Koeficient toplotne prevodnosti gradbenih materialov: kaj pomeni indikator + tabela vrednosti

Gradnja vključuje uporabo vseh primernih materialov.Glavna merila so varnost za življenje in zdravje, toplotna prevodnost in zanesljivost. Sledijo cena, estetske lastnosti, vsestranska uporabnost itd.

Razmislimo o eni najpomembnejših značilnosti gradbenih materialov - koeficientu toplotne prevodnosti, saj je na tej lastnosti v veliki meri odvisna na primer raven udobja v hiši.

Kaj je gradbeni material KTP?

Teoretično in tudi praktično gradbeni materiali praviloma tvorijo dve površini - zunanjo in notranjo. S fizikalnega vidika se toplo območje vedno nagiba k hladnemu območju.

V zvezi z gradbenimi materiali bo toplota težila od ene površine (toplejše) k drugi površini (manj topla). Pravzaprav se sposobnost materiala, da opravi takšen prehod, imenuje koeficient toplotne prevodnosti ali s kratico KTP.

Diagram, ki pojasnjuje učinek toplotne prevodnosti: 1 – toplotna energija; 2 – koeficient toplotne prevodnosti; 3 – temperatura prve površine; 4 – temperatura druge površine; 5 – debelina gradbenega materiala

Karakteristike CTS običajno temeljijo na testih, ko se vzame poskusni vzorec velikosti 100 x 100 cm in nanj deluje toplotno ob upoštevanju temperaturne razlike dveh površin za 1 stopinjo. Čas izpostavljenosti 1 ura.

V skladu s tem se toplotna prevodnost meri v vatih na meter na stopinjo (W/m°C).Koeficient je označen z grškim simbolom λ.

Toplotna prevodnost različnih materialov za gradnjo z vrednostjo manjšo od 0,175 W/m°C privzeto uvršča te materiale v kategorijo izolacijskih.

Sodobna proizvodnja je obvladala tehnologije za proizvodnjo gradbenih materialov, katerih stopnja CTP je nižja od 0,05 W / m ° C. Zahvaljujoč takšnim izdelkom je mogoče doseči izrazit ekonomski učinek v smislu porabe energije.

Vpliv dejavnikov na raven toplotne prevodnosti

Vsak posamezen gradbeni material ima specifično strukturo in edinstveno agregatno stanje.

Osnova tega so:

• dimenzija kristalne strukture;
• fazno stanje snovi;
• stopnja kristalizacije;
• anizotropija toplotne prevodnosti kristalov;
• volumen poroznosti in strukture;
• smer toplotnega toka.

Vse to so vplivni dejavniki. Kemična sestava in nečistoče imajo tudi določen vpliv na raven CTP. Količina nečistoč, kot je pokazala praksa, še posebej močno vpliva na raven toplotne prevodnosti kristalnih komponent.

Izolacijski gradbeni materiali so razred izdelkov za gradnjo, ustvarjen ob upoštevanju lastnosti PTS, blizu optimalnih lastnosti. Vendar pa je doseganje idealne toplotne prevodnosti ob ohranjanju drugih lastnosti izjemno težko.

Na PTS pa vplivajo pogoji delovanja gradbenega materiala - temperatura, tlak, stopnja vlažnosti itd.

Gradbeni materiali z minimalnim paketnim transformatorjem

Po raziskavah ima suh zrak minimalno vrednost toplotne prevodnosti (približno 0,023 W/m°C).

Z vidika uporabe suhega zraka v strukturi gradbenega materiala je potrebna konstrukcija, kjer se suh zrak nahaja v številnih zaprtih prostorih majhne prostornine. Strukturno je ta konfiguracija predstavljena v obliki številnih por znotraj strukture.

Od tod logičen zaključek: gradbeni material, katerega notranja struktura je porozna tvorba, mora imeti nizko vsebnost CFC.

Poleg tega se vrednost toplotne prevodnosti glede na največjo dovoljeno poroznost materiala približa vrednosti toplotne prevodnosti suhega zraka.

Ustvarjanje gradbenega materiala z minimalno toplotno prevodnostjo olajša porozna struktura. Več kot je por različnih prostornin v strukturi materiala, boljši je CTP

V sodobni proizvodnji se uporablja več tehnologij za pridobitev poroznosti gradbenega materiala.

Zlasti se uporabljajo naslednje tehnologije:

• penjenje;
• tvorba plinov;
• vodno tesnjenje;
• otekanje;
• vnos aditivov;
• ustvarjanje ogrodij iz vlaken.

Upoštevati je treba: koeficient toplotne prevodnosti je neposredno povezan z lastnostmi, kot so gostota, toplotna kapaciteta in temperaturna prevodnost.

Vrednost toplotne prevodnosti se lahko izračuna po formuli:

λ = Q / S *(T₁-T₂)*t,

Kje:

• Q - Količina toplote;
• S – debelina materiala;
• T₁, T₂ – temperatura na obeh straneh materiala;
• t - čas.

Povprečna vrednost gostote in toplotne prevodnosti je obratno sorazmerna z vrednostjo poroznosti. Zato je na podlagi gostote strukture gradbenega materiala odvisnost toplotne prevodnosti od nje mogoče izračunati na naslednji način:

λ = 1,16 √ 0,0196+0,22d² – 0,16,

Kje: d – vrednost gostote. To je formula V.P.Nekrasov, ki prikazuje vpliv gostote določenega materiala na vrednost njegovega CFC.

Vpliv vlage na toplotno prevodnost gradbenih materialov

Spet sodeč po primerih uporabe gradbenih materialov v praksi se pokaže negativen vpliv vlage na življenjsko dobo gradbenega materiala. Ugotovljeno je bilo, da večji ko je gradbeni material izpostavljen vlagi, višja je vrednost CTP.

Na različne načine si prizadevajo zaščititi material, uporabljen pri gradnji, pred vlago. Ta ukrep je glede na povečanje koeficienta za mokre gradbene materiale popolnoma upravičen

Te točke ni težko utemeljiti. Vpliv vlage na strukturo gradbenega materiala spremlja vlaženje zraka v porah in delna zamenjava zračnega okolja.

Če upoštevamo, da je parameter toplotne prevodnosti za vodo 0,58 W/m°C, postane očitno znatno povečanje toplotne prevodnosti materiala.

Upoštevati je treba tudi, da je negativnejši učinek, ko je voda, ki vstopi v porozno strukturo, dodatno zamrznjena in se spremeni v led.

Skladno s tem je enostavno izračunati še večje povečanje toplotne prevodnosti ob upoštevanju parametrov toplotne prevodnosti ledu, ki je enak 2,3 W/m°C. Približno štirikratno povečanje parametra toplotne prevodnosti vode.

Eden od razlogov za opustitev zimske gradnje v korist gradnje poleti je treba obravnavati prav dejavnik možnega zmrzovanja nekaterih vrst gradbenih materialov in posledično povečanja toplotne prevodnosti.

Od tu postanejo očitne konstrukcijske zahteve glede zaščite izolacijskih gradbenih materialov pred vlago. Navsezadnje se stopnja toplotne prevodnosti povečuje neposredno sorazmerno s kvantitativno vlažnostjo.

Druga točka se zdi nič manj pomembna - nasprotno, ko je struktura gradbenega materiala izpostavljena znatnemu segrevanju. Previsoka temperatura povzroči tudi povečanje toplotne prevodnosti.

To se zgodi zaradi povečanja kinematične energije molekul, ki sestavljajo strukturno osnovo gradbenega materiala.

Res je, da obstaja razred materialov, katerih struktura, nasprotno, pridobi boljše lastnosti toplotne prevodnosti v načinu visokega ogrevanja. Eden takih materialov je kovina.

Če pri močnem segrevanju večina široko uporabljenih gradbenih materialov spremeni svojo toplotno prevodnost v smeri povečanja, močno segrevanje kovine vodi do nasprotnega učinka - toplotna prevodnost kovine se zmanjša.

Metode za določanje koeficienta

V tej smeri se uporabljajo različne tehnike, vendar dejansko vse merilne tehnologije združujeta dve skupini metod:

1. Stacionarni način merjenja.
2. Nestacionarni način merjenja.

Stacionarna tehnika vključuje delo s parametri, ki skozi čas ostanejo nespremenjeni ali se spremenijo v majhnem obsegu. Ta tehnologija, sodeč po praktičnih aplikacijah, nam omogoča, da računamo na natančnejše rezultate CFT.

Stacionarna metoda omogoča izvajanje ukrepov za merjenje toplotne prevodnosti v širokem temperaturnem območju - 20 – 700 °C. Toda hkrati se stacionarna tehnologija šteje za delovno intenzivno in zapleteno tehniko, ki zahteva veliko časa za izvedbo.

Primer naprave za merjenje toplotne prevodnosti. To je eden izmed sodobnih digitalnih dizajnov, ki zagotavlja hitre in natančne rezultate.

Druga merilna tehnologija, nestacionarna, se zdi bolj poenostavljena, saj za dokončanje dela potrebuje od 10 do 30 minut. Vendar je v tem primeru temperaturno območje bistveno omejeno. Vendar pa je tehnika našla široko uporabo v proizvodnem sektorju.

Tabela toplotne prevodnosti gradbenih materialov

Številnih obstoječih in široko uporabljenih gradbenih materialov nima smisla meriti.

Vsi ti izdelki so bili praviloma večkrat testirani, na podlagi česar je bila sestavljena tabela toplotne prevodnosti gradbenih materialov, ki vključuje skoraj vse materiale, potrebne na gradbišču.

Ena različica takšne tabele je predstavljena spodaj, kjer je KTP koeficient toplotne prevodnosti:

Priporočamo tudi branje drugih naših člankov, kjer govorimo o tem, kako izbrati pravo izolacijo:

1. Izolacija za podstrešne strehe.
2. Materiali za izolacijo hiše od znotraj.
3. Izolacija za strop.
4. Materiali za zunanjo toplotno izolacijo.
5. Izolacija tal v leseni hiši.

Zaključki in uporaben video na to temo

Videoposnetek je tematsko naravnan in dovolj podrobno pojasnjuje, kaj je KTP in "s čim se jedo". Ko se seznanite z gradivom, predstavljenim v videu, imate veliko možnosti, da postanete profesionalni graditelj.

Očitno je, da mora potencialni graditelj poznati toplotno prevodnost in njeno odvisnost od različnih dejavnikov. To znanje vam bo pomagalo graditi ne le z visoko kakovostjo, ampak z visoko stopnjo zanesljivosti in trajnosti objekta. Uporaba koeficienta v bistvu pomeni prihranek denarja, na primer pri plačilu istih komunalnih storitev.

Če imate vprašanja ali dragocene informacije o temi članka, pustite svoje komentarje v spodnjem bloku.