Коэффициент теплопроводности строительных материалов таблица: Теплопроводность кирпича, сравнение кирпича по теплопроводности

Теплопроводность кирпича, сравнение кирпича по теплопроводности

Рассмотрена теплопроводность кирпича различных видов (силикатного, керамического, облицовочного, огнеупорного). Выполнено сравнение кирпича по теплопроводности, представлены коэффициенты теплопроводности огнеупорного кирпича при различной температуре — от 20 до 1700°С.

Теплопроводность кирпича существенно зависит от его плотности и конфигурации пустот. Кирпичи с меньшей плотностью имеют теплопроводность ниже, чем с высокой. Например, пеношамотный, диатомитовый и изоляционный кирпичи с плотностью 500…600 кг/м³ обладают низким значением коэффициента теплопроводности, который находится в диапазоне 0,1…0,14 Вт/(м·град).

Кирпич в зависимости от состава можно разделить на два основных типа: керамический (или красный) и силикатный (или белый). Значение коэффициента теплопроводности кирпича указанных типов может существенно отличатся.

Керамический кирпич.

Производится из высококачественной красной глины, составляющей около 85-95% его состава, а также других компонентов. Такой кирпич изготавливают путем формовки, сушки и обжига, при температуре около 1000 градусов Цельсия. Теплопроводность керамического кирпича различной плотности составляет величину 0,4…0,9 Вт/(м·град).

По сфере применения керамический кирпич подразделяется на рядовой строительный, огнеупорный и лицевой облицовочный. Лицевой декоративный (облицовочный) кирпич имеет ровную поверхность и однородный цвет и применяется для облицовки зданий снаружи. Теплопроводность облицовочного кирпича равна 0,37…0,93 Вт/(м·град).

Силикатный кирпич. Изготавливается из очищенного песка и отличается от керамического составом, цветом и теплопроводностью. Теплопроводность силикатного кирпича немного выше и находится в интервале от 0,4 до 1,3 Вт/(м·град).

Сравнение кирпича по теплопроводности при 15…25°С

Кирпич	Плотность, кг/м3	Теплопроводность, Вт/(м·град)
Пеношамотный	600	0,1
Диатомитовый	550	0,12
Изоляционный	500	0,14
Кремнеземный	—	0,15
Трепельный	700…1300	0,27
Облицовочный	1200…1800	0,37…0,93
Силикатный щелевой	—	0,4
Керамический красный пористый	1500	0,44
Керамический пустотелый	—	0,44…0,47
Силикатный	1000…2200	0,5…1,3
Шлаковый	1100…1400	0,6
Керамический красный плотный	1400…2600	0,67…0,8
Силикатный с тех.  пустотами	—	0,7
Клинкерный полнотелый	1800…2200	0,8…1,6
Шамотный	1850	0,85
Динасовый	1900…2200	0,9…0,94
Хромитовый	3000…4200	1,21…1,29
Хромомагнезитовый	2750…2850	1,95
Термостойкий хромомагнезитовый	2700…3800	4,1
Магнезитовый	2600…3200	4,7…5,1
Карборундовый	1000…1300	11…18

Теплопроводность кирпича также зависит от его структуры и формы:

• Пустотелый кирпич — выполнен с пустотами, сквозными или глухими и имеет меньшую теплопроводность в сравнении с полнотелым изделием. Теплопроводность пустотелого кирпича составляет от 0,4 до 0,7 Вт/(м·град).
• Полнотелый — используется, как правило, при основном строительстве несущих стен и конструкций и имеет большую плотность. Полнотелый силикатный и керамический кирпич в 1,5-2 раза лучше проводит тепло, чем пустотелый.

Печной или огнеупорный кирпич. Изготавливается для эксплуатации в агрессивной среде, применяется для кладки печей, каминов или теплоизоляции помещений, которые находятся под воздействием высоких температур. Огнеупорный кирпич обладает хорошей жаростойкостью и может применяться при температуре до 1700°С.

Теплопроводность огнеупорного кирпича при высоких температурах увеличивается и может достигать значения 6,5…7,5 Вт/(м·град). Более низкой теплопроводностью в сравнении с другими огнеупорами отличается пеношамотный и диатомитовый кирпич. Теплопроводность такого кирпича при максимальной температуре применения (850…1300°С) составляет всего 0,25…0,3 Вт/(м·град). Следует отметить, что теплопроводность шамотного кирпича, который традиционно применяется для кладки печей, — выше и равна 1,44 Вт/(м·град) при 1000°С. 

Теплопроводность огнеупорного кирпича в зависимости от температуры

Кирпич	Плотность, кг/м3	Теплопроводность, Вт/(м·град) при температуре, °С
		20	100	300	500	800	1000	1700
Диатомитовый	550	0,12	0,14	0,18	0,23	0,3	—	—
Динасовый	1900	0,91	0,97	1,11	1,25	1,46	1,6	2,1
Магнезитовый	2700	5,1	5,15	5,45	5,75	6,2	6,5	7,55
Хромитовый	3000	1,21	1,24	1,31	1,38	1,48	1,55	1,8
Пеношамотный	600	0,1	0,11	0,14	0,17	0,22	0,25	—
Шамотный	1850	0,85	0,9	1,02	1,14	1,32	1,44	—

Источники:

1. Физические величины. Справочник. А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина и др.; под ред. И. С. Григорьева — М.: Энергоатомиздат, 1991 — 1232 с.
2. В. Блази. Справочник проектировщика. Строительная физика. М.: Техносфера, 2004.
3. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с. строительной физики, 1969 — 142 с.
4. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977 — 344 с.
5. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
6. Х. Уонг. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. Справочник. М.: Атомиздат. 1979 — 212 с.
7. Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. Справочник.

Таблица Теплопроводности строительных материалов

Вид строительного материала	Коэффициент теплопроводности материалов, Вт/(м·°C)
	Строительный материал в сухом состоянии	Условия А для материала («обычные»)	Условия Б для материала («влажные»)
Теплопроводность Шерстяного войлока	0,045
Теплопроводность Цементно-песчаного раствора	0,58	0,76	0,93
Теплопроводность Известково-песчаного раствора	0,47	0,7	0,81
Теплопроводность обычной Гипсовой штукатурки	0,25
Теплопроводность Ваты Минеральной, каменной. При плотности — 180 кг/куб.м.	0,038	0,045	0,048
Теплопроводность Ваты Минеральной, каменной. При плотности — 140-175 куб.м.	0,037	0,043	0,046
Теплопроводность Ваты Минеральной, каменной.  При плотности 80-125 куб.м.	0,036	0,042	0,045
Теплопроводность Ваты Минеральной, каменной. При плотности — 40-60 куб.м.	0,035	0,041	0,044
Теплопроводность Ваты Минеральной, каменной. При плотности — 25-50 куб.м.	0,036	0,042	0,045
Теплопроводность Ваты Минеральной, каменной. При плотности — 85 куб. м.	0,044	0,046	0,05
Теплопроводность Ваты Минеральной, каменной. При плотности — 75 куб.м.	0,04	0,042	0,047
Теплопроводность Ваты Минеральной, стеклянной. При плотности — 60 куб.м.	0,038	0,04	0,045
Теплопроводность Ваты Минеральной, стеклянной. При плотности — 45 куб.м.	0,039	0,041	0,045
Теплопроводность Ваты Минеральной, стеклянной.  При плотности — 35 куб.м.	0,039	0,041	0,046
Теплопроводность Ваты Минеральной, стеклянной. При плотности — 30 куб.м.	0,04	0,042	0,046
Теплопроводность Ваты Минеральной, стеклянной. При плотности — 20 куб.м.	0,04	0,043	0,048
Теплопроводность Ваты Минеральной, стеклянной. При плотности — 17 куб.м.	0,044	0,047	0,053
Теплопроводность Ваты Минеральной, стеклянной. При плотности — 15 куб.м.	0,046	0,049	0,055
Газобетон и пенобетон на цементном вяжущем портландцементе. При плотности — 1000 куб.м.	0,29	0,38	0,43
Газобетон и пенобетон на цементном вяжущем портландцементе. При плотности — 800 куб.м.	0,21	0,33	0,37
Газобетон и пенобетон на цементном вяжущем портландцементе. При плотности — 600 куб. м.	0,14	0,22	0,26
Газобетон и пенобетон на цементном вяжущем портландцементе. При плотности — 400 куб.м.	0,11	0,14	0,15
Газобетон и пенобетон на известняковом вяжущем портландцементе. При плотности — 1000 куб.м.	0,31	0,48	0,55
Газобетон и пенобетон на известняковом вяжущем портландцементе. При плотности — 800 куб.м.	0,23	0,39	0,45
Газобетон и пенобетон на известняковом вяжущем портландцементе. При плотности — 600 куб.м.	0,15	0,28	0,34
Газобетон и пенобетон на известняковом вяжущем портландцементе. При плотности — 400 куб.м.	0,13	0,22	0,28
Теплопроводность Сосны и ели (волокна поперек).	0,09	0,14	0,18
Теплопроводность Сосны и ели (волокна вдоль).	0,18	0,29	0,35
Теплопроводность Дуба (волокна поперек).	0,10	0,18	0,23
Теплопроводность Дуба (волокна вдоль).	0,23	0,35	0,41
Теплопроводность Меди	382 — 390
Теплопроводность Алюминия	202 — 236
Теплопроводность Латуни	97 — 111
Теплопроводность Железа	92
Теплопроводность Олова	67
Теплопроводность Стали	47
Теплопроводность Стекла оконного	0,76
Теплопроводность Аргона	0,0177
Теплопроводность Ксенона	0,0057
Теплопроводность Арболита	0,07 — 0,17
Теплопроводность Пробкового дерева	0,035
Теплопроводность Железобетона. При плотности — 2500 куб.м.	1,69	1,92	2,04
Теплопроводность Бетона на щебне илигравии. При плотности — 2400 куб.м.	1,51	1,74	1,86
Теплопроводность Керамзитобетона. При плотности — 1800 куб.м.	0,66	0,80	0,92
Теплопроводность Керамзитобетона.  При плотности — 1600 куб.м.	0,58	0,67	0,79
Теплопроводность Керамзитобетона.  При плотности — 1400 куб.м.	0,47	0,56	0,65
Теплопроводность Керамзитобетона.  При плотности — 1200 куб.м.	0,36	0,44	0,52
Теплопроводность Керамзитобетона.   При плотности — 1000 куб.м.	0,27	0,33	0,41
Теплопроводность Керамзитобетона.  При плотности — 800 куб.м.	0,21	0,24	0,31
Теплопроводность Керамзитобетона.  При плотности — 600 куб.м.	0,16	0,2	0,26
Теплопроводность Керамзитобетона.  При плотности — 500 куб.м.	0,14	0,17	0,23
Теплопроводность Кирпича керамический полнотелого. При кладке на цементно-песчанный раствор.	0,56	0,7	0,81
Теплопроводность Кирпича силикатного. При кладке на цементно-песчанный раствор.	0,70	0,76	0,87
Теплопроводность Кирпича керамического пустотелого (плотность 1400 куб. м. с учетом пустот). При кладке на цементно-песчанный раствор.	0,47	0,58	0,64
Теплопроводность Кирпича керамического пустотелого. При плотности- 1300 куб.м. с учетом пустот. При кладке на цементно-песчанный раствор.	0,41	0,52	0,58
Теплопроводность Кирпича керамического пустотелого. При плотности- 1000 куб.м. с учетом пустот. При кладке на цементно-песчанный раствор.	0,35	0,47	0,52
Теплопроводность Кирпича силикатного, 11 пустот (плотность 1500 куб.м.). При кладке на цементно-песчанный раствор.	0,64	0,7	0,81
Теплопроводность Кирпича силикатного, 14 пустот. Плотность 1400 куб.м.. При кладке на цементно-песчанный раствор.	0,52	0,64	0,76
Теплопроводность Гранита	3,49	3,49	3,49
Теплопроводность Мрамора	2,91	2,91	2,91
Теплопроводность Известняка. При плотности — 2000 куб.м.	0,93	1,16	1,28
Теплопроводность Известняка. При плотности — 1800 куб.м.	0,7	0,93	1,05
Теплопроводность Известняка. При плотности — 1600 куб.м.	0,58	0,73	0,81
Теплопроводность Известняка. При плотности — 1400 куб.м.	0,49	0,56	0,58
Теплопроводность Туфа. При плотности — 2000 куб.м.	0,76	0,93	1,05
Теплопроводность Туфа. При плотности — 1800 куб.м.	0,56	0,7	0,81
Теплопроводность Туфа. При плотности — 1600 куб.м.	0,41	0,52	0,64
Теплопроводность Туфа. При плотности — 1400 куб.м.	0,33	0,43	0,52
Теплопроводность Туфа. При плотности — 1200 куб.м.	0,27	0,35	0,41
Теплопроводность Туфа. При плотности — 1000 куб.м.	0,21	0,24	0,29
Теплопроводность Песок строительного (сухого, в соответствии с ГОСТ 8736-77). При плотности — 1600 куб.м.	0,35
Теплопроводность — Фанера клееная	0,12	0,15	0,18
Теплопроводность ДСП, ДВП. При плотности — 1000 куб.м.	0,15	0,23	0,29
Теплопроводность ДСП, ДВП. При плотности — 800 куб.м.	0,13	0,19	0,23
Теплопроводность ДСП, ДВП. При плотности — 600 куб.м.	0,11	0,13	0,16
Теплопроводность ДСП, ДВП. При плотности — 400 куб.м.	0,08	0,11	0,13
Теплопроводность ДСП, ДВП. При плотности — 200 куб.м.	0,06	0,07	0,08
Теплопроводность Пакли	0,05	0,06	0,07
Теплопроводность Гипсокартона. Листы гипсовые обшивочные. При плотности — 1050 куб.м.	0,15	0,34	0,36
Теплопроводность Гипсокартона. Листы гипсовые обшивочные. При плотности — 800 куб.м.	0,15	0,19	0,21
Теплопроводность Линолеума из ПВХ на теплоизолирующей основе.  При плотности — 1800 куб.м.	0,38	0,38	0,38
Теплопроводность Линолеума из ПВХ на теплоизолирующей основе. При плотности — 1600 куб.м.	0,33	0,33	0,33
Теплопроводность Линолеума из ПВХ на тканевой основе. При плотности — 1800 куб.м.	0,35	0,35	0,35
Теплопроводность Линолеума из ПВХ на тканевой основе. При плотности — 1600 куб.м.	0,29	0,29	0,29
Теплопроводность Линолеума из ПВХ на тканевой основе. При плотности — 1400 куб.м.	0,2	0,23	0,23
Теплопроводность, Эковата	0,037 — 0,042
Телопропводность Гравия и Керамзита. При плотности — 250 куб.м.	0,099 — 0,1	0,11	0,12
Телопроводность Гравия и Керамзита. При плотности — 300 куб.м.	0,108	0,12	0,13
Телопроводность Гравия и Керамзита. При плотности — 350 куб.м.	0,115 — 0,12	0,125	0,14
Телопроводность Гравия и Керамзита. При плотности — 400 куб.м.	0,12	0,13	0,145
Телопроводность Гравия и Керамзита. При плотности — 450 куб.м.	0,13	0,14	0,155
Телопроводность Гравия и Керамзита. При плотности — 500 куб.м.	0,14	0,15	0,165
Телопроводность Гравия и Керамзита. При плотности — 600 куб.м.	0,14	0,17	0,19
Телопроводность Гравия и Керамзита. При плотности — 800 куб.м.	0,18
Теплопроводность Гипсоплита. При плотности — 1350 куб.м..	0,35	0,50	0,56
Теплопроводность Гипсоплита. При плотности — 1100 куб.м.	0,23	0,35	0,41

Коэффициент теплопроводности строительных материалов: что это такое, таблица значений

Понятие теплопроводности

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

Коэффициент теплопроводности является наиболее важным теплотехническим свойством строительных материалов – он характеризует способность материалов проводить тепловую энергию. На практике используются две группы методов испытаний для измерения теплопроводности как свойства материалов.

Принцип плоского источника тепла

Эти методы достаточно точны, но они отнимают много времени, и применение этого метода возможно только в случае образцов с точно определенными размерами, и они очень требовательны к подготовке образца. Нестационарные методы – ударные методы с использованием вторичных измерительных приборов. Стационарные методы. . Для расчетов теплопередачи от плоского источника тепла мы исходим из приложения фундаментального уравнения Фурье для теплопроводности в виде.

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

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

Принцип нестационарного плоского измерительного оборудования

Зонд нестационарного измерительного прибора образует полуограниченную область с известными параметрами и термически чувствительную границу с плоским источником тепла на ее поверхности. В принципе этот метод основан на ударном «методе горячей проволоки», но в отличие от этого метода заменяет линейный источник тепла плоским источником тепла, который гарантирует приближение измеренной величины по всей поверхности испытательного зонда и исключает возможный эффект локальных неоднородностей материала.

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

Температура находится на измеренной границе, контролируемой с помощью контрольной термопары. Измеренные значения здесь хранятся и оцениваются. Выход источника тепла контролируется с помощью программного обеспечения для обеспечения оптимальной тепловой защиты на границе между зондом и испытанным материалом по теплотехническим параметрам испытуемого образца.

При оценке результатов измерений коэффициента теплопроводности нестационарным плоским измерительным оборудованием с использованием сравнительного метода мы обычно предполагаем сходство температурного курса при регулярном нагревании материалов. Следующий график формулирует типичный температурный курс при регулярном нагревании.

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

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.

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

Содержание статьи

• Что такое теплопроводность и термическое сопротивление1
• Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов2
• Таблица теплопроводности строительных материалов3
• Как рассчитать толщину стен4
  • Расчет толщины стены, толщины утеплителя, отделочных слоев4.1
  • Пример расчета толщины утеплителя4.2

При выборе строительных материалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одна из ключевых позиций — теплопроводность. Она отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое может провести тот или иной материал за единицу времени. То есть, чем меньше этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше цифра, тем тепло отводится лучше.

Диаграмма, которая иллюстрирует разницу в теплопроводности материалов

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

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

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

Факторы, влияющие на теплопроводность

Коэффициент теплопроводности материала зависит от нескольких факторов:

• 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.

Основные параметры, от которых зависит величина теплопроводности

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

1. Пористая структура материала говорит о том, что подобное строение неоднородно, а поры наполнены воздухом. Тепловые массы, перемещаясь через такие прослойки, теряют минимум своей энергии. Поэтому пенобетон именно с замкнутыми порами считается хорошим теплоизолятором.
   Замкнутые поры пенобетона наполнены воздухом, который по праву считается лучшим теплоизолятором
2. Повышенная плотность материала гарантирует более тесную взаимосвязь частиц друг с другом. Соответственно, уравновешивание температурного баланса происходит намного быстрее. По этой причине плотный материал обладает большим коэффициентом проводимости тепла. Поэтому железобетон считается одним из самых «холодных» материалов.
   Высокая плотность даёт хорошую прочность железобетону, но также и «обделяет» его теплоэффективностью
3. Влажность – злокачественный фактор, повышающий скорость прохождения тепла. Поэтому так важно качественно произвести гидроизоляцию необходимых узлов здания, грамотно организовать вентиляцию и использовать максимально инертные к намоканию строительные материалы.

«Холодно, холодно и сыро. Не пойму, что же в нас остыло…» Даже Согдиана знает о том, что сырость и холод − вечные соседи, от которых не спрячешься в тёплом свитере

Зная, что такое проводимость тепла, и какие факторы на неё влияют, можно смело пробовать применять свои знания для расчётов будущих строительных конструкций. Для этого нужно знать коэффициенты используемых материалов.

Что такое КТП строительного материала?

Теоретически, да и практически тоже, строительными материалами, как правило, создаются две поверхности – наружная и внутренняя. С точки зрения физики, теплая область всегда стремится к холодной области.

Применительно к стройматериалу, тепло будет стремиться от одной поверхности (более теплой) к другой поверхности (менее теплой). Вот, собственно, способность материала относительно такого перехода и называется – коэффициентом теплопроводности или в аббревиатуре – КТП.

Схема, поясняющая эффект теплопроводности: 1 – тепловая энергия; 2 – коэффициент теплопроводности; 3 – температура первой поверхности; 4 – температура второй поверхности; 5 – толщина стройматериала

Характеристика КТП обычно строится на основе испытаний, когда берётся экспериментальный экземпляр размерами 100х100 см и к нему применяется тепловое воздействие с учётом разницы температур двух поверхностей в 1 градус. Время воздействия 1 час.

Соответственно, измеряется теплопроводность в Ваттах на метр на градус (Вт/м°C). Коэффициент обозначается греческим символом λ.

По умолчанию, теплопроводность различных материалов для строительства со значением меньше 0,175 Вт/м°C, приравнивает эти материалы к разряду изоляционных.

Современным производством освоены технологии изготовления стройматериалов, уровень КТП которых составляет меньше 0,05 Вт/м°C. Благодаря таким изделиям, удается достичь выраженного экономического эффекта в плане потребления энергетических ресурсов.

Влияние факторов на уровень теплопроводности

Каждый отдельно взятый стройматериал имеет определенное строение и обладает своеобразным физическим состоянием.

Основой этого являются:

• размерность кристаллов структуры;
• фазовое состояние вещества;
• степень кристаллизации;
• анизотропия теплопроводности кристаллов;
• объем пористости и структуры;
• направление теплового потока.

Все это – факторы влияния. Определенное влияние на уровень КТП также оказывает химический состав и примеси. Количество примесей, как показала практика, оказывает особенно выразительное влияние на уровень теплопроводности кристаллических компонентов.

Изоляционные стройматериалы – класс продуктов под строительство, созданных с учётом свойств КТП, приближенных к оптимальным свойствам. Однако достичь идеальной теплопроводности при сохранении других качеств, крайне сложно

В свою очередь влияние на КТП оказывают условия эксплуатации стройматериала – температура, давление, уровень влажности и др.

Стройматериалы с минимальным КТП

Согласно исследованиям, минимальным значением теплопроводности (около 0,023 Вт/м°C) обладает сухой воздух.

С точки зрения применения сухого воздуха в структуре строительного материала, необходима конструкция, где сухой воздух пребывает внутри замкнутых многочисленных пространств небольшого объёма. Конструктивно такая конфигурация представлена в образе многочисленных пор внутри структуры.

Отсюда логичный вывод: малым уровнем КТП должен обладать стройматериал, внутренняя структура которого представляет собой пористое образование.

Причём, в зависимости от максимально допустимой пористости материала, значение теплопроводности приближается к значению КТП сухого воздуха.

Созданию строительного материала с минимальной теплопроводностью способствует пористая структура. Чем больше содержится пор разного объема в структуре материала, тем лучший КТП допустимо получить

В современном производстве применяются несколько технологий для получения пористости строительного материала.

В частности, используются технологии:

• пенообразования;
• газообразования;
• водозатворения;
• вспучивания;
• внедрения добавок;
• создания волоконных каркасов.

Следует отметить: коэффициент теплопроводности напрямую связан с такими свойствами, как плотность, теплоемкость, температурная проводимость.

Значение теплопроводности может быть рассчитано по формуле:

λ = Q / S *(T1-T2)*t,

Где:

• Q – количество тепла;
• S – толщина материала;
• T1, T2 – температура с двух сторон материала;
• t – время.

Средняя величина плотности и теплопроводности обратно пропорциональна величине пористости. Поэтому, исходя из плотности структуры стройматериала, зависимость от нее теплопроводности можно рассчитать так:

λ = 1,16 √ 0,0196+0,22d2 – 0,16,

Где: d – значение плотности. Это формула В.П. Некрасова, демонстрирующая влияние плотности конкретного материала на значение его КТП.

Влияние влаги на теплопроводность стройматериала

Опять же судя по примерам использования стройматериалов на практике, выясняется негативное влияние влаги на КТП стройматериала. Замечено – чем большему увлажнению подвергается стройматериал, тем более высоким становится значение КТП.

Различными способами стремятся защитить от воздействия влаги материал, используемый в строительстве. Эта мера вполне оправдана, учитывая повышение коэффициента для мокрого стройматериала

Обосновать такой момент несложно. Воздействие влаги на структуру строительного материала сопровождается увлажнением воздуха в порах и частичным замещением воздушной среды.

Учитывая, что параметр коэффициента теплопроводности для воды составляет 0,58 Вт/м°C, становится понятным существенное повышение КТП материала.

Следует также отметить более негативный эффект, когда вода, попадающая в пористую структуру, дополнительно замораживается – превращается в лёд.

Соответственно, несложно просчитать ещё большее увеличение теплопроводности, принимая во внимание параметры КТП льда, равного значению 2,3 Вт/м°C. Прирост примерно в четыре раза к параметру теплопроводности воды.

Одной из причин отказа от зимнего строительства в пользу стройки летом следует считать именно фактор возможного подмораживания некоторых видов стройматериалов и как следствие – повышения теплопроводности

Отсюда становятся очевидными строительные требования относительно защиты изоляционных стройматериалов от попадания влаги. Ведь уровень теплопроводности растёт в прямой пропорциональности от количественной влажности.

Не менее значимым видится и другой момент – обратный, когда структура строительного материала подвергается существенному нагреву. Чрезмерно высокая температура также провоцирует рост теплопроводности.

Происходит такое по причине повышения кинематической энергии молекул, составляющих структурную основу стройматериала.

Правда, существует класс материалов, структура которых, напротив, приобретает лучшие свойства теплопроводности в режиме сильного нагрева. Одним из таких материалов является металл.

Если под сильным нагревом большая часть широко распространенных стройматериалов изменяет теплопроводность в сторону увеличения, сильный нагрев металла приводит к обратному эффекту – КТП металла понижается.

Методы определения коэффициента

Используются разные методики в этом направлении, но по факту все технологии измерения объединены двумя группами методов:

1. Режим стационарных измерений.
2. Режим нестационарных измерений.

Стационарная методика подразумевает работу с параметрами, неизменными с течением времени или изменяющимися в незначительной степени. Эта технология, судя по практическим применениям, позволяет рассчитывать на более точные результаты КТП.

Действия, направленные на измерения теплопроводности, стационарный способ допускает проводить в широком температурном диапазоне – 20 – 700 °C. Но вместе с тем, стационарная технология считается трудоёмкой и сложной методикой, требующей большого количества времени на исполнение.

Пример аппарата, предназначенного под выполнение измерений коэффициента теплопроводности. Это одна из современных цифровых конструкций, обеспечивающая получение быстрого и точного результата

Другая технология измерений – нестационарная, видится более упрощенной, требующей для исполнения работ от 10 до 30 минут. Однако в этом случае существенно ограничен диапазон температур. Тем не менее, методика нашла широкое применение в условиях производственного сектора.

Таблица теплопроводности стройматериалов

Подвергать измерениям многие существующие и широко используемые стройматериалы не имеет смысла.

Все эти продукты, как правило, испытаны неоднократно, на основании чего составлена таблица теплопроводности строительных материалов, куда входят практически все нужные на стройке материалы.

Один из вариантов такой таблицы представлен ниже, где КТП – коэффициент теплопроводности:

Материал (стройматериал)	Плотность, м3	КТП сухая, Вт/мºC	% влажн._1			% влажн._2	КТП при влажн._1, Вт/мºC		КТП при влажн._2, Вт/мºC
Битум кровельный	1400	0,27	0			0	0,27		0,27
Битум кровельный	1000	0,17	0			0	0,17		0,17
Шифер кровельный	1800	0,35	2			3	0,47		0,52
Шифер кровельный	1600	0,23	2			3	0,35		0,41
Битум кровельный	1200	0,22	0			0	0,22		0,22
Лист асбоцементный	1800	0,35	2			3	0,47		0,52
Лист асбестоцементный	1600	0,23	2			3	0,35		0,41
Асфальтобетон	2100	1,05	0			0	1,05		1,05
Толь строительная	600	0,17	0			0	0,17		0,17
Бетон (на гравийной подушке)	1600	0,46	4			6	0,46		0,55
Бетон (на шлаковой подушке)	1800	0,46	4			6	0,56		0,67
Бетон (на щебенке)	2400	1,51	2			3	1,74		1,86
Бетон (на песчаной подушке)	1000	0,28	9			13	0,35		0,41
Бетон (пористая структура)	1000	0,29	10			15	0,41		0,47
Бетон (сплошная структура)	2500	1,89	2			3	1,92		2,04
Пемзобетон	1600	0,52	4			6	0,62		0,68
Битум строительный	1400	0,27	0			0	0,27		0,27
Битум строительный	1200	0,22	0			0	0,22		0,22
Минеральная вата облегченная	50	0,048	2			5	0,052		0,06
Минеральная вата тяжелая	125	0,056	2			5	0,064		0,07
Минеральная вата	75	0,052	2			5	0,06		0,064
Лист вермикулитовый	200	0,065	1			3	0,08		0,095
Лист вермикулитовый	150	0,060	1			3	0,074		0,098
Газо-пено-золо бетон	800	0,17	15			22	0,35		0,41
Газо-пено-золо бетон	1000	0,23	15			22	0,44		0,50
Газо-пено-золо бетон	1200	0,29	15			22	0,52		0,58
Газо-пено-бетон (пенно-силикат)	300	0,08	8			12	0,11		0,13
Газо-пено-бетон (пенно-силикат)	400	0,11	8			12	0,14		0,15
Газо-пено-бетон (пенно-силикат)	600	0,14	8			12	0,22		0,26
Газо-пено-бетон (пенно-силикат)	800	0,21	10			15	0,33		0,37
Газо-пено-бетон (пенно-силикат)	1000	0,29	10			15	0,41		0,47
Строительный гипс плита	1200	0,35	4			6	0,41		0,46
Гравий керамзитовый	600	2,14	2			3	0,21		0,23
Гравий керамзитовый	800	0,18	2			3	0,21		0,23
Гранит (базальт)	2800	3,49	0			0	3,49		3,49
Гравий керамзитовый	400	0,12	2			3	0,13		0,14
Гравий керамзитовый	300	0,108	2			3	0,12		0,13
Гравий керамзитовый	200	0,099	2			3	0,11		0,12
Гравий шунгизитовый	800	0,16	2			4	0,20		0,23
Гравий шунгизитовый	600	0,13	2			4	0,16		0,20
Гравий шунгизитовый	400	0,11	2			4	0,13		0,14
Дерево сосна поперечные волокна	500	0,09	15			20	0,14		0,18
Фанера клееная	600	0,12	10			13	0,15		0,18
Дерево сосна вдоль волокон	500	0,18	15			20	0,29		0,35
Дерево дуба поперек волокон	700	0,23	10			15	0,18		0,23
Металл дюралюминий	2600	221	0			0	221		221
Железобетон	2500	1,69	2			3	1,92		2,04
Туфобетон	1600	0,52	7			10	0,7		0,81
Известняк	2000	0,93	2			3	1,16		1,28
Раствор извести с песком	1700	0,52	2			4	0,70		0,87
Песок под строительные работы	1600	0,035	1			2	0,47		0,58
Туфобетон	1800	0,64	7			10	0,87		0,99
Облицовочный картон	1000	0,18	5			10	0,21		0,23
Многослойный строительный картон	650	0,13	6			12	0,15		0,18
Вспененный каучук	60-95	0,034	5			15	0,04		0,054
Керамзитобетон	1400	0,47	5			10	0,56		0,65
Керамзитобетон	1600	0,58	5			10	0,67		0,78
Керамзитобетон	1800	0,86	5			10	0,80		0,92
Кирпич (пустотный)	1400	0,41	1			2	0,52		0,58
Кирпич (керамический)	1600	0,47	1			2	0,58		0,64
Пакля строительная	150	0,05	7			12	0,06		0,07
Кирпич (силикатный)	1500	0,64	2			4	0,7		0,81
Кирпич (сплошной)	1800	0,88	1			2	0,7		0,81
Кирпич (шлаковый)	1700	0,52	1,5			3	0,64		0,76
Кирпич (глиняный)	1600	0,47	2			4	0,58		0,7
Кирпич (трепельный)	1200	0,35	2			4	0,47		0,52
Металл медь	8500	407	0			0	407		407
Сухая штукатурка (лист)	1050	0,15	4			6	0,34		0,36
Плиты минеральной ваты	350	0,091	2			5	0,09		0,11
Плиты минеральной ваты	300	0,070	2			5	0,087		0,09
Плиты минеральной ваты	200	0,070	2			5	0,076		0,08
Плиты минеральной ваты	100	0,056	2			5	0,06		0,07
Линолеум ПВХ	1800	0,38	0			0	0,38		0,38
Пенобетон	1000	0,29	8			12	0,38		0,43
Пенобетон	800	0,21	8			12	0,33		0,37
Пенобетон	600	0,14	8			12	0,22		0,26
Пенобетон	400	0,11	6			12	0,14		0,15
Пенобетон на известняке	1000	0,31	12			18	0,48		0,55
Пенобетон на цементе	1200	0,37	15			22	0,60		0,66
Пенополистирол (ПСБ-С25)	15 – 25	0,029 – 0,033	2			10	0,035 – 0,052		0,040 – 0,059
Пенополистирол (ПСБ-С35)	25 – 35	0,036 – 0,041	2			20	0,034		0,039
Лист пенополиуретановый	80	0,041	2			5	0,05		0,05
Панель пенополиуретановая	60	0,035	2			5	0,41		0,41
Облегченное пеностекло	200	0,07	1			2	0,08		0,09
Утяжеленное пеностекло	400	0,11	1			2	0,12		0,14
Пергамин	600	0,17	0			0	0,17		0,17
Перлит	400	0,111	1			2	0,12		0,13
Плита перлитоцементная	200	0,041	2			3	0,052		0,06
Мрамор	2800	2,91	0			0	2,91		2,91
Туф	2000	0,76	3			5	0,93		1,05
Бетон на зольном гравии	1400	0,47	5			8	0,52		0,58
Плита ДВП (ДСП)	200	0,06	10			12	0,07		0,08
Плита ДВП (ДСП)	400	0,08	10			12	0,11		0,13
Плита ДВП (ДСП)	600	0,11	10			12	0,13		0,16
Плита ДВП (ДСП)	800	0,13	10			12	0,19		0,23
Плита ДВП (ДСП)	1000	0,15	10			12	0,23		0,29
Полистиролбетон на портландцементе	600	0,14	4			8	0,17		0,20
Вермикулитобетон	800	0,21	8			13	0,23		0,26
Вермикулитобетон	600	0,14	8			13	0,16		0,17
Вермикулитобетон	400	0,09	8			13	0,11		0,13
Вермикулитобетон	300	0,08	8			13	0,09		0,11
Рубероид	600	0,17	0			0	0,17		0,17
Плита фибролит	800	0,16	10			15	0,24		0,30
Металл сталь	7850	58	0			0	58		58
Стекло	2500	0,76	0			0	0,76		0,76
Стекловата	50	0,048	2			5	0,052		0,06
Стекловолокно	50	0,056	2			5	0,06		0,064
Плита фибролит	600	0,12	10			15	0,18		0,23
Плита фибролит	400	0,08	10			15	0,13		0,16
Плита фибролит	300	0,07	10			15	0,09		0,14
Клееная фанера	600	0,12	10			13	0,15		0,18
Плита камышитовая	300	0,07	10			15	0,09		0,14
Раствор цементо-песчаный	1800	0,58	2			4	0,76		0,93
Металл чугун	7200	50	0			0	50		50
Раствор цементно-шлаковый	1400	0,41	2			4	0,52		0,64
Раствор сложного песка	1700	0,52	2			4	0,70		0,87
Сухая штукатурка	800	0,15	4			6	0,19		0,21
Плита камышитовая	200	0,06	10			15	0,07		0,09
Цементная штукатурка	1050	0,15	4			6	0,34		0,36
Плита торфяная	300	0,064	15			20	0,07		0,08
Плита торфяная	200	0,052	15			20	0,06		0,064

Рекомендуем также прочесть и другие наши статьи, где мы рассказываем о том как правильно выбирать утеплитель:

1. Утеплители для мансардной крыши.
2. Материалы для утепления дома изнутри.
3. Утеплители для потолка.
4. Материалы для наружной теплоизоляции.
5. Утеплитель для пола в деревянном доме.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролик тематически направленный, где достаточно подробно разъясняется – что такое КТП и «с чем его едят». Ознакомившись с материалом, представленным в ролике, появляются высокие шансы стать профессиональным строителем.

Очевидный момент – потенциальному строителю обязательно необходимо знать о теплопроводности и ее зависимости от различных факторов. Эти знания помогут строить не просто качественно, но с высокой степенью надежности и долговечности объекта. Использование коэффициента по существу – это реальная экономия денег, допустим, на оплате за те же коммунальные услуги.

Если у вас появились вопросы или есть ценная информация  по теме статьи, пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.

Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов

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

Коэффициент теплопередачи материалов современных строительных материалов для ограждающих конструкций

При выборе материалов надо учесть, что некоторые из них (не все) в условиях повышенной влажности проводят тепло гораздо лучше. Если при эксплуатации возможно возникновение такой ситуации на продолжительный срок, в расчетах используют теплопроводность для этого состояния. Коэффициенты теплопроводности основных материалов, которые используются для утепления, приведены в таблице.

Наименование материалаКоэффициент теплопроводности Вт/(м·°C)

	В сухом состоянии	При нормальной влажности	При повышенной влажности
Войлок шерстяной	0,036-0,041	0,038-0,044	0,044-0,050
Каменная минеральная вата 25-50 кг/м3	0,036	0,042	0,,045
Каменная минеральная вата 40-60 кг/м3	0,035	0,041	0,044
Каменная минеральная вата 80-125 кг/м3	0,036	0,042	0,045
Каменная минеральная вата 140-175 кг/м3	0,037	0,043	0,0456
Каменная минеральная вата 180 кг/м3	0,038	0,045	0,048
Стекловата 15 кг/м3	0,046	0,049	0,055
Стекловата 17 кг/м3	0,044	0,047	0,053
Стекловата 20 кг/м3	0,04	0,043	0,048
Стекловата 30 кг/м3	0,04	0,042	0,046
Стекловата 35 кг/м3	0,039	0,041	0,046
Стекловата 45 кг/м3	0,039	0,041	0,045
Стекловата 60 кг/м3	0,038	0,040	0,045
Стекловата 75 кг/м3	0,04	0,042	0,047
Стекловата 85 кг/м3	0,044	0,046	0,050
Пенополистирол (пенопласт, ППС)	0,036-0,041	0,038-0,044	0,044-0,050
Экструдированный пенополистирол (ЭППС, XPS)	0,029	0,030	0,031
Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 600 кг/м3	0,14	0,22	0,26
Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 400 кг/м3	0,11	0,14	0,15
Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 600 кг/м3	0,15	0,28	0,34
Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 400 кг/м3	0,13	0,22	0,28
Пеностекло, крошка, 100 – 150 кг/м3	0,043-0,06
Пеностекло, крошка, 151 – 200 кг/м3	0,06-0,063
Пеностекло, крошка, 201 – 250 кг/м3	0,066-0,073
Пеностекло, крошка, 251 – 400 кг/м3	0,085-0,1
Пеноблок 100 – 120 кг/м3	0,043-0,045
Пеноблок 121- 170 кг/м3	0,05-0,062
Пеноблок 171 – 220 кг/м3	0,057-0,063
Пеноблок 221 – 270 кг/м3	0,073
Эковата	0,037-0,042
Пенополиуретан (ППУ) 40 кг/м3	0,029	0,031	0,05
Пенополиуретан (ППУ) 60 кг/м3	0,035	0,036	0,041
Пенополиуретан (ППУ) 80 кг/м3	0,041	0,042	0,04
Пенополиэтилен сшитый	0,031-0,038
Вакуум	0
Воздух +27°C. 1 атм	0,026
Ксенон	0,0057
Аргон	0,0177
Аэрогель (Aspen aerogels)	0,014-0,021
Шлаковата	0,05
Вермикулит	0,064-0,074
Вспененный каучук	0,033
Пробка листы 220 кг/м3	0,035
Пробка листы 260 кг/м3	0,05
Базальтовые маты, холсты	0,03-0,04
Пакля	0,05
Перлит, 200 кг/м3	0,05
Перлит вспученный, 100 кг/м3	0,06
Плиты льняные изоляционные, 250 кг/м3	0,054
Полистиролбетон, 150-500 кг/м3	0,052-0,145
Пробка гранулированная, 45 кг/м3	0,038
Пробка минеральная на битумной основе, 270-350 кг/м3	0,076-0,096
Пробковое покрытие для пола, 540 кг/м3	0,078
Пробка техническая, 50 кг/м3	0,037

Часть информации взята нормативов, которые прописывают характеристики определенных материалов (СНиП 23-02-2003, СП 50.13330.2012, СНиП II-3-79* (приложение 2)). Те материал, которые не прописаны в стандартах, найдены на сайтах производителей. Так как стандартов нет, у разных производителей они могут значительно отличаться, потому при покупке обращайте внимание на характеристики

Про теплопроводность

Теплопроводность — это процесс переноса энергии от теплой части материала к холодной частицами этого материала (т.е. молекулами). 

Основные значения коэффициентов теплопроводности из СНиП II-3-79* (приложение 2) и из СП 50.13330.2012 СНиП 23-02-2003. 

Теплопроводность некоторых (но не всех) строительных материалов может значительно меняться в зависимости от их влажности. Первое значение в таблице — это значение для сухого состояния. Второе и третье значения — это значения теплопроводности для условий эксплуатации А и Б согласно приложению С СП 50.13330.2012. Условия эксплуатации зависят от климата региона и влажности в помещении. Проще говоря А — это обычная «средняя» эксплуатация, а Б — это влажные условия.

Материал	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°C)
	В сухом состоянии	Условия А («обычные»)	Условия Б («влажные»)
Пенополистирол (ППС)	0,036 — 0,041	0,038 — 0,044	0,044 — 0,050
Пенополистирол экструдированный (ЭППС, XPS)	0,029	0,030	0,031
Войлок шерстяной	0,045
Цементно-песчаный раствор (ЦПР)	0,58	0,76	0,93
Известково-песчаный раствор	0,47	0,7	0,81
Гипсовая штукатурка обычная	0,25
Минеральная вата каменная, 180 кг/м3	0,038	0,045	0,048
Минеральная вата каменная, 140-175 кг/м3	0,037	0,043	0,046
Минеральная вата каменная, 80-125 кг/м3	0,036	0,042	0,045
Минеральная вата каменная, 40-60 кг/м3	0,035	0,041	0,044
Минеральная вата каменная, 25-50 кг/м3	0,036	0,042	0,045
Минеральная вата стеклянная, 85 кг/м3	0,044	0,046	0,05
Минеральная вата стеклянная, 75 кг/м3	0,04	0,042	0,047
Минеральная вата стеклянная, 60 кг/м3	0,038	0,04	0,045
Минеральная вата стеклянная, 45 кг/м3	0,039	0,041	0,045
Минеральная вата стеклянная, 35 кг/м3	0,039	0,041	0,046
Минеральная вата стеклянная, 30 кг/м3	0,04	0,042	0,046
Минеральная вата стеклянная, 20 кг/м3	0,04	0,043	0,048
Минеральная вата стеклянная, 17 кг/м3	0,044	0,047	0,053
Минеральная вата стеклянная, 15 кг/м3	0,046	0,049	0,055
Пенобетон и газобетон на цементном вяжущем, 1000 кг/м3	0,29	0,38	0,43
Пенобетон и газобетон на цементном вяжущем, 800 кг/м3	0,21	0,33	0,37
Пенобетон и газобетон на цементном вяжущем, 600 кг/м3	0,14	0,22	0,26
Пенобетон и газобетон на цементном вяжущем, 400 кг/м3	0,11	0,14	0,15
Пенобетон и газобетон на известняковом вяжущем, 1000 кг/м3	0,31	0,48	0,55
Пенобетон и газобетон на известняковом вяжущем, 800 кг/м3	0,23	0,39	0,45
Пенобетон и газобетон на известняковом вяжущем, 600 кг/м3	0,15	0,28	0,34
Пенобетон и газобетон на известняковом вяжущем, 400 кг/м3	0,13	0,22	0,28
Сосна, ель поперек волокон	0,09	0,14	0,18
Сосна, ель вдоль волокон	0,18	0,29	0,35
Дуб поперек волокон	0,10	0,18	0,23
Дуб вдоль волокон	0,23	0,35	0,41
Медь	382 — 390
Алюминий	202 — 236
Латунь	97 — 111
Железо	92
Олово	67
Сталь	47
Стекло оконное	0,76
Свежий снег	0,10 — 0,15
Вода жидкая	0,56
Воздух (+27 °C, 1 атм)	0,026
Вакуум	0
Аргон	0,0177
Ксенон	0,0057
Арболит	0,07 — 0,17
Пробковое дерево	0,035
Железобетон плотностью 2500 кг/м3	1,69	1,92	2,04
Бетон (на гравии или щебне) плотностью 2400 кг/м3	1,51	1,74	1,86
Керамзитобетон плотностью 1800 кг/м3	0,66	0,80	0,92
Керамзитобетон плотностью 1600 кг/м3	0,58	0,67	0,79
Керамзитобетон плотностью 1400 кг/м3	0,47	0,56	0,65
Керамзитобетон плотностью 1200 кг/м3	0,36	0,44	0,52
Керамзитобетон плотностью 1000 кг/м3	0,27	0,33	0,41
Керамзитобетон плотностью 800 кг/м3	0,21	0,24	0,31
Керамзитобетон плотностью 600 кг/м3	0,16	0,2	0,26
Керамзитобетон плотностью 500 кг/м3	0,14	0,17	0,23
Крупноформатный керамический блок (тёплая керамика)	0,14 — 0,18
Кирпич керамический полнотелый, кладка на ЦПР	0,56	0,7	0,81
Кирпич силикатный, кладка на ЦПР	0,70	0,76	0,87
Кирпич керамический пустотелый (плотность 1400 кг/м3 с учетом пустот), кладка на ЦПР	0,47	0,58	0,64
Кирпич керамический пустотелый (плотность 1300 кг/м3 с учетом пустот), кладка на ЦПР	0,41	0,52	0,58
Кирпич керамический пустотелый (плотность 1000 кг/м3 с учетом пустот), кладка на ЦПР	0,35	0,47	0,52
Кирпич силикатный, 11 пустот (плотность 1500 кг/м3), кладка на ЦПР	0,64	0,7	0,81
Кирпич силикатный, 14 пустот (плотность 1400 кг/м3), кладка на ЦПР	0,52	0,64	0,76
Гранит	3,49	3,49	3,49
Мрамор	2,91	2,91	2,91
Известняк, 2000 кг/м3	0,93	1,16	1,28
Известняк, 1800 кг/м3	0,7	0,93	1,05
Известняк, 1600 кг/м3	0,58	0,73	0,81
Известняк, 1400 кг/м3	0,49	0,56	0,58
Туф, 2000 кг/м3	0,76	0,93	1,05
Туф, 1800 кг/м3	0,56	0,7	0,81
Туф, 1600 кг/м3	0,41	0,52	0,64
Туф, 1400 кг/м3	0,33	0,43	0,52
Туф, 1200 кг/м3	0,27	0,35	0,41
Туф, 1000 кг/м3	0,21	0,24	0,29
Песок сухой строительный (ГОСТ 8736-77*), 1600 кг/м3	0,35
Фанера клееная	0,12	0,15	0,18
ДСП, ДВП, 1000 кг/м3	0,15	0,23	0,29
ДСП, ДВП, 800 кг/м3	0,13	0,19	0,23
ДСП, ДВП, 600 кг/м3	0,11	0,13	0,16
ДСП, ДВП, 400 кг/м3	0,08	0,11	0,13
ДСП, ДВП, 200 кг/м3	0,06	0,07	0,08
Пакля	0,05	0,06	0,07
Гипсокартон (листы гипсовые обшивочные), 1050 кг/м3	0,15	0,34	0,36
Гипсокартон (листы гипсовые обшивочные), 800 кг/м3	0,15	0,19	0,21
Линолеум из ПВХ на теплоизолирующей подоснове, 1800 кг/м3	0,38	0,38	0,38
Линолеум из ПВХ на теплоизолирующей подоснове, 1600 кг/м3	0,33	0,33	0,33
Линолеум из ПВХ на тканевой подоснове, 1800 кг/м3	0,35	0,35	0,35
Линолеум из ПВХ на тканевой подоснове, 1600 кг/м3	0,29	0,29	0,29
Линолеум из ПВХ на тканевой подоснове, 1400 кг/м3	0,2	0,23	0,23
Эковата	0,037 — 0,042
Перлит вспученный, песок, плотность 75 кг/м3	0,043 — 0,047
Перлит вспученный, песок, плотность 100 кг/м3	0,052
Перлит вспученный, песок, плотность 150 кг/м3	0,052 — 0,058
Перлит вспученный, песок, плотность 200 кг/м3	0,07
Пеностекло, насыпное, плотность 100 — 150 кг/м3	0,043 — 0,06
Пеностекло, насыпное, плотность 151 — 200 кг/м3	0,06 — 0,063
Пеностекло, насыпное, плотность 201 — 250 кг/м3	0,066 — 0,073
Пеностекло, насыпное, плотность 251 — 400 кг/м3	0,085 — 0,1
Пеностекло, блоки, плотность 100 — 120 кг/м3	0,043 — 0,045
Пеностекло, блоки, плотность 121 — 170 кг/м3	0,05 — 0,062
Пеностекло, блоки, плотность 171 — 220 кг/м3	0,057 — 0,063
Пеностекло, блоки, плотность 221 — 270 кг/м3	0,073
Керамзит, гравий, плотность 250 кг/м3	0,099 — 0,1	0,11	0,12
Керамзит, гравий, плотность 300 кг/м3	0,108	0,12	0,13
Керамзит, гравий, плотность 350 кг/м3	0,115 — 0,12	0,125	0,14
Керамзит, гравий, плотность 400 кг/м3	0,12	0,13	0,145
Керамзит, гравий, плотность 450 кг/м3	0,13	0,14	0,155
Керамзит, гравий, плотность 500 кг/м3	0,14	0,15	0,165
Керамзит, гравий, плотность 600 кг/м3	0,14	0,17	0,19
Керамзит, гравий, плотность 800 кг/м3	0,18
Гипсоплиты, плотность 1350 кг/м3	0,35	0,50	0,56
Гипсоплиты, плотность 1100 кг/м3	0,23	0,35	0,41
Перлитобетон, плотность 1200 кг/м3	0,29	0,44	0,5
Перлитобетон, плотность 1000 кг/м3	0,22	0,33	0,38
Перлитобетон, плотность 800 кг/м3	0,16	0,27	0,33
Перлитобетон, плотность 600 кг/м3	0,12	0,19	0,23
Пенополиуретан (ППУ), плотность 80 кг/м3	0,041	0,042	0,05
Пенополиуретан (ППУ), плотность 60 кг/м3	0,035	0,036	0,041
Пенополиуретан (ППУ), плотность 40 кг/м3	0,029	0,031	0,04
Пенополиэтилен сшитый	0,031 — 0,038

Если в таблице у материала нет значений для условий А и Б, значит в СП 50.13330.2012 или на сайтах производителей нет соответствующих значений либо для этого материала это не имеет смысла.

Обратите внимание на рост теплопроводности в зависимости от условий влажности. 

 

Расчет теплопотерь дома 

Дом теряет тепло через ограждающие конструкции (стены, окна, крыша, фундамент), вентиляцию и канализацию. Основные потери тепла идут через ограждающие конструкции — 60–90% от всех теплопотерь.

Расчет теплопотерь дома нужен, как минимум, чтобы правильно подобрать котёл. Также можно прикинуть, сколько денег будет уходить на отопление в планируемом доме. Также можно благодаря расчётам провести анализ финансовой эффективности утепления, т.е. понять окупятся ли затраты на монтаж утепления экономией топлива за срок службы утеплителя.

Теплопотери через ограждающие конструкции

1) Вычисляем сопротивление теплопередаче стены, деля толщину материала на его коэффициент теплопроводности. Например, если стена построена из тёплой керамики толщиной 0,5 м с коэффициентом теплопроводности 0,16 Вт/(м×°C), то делим 0,5 на 0,16: 0,5 м / 0,16 Вт/(м×°C) = 3,125 м2×°C/Вт

2) Вычисляем общую площадь внешних стен. Приведу упрощённый пример квадратного дома: (10 м ширина × 7 м высота × 4 стороны ) — (16 окон × 2,5 м2) = 280 м2 — 40 м2 = 240 м2

3) Делим единицу на сопротивление теплопередаче, тем самым получая теплопотери с одного квадратного метра стены на один градус разницы температуры. 1 / 3,125 м2×°C/Вт = 0,32 Вт / м2×°C

4) Cчитаем теплопотери стен. Умножаем теплопотери с одного квадратного метра стены на площадь стен и на разницу температур внутри дома и снаружи. Например, если внутри +25°C, а снаружи –15°C, то разница 40°C. 0,32 Вт / м2×°C × 240 м2 × 40 °C = 3072 Вт Вот это число и является теплопотерей стен. Измеряется теплопотеря в ваттах, т.е. это мощность теплопотери.

5) В киловатт-часах удобнее понимать смысл теплопотерь. За 1 час через наши стены при разнице температур в 40°C уходит тепловой энергии: 3072 Вт × 1 ч = 3,072 кВт×ч За 24 часа уходит энергии: 3072 Вт × 24 ч = 73,728 кВт×ч

Понятное дело, что за время отопительного периода погода разная, т.е. разница температур всё время меняется. Поэтому, чтобы вычислить теплопотери за весь отопительный период, нужно в пункте 4 умножать на среднюю разницу температур за все дни отопительного периода.

Например, за 7 месяцев отопительного периода средняя разница температур в помещении и на улице была 28 градусов, значит теплопотери через стены за эти 7 месяцев в киловатт-часах:

0,32 Вт / м2×°C × 240 м2 × 28 °C × 7 мес × 30 дней × 24 ч = 10838016 Вт×ч = 10838 кВт×ч

Число вполне «осязаемое». Например, если бы отопление было электрическое, то можно посчитать сколько бы ушло денег на отопление, умножив полученное число на стоимость кВт×ч. Можно посчитать сколько ушло денег на отопление газом, вычислив стоимость кВт×ч энергии от газового котла. Для этого нужно знать стоимость газа, теплоту сгорания газа и КПД котла.

Кстати, в последнем вычислении вместо средней разницы температур, количества месяцев и дней (но не часов, часы оставляем), можно было использовать градусо-сутки отопительного периода — ГСОП. Можно найти уже посчитанные ГСОП для разных городов России и перемножать теплопотери с одного квадратного метра на площадь стен, на эти ГСОП и на 24 часа, получив теплопотери в кВт*ч.

Аналогично стенам нужно посчитать значения теплопотерь для окон, входной двери, крыши, фундамента. Потом всё просуммировать и получится значение теплопотерь через все ограждающие конструкции. Для окон, кстати, не нужно будет узнавать толщину и теплопроводность, обычно уже есть готовое посчитанное производителем сопротивление теплопередаче стеклопакета. Для пола (в случае плитного фундамента) разница температур не будет слишком большой, грунт под домом не такой холодный, как наружный воздух.

Теплопотери через вентиляцию

Примерный объем имеющегося воздуха в доме (объём внутренних стен и мебели не учитываю):

10 м х10 м х 7 м = 700 м3

Плотность воздуха при температуре +20°C 1,2047 кг/м3. Удельная теплоемкость воздуха 1,005 кДж/(кг×°C). Масса воздуха в доме:

700 м3 × 1,2047 кг/м3 = 843,29 кг

Допустим, весь воздух в доме меняется 5 раз в день (это примерное число). При средней разнице внутренней и наружной температур 28 °C за весь отопительный период на подогрев поступающего холодного воздуха будет в среднем в день тратится тепловой энергии:

5 × 28 °C × 843,29 кг × 1,005 кДж/(кг×°C) = 118650,903 кДж

118650,903 кДж = 32,96 кВт×ч (1 кВт×ч = 3600 кДж)

Т.е. во время отопительного периода при пятикратном замещении воздуха дом через вентиляцию будет терять в среднем в день 32,96 кВт×ч тепловой энергии. За 7 месяцев отопительного периода потери энергии будут:

7 × 30 × 32,96 кВт×ч = 6921,6 кВт×ч

Теплопотери через канализацию

Во время отопительного периода поступающая в дом вода довольно холодная, допустим, она имеет среднюю температуру +7°C. Нагрев воды требуется, когда жильцы моют посуду, принимают ванны. Также частично нагревается вода от окружающего воздуха в бачке унитаза. Всё полученное водой тепло жильцы смывают в канализацию.

Допустим, что семья в доме потребляет 15 м3 воды в месяц. Удельная теплоёмкость воды 4,183 кДж/(кг×°C). Плотность воды 1000 кг/м3. Допустим, что в среднем поступающая в дом вода нагревается до +30°C, т.е. разница температур 23°C.

Соответственно в месяц теплопотери через канализацию составят:

1000 кг/м3 × 15 м3 × 23°C × 4,183 кДж/(кг×°C) = 1443135 кДж

1443135 кДж = 400,87 кВт×ч

За 7 месяцев отопительного периода жильцы выливают в канализацию:

7 × 400,87 кВт×ч = 2806,09 кВт×ч

Заключение

В конце нужно сложить полученные числа теплопотерь через ограждающие конструкции, вентиляцию и канализацию. Получится примерное общее число теплопотерь дома.

Надо сказать, что теплопотери через вентиляцию и канализацию довольно стабильные, их трудно уменьшить. Не будете же вы реже мыться под душем или плохо вентилировать дом. Хотя частично теплопотери через вентиляцию можно снизить с помощью рекуператора.

Расчет теплопотерь дома также можно сделать с помощью СП 50.13330.2012 (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003). Там есть приложение Г «Расчет удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий», сам расчет будет значительно сложнее, там используется больше факторов и коэффициентов.

сравнение строительных материалов по толщине, характеристики

Что такое теплопроводность и какой она бывает

Любому твердому телу для охлаждения или разогрева требуется определенное время, при этом речь идет не о поверхности тела, а обо всем его объеме. Таким образом теплопроводностью называют способность тела пропускать тепловую энергию сквозь объем, тогда как количественно ее выражают коэффициентом.

Наиболее высокими коэффициентами теплопроводности обладают металлические материалы, тогда как теплоизоляторы, например, пенопласт или кирпич тепло проводят в сотни раз хуже.

По коэффициенту теплопроводности определяют способность материала удерживать тепловую энергию. В случае с минеральной ватой и другими аналогичными ей утеплителями речь идет количестве тепла, которое уходит через метр квадратный площади при толщине 1 м за 1 ч и разности температур в 1 градус Цельсия.

Для устройства надежного слоя теплоизоляции выбирают утеплители в том числе и на основе минеральной ваты с наименьшими коэффициентами теплопроводности. Обычно это изоляторы с ячеистой пористой поверхностью, способные гарантировать оптимальный объем тепла.

Считается, что чем более жестким является материал для теплоизоляции, тем меньше у него теплопроводность.

У плит минеральной ваты коэффициенты теплопроводности колеблются между 0,032 и 0,039 Вт/(м°C). Если сравнить с минватой для теплоизоляции часто используемый пенопласт, то станет ясно, что уровень теплопроводности у этих материалов практически одинаковый, несмотря на то, что в отношении качественных характеристик последний заметно уступает утеплителям на основе минеральной ваты.

Минеральная вата: характеристики и свойства

Теплопроводность и особенности минеральной ваты

Теплопроводность минеральной ваты зависит от марки и состава. В среднем показатели равны 0,034-0,05 Вт/м*К. Данные очень низкие, поэтому минеральная вата является прекрасным теплоизоляционным материалом.

Более рыхлая структура минваты имеет более низкий уровень теплопроводности, поэтому тепло лучше задерживается в воздушных «подушках».

У тяжелой минваты теплопроводность равна 0,48-0,55 Вт/м*К, а у легкой (с рыхлой структурой) теплопроводность составляет 0,035-0,047 Вт/м*К. Сравнить коэффициент теплопроводности минеральной ваты с различными видами утеплителей поможет таблица 1.

Название материала	Коэффициент теплопроводности, Вт/м*К
Пенополиуретан	0,025
Вспененный каучук	0,03
Легкие пробковые листы	0,035
Стекловолокно	0,036
Пенопласт	0,037
Пенополистирол	0,04
Поролон	0,04
Легкая минеральная вата	0,039-0,047
Стекловата	0,05
Хлопковая вата	0,055

Чем ниже значение теплопроводности, тем лучше утеплитель. В сравнении с пенополистиролом и пенопластом, минеральная вата дает менее эффективные энергоемкие показатели. Но, если сравнить огнестойкость и вредность этих утеплителей, то минвата явно выигрывает.

Одинаково сохраняют тепло:

• пенополистирол экструдированный (40 кг/м 3 ) при толщине слоя 95 мм;
• минеральная вата (125 мг/м 3 ) — 100 мм;
• ДСП (400 кг/м 3 ) — 185 мм;
• дерево (500 кг/м 3 ) — 205 мм.

Минеральная вата имеет низкий коэффициент теплопроводности, поэтому используется везде. Ее используют для утепления фасадов зданий, для внутреннего и наружного утепления.

Выбор минваты и расчет толщины утеплителя

Любое здание имеет свою норму теплосопротивления. Цифры зависят от климатической зоны и отличаются, исходя из региона.

У каждого утеплителя есть свой уровень теплопроводимости

Поэтому важно создать комфортные теплоизоляционные условия, которые сократят потребление энергии на отопление и охлаждение помещения

Если здание уже построено, расчеты нужно проводить, исходя из типа материала, его сечения, провести расчет теплопроводности, узнать цифры по теплоизоляции. Для домов, которые только строятся, больше возможностей для выбора стройматериалов, утеплителей и отделки.

Для расчетов толщины утеплителя нужно знать три цифры:

• региональные стандарты теплосопротивления зданий;
• коэффициент теплосопротивления стройматериала сооружения;
• коэффициент теплопроводности утеплителя.

Расчет проводите по формуле:

K = R/N,

где K – цифра теплосопротивления стены; R — толщина слоя утеплителя; N — коэффициент теплопроводности.

Эта формула поможет рассчитать теплосопротивление стены. И, на основе полученных данных, можно вычислить, какая нужна теплоизоляция по толщине. Полный расчет толщины утеплителя вы найдете в статье «Толщина утеплителя для стен».

Технические характеристики минеральной ваты как утеплителя

Каждый теплоизоляционный материал хорош по-своему. Минеральная вата в том числе.

Даже больше: она во многом лучше другим утеплителей, т.к. экологична, не вредит здоровью, проста в монтаже и долго сохраняет свои эксплуатационные свойства.

Для примера в таблице 2 сравним технические характеристики минеральной ваты и экструдированного пенополистирола.

Наименование характеристики	Минеральная вата	Экструдированный пенополистирол
Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, МПа	37-190 (+/- 10%)	28-53 (+/- 10%)
Водопоглощение по объему за 24 часа	менее 0,4	0,2-0,4
Время самостоятельного горения, не более, c	не горючий материал	разгалаются ядовитые газы
Пожарно-технические характеристики по СНиП 21-01-97	НГ, Т2	Г1, Д3, РП1
Диапазон рабочих температур, °С	-180 до +650°С

При t ≥ 250°С связующее испаряется. Плавится при 1000°С

-50 до +75 °С

При 200-250°С тепла разлагаются токсичные вещества

Коэффициент паропроницаемости, мг/(м.ч. Па) 0,31-0,032 0,007-0,012

Безопасность + –

Тепловое сопротивление 0,036-0,045 0,03-0,033

Звуконепроницаемость и ветрозащитное действие + +

Влагостойкость + +

Высокая стойкость к нагрузкам – +

Сохранение стабильных размеров – +

Долговечность 50 лет (фактическая – 10-15 лет) 50 лет (фактическая – более 20 лет)

Удобство использования + +

Трудновоспламеняемость + –

Пенополистирольные утеплители в домах дачного и коттеджного типа

Многие застройщики используют материал для наружного утепления фасадов и потолочных конструкций дачных домов, которые переоборудуются под круглогодичное проживание. Основной круг применения пенополистирольной теплоизоляции – это отделка фундаментов, отмосток, утепление цементных стяжек под напольную плитку.

В отличие от минеральной ваты, пенополистирол не нуждается в обустройстве пленочной или мастичной гидроизоляции, поэтому может монтироваться непосредственно на ровную поверхность грунта.

• Оптимальная толщина пенополистирольного утеплителя, уложенного между лагами пола, не требует изменения его высоты. Заделка монтажных зазоров и сопряжений влагостойким шпаклевочным составом позволяет эксплуатировать свойства утеплителя с максимально высокой эффективностью.
• Фундаментная теплоизоляция существенно уменьшает температурные перепады, а отсутствие в подвале сырости положительно сказывается на комфорте микроклимата в доме, снижении расходов на оплату отопления в зимний период.
• Пенополистирольные разъемные кожухи блокируют утечку тепла из труб отопления и горячего водоснабжения, исключают промерзание водопроводных и канализационных коммуникаций, расположенных на небольшой глубине.

Более чем умеренная стоимость пенополистирольных материалов дополняется возможностью монтажа своими руками, что позволяет уменьшить стоимость теплоизоляционных работ на 35-40%.

Покупайте прямо сейчас в нашей компании качественный утеплитель Пеноплекс по выгодной цене!

Сравнение утеплителей по теплопроводности

Пенополистирол (пенопласт)

Плиты пенополистирола (пенопласта)

Это самый популярный теплоизоляционный материал в России, благодаря своей низкой теплопроводности, невысокой стоимости и легкости монтажа. Пенопласт изготавливается в плитах толщиной от 20 до 150 мм путем вспенивания полистирола и состоит на 99% из воздуха. Материал имеет различную плотность, имеет низкую теплопроводность и устойчив к влажности.

Благодаря своей низкой стоимости пенополистирол имеет большую востребованность среди компаний и частных застройщиков для утепления различных помещений. Но материал достаточно хрупкий и быстро воспламеняется, выделяя токсичные вещества при горении. Из-за этого пенопласт использовать предпочтительнее в нежилых помещениях и при теплоизоляции не нагружаемых конструкций — утепление фасада под штукатурку, стен подвалов и т.д.

Экструдированный пенополистирол

Пеноплэкс (экструдированный пенополистирол)

Экструзия (техноплэкс, пеноплэкс и т.д.) не подвергается воздействию влаги и гниению. Это очень прочный и удобный в использовании материал, который легко режется ножом на нужные размеры. Низкое водопоглощение обеспечивает при высокой влажности минимальное изменение свойств, плиты имеют высокую плотность и сопротивляемость сжатию. Экструдированный пенополистирол пожаробезопасен, долговечен и прост в применении.

Все эти характеристики, наряду с низкой теплопроводностью в сравнении с прочими утеплителями делает плиты техноплэкса, URSA XPS или пеноплэкса идеальным материалом для утепления ленточных фундаментов домов и отмосток. По заверениям производителей лист экструзии толщиной в 50 миллиметров, заменяет по теплопроводности 60 мм пеноблока, при этом материал не пропускает влагу и можно обойтись без дополнительной гидроизоляции.

Минеральная вата

Плиты минеральной ваты Изовер в упаковке

Минвата (например, Изовер, URSA, Техноруф и т.д.) производится из натуральных природных материалов – шлака, горных пород и доломита по специальной технологии. Минеральная вата имеет низкую теплопроводность и абсолютно пожаробезопасна. Выпускается материал в плитах и рулонах различной жесткости. Для горизонтальных плоскостей используются менее плотные маты, для вертикальных конструкций используют жесткие и полужесткие плиты.

Однако, одним из существенных недостатков данного утеплителя, как и базальтовой ваты является низкая влагостойкость, что требует при монтаже минваты устройства дополнительной влаго- и пароизоляции. Специалисты не рекомендуют использовать минеральная вату для утепления влажных помещений – подвалов домов и погребов, для теплоизоляции парилки изнутри в банях и предбанников. Но и здесь ее можно использовать при должной гидроизоляции.

Базальтовая вата

Плиты базальтовой ваты Роквул в упаковке

Данный материал производится расплавлением базальтовых горных пород и раздуве расплавленной массы с добавлением различных компонентов для получения волокнистой структуры с водоотталкивающими свойствами. Материал не воспламеняется, безопасен для здоровья человека, имеет хорошие показатели по теплоизоляции и звукоизоляции помещений. Используется, как для внутренней, так и для наружной теплоизоляции.

При монтаже базальтовой ваты следует использовать средства защиты (перчатки, респиратор и очки) для защиты слизистых оболочек от микрочастиц ваты. Наиболее известная в России марка базальтовой ваты – это материалы под маркой Rockwool. При эксплуатации плиты теплоизоляции не уплотняются и не слеживаются, а значит, прекрасные свойства низкой теплопроводности базальтовой ваты со временем остаются неизменными.

Пенофол, изолон (вспененный полиэтилен)

Пенофол и изолон – это рулонные утеплители толщиной от 2 до 10 мм, состоящие из вспененного полиэтилена. Материал также выпускается со слоем фольги с одной стороны для создания отражающего эффекта. Утеплитель имеет толщину в несколько раз тоньше представленных ранее утеплителей, но при этом сохраняет и отражает до 97% тепловой энергии. Вспененный полиэтилен имеет длительный срок эксплуатации и экологически безопасен.

Изолон и фольгированный пенофол – легкий, тонкий и очень удобный в работе теплоизоляционный материал. Используют рулонный утеплитель для теплоизоляции влажных помещений, например, при утеплении балконов и лоджий в квартирах. Также применение данного утеплителя поможет вам сберечь полезную площадь в помещении, при утеплении внутри. Подробнее об этих материалах читайте в разделе «Органическая теплоизоляция».

Если объяснять на пальцах

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

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

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

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

Разные материалы имеют различную теплопроводность, и чем она ниже, тем меньше теплообмен внутренней среды обитания с внешней. Это значит, что зимой в таком доме сохраняется тепло, а летом – прохлада

Теплопроводность — количественная характеристика способности тел к проведению тепла. Для того чтобы иметь возможность сравнения, а также точных расчетов при строительстве, представляем цифры в таблице теплопроводности, а также прочности, паропроницаемости большинства строительных материалов.

Главные параметры

Дать оценку качеству материала можно исходя из нескольких основополагающих характеристик. Первая из них – коэффициент теплопроводности, который обозначается символом «лямбда» (ι). Этот коэффициент показывает, какой объем теплоты за 1 час проходит через отрезок материала толщиной 1 метр и площадью 1 м² при условии, что разница между температурами среды на обеих поверхностях составляет 10°С.

Показатели коэффициента теплопроводности любых утеплителей зависят от множества факторов – от влажности, паропроницаемости, теплоемкости, пористости и других характеристик материала.

Чувствительность к влаге

Влажность – это объем влаги, которая содержится в теплоизоляции. Вода отлично проводит тепло, и насыщенная ею поверхность будет способствовать выхолаживанию помещения. Следовательно, переувлажненный теплоизоляционный материал потеряет свои качества и не даст желаемого эффекта. И наоборот: чем большими водоотталкивающими свойствами он обладает, тем лучше.

Паропроницаемость – параметр, близкий к влажности. В числовом выражении он представляет собой объем водяного пара, проходящий через 1 м2 утеплителя за 1 час при соблюдении условия, что разность потенциального давления пара составляет 1Па, а температура среды одинакова.

Водопоглощение – способность изделия при соприкосновении с жидкостью впитывать ее. Коэффициент водопоглощения очень важен для материалов, которые используются для обустройства наружной теплоизоляции. Повышенная влажность воздуха, атмосферные осадки и роса могут привести к ухудшению характеристик материала.

Также не рекомендуется применять водопоглощающую изоляцию при отделке ванных комнат, санузлов, кухонь и других помещений с высоким уровнем влажности.

Плотность и теплоемкость

Пористость – выраженное в процентах количество воздушных пор от общего объема изделия. Различают поры закрытые и открытые, крупные и мелкие

Важно, чтобы в структуре материала они были распределены равномерно: это свидетельствует о качестве продукции. Пористость иногда может достигать 50%, в случае с некоторыми видами ячеистых пластмасс этот показатель составляет 90-98%

Плотность – это одна из характеристик, влияющих на массу материала. Специальная таблица поможет определить оба этих параметра. Зная плотность, можно рассчитать, насколько увеличится нагрузка на стены дома или его перекрытия.

Теплоемкость – показатель, демонстрирующий, какое количество тепла готова аккумулировать теплоизоляция. Биостойкость – способность материала сопротивляться воздействию биологических факторов, например, патогенной флоры. Огнестойкость – противодействие изоляции огню, при этом данный параметр не стоит путать с пожаробезопасностью. Различают и другие характеристики, к которым относятся прочность, выносливость на изгиб, морозостойкость, износоустойчивость.

Коэффициент сопротивления

Также при выполнении расчетов нужно знать коэффициент U – сопротивление конструкций теплопередаче. Этот показатель не имеет никакого отношения к качествам самих материалов, но его нужно знать, чтобы сделать правильный выбор среди разнообразных утеплителей. Коэффициент U представляет собой отношение разности температур с двух сторон изоляции к объему проходящего через нее теплового потока. Чтобы найти теплосопротивление стен и перекрытий, нужна таблица, где рассчитана теплопроводность строительных материалов.

Произвести необходимые вычисления можно и самостоятельно. Для этого толщину слоя материала делят на коэффициент его теплопроводности. Последний параметр — если речь идет об изоляции — должен быть указан на упаковке материала. В случае с элементами конструкции дома все немного сложнее: хотя их толщину можно измерить самостоятельно, коэффициент теплопроводности бетона, дерева или кирпича придется искать в специализированных пособиях.

Теплопроводность минеральной ваты

Если сравнивать теплопроводность минеральной ваты с теплопроводностью других теплоизоляционных материалов, то получим такие показатели:

Теплопроводность, Вт/м °С / необходимая толщина слоя утеплителя, мм:

Базальтовая вата – 0,039 /167 мм Пенополистирол – 0,037 /159 мм Стекловата – 0,044/189 мм Керамзит – 0,170/869 мм Кирпичная кладка – 0,520/1460 мм

Сравнительные коэффициенты теплопроводности строительных материалов:

Бетон – 1,5 Каменная кладка на растворе – 1,2 Рабочий кирпич – 0,6 Облицовочный кирпич – 0,4 Штукатурный гипс – 0,3 Ячеистый бетон – 0,2 Стекловата – 0,05 Пробковые покрытия – 0,039 Минеральная вата – 0,035 Пенопласт – 0,034

Как видно из показателей, теплопроводность минеральной ваты уступает только материалам из пенополистирола. Хотя если сравнить пенополистирол и каменную вату по огнестойкости, то тут каменная вата точно в победителях. Все виды каменной ваты относят к негорючим материалам.

Область применения минеральной ваты

Вата для утепления обладает незначительным коэффициентом проводимости тепла, поэтому она используется в разных строительных и промышленных областях

Важно подчеркнуть, что именно она является практически незаменимым теплоизолятором, если речь идет о работе с горячими ограждающими элементами, потому что имеет низкий уровень возгораемости

Кроме того, сейчас она активно используется в утеплении фасадов зданий, а также для создания внутренней изоляции в бетонных и железобетонных постройках. Минеральная вата применяется для обустройства систем водоотвода и отопления. В последние несколько лет из-за своей доступности для возведения небольших бань также начал использоваться данный материал. Сравнительная характеристика утеплителей

Теплопроводность минваты: важные критерии

Теплопроводность – это способность какого-то объекта или предмета пропускать тепловую энергию. Абсолютно все материалы, применяемые сегодня в строительстве (и минераловатный утеплитель не исключение), обладают определенной теплопроводностью, которую можно количественно оценить в виде коэффициента теплопроводности.

Специалисты в строительной отрасли оперируют термином «теплоизоляционный материал». Такое понятие характеризует изолятор, который наделен низкой теплоотдачей. Сюда можно отнести облицовочную плитку, стекловату, кирпич и тому подобные. Причем на уровень теплопроводности во многом оказывает влияние структурность материалов, а также их плотность и прочие характеристики.

Теплопроводность ваты может варьироваться в пределах 0,038-0,055 Вт/м*К. Если проводить сравнение с аналогами, данный материал считается наиболее оптимальным для строительных работ. Сегодня производство сэндвич-панелей происходит по определенной схеме:

Схема производства

» alt=»»> Легко понять, что теплопроводность достаточно просто рассчитать по объему и толщине материала. К примеру, стекловата имеет коэффициент теплоотдачи 0,044 Вт/м*К, поэтому толщина ее слоя должна быть не меньше 189 мм.

Недостатки высокой теплопроводности меди и ее сплавов

Медь имеет гораздо большую стоимость, чем алюминий или латунь. Но между тем этот материал имеет ряд недостатков, которые связаны с его положительными сторонами. Высокая теплопроводность этого металла вынуждает к созданию специальных условий для его обработки. То есть медные заготовки необходимо нагревать более точно, нежели сталь. Кроме этого часто, перед началом обработки предварительный или сопутствующий нагрев. Нельзя забывать о том, что трубы, изготовленные из меди, подразумевают то, что будет проведена тщательная теплоизоляция. Особенно это актуально для тех случаев, когда из этих труб собрана система подачи отопления. Это значительно удорожает стоимость выполнения монтажных работ. Определенные сложности возникают и при использовании газовой сварки. Для выполнения работе требуется более мощный инструмент. Иногда, для обработки меди толщиной в 8 – 10 мм может потребоваться использование двух, а то и трех горелок. При этом одной из них выполняют сварку медной трубы, а остальные заняты ее подогревом. Ко всему прочему работа с медью требует большего количества расходных материалов.

Работа с медью требует использования и специализированного инструмента. Например, при резке деталей, выполненных из бронзы или латуни толщиной в 150 мм потребуется резак, который может работать с сталью с большим количеством хром. Если его использовать для обработки меди, то предельная толщина не будет превышать 50 мм.

Можно ли повысить теплопроводность меди

Не так давно, группа западных ученых провела ряд исследований по повышению теплопроводности меди и ее сплавов. Для работы они применяли пленки, выполненные из меди, с нанесенным на ее поверхность тонким слоем графена. Для его нанесения использовали технологию его осаждения из газа. При проведении исследований применялось множество приборов, которые были призваны подтвердить объективность полученных результатов. Результаты исследований показали то, что графен обладает одним из самых высоких показателей теплопроводности. После того, как его нанесли на медную подложку, теплопроводность несколько упала. Но, при проведении этого процесса происходит нагревание меди и в ней происходит увеличение зерен, и в результате повышается проходимость электронов.

Графен с медной фольгой

При нагревании меди, но без нанесения этого материала, зерна сохранили свой размер. Одно из назначений меди это отведение лишнего тепла из электронных и электрических схем. Использование графенового напыления эта задача будет решаться значительно эффективнее.

Источники

• https://FB.ru/article/394480/chto-takoe-teploprovodnost-v-fizike
• https://ptk-granit.ru/what-to-choose/what-is-the-thermal-conductivity-of-building-materials-table-thermal-conductivity-and-other-characteristics-of-building-materials-in-figures/
• https://obrabotkametalla.info/stal/koefficient-teploprovodnosti-i-teploperedachi-stali
• https://kachestvolife.club/otoplenie/koefficienty-teploprovodnosti-stroitel-nyh-materialov-v-tablicah
• https://instanko.ru/drugoe/teploprovodnost-metallov.html
• https://homius.ru/tablitsa-teploprovodnosti-stroitelnyih-materialov.html

С этим читают

Таблица коэффициентов теплопроводности строительных материалов. Сравнение теплопроводности строительных материалов по толщине

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

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

Сравнение проводимости тепла у самых распространённых утеплителей

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

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

Если задумано индивидуальное строительство

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

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

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

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

Это связано с несколькими причинами:

• Плотность. Все утеплители выпускаются или укладываются (пеноизол, эковата) различной плотности. Чем ниже плотность (больше присутствует воздуха в теплоизоляционн

Коэффициент теплопередачи в сочетании с повторно используемым бетонным кирпичом и стеной из теплоизоляционных плит из пенополистирола

Четыре образца тектонических форм были взяты для проверки их коэффициентов теплопередачи. Путем анализа и сравнения тестовых значений и теоретических значений коэффициента теплопередачи был предложен метод расчета скорректированного значения для определения коэффициента теплопередачи; Предложенный метод оказался достаточно правильным. Результаты показали, что коэффициент теплопередачи кирпичной стены из переработанного бетона выше, чем у стены из глиняного кирпича, коэффициент теплопередачи кирпичной стены из переработанного бетона может быть эффективно снижен в сочетании с изоляционной панелью из пенополистирола, а тип теплоизоляции сэндвич был лучше. чем у типа внешней теплоизоляции.

1. Введение

По мере того, как урбанизация постепенно расширяется, увеличиваются также высокие темпы строительства зданий и выдающиеся достижения в области энергосбережения [1]. Энергосбережение играет важную роль в национальных энергетических стратегиях, снижая значительную нагрузку на ресурсы и окружающую среду [2, 3]. В элементах частокола здания площадь внешней стены занимает большую долю по сравнению с крышей здания, дверями, окнами и т. Д. [4, 5].Тепловая консервация наружных стен является ключом к достижению энергоэффективности в зданиях [5, 6]. Наружные стены различаются в зависимости от строительных материалов, типов конструкций и условий окружающей среды. Глиняный кирпич, широко используемый во многих существующих зданиях, привел к огромным разрушениям земельных ресурсов. Производственный процесс с использованием высокотемпературных печей также привел к увеличению выбросов парниковых газов. Таким образом, возникла растущая потребность в исследованиях строительных материалов для зеленых стен и их термоконсервации и теплоизоляции.Переработанный бетонный кирпич, изготовленный из измельченных отходов бетона, широко используется в кирпичных конструкциях в качестве экологически чистых строительных материалов. Было проведено множество исследований его механических свойств, но лишь несколько измерений его теплоизоляционных свойств [7]. Кроме того, наиболее распространенным типом теплоизоляции было добавление теплосохраняющих материалов снаружи наружной стены, с самым большим ограничением, заключающимся в более коротком сроке службы [8, 9]. Вспенивающийся полистирол (EPS), используемый для теплоизоляции, продемонстрировал очевидные характеристики сохранения тепла и теплоизоляции.Однако различные материалы для наружных стен с различными формами структурных типов для сохранения тепла из пенополистирола, независимо от того, отличаются ли различия их теплоизоляционных свойств, традиционно не были в центре внимания в контексте сохранения тепла стен и энергосбережения.

Коэффициент теплопередачи () обычно использовался в качестве показателя для измерения термоконсервации и теплоизоляции стен корпуса и в основном определялся коэффициентом теплопроводности () материалов.Считается, что тепловая и влажная среда влияет на характеристики теплообмена стенок корпуса [10–12]. Коэффициент теплопроводности изменяется в зависимости от температуры и влажности воздуха, что приводит к отклонению между фактическим и теоретическим значением. Однако во многих исследованиях предполагалось, что характеристики материала не изменятся или коэффициент теплопроводности () материалов выражен как постоянный. Поэтому существует растущая потребность в изучении скорректированного коэффициента теплопроводности материала в различных средах и его расширенном применении в энергосберегающих конструкциях.

Кирпичи из вторичного бетона обладают все большим потенциалом развития и использования. Его различная комбинация с изоляционной панелью EPS обеспечивает как экологическую защиту окружающей среды, так и энергосбережение. Понимание характеристик теплопередачи вторичного бетонного кирпича в сочетании с изоляционной панелью из пенополистирола становится все более важным для количественной оценки их вклада в энергосбережение.

Целями данного исследования было испытание коэффициента теплопередачи () кирпичной стены из вторичного бетона, прямое сравнение теплового поведения различных строительных решений стен и предложение скорректированного метода расчета коэффициента теплопередачи при оптимизации энергопотребления здания. .

2. Тест коэффициента теплопередачи

В настоящее время не существует официального стандарта для методов испытаний, которые непосредственно касаются динамических характеристик стен: основные справочные нормы [13] включают измерение стационарных характеристик одинарных материалов и многослойных конструкций. при стандартных граничных условиях. В этом исследовании был проведен экспериментальный анализ с климатической камерой для сравнения влияния коэффициента теплопередачи элементов оболочки, которые характеризуются эквивалентными характеристиками в установившемся режиме.

2.1. Типы стен и свойства материалов

В этом исследовании были изготовлены четыре различных образца для количественной оценки их тепловых характеристик. Четыре образца, которые были отобраны среди типологий стен, подробно описаны на рисунке 1 и в таблице 1.

0,020 цементный раствор 900 Типы образцов Слои Толщина (м) Электропроводность ( Вт м −1 K −1 ) Плотность (кг · м −3 ) SJ0 Стенка из глиняного кирпича 0.240 0,508 1662 SJ1 Переработанный бетонный кирпич стеновой 0,240 0,708 1887 SJ2 0,930 [16] 1990 2 Изоляционная плита EPS 0,060 0,042 [16] 29,50 3 кирпича из вторичного бетона стена 0.240 0,708 1887 SJ3 1 кирпичная стена из вторичного бетона 0,115 0,708 1887 2 цементный раствор 0,010 0,930 [16] 1990 3 Изоляционная плита EPS 0,060 0,042 [16] 29,50 4 цементный раствор 0,010 0.930 [16] 1990 5 стеновых кирпичей из переработанного бетона 0,115 0,708 1887

SJ0 была стеной из глиняных кирпичей; SJ1 была переработана бетонная кирпичная стена; SJ2 добавлен односторонний шаблон EPS на базе SJ1; SJ3 был добавлен в шаблон EPS в середине SJ1.

2.2. Устройство для испытаний

В соответствии со стандартами и исследованиями, относящимися к этому типу испытаний [14, 15], в экспериментальных исследованиях использовалось устройство для измерения стационарной теплопередачи (CD-WTFl515, Шэньян, Китай).Условие теплопередачи тестируемой оболочки здания моделируется на основе стандарта GB / T 13475-2008 и однонаправленного устойчивого принципа теплопередачи для измерения и анализа коэффициента теплопередачи. Климатическая установка с контролем окружающей среды состоит из двух камер с кондиционированием воздуха, в которых температура регулируется с помощью термостойких проводов и систем охлаждения (рисунки 2 и 3). Одна камера используется для создания микроклимата на открытом воздухе. Температура дозирующего резервуара установлена ​​на -10 ° C (при допустимом перепаде температур ± 0.2 ° С). Другая камера имитирует внутреннюю среду, в которой температура установлена ​​на 35 ° C (с допустимым перепадом температур ± 0,1 ° C). Образцы были изготовлены в соответствии с установленными размерами испытательного оборудования. Размеры установки и образцов составляют 2600 × 2160 × 2140 мм в высоту и 1500 × (≤400) × 1500 мм соответственно (рисунок 4). После 28 дней естественной сушки в испытательном устройстве поверхность раздела между образцами и испытательным устройством была герметизирована пенополиуретаном.

Теплопроводность и коэффициент расширения

Теплопроводность склонность любого материала передавать тепло из одной точки в другую. Конечно, чтобы тепло «текло», необходимо необходимо для существования разницы температур внутри непрерывного участка материала. Термический проводимость аналогична электропроводности. Точно так же тепловое сопротивление является обратной величиной теплового сопротивления. проводимость, поскольку электрическое сопротивление обратно пропорционально электропроводности.

Коэффициент расширения скорость, с которой материал будет расти в длину с повышением температуры. Большинство материалов растет в довольно линейно, особенно в определенном диапазоне температур. Положительный коэффициент расширения указывает на то, что материал становится длиннее при повышении его температуры. Таковы большинство металлов. Лед — это хорошо известный пример отрицательного коэффициента расширения, так как он сжимается по длине с увеличением температура (другими словами, лед расширяется, когда становится холоднее).

Воздух (неподвижный)	0,0003
Глинозем	0,276
Глинозем (85%)	0,118
Алюминий	2.165	0,23	2,7	0,81
Бериллия (99,5%)	1,969
Бериллия (97%)	1,575
Бериллия (95%)	1.161
Бериллий	1.772
Бериллий-медь	1.063
Нитрид бора	0.394
Латунь (70/30)	1,220
Медь	3,937	0,17	8,9	0,45
Медь / Инв c / Медь	1.64	0,084	8,4	0,020
Медь / Mo d / Медь	1,82	0,060	9,9	0,18
Медь / Mo d -Cu / Медь	2,45–2,80	0,60-0,10	9,4	0.26-0,30
Diamond (комнатная температура)	6,299
Эпоксидная смола	0,002
Эпоксидная смола (теплопроводящая)	0,008
FR-4 (Г-10)	0.003
GaAs	0,591
Стекло	0,008
Золото	2,913
Компаунд радиатора	0.004
Гелий (жидкий)	0,000307
Инвар	0,11	0,013	8,1	0,014
Утюг	0.669
Ковар	0,17	0,59	8,3	0,020
Свинец	0,343
Магний	1.575
Слюда	0,007
Молибден	1,299
Монель	0,197
Майлар	0.002
Никель	0,906
Азот (жидкость)	0,001411
Фенольный	0.002
Платина	0,734
Сапфир (ось А)	0,32
Сапфир (ось c)	0.35
Кремний (чистый)	1.457
Кремний (0,0025 Ом-см)	1.457
Карбид кремния	0.90
Диоксид кремния (аморфный)	0,014
Диоксид кремния (кварц, ось а)	0,059
Диоксид кремния (кварц, ось c)	0.11
Силиконовая смазка	0,002
Силиконовая резина	0,002
Нитрид кремния	0.16 — 0,33
Серебро	4,173
Нержавеющая сталь (321)	0,146
Нержавеющая сталь (410)	0.240
Сталь (низкоуглеродистая)	0,669
тефлон	0,002
Олово	0.630
Титан	0,219	0,086	4,4	0,016
Вольфрам	1,969
Вода	0.0055
цинк	1.024
a: Приблизительные значения от 0 ° C до 100 ° C b: Отношение теплопроводности к удельному весу (введено доктором Карлом Цвебеном и К.А. Шмидт) c: инвар d: молибден

Теплопроводность — Производствоorg

В физике теплопроводность , k — это свойство способности материала проводить тепло. Он появляется в основном в законе Фурье для теплопроводности.

Передача тепла через материалы с высокой теплопроводностью происходит быстрее, чем через материалы с низкой теплопроводностью. Соответственно, материалы с высокой теплопроводностью широко используются в теплоотводах, а материалы с низкой теплопроводностью используются в качестве теплоизоляции.

Теплопроводность материалов зависит от температуры. Как правило, при повышении средней температуры материалы становятся более теплопроводными. ^[1]

Коэффициент, обратный теплопроводности, представляет собой удельное тепловое сопротивление.

Единицы теплопроводности

В Международной системе единиц (СИ) теплопроводность измеряется в ваттах на метр кельвин (Вт / (м · К)).

В британской системе измерения теплопроводность измеряется в британских тепловых единицах / (час · фут · фут · фут), где 1 британских тепловых единиц / (час · фут · фут · фут) = 1.730735 Вт / (м · К). [Справочник инженеров-химиков Perry, 7-е издание, таблица 1-4]

Другие единицы измерения, которые тесно связаны с теплопроводностью, широко используются в строительстве и текстильной промышленности. В строительной отрасли используются такие единицы измерения, как R-Value (значение сопротивления) и U-Value (коэффициент теплопередачи). Несмотря на то, что они связаны с теплопроводностью продукта, значения R и U зависят от толщины продукта.

Точно так же в текстильной промышленности есть несколько единиц, включая Tog и Clo, которые выражают термическое сопротивление материала способом, аналогичным значениям R, используемым в строительной отрасли.

Примечание. Значения R и U, указанные в США (на основе имперских единиц измерения), не соответствуют и несовместимы с теми, которые используются в Европе (на основе единиц измерения СИ).

Измерение

Основная статья: Измерение теплопроводности

Есть несколько способов измерения теплопроводности. Каждый из них подходит для ограниченного диапазона материалов в зависимости от тепловых свойств и температуры среды. Есть различие между установившимися и переходными методами.

В общем, стационарные методы полезны, когда температура материала не изменяется со временем. Это упрощает анализ сигналов (устойчивое состояние подразумевает постоянные сигналы). Недостатком является то, что обычно требуется хорошо спроектированная экспериментальная установка. Разделенный стержень (различных типов) является наиболее распространенным устройством, используемым для консолидированных проб горных пород.

Переходные методы выполняют измерения в процессе нагрева. Их преимущество — более быстрые измерения.Переходные методы обычно выполняются с помощью игольчатых зондов. Метод, описанный Ангстремом, включает быстрое изменение температуры от горячей к холодной и обратно и измерение изменения температуры, когда тепло распространяется по тонкой полоске материала в вакууме.

Определения

Обратная величина теплопроводности равна , удельное тепловое сопротивление обычно измеряется в кельвин-метрах на ватт (К · м · Вт ⁻¹ ). Имея дело с известным количеством материала, можно описать его теплопроводность и взаимное свойство, тепловое сопротивление .К сожалению, эти термины имеют разные определения.

Проводимость

Для общенаучных целей, теплопроводность — это количество тепла, которое проходит за единицу времени через пластину с определенной площадью и толщиной , когда ее противоположные стороны отличаются по температуре на один кельвин. Для пластины с теплопроводностью k , площадью A и толщиной L это составляет кА / л , измеренное в Вт · К ^-1 (эквивалент: Вт / ° C).Теплопроводность и проводимость аналогичны электрической проводимости (А · м ^-1 · В ^-1 ) и электрической проводимости (А · В ^-1 ).

Существует также мера, известная как коэффициент теплопередачи: количество тепла, которое проходит за единицу времени через единиц площади пластины определенной толщины, когда ее противоположные поверхности отличаются по температуре на один кельвин. Обратное значение — , теплоизоляция . Итого:

• теплопроводность = кА / L , измеренная в Вт · К ⁻¹
  • тепловое сопротивление = L / (кА) , измерено в К · Вт ⁻¹ (эквивалент: ° C / Вт)
• коэффициент теплопередачи = k / L , измеряется в Вт · K ⁻¹ · м ⁻²
  • теплоизоляция = L / k , измеряется в K · м² · W ⁻¹ .

Коэффициент теплопередачи также известен как коэффициент теплопроводности

Сопротивление

Когда термические сопротивления возникают последовательно, они складываются. Таким образом, когда тепло проходит через два компонента, каждый с сопротивлением 1 ° C / Вт, общее сопротивление составляет 2 ° C / Вт.

Общая проблема инженерного проектирования заключается в выборе радиатора подходящего размера для данного источника тепла. Работа в единицах теплового сопротивления значительно упрощает расчет конструкции.Для оценки производительности можно использовать следующую формулу:

где:

• R _hs — максимальное тепловое сопротивление радиатора окружающей среде, ° C / Вт
• Δ T — разность температур (перепад температуры), ° C
• P _th — тепловая мощность (тепловой поток), в ваттах
• R _с — тепловое сопротивление источника тепла, ° C / Вт

Например, если компонент вырабатывает 100 Вт тепла и имеет тепловое сопротивление 0.5 ° C / Вт, какое максимальное тепловое сопротивление радиатора? Допустим, максимальная температура составляет 125 ° C, а температура окружающей среды — 25 ° C; тогда Δ T составляет 100 ° C. Тепловое сопротивление радиатора окружающей среде должно составлять 0,5 ° C / Вт или меньше.

Коэффициент пропускания

Третий член, коэффициент теплопередачи , включает теплопроводность конструкции вместе с теплопередачей за счет конвекции и излучения. Он измеряется в тех же единицах, что и теплопроводность, и иногда известен как композитный теплопроводность .Еще одним синонимом является термин U-значение .

Факторы влияния

Температура

Влияние температуры на теплопроводность различно для металлов и неметаллов. В металлах проводимость в первую очередь обусловлена ​​колебаниями решетки и свободным электроном, однако свободные электроны играют доминирующую роль. Поэтому любое повышение температуры увеличивает колебания решетки, но отрицательно влияет на движение свободных электронов, тем самым уменьшая проводимость.С другой стороны, проводимость неметаллов обусловлена ​​только колебаниями решетки, которая увеличивается с повышением температуры, и поэтому проводимость неметаллов увеличивается с повышением температуры.

Материальная фаза

Когда материал претерпевает фазовый переход из твердого состояния в жидкость или из жидкости в газ, теплопроводность может измениться. Примером этого может быть изменение теплопроводности, которое происходит, когда лед (теплопроводность 2,18 Вт / (м · К) при 0 ° C) плавится в жидкую воду (теплопроводность 0.58 Вт / (м · К) при 0 ° C).

Структура материала

Чистые кристаллические вещества демонстрируют очень разную теплопроводность вдоль разных осей кристалла из-за различий в фононной связи вдоль данной оси кристалла. Сапфир является ярким примером переменной теплопроводности в зависимости от ориентации и температуры: 35 Вт / (м · К) по оси c и 32 Вт / (м · K) по оси a. ^[2]

Электропроводность

В металлах теплопроводность приблизительно соответствует электропроводности в соответствии с законом Видемана-Франца, поскольку свободно движущиеся валентные электроны переносят не только электрический ток, но и тепловую энергию.Однако общая корреляция между электропроводностью и теплопроводностью не сохраняется для других материалов из-за возросшего значения фононных носителей для тепла в неметаллах. Как показано в таблице ниже, серебро с высокой электропроводностью менее теплопроводно, чем алмаз, который является электрическим изолятором.

Конвекция

Воздух и другие газы, как правило, являются хорошими изоляторами при отсутствии конвекции. Следовательно, многие изоляционные материалы функционируют просто за счет наличия большого количества заполненных газом карманов, которые предотвращают крупномасштабную конвекцию.Примеры включают вспененный и экструдированный полистирол (обычно называемый «пенополистиролом») и аэрогель кремнезема. Природные биологические изоляторы, такие как мех и перья, достигают аналогичного эффекта, резко подавляя конвекцию воздуха или воды возле кожи животного.

Керамические покрытия с низкой теплопроводностью используются в выхлопных системах для предотвращения попадания тепла на чувствительные компоненты

Легкие газы, такие как водород и гелий, обычно обладают высокой теплопроводностью.Плотные газы, такие как ксенон и дихлордифторметан, обладают низкой теплопроводностью. Исключение составляет гексафторид серы, плотный газ, который имеет относительно высокую теплопроводность из-за своей высокой теплоемкости. Аргон, газ, более плотный, чем воздух, часто используется в стеклопакетах (окнах с двойным остеклением) для улучшения их изоляционных характеристик.

Экспериментальные значения

Экспериментальные значения теплопроводности.

Основная статья: Список теплопроводностей

Теплопроводность важна для теплоизоляции зданий и смежных областей.Однако материалы, используемые в таких отраслях, редко подвергаются стандартам химической чистоты. Ниже приведены значения k для некоторых строительных материалов. Их следует считать приблизительными из-за неопределенностей, связанных с определениями материалов. В противоположном конце спектра решения для охлаждения компьютеров обычно используют материалы с высокой теплоемкостью, такие как серебро, медь и алюминий, для охлаждения определенных компонентов.

Следующая таблица предназначена в качестве небольшой выборки данных для иллюстрации теплопроводности различных типов веществ.Более полный перечень измеренных значений k см. В справочных материалах.

Это список приблизительных значений теплопроводности, k , для некоторых распространенных материалов. Пожалуйста, обратитесь к списку теплопроводности для получения более точных значений, справочных материалов и подробной информации.

Физическое происхождение

Тепловой поток чрезвычайно сложно контролировать и изолировать в лабораторных условиях. Таким образом, на атомном уровне не существует простых и правильных выражений для теплопроводности.С атомной точки зрения теплопроводность системы определяется тем, как взаимодействуют атомы, составляющие систему. Есть два разных подхода к расчету теплопроводности системы.

• Первый подход использует отношения Грина-Кубо. Хотя здесь используются аналитические выражения, которые в принципе могут быть решены, расчет теплопроводности плотной жидкости или твердого тела с использованием этого соотношения требует использования компьютерного моделирования молекулярной динамики.

• Второй подход основан на подходе времени релаксации.Известно, что из-за ангармонизма внутри кристаллического потенциала фононы в системе рассеиваются. Есть три основных механизма рассеяния:
  • Граничное рассеяние, попадание фонона на границу системы;
  • Рассеяние на дефекте массы: фонон, ударяющийся о примесь внутри системы, и рассеяние;
  • Фонон-фононное рассеяние, фонон распадается на два фонона с более низкой энергией или фонон сталкивается с другим фононом и сливается с одним фононом с более высокой энергией.

Решетчатые волны

Перенос тепла как в стеклообразных, так и в кристаллических диэлектрических телах происходит за счет упругих колебаний решетки (фононов). Этот перенос ограничен упругим рассеянием акустических фононов на дефектах решетки. Эти предсказания были подтверждены экспериментами Чанга и Джонса на промышленных стеклах и стеклокерамике, где длина свободного пробега была ограничена «рассеянием на внутренней границе» до масштабов от 10 ⁻² см до 10 ⁻³ см. ^{[6] [7]}

Длина свободного пробега фононов была напрямую связана с эффективной длиной релаксации для процессов без направленной корреляции. Таким образом, если V _g — групповая скорость фононного волнового пакета, то длина релаксации определяется как:

где t — характерное время релаксации.Поскольку продольные волны имеют гораздо большую фазовую скорость, чем поперечные волны, V _long намного больше, чем V _trans , и длина релаксации или длина свободного пробега продольных фононов будет намного больше. Таким образом, теплопроводность будет во многом определяться скоростью продольных фононов. ^{[6] [8]}

Что касается зависимости скорости волны от длины волны или частоты (дисперсии), то низкочастотные длинноволновые фононы будут ограничены по длине релаксации упругим рассеянием Рэлея.Этот тип рассеяния света малыми частицами пропорционален четвертой степени частоты. Для более высоких частот мощность частоты будет уменьшаться до тех пор, пока на самых высоких частотах рассеяние не станет почти независимым от частоты. Впоследствии аналогичные аргументы были обобщены на многие стеклообразующие вещества с использованием рассеяния Бриллюэна. ^{[9] [10] [11] [12]}

Уравнения

Сначала определим теплопроводность, H :

где — скорость теплового потока, k — теплопроводность, A — общая площадь поперечного сечения проводящей поверхности, Δ T — разность температур, а x — толщина разделяющей проводящей поверхности две температуры.Размер теплопроводности = M ¹ L ¹ T ⁻³ K ⁻¹

Преобразование уравнения дает теплопроводность:

(Примечание: Δ T / x — температурный градиент)

I.E. Он определяется как количество тепла Δ Q , переданное за время Δ t через толщину x в направлении, перпендикулярном поверхности площадью A , на единицу площади A из-за разность температур Δ T в установившемся режиме и когда теплопередача зависит только от температурного градиента. М.П. Зайтлин, Л.М.Шерр, М.С. Андерсон (1975). «Граничное рассеяние фононов в некристаллических материалах». Phys. Ред. B 12 : 4487. Bibcode 1975PhRvB..12.4487Z. DOI: 10.1103 / PhysRevB.12.4487.

Дополнительная литература

• Каллистер, Уильям (2003). «Приложение Б». Материаловедение и инженерия — Введение . John Wiley & Sons, INC. Стр. 757. ISBN 0-471-22471-5.
• Холлидей, Дэвид; Резник, Роберт; И Уокер, Джерл (1997). Основы физики (5-е изд.). John Wiley and Sons, INC., NY ISBN 0-471-10558-9.
• Шривастава Г. П. (1990), «Физика фононов». Адам Хилгер, IOP Publishing Ltd, Бристоль.
• TM 5-852-6 AFR 88-19, том 6 (публикация армейского корпуса инженеров)

Внешние ссылки

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	руб.	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	по адресу	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	Мн	25
0,0787 Вт / см · K	висмут	Bi	83
0,0834 Вт / см · K	Меркурий	рт. Ст.	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	Пр	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	Y	39
0,179 Вт / см · K	Прометий	вечера	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	Дб	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	Кр	24
0,968 Вт / см · K	Кадмий	Кд	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

Тепловые свойства металлов, проводимость, тепловое расширение, удельная теплоемкость

Проектирование и проектирование теплопередачи Конструирование металлов и материалов Обзор теплопроводности, теплопередачи Металлы в целом обладают высокой электропроводностью, высокой теплопроводностью и высокой плотностью.Обычно они податливы и пластичны, деформируются под действием напряжения без сколов. С точки зрения оптических свойств металлы блестящие и блестящие. Листы металла толщиной более нескольких микрометров кажутся непрозрачными, но сусальное золото пропускает зеленый свет. Хотя большинство металлов имеют более высокие плотности, чем большинство неметаллов, их плотности сильно различаются: литий является наименее плотным твердым элементом, а осмий — наиболее плотным. Щелочные и щелочноземельные металлы в группах I A и II A относятся к легким металлам, поскольку они имеют низкую плотность, низкую твердость и низкие температуры плавления.Высокая плотность большинства металлов обусловлена ​​плотноупакованной кристаллической решеткой металлической структуры. Прочность металлических связей для различных металлов достигает максимума вокруг центра ряда переходных металлов, поскольку эти элементы имеют большое количество делокализованных электронов в металлических связях с сильной связью. Однако другие факторы (такие как радиус атома, заряд ядра, количество орбиталей связей, перекрытие орбитальных энергий и форма кристалла) также участвуют. См. Формулы преобразования внизу: Материал Теплопроводность БТЕ / (ч-фут-F) Плотность (фунт / дюйм 3 ) Удельная теплоемкость (БТЕ / фунт / фут) Точка плавления (F) Скрытая теплота плавления (БТЕ / фунт) Тепловое расширение (дюйм / дюйм / фут x 10 -6 ) Алюминий 136 0.098 0,24 1220 169 13,1 Сурьма 120 – – – – – Латунь (желтый) 69.33 0,306 0,096 1724 – 11,2 Кадмий – – – – – – Медь 231 0.322 0,095 1976 91,1 9,8 Золото 183 0,698 0.032 1945 29 7,9 Инколой 800 – 0,29 0,13 2500 – 7.9 Инконель 600 – 0,304 0,126 2500 – 5,8 Чугун, литье 46.33 0,26 0,12 2150 – 6 Свинец цельный 20,39 0,41 0.032 621 11,3 16,4 Свинец жидкий – 0,387 0,037 – – – Магний – 0.063 0,27 1202 160 14 молибден – 0,369 0.071 4750 126 2,9 Монель 400 – 0,319 0,11 2400 – 6.4 Никель 52,4 0,321 0,12 2642 133 5,8 Нихром (80% NI-20% Cr) – 0.302 0,11 2550 – 7,3 Платина 41,36 0,775 0,035 3225 49 4.9 Серебро 247,87 0,379 0,057 1760 38 10,8 Припой (50% Pb-50% Sn) – 0.323 0,051 361 17 13,1 Сталь, мягкая 26,0 — 37,5 0,284 0.122 2570 – 6,7 Сталь, нержавеющая 304 8,09 0,286 0,120 2550 – 9.6 Сталь, нержавеющая 430 8,11 0,275 0,110 2650 – 6 Тантал – 0.6 0,035 5425 – 3,6 Олово цельное 38,48 0,263 0,065 450 26.1 13 Олово жидкое – 0,253 0,052 – – – Титан 99.0% 12,65 0,164 0,13 3035 – 4,7 Вольфрам 100,53 0.697 0,04 6170 79 2,5 Тип металл (85% Pb-15% Сб) – 0,387 0.04 500 14 + — – цинк 67.023 0,258 0,096 786 43.3 22,1 Цирконий 145 0,234 0,067 3350 108 3.2 Термические свойства металлов Материал Проводимость Вт / м-C Плотность кг / м 3 Удельная теплоемкость Дж / кг- ° C Алюминий, 2024, Temper-T351 143.0 2,8 х 10 3 795,0 Алюминий, 2024, Temper-T4 121,0 2,8 х 10 3 795,0 Алюминий, 5052, Temper-h42 138,0 2,68 х 10 3 963,0 Алюминий, 5052, Temper-O 144,0 2.69 х 10 3 963,0 Алюминий, 6061, Temper-O 180,0 2,71 х 10 3 1,256 x 10 3 Алюминий, 6061, Temper-T4 154,0 2,71 х 10 3 1,256 x 10 3 Алюминий, 6061, Temper-T6 167.0 2,71 х 10 3 1,256 x 10 3 Алюминий, 7075, Temper-T6 130,0 2,8 х 10 3 1,047 х 10 3 Алюминий, A356, Temper-T6 128,0 2,76 х 10 3 900,0 Алюминий чистый 220.0 2,707 х 10 3 896,0 Бериллий чистый 175,0 1,85 х 10 3 1.885 х 10 3 Латунь, красная, 85% Cu-15% Zn 151,0 8,8 x 10 3 380,0 Латунь, желтая, 65% Cu-35% Zn 119,0 8.8 х 10 3 380,0 Медь, сплав, 11000 388,0 8,933 x 10 3 385,0 Медь, алюминиевая бронза, 95% Cu-5% Al 83,0 8,666 x 10 3 410,0 Медь, латунь, 70% Cu-30% Zn 111,0 8,522 х 10 3 385.0 Медь, бронза, 75% Cu-25% Sn 26,0 8,666 x 10 3 343,0 Медь, константан, 60% Cu-40% Ni 22,7 8,922 x 10 3 410,0 Медь тянутая проволока 287,0 8,8 x 10 3 376,0 Медь, немецкое серебро, 62% Cu-15% Ni-22% Zn 24.9 8,618 x 10 3 394,0 Медь, чистая 386,0 8,954 х 10 3 380,0 Медь, Красная латунь, 85% Cu-9% Sn-6% Zn 61,0 8,714 x 10 3 385,0 Золото чистое 318,0 18,9 х 10 3 130.0 Инвар, 64% Fe-35% Ni 13,8 8,13 х 10 3 480,0 Чугун, литье 55,0 7,92 х 10 3 456,0 Железо чистое 71,8 7,897 x 10 3 452,0 Железо, кованое, 0.5% С 59,0 7,849 x 10 3 460,0 Ковар, 54% Fe-29% Ni-17% Co 16,3 8,36 х 10 3 432,0 Свинец чистый 35,0 11,373 x 10 3 130,0 Магний, Mg-Al, электролитический, 8% Al-2% Zn 66.0 1,81 х 10 3 1,0 х 10 3 Магний чистый 171,0 1,746 x 10 3 1,013 х 10 3 Молибден 130,0 10,22 x 10 3 251,0 Нихром, 80% Ni-20% Cr 12,0 8.4 х 10 3 420,0 Никель, Ni-Cr, 80% Ni-20% Cr 12,6 8,314 х 10 3 444,0 Никель, Ni-Cr, 90% Ni-10% Cr 17,0 8,666 x 10 3 444,0 Никель чистый 99,0 8,906 x 10 3 445.9 Серебро, чистое 418,0 10,51 х 10 3 230,0 Припой, твердый, 80% Au-20% Sn 57,0 15,0 х 10 3 15,0 Твердый припой, 88% Au-12% Ge 88,0 15,0 х 10 3 Нет данных Припой, твердый, 95% Au-3% Si 94.0 15,7 х 10 3 147,0 Припой, мягкий, 60% Sn-40% Pb 50,0 9,29 х 10 3 180,0 Припой, мягкий, 63% Sn-37% Pb 51,0 9,25 x 10 3 180,0 Припой, мягкий, 92,5% Pb-2,5% Ag-5% In 39,0 12.0 х 10 3 Нет данных Припой, мягкий, 95% Pb-5% Sn 32,3 11,0 х 10 3 134,0 Сталь углеродистая, 0,5% C 54,0 7,833 x 10 3 465,0 Сталь углеродистая, 1,0% C 43,0 7.801 х 10 3 473.0 Сталь углеродистая, 1,5% C 36,0 7,753 x 10 3 486,0 Сталь, хром, Cr0% 73,0 7,897 x 10 3 452,0 Сталь, хром, Cr1% 61,0 7,865 x 10 3 460,0 Сталь, хром, Cr20% 22.0 7,689 x 10 3 460,0 Сталь, хром, Cr5% 40,0 7,833 x 10 3 460,0 Сталь хромоникелевый, 18% Cr-8% Ni 16,3 7,817 x 10 3 460,0 Сталь, инвар, 36% Ni 10,7 8.137 х 10 3 460,0 Сталь, никель, Ni 0% 73,0 7,897 x 10 3 452,0 Сталь, никель, 20% Ni 19,0 7,933 x 10 3 460,0 Сталь, никель, Ni 40% 10,0 8,169 x 10 3 460.0 Сталь, никель, Ni 80% 35,0 8,618 x 10 3 460,0 Сталь, SAE 1010 59,0 7,832 x 10 3 434,0 Сталь, SAE 1010, лист 63,9 7,832 x 10 3 434,0 Сталь, нержавеющая, 316 16.26 8,0272 х 10 3 502,1 Сталь, вольфрам, W0% 73,0 7,897 x 10 3 452,0 Сталь, вольфрам, W1% 66,0 7,913 x 10 3 448,0 Сталь, вольфрам, W10% 48,0 8.314 х 10 3 419,0 Сталь, вольфрам, W5% 54,0 8,073 х 10 3 435,0 Олово литое, кованое 62,5 7,352 х 10 3 226,0 Олово чистое 64,0 7,304 x 10 3 226.5 Титан 15,6 4,51 х 10 3 544,0 Вольфрам 180,0 19,35 х 10 3 134,4 Цинк чистый 112,2 7,144 х 10 3 384,3 Преобразование теплопроводности: 1 кал / см 2 / см / с / ° C = 10.63 Вт / дюйм — ° C 117 БТЕ / (час-фут F) x (0,293 ватт-час / БТЕ) x (1,8F / C) x (фут / 12 дюймов) = 5,14 Вт / дюйм — ° C или 117 БТЕ / (час-фут-фут) x 0,04395 ватт-час-фут -фут / (Btu = ° C — дюйм) = 5,14 Вт / дюйм-° C См. Наши определения и преобразования производства материалов страницы для получения дополнительной информации! Тепловые свойства неметаллов

Факторы, приводящие к изменению теплопроводности различных материалов

В этой статье объясняется, почему теплопроводность различных материалов / фаз зависит от различных факторов, таких как структура материала, плотность, фаза и состав, а также температура.Прочтите следующую статью об изменении теплопроводности, лежащем в основе любой физики.

Введение в теплопередачу

В реальном мире мы обычно ощущаем тепло благодаря его температуре. Если температура тела высока, мы можем сказать, что тело имеет высокое содержание тепловой энергии по сравнению с телом при низкой температуре. Теперь это тепло всегда течет из области высоких температур в область низких температур или в сторону положительного температурного градиента в соответствии со вторым законом термодинамики.Эта передача тепла может происходить в трех различных режимах, а именно. Теплопроводность, тепловая конвекция и тепловое излучение. Тепловая конвекция может возникать из-за объемного движения жидкости и контакта с твердой поверхностью. Тепловое излучение возникает из-за температуры любого тела, которая при температуре выше нуля по Кельвину. Все тело, имеющее температуру выше нуля Кельвина, пропускает тепловое излучение. Но теплопроводность или диффузия тепла пропорциональны отрицательному градиенту температуры и константе пропорциональности, называемой «теплопроводностью».Теплопередача за счет теплопроводности = — (теплопроводность) * (Высокая температура — Низкая температура) / Ширина твердого тела.

Введение в теплопроводность

Проще говоря, теплопроводность — это способность любого материала нагреваться или охлаждаться или способность передавать тепло. Теплопроводность различается от одного материала к другому, а также в разных условиях. Теплопроводность — это свойство материала, которое в основном зависит от его структуры с точки зрения химического состава, фазы материала и текстуры.Теплопроводность также зависит от содержания влаги в материале, а также от того, насколько плотно атомы упакованы в решетке, а также от рабочих условий, таких как давление и температура.

Факторы, влияющие на теплопроводность

Свободные электроны

В металлах больше свободных электронов по сравнению с жидкостью и газами, поэтому металл является хорошим проводником тепла из-за миграции свободных электронов. Металлы имеют плотноупакованную решетку по сравнению с жидкостями и газами.

Чистота материала

Теплопроводность чистого материала выше, чем у легированных материалов. Легирование металлов и наличие примесей вызывают снижение теплопроводности. Например. теплопроводность чистой меди составляет 385 Вт / мК, а у меди с содержанием мышьяка теплопроводность составляет 142 Вт / мК.

Эффект формовки

Обработка металлов, например термическая обработка, и формовка металлов, такая как гибка, волочение и ковка, снижает теплопроводность материала по сравнению с материалом до обработки.

Высокотемпературный

Твердый : При повышенной температуре колебания решетки увеличиваются, а свободное движение электронов уменьшается, таким образом, теплопроводность металла уменьшается при повышении температуры.
Газы : Но для газов теплопроводность увеличивается. Причина, по которой при более высокой температуре увеличивается средняя скорость движения молекул газа и удельная теплоемкость, потому что теплопроводность газа равна = (средняя скорость движения) X (удельная теплоемкость) X (средняя плотность пробега).В то время как, Жидкость : Теплопроводность жидкости также пропорциональна плотности, и при более высокой температуре плотность жидкости уменьшается, таким образом, уменьшается и теплопроводность.

Давление

Теплопроводность слабо зависит от давления вещества. Значит изменение давления не сильно влияет на теплопроводность.

Плотность

Теплопроводность сильно зависит от плотности материала. Увеличение плотности увеличивает теплопроводность.

Кристаллическая структура

Материал, имеющий правильную кристаллическую структуру, имеет более высокое значение теплопроводности по сравнению с материалом аморфной (неправильной) формы.

Заключение

Таким образом, можно сделать вывод, что разные материалы имеют разную теплопроводность. Порядок убывания теплопроводности для различных форм материалов следующий:

1. Чистые металлы
2. Сплавы (комбинация различных металлов)
3. Неметаллические кристаллические структуры
4. Жидкости
5. Газы

Кроме того, важна теплопроводность. роль в выборе проводника или изолятора. Материал с более высокой теплопроводностью можно использовать как теплопроводник, а материал с более низкой теплопроводностью можно использовать как теплоизолятор.