+7 (919) 994-41-63 
E-mail:
Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Теплопроводность что это: ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ — это… Что такое ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ?

Содержание

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ — это… Что такое ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ?

-один из видов переноса теплоты от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию темп-ры. При Т. перенос энергии осуществляется в результате непосредств. передачи энергии от частиц (молекул, атомов, электронов), обладающих большей энергией, частицам с меньшей энергией. Если относит. изменение темп е ры Т на расстоянии ср. длины свободного пробега частиц l мало, то выполняется осн. закон Т. (закон Фурье): плотность теплового потока q пропорц. градиенту темп-ры:


где l -коэф. Т., или просто Т., не зависит от grad Т(l зависит от агрегатного состояния вещества, его атомно-молекулярного строения, темп-ры, давления, состава и т. д.).

Отклонения от закона Фурье могут появиться при очень больших значениях grad Т (напр., в сильных ударных волнах), при низких температурах (для жидкого Не II) и при темп-pax ~ 104

— 105 К, когда в газах перенос энергии осуществляется не только в результате межатомных столкновений, но в осн. за счёт излучения (лучистая Т.). В разреженных газах, когда l сравнимо с расстоянием L между стенками, ограничивающими объём газа, молекулы чаще сталкиваются со стенками, чем между собой. При этом нарушается условие применимости закона Фурье и само понятие локальной темп-ры газа теряет смысл. В этом случае рассматривают не процесс Т. в газе, а. теплообмен между телами, находящимися в газовой среде. Процесс Т. в сплошной среде описывается теплопроводности уравнением.

Для идеального газа, состоящего из твёрдых сферич. молекул диаметром d, согласно кинетической теории газов, справедливо след. выражение для l (при d<<l<<L):


где r — плотность газа. cV — теплоёмкость единицы массы газа при пост, о б ъёме V,

— ср. скорость движения молекул. Поскольку l пропорц. 1 /p, a r~p (p — давление газа), то Т. такого газа не зависит от р.

Кроме того, коэффициенты Т. l и вязкостиh связаны соотношением l = (5/2)hcV. В случае газа, состоящего из многоатомных молекул, существенный вклад в l вносят внутр. степени свободы молекул, что учитывает соотношение


где g = с p/с V, с p — уд. теплоёмкость при пост. р. В реальных газах Т.-довольно сложная ф-ция Т и р, причём с ростом Т и p значение l возрастает. Для газовых смесей l может быть как больше, так и меньше l компонентов смеси, т. е. Т.- нелинейная ф-ция состава.

В плотных газах и жидкостях ср. расстояние между молекулами сравнимо с размерами самих молекул, а кине-тич. энергия движения молекул того же порядка, что и по-тенц. энергия

межмолекулярного взаимодействия, В связи с этим перенос энергии столкновениями происходит значительно интенсивнее, чем в разреженных газах и скорость передачи энергии молекул от горячих изотермич. слоев жидкости к более холодным близка к скорости распространения малых возмущений р, равной скорости звука, т. е. где us -скорость звука в жидкости, -ср. расстояние между молекулами. Эта ф-ла лучше всего выполняется для одноатомных жидкостей. Как правило, l жидкостей убывает с ростом Т и слабо возрастает с ростом р. В окрестностях критич. точек жидкостей перенос теплоты определяется кооперативными эффектами (см. Критические явления )и Т. с приближением к критич. точкам расходится как | Т—T к|-f, где

Т. твёрдых тел имеет разл. природу в зависимости от типа твёрдого тела. В диэлектриках, не имеющих свободных злектрич. зарядов, перенос энергии теплового движения осуществляется

фононами. У твёрдых диэлектриков где с- теплоёмкость диэлектрика, совпадающая с теплоёмкостью газа фононов, -ср. скоpость фононов, приблизительно равная скорости звука, длина свободного пробега фононов. Существование определённого конечного значения следствие рассеяния фононов на фононах (т. н. переброса процессы и нормальное рассеяние), на дефектах кристаллич. решётки (в частности, на границах кристаллитов и образца). Температурная зависимость l определяется зависимостью от темп-ры с и

Т. металлов определяется движением и взаимодействием: носителей тока — электронов проводимости. В общем случае для металла l = l э+l реш, где l реш и l э — решёточная фононная и электронная составляющие, причём при обычных темп-pax, как правило, В процессе Т. каждый электрон переносит энергию kТ, благодаря чему отношение l э к электрич. проводимости s в широком интервале темп-р пропорц.

Т (Видемана-Франца закон):


где е — заряд электрона. В связи с тем, что у большинства металловl реш <<l э в ур-нии (3) можно с хорошей точностью заменять l э на l. Обнаруженные отклонения от равенства (3) нашли своё объяснение в неупругости столкновений электронов, У полуметаллов Bi и Sb l решi сравнима с l э, что связано с малостью числа свободных электронов в них.

Явление переноса теплоты в полупроводниках сложнее, чем в диэлектриках и металлах, т. к. для них существенны и l э и l реш, а также в связи со значит. влиянием на l примесей, процессов биполярной диффузии, переноса экситонов и. др. факторов.

Влияние р на l твёрдых тел с хорошей точностью выражается линейной зависимостью l от р, причём у мн. металлов и минералов l растёт с ростом

р.

Лит.: Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р., Молекулярная теория газов и жидкостей, пер. с англ., М., 1961; Зельдович Я. Б., Райзер Ю. П., Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений, 2 изд., М., 1966; Ашк-рофт Н., Мермин Н., Физика твердого тела, пер. с англ., т. 1-2, М-, 1979; Берман Р., Теплопроводность твердых тел, пер. с англ., М., 1979, С. П. Малышенко.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.

Что такое теплопроводность в физике?

Явление теплопроводности заключается в передаче энергии в виде тепла при непосредственном контакте двух тел без какого-либо обмена материей или с ее обменом. При этом энергия переходит из одного тела или области тела, имеющего более высокую температуру, в тело или область с более низкой температурой. Физической характеристикой, которая определяет параметры передачи тепла, является теплопроводность. Что такое теплопроводность, и как ее описывают в физике? На эти вопросы ответит данная статья.

Общее понятие о теплопроводности и ее природа

Если отвечать простыми словами на вопрос о том, что такое теплопроводность в физике, то следует сказать, что передача тепла между двумя телами или различными областями одного и того же тела является процессом обмена внутренней энергией между частицами, составляющими тело (молекулы, атомы, электроны и ионы). Сама внутренняя энергия состоит из двух важных частей: из кинетической и из потенциальной энергии.

Что такое теплопроводность в физике с точки зрения природы этой величины? На микроскопическом уровне способность материалов проводить тепло зависит от их микроструктуры. Например, для жидкостей и газов указанный физический процесс происходит за счет хаотичных столкновений между молекулами, в твердых телах основная доля переносимого тепла приходится на обмен энергией между свободными электронами (в металлических системах) или фононами (неметаллические вещества), которые представляют собой механические колебания кристаллической решетки.

Математическое представление теплопроводности

Ответим на вопрос о том, что такое теплопроводность, с математической точки зрения. Если взять однородное тело, тогда количество тепла, переданного через него в данном направлении, будет пропорционально площади поверхности, перпендикулярной направлению теплопередачи, теплопроводности самого материала и разнице температур на концах тела, а также будет обратно пропорционально толщине тела.

В итоге получается формула: Q/t = kA(T2-T1)/x, здесь Q/t — теплота (энергия), переданная через тело за время t, k — коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлено рассматриваемое тело, A — площадь поперечного сечения тела, T2-T1 — разница температур на концах тела, причем T2>T1, x — толщина тела, через которую передается тепло Q.

Способы передачи тепловой энергии

Рассматривая вопрос о том, что такое теплопроводность материалов, следует упомянуть о возможных способах передачи тепла. Тепловая энергия может передаваться между различными телами с помощью следующих процессов:

  • проводимость — этот процесс идет без переноса материи;
  • конвекция — перенос тепла непосредственно связан и с движением самой материи;
  • излучение — передача тепла осуществляется за счет электромагнитного излучения, то есть с помощью фотонов.

Чтобы тепло было передано с помощью процессов проводимости или конвекции, необходим непосредственный контакт между различными телами с тем отличием, что в процессе проводимости не существует макроскопического движения материи, а в процессе конвекции это движение присутствует. Отметим, что микроскопическое движение имеет место во всех процессах теплопередачи.

Для обычных температур в несколько десятков градусов Цельсия можно сказать, что на долю конвекции и проводимости приходится основная часть передаваемого тепла, а количество энергии, переданной в процессе излучения, является незначительным. Однако излучение начинает играть главную роль в процессе теплопередачи при температурах в несколько сотен и тысяч Кельвин, поскольку количество энергии Q, передаваемой этим способом, растет пропорционально 4-й степени абсолютной температуры, то есть ∼ T4. Например, наше солнце теряет большую часть энергии именно за счет излучения.

Теплопроводность твердых тел

Так как в твердых телах каждая молекула или атом находятся в определенном положении и не могут его покинуть, то передача тепла с помощью конвекции оказывается невозможной, и единственным возможным процессом является проводимость. При увеличении температуры тела кинетическая энергия составляющих его частиц увеличивается, и каждая молекула или атом начинают интенсивнее колебаться. Этот процесс приводит к их столкновению с соседними молекулами или атомами, в результате таких столкновений передается кинетическая энергия от частицы к частице до тех пор, пока все частицы тела не будут охвачены этим процессом.

В результате описанного микроскопического механизма при нагреве одного конца металлического стержня температура через некоторое время выравнивается по всему стержню.

Тепло не передается одинаково в различных твердых материалах. Так, существуют материалы, которые обладают хорошей теплопроводностью. Они легко и быстро проводят тепло через себя. Но также существуют плохие теплопроводники или изоляторы, через которые тепло практически не проходит.

Коэффициент теплопроводности для твердых тел

Коэффициент термической проводимости для твердых тел k имеет следующий физический смыл: он указывает на количество теплоты, которое проходит за единицу времени через единицу площади поверхности в каком-либо теле единичной толщины и бесконечной длины и ширины при разнице температур на его концах, равной одному градусу. В международной системе единиц СИ коэффициент k измеряется в Дж/(с*м*К).

Данный коэффициент в твердых веществах зависит от температуры, поэтому его принято определять при температуре 300 K с целью сравнения способности проводить тепло различными материалами.

Коэффициент теплопроводности для металлов и неметаллических твердых материалов

Все металлы без исключения являются хорошими проводниками тепла, за перенос которого в них отвечает электронный газ. В свою очередь ионные и ковалентные материалы, а также материалы, имеющие волокнистую структуру, являются хорошими теплоизоляторами, то есть плохо проводят тепло. Для полноты раскрытия вопроса о том, что такое теплопроводность, следует заметить, что этот процесс требует обязательного наличия вещества, если он осуществляется за счет конвекции или проводимости, поэтому в вакууме тепло может передаваться только за счет электромагнитного излучения.

В списке ниже приведены значения коэффициентов теплопроводности для некоторых металлов и неметаллов в Дж/(с*м*К):

  • сталь — 47-58 в зависимости от марки стали;
  • алюминий — 209,3;
  • бронза — 116-186;
  • цинк — 106-140 в зависимости от чистоты;
  • медь — 372,1-385,2;
  • латунь — 81-116;
  • золото — 308,2;
  • серебро — 406,1-418,7;
  • каучук — 0,04-0,30;
  • стекловолокно — 0,03-0,07;
  • кирпич — 0,80;
  • дерево — 0,13;
  • стекло — 0,6-1,0.

Таким образом, теплопроводность металлов на 2-3 порядка превышает значения теплопроводности для изоляторов, которые являются ярким примером ответа на вопрос о том, что такое низкая теплопроводность.

Значение теплопроводности играет важную роль во многих индустриальных процессах. В одних процессах стремятся увеличить ее, используя хорошие теплопроводники и увеличивая площадь контакта, в других же стараются уменьшить теплопроводность, уменьшая площадь контакта и применяя теплоизолирующие материалы.

Конвекция в жидкостях и газах

Передача тепла в текучих средах осуществляется за счет процесса конвекции. Этот процесс предполагает перемещение молекул вещества между зонами с различной температурой, то есть при конвекции происходит перемешивание жидкости или газа. Когда текучая материя отдает тепло, ее молекулы теряют часть кинетической энергии, и материя становится более плотной. Наоборот, когда текучая материя нагревается, ее молекулы увеличивают свою кинетическую энергию, их движение становится более интенсивным, соответственно, объем материи увеличивается, а плотность уменьшается. Именно поэтому холодные слои материи стремятся опуститься вниз под действием силы тяжести, а горячие слои пытаются подняться вверх. Этот процесс приводит к перемешиванию материи, способствуя передачи тепла между ее слоями.

Коэффициент теплопроводности некоторых жидкостей

Если отвечать на вопрос о том, что такое теплопроводность воды, то следует понимать, что она обусловлена конвекционным процессом. Коэффициент теплопроводности для нее равен 0,58 Дж/(с*м*К).

Для других жидкостей эта величина приведена в списке ниже:

  • этиловый спирт — 0,17;
  • ацетон — 0,16;
  • глицерол — 0,28.

То есть значения теплопроводности для жидкостей сравнимы с таковыми для твердых теплоизоляторов.

Конвекция в атмосфере

Важность атмосферной конвекции велика, поскольку благодаря ней существуют такие явления, как ветры, циклоны, образование облаков, дожди и другие. Все эти процессы подчиняются физическим законам термодинамики.

Среди процессов конвекции в атмосфере самым важным является круговорот воды. Здесь следует рассмотреть вопросы о том, что такое теплопроводность и теплоемкость воды. Под теплоемкостью воды понимается физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо передать 1 кг воды, чтобы ее температура увеличилась на один градус. Оно равно 4220 Дж.

Круговорот воды осуществляется следующим образом: солнце нагревает воды Мирового океана, и часть воды испаряется в атмосферу. За счет процесса конвекции водяной пар поднимается на большую высоту, охлаждается, образуются облака и тучи, которые приводят к возникновению осадков в виде града или дождя.

Коэффициент теплопроводности материала. Теплопроводность строительных материалов: таблица

Процесс передачи энергии от более нагретой части тела к менее нагретой называется теплопроводностью. Числовое значение такого процесса отражает коэффициент теплопроводности материала. Это понятие является очень важным при строительстве и ремонте зданий. Правильно подобранные материалы позволяют создать в помещении благоприятный микроклимат и сэкономить на отоплении существенную сумму.

Понятие теплопроводности

Теплопроводность – процесс обмена тепловой энергией, который происходит за счет столкновения мельчайших частиц тела. Причем этот процесс не прекратится, пока не наступит момент равновесия температур. На это уходит определенный промежуток времени. Чем больше времени затрачивается на тепловой обмен, тем ниже показатель теплопроводности.

Данный показатель выражают как коэффициент теплопроводности материалов. Таблица содержит уже измеренные значения для большинства материалов. Расчет производится по количеству тепловой энергии, прошедшей сквозь заданную площадь поверхности материала. Чем больше вычисленное значение, тем быстрее объект отдаст все свое тепло.

Факторы, влияющие на теплопроводность

Коэффициент теплопроводности материала зависит от нескольких факторов:

  • Плотность материала. При повышении данного показателя взаимодействие частиц материала становится прочнее. Соответственно, они будут передавать температуру быстрее. А это значит, что с повышением плотности материала улучшается передача тепла.
  • Пористость вещества. Пористые материалы являются неоднородными по своей структуре. Внутри них находится большое количество воздуха. А это значит, что молекулам и другим частицами будет сложно перемещать тепловую энергию. Соответственно, коэффициент теплопроводности повышается.
  • Влажность также оказывает влияние на теплопроводность. Мокрые поверхности материала пропускают большее количество тепла. В некоторых таблицах даже указывается расчетный коэффициент теплопроводности материала в трех состояниях: сухом, среднем (обычном) и влажном.
Выбирая материал для утепления помещений, важно учитывать также условия, в которых он будет эксплуатироваться.

Понятие теплопроводности на практике

Теплопроводность учитывается на этапе проектирования здания. При этом берется во внимание способность материалов удерживать тепло. Благодаря их правильному подбору жильцам внутри помещения всегда будет комфортно. Во время эксплуатации будут существенно экономиться денежные средства на отопление.

Утепление на стадии проектирования является оптимальным, но не единственным решением. Не составляет трудности утеплить уже готовое здание путем проведения внутренних или наружных работ. Толщина слоя изоляции будет зависеть от выбранных материалов. Отдельные из них (к примеру, дерево, пенобетон) могут в некоторых случаях использоваться без дополнительного слоя термоизоляции. Главное, чтобы их толщина превышала 50 сантиметров.

Особенное внимание следует уделить утеплению кровли, оконных и дверных проемов, пола. Сквозь эти элементы уходит больше всего тепла. Зрительно это можно увидеть на фотографии в начале статьи.

Конструкционные материалы и их показатели

Для строительства зданий используют материалы с низким коэффициентом теплопроводности. Наиболее популярными являются:

  • Бетон. Его теплопроводность находится в пределах 1,29-1,52Вт/м*К. Точное значение зависит от консистенции раствора. На этот показатель также влияет плотность исходного материала, которая составляет 500-2500 кг/м3. Используют данный материал в виде раствора для фундаментов, в виде блоков – для возведения стен и фундамента.
  • Железобетон, значение теплопроводности которого составляет 1,68Вт/м*К. Плотность материала достигает 2400-2500 кг/м3.
  • Древесина, издревле использующаяся как строительный материал. Ее плотность и теплопроводность в зависимости от породы составляют 150-2100 кг/м3 и 0,2-0,23Вт/м*К соответственно.

Еще один популярный строительный материал – кирпич. В зависимости от состава он обладает следующими показателями:

  • саманный (изготовленный из глины): 0,1-0,4 Вт/м*К;
  • керамический (изготовленный методом обжига): 0,35-0,81 Вт/м*К;
  • силикатный (из песка с добавлением извести): 0,82-0,88 Вт/м*К.

Материалы из бетона с добавлением пористых заполнителей

Коэффициент теплопроводности материала позволяет использовать последний для постройки гаражей, сараев, летних домиков, бань и других сооружений. В данную группу можно отнести:

  • Пенобетон. Производится с добавлением пенообразующих веществ, за счет которых характеризуется пористой структурой с плотностью 500-1000 кг/м3. При этом способность передавать тепло определяется значением 0,1-0,37Вт/м*К.
  • Керамзитобетон, показатели которого зависят от его вида. Полнотелые блоки не имеют пустот и отверстий. С пустотами внутри изготавливают пустотелые блоки, которые менее прочные, нежели первый вариант. Во втором случае теплопроводность будет ниже. Если рассматривать общие цифры, то плотность керамзитобетона составляет 500-1800кг/м3. Его показатель находится в интервале 0,14-0,65Вт/м*К.
  • Газобетон, внутри которого образуются поры размером 1-3 миллиметра. Такая структура определяет плотность материала (300-800кг/м3). За счет этого коэффициент достигает 0,1-0,3 Вт/м*К.

Показатели теплоизоляционных материалов

Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов, наиболее популярных в наше время:

  • пенопласт, который обладает плотностью 15-50кг/м3, при теплопроводности – 0,031-0,033Вт/м*К;
  • пенополистирол, плотность которого такая же, как и у предыдущего материала. Но при этом коэффициент передачи тепла находится на уровне 0,029-0,036Вт/м*К;
  • стекловата. Характеризуется коэффициентом, равным 0,038-0,045Вт/м*К;

Таблица показателей

Для удобства работы коэффициент теплопроводности материала принято заносить в таблицу. В ней кроме самого коэффициента могут быть отражены такие показатели как степень влажности, плотность и другие. Материалы с высоким коэффициент теплопроводности сочетаются в таблице с показателями низкой теплопроводности. Образец данной таблицы приведен ниже:

Использование коэффициента теплопроводности материала позволит возвести желаемую постройку. Главное: выбрать продукт, отвечающий всем необходимым требованиями. Тогда здание получится комфортным для проживания; в нем будет сохраняться благоприятный микроклимат.

Правильно подобранный изоляционный материал снизит потери тепла, по причине чего больше не нужно будет «отапливать улицу». Благодаря этому финансовые затраты на отопление существенно снизятся. Такая экономия позволит в скором времени вернуть все деньги, которые будут затрачены на приобретение теплоизолятора.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов. Таблица значений

Комфорт в построенном здании зависит от многих факторов. На микроклимат в помещении, к примеру, оказывает влияние коэффициент теплопроводности строительных материалов. Таблица данных параметров позволит выбрать наиболее подходящий материал для создания комфортных условий в доме.

Благодаря правильно приозведенному расчету, в дальнейшем можно сэкономить на отоплении дома. Даже если на начальном этапе строительство производить из более дорогих материалов, со временем они полностью окупятся. В случае если для строительства используются материалы, интенсивно пропускающие тепло, необходимо проводить дополнительный объем работ по утеплению дома. Его осуществляют и снаружи, и внутри зданий. Но в любом случае это несет дополнительные затраты и времени, и средств.

Понятие теплопроводности

В физике под теплопроводностью понимают передачу теплоты от более нагретых частиц к менее нагретым в результате их непосредственного соприкосновения. Под частицами здесь понимают атомы, молекулы или свободные электроны.

Если говорить простым языком, то теплопроводность – это способность конкретного материала пропускать тепло. Стоит отметить, что перемещение тепла будет продолжаться, пока не наступит равновесие температур.

Потери тепла для разных участков зданий различны. Если говорить о частном доме, до теплопотери будут происходить:

  • через крышу — до 30 процентов;
  • через дымоходы, естественную вентиляцию и так далее — до 25 процентов;
  • через стены — до 15 процентов;
  • через пол — до 15 процентов;
  • через окна — до 15 процентов;
  • через примыкание — до 15 процентов.

Для многоквартирных домов эти показатели немного отличаются. Потери через крышу и стены будут ниже. А вот через окна будет уходить гораздо больше тепла.

Коэффициент теплопроводности

Теплопроводность материала характеризуется временным интервалом, в течение которого температурные показатели достигнут равновесия. Об этом свидетельствует коэффициент теплопроводности строительных материалов. Таблица показывает, что между временем и теплопроводностью в данном случае существует обратная зависимость. То есть чем меньше времени уходит на передачу тепла, тем больше значение теплопроводности.

На практике это значит, что здание будет остывать быстрее, если больше будет коэффициент теплопроводности строительных материалов. Таблица значений в данном случае просто необходима. В ней видно, сколько тепла потеряет здание через единицу площади.

Рассмотрим пример. Кирпич обладает теплопроводностью 0,67 кВт/(м2*К) (значение взято из соответствующих таблиц). Это значит, что 1 квадратный метр поверхности с толщиной один метр будет пропускать 0,67 ватт тепла. Это значение будет при условии, что разница в температурах двух поверхностей составляет один градус. При увеличении разности до 10 градусов теплопотери составят уже 6,7 ватт. В таких условиях при уменьшении толщины стены в 10 раз (то есть до 10 сантиметров), потери тепла составят 67 ват.

Изменение теплопроводности

На коэффициенты теплопроводности строительных материалов оказывают влияние различного рода факторы. Основными параметрами являются:

  • Плотность материала. Если плотность выше, значит, частицы внутри материала взаимодействуют друг с другом сильнее. Соответственно, передача тепловой энергии и установление равновесия температур произойдет быстрее. Следовательно, чем больше плотность, тем лучше материал пропускает тепло.
  • Пористость. Здесь наблюдается противоположная ситуация. Материалы с большой пористостью обладают неоднородной структурой. Большую часть объема занимает воздух, обладающий минимальным коэффициентом. Передача тепловой энергии через маленькие поры затруднена. Соответственно, теплопроводность будет увеличиваться.
  • Влажность. С увеличением влажности будет выше и коэффициент теплопроводности строительных материалов.

Таблица, приведенная выше, показывает точные значения для некоторых материалов.

Сравнение теплопроводности материалов на практике

Неопытному человеку сложно понять, что же собой представляют коэффициенты теплопроводности строительных материалов. СНиП дает точные значения, которые содержатся в таблице.

Чтобы лучше понять разницу данных значений, рассмотрим пример. Сравним несколько различных материалов. Количество пропускаемого ими тепла можно сделать одинаковым, если изменять толщину стены. Так, стена из бетонных панелей (с утеплителем) толщиной 14 сантиметров будет соответствовать деревянной стене с толщиной 15 сантиметров. То же значение теплопроводности будет характерно для керамзитобетона толщиной 30 сантиметров, пустотелого кирпича толщиной 51 сантиметр. Если брать обычный кирпич, то для получения данной теплопроводности необходимо построить стену толщиной 64 сантиметра.

Государственные стандарты

Определяется коэффициент теплопроводности строительных материалов (таблица) СНиП и другими документами. Так, для составления таблицы, которая размещена выше, были использованы такие документы, как СНиП 11-3-79, СНиП 23-02-2003, СП 50.13330.2012.

Если стандарты не дают значения коэффициента теплопроводности необходимого строительного материала, его можно узнать у производителя. Посмотрите на упаковке, не указан ли данный параметр там. Еще один выход – зайти на официальный сайт производителя.

Как видно, расчет теплопотерь играет важную роль в процессе строительства зданий. От этого будет зависеть уровень комфортного нахождения внутри помещения. Поэтому еще на этапе проектирования необходимо со всей тщательностью подходить к вопросу выбора строительных материалов. Это позволит снизить расход финансовых средств на отопление. При этом толщина выбранного материала для каждого региона будет отличаться. И зависеть она будет от климатических условий зоны проживания.

Теплопроводность строительных материалов — основные понятия, табличные значения, расчеты

Ведущие тенденции современного строительства – это возведение домов с максимальной энергоэффективностью. То есть с возможностью создания и поддержания комфортных условий проживания при минимальных затратах энергоносителей. Понятно, что многим нашим строителям, ведущим возведение своих жилых владений самостоятельно, до таких показателей пока далековато, но стремиться к этому – необходимо всегда.

Теплопроводность строительных материалов

Прежде всего, это касается минимизации тепловых потерь через строительные конструкции. Достигается такое снижение эффективной термоизоляцией, выполненной на основании теплотехнических расчетов. Проектирование в идеале должны проводить специалисты, но часто обстоятельства понуждают владельцев жилья и такие вопросы брать в свои руки. Значит, необходимо иметь общие представления о базовых понятиях строительной теплотехники. Прежде всего – что такое теплопроводность строительных материалов, в чем она измеряется, как просчитывается.

Если разобраться с этими «азами», то будет проще всерьез, со знанием дела , а не по наитию, заниматься вопросами утепления своего жилья.

Что такое теплопроводность, какими единицами измерения она описывается?

Если не рассматривать каких-то теоретических условий, то в реальности все физические тела, жидкости или газы обладают способностью к передаче тепла. Иными словами, чтобы было понятнее, если какой-то объект начинают нагревать с одной из сторон, он становится проводником тепла, нагреваясь сам и передавая тепловую энергию дальше. Точно так же – и при охлаждении, только с «обратным знаком».

Даже на простом бытовом уровне всем понятно, что эта способность выражена у разных материалов в очень отличающейся степени. Например, одно дело мешать готовящееся на плите кипящее блюдо деревянной лопаткой, и совсем другое – металлической ложкой, которая практически моментально разогреется до такой температуры, что ее невозможно будет держать в руках. Этот пример наглядно показывает, что теплопроводность металла во много раз выше, чем у дерева.

«Практическое применение» огромной разницы в теплопроводности материалов – пробка, подсунутая под скобу металлической крышки кастрюли. Снять такую крышку с кипящей на плите посуды можно голыми пальцами, не опасаясь ожога.

И таких примеров – масса, буквально на каждом шагу. Например, прикоснитесь рукой к обычной деревянной двери в комнате, и к металлической ручке, прикрученной на ней. По ощущениям – ручка холоднее. Но такого не может быть – все предметы в помещении имеют примерно равную температуру. Просто металл ручки быстрее отвел на себя тепло тела, что и вызвало ощущения более холодной поверхности.

Коэффициент теплопроводности материала

Существует специальная единица, которая характеризует любой материал, как проводник тепла. Называется она коэффициентом теплопроводности, обозначается обычно греческой буквой λ, и измеряется в Вт/(м×℃). (Во многих встречающихся формулах вместо градусов Цельсия ℃ указаны градусы Кельвина, К, но сути это не меняет).

Этот коэффициент показывает способность материала передавать определенное количество тепла на определённое расстояние за единицу времени. Причем, это показатель характеризует именно материал, то есть без привязки к каким бы то ни было размерам.

Такие коэффициенты рассчитаны для практически любых строительных и иных материалов. Ниже в данной публикации приведены таблицы для различных групп – растворов, бетонов, кирпичной и каменной кладки, утеплителей, древесины, металлов и т.д. Даже беглого взгляда на них достаточно, чтобы убедиться, насколько эти коэффициенты могут отличаться.

Очень часто производители стройматериалов того или иного предназначения в череде паспортных характеристик указывают и коэффициент теплопроводности.

Материалы, которые отличаются высокой проводимостью тепла, например, металлы, как раз и находят часто применение в роли теплоотводов или теплообменников. Классический пример – радиаторы отопления, в которых чем лучше их стенки будут передавать нагрев от теплоносителя, тем эффективнее их работа.

А вот для большинства строительных материалов – ситуация обратная. То есть чем меньше коэффициент теплопроводности материала, из которого возведена условная стенка, тем меньше тепла будет терять здание с приходом холодов. Или, тем меньше можно будет сделать толщину стены при одинаковых показателях теплопроводности.

И на титульной картинке к статье, и на иллюстрации ниже показаны весьма наглядные схемы, как будет различаться толщина стены из разных материалов при равных способностях удержать тепло в доме. Комментарии, наверное, не нужны.

Одинаковая термоизоляционная способность – и совершенно разные толщины. Хороший пример по разнице в теплопроводности.

В справочной литературе часто указывается не одно значение коэффициента теплопроводности для какого-то материала, а целых три. (А иногда – и больше, так как этот коэффициент может меняться с изменением температуры). И это – правильно, так как на теплопроводные качества влияют и условия эксплуатации. И в первую очередь – влажность.

Это свойственно большинству материалов – при насыщении  влагой коэффициент теплопроводности увеличивается. И если ставится цель выполнить расчеты максимально точно, с привязкой к реальным условиям эксплуатации, то рекомендуется не пренебрегать этой разницей.

Итак, коэффициент может даваться расчетный, то есть для совершенно сухого материала и лабораторных условий. Но для реальных расчетов берут его или для режима эксплуатации А, или для режима Б.

Эти режимы складываются консолидировано из климатических особенностей региона и из особенностей эксплуатации конкретного здания (помещения).

Тип своей климатической зоны по уровню влажности можно определить по предлагаемой карте-схеме:

Климатические зоны территории России по уровню влажности: 1 –влажная; 2 – нормальная; 3 – сухая.

Особенности влажностного режима помещений определяются по следующей таблице:

Таблица определения влажностного режима помещений

Влажностной режим помещенияОтносительная влажность внутреннего воздуха при температуре:
до 12°Сот 13 до 24°С 25°С и выше
Сухойдо 60%до 50%до 40%
Нормальныйот 61 до 75%от 51 до 60%от 41 до 50%
Влажный 76% и болееот 61 до 75%от 51 до 60%
Мокрый—76% и более61% и более

Кстати, о влажности!..

А хорошо ли вы представляете себе, что такое относительная влажность воздуха. И какой она должна быть в помещениях для поддержания комфортного микроклимата? Если с этим ясности нет – добро пожаловать к специальной публикации нашего портала, посвященной приборам измерения относительной влажности.

Итак, имея данные карты-схемы и таблицы, можно по второй таблице определиться с выбором режима А или Б, от которого будет зависеть реальная величина коэффициента теплопроводности.

Таблица для выбора режима эксплуатации ограждающих конструкций

Влажностной режим помещения (по таблице)Зоны влажности (в соотвествии с картой-схемой)
3 — сухая2 — нормальная1 — влажная
СухойААБ
НормальныйАББ
Влажный или мокрыйБББ

Вот по этому режиму и выбирается из табличных данных наиболее близкий к реальности коэффициент теплопроводности.

Таблицы будут приведены ниже, под теоретической частью.

Сопротивление теплопередаче

Итак, коэффициент теплопроводности характеризует сам материал. Но с практической точки зрения, наверное, важнее иметь какую-то величину, которая будет описывать теплопроводные способности конкретной конструкции. То есть уже с учетом особенностей ее строения и размеров.

Такая единица измерения есть, и называется она сопротивлением теплопередаче. Ее можно считать обратной величиной коэффициенту теплопроводности, с одновременным учетом толщины материала.

Обозначается сопротивление теплопередаче (или, как его часто именуют, термическое сопротивление) латинской буквой R. Если «плясать» от коэффициента теплопроводности, то определяется оно по следующей формуле.

R = h/λ

где:

R — сопротивление теплопередаче однослойной однородной ограждающей конструкции, м²×℃/Вт;

h — толщина этого слоя, выраженная в метрах;

λ — коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлена эта ограждающая конструкция, Вт/(м×℃).

Очень часто в строительстве используются многослойные конструкции. В том числе одним из слоев нередко выступает утеплительный материал с очень низким коэффициентом теплопроводности – специально, чтобы максимально повысить значение термического сопротивления. Дело в том, что общее значение суммируется из сопротивлений всех слоев, составляющих ограждающую конструкцию. И к ним добавляется сопротивление приграничных слоев воздуха на внешней и внутренней поверхностях конструкции.

Формула сопротивления перегородки с n-слоев будет такой:

Rsum = R₁ + R₂ + …+Rn + Rai + Rao

где:

Rsum— суммарное термическое сопротивление ограждающей конструкции;

 R₁ … Rn— сопротивления слоев, от 1 до n;

Rai— сопротивление пристенного слоя воздуха внутри;

Rao— сопротивление пристенного слоя воздуха снаружи.

Для каждого из слоев сопротивление рассчитывается отдельно, исходя из коэффициента теплопроводности материала и толщины.

Есть специальная методика расчета и коэффициентов воздушных прослоек вдоль стены снаружи и внутри. Но для упрощенных расчётов их вполне можно взять равными суммарно 0,16 м²×℃/Вт – большой погрешности не будет.

Кстати, если в конструкции перегородки предусмотрена воздушная полость, не сообщающаяся с внешним воздухом, то она тоже дает весомую добавку к общему сопротивлению теплопередаче. Значения сопротивления теплопередаче воздушных изолированных прослоек показаны в таблице ниже:

Таблица термических сопротивлений замкнутых воздушных прослоек

Толщина воздушной прослойки, в метрахВ и Г ▲Г▼
tв > 0 ℃tв tв > 0 ℃tв
0.010.130.150.140.15
0.020.140.150.150.19
0.030.140.160.160.21
0.050.140.170.170.22
0.10.150.180.180.23
0.150.150.180.190.24
0,2-0,30.150.190.190.24
Примечания:
В и Г ▲ — воздушная прослойка вертикальная, или горизонтальная, с рапространением тепла снизу вверх
Г▼ — воздушная прослойка горизонтальная при распространении тепла сверху вниз
tв > 0 ℃ — положительная температура воздуха в прослойке
tв
Если любая из поверхностей воздушной прослойки, или обе одновременно, оклеены алюминиесвой фольгой, то значение сопротивления теплопередаче принимают вдвое большим.

Таблицы коэффициентов теплопроводности различных групп строительных материалов

Таблица коэффициентов теплопроводности кирпичных кладок и каменных облицовок стен
Наименование материалаρ
Средняя плотность материала
кг/м³		λ₀
Коэффициент теплопроводности в идеальных условиях и в сухом состоянии
Вт/(м×℃)		λА
Коэффициент теплопроводности для условий эксплуатации А
Вт/(м×℃)		λБ
Коэффициент теплопроводности для условий эксплуатации Б
Вт/(м×℃)
Кирпичная кладка из сплошного кирпича на различных растворах
Стандартный керамический (глиняный) – на цементно-песчаном кладочном растворе18000,560,700,81
Стандартный керамический на цементно-шлаковом растворе17000,520,640,76
Стандартный керамический на цементно-перлитовом растворе16000,470,580,70
Силикатный на цементно-песчаном кладочном растворе18000,700,760,87
Трепельный термооизоляционный, на цементно-песчаном кладочном растворе12000,350,470,52
— то же, но с плотностью10000,290,410,47
Шлаковый, на цементно-песчаном кладочном растворе15000,520,640,70
Кладка из пустотного кирпича
Кирпич керамический, с плотностью 1400 кг/м³, на цементно-песчаном кладочном растворе16000,470,580,64
— то же, но с плотностью кирпича 1300 кг/м³14000,410,520,58
— то же, но с плотностью кирпича 1000 кг/м³12000,350,470,52
Кирпич силикатный, одиннадцатипустотный, на цементно-песчаном кладочном растворе15000,640,700,81
— то же, четырнадцатипустотный14000,520,640,76
Кладка или облицовка поверхностей натуральным камнем
Гранит или базальт28003,493,493,49
Мрамор28002,912,912,91
Туф20000,760,931,05
— то же, но с плотностью18000,560,700,81
— то же, но с плотностью16000,410,520,64
— то же, но с плотностью14000,330,430,52
— то же, но с плотностью12000,270,350,41
— то же, но с плотностью10000,210,240,29
Известняк20000,931,161,28
— то же, но с плотностью18000,700,931,05
— то же, но с плотностью16000,580,730,81
— то же, но с плотностью14000,490,560,58
Таблица коэффициентов теплопроводности бетонов различного типа
Наименование материалаρ
кг/м³		λ₀
Вт/(м×℃)		λА
Вт/(м×℃)		λБ
Вт/(м×℃)
Бетоны на плотном заполнителе
Железобетон25001.691.922.04
Бетон на натуральном гравии или щебне24001.511.741.86
Бетоны на натуральных пористых заполнителях
Пемзобетон16000.520.60.68
— то же, но с плотностью14000.420.490.54
— то же, но с плотностью12000.340.40.43
— то же, но с плотностью10000.260.30.34
— то же, но с плотностью8000.190.220.26
Туфобетон18000.640.870.99
— то же, но с плотностью16000.520.70.81
— то же, но с плотностью14000.410.520.58
— то же, но с плотностью12000.290.410.47
Бетон на вулканическом шлаке16000.520.640.7
— то же, но с плотностью14000.410.520.58
— то же, но с плотностью12000.330.410.47
— то же, но с плотностью10000.240.290.35
— то же, но с плотностью800200.230.29
Бетоны на искусственных пористых наполнителях
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией12000.410.520.58
— то же, но с плотностью10000.330.410.47
— то же, но с плотностью8000.230.290.35
Керамзитобетон на керамзитовом песке или керамзитопенобетон1800660.80.92
— то же, но с плотностью16000.580.670.79
— то же, но с плотностью14000.470.560.65
— то же, но с плотностью12000.360.440.52
— то же, но с плотностью10000.270.330.41
— то же, но с плотностью8000.210.240.31
— то же, но с плотностью6000.160.20.26
— то же, но с плотностью5000.140.170.23
Керамзитобетон на перлитовом песке10000.280.350.41
— то же, но с плотностью8000.220.290.35
Перлитобетон12000.290.440.5
— то же, но с плотностью10000.220.330.38
— то же, но с плотностью8000.160.270.33
— то же, но с плотностью6000.120.190.23
Шлакопемзобетон18000.520.630.76
— то же, но с плотностью16000.410.520.63
— то же, но с плотностью14000.350.440.52
— то же, но с плотностью12000.290.370.44
— то же, но с плотностью10000.230.310.37
Шлакопемзопено и шлакопемзогазобетон16000.470.630.7
— то же, но с плотностью14000.350.520.58
— то же, но с плотностью12000.290.410.47
— то же, но с плотностью10000.230.350.41
— то же, но с плотностью8000.170.290.35
Вермикулетобетон8000.210.230.26
— то же, но с плотностью6000.140.160.17
— то же, но с плотностью4000.090.110.13
— то же, но с плотностью3000.080.090.11
Ячеистые бетоны
Газобетон, пенобетон, газосиликат, пеносиликат10000.290.410.47
— то же, но с плотностью8000.210.330.37
— то же, но с плотностью6000.140.220.26
— то же, но с плотностью4000.110.140.15
— то же, но с плотностью3000.080.110.13
Газозолобетон, пенозолобетон12000.290.520.58
— то же, но с плотностью10000.230.440.59
— то же, но с плотностью8000.170.350.41
Таблица коэффициентов теплопроводности строительных растворов на цементной, известковой, гипсовой основе
Наименование материалаρ
кг/м³		λ₀
Вт/(м×℃)		λА
Вт/(м×℃)		λБ
Вт/(м×℃)
Обычный цементно-песчаный раствор18000.580.760.93
Сложный раствор из цемента, песка, извести17000.520.70.87
Цементно-шлаковый раствор14000.410.520.64
Цементно-перлитовый раствор10000.210.260.3
— то же, но с плотностью8000.160.210.26
Известково-песчаный раствор16000.470.70.81
— то же, но с плотностью12000.350.470.58
Гипсово-перлитовый раствор6000.140.190.23
Гипсово-перлитовый поризованный раствор5000.120.150.19
— то же, но с плотностью4000.090.130.15
Гипсовые плиты литые конструкционные12000.350.410.47
— то же, но с плотностью10000.230.290.35
Листы гипсокартона (сухая штукатурка)8000.150.190.21
Таблица коэффициентов теплопроводности дерева, изделий на основе древесины, а также других природных материалов
Наименование материалаρ
кг/м³		λ₀
Вт/(м×℃)		λА
Вт/(м×℃)		λБ
Вт/(м×℃)
Хвойная древесина (сосна иди ель) поперек волокон5000,090,140,18
— они же — вдоль волокон5000,180,290,35
Древесина плотных лиственных пород (дуб, бук, ясень) поперек волокон7000,10,180,23
— они же — вдоль волокон7000,230,350,41
Клееная фанера6000,120,150,18
Облицовочный картон10000,180,210,23
Картон строительный многослойный6500,130,150,18
Плиты древесно-волокнистые (ДВП), древесно-стружечные (ДСП), ориентированно-стружечные (ОСП)10000,150,230,29
— то же, но для плотности8000,130,190,23
— то же, но для плотности6000,110,130,16
— то же, но для плотности4000,080,110,13
— то же, но для плотности2000,060,070,08
Плиты фибролитовые, арболит на основе портландцемента8000,160,240,3
— то же, но для плотности6000,120,180,23
— то же, но для плотности4000,080,130,16
— то же, но для плотности3000,070,110,14
Плиты камышитовые3000,070,090,14
— то же, но для плотности2000,060,070,09
Плиты торфяные термоизоляционные3000,0640,070,08
— то же, но для плотности2000,0520,060,064
Пакля строительная1500,050,060,07
Таблица коэффициентов теплопроводности материалов, применяемых в термоизоляционных целях
Наименование материалаρ
кг/м³		λ₀
Вт/(м×℃)		λА
Вт/(м×℃)		λБ
Вт/(м×℃)
Минеральная вата, стекловата
Маты минеральной ваты прошивные или на синтетическом связующем1250.0560.0640.07
— то же, но для плотности750.0520.060.064
— то же, но для плотности500.0480.0520.06
Плиты минеральной ваты на синтетическом и битумном связующих — мягкие, полужесткие и жесткие3500.0910.090.11
— то же, но для плотности3000.0840.0870.09
— то же, но для плотности2000.070.0760.08
— то же, но для плотности1000.0560.060.07
— то же, но для плотности500.0480.0520.06
Плиты минеральной ваты на органофосфатном связующем — повышенной жесткости2000.0640.070.076
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем500.0560.060.064
Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные1500.0610.0640.07
Синтетические утеплители
Пенополистирол1500.050.0520.06
— то же, но для плотности1000.0410.0410.052
— то же, но для плотности400.0380.0410.05
Пенопласт ПХВ-1 и ПВ-11250.0520.060.064
— то же, но для плотности100 и менее0.0410.050.052
Пенополиуретан плитный800.0410.050.05
— то же, но для плотности600.0350.0410.041
— то же, но для плотности400.0290.040.04
Пенополиуретан напылением350.0270.0330.035
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта1000.0470.0520.076
— то же, но для плотности750.0430.050.07
— то же, но для плотности500.0410.050.064
— то же, но для плотности400.0380.0410.06
Пенополиэтилен300.030.0320.035
Плиты из полиизоцианурата (PIR)350.0240.0280.031
Перлитопласт-бетон2000.0410.0520.06
— то же, но для плотности1000.0350.0410.05
Перлитофосфогелевые изделия3000.0760.080.12
— то же, но для плотности2000.0640.070.09
Каучук вспененный850.0350.040.045
Утеплители на натуральной основе
Эковата600.0410.0540.062
— то же, но для плотности450.0380.050.055
— то же, но для плотности350.0350.0420.045
Пробка техническая500.0370.0430.048
Листы пробковые2200.0350.0410.045
Плиты льнокостричные термоизоляционные2500.0540.0620.071
Войлок строительный шерстяной3000.0570.0650.072
— то же, но для плотности1500.0450.0510.059
Древесные опилки4000.0921.051.12
— то же, но для плотности2000.0710.0780.085
Засыпки минеральные
Керамзит — гравий8000.180.210.23
— то же, но для плотности6000.140.170.2
— то же, но для плотности4000.120.130.14
— то же, но для плотности3000.1080.120.13
— то же, но для плотности2000.0990.110.12
Шунгизит — гравий8000.160.20.23
— то же, но для плотности6000.130.160.2
— то же, но для плотности4000.110.130.14
Щебень из доменного шлака, шлаковой пемзы и аглоперита8000.180.210.26
— то же, но для плотности6000.150.180.21
— то же, но для плотности4001.1220.140.16
Щебень и песок из вспученного перлита6000.110.1110.12
— то же, но для плотности4000.0760.0870.09
— то же, но для плотности2000.0640.0760.08
Вермикулит вспученный2000.0760.090.11
— то же, но для плотности1000.0640.0760.08
Песок строительный сухой16000.350.470.58
Пеностекло или газостекло
Пеностекло или газо-стекло4000.110.120.14
— то же, но для плотности3000.090.110.12
— то же, но для плотности2000.070.080.09
Таблица коэффициентов теплопроводности кровельных, гидроизоляционных, облицовочных, рулонных и наливных напольных покрытий
Наименование материалаρ
кг/м³		λ₀
Вт/(м×℃)		λА
Вт/(м×℃)		λБ
Вт/(м×℃)
Асбестоцементные
Листы асбестоцементные плоские («плоский шифер»)18000.350.470.52
— то же, но для плотности16000.230.350.41
На битумной основе
Битумы нефтяные строительные и кровельные14000.270.270.27
— то же, но для плотности12000.220.220.22
— то же, но для плотности10000.170.170.17
Асфальтобетон21001.051.051.05
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем4000.1110.120.13
— то же, но для плотности3000.0670.090.099
Рубероид, пергамин, толь, гибкая черепица6000.170.170.17
Линолеумы и наливные полимерные полы
Линолеум поливинилхлоридный многослойный18000.380.380.38
— то же, но для плотности16000.330.330.33
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове18000.350.350.35
— то же, но для плотности16000.290.290.29
— то же, но для плотности14000.230.230.23
Пол наливной полиуретановый15000.320.320.32
Пол наливной эпоксидный14500.0290.0290.029
Таблица коэффициентов теплопроводности металлов и стекла
Наименование материалаρ
кг/м³		λ₀
Вт/(м×℃)		λА
Вт/(м×℃)		λБ
Вт/(м×℃)
Сталь, в том числе — арматурная стержневая7850585858
Чугун7200505050
Алюминий2600221221221
Медь8500407407407
Бронза7500÷930025÷10525÷10525÷105
Латунь8100÷880070÷12070÷12070÷120
Стекло кварцевое оконное25000.760.760.76

Сейчас для утепления различных строений используются, преимущественно, синтетические материалы. Они имеют отличные характеристики, а также в большинстве своем очень удобны в монтаже.

Исходя из значений в таблицах выше, из категории синтетических утеплителей одним из самых энергоэффективных является PIR-плита. При плотности всего 35 кг/м³ коэффициент теплопроводности у нее в среднем составляет 0,024 Вт/м*К. Но он может быть и меньше в зависимости от технологии производства PIR-плиты у того или иного производителя.

Сравнение теплопроводности PIR-плит и других материалов

Так, например, PIR-плиты LOGICPIR от российского производителя ТЕХНОНИКОЛЬ имеют показатель теплопроводности всего 0,022 Вт/м*К. Почему значение так снижается? Дело в том, что этот вид утеплителя с обеих сторон имеет фольгированный слой. Фольга, как известно, сама по себе способна отлично отражать тепловую энергию в обратную сторону, то есть в помещение. Благодаря этому свойству энергоэффективность материала растет, а теплопотери в доме снижаются. Таким образом PIR-утеплитель, имеющий такой слой с одной и другой стороны, гораздо лучше выполняет свои функции, чем, например, PIR-материал с бумажным технологическим покрытием.

В целом же LOGICPIR — обычная PIR-плита, которая представляет собой пористый материал с множеством микроячеек, наполненных воздухом. Она очень тонкая (толщина варьируется в пределах 2-5 см), легкая, не нагружает строительные конструкции, но при этом прочная и достаточно плотная, чтобы выдерживать некоторые физические воздействия. Инертна к химическим воздействиям, биологически устойчива и, кроме того, не склонна к возгораниям.

PIR-плита ТЕХНОНИКОЛЬ

Во время эксплуатации (а срок использования PIR-плит LOGICPIR составляет 50 лет) материал не теряет своих свойств. Его коэффициент теплопроводности не меняется даже при намокании: сам по себе утеплитель не впитывает воду. Дополнительную парозащиту обеспечивает и тот самый фольгированный слой — если при монтаже плит проклеить все стыки алюминиевым скотчем, то формируется непрерывный слой пароизоляции, не пропускающий влагу. Словом, это неплохой вариант синтетического утеплителя с одними из самых высоких характеристик.

Видео: Утепление каркасного дома PIR плитами

Для чего используются такие расчеты в практическом приложении?

Оценка эффективности имеющейся термоизоляции

А для чего бывает необходимо вычислять это сопротивление, какая от этого практическая польза?

Такими расчетами можно очень точно оценить степень термоизоляции своего жилья.

Дело в том, что для различных климатических регионов России специалистами рассчитаны так называемые нормативные показатели этого сопротивления теплопередаче, отдельно для стен, перекрытий и покрытий. То есть если сопротивление конструкции отвечает этой норме, то за утепление можно быть спокойным.

Значение этих нормированных сопротивлений для разных строительных конструкций можно найти, воспользовавшись предлагаемой картой схемой.

Карта-схема территории России для определения нормированных значений сопротивлений теплопередаче.

Если не дотягивает – надо принимать меры, усиливать термоизоляцию, чтобы минимизировать потери тепла. И, стало быть, решить обратную задачу. То есть с использованием той же формулы (сопротивление от коэффициента теплопроводности и толщины) найти ту толщину утепления, которая восполнит имеющийся «дефицит» до нормы.

Термоизоляционную конструкцию сразу следует делать с опорой на проведенные теплотехнические расчеты.

Ну а если термоизоляции пока нет, то тут и вовсе все просто. Тогда потребуется определить, какой слой выбранного утеплительного материала обеспечит выход на нормированное значение сопротивления теплопередаче.

Определение уровня тепловых потерь

Еще одна важная задача – это определение величины тепловых потерь через ограждающую конструкцию. Такие вычисления бывают необходимы когда, например, определяется требуемая мощность системы отопления. Как по помещениям — для правильной расстановки обогревательных приборов (радиаторов), так и общая — для выбора оптимальной модели котла.

Каждая конструкция характеризуется своим уровнем тепловых потерь, которые необходимо определять и для правильного планирования системы отопления, и для совершенствования системы термоизоляции.

Дело в том, что это сопротивление описывается еще одной формулой, уже от разницы температур и количества тепла, уходящего через ограждающую конструкцию площадью один квадратный метр.

R = Δt / q

Δt — разница температур по обе стороны конструкции, ℃.

q — удельное количество теряемого тепла, Вт.

То есть если известна площадь ограждающей конструкции и ее термическое сопротивление (определенное, например, через толщину и коэффициент теплопроводности), если известно, для каких условий производится расчет (например, нормальная температура в помещении и самые сильные морозы, присущие данной местности), то можно спрогнозировать и тепловые потери через эту конструкцию.

Q = S × Δt/R

Q — теплопотери через ограждающую конструкцию, Вт.

S — площадь этой конструкции, м².

Такие расчеты в помещении проводятся для всех ограждающих конструкций, контактирующих с холодом, и затем определяется суммарные потери, которые должны компенсироваться системой отопления. Или, если эти потери получаются слишком большими – это становится побудительным мотивом к усовершенствованию системы термоизоляции – что-то с ней не так.

Еще одна ремарка. Это мы говорили о конструкциях, состоящих из нескольких слоев разных строительных и утеплительных материалов. А как быть с окнами? Как для них просчитывается сопротивление теплопередаче?

Методика здесь – несколько иная, и самостоятельно заниматься такими расчетами вряд ли имеет смысл. Можно воспользоваться таблицей, в которой уже имеются готовые значения сопротивления для различных типов конструкций окон.

Таблица приведенных значений сопротивления теплопередаче для окон, остекленных балконных дверей, световых проемов (фонарей)

Материал и схема запонения проемаПриведенное термическое Ro, м ² × °С/Вт
Д и ПВХА
Двойное остекление в спаренных переплетах0.4—
Двойное остекление в раздельных переплетах0.440,34*
Тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах0.550.46
Однокамерный стеклопакет:
— из обычного стекла0.380.34
— из стекла с твердым селективным покрытием0.510.43
— из стекла с мягким селективным покрытием0.560.47
Двухкамерный стеклопакет:
— из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 6 мм)0.510.43
— из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 12 мм)0.540.45
— из стекла с твердым селективным покрытием0.580.48
— из стекла с мягким селективным покрытием0.680.52
— из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном0.650.53
Обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах:
— из обычного стекла0.56—
— из стекла с твердым селективным покрытием0.65—
— из стекла с мягким селективным покрытием0.72—
— из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном0.69—
Обычное стекло и двухкамерный стеклопакет в раздельных переплетах:
— из обычного стекла0.68—
— из стекла с твердым селективным покрытием0.74—
— из стекла с мягким селективным покрытием0.81—
— из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном0.82—
Два однокамерных стеклопакета в спаренных переплетах0.7—
Два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах0.74—
Четырехслойное остекление в двух спаренных переплетах0.8—
Блоки стеклянные пустотные (с шириной кладочных швов 6 мм) размером:
-200×200 ×100 мм0,31 (без переплета)
-250×250 ×100 мм0,33 (без переплета)
Примечания:
Д и ПВХ — переплеты из дерева или пластика (поливинилхлорида)
А — переплеты из алюмииия
* — перепеты из стали
все указанные значения даны для площади остекления 75% от площади светового проема

Понятно, что тепловые потери будут считаться,  исходя из площади остекления и разницы температур.

Надо заметить, что профессиональные теплотехнические расчеты учитывают еще и множество различных поправочных коэффициентов, в том числе на инсоляцию (воздействие солнечных лучей), светопоглощающие и отражающие свойства поверхностей, неоднородность конструкций и другие. Но для самостоятельной первичной оценки достаточно и того алгоритма, что приведен выше.

Для любителей же более обстоятельного подхода можно порекомендовать следующий видеосюжет:

Видео: Алгоритмы профессионального расчета сопротивления теплопередаче стен

Мы же завершим публикацию онлайн-калькулятором, который вполне позволяет на бытовом уровне решить ряд задач, о которых шла речь выше.

Калькулятор расчета термического сопротивления ограждающей конструкции

Перейти к расчётам

Пояснения по работе с калькулятором

Программа несложна, но все же требует некоторых пояснений.

Предлагаемый алгоритм расчета позволяет провести вычисления сопротивления теплопередаче для любой ограждающей конструкции, включающей от одного до пяти различных слоев.

  • Первый слой пусть будет считаться по умолчанию основным. Для него указывается:

— его толщина в миллиметрах (так сделано для удобства, а перевод в метры программа выполнит самостоятельно).

— коэффициент теплопроводности материала, из которого создан этот слой. Значение берется из таблиц, с учетом режима эксплуатации А или Б. При вводе значения в калькулятор вместо запятой в качестве десятичного разделителя используется точка.

  • Вторым слоем предлагается указать имеющуюся (если есть) или планируемую термоизоляцию. Здесь уже на выбор – если оставить по умолчанию «нет», то программа проигнорирует этот слой. Если согласиться – появятся поля ввода данных, те же толщина и коэффициент теплопроводности.
  • Аналогично по выбору пользователя вводятся или игнорируются еще три произвольных слоя. Это, кстати, могут быть внешняя и внутренняя отделка, если она выполнена из значимых для теплопроводности материалов, многослойная кладка стены и т.п.
  • Если задача стоит только в определении сопротивления теплопередаче, то можно сразу переходить к клавише «РАССЧИТАТЬ…».
  • Ну а если есть желание еще и найти величину тепловых потерь через рассчитываемую ограждающую конструкцию, то ставится отметка «да, включить дополнительный расчёт». В этом случае появятся еще три поля ввода данных – площадь ограждающей конструкции, температура в помещении и температура на улице.

Уличную температуру для расчетов, как правило, берут минимальную, свойственную самой холодной декаде зимы в регионе проживания. Так задается необходимый запас мощности отопительного оборудования и эффективности системы утепления. Домашнюю температуру обычно считают в пределах 20÷24 ℃ для жилых помещений. Для нежилых (подъезды, коридоры, кладовые и т.п.) можно ограничиться +15 ℃. Для ванных, душевых, бань – порядка 35 ℃.

Рассчитанное термическое сопротивление показывается первой строкой появляющегося результата. Если был выбран вариант с вычислением тепловых потерь, то их значение (в ваттах) будет указано во второй строке.

Теплопроводность теплоемкость и плотность строительных материалов

Автор Гена Ган На чтение 16 мин. Опубликовано

В современном мире важным аспектом частного дома является его энергоэффективность. То есть способность тратить минимальное количество энергии на поддержание комфортного климата в доме. Чтобы тратить меньше энергии, необходимо позаботится о сокращении ее потерь.

Теплопроводность материалов — это способность материала сохранять тепло в холодное время и удерживать прохладу летом.

Теплоёмкость — количество теплоты, поглощаемой (выделяемой) телом в процессе нагревания (остывания) на 1 кельвин.

Плотность — отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму. 

Теплопроводность строительных материалов

Проектированием энергоэффективных домов должны заниматься специалисты, но в реальной жизни все может быть иначе. Случается так, что владельцы домов по ряду причин вынуждены самостоятельно подбирать материалы для строительства. Им также потребуется рассчитать теплотехнические параметры, на основании которых будут проводиться термоизоляция и утепление. Поэтому нужно иметь хотя бы минимальные представления о строительной теплотехнике и ее основных понятиях, таких как коэффициент теплопроводности, в каких единицах измеряется и как просчитывается. Знание этих «азов» поможет правильно утеплить свой дом и экономно его отапливать.

Что такое теплопроводность

Теплопроводность кирпичной стены: без утеплителя; с утеплителем снаружи; с утеплителем внутри дома;

Если говорить простыми словами, то теплопроводность – это передача тепла от более горячего тела к менее горячему. Если не углубляться в подробности, то все физические материалы и вещества могут передавать тепловую энергию.

Ежедневно, даже на самом примитивном бытовом уровне мы сталкиваемся с теплопроводностью, которая проявляется у каждого материала по-разному и в очень отличающейся степени. Для примера, если мешать кипящую воду металлической ложкой – можно очень скоро получить ожег, так как ложка нагреется почти моментально. Если же использовать деревянную лопатку, то нагреваться она будет очень медленно. Этот пример наглядно показывает разницу теплопроводности у металла и дерева – у металла она в разы выше.

Коэффициент теплопроводности

Для оценки теплопроводности любого материала используется коэффициент теплопроводности (λ), который измеряется в Вт/(м×℃) или Вт/(м×К). Этот коэффициент обозначает количество тепла, которое может провести любой материал, не зависимо от своего размера, за единицу времени на определённое расстояние. Если мы видим, что какой-то материал имеет большое значение коэффициента, то он очень хорошо проводит тепло и его можно использовать в роли обогревателей, радиаторов, конвекторов. К примеру, металлические радиаторы отопления в помещениях работают очень эффективно, отлично передавая нагрев от теплоносителя внутренним воздушным массам в помещении.

Если же говорить о материалах, используемых при строительстве стен, перегородок, крыши, то высокая теплопроводность – явление нежелательное. При высоком коэффициенте здание теряет слишком много тепла, для сохранения которого внутри помещения нужно будет сооружать довольно толстые конструкции. А это влечет за собой дополнительные финансовые затраты.

Коэффициент теплопроводности зависит от температуры. По этой причине в справочной литературе указывается несколько значений коэффициента, которые изменяются при увеличении температур. На проводимость тепла влияют и условия эксплуатации. В первую очередь речь идет о влажности, так как при увеличении процента влаги коэффициент теплопроводности также возрастает. Поэтому проводя такого рода расчеты нужно знать реальные климатические условия, в которых здание будет построено.

Сопротивление теплопередаче

Коэффициент теплопроводности – важная характеристика любого материала. Но эта величина не совсем точно описывает теплопроводные способности конструкции, так как не учитывает особенности ее строения. Поэтому более целесообразно просчитывать сопротивление теплопередачи, которое по своей сути является обратной величиной коэффициента теплопроводности. Но в отличие от последнего при расчете учитывается толщина материала и другие важные особенности конструкции.

При строительстве, как правило, используются многослойные конструкции. Одним из таких слоев является утеплительный материал, который максимально повышает значение термического сопротивления. Каждый слой такой конструкции имеет свое сопротивление и его нужно рассчитывать исходя из коэффициента теплопроводности и толщины материала. Суммировав сопротивления всех слоев, мы получим общее сопротивление всей конструкции.

Важно отметить, что воздушные прослойки, которые находятся в конструкции перегородки и не сообщаются с внешним воздухом, значительно увеличивают общее сопротивление теплопередаче.

Современные тенденции строительства предусматривают использования в качестве утеплителя синтетических материалов, которые обладают отличными характеристиками, удобны и просты в монтаже.

Коэффициенты теплопроводности плотности и теплоемкости рассчитаны почти для всех строительных материалов. Ниже приведена таблица с информацией о коэффициентах для всех материалов, которые могут использоваться при строительстве зданий. Даже просто взглянув на эти данные, становится понятно, насколько разная проводимость тепла у строительных материалов и насколько сильно могут отличаться значения коэффициентов. Для упрощения выбора материала покупателем, производители указывают значение коэффициента теплопроводности в паспорте на свой товар.

МатериалПлотность, кг/м3Теплопроводность, Вт/(м·град)Теплоемкость, Дж/(кг·град)
ABS (АБС пластик)1030…10600.13…0.221300…2300
Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках1000…18000.29…0.7840
Акрил (акриловое стекло, полиметилметакрилат, оргстекло) ГОСТ 17622—721100…12000.21—
Альфоль20…400.118…0.135—
Алюминий (ГОСТ 22233-83)2600221840
Асбест волокнистый4700.161050
Асбестоцемент1500…19001.761500
Асбестоцементный лист16000.41500
Асбозурит400…6500.14…0.19—
Асбослюда450…6200.13…0.15—
Асботекстолит Г ( ГОСТ 5-78)1500…1700—1670
Асботермит5000.116…0.14—
Асбошифер с высоким содержанием асбеста18000.17…0.35—
Асбошифер с 10-50% асбеста18000.64…0.52—
Асбоцемент войлочный1440.078—
Асфальт1100…21100.71700…2100
Асфальтобетон (ГОСТ 9128-84)21001.051680
Асфальт в полах—0.8—
Ацеталь (полиацеталь, полиформальдегид) POM14000.22—
Аэрогель (Aspen aerogels)110…2000.014…0.021700
Базальт2600…30003.5850
Бакелит12500.23—
Бальза110…1400.043…0.052—
Береза510…7700.151250
Бетон легкий с природной пемзой500…12000.15…0.44—
Бетон на гравии или щебне из природного камня24001.51840
Бетон на вулканическом шлаке800…16000.2…0.52840
Бетон на доменных гранулированных шлаках1200…18000.35…0.58840
Бетон на зольном гравии1000…14000.24…0.47840
Бетон на каменном щебне2200…25000.9…1.5—
Бетон на котельном шлаке14000.56880
Бетон на песке1800…25000.7710
Бетон на топливных шлаках1000…18000.3…0.7840
Бетон силикатный плотный18000.81880
Бетон сплошной—1.75—
Бетон термоизоляционный5000.18—
Битумоперлит300…4000.09…0.121130
Битумы нефтяные строительные и кровельные (ГОСТ 6617-76, ГОСТ 9548-74)1000…14000.17…0.271680
Блок газобетонный400…8000.15…0.3—
Блок керамический поризованный—0.2—
Бронза7500…930022…105400
Бумага700…11500.141090…1500
Бут1800…20000.73…0.98—
Вата минеральная легкая500.045920
Вата минеральная тяжелая100…1500.055920
Вата стеклянная155…2000.03800
Вата хлопковая30…1000.042…0.049—
Вата хлопчатобумажная50…800.0421700
Вата шлаковая2000.05750
Вермикулит (в виде насыпных гранул) ГОСТ 12865-67100…2000.064…0.076840
Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67) — засыпка100…2000.064…0.074840
Вермикулитобетон300…8000.08…0.21840
Войлок шерстяной150…3300.045…0.0521700
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат(пеноблок)300…10000.08…0.21840
Газо- и пенозолобетон800…12000.17…0.29840
Гетинакс13500.231400
Гипс формованный сухой1100…18000.431050
Гипсокартон500…9000.12…0.2950
Гипсоперлитовый раствор—0.14—
Гипсошлак1000…13000.26…0.36—
Глина1600…29000.7…0.9750
Глина огнеупорная18001.04800
Глиногипс800…18000.25…0.65—
Глинозем3100…39002.33700…840
Гнейс (облицовка)28003.5880
Гравий (наполнитель)18500.4…0.93850
Гравий керамзитовый (ГОСТ 9759-83) — засыпка200…8000.1…0.18840
Гравий шунгизитовый (ГОСТ 19345-83) — засыпка400…8000.11…0.16840
Гранит (облицовка)2600…30003.5880
Грунт 10% воды—1.75—
Грунт 20% воды17002.1—
Грунт песчаный—1.16900
Грунт сухой15000.4850
Грунт утрамбованный—1.05—
Гудрон950…10300.3—
Доломит плотный сухой28001.7—
Дуб вдоль волокон (дерево)7000.232300
Дуб поперек волокон (ГОСТ 9462-71, ГОСТ 2695-83)7000.12300
Дюралюминий2700…2800120…170920
Железо787070…80450
Железобетон25001.7840
Железобетон набивной24001.55840
Зола древесная7800.15750
Золото19320318129
Известняк (облицовка)1400…20000.5…0.93850…920
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем (ГОСТ 16136-80)300…4000.067…0.111680
Изделия вулканитовые350…4000.12—
Изделия диатомитовые500…6000.17…0.2—
Изделия ньювелитовые160…3700.11—
Изделия пенобетонные400…5000.19…0.22—
Изделия перлитофосфогелевые200…3000.064…0.076—
Изделия совелитовые230…4500.12…0.14—
Иней—0.47—
Ипорка (вспененная смола)150.038—
Каменноугольная пыль7300.12—
Камни многопустотные из легкого бетона500…12000.29…0.6—
Камни полнотелые из легкого бетона DIN 18152500…20000.32…0.99—
Камни полнотелые из природного туфа или вспученной глины500…20000.29…0.99—
Камень строительный22001.4920
Карболит черный11000.231900
Картон асбестовый изолирующий720…9000.11…0.21—
Картон гофрированный7000.06…0.071150
Картон облицовочный10000.182300
Картон парафинированный—0.075—
Картон плотный600…9000.1…0.231200
Картон пробковый1450.042—
Картон строительный многослойный (ГОСТ 4408-75)6500.132390
Картон термоизоляционный (ГОСТ 20376-74)5000.04…0.06—
Каучук вспененный820.033—
Каучук вулканизированный твердый серый—0.23—
Каучук вулканизированный мягкий серый9200.184—
Каучук натуральный9100.181400
Каучук твердый—0.16—
Каучук фторированный1800.055…0.06—
Кедр красный500…5700.095—
Кембрик лакированный—0.16—
Керамзит800…10000.16…0.2750
Керамзитовый горох900…15000.17…0.32750
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией800…12000.23…0.41840
Керамзитобетон легкий500…12000.18…0.46—
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон500…18000.14…0.66840
Керамзитобетон на перлитовом песке800…10000.22…0.28840
Керамика1700…23001.5—
Керамика теплая—0.12—
Кирпич доменный (огнеупорный)1000…20000.5…0.8—
Кирпич диатомовый5000.8—
Кирпич изоляционный—0.14—
Кирпич карборундовый1000…130011…18700
Кирпич красный плотный1700…21000.67840…880
Кирпич красный пористый15000.44—
Кирпич клинкерный1800…20000.8…1.6—
Кирпич кремнеземный—0.15—
Кирпич облицовочный18000.93880
Кирпич пустотелый—0.44—
Кирпич силикатный1000…22000.5…1.3750…840
Кирпич силикатный с тех. пустотами—0.7—
Кирпич силикатный щелевой—0.4—
Кирпич сплошной—0.67—
Кирпич строительный800…15000.23…0.3800
Кирпич трепельный700…13000.27710
Кирпич шлаковый1100…14000.58—
Кладка бутовая из камней средней плотности20001.35880
Кладка газосиликатная630…8200.26…0.34880
Кладка из газосиликатных теплоизоляционных плит5400.24880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе16000.47880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе18000.56880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-шлаковом растворе17000.52880
Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе1000…14000.35…0.47880
Кладка из малоразмерного кирпича17300.8880
Кладка из пустотелых стеновых блоков1220…14600.5…0.65880
Кладка из силикатного 11-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе15000.64880
Кладка из силикатного 14-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе14000.52880
Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379-79) на цементно-песчаном растворе18000.7880
Кладка из трепельного кирпича (ГОСТ 648-73) на цементно-песчаном растворе1000…12000.29…0.35880
Кладка из ячеистого кирпича13000.5880
Кладка из шлакового кирпича на цементно-песчаном растворе15000.52880
Кладка «Поротон»8000.31900
Клен (дерево)620…7500.19—
Кожа800…10000.14…0.16—
Композиты технические—0.3…2—
Краска масляная (эмаль)1030…20450.18…0.4650…2000
Кремний2000…2330148714
Кремнийорганический полимер КМ-911600.21150
Латунь8100…885070…120400
Лед -60°С9242.911700
Лед -20°С9202.441950
Лед 0°С9172.212150
Линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632-79)1600…18000.33…0.381470
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове (ГОСТ 7251-77)1400…18000.23…0.351470
Липа, (15% влажности)320…6500.15—
Лиственница (дерево)6700.13—
Листы асбестоцементные плоские (ГОСТ 18124-75)1600…18000.23…0.35840
Листы вермикулитовые—0.1—
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) ГОСТ 62668000.15840
Листы пробковые легкие2200.035—
Листы пробковые тяжелые2600.05—
Магнезия в форме сегментов для изоляции труб220…3000.073…0.084—
Мастика асфальтовая20000.7—
Маты, холсты базальтовые25…800.03…0.04—
Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные (ТУ 21-23-72-75)1500.061840
Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) и на синтетическом связующем50…1250.048…0.056840
(ГОСТ 9573-82)
МБОР-5, МБОР-5Ф, МБОР-С-5, МБОР-С2-5, МБОР-Б-5 (ТУ 5769-003-48588528-00)100…1500.038—
Мел1800…28000.8…2.2800…880
Медь (ГОСТ 859-78)8500407420
Миканит2000…22000.21…0.41250
Мипора16…200.0411420
Морозин100…4000.048…0.084—
Мрамор (облицовка)28002.9880
Накипь котельная (богатая известью, при 100°С)1000…25000.15…2.3—
Накипь котельная (богатая силикатом, при 100°С)300…12000.08…0.23—
Настил палубный6300.211100
Найлон—0.53—
Нейлон13000.17…0.241600
Неопрен—0.211700
Опилки древесные200…4000.07…0.093—
Пакля1500.052300
Панели стеновые из гипса DIN 1863600…9000.29…0.41—
Парафин870…9200.27—
Паркет дубовый18000.421100
Паркет штучный11500.23880
Паркет щитовой7000.17880
Пемза400…7000.11…0.16—
Пемзобетон800…16000.19…0.52840
Пенобетон300…12500.12…0.35840
Пеногипс300…6000.1…0.15—
Пенозолобетон800…12000.17…0.29—
Пенопласт ПС-11000.037—
Пенопласт ПС-4700.04—
Пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78)65…1250.031…0.0521260
Пенопласт резопен ФРП-165…1100.041…0.043—
Пенополистирол (ГОСТ 15588-70)400.0381340
Пенополистирол (ТУ 6-05-11-78-78)100…1500.041…0.051340
Пенополистирол «Пеноплекс»35…430.028…0.031600
Пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75)40…800.029…0.0411470
Пенополиуретановые листы1500.035…0.04—
Пенополиэтилен—0.035…0.05—
Пенополиуретановые панели (PIR) ПИР—0.025—
Пеносиликальцит400…12000.122…0.32—
Пеностекло легкое100..2000.045…0.07—
Пеностекло или газо-стекло (ТУ 21-БССР-86-73)200…4000.07…0.11840
Пенофол44…740.037…0.039—
Пергамент—0.071—
Пергамин (ГОСТ 2697-83)6000.171680
Перекрытие армокерамическое с бетонным заполнением без штукатурки1100…13000.7850
Перекрытие из железобетонных элементов со штукатуркой15501.2860
Перекрытие монолитное плоское железобетонное24001.55840
Перлит2000.05—
Перлит вспученный1000.06—
Перлитобетон600…12000.12…0.29840
Перлитопласт-бетон (ТУ 480-1-145-74)100…2000.035…0.0411050
Перлитофосфогелевые изделия (ГОСТ 21500-76)200…3000.064…0.0761050
Песок 0% влажности15000.33800
Песок 10% влажности—0.97—
Песок 20% влажности—1.33—
Песок для строительных работ (ГОСТ 8736-77)16000.35840
Песок речной мелкий15000.3…0.35700…840
Песок речной мелкий (влажный)16501.132090
Песчаник обожженный1900…27001.5—
Пихта450…5500.1…0.262700
Плита бумажная прессованая6000.07—
Плита пробковая80…5000.043…0.0551850
Плитка облицовочная, кафельная20001.05—
Плитка термоизоляционная ПМТБ-2—0.04—
Плиты алебастровые—0.47750
Плиты из гипса ГОСТ 64281000…12000.23…0.35840
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ГОСТ 4598-74, ГОСТ 10632-77)200…10000.06…0.152300
Плиты из керзмзито-бетона400…6000.23—
Плиты из полистирол-бетона ГОСТ Р 51263-99200…3000.082—
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916-75)40…1000.038…0.0471680
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-78)500.056840
Плиты из ячеистого бетона ГОСТ 5742-76350…4000.093…0.104—
Плиты камышитовые200…3000.06…0.072300
Плиты кремнезистые0.07—
Плиты льнокостричные изоляционные2500.0542300
Плиты минераловатные на битумной связке марки 200 ГОСТ 10140-80150…2000.058—
Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки 200 ГОСТ 9573-962250.054—
Плиты минераловатные на синтетической связке фирмы «Партек» (Финляндия)170…2300.042…0.044—
Плиты минераловатные повышенной жесткости ГОСТ 22950-952000.052840
Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем2000.064840
(ТУ 21-РСФСР-3-72-76)
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем125…2000.056…0.07840
Плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих—0.048…0.091—
Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом50…3500.048…0.091840
и битумном связующих (ГОСТ 9573-82, ГОСТ 10140-80, ГОСТ 12394-66)
Плиты пенопластовые на основе резольных фенолформальдегидных смол ГОСТ 20916-8780…1000.045—
Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86 безпрессовые30…350.038—
Плиты пенополистирольные (экструзионные) ТУ 2244-001-47547616-00320.029—
Плиты перлито-битумные ГОСТ 16136-803000.087—
Плиты перлито-волокнистые1500.05—
Плиты перлито-фосфогелевые ГОСТ 21500-762500.076—
Плиты перлито-1 Пластбетонные ТУ 480-1-145-741500.044—
Плиты перлитоцементные—0.08—
Плиты строительный из пористого бетона500…8000.22…0.29—
Плиты термобитумные теплоизоляционные200…3000.065…0.075—
Плиты торфяные теплоизоляционные (ГОСТ 4861-74)200…3000.052…0.0642300
Плиты фибролитовые (ГОСТ 8928-81) и арболит (ГОСТ 19222-84) на портландцементе300…8000.07…0.162300
Покрытие ковровое6300.21100
Покрытие синтетическое (ПВХ)15000.23—
Пол гипсовый бесшовный7500.22800
Поливинилхлорид (ПВХ)1400…16000.15…0.2—
Поликарбонат (дифлон)12000.161100
Полипропилен (ГОСТ 26996 – 86)900…9100.16…0.221930
Полистирол УПП1, ППС10250.09…0.14900
Полистиролбетон (ГОСТ 51263)200…6000.065…0.1451060
Полистиролбетон модифицированный на200…5000.057…0.1131060
активированном пластифицированном шлакопортландцементе
Полистиролбетон модифицированный на200…5000.052…0.1051060
композиционном малоклинкерном вяжущем в стеновых блоках и плитах
Полистиролбетон модифицированный монолитный на портландцементе250…3000.075…0.0851060
Полистиролбетон модифицированный на200…5000.062…0.1211060
шлакопортландцементе в стеновых блоках и плитах
Полиуретан12000.32—
Полихлорвинил1290…16500.151130…1200
Полиэтилен высокой плотности9550.35…0.481900…2300
Полиэтилен низкой плотности9200.25…0.341700
Поролон340.04—
Портландцемент (раствор)—0.47—
Прессшпан—0.26…0.22—
Пробка гранулированная450.0381800
Пробка минеральная на битумной основе270…3500.28—
Пробка техническая500.0371800
Ракушечник1000…18000.27…0.63—
Раствор гипсовый затирочный12000.5900
Раствор гипсоперлитовый6000.14840
Раствор гипсоперлитовый поризованный400…5000.09…0.12840
Раствор известковый16500.85920
Раствор известково-песчаный1400…16000.78840
Раствор легкий LM21, LM36700…10000.21…0.36—
Раствор сложный (песок, известь, цемент)17000.52840
Раствор цементный, цементная стяжка20001.4—
Раствор цементно-песчаный1800…20000.6…1.2840
Раствор цементно-перлитовый800…10000.16…0.21840
Раствор цементно-шлаковый1200…14000.35…0.41840
Резина мягкая—0.13…0.161380
Резина твердая обыкновенная900…12000.16…0.231350…1400
Резина пористая160…5800.05…0.172050
Рубероид (ГОСТ 10923-82)6000.171680
Руда железная—2.9—
Сажа ламповая1700.07…0.12—
Сера ромбическая20850.28762
Серебро10500429235
Сланец глинистый вспученный4000.16—
Сланец2600…33000.7…4.8—
Слюда вспученная1000.07—
Слюда поперек слоев2600…32000.46…0.58880
Слюда вдоль слоев2700…32003.4880
Смола эпоксидная1260…13900.13…0.21100
Снег свежевыпавший120…2000.1…0.152090
Снег лежалый при 0°С400…5600.52100
Сосна и ель вдоль волокон (дерево)5000.182300
Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486-66, ГОСТ 9463-72)5000.092300
Сосна смолистая 15% влажности (дерево)600…7500.15…0.232700
Сталь стержневая арматурная (ГОСТ 10884-81)785058482
Стекло оконное (ГОСТ 111-78)25000.76840
Стекловата155…2000.03800
Стекловолокно1700…20000.04840
Стеклопластик18000.23800
Стеклотекстолит1600…19000.3…0.37—
Стружка деревянная прессованая8000.12…0.151080
Стяжка ангидритовая21001.2—
Стяжка из литого асфальта23000.9—
Текстолит1300…14000.23…0.341470…1510
Термозит300…5000.085…0.13—
Тефлон21200.26—
Ткань льняная—0.088—
Толь (ГОСТ 10999-76)6000.171680
Тополь (дерево)350…5000.17—
Торфоплиты275…3500.1…0.122100
Туф (облицовка)1000…20000.21…0.76750…880
Туфобетон1200…18000.29…0.64840
Уголь древесный кусковой (при 80°С)1900.074—
Уголь каменный газовый14203.6—
Уголь каменный обыкновенный1200…13500.24…0.27—
Фарфор2300…25000.25…1.6750…950
Фанера клееная (ГОСТ 3916-69)6000.12…0.182300…2500
Фибра красная12900.46—
Фибролит (серый)11000.221670
Целлофан—0.1—
Целлулоид14000.21—
Цементные плиты—1.92—
Черепица бетонная21001.1—
Черепица глиняная19000.85—
Черепица из ПВХ асбеста20000.85—
Чугун
Шевелин140…1900.056…0.07—
Шелк1000.038…0.05—
Шлак гранулированный5000.15750
Шлак доменный гранулированный600…8000.13…0.17—
Шлак котельный10000.29700…750
Шлакобетон1120…15000.6…0.7800
Шлакопемзобетон (термозитобетон)1000…18000.23…0.52840
Шлакопемзопено- и шлакопемзогазобетон800…16000.17…0.47840
Штукатурка гипсовая8000.3840
Штукатурка известковая16000.7950
Штукатурка из синтетической смолы11000.7—
Штукатурка известковая с каменной пылью17000.87920
Штукатурка из полистирольного раствора3000.11200
Штукатурка перлитовая350…8000.13…0.91130
Штукатурка сухая—0.21—
Штукатурка утепляющая5000.2—
Штукатурка фасадная с полимерными добавками18001880
Штукатурка цементная—0.9—
Штукатурка цементно-песчаная18001.2—
Шунгизитобетон1000…14000.27…0.49840
Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832-83) — засыпка200…6000.064…0.11840
Щебень из доменного шлака (ГОСТ 5578-76), шлаковой пемзы (ГОСТ 9760-75)400…8000.12…0.18840
и аглопорита (ГОСТ 11991-83) — засыпка
Эбонит12000.16…0.171430
Эбонит вспученный6400.032—
Эковата35…600.032…0.0412300
Энсонит (прессованный картон)400…5000.1…0.11—
Эмаль (кремнийорганическая)—0.16…0.27—
Таблица теплопроводности теплоемкости и плотности материалов

Необходимость расчетов

Для чего же необходимо проводить эти вычисления, есть ли от них хоть какая-то польза на практике? Разберемся подробнее.

Оценка эффективности термоизоляции

В разных климатических регионах России разный температурный режим, поэтому для каждого из них рассчитаны свои нормативные показатели сопротивления теплопередаче. Проводятся эти расчеты для всех элементов строения, контактирующих с внешней средой. Если сопротивление конструкции находится в пределах нормы, то за утепление можно не беспокоиться.

В случае, если термоизоляция конструкции не предусмотрена, то нужно сделать правильный выбор утеплительного материала с подходящими теплотехническими характеристиками.

Тепловые потери

Тепловые потери дома

Не менее важная задача – прогнозирование тепловых потерь, без которого невозможно правильно спланировать систему отопления и создать идеальную термоизоляцию. Такие вычисления могут понадобиться при выборе оптимальной модели котла, количества необходимых радиаторов и правильной их расстановки.


Для определения тепловых потерь через любую конструкцию нужно знать сопротивление, которое вычисляется с помощью разницы температур и количества теряемого тепла, уходящего с одного квадратного метра ограждающей конструкции. И так, если мы знаем площадь конструкции и ее термическое сопротивление, а также знаем для каких климатических условий производится расчет, то можем точно определить тепловые потери. Есть хороший калькулятор расчета теплопотерь дома ( он может даже посчитать сколько будет уходить денег на отопление, примерно конечно).

Такие расчеты в здании проводятся для всех ограждающих конструкций, взаимодействующих с холодными потоками воздуха, а затем суммируются для определения общей потери тепла. На основании полученной величины проектируется система отопления, которая должна полностью компенсировать эти потери. Если же потери тепла получаются слишком большими, они влекут за собой дополнительные финансовые затраты, а это не всем «по карману». При таком раскладе нужно задуматься об улучшении системы термоизоляции.

Отдельно нужно поговорить про окна, для них сопротивление теплопередаче определяются нормативными документами. Самостоятельно проводить расчеты не нужно. Существуют уже готовые таблицы, в которых внесены значения сопротивления для всех типов конструкций окон и балконных дверей.
Тепловые потери окон рассчитываются исходя из площади, а также разницы температур по разные стороны конструкции.

Расчеты, приведенные выше, подходят для новичков, которые делают первые шаги в проектировании энергоэффективных домов. Если же за дело берется профессионал, то его расчеты более сложные, так как дополнительно учитывается множество поправочных коэффициентов – на инсоляцию, светопоглощение, отражение солнечного света, неоднородность конструкций и другие.

Теплопроводность

Теплопроводность

Теплопроводность (λ) — это внутреннее свойство материала, которое связывает его способность проводить тепло. Передача тепла за счет теплопроводности включает передачу энергии внутри материала без какого-либо движения материала в целом. Проводимость имеет место, когда в твердой (или неподвижной жидкой) среде существует температурный градиент. Кондуктивный тепловой поток происходит в направлении снижения температуры, потому что более высокая температура соответствует более высокой молекулярной энергии или большему движению молекул.Энергия передается от более энергичных молекул к менее энергичным, когда соседние молекулы сталкиваются.

Теплопроводность определяется как количество тепла ( Q ), передаваемое через единицу толщины ( L ) в направлении, нормальном к поверхности единичной площади ( A ) из-за градиента единичной температуры (Δ ). T) в установившемся режиме и когда теплопередача зависит только от температурного градиента. В форме уравнения это выглядит следующим образом:

Теплопроводность = тепло × расстояние / (площадь × градиент температуры)

λ = Q × L / ( A × Δ T

)

Приблизительно Значения теплопроводности для некоторых распространенных материалов представлены в таблице ниже.

Материал

Теплопроводность
Вт / м, o K

Теплопроводность
(кал / сек) / (см 2 , o C / см)

Воздух при 0 ° C

0,024

0,000057

Алюминий

205.0

0,50

Латунь

109,0

–

Бетон

0,8

0,002

Медь

385,0

0.99

Стекло обычное

0,8

0,0025

Золото

310

–

Лед

1,6

0,005

Утюг

–

0.163

Свинец

34,7

0,083

Полиэтилен HD

0,5

–

Пенополистирол расширенный

0,03

–

Серебро

406.0

1.01

Пенополистирол

0,01

–

Сталь

50,2

–

Вода при 20 ° C

–

0.0014

Дерево

0,12-0,04

0,0001

Теплопроводность элементов — Angstrom Sciences Справочник по теплопроводности

Теплопроводность элементов — Angstrom Sciences Справочник по теплопроводности

Перейти к навигации

Теплопроводность Имя Символ #
0.0000364 Вт / см · K Радон Rn 86
0,0000569 Вт / см · K Ксенон Xe 54
0,000089 Вт / см · K Хлор Класс 17
0,0000949 Вт / см · K Криптон Кр 36
0,0001772 Вт / см · K Аргон Ar 18
0,0002598 Вт / см · K Азот N 7
0.0002674 Вт / см · K Кислород O 8
0,000279 Вт / см · K Фтор F 9
0,000493 Вт / см · K Неон Ne 10
0,00122 Вт / см · K Бром Br 35
0,00152 Вт / см · K Гелий He 2
0,001815 Вт / см · K Водород H 1
0.00235 Вт / см · K фосфор P 15
0,00269 Вт / см · K Сера S 16
0,00449 Вт / см · K Йод I 53
0,017 Вт / см · K Астатин в 85
0,0204 Вт / см · K Селен SE 34
0,0235 Вт / см · K Теллур Te 52
0.063 Вт / см · K Нептуний Np 93
0,0674 Вт / см · K Плутоний Pu 94
0,0782 Вт / см · K Марганец Mn 25
0,0787 Вт / см · K висмут Bi 83
0,0834 Вт / см · K Меркурий Hg 80
0,1 Вт / см · K Америций Am 95
0.1 Вт / см · K Калифорний Cf 98
0,1 Вт / см · K Нобелий Нет 102
0,1 Вт / см · K Кюрий см 96
0,1 Вт / см · K Лоуренсий Lr 103
0,1 Вт / см · K Фермий Fm 100
0,1 Вт / см · K Эйнштейний Es 99
0.1 Вт / см · K Берклий Bk 97
0,1 Вт / см · K Менделевий Md 101
0,106 Вт / см · K Гадолиний Gd 64
0,107 Вт / см · K Диспрозий Dy 66
0,111 Вт / см · K Тербий Тб 65
0,114 Вт / см · K Церий Ce 58
0.12 Вт / см · K Актиний Ac 89
0,125 Вт / см · K празеодим Pr 59
0,133 Вт / см · K Самарий см 62
0,135 Вт / см · K Лантан La 57
0,139 Вт / см · K Европий Eu 63
0,143 Вт / см · K Эрбий Er 68
0.15 Вт / см · K Франций Fr 87
0,158 Вт / см · K Скандий SC 21
0,162 Вт / см · K Гольмий Ho 67
0,164 Вт / см · K Лютеций Лю 71
0,165 Вт / см · K Неодим Nd 60
0,168 Вт / см · K Тулий ТМ 69
0.172 Вт / см · K Иттрий Я 39
0,179 Вт / см · K Прометий Pm 61
0,184 Вт / см · K Барий Ba 56
0,186 Вт / см · K Радий Ra 88
0,2 Вт / см · K Полоний Po 84
0,219 Вт / см · K Титан Ti 22
0.227 Вт / см · K Цирконий Zr 40
0,23 Вт / см · K Гафний Hf 72
0,23 Вт / см · K Резерфордий Rf 104
0,243 Вт / см · K Сурьма Сб 51
0,274 Вт / см · K Бор B 5
0,276 Вт / см · K Уран U 92
0.307 Вт / см · K Ванадий В 23
0,349 Вт / см · K Иттербий Yb 70
0,353 Вт / см · K Стронций Sr 38
0,353 Вт / см · K Свинец Пб 82
0,359 Вт / см · K Цезий CS 55
0,406 Вт / см · K Галлий Ga 31
0.461 Вт / см · K Таллий Tl 81
0,47 Вт / см · K Протактиний Па 91
0,479 Вт / см · K Рений Re 75
0,502 Вт / см · K Мышьяк As 33
0,506 Вт / см · K Технеций TC 43
0,537 Вт / см · K Ниобий Nb 41
0.54 Вт / см · K торий Чт 90
0,575 Вт / см · K Тантал Ta 73
0,58 Вт / см · K Дубний Db 105
0,582 Вт / см · K Рубидий руб. 37
0,599 Вт / см · K Германий Ge 32
0,666 Вт / см · K Олово Sn 50
0.716 Вт / см · K Платина Pt 78
0,718 Вт / см · K Палладий Pd 46
0,802 Вт / см · K Утюг Fe 26
0,816 Вт / см · K Индий В 49
0,847 Вт / см · K Литий Li 3
0,876 Вт / см · K Осмий Os 76
0.907 Вт / см · K Никель Ni 28
0,937 Вт / см · K Хром Cr 24
0,968 Вт / см · K Кадмий Cd 48
1 Вт / см · K Кобальт Co 27
1,024 Вт / см · K Калий К 19
1,16 Вт / см · K Цинк Zn 30
1.17 Вт / см · K Рутений Ру 44
1,29 Вт / см · K Углерод С 6
1,38 Вт / см · K молибден Пн 42
1,41 Вт / см · K Натрий Na 11
1,47 Вт / см · K Иридий Ir 77
1,48 Вт / см · K Кремний Si 14
1.5 Вт / см · K Родий Rh 45
1,56 Вт / см · K Магний мг 12
1,74 Вт / см · K Вольфрам Вт 74
2,01 Вт / см · K Кальций Ca 20
2,01 Вт / см · K Бериллий Be 4
2,37 Вт / см · K Алюминий Al 13
3.17 Вт / см · K Золото Au 79
4,01 Вт / см · K Медь Cu 29
4,29 Вт / см · K Серебро Ag 47

Теплопроводность ▷ Испанский перевод

Conductividad Térmica conductibilidad térmica

.

alexxlab

Зернистый стул у новорожденного: причины и что делать

Смешанное вскармливание новорожденных: как правильно организовать

Простуда у новорожденных: симптомы, причины и методы лечения

Кровоточащий пупок у новорожденного: причины, лечение и советы по уходу

Сколько должен набрать новорожденный: нормы роста и веса по месяцам

Ортопедическая подушка для новорожденных: польза, виды и как сшить своими руками

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *