. Вы могли ясно видеть элементы обрамления (рис. 2). Темные области указывают на более низкую температуру, что означает утечку тепла.
Рис. 2. Тепловая фотография стены и потолка в кондоминиуме My Montana.
Фактор кадрирования
Процент внешней поверхности дома с тепловым мостом из каркасного материала между внутренним и внешним помещением.
Способы строительства стен
У
Building Sciences Corporation есть отличное обсуждение различий между традиционным и продвинутым обрамлением, и я настоятельно рекомендую вам посетить их сайт.
Сегодня существует два основных типа жилищного каркаса:
Традиционное обрамление
Также называемое платформенным каркасом, оно началось в 1930-х годах как способ снижения риска пожара, связанного с каркасом воздушного шара.
Расширенное кадрирование
Такой подход к кадрированию стал популярным с 2000 года.Он использует различные методы для уменьшения тепловых мостиков и количества используемой древесины.
Обычный каркас
Практически все дома сегодня построены с использованием обычного каркаса, который был стандартом с 1930-х годов и хорошо проиллюстрирован на Рисунке 3. Для стоек, которые окружают отапливаемые комнаты, изоляция обычно заполняет зазоры между стойками. Обычный каркас имеет преимущества, заключающиеся в простоте и использовании недорогих материалов, но он имеет недостаток, заключающийся в наличии множества путей для прохождения тепла через изоляцию через тепловые мостики.Это делает нагрев или охлаждение дорогим.
Рисунок 3: Пример традиционного каркаса. (Источник)
Расширенное обрамление
Передовые методы создания каркаса преследуют две цели: (а) более эффективное использование материалов и (б) более эффективное термическое воздействие, что достигается за счет уменьшения количества материала каркаса, который будет действовать как тепловой мост. На рис. 4 представлен хороший пример некоторых методов, используемых с расширенным кадрированием.
Рисунок 4: Пример расширенных методов кадрирования.(Источник)
Значения R для компонентов компьютерной стены
На рисунке 5 показана моя модель конструкции стены. Все переменные связаны со структурой стены, то есть расстоянием между стойками или шагом по центру, а также толщиной стенки ( τ ).
Рисунок 5: Модель конструкции стены.
На рис. 6 показано, как я определил единицы значения R и значения R, которые я использовал для конкретных компонентов (Источник).
Рисунок 6: Значения R, используемые в этой публикации.
Анализ
На рис. 7 показаны мои расчеты значения R для дома в зависимости от (1) шага стоек, (2) обычного и продвинутого каркаса и (3) 2×4 в сравнении с стойками 2×6.Как шаг стойки, так и тип обрамления обрабатываются с помощью параметра, называемого коэффициентом кадрирования (FF). Мои значения FF взяты из этого документа. Ширина шпильки представлена переменной τ .
Рисунок 7: Таблица значений R.
Заключение
Вот увеличенная версия таблицы для облегчения чтения.
Рисунок 8: Таблица значений R по методам построения.
Из своей таблицы я могу сделать несколько выводов:
Переключение с шага шпильки 16 дюймов на шаг шпильки 24 дюйма дает небольшую тепловую разницу (~ 0.7R), но это уменьшит количество необходимого мне материала для обрамления.
При переключении с обычного кадрирования на расширенное обрамление разница температур незначительна (<1R).
Использование шпилек 2×6 вместо шпилек 2×4 имеет большое значение (~ 5R).
Переход от традиционных 2х4 с шагом 16 дюймов к усовершенствованным 2х6 с шагом 24 дюйма дает мне 6,7R дополнительной изоляции — это большое дело.
Есть еще кое-что, что я могу сделать, чтобы улучшить R-ценность моих методов строительства, например, добавив слой изоляции.Эти изменения можно легко добавить в мою модель.
Сохранить
Что такое теплопроводность? Обзор
Вариация теплопроводности
Теплопроводность конкретного материала сильно зависит от ряда факторов. К ним относятся температурный градиент, свойства материала и длина пути, по которому следует тепло.
Теплопроводность материалов вокруг нас существенно отличается от материалов с низкой проводимостью, таких как воздух со значением 0.024 Вт / м • K при 0 ° C для металлов с высокой проводимостью, таких как медь (385 Вт / м • K).
Теплопроводность материалов определяет то, как мы их используем, например, материалы с низкой теплопроводностью отлично подходят для изоляции наших домов и предприятий, в то время как материалы с высокой теплопроводностью идеально подходят для приложений, где необходимо быстро и эффективно отводить тепло из одной области. к другому, например, в кухонных принадлежностях и системах охлаждения в электронных устройствах. Выбирая материалы с теплопроводностью, подходящей для области применения, мы можем достичь наилучших возможных характеристик.
Теплопроводность и температура
Поскольку движение молекул является основой теплопроводности, температура материала имеет большое влияние на теплопроводность. Молекулы будут двигаться быстрее при более высоких температурах, и поэтому тепло будет передаваться через материал с большей скоростью. Это означает, что теплопроводность одного и того же образца может резко измениться при повышении или понижении температуры.
Способность понимать влияние температуры на теплопроводность имеет решающее значение для обеспечения ожидаемого поведения продуктов при воздействии термического напряжения. Это особенно важно при работе с продуктами, выделяющими тепло, например электроникой, и при разработке материалов для защиты от огня и тепла.
Теплопроводность и структура
Значения теплопроводности существенно различаются в зависимости от материала и сильно зависят от структуры каждого конкретного материала.Некоторые материалы будут иметь разные значения теплопроводности в зависимости от направления распространения тепла; это анизотропные материалы. В этих случаях тепло легче перемещается в определенном направлении из-за того, как устроена конструкция.
При обсуждении тенденций теплопроводности материалы можно разделить на три категории; газы, неметаллические твердые тела и металлические твердые тела. Различия в способностях этих трех категорий к теплопередаче можно объяснить различиями в их структурах и молекулярных движениях.
Газы имеют более низкую относительную теплопроводность, поскольку их молекулы не так плотно упакованы, как в твердых телах, и поэтому теплопередача сильно зависит от свободного движения молекул и скорости молекул.
Газы — плохие передатчики тепла. Напротив, молекулы в неметаллических твердых телах связаны в сетку решетки, и поэтому теплопроводность в основном происходит за счет колебаний в этих решетках. Непосредственная близость этих молекул по сравнению с молекулами газов означает, что неметаллические твердые тела имеют более высокую теплопроводность по сравнению с двумя, однако в этой группе есть большие различия.
Это изменение частично объясняется количеством воздуха, присутствующего в твердом теле, материалы с большим количеством воздушных карманов являются отличными изоляторами, тогда как те, которые более плотно упакованы, будут иметь более высокое значение теплопроводности.
Теплопроводность металлических твердых тел еще раз отличается от предыдущих примеров. Металлы обладают самой высокой теплопроводностью среди любых материалов, за исключением графена, и обладают уникальной комбинацией теплопроводности и электропроводности.Оба эти атрибута передаются одними и теми же молекулами, и связь между ними объясняется законом Видемана-Франца. Этот закон свидетельствует о том, что при определенной температуре электропроводность будет пропорциональна теплопроводности, однако по мере увеличения температуры теплопроводность материала будет расти, а электропроводность — уменьшаться.
Тестирование и измерение теплопроводности
Теплопроводность — важнейший компонент взаимоотношений между материалами, и способность понимать это позволяет нам добиться наилучших характеристик материалов, которые мы используем во всех аспектах нашей жизни.Эффективное испытание и измерение теплопроводности имеют решающее значение для этих усилий. Методы измерения теплопроводности можно разделить на установившиеся или переходные. Это разграничение является определяющей характеристикой того, как работает каждый метод. Методы установившегося состояния требуют, чтобы образец и образец сравнения находились в тепловом равновесии до начала измерений. Для переходных методов это правило не требуется, поэтому результаты выдаются быстрее.
Исследования
Получение пористой муллитовой керамики с низкой теплопроводностью
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.
Материал с фазовым переходом нанографит / парафин с высокой теплопроводностью
Композиты нанографит (НГ) / парафин были приготовлены в качестве композитных материалов с фазовым переходом. Добавление NG увеличило теплопроводность композитного материала. Материал, содержащий 10% NG, имел теплопроводность 0.9362 Вт / м • K
Артикул:
Нейв Р. Гиперфизика. «Теплопроводность». Государственный университет Джорджии.
Доступно по адресу: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/thercond.html#c1
Материалы курса по неразрушающему контролю. «Теплопроводность». Ресурсный центр по неразрушающему контролю.
Доступно по адресу: https://www.ndeed.org/EducationResources/CommunityCollege/Materials/Physical_Chemical/ThermalConductivity.htm
Уильямс, М. «Что такое теплопроводность?». Phys.Org. , 9 декабря 2014 г.
Доступно по адресу: http://phys.org/news/2014-12-what-is-heat-conduction.

Толщина изоляционного материала (мм)	Тепловое сопротивление (м2-К / Вт)
20	0.85
25	1,05
30	1,30
40	1,70
50	2,15
55	2,35
60	2,60
65	2,80
70	3,00
75	3,25
80	3,45
90	3.90
95	4,10
100	4,30
105	4,55
110	4,75
115	5,00
120	5,20
125	5,40
130	5,65
135	5,85
140	6.05
145	6,30
150	6,50
155	6,700

Группа	Материал	Удельная масса (кг / м3)	Теплопроводность (Вт / мК)
Группа	Материал	Удельная масса (кг / м3)	Сухой	Мокрая
Металл	Алюминий	2800	204	204
	Медь	9000	372	372
	Свинец	12250	35	35
	Сталь, Чугун	7800	52	52
	цинк	7200	110	110
Натуральный камень	Базальт, Гранит	3000	3.5	3,5
	Голубой камень, Мрамор	2700	2,5	2,5
	Песчаник	2600	1,6	1,6
Кладка	Кирпич	1600-1900	0,6-0,7	0,9–1,2
	Кирпич силикатный	1900	0.9	1,4
		1000-1400	0,5-0,7
Бетон	Гравийный бетон	2300-2500	2,0	2,0
	Легкий бетон	1600-1900	0,7-0,9	1,2–1,4
		1000-1300	0.35-0,5	0,5-0,8
		300-700	0,12-0,23
	Пемзобетон	1000-1400	0,35-0,5	0,5-0,95
		700-1000	0,23-0,35
	Изоляционный бетон	300-700	0.12-0,23
	Ячеистый бетон	1000-1300	0,35-0,5	0,7–1,2
		400-700	0,17-0,23
	Шлакобетон	1600-1900	0,45-0,70	0,7–1,0
		1000-1300	0.23-0,30	0,35-0,5
Неорганическое	Асбестоцемент	1600-1900	0,35-0,7	0,9–1,2
	Гипсокартон	800-1400	0,23-0,45
	Гипсокартон	900	0,20
	Стекло	2500	0.8	0,8
	Пеностекло	150	0,04
	Минеральная вата	35-200	0,04
	Плитка	2000	1,2	1,2
Пластыри	Цемент	1900	0,9	1.5
	Лайм	1600	0,7	0,8
	Гипс	1300	0,5	0,8
Органическое	Пробка (развернутая)	100-200	0,04–0,0045
	Линолеум	1200	0,17
	Резина	1200-1500	0.17-0,3
	Древесноволокнистая плита	200-400	0,08-0,12	0,09-0,17
Дерево	Твердая древесина	800	0,17	0,23
	Хвойная древесина	550	0,14	0,17
	Фанера	700	0.17	0,23
	Оргалит	1000	0,3
	Мягкая доска	300	0,08
	ДСП	500-1000	0,1-0,3
	ДСП	350-700	0,1-0,2
Синтетика	Полиэстер (GPV)	1200	0.17
	Полиэтилен, полипропилен	930	0,17
	Поливинилхлорид	1400	0,17
Пенопласт	Пенополистирол, эксп. (ПС)	10-40	0,035
	То же, экструдированный	30-40	0.03
	Пенополиуретан (PUR)	30–150	0,025-0,035
	Твердая пена на основе фенольной кислоты	25-200	0,035
	Пенопласт	20-50	0,035
Изоляция полости	Изоляция полой стены	20-100	0.05
Битумные материалы	Асфальт	2100	0,7
Битумные материалы	Битум	1050	0,2
Вода	Вода	1000	0,58
	Лед	900	2.2
	Снег свежий	80-200	0,1-0,2
	Снег старый	200-800	0,5–1,8
Воздух	Воздух	1,2	0,023
Почва	Почва лесная	1450	0.8
	Глина с песком	1780	0,9
	Влажная песчаная почва	1700	2,0
	Почва (сухая)	1600	0,3
Напольное покрытие	Плитка напольная	2000	1.5
	Паркет	800	0,17-0,27
	Ковер из нейлонового войлока	0,05
	Ковер (поролон)	0,09
	Пробка	200	0,06-0,07
	Шерсть	400	0.07