Toplotna provodljivost i druge karakteristike građevinskih materijala u brojevima. Poređenje toplinske provodljivosti građevinskih materijala - proučavamo važne pokazatelje

Tablica toplinske provodljivosti građevinski materijal potrebno pri projektovanju zaštite zgrade od gubitka toplote u skladu sa standardima SNiP iz 2003. godine pod brojem 23-02. Ove mjere osiguravaju smanjenje operativnog budžeta, održavanje tokom cijele godine ugodna mikroklima unutra. Za praktičnost korisnika, svi podaci su sažeti u tabelama, dati su parametri za normalan rad, uvjete visoke vlažnosti, jer neki materijali naglo smanjuju svojstva s povećanjem ovog parametra.

Toplotna provodljivost je jedan od načina na koji se toplina gubi u stambenim prostorijama. Ova karakteristika se izražava količinom topline koja može prodrijeti u jedinicu površine materijala (1 m 2) u sekundi pri standardnoj debljini sloja (1 m). Fizičari objašnjavaju izjednačavanje temperatura različitih tijela, objekata kroz vođenje topline prirodnom željom za termodinamičkom ravnotežom svih materijalnih supstanci.

Dakle, svaki pojedinačni graditelj, grijući prostor zimi, prima gubitke toplotne energije koja izlazi iz stana kroz vanjske zidove, podove, prozore i krovove. Kako bi se smanjila potrošnja energije za grijanje prostora, uz održavanje ugodne mikroklime za rad unutar njih, potrebno je u fazi projektiranja izračunati debljinu svih ogradnih konstrukcija. Ovo će smanjiti budžet za izgradnju.

Tablica toplinske provodljivosti građevinskih materijala omogućava vam korištenje tačnih koeficijenata za zidne konstrukcijske materijale. Standardi SNiP reguliraju otpornost fasada vikendice na prijenos topline na hladni zrak ulice unutar 3,2 jedinice. Množenjem ovih vrijednosti možete dobiti potrebnu debljinu zida za određivanje količine materijala.

Na primjer, pri odabiru celularnog betona s koeficijentom od 0,12 jedinica, dovoljno je polaganje u jednom bloku dužine 0,4 m. Koristeći jeftinije blokove istog materijala s koeficijentom od 0,16 jedinica, morat ćete zid učiniti debljim - 0,52 m. bor, smreka je 0,18 jed. Stoga, da bi se ispunio uvjet otpora prijenosa topline od 3,2, potrebna je greda od 57 cm, koja ne postoji u prirodi. Prilikom odabira opeke s koeficijentom od 0,81 jedinica, debljina vanjskih zidova prijeti povećanjem do 2,6 m, armiranobetonskih konstrukcija - do 6,5 m.

U praksi se zidovi izrađuju višeslojno, polažući sloj izolacije unutar ili oblažući vanjsku površinu toplinskim izolatorom. Ovi materijali imaju mnogo niži koeficijent toplinske provodljivosti, što omogućava višestruko smanjenje debljine. Konstrukcijski materijal osigurava čvrstoću zgrade, toplinski izolator smanjuje gubitak topline na prihvatljivu razinu. Savremeni obložni materijali koji se koriste na fasadama, unutrašnjim zidovima takođe imaju otpornost na gubitke toplote. Stoga se u proračunima uzimaju u obzir svi slojevi budućih zidova.

Gore navedeni proračuni bit će netočni ako ne uzmete u obzir prisutnost prozirnih struktura u svakom zidu vikendice. Tablica toplinske provodljivosti građevinskih materijala u standardima SNiP omogućava lak pristup koeficijentima toplinske provodljivosti ovih materijala.

Primjer izračunavanja debljine zida prema toplinskoj provodljivosti

Prilikom odabira tipskog ili pojedinačnog projekta, programer dobiva skup dokumentacije potrebne za izgradnju zidova. Energetske konstrukcije se nužno izračunavaju za snagu, uzimajući u obzir vjetar, snijeg, operativna, strukturna opterećenja. Debljina zidova uzima u obzir karakteristike materijala svakog sloja, stoga je zajamčeno da će gubici topline biti ispod dozvoljenih normi SNiP-a. U tom slučaju, kupac može podnijeti zahtjev organizaciji uključenoj u projektiranje, u nedostatku potrebnog efekta tokom rada stana.

Međutim, tokom izgradnje dacha, baštenske kuće, mnogi vlasnici radije uštede na kupovini projektne dokumentacije. U ovom slučaju, proračuni debljine zida mogu se izvršiti nezavisno. Stručnjaci ne preporučuju korištenje usluga na web stranicama kompanija koje prodaju konstrukcijske materijale, izolaciju. Mnogi od njih precjenjuju vrijednosti koeficijenata toplinske vodljivosti standardnih materijala u kalkulatorima kako bi vlastite proizvode predstavili u povoljnom svjetlu. Slične greške u proračunima za programere su ispunjene smanjenjem udobnosti unutrašnjosti tokom hladnog perioda.

Samoproračun nije težak, koristi se ograničen broj formula, standardne vrijednosti:

• toplinski otpor zida - 3,5 ili više od ovog broja (prema SNiP-u), zbir je toplinskih otpora svih slojeva koji čine nosivi zid
• koeficijent toplinske provodljivosti građevinskih materijala - svaki proizvođač konstrukcijskog materijala, prozirnih konstrukcija, izolacije to bez greške ukazuje, međutim, bolje je dodatno provjeriti tabelu u standardima SNiP
• toplinska otpornost pojedinog sloja zida - izračunava se množenjem debljine sloja (m) sa toplinskom provodljivošću materijala

Toplotna provodljivost je proces prijenosa energije sa toplog dijela materijala na hladni dio ovog materijala (tj. molekule).

Osnovne vrijednosti koeficijenata toplinske provodljivosti iz SNiP II-3-79* (Dodatak 2) i iz SP 50.13330.2012 SNiP 23-02-2003.

Toplotna provodljivost nekih (ali ne svih) građevinskih materijala može značajno varirati ovisno o njihovom sadržaju vlage. Prva vrijednost u tabeli je vrijednost suhog stanja. Druga i treća vrijednost su vrijednosti toplotne provodljivosti za radne uslove A i B u skladu sa Dodatkom C SP 50.13330.2012. Uslovi rada zavise od klime regiona i vlažnosti u prostoriji. Jednostavno rečeno, A je normalna “prosječna” upotreba, a B su vlažni uslovi.

Materijal	koeficijent toplotne provodljivosti, W/(m °C)
	Suha	Uslovi A ("normalno")	Uslovi B ("mokro")
Ekspandirani polistiren (PPS)	0,036 - 0,041	0,038 - 0,044	0,044 - 0,050
Ekstrudirani ekspandirani polistiren (EPPS, XPS)	0,029	0,030	0,031
Vuneni filc	0,045
Cementno-pješčani malter (CPR)	0,58	0,76	0,93
Krečno-pješčani malter	0,47	0,7	0,81
Gipsana žbuka obična	0,25
Kamen od mineralne vune, 180 kg/m3	0,038	0,045	0,048
Kamen od mineralne vune, 140-175 kg/m3	0,037	0,043	0,046
Kamen od mineralne vune, 80-125 kg/m3	0,036	0,042	0,045
Kamen od mineralne vune, 40-60 kg/m3	0,035	0,041	0,044
Kamen od mineralne vune, 25-50 kg/m3	0,036	0,042	0,045
Staklo od mineralne vune, 85 kg/m3	0,044	0,046	0,05
Staklo od mineralne vune, 75 kg/m3	0,04	0,042	0,047
Staklo od mineralne vune, 60 kg/m3	0,038	0,04	0,045
Staklo od mineralne vune, 45 kg/m3	0,039	0,041	0,045
Staklo od mineralne vune, 35 kg/m3	0,039	0,041	0,046
Staklo od mineralne vune, 30 kg/m3	0,04	0,042	0,046
Staklo od mineralne vune, 20 kg/m3	0,04	0,043	0,048
Staklo od mineralne vune, 17 kg/m3	0,044	0,047	0,053
Staklo od mineralne vune, 15 kg/m3	0,046	0,049	0,055
Pjenobeton i porobeton na cementnom vezivu, 1000 kg/m3	0,29	0,38	0,43
Pjenobeton i porobeton na cementnom vezivu, 800 kg/m3	0,21	0,33	0,37
Pjenasti beton i porobeton na cementnom vezivu, 600 kg/m3	0,14	0,22	0,26
Pjenobeton i porobeton na cementnom vezivu, 400 kg/m3	0,11	0,14	0,15
Pjenobeton i porobeton na krečnjačkom vezivu, 1000 kg/m3	0,31	0,48	0,55
Pjenobeton i porobeton na krečnjačkom vezivu, 800 kg/m3	0,23	0,39	0,45
Pjenobeton i porobeton na krečnjačkom vezivu, 600 kg/m3	0,15	0,28	0,34
Pjenobeton i porobeton na krečnjačkom vezivu, 400 kg/m3	0,13	0,22	0,28
Bor, smreka preko zrna	0,09	0,14	0,18
Bor, smreka uz zrno	0,18	0,29	0,35
Hrast preko zrna	0,10	0,18	0,23
Hrast uz zrno	0,23	0,35	0,41
Bakar	382 - 390
Aluminijum	202 - 236
Brass	97 - 111
Iron	92
Tin	67
Čelik	47
Prozorsko staklo	0,76
svježi snijeg	0,10 - 0,15
tečna voda	0,56
Vazduh (+27 °C, 1 atm)	0,026
Vakuum	0
Argon	0,0177
Xenon	0,0057
Arbolit	0,07 - 0,17
Drvo plute	0,035
Armirani beton gustine 2500 kg/m3	1,69	1,92	2,04
Beton (na šljunku ili lomljenom kamenu) gustine 2400 kg/m3	1,51	1,74	1,86
Ekspandirani beton od gline gustine 1800 kg/m3	0,66	0,80	0,92
Ekspandirani beton od gline gustine 1600 kg/m3	0,58	0,67	0,79
Ekspandirani beton od gline gustine 1400 kg/m3	0,47	0,56	0,65
Ekspandirani beton od gline gustine 1200 kg/m3	0,36	0,44	0,52
Ekspandirani beton od gline gustine 1000 kg/m3	0,27	0,33	0,41
Ekspandirani beton od gline gustine 800 kg/m3	0,21	0,24	0,31
Ekspandirani beton gustine 600 kg/m3	0,16	0,2	0,26
Ekspandirani beton od gline gustine 500 kg/m3	0,14	0,17	0,23
Keramički blok velikog formata (topla keramika)	0,14 - 0,18
Puna keramička cigla, zidana na CPR	0,56	0,7	0,81
Silikatna cigla, zidana na CPR	0,70	0,76	0,87
Šuplja keramička cigla (gustina 1400 kg/m3 uključujući šupljine), zidanje na CPR	0,47	0,58	0,64
Šuplja keramička cigla (gustina 1300 kg/m3, uključujući šupljine), zidanje na CPR	0,41	0,52	0,58
Šuplja keramička cigla (gustina 1000 kg/m3, uključujući šupljine), zidanje na CPR	0,35	0,47	0,52
Silikatna cigla, 11 šupljina (gustina 1500 kg/m3), zidanje na CPR	0,64	0,7	0,81
Silikatna cigla, 14 šupljina (gustina 1400 kg/m3), zidanje na CPR	0,52	0,64	0,76
Granit	3,49	3,49	3,49
Mramor	2,91	2,91	2,91
Krečnjak, 2000 kg/m3	0,93	1,16	1,28
Krečnjak, 1800 kg/m3	0,7	0,93	1,05
Krečnjak, 1600 kg/m3	0,58	0,73	0,81
Krečnjak, 1400 kg/m3	0,49	0,56	0,58
Tuf, 2000 kg/m3	0,76	0,93	1,05
Tuf, 1800 kg/m3	0,56	0,7	0,81
Tuf, 1600 kg/m3	0,41	0,52	0,64
Tuf, 1400 kg/m3	0,33	0,43	0,52
Tuf, 1200 kg/m3	0,27	0,35	0,41
Tuf, 1000 kg/m3	0,21	0,24	0,29
Suvi građevinski pijesak (GOST 8736-77*), 1600 kg/m3	0,35
Šperploča	0,12	0,15	0,18
Iverica, lesonita, 1000 kg/m3	0,15	0,23	0,29
Iverica, lesonita, 800 kg/m3	0,13	0,19	0,23
Iverica, lesonita, 600 kg/m3	0,11	0,13	0,16
Iverica, lesonita, 400 kg/m3	0,08	0,11	0,13
Iverica, lesonita, 200 kg/m3	0,06	0,07	0,08
Vuča	0,05	0,06	0,07
Gipsane ploče (gipsane obloge), 1050 kg/m3	0,15	0,34	0,36
Gipsane ploče (gipsane obloge), 800 kg/m3	0,15	0,19	0,21
PVC linoleum na termoizolacionoj podlozi, 1800 kg/m3	0,38	0,38	0,38
PVC linoleum na termoizolacionoj podlozi, 1600 kg/m3	0,33	0,33	0,33
PVC linoleum na platnenoj podlozi, 1800 kg/m3	0,35	0,35	0,35
PVC linoleum na platnenoj podlozi, 1600 kg/m3	0,29	0,29	0,29
PVC linoleum na platnenoj podlozi, 1400 kg/m3	0,2	0,23	0,23
Ecowool	0,037 - 0,042
Ekspandirani perlit, pijesak, gustina 75 kg/m3	0,043 - 0,047
Ekspandirani perlit, pijesak, gustina 100 kg/m3	0,052
Ekspandirani perlit, pijesak, gustina 150 kg/m3	0,052 - 0,058
Ekspandirani perlit, pijesak, gustina 200 kg/m3	0,07
Pjenasto staklo, nasipno, gustina 100 - 150 kg/m3	0,043 - 0,06
Pjenasto staklo, nasipno, gustina 151 - 200 kg/m3	0,06 - 0,063
Pjenasto staklo, nasipno, gustina 201 - 250 kg/m3	0,066 - 0,073
Pjenasto staklo, nasipno, gustina 251 - 400 kg/m3	0,085 - 0,1
Pjenasto staklo, blokovi, gustina 100 - 120 kg/m3	0,043 - 0,045
Pjenasto staklo, blokovi, gustina 121 - 170 kg/m3	0,05 - 0,062
Pjenasto staklo, blokovi, gustina 171 - 220 kg/m3	0,057 - 0,063
Pjenasto staklo, blokovi, gustina 221 - 270 kg/m3	0,073
Ekspandirana glina, šljunak, gustina 250 kg/m3	0,099 - 0,1	0,11	0,12
Ekspandirana glina, šljunak, gustina 300 kg/m3	0,108	0,12	0,13
Ekspandirana glina, šljunak, gustina 350 kg/m3	0,115 - 0,12	0,125	0,14
Ekspandirana glina, šljunak, gustina 400 kg/m3	0,12	0,13	0,145
Ekspandirana glina, šljunak, gustina 450 kg/m3	0,13	0,14	0,155
Ekspandirana glina, šljunak, gustina 500 kg/m3	0,14	0,15	0,165
Ekspandirana glina, šljunak, gustina 600 kg/m3	0,14	0,17	0,19
Ekspandirana glina, šljunak, gustina 800 kg/m3	0,18
Gipsane ploče, gustine 1350 kg/m3	0,35	0,50	0,56
Gipsane ploče, gustine 1100 kg/m3	0,23	0,35	0,41
Perlit beton, gustina 1200 kg/m3	0,29	0,44	0,5
Perlit beton, gustina 1000 kg/m3	0,22	0,33	0,38
Perlit beton, gustina 800 kg/m3	0,16	0,27	0,33
Perlit beton, gustina 600 kg/m3	0,12	0,19	0,23
Poliuretanska pjena (PPU), gustina 80 kg/m3	0,041	0,042	0,05
Poliuretanska pjena (PPU), gustina 60 kg/m3	0,035	0,036	0,041
Poliuretanska pjena (PPU), gustina 40 kg/m3	0,029	0,031	0,04
Umrežena polietilenska pjena	0,031 - 0,038

Ako materijal nema vrijednosti za uvjete A i B u tabeli, onda nema odgovarajućih vrijednosti u SP 50.13330.2012 ili na web stranicama proizvođača, ili to nema smisla za ovaj materijal.

Obratite pažnju na povećanje toplotne provodljivosti sa uslovima vlažnosti.

Proračun gubitka topline kod kuće

Kuća gubi toplinu kroz omotač zgrade (zidovi, prozori, krov, temelji), ventilaciju i kanalizaciju. Glavni gubici toplote idu kroz omotač zgrade - 60-90% svih toplotnih gubitaka.

Proračun gubitka topline kod kuće potreban je, u najmanju ruku, kako bi se odabrao pravi kotao. Također možete procijeniti koliko će novca biti utrošeno na grijanje u planiranoj kući. Takođe je moguće, zahvaljujući proračunima, analizirati finansijsku efikasnost izolacije, tj. razumjeti da li će se troškovi ugradnje izolacije isplatiti uštedom goriva tokom vijeka trajanja izolacije.

Gubitak topline kroz omotače zgrade

1) Otpor na prijenos topline zida izračunavamo dijeljenjem debljine materijala sa njegovim koeficijentom toplinske provodljivosti. Na primjer, ako je zid izgrađen od tople keramike debljine 0,5 m s toplotnom provodljivošću od 0,16 W / (m × ° C), tada dijelimo 0,5 sa 0,16: 0,5 m / 0,16 W/(m×°C) = 3,125 m2×°C/W

2) Izračunajte ukupna površina vanjski zidovi. Evo pojednostavljenog primjera kvadratne kuće: (10 m širine × 7 m visine × 4 strane) - (16 prozora × 2,5 m2) = 280 m2 - 40 m2 = 240 m2

3) Jedinicu dijelimo sa otporom prijenosa topline, čime se dobiva gubitak topline iz jedinice kvadratnom metru zidova za jedan stepen temperaturne razlike. 1 / 3,125 m2×°C/W = 0,32 W/m2×°C

4) Izračunajte toplotne gubitke zidova. Toplotni gubitak sa jednog kvadratnog metra zida množimo sa površinom zidova i temperaturnom razlikom unutar kuće i spolja. Na primjer, ako je +25°C unutra i -15°C vani, onda je razlika 40°C. 0,32 W / m2×°C × 240 m2 × 40 °C = 3072 W Ovaj broj predstavlja gubitak toplote zidova. Gubitak toplote se meri u vatima, tj. je snaga disipacije toplote.

5) U kilovat-satima je pogodnije razumjeti značenje gubitka topline. Za 1 sat kroz naše zidove sa temperaturnom razlikom od 40 ° C gubi se toplotna energija: 3072 W × 1 h = 3,072 kWh Energija potrošena u 24 sata: 3072 W × 24 h = 73,728 kWh

Jasno je da je tokom perioda grijanja vrijeme drugačije, tj. temperaturna razlika se stalno menja. Stoga je za izračunavanje toplotnih gubitaka za cijeli grijni period potrebno u stavu 4. pomnožiti sa prosječnom temperaturnom razlikom za sve dane grijnog perioda.

Na primer, za 7 meseci grejnog perioda prosečna temperaturna razlika između prostorije i ulice bila je 28 stepeni, što znači da je gubitak toplote kroz zidove za ovih 7 meseci u kilovat-satima:

0,32 W / m2×°C × 240 m2 × 28 °C × 7 mjeseci × 30 dana × 24 h = 10838016 Wh = 10838 kWh

Broj je prilično "opipljiv". Na primjer, ako je grijanje bilo električno, tada možete izračunati koliko bi novca bilo potrošeno na grijanje množenjem dobivenog broja s troškom kWh. Možete izračunati koliko je novca potrošeno na grijanje na plin tako što ćete izračunati cijenu kWh energije iz plinskog kotla. Da biste to učinili, morate znati cijenu plina, kaloričnu vrijednost plina i efikasnost kotla.

Inače, u poslednjem proračunu, umesto prosečne temperaturne razlike, broja meseci i dana (ali ne i sati, ostavljamo sat), bilo je moguće koristiti stepen-dan grejnog perioda - GSOP. Možete pronaći već izračunate GSOP-e za različite gradove Rusije i pomnožiti gubitak toplote sa jednog kvadratnog metra sa površinom zida, ovim GSOP-ima i za 24 sata, dobijajući toplotne gubitke u kWh.

Slično zidovima, potrebno je izračunati vrijednosti gubitaka topline za prozore, ulazna vrata, krovovi, temelji. Zatim sve zbrojite i dobijete vrijednost gubitka topline kroz sve ogradne konstrukcije. Za prozore, usput, neće biti potrebno saznati debljinu i toplinsku provodljivost, obično već postoji gotovi otpor prijenosa topline prozora s dvostrukim staklom koji je izračunao proizvođač. Za pod (u slučaju pločastog temelja) temperaturna razlika neće biti prevelika, tlo ispod kuće nije tako hladno kao vanjski zrak.

Gubitak toplote kroz ventilaciju

Približna količina zraka dostupnog u kući (zapremina unutrašnji zidovi(Ne uključuje namještaj)

10 m x 10 m x 7 m = 700 m3

Gustina vazduha na +20°C 1,2047 kg/m3. Specifični toplotni kapacitet vazduha je 1,005 kJ/(kg×°C). Vazdušna masa u kući:

700 m3 × 1,2047 kg/m3 = 843,29 kg

Recimo da se sav zrak u kući mijenja 5 puta dnevno (ovo je približan broj). Sa prosječnom razlikom između internih i vanjske temperature 28 °C za cijeli period grijanja, u prosjeku će se dnevno trošiti toplotna energija za zagrijavanje ulaznog hladnog zraka:

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

118650,903 kJ = 32,96 kWh (1 kWh = 3600 kJ)

One. tokom perioda grijanja, uz pet izmjena zraka, kuća će kroz ventilaciju gubiti u prosjeku 32,96 kWh toplotne energije dnevno. Za 7 meseci grejnog perioda gubici energije će biti:

7 × 30 × 32,96 kWh = 6921,6 kWh

Gubitak toplote kroz kanalizaciju

Tokom perioda grijanja, voda koja ulazi u kuću je prilično hladna, na primjer, ima prosječna temperatura+7°C. Zagrijavanje vode je potrebno kada stanari peru suđe, kupaju se. Takođe, voda iz ambijentalnog vazduha u WC šolji se delimično zagreva. Svu toplotu koju primi voda stanari ispiru u kanalizaciju.

Recimo da jedna porodica u kući potroši 15 m3 vode mjesečno. Specifični toplotni kapacitet vode je 4,183 kJ/(kg×°C). Gustina vode je 1000 kg/m3. Pretpostavimo da se voda koja ulazi u kuću u prosjeku zagrijava do +30°C, tj. temperaturna razlika 23°C.

Shodno tome, mjesečni gubitak toplote kroz kanalizaciju će biti:

1000 kg/m3 × 15 m3 × 23°C × 4,183 kJ/(kg×°C) = 1443135 kJ

1443135 kJ = 400,87 kWh

Tokom 7 meseci grejnog perioda, stanovnici sipaju u kanalizaciju:

7 × 400,87 kWh = 2806,09 kWh

Zaključak

Na kraju treba sabrati primljene brojeve toplotnih gubitaka kroz omotač zgrade, ventilaciju i kanalizaciju. Dobijte približan ukupan broj gubitak toplote u kući.

Moram reći da su gubici topline kroz ventilaciju i kanalizaciju prilično stabilni, teško ih je smanjiti. Nećete se ređe tuširati ili loše provetravati kuću. Iako se djelomični gubitak topline kroz ventilaciju može smanjiti uz pomoć izmjenjivača topline.

Proračun gubitka topline kod kuće može se izvršiti i pomoću SP 50.13330.2012 (ažurirana verzija SNiP 23-02-2003). Postoji prilog G „Proračun specifične karakteristike potrošnje toplotne energije za grijanje i ventilaciju stambenih i javne zgrade“, sam proračun će biti mnogo komplikovaniji, tu se koristi više faktora i koeficijenata.

Danas je pitanje racionalnog korištenja goriva i energetskih resursa vrlo akutno. Kontinuirano se razrađuju načini uštede toplote i energije kako bi se osigurala energetska sigurnost razvoja privrede kako zemlje, tako i svake pojedinačne porodice.

Stvaranje efikasnih elektrana i sistema toplotne izolacije (oprema koja obezbeđuje najveću izmjenu topline (na primjer, parni kotlovi) i, obrnuto, od koje je nepoželjna (peći za topljenje)) nemoguće je bez poznavanja principa prijenosa topline.

Promijenjeni su pristupi toplinskoj zaštiti zgrada, a povećani su i zahtjevi za građevinskim materijalima. Svaka kuća treba izolaciju i sistem grijanja.. Stoga je u toplotnom proračunu ogradnih konstrukcija važno izračunati indeks toplinske provodljivosti.

Koncept toplotne provodljivosti

Toplotna provodljivost - to je tako fizička svojina materijala, u kojem toplotna energija unutar tijela prelazi iz njegovog najtoplijeg dijela u hladniji. Vrijednost indeksa toplinske provodljivosti pokazuje stepen gubitka topline u stambenim prostorijama. Zavisi od sljedećih faktora:

Moguće je kvantifikovati svojstvo objekata da propuštaju toplotnu energiju kroz koeficijent toplotne provodljivosti. Vrlo je važno napraviti kompetentan izbor građevinskih materijala, izolacije kako bi se postigla najveća otpornost na prijenos topline. Pogrešni proračuni ili nerazumne uštede u budućnosti mogu dovesti do pogoršanja unutrašnje klime, vlage u zgradi, mokrih zidova, zagušljivih prostorija. I što je najvažnije - do visokih troškova grijanja.

Za usporedbu, ispod je tabela toplinske provodljivosti materijala i tvari.

Tabela 1

Metali imaju najveće vrijednosti, a toplotnoizolacijski objekti najniže.

Klasifikacija građevinskih materijala i njihova toplotna provodljivost

Toplotna provodljivost armiranog betona, zidanje, ekspandirani betonski blokovi, koji se najčešće koriste za izgradnju ogradnih konstrukcija, imaju najviše standardne pokazatelje. U građevinskoj industriji drvene konstrukcije se koriste mnogo rjeđe.

U zavisnosti od vrijednosti toplotne provodljivosti, građevinski materijali su podijeljeni u klase:

• konstrukcijski i toplotnoizolacioni (od 0,210);
• toplotna izolacija (do 0,082 - A, od 0,082 do 0,116 - B, itd.).

Efikasnost sendvič konstrukcija

Gustina i toplotna provodljivost

Trenutno ne postoji takav građevinski materijal, visok nosivostšto bi bilo u kombinaciji sa niskom toplotnom provodljivošću. Izgradnja zgrada po principu višeslojnih konstrukcija omogućava:

Kombinacija konstrukcijski materijal i toplotna izolacija omogućava da se osigura čvrstoća i smanji gubitak toplotne energije na optimalan nivo. Stoga se pri projektovanju zidova svaki sloj buduće ogradne konstrukcije uzima u obzir u proračunima.

Također je važno uzeti u obzir gustinu kada se gradi kuća i kada je izolirana.

Gustoća tvari je faktor koji utječe na njenu toplinsku provodljivost, sposobnost zadržavanja glavnog toplinskog izolatora - zraka.

Proračun debljine zida i izolacije

Proračun debljine zida ovisi o sljedećim pokazateljima:

• gustina;
• izračunata toplotna provodljivost;
• koeficijent otpora prenosa toplote.

Prema utvrđenim normama, vrijednost indeksa otpora prijenosa topline vanjskih zidova mora biti najmanje 3,2λ W/m °C.

Kalkulacija debljine zidova od armiranog betona i drugih konstrukcijskih materijala prikazan je u tabeli 2. Takvi građevinski materijali imaju visoke karakteristike nosivosti, izdržljivi su, ali su neefikasni kao toplinska zaštita i zahtijevaju neracionalnu debljinu zida.

tabela 2

strukturno- termoizolacionih materijala sposoban da bude izložen dovoljno visokim opterećenjima, uz značajno povećanje toplinskih i akustičkih svojstava zgrada u zidnim ogradnim konstrukcijama (tablice 3.1, 3.2).

Tabela 3.1

Tabela 3.2

Toplotnoizolacijski građevinski materijali mogu značajno povećati toplinsku zaštitu zgrada i konstrukcija. Tabela 4 to pokazuje najniže vrijednosti koeficijenta toplinske provodljivosti imaju polimere, mineralnu vunu, ploče od prirodnih organskih i neorganskih materijala.

Tabela 4

U proračunima se koriste vrijednosti tablica toplinske provodljivosti građevinskih materijala:

Zadatak odabira optimalnih materijala za izgradnju, naravno, podrazumijeva integriraniji pristup. Međutim, čak i takvi jednostavni proračuni već u prvim fazama projektiranja omogućavaju određivanje najprikladnijih materijala i njihove količine.

Šta je toplotna provodljivost? Poznavanje ove vrijednosti neophodno je ne samo za profesionalne graditelje, već i za obične ljude koji odluče sami izgraditi kuću.

Svaki materijal koji se koristi u izgradnji ima svoj pokazatelj ove vrijednosti. Njegova najniža vrijednost je za grijače, a najveća za metale. Stoga je potrebno znati formulu koja će vam pomoći da izračunate debljinu zidova i toplinske izolacije kako biste na kraju dobili ugodan dom.

Poređenje provodljivosti topline kod najčešćih grijača

Razumjeti provodljivost topline različitih materijala namijenjeni za izolaciju, potrebno je uporediti njihove koeficijente (W / m * K), date u sljedećoj tabeli:

Kao što se vidi iz navedenih podataka, indeks toplinske provodljivosti građevinskih materijala kao što je toplinska izolacija varira od minimalnog (0,019) do maksimalnog (0,5). Svi materijali za toplinsku izolaciju imaju određene varijacije u očitanjima. SNiP-ovi opisuju svaki od njih u nekoliko oblika - u suhom, normalnom i mokrom. Minimalni koeficijent provodljivosti topline odgovara suhom stanju, maksimalni - mokrom.

Ukoliko se planira individualna gradnja

Prilikom izgradnje kuće važno je uzeti u obzir specifikacije sve komponente (materijal za zidove, malter za zidanje, buduću izolaciju, hidroizolaciju i parne izolacije, završna obrada).

Da shvatite koji zidovi najbolji načinće zadržati toplinu, potrebno je analizirati toplinsku provodljivost ne samo materijala za zidove, već i maltera, kao što se može vidjeti iz donje tabele:

Broj artikla	Zidni materijal, malter	Koeficijent toplinske provodljivosti prema SNiP-u
1.	Cigla	0,35 – 0,87
2.	adobe blocks	0,1 – 0,44
3.	Beton	1,51 – 1,86
4.	Pjenasti beton i gazirani beton na bazi cementa	0,11 – 0,43
5.	Pjenasti beton i gazirani beton na bazi vapna	0,13 – 0,55
6.	Ćelijski beton	0,08 – 0,26
7.	keramičkih blokova	0,14 – 0,18
8.	Cementno-pješčani malter	0,58 – 0,93
9.	Malter sa krečom	0,47 – 0,81

Bitan . Iz podataka datih u tabeli može se vidjeti da svaki građevinski materijal ima prilično veliki raspon u pogledu koeficijenta toplinske vodljivosti.

To je zbog nekoliko razloga:

• Gustina. Svi grijači se proizvode ili slažu (penoizol, ecowool) različitih gustoća. Što je manja gustina (više vazduha je prisutno u termoizolacionoj konstrukciji), to je niža toplotna provodljivost. Nasuprot tome, za vrlo gustu izolaciju ovaj koeficijent je veći.
• Supstanca od koje su napravljeni (baza). Na primjer, cigla je silikatna, keramička, glina. O tome zavisi i koeficijent toplotne provodljivosti.
• Broj praznina. Ovo se odnosi na cigle (šuplje i pune) i toplotnu izolaciju. Vazduh je najgori provodnik toplote. Njegov koeficijent toplotne provodljivosti je 0,026. Što je više praznina, to je ta brojka niža.

Malter dobro provodi toplinu, pa se preporučuje izolacija svih zidova.

Ako objasnite na prstima

Za jasnoću i razumijevanje što je toplinska provodljivost, možete usporediti zid od opeke debljine 2 m 10 cm s drugim materijalima. Dakle, 2,1 metar cigle položenih u zid na uobičajeni cementno-pješčani malter jednako je:

• zid debljine 0,9 m od ekspandiranog betona;
• drvo, prečnika 0,53 m;
• zid debljine 0,44 m od porobetona.

Kada su u pitanju uobičajeni grijači kao što su mineralna vuna i ekspandirani polistiren, tada je potrebno samo 0,18 m prve toplinske izolacije ili 0,12 m druge kako bi se toplinska provodljivost ogromnog zida od opeke pokazala jednakom tankom sloju toplotne izolacije.

Komparativna karakteristika toplinske provodljivosti izolacijskih, građevinskih i završnih materijala, koja se može proizvesti proučavanjem SNiP-a, omogućava vam da analizirate i pravilno sastavite izolacijski kolač (osnova, izolacija, završna obrada). Što je niža toplotna provodljivost, to je veća cijena. Upečatljiv primjer su zidovi kuće od keramičkih blokova ili obične visokokvalitetne cigle. Prvi imaju toplinsku provodljivost od samo 0,14 - 0,18 i mnogo su skuplji od bilo koje od najboljih cigli.

imaju različiti materijali različita toplotna provodljivost, a što je niža, to je manja izmjena toplote između unutrašnje i spoljašnje sredine. To znači da zimi u takvoj kući ostaje toplo, a ljeti hladno.

Toplotna provodljivost je kvantitativna karakteristika sposobnosti tijela da provode toplinu. Kako bismo mogli da uporedimo, kao i tačne proračune tokom izgradnje, u tabeli prikazujemo brojeve toplotne provodljivosti, kao i čvrstoće, paropropusnosti većine građevinskih materijala.

Postoje sljedeće vrste procesa izmjene topline:

1. toplotna provodljivost;
2. konvekcija;
3. toplotno zračenje.

Toplotna provodljivost- to je prijenos topline na molekularnom nivou između tijela ili čestica istog tijela koji imaju različite temperature, kada postoji prilično aktivna razmjena pokretačke energije molekula, atoma i slobodnih elektrona, odnosno najmanjih čestica tijela .

Ovaj proces provode strukturne čestice tijela koje se kreću u haotičnom redu (znači molekule, atomi, itd.). Slična izmjena topline događa se u bilo kojem fizičkom tijelu koje ima neujednačenu distribuciju temperature. Sam mehanizam prijenosa topline na ovaj ili onaj način ovisi o stanju agregacije tvari u trenutnom trenutku.

toplotno zračenje- prijenos energije s jednog tijela na drugo tijelo, koji se odvija putem elektromagnetnih valova.

Sve metode prijenosa topline često se provode zajedno. Dakle, konvekciju prati toplinska provodljivost, jer u tom slučaju čestice različite temperature neminovno dolaze u kontakt.
Proces konvekcije se odvija kada se u prostoru kreću neravnomjerno zagrijani dijelovi medija. U ovom slučaju, prijenos topline je neraskidivo povezan s prijenosom samog ovog medija.

Da bi se postigla ista toplina u kući od cigle koju daje drveni okvir, debljina zidovi od cigle mora biti veća od tri puta debljine zidova drvene zgrade

Proces zajedničkog prijenosa topline konvekcijom i vođenjem topline naziva se konvektivni prijenos topline. Prijenos topline je u suštini konvektivna izmjena topline između pokretnog medija i fiksnog (čvrstog) zida. Prijenos topline često je praćen toplinskim zračenjem. Prijenos topline u ovom slučaju se odvija zajednički kroz procese kao što su toplinska provodljivost, konvekcija i toplinsko zračenje.

Postoji prijenos materije, tzv. prijenos mase, koji se očituje u ravnotežnoj koncentraciji tvari.

Zajednički simultani tok procesa prijenosa topline i prijenosa mase naziva se prijenos topline i mase.

Toplotna provodljivost se izražava u toplotnom kretanju najsitnijih čestica tela. Fenomen toplotne provodljivosti može se uočiti u čvrste materije, i u stacionarnim plinovima i u tekućinama, pod uvjetom da u njima ne nastaju konvektivne struje. Prilikom podizanja raznih vrsta konstrukcija, uključujući i stambene zgrade, potrebno je znanje o toplinskoj provodljivosti građevinskih materijala, uključujući ekspandirani polistiren, poliuretanska pjena itd.

Koeficijent toplotne provodljivosti

Pokazatelj toplinske provodljivosti materijala je koeficijent toplinske provodljivosti

Govoreći o toplotnoj provodljivosti, oni takođe podrazumevaju kvantitativne karakteristike sposobnosti tela da provode toplotu. Sposobnost tvari da provodi toplinu je različita. Mjeri se u jedinici kao što je koeficijent toplinske provodljivosti, što znači specifična toplinska provodljivost. U numeričkom smislu, ova karakteristika je jednaka količini topline koja prolazi kroz materijal debljine 1 m i površine od 1 m²/s u jednom temperaturnom rasponu.

Ranije se pretpostavljalo da se toplinska energija prenosi ovisno o protoku kalorija s jednog tijela na drugo. Međutim, kasniji eksperimenti su opovrgli sam koncept kalorija kao nezavisne vrste materije. U naše vrijeme vjeruje se da je fenomen toplinske provodljivosti posljedica prirodne težnje objekata u stanje što je bliže termodinamičkoj ravnoteži, što se manifestira izjednačavanjem njihovih temperatura.

Toplotna provodljivost vakuuma

Sa ove tačke gledišta zanimljivo je razmotriti koeficijent toplotne provodljivosti vakuuma. Blizu je nuli - i što je vakuum dublji, njegova toplotna provodljivost je bliža nuli. Zašto? Činjenica je da u vakuumu postoji izuzetno niska koncentracija materijalnih čestica koje su u stanju da prenose toplotu. Ali toplota se i dalje prenosi u vakuumu - zračenjem. Tako, na primjer, kako bi se smanjili gubici topline, termos se izrađuje sa dvostrukim zidovima pumpanje vazduha između njih. Takođe prave srebro. Svojstva materijala kao što su folija pjena i drugi slični izolacijski materijali temelje se na istom kvalitetu da površina ogledala bolje reflektira zračenje.
U nastavku gledamo obrazovne video zapise za potpuniju prezentaciju takvog fizičkog koncepta kao što je toplinska provodljivost, koristeći konkretne primjere.

Tablica toplinske provodljivosti

Materijal	Gustina, kg/m3	Toplotna provodljivost, W / (m * C)	paropropusnost, Mg/(m*h*Pa)	Ekvivalent 1 (sa otporom prenosa toplote = 4,2m2*C/W) debljina, m	Ekvivalent 2 (kada je otpor propusnosti pare =1,6m2*h*Pa/mg) debljina, m
Armiranog betona	2500	1.69	0.03	7.10	0.048
Beton	2400	1.51	0.03	6.34	0.048
Ekspandirani beton od gline	1800	0.66	0.09	2.77	0.144
Ekspandirani beton od gline	500	0.14	0.30	0.59	0.48
Cigla od crvene gline	1800	0.56	0.11	2.35	0.176
Cigla, silikat	1800	0.70	0.11	2.94	0.176
Keramička šupljina od cigle (bruto 1400)	1600	0.41	0.14	1.72	0.224
Šuplja keramička cigla (bruto 1000)	1200	0.35	0.17	1.47	0.272
pjenasti beton	1000	0.29	0.11	1.22	0.176
pjenasti beton	300	0.08	0.26	0.34	0.416
Granit	2800	3.49	0.008	14.6	0.013
Mramor	2800	2.91	0.008	12.2	0.013
Bor, smreka preko vlakana	500	0.09	0.06	0.38	0.096
Hrast preko zrna	700	0.10	0.05	0.42	0.08
Bor, smreka duž vlakna	500	0.18	0.32	0.75	0.512
Hrast uz zrno	700	0.23	0.30	0.96	0.48
Šperploča	600	0.12	0.02	0.50	0.032
Iverica	1000	0.15	0.12	0.63	0.192
Vuča	150	0.05	0.49	0.21	0.784
Drywall	800	0.15	0.075	0.63	0.12
Facing karton	1000	0.18	0.06	0.75	0.096
mineralna vuna	200	0.070	0.49	0.30	0.784
mineralna vuna	100	0.056	0.56	0.23	0.896
mineralna vuna	50	0.048	0.60	0.20	0.96
	33	0.031	0.013	0.13	0.021
Ekstrudirani ekspandirani polistiren	45	0.036	0.013	0.13	0.021
Stiropor	150	0.05	0.05	0.21	0.08
Stiropor	100	0.041	0.05	0.17	0.08
Stiropor	40	0.038	0.05	0.16	0.08