Термическое сопротивление материалов таблица: Термическое или тепловое сопротивление материалов.

Содержание

Термическое или тепловое сопротивление материалов.

Что такое термическое или тепловое сопротивление материалов?

Вот как это объясняет « Википедия»:  «Термическое сопротивление — тепловое сопротивление, способность конструкции (его поверхности или какого-либо слоя) препятствовать распространению теплового движения молекул.»

 Коэффициент теплового сопротивления отражает свойства любого материала и выражается как толщина слоя материала, делённая на теплопроводность. (м²*°С)/Вт

Проще говоря: Тепловое сопротивление – величина обратная теплопроводности. (Хорошо проводит тепло – значит, слабо теплу сопротивляется. Следовательно, обладает высокой теплопроводностью  и низким теплосопротивлением).

 

Можно не без основания утверждать, что термическое или тепловое сопротивление — один из важнейших теплотехнических показателей строительных материалов. Ведь от этого показателя напрямую зависит, сколько Вы будете платить за отопление своего жилья. Прошли те времена, когда газ и электричество стоили копейки. Поэтому, прежде чем принять решение, из каких материалов будет построен Ваш дом, обдумайте информацию из этой статьи.

Вы хотите построить дом, и думаете о том, как экономить в будущем на отоплении и кондиционировании Вашего жилья? Тогда Вам нужно стремиться к показателям энергосбережения близким к пассивному дому. Что это такое? Основоположник концепции пассивного дома (Passive House) — является немецкий д-р Вольфганг Файст, который впоследствии стал основателем «Института пассивного дома» (Passive House Institute) в городе Дармштадт (Германия) Больше информации о этой концепции Вы можете получить на нашем сайте по ссылке: «Пассивный дом (Passivhaus)-технология строительства из Германии. Часть 1.» или из небольшого видео интервью д-р Вольфганга Файста:

Если Вы хотите получить больше информации о том, что такое пассивный дом, обратите внимание на статью на нашем сайте: «Что значит — пассивный энергосберегающий дом? Какие факторы влияют на энергоэффективность Вашего дома?» или на видеоролик с нашего канала:
Пришло время задуматься о том, из какого строительного материала будет построен дом. Если для Вас эта актуальная тема, полезную информацию для себя Вы найдете на нашем сайте по ссылке:«Из чего лучше строить дом в Украине.» И это неудивительно, энергоресурсы дорожают с каждым годом, поэтому все думают о том, как сэкономить на отоплении и кондиционирование дома. Если Вы готовы применять продвинутые современные технологии строительства, предлагаем Вам рассмотреть канадскую технологию SIP панельного строительства, которая широко распространена во всем мире, и сегодня широко применяется и в нашей стране. Больше информации о канадской технологии, ее плюсы и минусы, Вы можете получить в рубрике: «О технологии энергосберегающего строительства»

Также, Вы можете посмотреть небольшой фильм с одного из наших объектов, чтобы увидеть процесс строительства дома по канадской технологии из сип панелей:

Прежде всего, хотелось бы заметить, что мы не ставим цель вести научные дебаты о  таком понятии, как термическое сопротивлении. Цель этой статьи лишь в том, чтобы показать неоспоримые преимущества сип панели в сравнении с традиционными строительными материалами в плане сохранении тепла.

ВОПРОС: Чем SIP-170 панели, изготовленные «Строй Дом UA», лучше традиционных строительных материалов?                                                                                                                                                                             ОТВЕТ: В первую очередь, высоким показателем коэффициента теплового сопротивления!                                                                 

Сравнительный анализ значений сопротивления теплопередачи SIP панелей и различных строительных материалов. При норме для 1 температурной зоне (Харьковская обл.) R min. 3,3 м2*К/Вт (Согласно ДБН В.2.6-31:2016) Больше информации о стоимости отопления дома из сип панелей, Вы можете узнать из отзыва владельца такого дома, перейдя по ссылке: «Сип панельный дом и газ.»

Материал Коэффициент теплопроводности

 

Вт/(м·K)

Толщина слоя мм. Теплосопротивление

 

(м²*°С)/Вт

   
1 SIP 220   220 5,57
2 SIP 170   170 4,22
3 Кирпич, силикатный 0,81 250 0,3
4 Кирпич красный глин. 0,56 250 0,45
5 Кирпич керамич. пуст. 0,52 250 0,48
6 Газобетон D500 0,29 300 2,1
7
Железобетон 1,69 300 0,18
8 Керамзитобетон 0,66 300 0,45

ВЫВОД: Из этой таблицы видно очевидное, тепловое сопротивление SIP-170 панели превышает показатель распространенных строительных материалов от 3 до 20 раз. Так что выбор за Вами 🙂                                                            Чтобы наглядно продемонстрировать разницу в энергоэффективности кирпича и сип панели, приводим фото наших телевизионных исследований нашего СИП панельного дома, и объекта, куда нас пригласили провести исследование тепловизором на предмет утечек тепла.     Вывод: Дом из сип панелей с фасадной термопанелью 116 мм,  в 9 раз теплее, чем кирпичный, с толщиной стены в 2 кирпича 500 мм. При этом толщина кирпичного дома  в два раза больше.       

  

Вот как это выглядит на практике. Стена толщиной 17 см. (СИП панель 170) имеет такой же показатель коэффициента теплового сопротивления, как, к примеру, кирпичная стена 2500 мм. Вывод делайте сами! Больше информации о свойствах СИП панелей Вы сможете найти по ссылке: «Сип панели»

То есть, при строительстве лучше использовать материалы с низкой теплопроводностью (высоким теплосопротивлением) для лучшего сохранения тепла. Если Вам интересно, Вы можете увидеть строительство некоторых объектов из сип панелей в рубрике «Галерея», перейдя по ссылке: Галерея

 

                   
С уважением, «Строй Дом UA»

Тепловое сопротивление материалов таблица. Какой толщины должен быть утеплитель, сравнение теплопроводности материалов

Термин «теплопроводность» применяется к свойствам материалов пропускать тепловую энергию от горячих участков к холодным. Теплопроводность основана на движении частиц внутри веществ и материалов. Способность передавать энергию тепла в количественном измерении – это коэффициент теплопроводности. Круговорот тепловой энергопередачи, или тепловой обмен, может проходить в любых веществах с неравнозначным размещением разных температурных участков, но коэффициент теплопроводности зависим от давления и температуры в самом материале, а также от его состояния – газообразного, жидкого или твердого.

Физически теплопроводность материалов равняется количеству тепла, которое перетекает через однородный предмет установленных габаритов и площади за определенный временной отрезок при установленной температурной разнице (1 К). В системе СИ единичный показатель, который имеет коэффициент теплопроводности, принято измерять в Вт/(м К).

Как рассчитать теплопроводность по закону Фурье

В заданном тепловом режиме плотность потока при передаче тепла прямо пропорциональна вектору максимального увеличения температуры, параметры которой изменяются от одного участка к другим, и по модулю с одинаковой скоростью увеличения температуры по направлению вектора:

q → = − ϰ х grad х (T), где:

  • q → – направление плотности предмета, передающего тепло, или объем теплового потока, который протекает по участку за заданную временную единицу через определенную площадь, перпендикулярный всем осям;
  • ϰ – удельный коэффициент теплопроводности материала;
  • T – температура материала.

При применении закона Фурье не принимают во внимание инерционность перетекания тепловой энергии, а это значит, что имеется в виду мгновенная передача тепла из любой точки на любое расстояние. Поэтому формулу нельзя использовать для расчетов передачи тепла при протекании процессов, имеющих высокую частоту повторения. Это ультразвуковое излучение, передача тепловой энергии волнами ударного или импульсного типа и т.д. Существует решение по закону Фурье с релаксационным членом:

τ х ∂ q / ∂ t = − (q + ϰ х ∇T) .

Если ре­лак­са­ция τ мгновенная, то формула превращается в закон Фурье.

Ориентировочная таблица теплопроводности материалов:

Основа Значение теплопроводности, Вт/(м К)
Жесткий графен 4840 + / – 440 – 5300 + / – 480
Алмаз 1001-2600
Графит 278,4-2435
Бора арсенид 200-2000
SiC 490
Ag 430
Cu 401
BeO 370
Au 320
Al 202-236
AlN 200
BN 180
Si 150
Cu 3 Zn 2 97-111
Cr 107
Fe 92
Pt 70
Sn 67
ZnO 54
Черная сталь 47-58
Pb 35,3
Нержавейка Теплопроводность стали – 15
SiO2 8
Высококачественные термостойкие пасты 5-12
Гранит

(состоит из SiO 2 68-73 %; Al 2 O 3 12,0-15,5 %; Na 2 O 3,0-6,0 %; CaO 1,5-4,0 %; FeO 0,5-3,0 %; Fe 2 O 3 0,5-2,5 %; К 2 О 0,5-3,0 %; MgO 0,1-1,5 %; TiO 2 0,1-0,6 %)

2,4
Бетонный раствор без заполнителей 1,75
Бетонный раствор со щебнем или с гравием 1,51
Базальт

(состоит из SiO 2 – 47-52%, TiO 2 – 1-2,5%, Al2O 3 – 14-18%, Fe 2 O 3 – 2-5%, FeO – 6-10%, MnO – 0,1-0,2%, MgO – 5-7%, CaO – 6-12%, Na 2 O – 1,5-3%, K 2 O – 0,1-1,5%, P 2 O 5 – 0,2-0,5 %)

1,3
Стекло

(состоит из SiO 2 , B 2 O 3 , P 2 O 5 , TeO 2 , GeO 2 , AlF 3 и т.д.)

1-1,15
Термостойкая паста КПТ-8 0,7
Бетонный раствор с наполнителем из песка, без щебня или гравия 0,7
Вода чистая 0,6
Силикатный

или красный кирпич

0,2-0,7
Масла

на основе силикона

0,16
Пенобетон 0,05-0,3
Газобетон 0,1-0,3
Дерево Теплопроводность дерева – 0,15
Масла

на основе нефти

0,125
Снег 0,10-0,15
ПП с группой горючести Г1 0,039-0,051
ЭППУ с группой горючести Г3, Г4 0,03-0,033
Стеклянная вата 0,032-0,041
Вата каменная 0,035-0,04
Воздушная атмосфера (300 К, 100 кПа) 0,022
Гель

на основе воздуха

0,017
Аргон (Ar) 0,017
Вакуумная среда 0

Приведенная таблица теплопроводности учитывает теплопередачу посредством теплового излучения и теплообмена частиц. Так как вакуум не передает тепло, то оно перетекает при помощи солнечного излучения или другого типа генерации тепла. В газовой или жидкой среде слои с разной температурой смешиваются искусственно или естественным способом.


Проводя расчет теплопроводности стены, необходимо принимать во внимание, что теплопередача сквозь стеновые поверхности меняется от того, что температура в здании и на улице всегда разная, и зависит от площади всех поверхностей дома и от теплопроводности стройматериалов.

Чтобы количественно оценить теплопроводность, ввели такое значение, как коэффициент теплопроводности материалов. Он показывает, как тот или иной материал способен передавать тепло. Чем выше это значение, например, коэффициент теплопроводности стали, тем эффективнее сталь будет проводить тепло.

  • При утеплении дома из древесины рекомендуется выбирать стройматериалы с низким коэффициентом.
  • Если стена кирпичная, то при значении коэффициента 0,67 Вт/(м2 К) и толщине стены 1 м при ее площади 1 м 2 при разнице наружной и внутридомовой температуры 1 0 С кирпич будет пропускать 0,67 Вт энергии. При разнице температур 10 0 С кирпич будет пропускать 6,7 Вт и т.д.

Стандартное значение коэффициента теплопроводимости теплоизоляции и других строительных материалов верно для толщины стены 1 м. Чтобы провести расчет теплопроводности поверхности другой толщины, следует коэффициент поделить на выбранное значение толщины стены (метры).

В СНиП и при проведении расчетов фигурирует термин «тепловое сопротивление материала», он означает обратную теплопроводность. То есть при теплопроводности листа пенопласта 10 см и его теплопроводности 0,35 Вт/(м 2 К) тепловое сопротивление листа – 1 / 0,35 Вт/(м 2 К) = 2,85 (м 2 К)/Вт.

Ниже – таблица теплопроводности для востребованных строительных материалов и теплоизоляторов:

Стройматериалы Коэффициент теплопроводимости, Вт/(м 2 К)
Плиты из алебастра 0,47
Al 230
Шифер асбоцементный 0,35
Асбест (волокно, ткань) 0,15
Асбоцемент 1,76
Асбоцементные изделия 0,35
Асфальт 0,73
Асфальт для напольного покрытия 0,84
Бакелит 0,24
Бетон с заполнителем щебнем 1,3
Бетон с заполнителем песком 0,7
Пористый бетон – пено- и газобетон 1,4
Сплошной бетон 1,75
Термоизоляционный бетон 0,18
Битумная масса 0,47
Бумажные материалы 0,14
Рыхлая минвата 0,046
Тяжелая минвата 0,05
Вата – теплоизолятор на основе хлопка 0,05
Вермикулит в плитах или листах 0,1
Войлок 0,046
Гипс 0,35
Глиноземы 2,33
Гравийный заполнитель 0,93
Гранитный или базальтовый заполнитель 3,5
Влажный грунт, 10% 1,75
Влажный грунт, 20% 2,1
Песчаники 1,16
Сухая почва 0,4
Уплотненный грунт 1,05
Гудроновая масса 0,3
Доска строительная 0,15
Фанерные листы 0,15
Твердые породы дерева 0,2
ДСП 0,2
Дюралюминиевые изделия 160
Железобетонные изделия 1,72
Зола 0,15
Известняковые блоки 1,71
Раствор на песке и извести 0,87
Смола вспененная 0,037
Природный камень 1,4
Картонные листы из нескольких слоев 0,14
Каучук пористый 0,035
Каучук 0,042
Каучук с фтором 0,053
Керамзитобетонные блоки 0,22
Красный кирпич 0,13
Пустотелый кирпич 0,44
Полнотелый кирпич 0,81
Сплошной кирпич 0,67
Шлакокирпич 0,58
Плиты на основе кремнезема 0,07
Латунные изделия 110
Лед при температуре 0 0 С 2,21
Лед при температуре -20 0 С 2,44
Лиственное дерево при влажности 15% 0,15
Медные изделия 380
Мипора 0,086
Опилки для засыпки 0,096
Сухие опилки 0,064
ПВХ 0,19
Пенобетон 0,3
Пенопласт марки ПС-1 0,036
Пенопласт марки ПС-4 0,04
Пенопласт марки ПХВ-1 0,05
Пенопласт марки ФРП 0,044
ППУ марки ПС-Б 0,04
ППУ марки ПС-БС 0,04
Лист из пенополиуретана 0,034
Панель из пенополиуретана 0,024
Облегченное пеностекло 0,06
Тяжелое вспененное стекло 0,08
Пергаминовые изделия 0,16
Перлитовые изделия 0,051
Плиты на цементе и перлите 0,085
Влажный песок 0% 0,33
Влажный песок 0% 0,97
Влажный песок 20% 1,33
Обожженный камень 1,52
Керамическая плитка 1,03
Плитка марки ПМТБ-2 0,035
Полистирол 0,081
Поролон 0,04
Раствор на основе цемента без песка 0,47
Плита из натуральной пробки 0,042
Легкие листы из натуральной пробки 0,034
Тяжелые листы из натуральной пробки 0,05
Резиновые изделия 0,15
Рубероид 0,17
Сланец 2,100
Снег 1,5
Хвойная древесина влажностью 15% 0,15
Хвойная смолистая древесина влажностью 15% 0,23
Стальные изделия 52
Стеклянные изделия 1,15
Утеплитель стекловата 0,05
Стекловолоконные утеплители 0,034
Стеклотекстолитовые изделия 0,31
Стружка 0,13
Тефлоновое покрытие 0,26
Толь 0,24
Плита на основе цементного раствора 1,93
Цементно-песчаный раствор 1,24
Чугунные изделия 57
Шлак в гранулах 0,14
Шлак зольный 0,3
Шлакобетонные блоки 0,65
Сухие штукатурные смеси 0,22
Штукатурный раствор на основе цемента 0,95
Эбонитовые изделия 0,15

Кроме того, необходимо учитывать теплопроводность утеплителей из-за их струйных тепловых потоков. В плотной среде возможно «переливание» квазичастиц из одного нагретого стройматериала в другой, более холодный или более теплый, через поры субмикронных размеров, что помогает распространять звук и тепло, даже если в этих порах будет абсолютный вакуум.

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 теплоизоляционной структуре), тем ниже проводимость тепла. И, наоборот, у очень плотных утеплителей этот коэффициент выше.
  • Вещество, из которого производят (основа). Например, кирпич бывает силикатным, керамическим, глиняным. От этого зависит и коэффициент теплопроводности.
  • Количество пустот. Это касается кирпича (пустотелый и полнотелый) и теплоизоляции. Воздух – самый худший проводник тепла. Коэффициент его теплопроводимости – 0,026. Чем больше пустот, тем ниже этот показатель.

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

Если объяснять на пальцах

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

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

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

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

Строительное дело предусматривает использование любых подходящих материалов. Главные критерии – безопасность для жизни и здоровья, тепловая проводимость, надёжность. Далее следуют, цена, свойства эстетичности, универсальность применения и т.д.

Рассмотрим одну из важнейших характеристик стройматериалов – коэффициент теплопроводности, так как именно от этого свойства во многом зависит, к примеру, уровень комфорта в доме.

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 *(T 1 -T 2)*t,

  • Q – количество тепла;
  • S – толщина материала;
  • T 1 , T 2 – 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+0,22d 2 – 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.

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, м 3 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
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

Современные утеплительные материалы имеют уникальные характеристики и применяются для решения задач определенного спектра. Большинство из них предназначены для обработки стен дома, но есть и специфичные, разработанные для обустройства дверных и оконных проемов, мест стыка кровли с несущими опорами, подвальных и чердачных помещений. Таким образом, выполняя сравнение теплоизоляционных материалов, нужно учитывать не только их эксплуатационные свойства, но и сферу применения.

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.

При высокой паропроницаемости материал может увлажняться. В связи с этим при утеплении стен и перекрытий дома рекомендуется выполнить монтаж пароизоляционного покрытия.

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.


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.

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.

При этом часто для изоляции стен, потолка и пола в одном помещении используются материалы разного типа, поскольку для каждой плоскости коэффициент теплопроводности нужно рассчитывать отдельно.

Теплопроводность основных видов утеплителей

Исходя из коэффициента U, можно выбрать, какой из видов теплоизоляции лучше использовать, и какую толщину должен иметь слой материала. Расположенная ниже таблица содержит сведения о плотности, паропроницаемости и теплопроводности популярных утеплителей:


Преимущества и недостатки

При выборе теплоизоляции нужно учитывать не только ее физические свойства, но и такие параметры, как легкость монтажа, потребность в дополнительном обслуживании, долговечность и стоимость.

Сравнение самых современных вариантов

Как показывает практика, проще всего осуществлять монтаж пенополиуретана и пеноизола, которые наносятся на обрабатываемую поверхность в форме пены. Эти материалы пластичны, они с легкостью заполняют полости внутри стен постройки. Недостатком вспениваемых веществ является потребность в использовании специального оборудования для их распыления.


Как показывает приведенная выше таблица, достойную конкуренцию пенополиуретану составляет экструдированный пенополистирол. Этот материал поставляются в виде твердых блоков, но с помощью обычного столярного ножа ему можно придать любую форму. Сравнивая характеристики пенных и твердых полимеров, стоит отметить, что пена не образует швов, и это является ее главным преимуществом по сравнению с блоками.

Сравнение ватных материалов

Минеральная вата по свойствам похожа на пенопласты и пенополистирол, однако при этом «дышит» и не горит. Также она обладает лучшей устойчивостью при воздействии влаги и практически не меняет свои качества в процессе эксплуатации. Если стоит выбор между твердыми полимерами и минеральной ватой, лучше отдать предпочтение последней.

У каменной ваты сравнительные характеристики те же, что и у минеральной, но стоимость выше. Эковата имеет приемлемую цену и легко монтируется, но отличается низкой прочностью на сжатие и со временем проседает. Стекловолокно также проседает и, кроме того, осыпается.

Сыпучие и органические материалы

Для теплоизоляции дома иногда применяются сыпучие материалы – перлит и гранулы из бумаги. Они отталкивают воду и устойчивы к воздействию патогенных факторов. Перлит экологичен, он не горит и не оседает. Тем не менее, сыпучие материалы редко применяются для утепления стен, лучше с их помощью обустраивать полы и перекрытия.

Из органических материалов необходимо выделить лен, древесное волокно и пробковое покрытие. Они безопасны для окружающей среды, но подвержены горению, если не пропитаны специальными веществами. Кроме того, древесное волокно подвержено воздействию биологических факторов.


В целом, если учитывать стоимость, практичность, теплопроводность и долговечность утеплителей, то наилучшие материалы для отделки стен и перекрытий – это пенополиуретан, пеноизол и минеральная вата. Остальные виды изоляции обладают специфическими свойствами, так как разработаны для нестандартных ситуаций, а применять такие утеплители рекомендуется только в том случае, если других вариантов нет.

  • 16 января, 2006
  • Опубликовано: Строительные технологии и материалы

Необходимость использования Систем теплоизоляции WDVS вызвана высокой экономической эффективностью.

Вслед за странами Европы, в Российской Федерации приняли новые нормы теплосопротивления ограждающих и несущих конструкций, направленные на снижение эксплуатационных расходов и энергосбережение. С выходом СНиП II-3-79*, СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий” прежние нормы теплосопротивления устарели. Новыми нормами предусмотрено резкое возрастание требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Теперь прежде использовавшиеся подходы в строительстве не соответствуют новым нормативным документам, необходимо менять принципы проектирования и строительства, внедрять современные технологии.

Как показали расчёты, однослойные конструкции экономически не отвечают принятым новым нормам строительной теплотехники. К примеру, в случае использования высокой несущей способности железобетона или кирпичной кладки, для того, чтобы этим же материалом выдержать нормы теплосопротивления, толщину стен необходимо увеличить соответственно до 6 и 2,3 метров, что противоречит здравому смыслу. Если же использовать материалы с лучшими показателями по теплосопротивлению, то их несущая способность сильно ограничена, к примеру, как у газобетона и керамзитобетона, а пенополистирол и минвата, эффективные утеплители, вообще не являются конструкционными материалами. На данный момент нет абсолютного строительного материала, у которого бы была высокая несущая способность в сочетании с высоким коэффициентом теплосопротивления.

Чтобы отвечать всем нормам строительства и энергосбережения необходимо здание строить по принципу многослойных конструкций, где одна часть будет выполнять несущую функцию, вторая – тепловую защиту здания. В таком случае толщина стен остаётся разумной, соблюдается нормированное теплосопротивление стен. Системы WDVS по своим теплотехническим показателям являются самыми оптимальными из всех представленных на рынке фасадных систем.

Таблица необходимой толщины утеплителя для выполнения требований действующих норм по теплосопротивлению в некоторых городах РФ:


Таблица, где: 1 – географическая точка 2 – средняя температура отопительного периода 3 – продолжительность отопительного периода в сутках 4 – градусо-сутки отопительного периода Dd, °С * сут 5 – нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreq, м2*°С/Вт стен 6 – требуемая толщина утеплителя

Условия выполнения расчётов для таблицы:

1. Расчёт основывается на требованиях СНиП 23-02-2003
2. За пример расчёта взята группа зданий 1 – Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития.
3. За несущую стену в таблице принимается кирпичная кладка толщиной 510 мм из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе l = 0,76 Вт/(м * °С)
4. Коэффициент теплопроводности берётся для зон А.
5. Расчётная температура внутреннего воздуха помещения + 21 °С “жилая комната в холодный период года” (ГОСТ 30494-96)
6. Rreq рассчитано по формуле Rreq=aDd+b для данного географического места
7. Расчёт: Формула расчёта общего сопротивления теплопередаче многослойных ограждений:
R0= Rв + Rв.п + Rн.к + Rо.к + Rн Rв – сопротивление теплообмену у внутренней поверхности конструкции
Rн – сопротивление теплообмену у наружной поверхности конструкции
Rв.п – сопротивление теплопроводности воздушной прослойки (20 мм)
Rн.к – сопротивление теплопроводности несущей конструкции
Rо.к – сопротивление теплопроводности ограждающей конструкции
R = d/l d – толщина однородного материала в м,
l – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м * °С)
R0 = 0,115 + 0,02/7,3 + 0,51/0,76 + dу/l + 0,043 = 0,832 + dу/l
dу – толщина теплоизоляции
R0 = Rreq
Формула расчёта толщины утеплителя для данных условий:
dу = l * (Rreq – 0,832)

а) – за среднюю толщину воздушной прослойки между стеной и теплоизоляцией принято 20 мм
б) – коэффициент теплопроводности пенополистирола ПСБ-С-25Ф l = 0,039 Вт/(м * °С) (на основании протокола испытаний)
в) – коэффициент теплопроводности фасадной минваты l = 0,041 Вт/(м * °С) (на основании протокола испытаний)

* в таблице даны усреднённые показатели необходимой толщины этих двух типов утеплителя.

Примерный расчёт толщины стен из однородного материала для выполнения требований СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий”.

* для сравнительного анализа используются данные климатической зоны г. Москвы и Московской области.

Условия выполнения расчётов для таблицы:

1. Нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreq = 3,14
2. Толщина однородного материала d= Rreq * l

Таким образом, из таблицы видно, что для того, чтобы построить здание из однородного материала, отвечающее современным требованиям теплосопротивления, к примеру, из традиционной кирпичной кладки, даже из дырчатого кирпича, толщина стен должна быть не менее 1,53 метра.

Чтобы наглядно показать, какой толщины необходим материал для выполнения требований по теплосопротивлению стен из однородного материала, выполнен расчёт, учитывающий конструктивные особенности применения материалов, получились следующие результаты:

В данной таблице указаны расчётные данные по теплопроводности материалов.

По данным таблицы для наглядности получается следующая диаграмма:

Страница в разработке

  • Утеплённая Шведская Плита

    Утеплённая Шведская плита (УШП) – один из видов мелкозаглублённого фундамента. Технология пришла с Европы.Данный тип фундамента имеет два основных слоя. Нижний, теплоизоляционный слой, препятствует промерзанию грунта под домом. Верхний слой…

  • Фильм – пошаговая инструкция по технологии СФТК (“мокрый фасад”)

    При поддержке компании СИБУР, Ассоциации Производителей и Продавцов Пенополистирола, а также при сотрудничестве с компаниями “КРАЙЗЕЛЬ РУС”, “ТЕРМОКЛИП” и “АРМАТ-ТД” создан уникальный обучающий фильм по технологии производства штукатурных теплоизоляционных фасадных…

    В феврале 2015 года выпущен очередной обучающий видеофильм по фасадным системам. Как правильно изготавливать декор-элементы для украшения коттеджа – об этом пошагово в видеофильме.

    • При поддержке СИБУРа состоялась I практическая конференция «Полимеры в теплоизоляции»

      27 мая в Москве состоялась I практическая конференция «Полимеры в теплоизоляции», организованная информационно-аналитическим центром Rupec и журналом «Нефтегазовая вертикаль» при поддержке СИБУРа. Главными темами конференции стали тенденции в области нормативной…

    • Справочник – вес, диаметр, ширина чёрного металлопроката (арматура, уголок, швеллер, двутавр, трубы)

      1. Справочник: диаметр, вес погонного метра арматуры, сечение, класс стали

    • Системы «БОЛАРС ТВД-1» и «БОЛАРС ТВД-2» абсолютно пожаробезопасны!

      Системы «БОЛАРС ТВД-1» и «БОЛАРС ТВД-2» абсолютно пожаробезопасны!К такому выводу пришли специалисты, проведя огневые испытания на фасадных теплоизоляционных системах ТМ «БОЛАРС». Системам присвоен класс пожарной опасности К0 – самые безопасные. Огромную…

    Prev Next

    Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты. Коэффициент теплопроводности материалов

    Содержание   

    1 Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

    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.

    к меню ↑

    1.1 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.

    к меню ↑

    1.2 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.

    к меню ↑

    1.3 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.

    к меню ↑

    1.4 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.

    к меню ↑

    1.5 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 материала Коэффициент 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 каждого покупаемого материала.

    к меню ↑

    1.6 Таблица теплопроводности строительных материалов

    Стены, перекрытия, пол, делать можно из разных материалов, но так повелось, что теплопроводность строительных материалов обычно сравнивают с кирпичной кладкой. Этот материал знаю все, с ним проще проводить ассоциации. Наиболее популярны диаграммы, на которых наглядно продемонстрирована разница между различными материалами. Одна такая картинка есть в предыдущем пункте, вторая — сравнение кирпичной стены и стены из бревен — приведена ниже. Именно потому для стен из кирпича и другого материала с высокой теплопроводностью выбирают теплоизоляционные материалы. Чтобы было проще подбирать, теплопроводность основных строительных материалов сведена в таблицу.


    Сравнивают самые разные материалы

    Название материала, плотность Коэффициент теплопроводности
    в сухом состоянии при нормальной влажности при повышенной влажности
    ЦПР (цементно-песчаный раствор) 0,58 0,76 0,93
    Известково-песчаный раствор 0,47 0,7 0,81
    Гипсовая штукатурка 0,25
    Пенобетон, газобетон на цементе, 600 кг/м3 0,14 0,22 0,26
    Пенобетон, газобетон на цементе, 800 кг/м3 0,21 0,33 0,37
    Пенобетон, газобетон на цементе, 1000 кг/м3 0,29 0,38 0,43
    Пенобетон, газобетон на извести, 600 кг/м3 0,15 0,28 0,34
    Пенобетон, газобетон на извести, 800 кг/м3 0,23 0,39 0,45
    Пенобетон, газобетон на извести, 1000 кг/м3 0,31 0,48 0,55
    Оконное стекло 0,76
    Арболит 0,07-0,17
    Бетон с природным щебнем, 2400 кг/м3 1,51
    Легкий бетон с природной пемзой, 500-1200 кг/м3 0,15-0,44
    Бетон на гранулированных шлаках, 1200—1800 кг/м3 0,35-0,58
    Бетон на котельном шлаке, 1400 кг/м3 0,56
    Бетон на каменном щебне, 2200—2500 кг/м3 0,9-1,5
    Бетон на топливном шлаке, 1000—1800 кг/м3 0,3-0,7
    Керамическийй блок поризованный 0,2
    Вермикулитобетон, 300-800 кг/м3 0,08-0,21
    Керамзитобетон, 500 кг/м3 0,14
    Керамзитобетон, 600 кг/м3 0,16
    Керамзитобетон, 800 кг/м3 0,21
    Керамзитобетон, 1000 кг/м3 0,27
    Керамзитобетон, 1200 кг/м3 0,36
    Керамзитобетон, 1400 кг/м3 0,47
    Керамзитобетон, 1600 кг/м3 0,58
    Керамзитобетон, 1800 кг/м3 0,66
    ладка из керамического полнотелого кирпича на ЦПР 0,56 0,7 0,81
    Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1000 кг/м3) 0,35 0,47 0,52
    Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1300 кг/м3) 0,41 0,52 0,58
    Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1400 кг/м3) 0,47 0,58 0,64
    Кладка из полнотелого силикатного кирпича на ЦПР, 1000 кг/м3) 0,7 0,76 0,87
    Кладка из пустотелого силикатного кирпича на ЦПР, 11 пустот 0,64 0,7 0,81
    Кладка из пустотелого силикатного кирпича на ЦПР, 14 пустот 0,52 0,64 0,76
    Известняк 1400 кг/м3 0,49 0,56 0,58
    Известняк 1+600 кг/м3 0,58 0,73 0,81
    Известняк 1800 кг/м3 0,7 0,93 1,05
    Известняк 2000 кг/м3 0,93 1,16 1,28
    Песок строительный, 1600 кг/м3 0,35
    Гранит 3,49
    Мрамор 2,91
    Керамзит, гравий, 250 кг/м3 0,1 0,11 0,12
    Керамзит, гравий, 300 кг/м3 0,108 0,12 0,13
    Керамзит, гравий, 350 кг/м3 0,115-0,12 0,125 0,14
    Керамзит, гравий, 400 кг/м3 0,12 0,13 0,145
    Керамзит, гравий, 450 кг/м3 0,13 0,14 0,155
    Керамзит, гравий, 500 кг/м3 0,14 0,15 0,165
    Керамзит, гравий, 600 кг/м3 0,14 0,17 0,19
    Керамзит, гравий, 800 кг/м3 0,18
    Гипсовые плиты, 1100 кг/м3 0,35 0,50 0,56
    Гипсовые плиты, 1350 кг/м3 0,23 0,35 0,41
    Глина, 1600—2900 кг/м3 0,7-0,9
    Глина огнеупорная, 1800 кг/м3 1,4
    Керамзит, 200-800 кг/м3 0,1-0,18
    Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией, 800-1200 кг/м3 0,23-0,41
    Керамзитобетон, 500-1800 кг/м3 0,16-0,66
    Керамзитобетон на перлитовом песке, 800-1000 кг/м3 0,22-0,28
    Кирпич клинкерный, 1800 — 2000 кг/м3 0,8-0,16
    Кирпич облицовочный керамический, 1800 кг/м3 0,93
    Бутовая кладка средней плотности, 2000 кг/м3 1,35
    Листы гипсокартона, 800 кг/м3 0,15 0,19 0,21
    Листы гипсокартона, 1050 кг/м3 0,15 0,34 0,36
    Фанера клеенная 0,12 0,15 0,18
    ДВП, ДСП, 200 кг/м3 0,06 0,07 0,08
    ДВП, ДСП, 400 кг/м3 0,08 0,11 0,13
    ДВП, ДСП, 600 кг/м3 0,11 0,13 0,16
    ДВП, ДСП, 800 кг/м3 0,13 0,19 0,23
    ДВП, ДСП, 1000 кг/м3 0,15 0,23 0,29
    Линолеум ПВХ на теплоизолирующей основе, 1600 кг/м3 0,33
    Линолеум ПВХ на теплоизолирующей основе, 1800 кг/м3 0,38
    Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1400 кг/м3 0,2 0,29 0,29
    Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1600 кг/м3 0,29 0,35 0,35
    Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1800 кг/м3 0,35
    Листы асбоцементные плоские, 1600—1800 кг/м3 0,23-0,35
    Ковровое покрытие, 630 кг/м3 0,2
    Поликарбонат (листы), 1200 кг/м3 0,16
    Полистиролбетон, 200-500 кг/м3 0,075-0,085
    Ракушечник, 1000—1800 кг/м3 0,27-0,63
    Стеклопластик, 1800 кг/м3 0,23
    Черепица бетонная, 2100 кг/м3 1,1
    Черепица керамическая, 1900 кг/м3 0,85
    Черепица ПВХ, 2000 кг/м3 0,85
    Известковая штукатурка, 1600 кг/м3 0,7
    Штукатурка цементно-песчаная, 1800 кг/м3 1,2

    Древесина — один из строительных материалов с относительно невысокой теплопроводностью. В таблице даны ориентировочные данные по разным породам. При покупке обязательно смотрите плотность и коэффициент теплопроводности. Далеко не у всех они такие, как прописаны в нормативных документах.

    Наименование Коэффициент теплопроводности
    В сухом состоянии При нормальной влажности При повышенной влажности
    Сосна, ель поперек волокон 0,09 0,14 0,18
    Сосна, ель вдоль волокон 0,18 0,29 0,35
    Дуб вдоль волокон 0,23 0,35 0,41
    Дуб поперек волокон 0,10 0,18 0,23
    Пробковое дерево 0,035
    Береза 0,15
    Кедр 0,095
    Каучук натуральный 0,18
    Клен 0,19
    Липа (15% влажности) 0,15
    Лиственница 0,13
    Опилки 0,07-0,093
    Пакля 0,05
    Паркет дубовый 0,42
    Паркет штучный 0,23
    Паркет щитовой 0,17
    Пихта 0,1-0,26
    Тополь 0,17

    Металлы очень хорошо проводят тепло. Именно они часто являются мостиком холода в конструкции. И это тоже надо учитывать, исключать прямой контакт используя теплоизолирующие прослойки и прокладки, которые называются термическим разрывом. Теплопроводность металлов сведена в другую таблицу.

    Название Коэффициент теплопроводности Название Коэффициент теплопроводности
    Бронза 22-105 Алюминий 202-236
    Медь 282-390 Латунь 97-111
    Серебро 429 Железо 92
    Олово 67 Сталь 47
    Золото 318

    к меню ↑

    2 Особенности теплопроводности готового строения

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

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

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

    Утепление построек из бетона или камня повышает комфортные условия внутри здания

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

    к меню ↑

    2.1 Разновидности утепления конструкций

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

    Монтажные работы по утеплению каркасного сооружения требуют использования дополнительных конструктивных элементов

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

    Особенности монтажа теплоизолирующего материала с внутренней стороны

    к меню ↑

    3 Применение показателя теплопроводности на практике

    В строительстве все материалы условно подразделяются на теплоизоляционные и конструкционные. Конструкционное сырье отличается наибольшими показателями теплопроводности, но именно его применяют для постройки стен, перекрытий, прочих ограждений. Согласно таблице теплопроводности строительных материалов, при возведении стен из железобетона, для низкого теплообмена с окружающей средой толщина конструкции должна быть около 6 метров. В таком случае строение получится огромным, громоздким и потребует немалых затрат.

    Наглядный пример — при какой толщине различных материалов их коэффициент теплопроводности будет одинаковым

    Поэтому при возведении постройки следует отдельное внимание уделять дополнительным теплоизолирующим материалам. Слой теплоизоляции может не понадобиться только для построек из дерева или пенобетона, но даже при использовании подобного низкопроводного сырья толщина конструкции должна быть не менее 50 см.

    Нужно знать! У теплоизоляционных материалов значения показателя теплопроводности минимальны.

    к меню ↑

    3.1 Как рассчитать толщину стен

    Для того чтобы зимой в доме было тепло, а летом прохладно, необходимо чтобы ограждающие конструкции (стены, пол, потолок/кровля) должны иметь определенное тепловое сопротивление. Для каждого региона эта величина своя. Зависит она от средних температур и влажности в конкретной области.

    Для того чтобы счета за отопление не были слишком большими, подбирать строительные материалы и их толщину надо так, чтобы их суммарное тепловое сопротивление было не меньше указанного в таблице.

    Расчет толщины стены, толщины утеплителя, отделочных слоев

    Для современного строительства характерна ситуация, когда стена имеет несколько слоев. Кроме несущей конструкции есть утепление, отделочные материалы. Каждый из слоев имеет свою толщину. Как определить толщину утеплителя? Расчет несложен. Исходят из формулы:


    Формула расчета теплового сопротивления

    R — термическое сопротивление;

    p — толщина слоя в метрах;

    k — коэффициент теплопроводности.

    Предварительно надо определиться с материалами, которые вы будете использовать при строительстве. Причем, надо знать точно, какого вида будет материал стен, утепление, отделка и т.д. Ведь каждый из них вносит свою лепту в теплоизоляцию, и теплопроводность строительных материалов учитывается в расчете.

    Сначала считается термическое сопротивление конструкционного материала (из которого будет строится стена, перекрытие и т.д.), затем «по остаточному» принципу подбирается толщина выбранного утеплителя. Можно еще принять в расчет теплоизоляционных характеристики отделочных материалов, но обычно они идут «плюсом» к основным. Так закладывается определенный запас «на всякий случай». Этот запас позволяет экономить на отоплении, что впоследствии положительно сказывается на бюджете.

    Пример расчета толщины утеплителя

    Разберем на примере. Собираемся строить стену из кирпича — в полтора кирпича, утеплять будем минеральной ватой. По таблице тепловое сопротивление стен для региона должно быть не меньше 3,5. Расчет для этой ситуации приведен ниже.

    1. Для начала просчитаем тепловое сопротивление стены из кирпича. Полтора кирпича это 38 см или 0,38 метра, коэффициент теплопроводности кладки из кирпича 0,56. Считаем по приведенной выше формуле: 0,38/0,56 = 0,68. Такое тепловое сопротивление имеет стена в 1,5  кирпича.
    2. Эту величину отнимаем от общего теплового сопротивления для региона: 3,5-0,68 = 2,82. Эту величину необходимо «добрать» теплоизоляцией и отделочными материалами.


      Рассчитывать придется все ограждающие конструкции

    3. Считаем толщину минеральной ваты. Ее коэффициент теплопроводности 0,045. Толщина слоя будет: 2,82*0,045 = 0,1269 м или 12,7 см. То есть, чтобы обеспечить требуемый уровень утепления, толщина слоя минеральной ваты должна быть не меньше 13 см.

    Если бюджет ограничен, минеральной ваты можно взять 10 см, а недостающее покроется отделочными материалами. Они ведь будут изнутри и снаружи. Но, если хотите, чтобы счета за отопление были минимальными, лучше отделку пускать «плюсом» к расчетной величине. Это ваш запас на время самых низких температур, так как нормы теплового сопротивления для ограждающих конструкций считаются по средней температуре за несколько лет, а зимы бывают аномально холодными. Потому теплопроводность строительных материалов, используемых для отделки просто не принимают во внимание.

    к меню ↑

    4 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 100×100 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.

    к меню ↑

    4.1 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.

    к меню ↑

    4.2 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.

    к меню ↑

    4.3 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.

    к меню ↑

    4.4 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.

    к меню ↑

    5 Коэффициент теплопроводности материалов

    Ниже в таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов применяемых в строительстве.

    Материал Коэфф. тепл. Вт/(м2*К)
    Алебастровые плиты 0,470
    Алюминий 230,0
    Асбест (шифер) 0,350
    Асбест волокнистый 0,150
    Асбестоцемент 1,760
    Асбоцементные плиты 0,350
    Асфальт 0,720
    Асфальт в полах 0,800
    Бакелит 0,230
    Бетон на каменном щебне 1,300
    Бетон на песке 0,700
    Бетон пористый 1,400
    Бетон сплошной 1,750
    Бетон термоизоляционный 0,180
    Битум 0,470
    Бумага 0,140
    Вата минеральная легкая 0,045
    Вата минеральная тяжелая 0,055
    Вата хлопковая 0,055
    Вермикулитовые листы 0,100
    Войлок шерстяной 0,045
    Гипс строительный 0,350
    Глинозем 2,330
    Гравий (наполнитель) 0,930
    Гранит, базальт 3,500
    Грунт 10% воды 1,750
    Грунт 20% воды 2,100
    Грунт песчаный 1,160
    Грунт сухой 0,400
    Грунт утрамбованный 1,050
    Гудрон 0,300
    Древесина — доски 0,150
    Древесина — фанера 0,150
    Древесина твердых пород 0,200
    Древесно-стружечная плита ДСП 0,200
    Дюралюминий 160,0
    Железобетон 1,700
    Зола древесная 0,150
    Известняк 1,700
    Известь-песок раствор 0,870
    Ипорка (вспененная смола) 0,038
    Камень 1,400
    Картон строительный многослойный 0,130
    Каучук вспененный 0,030
    Каучук натуральный 0,042
    Каучук фторированный 0,055
    Керамзитобетон 0,200
    Кирпич кремнеземный 0,150
    Кирпич пустотелый 0,440
    Кирпич силикатный 0,810
    Кирпич сплошной 0,670
    Кирпич шлаковый 0,580
    Кремнезистые плиты 0,070
    Латунь 110,0
    Лед 0°С 2,210
    Лед -20°С 2,440
    Липа, береза, клен, дуб (15% влажности) 0,150
    Медь 380,0
    Мипора 0,085
    Опилки — засыпка 0,095
    Опилки древесные сухие 0,065
    ПВХ 0,190
    Пенобетон 0,300
    Пенопласт ПС-1 0,037
    Пенопласт ПС-4 0,040
    Пенопласт ПХВ-1 0,050
    Пенопласт резопен ФРП 0,045
    Пенополистирол ПС-Б 0,040
    Пенополистирол ПС-БС 0,040
    Пенополиуретановые листы 0,035
    Пенополиуретановые панели 0,025
    Пеностекло легкое 0,060
    Пеностекло тяжелое 0,080
    Пергамин 0,170
    Перлит 0,050
    Перлито-цементные плиты 0,080
    Песок 0% влажности 0,330
    Песок 10% влажности 0,970
    Песок 20% влажности 1,330
    Песчаник обожженный 1,500
    Плитка облицовочная 1,050
    Плитка термоизоляционная ПМТБ-2 0,036
    Полистирол 0,082
    Поролон 0,040
    Портландцемент раствор 0,470
    Пробковая плита 0,043
    Пробковые листы легкие 0,035
    Пробковые листы тяжелые 0,050
    Резина 0,150
    Рубероид 0,170
    Сланец 2,100
    Снег 1,500
    Сосна обыкновенная, ель, пихта (450…550 кг/куб.м, 15% влажности) 0,150
    Сосна смолистая (600…750 кг/куб.м, 15% влажности) 0,230
    Сталь 52,0
    Стекло 1,150
    Стекловата 0,050
    Стекловолокно 0,036
    Стеклотекстолит 0,300
    Стружки — набивка 0,120
    Тефлон 0,250
    Толь бумажный 0,230
    Цементные плиты 1,920
    Цемент-песок раствор 1,200
    Чугун 56,0
    Шлак гранулированный 0,150
    Шлак котельный 0,290
    Шлакобетон 0,600
    Штукатурка сухая 0,210
    Штукатурка цементная 0,900
    Эбонит 0,160

    к меню ↑

    5.1 Таблица теплопроводности кирпича

    Как уже успели убедиться, кирпич – не самый «тёплый» стеновой материал. По теплоэффективности он отстаёт от дерева, пенобетона и керамзита. Но при грамотном утеплении из него получаются уютные и тёплые дома.

    Сравнение теплопроводности строительных материалов по толщине (кирпич и пенобетон)

    Но не все виды кирпича имеют одинаковый коэффициент теплопроводности (λ). Например, у клинкерного он самый большой – 0,4−0,9 Вт/(м·К). Поэтому строить из него что-то нецелесообразно. Чаще всего его применяют при дорожных работах и укладке пола в технических зданиях. Самый малый коэффициент подобной характеристики у так называемой теплокерамики – всего 0,11 Вт/(м·К). Но подобное изделие также отличается и большой хрупкостью, что максимально минимизирует область его применения.

    Неплохое соответствие прочности и теплоэффективности у силикатных кирпичей. Но кладка из них также нуждается в дополнительном утеплении, и в зависимости от региона строительства, возможно, ещё и в утолщении стены. Ниже приведена сравнительная таблица значений проводимости тепла различными видами кирпичей.

    к меню ↑

    5.2 Таблица теплопроводности металлов

    Теплопроводность металлов не менее важна в строительстве, например, при выборе радиаторов отопления. Также без подобных значений не обойтись при сварке ответственных конструкций, производстве полупроводников и различных изоляторов. Ниже приведены сравнительные таблицы проводимости тепла различных металлов.

    к меню ↑

    5.3 Таблица теплопроводности дерева

    Древесина в строительстве негласно относится к элитным материалам для возведения домов. И это не только из-за экологичности и высокой стоимости. Самые низкие коэффициенты теплопроводности у дерева. При этом подобные значения напрямую зависят от породы. Самый низкий коэффициент среди строительных пород имеет кедр (всего 0,095 Вт/(м∙С)) и пробка. Из последней строить дома очень дорого и проблемно. Но зато пробка для покрытия пола ценится из-за своей невысокой проводимости тепла и хороших звукоизоляционных качеств. Ниже представлены таблицы теплопроводности и прочности различных пород.

    к меню ↑

    5.4 Таблица проводимости тепла бетонов

    Бетон в различных его вариациях является самым распространённым строительным материалом на сегодня, хотя и не является самым «тёплым». В строительстве различают конструкционные и теплоизоляционные бетоны. Из первых возводят фундаменты и ответственные узлы зданий с последующим утеплением, из вторых строят стены. В зависимости от региона к таковым либо применяется дополнительное утепление, либо нет.

    Сравнительная таблица теплоизоляционных бетонов и теплопроводности различных стеновых материалов

    Наиболее «тёплым» и прочным считает газобетон. Хотя это не совсем так. Если сравнивать структуру пеноблоков и газобетона, можно увидеть существенные различия. У первых поры замкнутые, когда же у газосиликатов большинство их открытые, как бы «рваные». Именно поэтому в ветреную погоду неутеплённый дом из газоблоков очень холодный. Эта же причина делает подобный лёгкий бетон более подверженным к воздействиям влаги.

    к меню ↑

    5.5 Какой коэффициент теплопроводности у воздушной прослойки

    В строительстве зачастую используют воздушные ветронепродуваемые прослойки, которые только увеличивают проводимость тепла всего здания. Также подобные продухи необходимы для вывода влаги наружу

    Особое внимание проектированию подобных прослоек уделяется в пенобетонных зданиях различного назначения. У подобных прослоек также есть свой коэффициент теплопроводности в зависимости от их толщины

    к меню ↑

    6 Теплотехнический расчет стен из различных материалов

    Среди многообразия материалов для строительства несущих стен порой стоит тяжелый выбор.

    Сравнивая между собой различные варианты, одним из немаловажных критериев на который нужно обратить внимание является «теплота» материала. Способность материала не выпускать тепло наружу повлияет на комфорт в помещениях дома и на затраты на отопление. Второе становится особенно актуальным при отсутствии подведенного к дому газа

    Способность материала не выпускать тепло наружу повлияет на комфорт в помещениях дома и на затраты на отопление. Второе становится особенно актуальным при отсутствии подведенного к дому газа.

    Теплозащитные свойства строительных конструкций характеризует такой параметр, как сопротивление теплопередаче (Ro, м²·°C/Вт).

    Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003), при строительстве в Самарской области, нормируемое значение сопротивления теплопередачи для наружных стен составляет Ro.норм = 3,19 м²·°C/Вт. Однако, при условии, что проектный удельный расход тепловой энергии на отопление здания ниже нормативного, допускается снижение величины сопротивления теплопередачи, но не менее допустимого значения Ro.тр =0,63·Ro.норм = 2,01 м²·°C/Вт.

    В зависимости от используемого материала, для достижения нормативных значений, необходимо выбирать определенную толщину однослойной или конструкцию многослойной стены. Ниже представлены расчеты сопротивления теплопередаче наиболее популярных вариантов конструкций наружных стен.

    к меню ↑

    6.1 Расчет необходимой толщины однослойной стены

    В таблице ниже определена толщина однослойной наружной стены дома, удовлетворяющая требованиям норм по теплозащите.

    к меню ↑

    6.2 Стена из газобетонного блока

    1 Газобетонный блок D600 (400 мм) 2,89 Вт/м·°C
    2 Газобетонный блок D600 (300 мм) + утеплитель (100 мм) 4,59 Вт/м·°C
    3 Газобетонный блок D600 (400 мм) + утеплитель (100 мм) 5,26 Вт/м·°C
    4 Газобетонный блок D600 (300 мм) + вентилируемый воздушный зазор (30 мм) + облицовочный кирпич (120 мм) 2,20 Вт/м·°C
    5 Газобетонный блок D600 (400 мм) + вентилируемый воздушный зазор (30 мм) + облицовочный кирпич (120 мм) 2,88 Вт/м·°C

    к меню ↑

    6.3 Стена из керамзитобетонного блока

    1 Керамзитобетонный блок (400 мм) + утеплитель (100 мм) 3,24 Вт/м·°C
    2 Керамзитобетонный блок (400 мм) + замкнутый воздушный зазор (30 мм) + облицовочный кирпич (120 мм) 1,38 Вт/м·°C
    3 Керамзитобетонный блок (400 мм) + утеплитель (100 мм) + вентилируемый воздушный зазор (30 мм) + облицовочный кирпич (120 мм) 3,21 Вт/м·°C

    к меню ↑

    6.4 Стена из керамического блока

    1 Керамический блок (510 мм) 3,20 Вт/м·°C
    2 Керамический блок тёплый (380 мм) 3,18 Вт/м·°C
    3 Керамический блок (510 мм) + утеплитель (100 мм) 4,81 Вт/м·°C
    4 Керамический блок (380 мм) + замкнутый воздушный зазор (30 мм) + облицовочный кирпич (120 мм) 2,62 Вт/м·°C

    к меню ↑

    6.5 Стена из силикатного кирпича

    1 Кирпич (380 мм) + утеплитель (100 мм) 3,07 Вт/м·°C
    2 Кирпич (510 мм) + замкнутый воздушный зазор (30 мм) + облицовочный кирпич (120 мм) 1,38 Вт/м·°C
    3 Кирпич (380 мм) + утеплитель (100 мм) + вентилируемый воздушный зазор (30 мм) + облицовочный кирпич (120 мм) 3,05 Вт/м·°C

    к меню ↑

    7 Факторы, влияющие на физическую величину

    Способность проводить тепло зависит от ряда факторов, включая температуру, структуру и электрические свойства вещества.

    к меню ↑

    7.1 Температура материала


    Влияние температуры на способность проводить тепло различается для металлов и неметаллов. В металлах проводимость главным образом связана со свободными электронами. Согласно закону Видемана—Франца теплопроводность металла пропорциональна произведению абсолютной температуры, выраженной в Кельвинах, на его электропроводность. В чистых металлах с увеличением температуры уменьшается электропроводность, поэтому теплопроводность остается приблизительно постоянной величиной. В случае сплавов электропроводность мало изменяется с ростом температуры, поэтому теплопроводность сплавов растет пропорционально температуре.

    С другой стороны, передача тепла в неметаллах главным образом связана с колебаниями решетки и обмене решеточными фононами. За исключением кристаллов высокого качества и низких температур, путь пробега фононов в решетке значительно не уменьшается при высоких температурах, поэтому и теплопроводность остается постоянной величиной во всем температурном диапазоне, то есть является незначительной. При температурах ниже температуры Дебая способность неметаллов проводить тепло, наряду с их теплоемкостью, значительно уменьшается.

    к меню ↑

    7.2 Фазовые переходы и структура

    Когда материал испытывает фазовый переход первого рода, например, из твердого состояния в жидкое или из жидкого в газ, то его теплопроводность может измениться. Ярким примером такого изменения является разница этой физической величины для льда (2,18 Вт/(м*К) и воды (0,90 Вт/(м*К).

    Изменения кристаллической структуры материалов также влияют на теплопроводность, что объясняется анизотропными свойствами различных аллотропных модификаций вещества одного и того же состава. Анизотропия влияет на различную интенсивность рассеивания решеточных фононов, основных переносчиков тепла в неметаллах, и в различных направлениях в кристалле. Здесь ярким примером является сапфир, проводимость которого изменяется от 32 до 35 Вт/(м*К) в зависимости от направления.

    к меню ↑

    7.3 Электрическая проводимость

    Теплопроводность в металлах изменяется вместе с электропроводностью согласно закону Видемана—Франца. Это связано с тем, что валентные электроны, свободно перемещаясь по кристаллической решетке металла, переносят не только электрическую, но и тепловую энергию. Для других материалов корреляция между этими типами проводимости не является ярко выраженной, ввиду незначительного вклада электронной составляющей в теплопроводность (в неметаллах основную роль в механизме передачи тепла играют решеточные фононы).

    к меню ↑

    7.4 Процесс конвекции

    Воздух и другие газы являются, как правило, хорошими теплоизоляторами при отсутствии процесса конвекции. На этом принципе основана работа многих теплоизолирующих материалов, содержащих большое количество небольших пустот и пор. Такая структура не позволяет конвекции распространяться на большие расстояния. Примерами таких материалов, полученных человеком, являются полистирен и силицидный аэрогель. В природе на том же принципе работают такие теплоизоляторы, как шкура животных и оперение птиц.

    Легкие газы, например, водород и гель, имеют высокие значения теплопроводности, а тяжелые газы, например, аргон, ксенон и радон, являются плохими проводниками тепла. Например, аргон, инертный газ, который тяжелее воздуха, часто используется в качестве теплоизолирующего газового наполнителя в двойных окнах и в электрических лампочках. Исключением является гексафторид серы (элегаз), который является тяжелым газом и обладает относительно высокой теплопроводностью, ввиду его большой теплоемкости.

    Источники

    • https://stroychik.ru/strojmaterialy-i-tehnologii/teploprovodnost-stroitelnyh-materialov
    • https://akak7.ru/koefficient-teploprovodnosti-stroitelnyx-materialov-chto-eto-takoe-tablica-znachenij.html
    • https://kachestvolife.club/otoplenie/koefficienty-teploprovodnosti-stroitel-nyh-materialov-v-tablicah
    • http://remoo.ru/materialy/osnovnaya-tablitsa-teploprovodnosti-stroitelnyih-materialov
    • https://www.econel.ru/teploprovodnost/
    • https://1-teplodom.ru/sravnitelnaa-tablica-teploprovodnosti-sovremennyh-stroitelnyh-materialov/
    • https://paes250.ru/rabota-so-stalyu/teploprovodnost-nerzhavejki.html

    [свернуть]

    Полный коэффициент теплообмена. Тепловое и термическое сопротивление.

    Полный коэффициент теплообмена. Тепловое и термическое сопротивление.

    Полный коэффициент теплообмена для стен или теплообменников может быть вычислен как:

    1 / U A = 1 / h1 A1 + dxw / k A + 1 / h2 A2         (1)

    где

    U = полный коэффициент теплообмена (Вт/м2К)

    A = площадь поверхности теплообмена для каждой из сторон(м2)

    k = теплопроводность материала (Вт/мК)

    h = коэффициент теплообмена для каждого рабочей среды(Вт/м2К)

    dxw = толщина стенки (м)

    Теплопроводность – k – для нескольких материалов: .

    • ПП-Полипропилен – 0.12 Вт/мК
    • Нержавеющая стальl – 21 Вт/мК
    • Алюминий – 221 Вт/мК

    Коэффициент  теплообменаhзависит от

    • разновидности рабочей среды – газ или жикость
    • свойств потока, таких как скорость, например
    • другие температурные и поточные свойства

    Коэффициент теплообмена для нескольких распространенных рабочих сред:

    • Воздух – 10 to 100 Вт/м2К
    • Вода – 500 to 10 000 Вт/м2К

    Тепловое сопротивление (термическое)

    Полный коэффициент теплообмена также может быть вычислен с помощью оценки теплового сопротивления (термического). Стена разбивается на зоны с разным тепловым (термическим)  сопротивлением, где

    • теплообмен между 1й рабочей средой и стенкой описывается одним коэффициентом теплового (термического) сопротивления
    • теплообмен через стенку описывается вторым коэффициентом
    • обмен между стенкой и второй рабочей средой описывается третьим коэффициентом

    Покрытие поверхности или слои сгоревших продуктов дают дополнительное тепловое (термическое) сопротивление стенке, снижая при этом полный коэффициент теплообмена.

    Общая формула:

    Rt=(T2-T1)/P

    где:

    • Rt — тепловое (термическое) сопротивление на участке тепловой цепи, K / Вт
    • T2 — температура начала участка, K
    • T1 — температура конца участка, K
    • P — тепловой поток, протекающий через участок цепи, Вт

    Пример – Теплообмен в теплообменнике

    Плоский теплообменник передает тепло от рабочей среды A к рабочей среде B. Толщина тонкой стенки 0.1 мм и материал либо ПП-Полипропилен,либо алюминий либо нержавеющая сталь.

    Рабочие тела А и В – воздух с коэффициентом теплообмена hair = 50 Вт/м2К.

    Полный коэффициент теплообмена U на единицу площади выражается как:

    U = 1 / (1 / hA + dxw / k + 1 / hB)         (1b)

    Используя данные ниже можно посчитать полный коэффициент теплообмена для:

    • ПП-Полипропилен : U = 24.5 Вт/м2К
    • Сталь : U = 25.0 Вт/м2К
    • Алюминий : U = 25.0 Вт/м2К

     

    как рассчитать? Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

    Общее понятие о теплопроводности и ее природа

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

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

    Коэффициент теплопроводности

    Наступила зима. В квартире батареи центрального отопления нагревают воздух. Почему же температура в комнатах повышается не до температуры батареи, а до меньшего уровня? Да потому, что тепло через стены уходит наружу, на улицу. Что это значит? Тепло — не какой-то физический объект. Но из жизненного опыта вы знаете, что горячее тело нагревает окружающие его холодные тела (а холодное — остужает горячие), и удобно считать, что при этом от горячих тел к холодным передаётся тепло.

    Как тепло распространяется в одном теле, от уже нагретых частей к более холодным? Разные материалы проводят тепло по-разному — одни хуже, другие лучше. Поэтому у каждого материала есть свой коэффициент теплопроводности k, равный количеству тепла, которое за 1 секунду проходит через стену из этого материала площадью 1 кв. метр и толщиной 1 метр при разности температур 1 градус.

    Понятно, что через стену в два раза большей площади проходит в два раза большее количество тепла, а через стену удвоенной толщины — вдвое меньшее (подумайте, почему?). А ещё оказывается, что чем больше разность температур, тем быстрее передаётся тепло.

    Количество тепла, как и любой энергии, измеряют в джоулях (Дж). Например, чтобы вскипятить 1 литр воды комнатной температуры, необходимо «передать воде» 350 000 Дж = 350 кДж. А скорость передачи тепла измеряют в ваттах (Вт). Передача 1 Дж тепла за 1 с соответствует 1 Вт. Например, мощность чайника примерно равна 2 кВт = 2000 Вт.

    У силикатного (или белого) кирпича k = 0,81 (далее эту размерность будем опускать), то есть, например, для квадратного метра кирпичной стены толщиной 50 см потери тепла на 1 градус разницы температур составят 1,62 джоуля в секунду (или 1,62 ватта). У дерева k = 0,2, и потому при той же толщине стен деревянный дом теплее кирпичного в 4 раза. В частности, поэтому кирпичные стены делают толще деревянных. А у бетона k = 1,75, и панельный дом, построенный из бетонных плит, получается вдвое холоднее кирпичного с той же толщиной стен. Стены можно утеплять пенопластом — его коэффициент 0,04. Вспомним детский стишок:

    Ох, беда, беда, беда,
    Наступили холода.
    На стекле горюет муха:
    «Выпал снег белее пуха!
    Если бы мне валенки,
    Пусть подшиты, стареньки,
    Да суконные штаны —
    Дожила бы до весны!»

    Дело в том, что у шерстяного войлока (то есть у тех же валенок) k = 0,045. Зимой в валенках намного теплее, чем в кожаных ботинках. Конечно, валенки ноги не греют, а лишь препятствуют большим потерям тепла.

    У хлопковой ваты k = 0,055. Потому испокон веков ватные халаты защищали жителей Средней Азии от нестерпимой летней жары. Температура тела человека 36,7°C, температура воздуха 40–45°C. В этом случае ватный халат в минимальной степени способствует подводу тепла к телу, предохраняя человека от перегрева. Точно так же меховые рукавицы защищают руки кузнеца, держащего раскалённую заготовку.

    У минеральной ваты k = 0,045–0,055. Её используют для термоизоляции труб отопления.

    Газы — плохие проводники тепла, у них коэффициент теплопроводности мал, например у воздуха k = 0,022. Поэтому оконные рамы делали двойными, и в современных стеклопакетах тоже есть воздух между стёклами: можно сказать, что тепло в доме сохраняет не стекло, а воздух внутри рамы. Но газы могут передавать тепло конвекцией, то есть перемешиваться. По этой причине особенно хорошими теплоизоляционными свойствами обладают пористые материалы — поры в них препятствуют конвекции.

    Многие птицы зимой во время сильных морозов зарываются в снег. Рыхлый снег почти не проводит тепло и сохраняет примерно одинаковую температуру даже при сильных ночных заморозках. Так спасаться от морозов, да и от хищников, научились глухари, тетерева, куропатки, рябчики. Птицы способны проводить под снегом без движения несколько дней, при этом их потери энергии минимальны. Да и медведи спят в берлогах, занесённых снегом, словно тёплым одеялом.

    Среди металлов рекордсменом по теплопроводности можно считать серебро — у него k = 430. У железа k = 92. Если серебряную ложку опустить в кипяток, то удержать её в руках, пожалуй, не удастся: она очень быстро станет нестерпимо горячей. Металлы очень хорошо проводят тепло (гораздо лучше неметаллов), потому что в них есть свободные электроны, которые быстро перемещаются и переносят тепло.

    Возвращаясь к тёплой одежде, скажем, что она не греет, а препятствует потерям тепла. Теперь вы легко объясните, какую одежду мы называем холодной.

    Напоследок — две задачи.

    1. В некоторых современных квартирах делают тёплые полы. Для этого вдоль всего пола прокладывают нагревательные элементы, питающиеся электричеством. А в новых вагонах московского метро появились «тёплые поручни», которые не требуют электропитания. Можете догадаться, как они устроены?

    2. Эта задача очень старая. Два полярника вышли из палатки на лёд. Падающий сверху снег на комбинезоне одного потихоньку таял, а у другого — нет, делая человека похожим на снеговика. У кого одежда теплее?

    Ответы

    1. «Тёплые поручни» — это обычные никелированные поручни, покрытые тонким слоем пластика. Пластик плохо проводит тепло, и поэтому тепло от человеческих рук не распространяется вдоль такого поручня. Это создаёт ощущение, что поручень тёплый.

    2. Если снежинки на комбинезоне тают, то температура на его поверхности плюсовая. Стало быть, такой комбинезон плохо сохраняет тепло человеческого тела и отводит его в окружающую среду. Теплее одежда у того полярника, который похож на снеговика.

    Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

    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.

    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

    Теплопроводность строительных материалов

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

    Теплопроводность твердых тел

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

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

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

    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.

    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.

    Коэффициент теплопроводности строительных материалов – таблицы

    Теплоизоляционные свойства материалов прекрасно демонстрируют сводные таблицы, в которых представлены нормативные показатели.


    Таблица коэффициентов теплоотдачи материалов. Часть 1
    Проводимость тепла материалов. Часть 2
    Таблица теплопроводности изоляционных материалов для бетонных полов

    Но эти таблицы теплопроводности материалов и утеплителей учли далеко не все значения. Рассмотрим подробнее теплоотдачу основных строительных материалов.

    Какой коэффициент теплопроводности у воздушной прослойки

    В строительстве зачастую используют воздушные ветронепродуваемые прослойки, которые только увеличивают проводимость тепла всего здания. Также подобные продухи необходимы для вывода влаги наружу. Особое внимание проектированию подобных прослоек уделяется в пенобетонных зданиях различного назначения. У подобных прослоек также есть свой коэффициент теплопроводности в зависимости от их толщины.


    Таблица проводимости тепла воздушных прослоек

    Способы передачи тепловой энергии

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

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

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

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

    Термическое сопротивление

    Любая стена, дверь, окно служит для ограждения от внешних природных воздействий. Они способны в разной степени защитить жилище от холодов, так как коэффициент проводимости у них отличается. Для каждого ограждения коэффициент рассчитываться должен по-разному. Точно так же ведется расчет для внутренних перегородок, стен, дверей, неотапливаемых частей дома.

    Если в здании имеются части, которые не протапливаются, необходимо утеплять стены между ними и другими помещениями так же качественно, как и внешние. Воздух – плохой переносчик тепла, потому что там частицы находятся на значительном отдалении друг от друга. Выходит, что если изолировать некоторые воздушные массы герметично, получится неплохая изоляция от холода. Для уточнения данных производится расчет приведенного сопротивления. Данные показывают, насколько хорошо утеплено жилище, нет ли необходимости в дополнительном утеплении.


    Современные материалы

    В старых домах делали всегда по две рамы, чтобы между ними находилось некоторое количество воздушных масс. Теперь по такому же принципу делаются стеклопакеты, но воздух между стеклами откачивается полностью, чтобы частиц, проводящих тепло, вообще не было. Термическое сопротивление в них значительно превышает показатели старых окон. Входные двери делаются по такому же принципу. Стараются сделать небольшой коридор, предбанник, который сохранит тепло в доме.

    Если в жилище установить дополнительные резиновые уплотнители в несколько слоев, это позволит повысить теплоизоляционные свойства. Современные входные двери создаются многослойными, там помещается несколько разных слоев утеплительного материала. Конструкция становится практически герметичной, дополнительное утепление часто не требуется. Сопротивление теплопередаче стен обычно не такое хорошее, потому используются дополнительные материалы для утепления.

    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.

    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.

    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.

    Теплопроводность воздуха

    Воздух представляет собой смесь газов в различных пропорциях, каждый из которых обладает собственными теплофизическими характеристиками. Для удобства в расчётах вместо воздуха как смеси используют его модель как однородного газа. Основные газообразные компоненты воздуха:

    • кислород — 20,95% по объёму и 23,20% по весу;
    • азот — 78,09% и 75,47%, соответственно;
    • углекислый газ — 0,03% и 0,046%;
    • водород, аргон, криптон и другие газы в ничтожных количествах.

    С повышением температуры кинетическая энергия молекул атмосферных газов растет, они начинают двигаться с большей скоростью, расстояние между ними и их свободный пробег увеличиваются. Этот процесс заметен как понижение плотности воздуха. Вместе с разрежением растёт и сопротивление теплопередаче.

    Изменение теплопроводности смеси атмосферных газов — сложный процесс, зависящий от многих физических явлений, например, от влажности. Поэтому коэффициент теплопроводности воздуха при различных температурах — не расчётная величина, а усреднённый результат многочисленных экспериментов. Следует отметить, что для атмосферных колебаний давления изменениями λ можно пренебречь. Таблица коэффициентов теплопроводности воздуха в зависимости от значений температуры выглядит так:

    Температура, K λ, Вт/(м·град) Т λ Т λ Т λ
    90 0,0084 230 0,0204 370 0,0315 600 0,0469
    100 0,0093 240 0,0212 380 0,0323 650 0,0497
    110 0,0102 250 0,0221 390 0,0330 700 0,0524
    120 0,0111 260 0,0229 400 0,0338 750 0,0549
    130 0,0120 270 0,0238 420 0,0352 800 0,0573
    140 0,0129 280 0,0246 440 0,0366 850 0,0596
    150 0,0138 290 0,0254 460 0,0380 900 0,0620
    160 0,0147 300 0,0262 480 0,0394 950 0,0643
    170 0,0155 310 0,0269 500 0,0407 1000 0,0667
    180 0,0164 320 0,0277 520 0,0420 1050 0,0691
    190 0,0172 330 0,0285 540 0,0433 1100 0,0715
    200 0,0180 340 0,0292 560 0,0445 1150 0,0739
    210 0,0188 350 0,0300 580 0,0457 1200 0,0763
    220 0,0196 360 0,0308

    Эти данные точны для сухого газообразного воздуха в состоянии покоя при атмосферном давлении 1 бар при идеальных пропорциях составляющих его газов. На практике отклонения от табличных значений могут быть вызваны самыми разнообразными факторами.

    Например, наличие промышленных производств, выбрасывающих в атмосферу огромное количество химических и биологических микрочастиц (альдегиды, аммиак, оксиды, тяжёлые металлы), приводит к значительным загрязнениям атмосферы, а подобные примеси в больших количествах способны не только локально изменить теплопроводность воздуха, но и повлиять на глобальный теплообмен

    От чего зависят тепловые потери в доме

    Снижение температуры в помещениях провоцируют разные причины. Утечки тепла в большей или меньшей степени происходят через стены, потолок, пол. Это непрерывный и неизбежный процесс. Однако больше всего тепла теряется через оконные проемы. Если в холодный день приложить руку к обычному тонкому стеклопакету, можно почувствовать холод. Чем ниже температура стекла, тем выше теплопроводность пластиковых окон и интенсивнее процесс энергообмена между улицей и внутренними помещениями. В среднем через проемы теряется до 44% выработанного тепла.

    Именно поэтому огромное значение имеют виды комплектующих для сборки оконных и дверных блоков. От них зависит класс сопротивления теплопередаче окон, напрямую влияющий на потери энергии. Поддерживать температуру в комнатах в диапазоне 20-24°C будет значительно проще и дешевле, если правильно выбрать профили, фурнитуру и стеклопакеты. Упрощают задачу строительные нормативы. С 2003 года в процессе составления проектов и при возведении жилых объектов требуется придерживаться положений из СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Эти положения дополнены законом № 261-ФЗ, который ужесточил требования к энергосбережению блоков из профильных систем.

    Теплопередача стеклопакета

    Так как световые проемы занимают до 70% общей площади профильной конструкции, они больше всего влияют на энергоэффективность. Сопротивление теплопередаче стеклопакетов можно считать ключевым параметром при поиске подходящих окон. Этот показатель помогает оценить возможные теплопотери. Если створки и рамы собрать из 6-камерных энергоэффективных профилей нового поколения, а в световых проемах установить базовые однокамерные стеклопакеты толщиной 16-20 мм, окна будут пропускать холод и окажутся непригодными для эксплуатации в центральных, западных и северных регионах.
    Чтобы понизить коэффициент теплопередачи стеклопакета, невозможно бесконечно увеличивать его толщину. Количество камер тоже ограничено. Поэтому для уменьшения утечек тепла была разработаны технологии, которые позволили существенно улучшить энергоэффективность стеклопакетов:

    1. Закачка во внутренние камеры инертного газа – этот метод помогает снизить конвекцию.
    2. Нанесение на внутреннюю сторону одного из стекол специального металлизированного слоя, который пропускает свет и отражает инфракрасные окна.
    3. Оснащение стеклопакетов невидимыми нагревательными элементами, выполняющими функцию тепловой завесы.

    На текущий момент производители активнее всего применяют 2 вариант. Селективные энергосберегающие стеклопакеты в буквальном смысле удерживают тепло внутри помещений и сокращают расходы на их обогрев. Однокамерная модель этого класса способна заменить тяжелый 2-камерный стеклопакет толщиной 40 мм. Подробнее о них можно узнать из тематической статьи на ОкнаТрейд. Также эффективно комбинированное применение инертного газа и селективного слоя.

    Коэффициент сопротивления теплопередачи стеклопакетов

    Чем выше приведенное сопротивление теплопередаче стеклопакета, тем теплее окно. Эту физическую величину рассчитывают по формуле:

    Ro=1/k, где k – коэффициент теплопроводности, которым пользуются в странах со стандартами DIN.

    В России выбрали обратную величину, поскольку она интуитивно понятна нашим гражданам. Ведь с ростом Ro увеличивается энергоэффективность окна – от значения коэффициента зависит, сколько тепла пройдет при определенной разнице температур через 1 м² стеклопакета. Производители при изготовлении продукции должны ориентироваться на сопротивление теплопередачи стеклопакета, ГОСТ допускает диапазон Ro от 0,3 до 0,8 м²×°C/Вт.

    КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ

    Вопросы передачи теплоты, или теплового обмена, являются основными вопросами отопительной техники. Необходимым условием теплообмена между телами или веществами является наличие разности температур. Чем больше эта разность, тем интенсивнее происходит теплообмен.

    Различают три вида передачи теплоты: а) теплопроводностью, или кондукцией; б) конвекцией, или переносом теплоты движущимися частицами вещества; в) лучеиспусканием, или радиацией.

    В большинстве случаев в различных тепловых процессах имеют место одновременно все три вида теплопередачи с преобладанием какого-либо из них.

    Передача теплоты теплопроводностью. Такая передача осуществляется при непосредственном соприкосновении каких-либо двух тел или веществ. Теплопередача происходит внутри самого тела или вещества, которое проводит теплоту. В отопительной технике теплопередача теплопроводностью играет большую роль.

    Теплопроводность обусловлена различием температур отдельных частей тела, поэтому можно считать, что распространение теплоты неразрывно связано с распределением температуры. Температурное поле, изменяющееся с течением времени, называют неустановившимся, или нестационарным. Если же температурное поле не меняется, его называют установившимся, или стационарным.

    Для характеристики процесса распространения теплоты вводят понятие о тепловом потоке. Тепловой поток Q — это количество теплоты W, Дж, проходящей за время т, с, через данную поверхность в направлении нормали к ней:

    Тепловой поток измеряют в ваттах (Вт).

    Если количество переданной теплоты W отнести к площади поверхности F и времени т, то получим величину

    которую называют плотностью теплового потока, или удельным тепловым потоком, и измеряют в Вт/м2.

    [spoiler title=”Источники”]

    • https://FB.ru/article/394480/chto-takoe-teploprovodnost-v-fizike
    • https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434822/Chto_takoe_teploprovodnost
    • https://stroychik.ru/strojmaterialy-i-tehnologii/teploprovodnost-stroitelnyh-materialov
    • https://svoydom.info/%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C-%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B2-%D1%82%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D1%86%D0%B0/
    • https://positroika-doma.ru/otoplenie/chto-takoe-teploprovodnost-stroitelnyh-materialov-tablitsa
    • https://homius.ru/tablitsa-teploprovodnosti-stroitelnyih-materialov.html
    • http://jsnip.ru/normy/soprotivlenie-teploperedache.html
    • https://akak7.ru/koefficient-teploprovodnosti-stroitelnyx-materialov-chto-eto-takoe-tablica-znachenij.html
    • https://sovet-ingenera.com/otoplenie/project/koefficient-teploprovodnosti.html
    • https://kaminguru.com/sistema-otoplenija/tablica-teploprovodnosti-vozduha.html
    • https://www.oknatrade.ru/help/soprotivlenie-teploperedache-vazhnaya-kharakteristika-okna/
    • https://vladyka23.ru/entsiklopediya/teploprovodnost.html

    [/spoiler]

    Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

    Таблица требуемых сопротивлений теплопередачи ограждающих стен жилых зданий для регионов России

    № п/п

    Город РФ

    Условия эксплуатации

    Градусосутки

    Требуемое термосопротивление Rоreq, м2·°С/Вт

    1

    Архангельск

    Б

    6170

    3,56

    2

    Астрахань

    А

    3540

    2,64

    3

    Анадырь

    Б

    9500

    4,72

    4

    Барнаул

    А

    6120

    3,54

    5

    Белгород

    А

    4180

    2,86

    6

    Благовещенск

    Б

    6670

    3,74

    7

    Брянск

    Б

    4570

    3,00

    8

    Волгоград

    А

    4350

    2,9

    9

    Вологда

    Б

    5570

    3,35

    10

    Воронеж

    А

    4530

    3,0

    11

    Владимир

    Б

    5000

    3,3

    12

    Владивосток

    Б

    4680

    3,04

    13

    Владикавказ

    А

    3410

    2,59

    14

    Грозный

    А

    3060

    2,47

    15

    Екатеринбург

    А

    6210

    3,57

    16

    Иваново

    Б

    5230

    3,23

    17

    Игарка

    Б

    9660

    4,78

    18

    Иркутск

    А

    6480

    3,79

    19

    Ижевск

    Б

    5680

    3,39

    20

    Йошкар-Ола

    Б

    5520

    3,33

    21

    Казань

    Б

    5420

    3,30

    22

    Калининград

    Б

    3650

    2,68

    23

    Калуга

    Б

    4810

    3,08

    24

    Кемерово

    А

    6540

    3,69

    25

    Вятка

    Б

    5870

    3,45

    26

    Кострома

    Б

    5300

    3,25

    27

    Краснодар

    А

    2680

    2,34

    28

    Красноярск

    А

    6340

    3,62

    29

    Курган

    А

    5980

    3,49

    30

    Курск

    Б

    4400

    2,95

    31

    Кызыл

    А

    7880

    4,16

    32

    Липецк

    А

    4730

    3,06

    33

    Магадан

    Б

    7800

    4,13

    34

    Махачкала

    А

    2560

    2,30

    35

    Москва

    Б

    5027

    3,16

    36

    Мурманск

    Б

    6380

    3,63

    37

    Нальчик

    А

    3260

    2,54

    38

    Нижний Новгород

    Б

    5180

    3,21

    39

    Новгород

    Б

    4930

    3,13

    40

    Новосибирск

    А

    6600

    3,71

    41

    Омск

    А

    6280

    3,60

    42

    Оренбург

    А

    5310

    3,26

    43

    Орел

    Б

    4650

    3,03

    44

    Пенза

    А

    5070

    3,17

    45

    Пермь

    Б

    5930

    3,48

    46

    Петрозаводск

    Б

    5540

    3,34

    47

    Петропавловск-Камчатский

    Б

    4760

    3,07

    48

    Псков

    Б

    4580

    3,0

    49

    Ростов-на-Дону

    А

    3520

    2,63

    50

    Рязань

    Б

    4890

    3,11

    51

    Самара

    Б

    5110

    3,19

    52

    Санкт-Петербург

    Б

    4800

    3,08

    53

    Саранск

    А

    5120

    3,19

    54

    Саратов

    А

    4760

    3,07

    55

    Салехард

    Б

    9170

    4,61

    56

    Смоленск

    Б

    4820

    3,09

    57

    Ставрополь

    А

    3210

    2,52

    58

    Сыктывкар

    Б

    6320

    3,61

    59

    Тамбов

    А

    4760

    3,07

    60

    Тверь

    Б

    5010

    3,15

    61

    Томск

    Б

    6700

    3,75

    62

    Тула

    Б

    4760

    3,07

    63

    Тюмень

    А

    6120

    3,54

    64

    Ульяновск

    А

    5380

    3,29

    65

    Улан-Удэ

    А

    7200

    3,92

    66

    Уфа

    А

    5520

    3,33

    67

    Хабаровск

    Б

    6180

    3,56

    68

    Ханты-Мансийск

    А

    7200

    3,92

    69

    Чебоксары

    Б

    5400

    3,29

    70

    Челябинск

    А

    5780

    3,43

    71

    Чита

    А

    7600

    4,06

    72

    Элиста

    А

    3670

    2,68

    73

    Южно-Сахалинск

    Б

    5590

    3,36

    74

    Якутск

    А

    10400

    5,04

    75

    Ярославль

    Б

    5300

    3,26

     

    Коэффициент теплопроводности материалов – Блог РемСтрой-Про

    Теплопроводность и коэффициент теплопроводности. Что это такое.

    Теплопроводность.

    Так что же такое теплопроводность? С точки зрения физики теплопроводность – это молекулярный перенос теплоты между непосредственно соприкасающимися телами или частицами одного тела с различной температурой, при котором происходит обмен энергией движения структурных частиц (молекул, атомов, свободных электронов).

    Можно сказать проще, теплопроводность – это способность материала проводить тепло. Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной. Передача тепла происходит за счет передачи энергии при столкновении молекул вещества. Происходит это до тех пор, пока температура внутри тела не станет одинаковой. Такой процесс может происходить в твердых, жидких и газообразных веществах.

    На практике, например в строительстве при теплоизоляции зданий, рассматривается другой аспект теплопроводности, связанный с передачей тепловой энергии. В качестве примера возьмем “абстрактный дом”. В “абстрактном доме” стоит нагреватель, который поддерживает внутри дома постоянную температуру, скажем, 25 °С. На улице температура тоже постоянная, например, 0 °С. Вполне понятно, что если выключить обогреватель, то через некоторое время в доме тоже будет 0 °С. Все тепло (тепловая энергия) через стены уйдет на улицу.

    Чтобы поддерживать температуру в доме 25 °С, нагреватель должен постоянно работать. Нагреватель постоянно создает тепло, которое постоянно уходит через стены на улицу.

    Коэффициент теплопроводности.

    Количество тепла, которое проходит через стены (а по научному – интенсивность теплопередачи за счет теплопроводности) зависит от разности температур (в доме и на улице), от площади стен и теплопроводности материала, из которого сделаны эти стены.

    Следует отметить, что значения коэффициента теплопроводности материалов указываются для толщины материала в 1 метр. Чтобы определить теплопроводность материала для любой другой толщины, надо коэффициент теплопроводности разделить на нужную толщину, выраженную в метрах.

    В строительных нормах и расчетах часто используется понятие “тепловое сопротивление материала”. Это величина обратная теплопроводности. Если, на пример, теплопроводность пенопласта толщиной 10 см – 0,37 Вт/(м2*К), то его тепловое сопротивление будет равно 1 / 0,37 Вт/(м2*К) = 2,7 (м2*К)/Вт.

    Коэффициент теплопроводности материалов.

    Ниже в таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов применяемых в строительстве.

    Источник: http://www.econel.ru/teploprovodnost/

    Коэффициент теплопроводности материалов

    Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

    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

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

    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.

    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 каждого покупаемого материала.

    Таблица теплопроводности строительных материалов

    Сравнивают самые разные материалы

    Древесина — один из строительных материалов с относительно невысокой теплопроводностью. В таблице даны ориентировочные данные по разным породам. При покупке обязательно смотрите плотность и коэффициент теплопроводности. Далеко не у всех они такие, как прописаны в нормативных документах.

    Металлы очень хорошо проводят тепло. Именно они часто являются мостиком холода в конструкции. И это тоже надо учитывать, исключать прямой контакт используя теплоизолирующие прослойки и прокладки, которые называются термическим разрывом. Теплопроводность металлов сведена в другую таблицу.

    Название Коэффициент теплопроводности Название Коэффициент теплопроводности
    Бронза 22-105 Алюминий 202-236
    Медь 282-390 Латунь 97-111
    Серебро 429 Железо 92
    Олово 67 Сталь 47
    Золото 318

    Как рассчитать толщину стен

    Для того чтобы зимой в доме было тепло, а летом прохладно, необходимо чтобы ограждающие конструкции (стены, пол, потолок/кровля) должны иметь определенное тепловое сопротивление. Для каждого региона эта величина своя. Зависит она от средних температур и влажности в конкретной области.

    Термическое сопротивление ограждающих
    конструкций для регионов России

    Для того чтобы счета за отопление не были слишком большими, подбирать строительные материалы и их толщину надо так, чтобы их суммарное тепловое сопротивление было не меньше указанного в таблице.

    Расчет толщины стены, толщины утеплителя, отделочных слоев

    Для современного строительства характерна ситуация, когда стена имеет несколько слоев. Кроме несущей конструкции есть утепление, отделочные материалы. Каждый из слоев имеет свою толщину. Как определить толщину утеплителя? Расчет несложен. Исходят из формулы:

    Формула расчета теплового сопротивления

    R — термическое сопротивление;

    p — толщина слоя в метрах;

    k — коэффициент теплопроводности.

    Предварительно надо определиться с материалами, которые вы будете использовать при строительстве. Причем, надо знать точно, какого вида будет материал стен, утепление, отделка и т.д. Ведь каждый из них вносит свою лепту в теплоизоляцию, и теплопроводность строительных материалов учитывается в расчете.

    Сначала считается термическое сопротивление конструкционного материала (из которого будет строится стена, перекрытие и т.д.), затем «по остаточному» принципу подбирается толщина выбранного утеплителя. Можно еще принять в расчет теплоизоляционных характеристики отделочных материалов, но обычно они идут «плюсом» к основным. Так закладывается определенный запас «на всякий случай». Этот запас позволяет экономить на отоплении, что впоследствии положительно сказывается на бюджете.

    Пример расчета толщины утеплителя

    Разберем на примере. Собираемся строить стену из кирпича — в полтора кирпича, утеплять будем минеральной ватой. По таблице тепловое сопротивление стен для региона должно быть не меньше 3,5. Расчет для этой ситуации приведен ниже.

    1. Для начала просчитаем тепловое сопротивление стены из кирпича. Полтора кирпича это 38 см или 0,38 метра, коэффициент теплопроводности кладки из кирпича 0,56. Считаем по приведенной выше формуле: 0,38/0,56 = 0,68. Такое тепловое сопротивление имеет стена в 1,5 кирпича.
    2. Эту величину отнимаем от общего теплового сопротивления для региона: 3,5-0,68 = 2,82. Эту величину необходимо «добрать» теплоизоляцией и отделочными материалами.

    Рассчитывать придется все ограждающие конструкции

    Источник: http://stroychik.ru/strojmaterialy-i-tehnologii/teploprovodnost-stroitelnyh-materialov

    Теплопроводность строительных материалов, их плотность и теплоемкость

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

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

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

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

    Источник: http://thermalinfo.ru/svojstva-materialov/strojmaterialy/teploprovodnost-stroitelnyh-materialov-ih-plotnost-i-teploemkost

    Теплопроводность строительных материалов — Таблица!

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

    Какая в строй-материалах теплопроводность.

    Коэффициент теплопроводности строительных материалов — таблица!

    Это количественное свойство веществ пропускать тепло, которое определяется коэффициентом. Этот показатель равен суммарному количеству тепла, которое проходит сквозь однородный материал, имеющий единицу длины, площади и времени при одинарной разнице в температурах.

    Система СИ преобразует эту величину в коэффициент теплопроводности, это в буквенном обозначении выглядит так – Вт/(м*К). Тепловая энергия распространяется по материалу посредством быстро движущихся нагретых частиц, которые при столкновении с медленными и холодными частицами передают им долю тепла.

    Чем лучше нагретые частицы будут защищены от холодных, тем лучше будет сохраняться накопленное тепло в материале.

    Таблица теплопроводности строительных материалов.

    Главной особенностью теплоизолирующих материалов и строительных деталей является внутренняя структура и коэффициент сжатия молекулярной основы сырья, из которого состоят материалы. Значения коэффициентов теплопроводности строительными материалами таблично описаны ниже.

    Расшифровка таблицы.

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

    Источник: http://domstrousam.ru/teploprovodnost-stroitelnyih-materialov-tablitsa/

    R-значения изоляции и других строительных материалов

    Далее в этой статье приведена таблица R-значений строительных материалов, но сначала мы должны быстро осветить некоторые основы R-значений, U-факторов и расчета теплового сопротивления.

    Что такое R-значения?

    В строительстве значение R – это мера способности материала сопротивляться тепловому потоку  с одной стороны на другую. Проще говоря, значения R измеряют эффективность изоляции, и чем выше число, тем эффективнее изоляция.

    Значения R являются аддитивными. Например, если у вас есть материал со значением R, равным 12, прикрепленным к другому материалу со значением R, равным 3, то оба материала вместе имеют значение R, равное 15.

    Значение R Единицы измерения

    Как мы уже говорили, значение R измеряет термическое сопротивление материала. Это также может быть выражено как разность температур, которая заставит одну единицу тепла пройти через одну единицу площади за определенный период времени.

    Уравнение R-значения (британские единицы)
    Уравнение R-значения (единицы СИ)

    Приведенные выше два уравнения используются для расчета R-коэффициента материала.Имейте в виду, что из-за единиц измерения имперское значение R будет немного меньше, чем значение SI R, поэтому важно определить единицы, используемые при работе на международном уровне. В приведенных ниже таблицах используются британские единицы, поскольку наш веб-сайт ориентирован на рынок Северной Америки.

    Что такое U-факторы?

    Для многих программ моделирования энергопотребления и кодовых расчетов требуются U-факторы (иногда называемые U-значениями) сборок. U-фактор — это коэффициент теплопередачи, который просто означает, что он является мерой способности сборки передавать тепловой энергии по своей толщине.U-фактор сборки является обратной величиной общего R-значения сборки. Уравнение показано ниже.

    Уравнение коэффициента U

    Таблицы R-значений строительных материалов

    Значения R для конкретных узлов, таких как двери и остекление в таблице ниже, являются обобщенными, поскольку они могут значительно различаться в зависимости от специальных материалов, которые использует производитель. Например, использование газообразного аргона в стеклопакете с двойным стеклопакетом значительно улучшит значение теплопроводности.Обратитесь к литературе производителя за значениями, характерными для вашего проекта.

    9005
    Воздушные фильмы Толщина R-значение (F ° · SQ.FT. · HR / BTU)
    Внешний воздушный фильм 0.17
    Интерьер внутреннего стен-воздушного фильма 0.68 0.68
    0.61
    Воздушное пространство Толщина R-значение (F ° · кв.ФТ. · HR / BTU)
    минимум 1/2 “до 4” воздушного пространства 1.00
    Строительная доска Толщина R-значение (F ° · SQ.FT. · HR / BTU) 1/2 “ 0.45 Гипсовая настенная доска 5/8″ 0.5625 фанеры 1/2 дюйма 0.62 plywood 1 “ 1″ 1.25 9005 Волоконно-доска 1/2 “ 1/2″ 1.32 Средние частицы средней плотности 1/2 “ 0.53
    Изоляционные материалы Толщина R-значение (F ° · SQ.FT. · HR / BTU)
    R-11 Минеральное волокна с 2х4 металлическими шпильками @ 16 “oC 5.50
    R-11 минеральное волокно с 2×4 деревянными шпильками @ 16 “oc 12.44 12.44
    R-11 минеральное волокна с 2х4 металлическими шпильками @ 24″ OC 60
    R-19 Минеральное волокно с 2×6 металлическими шпильками @ 16 “oc 7.10
    R-19 минеральное волокно с 2×6 металлические шпильки @ 24″ oc 80051 8.55
    R-19 минеральное волокно с 2×6 деревянные шпильки @ 24 “ОС 19.11
    Расширенный полистирол (экструдирован) 1 “ 5.00 9005
    пена полиуретана (вспененные на территории) 1″ 6.25
    Polyisocyanurate (Foil Fire) 1 “ 7.20
    Vermiculite (предупреждение: может содержать асбест) 1 “ ~ 2.13 ~ 2.13
    9005
    Мэнция и бетона Толщина R-значение (F ° · кв.ФТ. · HR / BTU)
    общий кирпич 4 “ 0,80
    лица
    4″ 0.44
    бетонный кладбитель (CMU) 4 “ 0,80
    бетонный кладочный кладбитель (CMU) 8 “ 1.11 9005
    бетона кладки (CMU) 12″ 1.28
    бетон 60 фунтов на кубический фут 1 “ 0.52
    бетона 70 фунтов на кубический футовый 1 “ 0.42
    бетона 80 фунтов на кубический футовый 1″ 0.33
    бетон 90 фунтов на кубический фут 1 “ 0.26
    бетона 100 фунтов на кубический футовый 1 “ 0.21
    бетона 120 фунтов на кубический фуник 1″ 0.13
    бетон 150 фунтов на кубический фут 1 ” 0.07
    Granite 1 “ 0,05
    1″ 0,08
    Siding Толщина R-значение (F ° · кв. .Ft. · Hr / bt
    алюминиевый / винил сайдинг (не изолированы) 0,61
    алюминиевый / винил сайдинг (1/2 “изоляция) 1.80
    9005
    ПОЛ ТОЛЩИНА ЗНАЧЕНИЕ R (F° · КВ.ФТ. · HR / BT
    3/4 “ 0.68
    плитки
    Ковер с волокна PAD 2.08
    Ковер с резиновой площадкой 1.23 1.23
    Толщина R-значение R-значение (F ° · SQ.FT. · HR / BT Asphaltles 0.44 деревянные черепицы 0.97
    Обнаружение Толщина R-значение R-значение (F ° · SQ.FT. · HR / BT
    Single Pane 1/4 “ 0,91 0.91
    Двойная панель с 1/4″ воздушным пространством 1.69
    Двойная панель с 1/2 “воздушным пространством 2.04
    Двойная панель Воздушное пространство 3/4 дюйма 2.38
    Triple Pane с 1/4 “воздушными пространствами 2.56
    Triple Pane с 1/2″ Air Space 3.23
    9005
    Двери (см. Ниже) Толщина R-значение (F ° · SQ.FT. · HR / BT
    1.75 “ 1.75″ 2.17
    Твердая изоляция металлической двери, полистирольная изоляция
    ASTM C518 Рассчитано
    1.5 “- 2” 60051 6.00 – 700
    Твердая изолированная металлическая дверь, полистирольная изоляция
    ASTM C1363 работает
    1.5 “- 2” 2.20 – 2.80
    Твердая изолированная металлическая дверь, полиуретановая изоляция
    ASTM C518 рассчитанный
    1.5 “- 2” 10.00 – 11.00
    сплошной утепленной металлической двери, полиуретановая изоляция
    ASTM C1363 работает
    1.5 “- 2” 2,50 – 3.50

    Значения в Таблица выше была взята из ряда источников, в том числе: ASHRAE Handbook of Fundamentals , ColoradoENERGY.org и Строительство зданий, иллюстрированное Фрэнсисом Д.К. Чинг. Использовались и другие второстепенные источники. Archtoolbox не тестирует материалы или сборки.

    Двери и узлы

    В приведенной выше таблице вы заметите, что для изолированных металлических дверей с полиуретановой изоляцией предусмотрены два совершенно разных значения R. На основании ASTM C518 (метод расчета) дверь имеет значение R до 11, но согласно ASTM C1363 (испытано/работоспособно) та же дверь имеет значение R только до 3.5. Это огромная разница, которая, по сути, сводится к тому, что ASTM C518 является теоретическим максимумом, основанным на стационарном тепловом испытании только части дверной панели. Однако все мы знаем, что рама, прокладка и фурнитура существенно влияют на коэффициент теплопередачи. Поэтому был внедрен новый стандартный тест ASTM C1363, который проверяет всю дверную сборку, включая раму и фурнитуру.

    Результаты ASTM C1363 намного ниже, но гораздо точнее соответствуют фактическим условиям установки.На самом деле двери работают так же, как и раньше, просто значения R намного больше соответствуют тому, как дверь работает на самом деле. Многие архитекторы теперь определяют двери с тестом ASTM C1363 в качестве стандарта на теплопередачу. Ожидается, что другие продукты последуют этому примеру.

    Для получения дополнительной информации ознакомьтесь со статьей Института стальных дверей Почему изменились рейтинги тепловых характеристик?

    Статья обновлена: 27 февраля 2022 г.

    Помогите сделать Archtoolbox лучше для всех.Если вы обнаружили ошибку или устаревшую информацию в этой статье (даже если это всего лишь незначительная опечатка), сообщите нам об этом.

    Тепловые свойства строительных материалов

    Предыдущие столбцы технических данных охватывают тепловые свойства многих материалов, которые являются общими для упаковки электроники. Технические данные для этого выпуска шире по объему и касаются обычных строительных материалов, некоторые из которых используются в лабораторных условиях теплопередачи, в дополнение к их обычным строительным применениям.Знание теплопроводности и теплоемкости предметов, используемых для создания или поддержки испытательного набора, часто требуется для понимания и интерпретации результатов (или, по крайней мере, для понимания того, почему для достижения теплового равновесия требуется так много времени).

    В таблице 1 перечислены некоторые конструкционные материалы и их тепловые свойства при номинальной комнатной температуре. Металлы и сплавы не были включены, поскольку они рассматривались ранее. Следует отметить, что эти значения приблизительны и относятся к конкретному типу материала.Некоторые материалы поглощают воду, что, в свою очередь, меняет их свойства. Например, теплопроводность древесины может увеличиться на 15% во влажном состоянии. Материалы, используемые в качестве изоляционных материалов, зависящих от воздуха, например стекловолоконные полотна, проявляют большее изменение свойств во влажном состоянии. Стоит отметить, что диапазон теплопроводностей у этих материалов довольно скромный (около двух порядков).

    Таблица 1. Тепловые свойства конструкционных материалов при комнатной температуре [1-4]

    Материал Теплопроводность
    (Вт/м·K) при ~300 K
    Удельная теплоемкость
    (Дж/кг·К)
    Плотность
    (кг/м 3)
    Кирпич 0.7 840 1600
    Бетон – литой плотный 1,4 840 2100
    Бетон – литой светлый 0,4 1000 1200
    Гранит 1,7 – 3,9 820 2600
    Стекло (окно) 0,8 880 2700
    Лиственные породы (дуб) 0.16 1250 720
    Хвойные породы (сосна) 0,12 1350 510
    Поливинилхлорид 0,12 – 0,25 1250 1400
    Бумага 0,04 1300 930
    Акустическая плитка 0,06 1340 290
    ДСП (низкой плотности) 0.08 1300 590
    ДСП (высокой плотности) 0,17 1300 1000
    Стекловолокно 0,04 700 150
    Пенополистирол 0,03 1200 50

    Увеличение затрат на энергию и новое осознание того, что сведение к минимуму нежелательной теплопередачи полезно, продолжают стимулировать использование строительных методов и материалов с низким энергопотреблением.Преимущества эффективного управления температурой внутренней электроники также должны сочетаться с теплоэффективной конструкцией помещения. Использование изолирующих материалов (с низкой теплопроводностью) может быть желательным, но природа не предоставила настоящие теплоизоляционные материалы, по крайней мере, по сравнению с диапазоном выбора материалов для электропроводности. Исследование термических свойств этих типов материалов приведет к значительным отклонениям данных из-за различий в составе и различных условий испытаний.

    Для многих материалов данные можно найти в терминах значения R. Значение R представляет собой обратную величину теплопроводности и измеряется в футах 2 мкФ·ч/БТЕ (иногда данные показаны в единицах СИ К·м 2 /Вт и обычно обозначаются как RSI). Большее значение R указывает на более ограниченный путь теплового потока. При условии, что указана толщина, можно получить приблизительную теплопроводность. Однако путаница и разногласия по поводу экстраполяции значений R на значение толщины, а также тот факт, что большинство этих материалов используются в средах с влагой и движущимся воздухом и подвержены старению, навязывают стандарты в отношении того, как их следует измерять, сообщать и рекламировать. [5,6].Если требуются более чем приблизительные значения, обычно требуется дальнейшее тестирование.

    Каталожные номера
    1. Инкропера, Ф., Де Витт, Д., Введение в теплопередачу, 2-е издание, John Wiley and Sons, 1990.
    2. www.goodfellows.com
    3. Веб-сайт удобной архитектуры с низким энергопотреблением (http://www.learn.londonmet.ac.uk/packages/clear/index.html)
    4. www.coloradoenergy.org/procorner/stuff/r-values.htm
    5. ASTM C1303, «Стандартный метод испытаний для оценки долгосрочного изменения теплового сопротивления непокрытых жестких пенопластов с закрытыми порами путем нарезки и масштабирования в лабораторных условиях.
    6. Федеральная торговая комиссия «Маркировка и реклама домашней изоляции 16CFR460», {www.ftc.gov/bcp/rulemaking/rvalue/16cfr460.shtm#content#content}

    Тепловые свойства металлов, проводимость, тепловое расширение, удельная теплоемкость

    Проектирование и проектирование теплопередачи
    Инженерные металлы и материалы
    Теплопроводность, обзор теплопередачи

    Металлы в целом обладают высокой электропроводностью, высокой теплопроводностью и высокой плотностью.Обычно они податливы и пластичны, деформируются под нагрузкой без скалывания. 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 высокую плотность, чем большинство неметаллов, их плотности сильно различаются: литий является наименее плотным твердым элементом, а осмий — самым плотным. Щелочные и щелочноземельные металлы в группах I A и II A называются легкими металлами, потому что они имеют низкую плотность, низкую твердость и низкую температуру плавления.Высокая плотность большинства металлов обусловлена ​​плотно упакованной 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 типа сильной связи. Однако другие факторы (такие как атомный радиус, ядерный заряд, количество орбиталей связи, перекрытие орбитальных энергий и форма кристалла) также имеют значение.

    См. формулы преобразования внизу:
    Материал Теплопроводность
    БТЕ/(час-фут-F)
    Плотность (фунт/дюйм 3 ) Удельная теплоемкость
    (БТЕ/фунт/Ф)
    Температура плавления (F) Скрытая теплота плавления (БТЕ/фунт) Тепловое расширение (дюймы/дюймы/F x 10 -6 )
    Алюминий 136 0.098 0,24 1220 169 13,1
    Сурьма 120
    Латунь (желтая) 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, твердый 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% Сб) 0.323 0,051 361 17 13,1
    Сталь мягкая 26,0 – 37,5 0,284 0.122 2570 6,7
    Сталь, нержавеющая сталь 304 8.09 0,286 0,120 2550 9.6
    Сталь, нержавеющая сталь 430 8.11 0,275 0,110 2650 6
    Тантал 0.6 0,035 5425 3,6
    Жесть, твердая 38,48 0,263 0,065 450 26.1 13
    Олово, жидкость 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

     

    Тепловые свойства металлов
    Материал Проводимость
    Вт/м-Кл
    Плотность
    кг/м 3
    Удельная теплоемкость
    Дж/кг-°C
    Алюминий, 2024, Temper-T351 143.0 2,8 x 10 3 795,0
    Алюминий, 2024, Temper-T4 121,0 2,8 x 10 3 795,0
    Алюминий, 5052, закалка-h42 138,0 2,68 x 10 3 963,0
    Алюминий, 5052, Temper-O 144,0 2.69 x 10 3 963,0
    Алюминий, 6061, Temper-O 180,0 2,71 x 10 3 1,256 x 10 3
    Алюминий, 6061, Temper-T4 154,0 2,71 x 10 3 1,256 x 10 3
    Алюминий, 6061, Temper-T6 167.0 2,71 x 10 3 1,256 x 10 3
    Алюминий, 7075, Temper-T6 130,0 2,8 x 10 3 1,047 x 10 3
    Алюминий, A356, Temper-T6 128,0 2,76 x 10 3 900,0
    Алюминий, чистый 220.0 2,707 x 10 3 896,0
    Бериллий чистый 175,0 1,85 x 10 3 1,885 x 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 x 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 x 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, нейзильбер, 62%Cu-15%Ni-22%Zn 24.9 8,618 x 10 3 394,0
    Медь чистая 386,0 8,954 x 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 x 10 3 130.0
    Инвар, 64%Fe-35%Ni 13,8 8,13 x 10 3 480,0
    Чугун, литье 55,0 7,92 x 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 x 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 x 10 3 1,0 x 10 3
    Магний чистый 171,0 1,746 x 10 3 1,013 x 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 x 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 x 10 3 230,0
    Припой, твердый, 80% Au-20% Sn 57,0 15,0 x 10 3 15,0
    Припой, твердый, 88% Au-12% Ge 88,0 15,0 x 10 3 Нет данных
    Припой, твердый, 95% Au-3% Si 94.0 15,7 x 10 3 147,0
    Припой, мягкий, 60%Sn-40%Pb 50,0 9,29 x 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 x 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 x 10 3 473.0
    Сталь, углеродистая, 1,5%C 36,0 7,753 x 10 3 486,0
    Сталь, хром, 0% Cr 73,0 7,897 x 10 3 452,0
    Сталь, хром, Cr1% 61,0 7,865 x 10 3 460,0
    Сталь, хром, 20% Cr 22.0 7,689 x 10 3 460,0
    Сталь, хром, Cr5% 40,0 7,833 x 10 3 460,0
    Сталь, хром-никель, 18%Cr-8%Ni 16,3 7,817 x 10 3 460,0
    Сталь, инвар, 36% Ni 10,7 8.137 x 10 3 460,0
    Сталь, никель, Ni0% 73,0 7,897 x 10 3 452,0
    Сталь, никель, Ni20% 19,0 7,933 x 10 3 460,0
    Сталь, никель, Ni40% 10,0 8,169 x 10 3 460.0
    Сталь, никель, Ni80% 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 сталь, 316 16.26 8,0272 x 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 x 10 3 419,0
    Сталь, вольфрам, W5% 54,0 8,073 x 10 3 435,0
    Олово, литье, чеканка 62,5 7,352 x 10 3 226,0
    Олово, чистое 64,0 7,304 x 10 3 226.5
    Титан 15,6 4,51 x 10 3 544,0
    Вольфрам 180,0 19,35 x 10 3 134,4
    Цинк, чистый 112,2 7,144 x 10 3 384,3

    Преобразование теплопроводности:
    1 кал/см 2 /см/сек/°C = 10.63 Вт/дюйм – °C

    117 БТЕ/(ч-фут F) x (0,293 ватт-час/BTU) x (1,8F/C) x (фут/12 дюймов) = 5,14 Вт/дюйм – °C
    или
    117 Btu/(ч-фут-F) x 0,04395 ватт-час-F -ft/(Btu=°C – дюйм) = 5,14 Вт/дюйм-°C

    См. наши определения и преобразование производства материалов страницы для получения дополнительной информации!

    Тепловые свойства неметаллов


    Ссылка на эту веб-страницу :

    © Copyright 2000 – 2022, Engineers Edge, LLC
    www.www.engineersedge.com
    Все права защищены
    Отказ от ответственности | Обратная связь
    Реклама | Контакт

    Энергия в зданиях — OpenLearn

    Любой тщательный анализ толщины изоляции, необходимой для соответствия указанному значению U , потребует некоторых подробных расчетов. Предыдущее обсуждение основ значений U рассматривало только термическое сопротивление одной плиты строительного материала.

    В любом практическом строительном элементе будет иметь место повышенное тепловое сопротивление, особенно со стороны тонких слоев воздуха, примыкающих к самым внешним и самым внутренним слоям материала, и воздуха в любом существенном зазоре между слоями.В таблице 5 приведены стандартные тепловые значения, используемые для них. Обратите внимание, что сопротивление внешней поверхности намного ниже, чем значение, используемое для внутренней поверхности. Это связано с тем, что воздух с меньшей вероятностью остается снаружи и, таким образом, обеспечивает относительно более низкие характеристики изоляции.

    Таблица 5 Тепловые сопротивления для поверхностей и пробелов воздуха

    K W -1 4

    Слой Сопротивление /

    млн

    2 K W -1
    внутри поверхности (R Si ) 0.13
    Воздушный зазор 0,18
    наружная поверхность (R SO ) 0.04

    Тепловые сопротивления компонентов элемента здания могут быть добавлены в серию, как на рисунке 16, до дать общее тепловое сопротивление (скорее, как последовательное добавление электрических сопротивлений). Таким образом, общее тепловое сопротивление практичного строительного элемента будет состоять из суммы сопротивлений всех его слоев плюс сопротивления внутренней и внешней поверхностей.

    Рисунок 16 Суммирование термических сопротивлений

    Взяв, например, стеновую конструкцию из четырех слоев, общее термическое сопротивление, R T , будет: + R 1 + R 2 + R 3 + R 4 + R SI м 2 К Ш -1

    U – величина этой стены обратна ей = 1/ R T W м –2  K –1

    Например, стена, показанная на рисунке 15, состоит из следующих слоев: 115 мм общий кирпич, полость 115 мм заполнена минеральной ватой (теплопроводность 0.035 Вт м –1 К –1 ), 115 мм газобетонных блоков (плотность 460 кг м –3 ) и слой штукатурки 13 мм с внутренней стороны. Используя значения проводимости в таблице 4, мы можем рассчитать его значение U путем суммирования различных тепловых сопротивлений, как показано в таблице 6.

    Проводимость /

    W M -1 K -1 K -1

    Сопротивление /

    м 2 K W -1

    За пределами термического сопротивления 0.04 кирпич 115 мм 0,77 0.115 / 0,771 0.115 / 0,77 = 0.15 115 мм 0,035 0.115 / 0.035 = 3.29 Газированные бетонные 115 ММ 0.11 0.11 0.115 / 0.11 = 1,05 13 мм 0.57 0,013 / 0,57 = 0,02 Внутри термического сопротивления 0.13 Всего термического сопротивления 4.67

      7 U = 1/ R = 1 / 4.67 = 0,21 W M -2  K –1

    На практике строительные элементы состоят не просто из плоских слоев. В приведенной выше конструкции стены, вероятно, используются тонкие металлические стеновые связи, крепящие внешнюю кирпичную кладку к внутреннему листу блочной кладки. Это создаст «тепловой мост» в обход изоляции и ухудшит ее характеристики.В зависимости от деталей более реалистичное значение U для конструкции такого типа может составлять около 0,25 Вт·м –2  K –1 .

    Аналогично, на рис. 10 базовый слой изоляции чердака только блокирует поток тепла в определенной области. Через древесину балок, поддерживающих потолок, проходит параллельный путь теплового потока. Этот поток блокируется верхним слоем изоляции. Всегда необходимо делать определенную поправку на тепловые мосты, но математика не проста.

    Мероприятие 5

    Пренебрегая тепловым сопротивлением оконных стекол, используйте данные таблицы 5 для оценки значения U для стеклопакета.

    Ответ

    Общее тепловое сопротивление окна представляет собой сумму сопротивлений внутреннего слоя, воздушного зазора между стеклами и наружного поверхностного слоя.

    • Общее сопротивление = 0,13 + 0,18 + 0,04 = 0,35 м35 = 2,86 Вт·м –2 K –1

    Этот ответ очень близок к значению 2,7 Вт·м –2 K –1 , приведенному в таблице 2 для воздухонаполненных стеклопакетов, хотя при этом также учитываются потери тепла через оконную раму.

    Занятие 6

    Каково термическое сопротивление листа оконного стекла толщиной 4 мм? (Вам нужно будет вернуться к Таблице 3 в Разделе 2.2.3.) Вероятно ли, что удвоение толщины стекла значительно улучшит общее значение U окна с двойным остеклением?

    Ответ

    В таблице 3 удельная проводимость стекла равна 1.05 Вт·м −1 K −1 . Таким образом, тепловое сопротивление толщины 4 мм будет составлять всего 0,004/1,05 = 0,0038 м 2 КВт -1 . Это составляет всего около 1% от расчетного общего теплового сопротивления окна в Упражнении 5. Удвоение толщины стекла удвоит его тепловое сопротивление, но не сильно изменит общее значение окна U .

    Мероприятие 7

    (a) Изучение улучшения значения

    U в результате внедрения конструкции полой стены

    В приведенной выше таблице 6 показан расчет значения U для современной многослойной стены.Обычный британский дом до 1919 г., вероятно, имел сплошные стены толщиной в два кирпича, причем каждый кирпич имел толщину 115 мм (см. рис. 12(а)). В более поздних конструкциях использовались полые стены с воздушным зазором между двумя слоями кирпича, как показано на рис. 12(b).

    Таблица 7 является интерактивной и позволяет изменить конструкцию стены в третьем слое, предоставляя три варианта:

    • сплошная кирпичная стена толщиной в два кирпича
    • пустотелая стена
    • сплошная кирпичная стена толщиной в три кирпича.

    Общее рассчитанное значение U отображается внизу.

    Что из следующего дает меньшее значение U ?

    • i. добавление полости к сплошной стене из двух кирпичей

      или

    • ii. увеличение толщины сплошной стены до трех кирпичей?

    Таблица 7

    Активное содержимое не отображается. Этот контент требует включения JavaScript.

    Интерактивная функция недоступна в одностраничном режиме (см. ее в стандартном режиме).

    (b) Изучение преимуществ изоляции полых стен и толщины изоляции, необходимой для соответствия будущим стандартам UK

    U -значение

    Интерактивная таблица 8 позволяет рассчитать U -значение полой стены, заполненной изоляцией (как показано на рисунке 15). Также позволяет менять внутренний лист между кирпичом и газобетоном. (Обратите внимание, что вам нужно нажать кнопку «Рассчитать», чтобы получить ответ внизу.)

    Таблица 8

    Активное содержимое не отображается.Этот контент требует включения JavaScript.

    Интерактивная функция недоступна в одностраничном режиме (см. ее в стандартном режиме).
    • i.Начните с расчета значения U для полой стены с кирпичной наружной обшивкой в ​​слое 2, кирпичной внутренней обшивкой в ​​слое 4 и изоляцией в полости толщиной 50 мм. Типичное значение проводимости, используемое для изоляции полостей из вспененной минеральной ваты, может составлять 0,035 Вт · м -1 К -1 . Свойства других видов изоляции приведены в таблице 4.Это должно дать значение U , равное 0,52 Вт м -2 К -1 . Как это соотносится со значением U неизолированной стенки полости в части (а) этой деятельности?
    • ii. Далее исследуйте улучшение значения U , заменив внутренний лист стены на изолирующий газобетон в слое 4. Не забудьте нажать «Рассчитать», чтобы получить окончательное значение U .
    • iii.Увеличить толщину изолированной полости до 100 мм или 150 мм.Какое сейчас значение U ?
    • iv. Будущим домам в Великобритании могут потребоваться стены с U -значением 0,15 Вт·м -2 K -1 или лучше. Какая минимальная толщина утеплителя им потребуется при использовании минеральной ваты? Каков ответ, если использовали полиизоциануратную пену с электропроводностью 0,023 Вт·м −1 K −1 ?

    Ответ

    (a)

    • i. Добавление воздушного зазора для создания стенки полости уменьшает значение U с 2.03 Вт м -2 К -1 до 1,49 Вт м -2 К -1 .
    • ii. Увеличение толщины сплошной стены до трех кирпичей снижает значение U до 1,56 Вт·м -2 K -1 .

    Стенка полости дает большее снижение U -величины.

    (b)

    • i. Заполнение полости изоляцией из минеральной ваты снижает показатель U с 1,49 до 0,52 Вт·м -2 K -1 , почти втрое.
    • ii. Замена внутреннего листа с кирпича на газобетон улучшает его до 0,36 Вт м -2 K -1 .
    • iii. Увеличение толщины изоляции до 100 мм улучшает значение U до 0,24 Вт·м -2 K −1 , а 150 мм дает 0,18 Вт·м -2 K −1 .
    • iv. Минимальная толщина полости для достижения U значения 0,15 Вт·м -2 K -1 с минеральной ватой составляет 180 мм. Эта цифра составляет всего 120 мм, если используется пенополиизоцианурат.

    Какие металлы лучше всего проводят тепло?

    Теплопроводность измеряет способность металла проводить тепло. Это свойство варьируется в зависимости от типа металла, и его важно учитывать в тех случаях, когда обычно используются высокие рабочие температуры.

    В чистых металлах теплопроводность остается примерно неизменной при повышении температуры. Однако в сплавах теплопроводность увеличивается с температурой.

    Какие металлы лучше всего проводят тепло?

    Распространенные металлы, ранжированные по теплопроводности
    Ранг Металл Теплопроводность [BTU/(час·фут⋅°F)]
    1 Медь 223
    2 Алюминий 118
    3 Латунь 64
    4 Сталь 17
    5 Бронза 15

    Как видите, из наиболее распространенных металлов у меди и алюминия самая высокая теплопроводность, а у стали и бронзы самая низкая.Теплопроводность является очень важным свойством при принятии решения о том, какой металл использовать для конкретного применения. Поскольку медь является отличным проводником тепла, она хороша для теплообменников, радиаторов и даже дна кастрюль. Поскольку сталь является плохим проводником тепла, она хороша для высокотемпературных сред, таких как авиационные двигатели.

    Вот некоторые важные области применения, для которых требуются металлы, хорошо проводящие тепло:

    • Теплообменники
    • Радиаторы
    • Кухонная посуда

    Теплообменники

    Теплообменник является распространенным применением, где важна хорошая теплопроводность.Теплообменники выполняют свою работу, передавая тепло для нагрева или охлаждения.

    Медь

    — популярный выбор для теплообменников в промышленных объектах, системах кондиционирования воздуха, холодильных установках, резервуарах для горячей воды и системах напольного отопления. Его высокая теплопроводность позволяет теплу быстро проходить через него. Медь обладает дополнительными свойствами, необходимыми для теплообменников, включая устойчивость к коррозии, биообрастанию, стрессу и тепловому расширению.

    Алюминий

    также может использоваться в некоторых теплообменниках в качестве более экономичной альтернативы.

    Теплообменники обычно используются в следующих ситуациях:

    Промышленные объекты

    Теплообменники на промышленных объектах включают электростанции, работающие на ископаемом топливе, и атомные электростанции, химические заводы, опреснительные установки и морские службы.

    В промышленных объектах для изготовления труб теплообменника используется медно-никелевый сплав. Сплав обладает хорошей коррозионной стойкостью, которая защищает от коррозии в морской среде. Он также обладает хорошей устойчивостью к биологическому обрастанию, что позволяет избежать образования водорослей и морских мхов.Алюминиево-латунный сплав обладает аналогичными свойствами и может использоваться в качестве альтернативы.

    Солнечные термальные водные системы

    Солнечные водонагреватели — это экономичный способ нагрева воды, в котором для передачи солнечной тепловой энергии воде используется медная трубка. Медь используется из-за ее высокой теплопроводности, устойчивости к воздушной и водной коррозии и механической прочности.

    Газовые водонагреватели

    Газо-водяные теплообменники передают тепло, выделяемое газовым топливом, воде.Они распространены в жилых и коммерческих котлах. Для газовых водонагревателей предпочтительным материалом является медь из-за ее высокой теплопроводности и простоты изготовления.

    Принудительное воздушное отопление и охлаждение

    Тепловые насосы, использующие воздух, уже давно используются для отопления жилых и коммерческих помещений. Они работают за счет теплообмена воздух-воздух через испарительные блоки. Их можно использовать в дровяных печах, котлах и печах. Опять же, медь обычно используется из-за ее высокой теплопроводности.

    Радиаторы

    Радиаторы представляют собой тип теплообменника, который передает тепло, генерируемое электронным или механическим устройством, в движущуюся охлаждающую жидкость. Жидкость отводит тепло от устройства, позволяя ему охладиться до желаемой температуры. Используются металлы с высокой теплопроводностью.

    Компьютеры используют радиаторы для охлаждения центральных процессоров или графических процессоров. Радиаторы также используются в устройствах высокой мощности, таких как силовые транзисторы, лазеры и светоизлучающие диоды (СИД).

    Радиаторы

    спроектированы так, чтобы максимально увеличить площадь поверхности, соприкасающуюся с охлаждающей жидкостью.

    Алюминиевые сплавы

    являются наиболее распространенным материалом для радиаторов. Это связано с тем, что алюминий стоит дешевле меди. Однако медь используется там, где необходимы более высокие уровни теплопроводности. В некоторых радиаторах используется комбинация алюминиевых ребер с медным основанием.

    Кухонная посуда

    Более бытовое применение металла с хорошей теплопроводностью – посуда. Когда вы разогреваете еду, вы не хотите ждать весь день.Именно поэтому в днищах качественной посуды используется медь, поскольку металл быстро проводит тепло и равномерно распределяет его по поверхности.

    Однако, если у вас ограниченный бюджет, вы можете использовать алюминиевую посуду в качестве альтернативы. Разогрев еды может занять немного больше времени, но ваш кошелек скажет вам за это спасибо!

    Металлические супермаркеты

    Metal Supermarkets — крупнейший в мире поставщик мелких партий металла с более чем 100 обычными магазинами в США, Канаде и Великобритании.Мы являемся экспертами в области металлов и предоставляем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

    В супермаркетах металлов мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных применений. Наш склад включает в себя: мягкую сталь, нержавеющую сталь, алюминий, инструментальную сталь, легированную сталь, латунь, бронзу и медь.

    У нас есть широкий ассортимент форм, включая стержни, трубы, листы, пластины и многое другое. И мы можем порезать металл по вашим точным спецификациям.

    Посетите сегодня один из наших более чем 100 офисов в Северной Америке.

    ColoradoENERGY.org – Таблица значений R

    Изоляция Значения для выбранных материалов

    Эта таблица была составлена ​​из различных источников в течение ряда лет. начиная с 1983 года. Я работал на горячей линии по вопросам энергетики для штата Айова в то время и составили информационный бюллетень по R-ценностям. я даже сделал копии некоторых источников тогда и до сих пор есть, но у большинства нет иметь какое-либо указание на скопированных страницах относительно того, кто был источником. таблица также постоянно дополнялась и обновлялась на протяжении многих лет, поэтому нет способ обеспечить полное доверие к информации. Очевидно, что все информация в таблицах у всех исходила из какой-то исследовательской лаборатории. я извиниться перед всеми, чью информацию я мог позаимствовать без кредита и с удовольствием добавит кредитную информацию, когда она будет предоставлена ​​мне.

    При этом люди могут ссылаться на эту таблицу со своих веб-сайты, но они НЕ МОГУТ копировать его и размещать на любом другом веб-сайте без разрешение.

    Используйте значение R приведенную ниже таблицу, которая поможет вам определить R-значение ваших стеновых или потолочных конструкций. К чтобы получить R-значение сборки стены или потолка, вы должны добавить r-значения отдельные компоненты вместе. См. следующий пример:

    Расчет значения R-значения стены в сборе*


    Формула: значение R-значения сборки = 1 / (значение U в сборе) = 1 / (U-образные шпильки x % + U-образная полость x %)
    Компонент R-значение Шпильки Значение R Полость Значение R в сборе
    Стена — наружная воздушная пленка (зима)

    0.17

    0,17

    Сайдинг — деревянная фаска 0,80 0,80  
    Фанерная обшивка — 1/2 дюйма 0,63 0,63  
    3 1/2″ Стекловолоконная вата   13.00  
    Шпилька 3 1/2 дюйма 4,38    
    1/2 дюйма Гипсокартон 0,45 0,45  
    Внутренняя воздушная пленка 0,68 0,68  
    Проценты для 16″ O.в. + Дополнительно шпильки 25% 75%  
    Полная стена Компонент R-значения 7.11 15,73  
    U-значения компонентов стены 0.1406 0,0636  
    Полная стена Значение R в сборе   12.03

    * Этот пример предназначен только для строительства деревянного каркаса. Стальные шпильки – более сложный расчет.

    Таблица R-значений – единицы измерения на английском языке (США)

    Материал Р/
    Дюйм
    ч·фут2·°F/BTU
    Р/
    Толщина
    ч·фут2·°F/BTU
    Изоляция Материалы
    Стекловолокно Баттс 3.14-4.30  
       3 1/2 дюйма Стекловолоконная вата   11.00
       3 5/8 дюйма Стекловолоконная вата   13.00
       3 1/2 дюйма Стекловолоконная вата (высокая плотность)   15.00
       6 1/2 дюйма Стекловолоконная вата   19.00
       5 1/4 дюйма стекловолоконная вата (высокая плотность)   21.00
    8-дюймовая вставка из стекловолокна   25.00
       8-дюймовая вставка из стекловолокна (высокая плотность)   30.00
       9 1/2″ Стекловолоконная вата   30.00
       12-дюймовая вставка из стекловолокна   38.00
    Стекловолокно Поддувной (чердак) 2.20-4.30  
    Стекловолокно Выдувной (настенный) 3,70-4,30  
    Минеральная вата Бат 3.14-4.00  
    Минеральная вата Поддувной (чердак) 3.10-4.00  
    Минеральная вата Выдувной (настенный) 3.10-4.00  
    Целлюлоза Поддувной (чердак) 3,60-3,70 1  
    Целлюлоза Выдувной (настенный) 3.80-3,90 1  
    Вермикулит 2.13  
    Автоклавирование Аэрация Бетон 1.05  
    Мочевина Терполимерная пена 4,48  
    Жесткий Стекловолокно (> 4 фунта/фут3) 4.00  
    Расширенный Полистирол (ДСП) 4,00  
    Экструдированный Полистирол 5,00  
    Полиуретан (вспененный на месте) 6,25  
    Полиизоцианурат (фольгированный) 5.0-5,6  
    Строительство Материалы
    Бетон Блок 4″   0,80
    Бетон Блок 8″   1.11
    Бетон Блок 12″   1.28
    Кирпич 4″ обычный   0,80
    Кирпич 4-дюймовое лицо   0,44
    Залитый Бетон 0,08  
    Мягкая древесина Пиломатериал 1.25  
    номинал 2 дюйма (1 1/2 дюйма)   1,88
    2×4 (3 1/2″)   4,38
    2×6 (5 1/2″)   6,88
    Кедровые бревна и пиломатериалы 1.33  
    Обшивка Материалы
    Фанера 1,25  
    1/4″   0,31
    3/8″   0.47
    1/2″   0,63
    5/8″   0,77
    3/4″   0,94
    ДВП 2.64  
    1/2″   1,32
    25/32″   2,06
    Стекловолокно (3/4″)   3,00
    (1″)   4.00
    (1 1/2″) 6,00
    Экструдированный Полистирол (3/4″)   3,75
    (1″)   5,00
    (1 1/2″)   7.50
    С фольгой Полиизоцианурат
    (3/4″)
      5,40
    (1″)   7,20
    (1 1/2″)   10,80
    Сайдинг Материалы
    ДВП (1/2″)   0.34
    Фанера (5/8″)   0,77
    (3/4″)   0,93
    Скос дерева Притертый   0,80
    Алюминий, Сталь, Винил
    (полая спинка)
      0.61
       (с изоляционной плитой 1/2 дюйма)   1,80
    Кирпич 4″   0,44
    Материалы внутренней отделки
    Гипсокартон (гипсокартон 1/2″) 0.45
    (5/8″) 0,56
    Обшивка (3/8″) 0,47
    Материалы для полов
    Фанера 1,25
    (3/4″) 0.93
    ДСП (подложка) 1.31
    (5/8″) 0,82
    Паркетный пол 0,91
    (3/4″) 0.68
    Плитка, Линолеум 0,05
    Ковер (волокнистая подушка) 2.08
    (резиновая прокладка) 1,23
    Кровельные материалы
    Битумная черепица 0.44
    Деревянная черепица 0,97
    Окна
    Одно стекло 0,91
    с штормом 2.00
    Двойное изоляционное стекло
    (3/16″) воздушное пространство
    1,61
    (1/4″ воздушное пространство) 1,69
    (1/2″ воздушное пространство) 2.04
    (воздушное пространство 3/4 дюйма) 2,38
    (1/2 дюйма с низким E 0,20) 3.13
    (с подвесной пленкой) 2,77
    (с 2 подвесными пленками) 3.85
    (с подвесной пленкой и низкоэмиссионным покрытием) 4.05
    Тройное изоляционное стекло
    (1/4″ воздушное пространство)
    2,56
    (1/2″ воздушное пространство) 3.23
    Дополнение для плотно прилегающих штор или штор или закрытых жалюзи 0,29
    Двери
    Заподлицо с полым сердечником из дерева
    (1 3/4″)
    2.17
    Промывка со сплошным сердечником (1 3/4 дюйма) 3.03
    Промывка со сплошным сердечником (2 1/4 дюйма) 3,70
    Панельная дверь с панелями 7/16″
    (1 3/4″)
    1,85
    Штормовая дверь (дерево 50% стекло) 1.25
    (металл) 1,00
    Металлоизоляционный
    (2 дюйма с уретаном)
    15.00
    Воздушные пленки
    Лето Внутренняя стена 0.68
    Наружная стена   0,25
    Внутренний потолок Горизонтальный   0,92
    Внутренний потолок 45°   0,76
    Внешний потолок   0.25
    Зима Внутренняя стена   0,68
    Наружная стена   0,17
    Внутренний потолок Горизонтальный   0,61
    Внутренний потолок 45°   0.62
    Внешний потолок 0,17
    Воздушные пространства
    от 1/2″ до 4″ примерно 1,00

    Найти R-значения для природного камня здесь:

    Теплопроводность, удельное электрическое сопротивление и термоЭДС аэрокосмических сплавов от 4 до 300 K

    J Res Natl Bur Stand A Phys Chem.1971 г., июль-август; 75А(4): 269–277.

    Институт основных стандартов, Национальное бюро стандартов, Боулдер, Колорадо 80302

    ** Криогенный отдел, Национальное бюро стандартов, Боулдер, Колорадо 80302.

    Реферат

    измерено для нескольких аэрокосмических сплавов: титанового сплава A110–AT, алюминиевого сплава 7039, Inconel 718 и Hastelloy X. Таблицы и графики измеренных свойств и коэффициента Лоренца представлены в диапазоне от 4 до 300 K.Включены сравнения с другими измерениями и теоретический анализ данных. Неопределенности данных о свойствах оцениваются как (1) от 0,7 до 2,5 процента для теплопроводности, (2) 0,25 процента для удельного электрического сопротивления и (3) около 0,1/ мк В/К для термоЭДС.

    Ключевые слова: Алюминиевый сплав, криогеника, удельное электрическое сопротивление, коэффициент Лоренца, никелевые сплавы, эффект Зеебека, теплопроводность, титановый сплав, транспортные свойства аэрокосмической промышленности создает спрос на измерения тепловых и электрических свойств этих материалов.Такие данные необходимы для выбора подходящих конструкционных материалов и прогнозирования рабочих характеристик низкотемпературных систем. Чтобы удовлетворить насущную потребность в этих данных, была построена установка для измерения теплопроводности, удельного электрического сопротивления и термоЭДС твердых тел. Этот прибор предназначен для измерения образцов с теплопроводностью от 0,1 до 5000 Вт·м −1 K −1 при температуре от 4 до 300 K.

    Данные по теплопроводности технически важных твердых тел с точностью до 5 % удовлетворяют современным требованиям. .Однако в будущем требования, вероятно, будут более строгими. По этой причине эта программа направлена ​​на получение данных по теплопроводности с точностью до 1 процента; это трудно сделать, особенно для плохих проводников и температур выше примерно 120 К, из-за трудности поддержания тепловых потерь на достаточно низком уровне.

    В данной статье приведены результаты измерений на титане A–110 AT, Iconel 718, l Hastelloy X и алюминии 7039.

    2.Аппарат

    Настоящий аппарат аналогичен аппарату, описанному Powell, et al. [1]. 2 Подробное описание данной системы дано Hust et al. [2]; поэтому здесь дается только краткое описание этого аппарата. иллюстрирует криостат этой системы.

    Прибор для измерения теплопроводности.

    Используемый аппарат основан на методе осевого одномерного теплового потока. Образец представляет собой цилиндрический стержень с нагревателем на одном конце и радиатором с регулируемой температурой на другом.Радиатор регулируется на любую температуру от 4 до 300 К с помощью нескольких криогенных ванн и автоматического электронного регулятора температуры. Распределение температуры вдоль образца измеряется относительно эталонного блока постоянной температуры с восемью термопарами хромель [8] и Au-Fe (Au-0,07 ат. % Fe). Температура эталонного блока определяется платиновым термометром сопротивления при температуре выше 10 К и по давлению паров жидкого гелия около 4 К.Калибровки термопар основаны на стандартных справочных таблицах Sparks, et al. (Монография NBS – в обзоре) и небольшие поправки к этим таблицам, основанные на калибровке катушки при 4 K, 20 K, 78 K и 273 K и калибровке на месте от 4 до 30 K. Платиновый термометр сопротивления был откалиброван NBS, Вашингтон. Подробности этих калибровок предоставлены Hust et al. [2]. Образец в сборе окружен цилиндрическим терморегулируемым экраном для уменьшения потерь тепла за счет теплопроводности и излучения.Для дальнейшего снижения потерь на излучение пространство между экраном и образцом заполнено стеклянными волокнами высокой плотности. Вся сборка образец-защита помещается в контейнер и вакуумируется до давления менее 10 -5 торр (1,3 × 10 -3 Н/м 2 ).

    3. Подготовка образцов и методы измерения

    Образцы обрабатываются и шлифуются до заданных номинальных размеров, после чего они точно измеряются в измерительной лаборатории с регулируемой температурой.Без дальнейшего чрезмерного механического или термического воздействия каждый образец оснащен держателями термопар и нагревателем. Образец в сборе устанавливается в криостат, пространство между оболочкой и образцом заполняется стекловолокном, и на место припаивается вакуумная банка. Криостат откачивают до давления лучше 10 -5 торр и затем охлаждают желаемой криогенной жидкостью. Образец приводится в равновесие с температурой ванны и считывается ЭДС каждой термопары при нулевом температурном градиенте.Эти нулевые поправки, вызванные различными неоднородностями в контуре, считаются постоянными для всех прогонов с каждой криогенной ванной.

    Данные по данному циклу снимаются только после установления термического стационарного режима при вакууме выше 10 −5 торр. Термическое стационарное состояние считается установленным после систематического дрейфа указанных температур термопары ниже предела обнаружения или контроля, составляющего примерно 1 миллиградус в час.

    Данные изотермического удельного электрического сопротивления снимаются одновременно с записью нулевой ЭДС.Кроме того, для получения дополнительных данных об удельном изотермическом сопротивлении и информации о различиях между восемью измерительными термопарами данные снимаются с плавающей раковиной выше температуры окружающей ванны, но без подвода тепла к образцу. Таким образом, термопары показывают разницу температур между образцом и эталонным блоком. Если образец находится в равновесии с плавающей раковиной, то все восемь термопар должны создавать одинаковую ЭДС. Разброс этих зарегистрированных ЭДС свидетельствует о правомерности использования единой калибровочной таблицы для всех восьми термопар.С помощью этой процедуры не было обнаружено значительных отклонений между термопарами.

    4. Результаты

    Были проведены измерения нескольких аэрокосмических сплавов. Данные о характеристиках этих образцов представлены в . Экспериментальные данные были представлены математическими функциями. Функции, выбранные для представления теплопроводности, удельного электрического сопротивления и термоЭДС, довольно произвольны, поскольку адекватные соотношения, основанные на теоретических соображениях, недоступны.Эти функциональные формы задаются уравнениями (1), (2) и (3) соответственно:

    lnλ=∑i=1nai[lnT]i+1

    (1)

    S=∑i=11ci[lnT′]i/T′;T′=T10+1

    (3)

    где λ = теплопроводность, ρ = удельное электрическое сопротивление, S = термоэдс и T = температура в единицах СИ. Таблица 1Диаметр зерна Композиция весовые проценты (только менее 0,1%) Ti-All0 AT (1,13 см) отжигается (HCP) C-35 0,015 мм Ti-91.5 , Al-5.5, Sn-2.5, Fe-0.2, C, N, H. Al 7039 (0,367 см) T 61
    (FCC) B-75 0,005 мм (удлинение вдоль образца) оси до 0,05 мм) Al-93,0, Zn-3,6, Mg-2,55, Mn-0,23, Cr-0,20, Fe, Cu, Si, Ti, Be.

    6 inconel 718 (1.13 см) Age-Orilded (BCC + FCC PPT) A C-39 0,06 мм NI-54.57, CR-18.06, FE-L7.08 , Nb + Ta-5,12, Mo-3,18, Ti-0,85, Al-0,44, Mn-0,29, Si-0,24, Cu, C, S. Hastelloy X (1,13 см) Отожженный (BCC + FCC
    ppt) a B-88 0,08 мм Ni-49.0, Cr-21.06, Fe-17.58, Mo-9.15, Co-l.45, W-0.65, Mn53, Si-0,43, C-0,12, P, S.

    Параметры, определенные методом наименьших квадратов, сведены в таблицу через . Количество значащих цифр, сохраняемых в этих параметрах, определяется количеством слагаемых в уравнениях (1), (2) и (3) и лишь косвенно – точностью данных. Значения теплопроводности, удельного электрического сопротивления, абсолютной термоЭДС и коэффициента Лоренца, рассчитанные по уравнениям (1), (2) и (3), приведены в таблице и проиллюстрированы на .Необработанные экспериментальные данные были сведены в неофициальный отчет для дальнейшего использования.

    Теплопроводность титана А110–АТ, алюминия 7039, инконеля 718, хастеллоя Х.

    ТермоЭДС титана А110–АТ, алюминия 7039, инконеля 718, хастеллоя Х. 1), (2) и (3) для Ti A110-AT

    743 32 × 10 -6 × 10 37 × 10 -1 52 × 10 -4
    i Теплопроводность Удельное электрическое сопротивление 063 7.802 × 10 -1 -1,58121391 × 10
    2 6,88712311 1,49763681 × 10 -6 3,755 × 10
    3 -3, – 1.5 -8,41032221 × 10
    4 1,19805789 8,641 × 10 -1 9,746
    5 -2.0 -2,88887717 × 10 -1 -1,12974481 × 10 2
    6 1,646 × 10 -2 5,30624488 × 10 -8 +6,18987000 × 10
    7 -7,5 -5,14188674 × 10 -9 -1,54216675 × 10
    8 2,04423026 × 10 -10 1.35460142

    Таблица 5.

    Параметры в экв. (1), (2), и (3) для hastelloy x

    1

    × 10 2 × 10 -4 34 × 10
    Теплопроводность Электрическое сопротивление Термодержав
    1
    -4.551 -4.55464242 1.08125768 × 10 -6 3.20187561 × 10
    2 6.50507423 2,50203640 × 10 -8 -2.06088289 × 10 2
    3 -3,705 -2,376 × 10 -8 4,881
    4 1,18719162 1,08737546 × 10 -8 -5,64341813 × 10 2
    5 -2,09767231 × 10 -1 -2,85718690 × 10 -9 3,35752457 × 10 2
    6 1 .97476492 × 10 -2 4,00630494 × 10 -10 -1,07878568 × 10 2
    7 -7,704 -2,06631014 × 10 -11 1.7
    8 -1.21659772
    6 2 Таблица 6 5

    Транспортные свойства Ti A110-AT

    Temp
    (K) Термальная проводимость
    (WM -1 K -1 K -1 ) -1 ) Электрическое сопротивление ( μ Ом M) Соотношение Лоренца × 10 8
    (V 2 / K 2 ) Термоперация ( μ V /К) 6 0.555 1,366 12,6 -0,30 7 0,662 1,365 12,9 -.35 8 0,773 1,365 13,2 -. 39 9 0,885 1,365 13,4 -.45 10 0,996 1,365 13,6 -.50 12 1.21 1,365 13,8 -.58 14 1,41 1,364 13,8 -.67 16 1,60 1,364 13,7 -.78 18 1,78 1,364 13,5 -.89 20 1,95 1,364 13,3 -1,03 25 2.32 1,364 12,7 -1,38 30 2,64 1,364 12,0 -1,72 35 2,92 1,366 11,4 -2,03 40 3.17 1.368 10.8 -2.30 -2.30 45 3.39 1.371 10.3 -2.54 50 3.59 +1,375 9,86 -2,76 55 3,76 1,379 9,43 -2,95 60 3,92 1,383 9,04 -3,11 65 4.07 1.38 1.388 8,69 -3.26 70046 70046 1.393 8.36 -3.39 75 4.32 +1,398 8,06 -3,51 80 4,44 1,404 7,78 -3,62 85 4,54 1,409 7,53 -3,72 90 90 4.64 1.415 7.30 -3.82 95 421 1.421 7.08 -391 100 4.83 1,426 6,89 -3,99 110 5,00 1,438 6,54 -4,16 120 5,17 1,450 6,25 -4,31 130 50 5.33 1.461 6.00 -4.46 140 5.50 1.473 5.78 -4.61 150 5.66 +1,484 5,60 -4,77 160 5,83 1,495 5,45 -4,92 170 6,00 1,506 5,32 -5,07 180 6.17 1.517 5.517 – 5.22 -5.22 19096

    6.35 1.528 5.11 – 5.38 200 6.53 +1,538 5,02 -5,53 220 6,89 1,559 4,88 -5,83 240 7,24 1,579 4,76 -6,12 260 760051 7.58 1.598 4.66 -6.40 28096 280 790 1.617 4,56 -6.66 300 8.17 1.636 4.45 – 6.90

    Транспортные свойства Hastelloy X

    Temp
    (K) Теплопроводность (WM -1 K -1 4) Электрическое сопротивление Ом M) Коэффициент Лоренца × 10 8 (V 2 / k 2 ) Термодержав 5 ( μ V / K) 7 0.946 1,089 14,7 -0,04 8 1,11 1,089 15,1 -.04 9 1,27 1,088 15,3 -.05 10 1.43 1.088 1.088 -.04 -.04 12 1.73 1.087 15.7 -.01 14 2.01 1,087 15,6 +0,02 16 2,27 1,087 15,4 .04 18 2,51 1,087 15,1 .04 20 29 2.73 1.087 . 14.8 .02 25 3.23 1.087 1.087 14.1 -.06 30 3.67 l.087 13.3 -.14 35 4,05 1,087 12,6 -.20 40 4,38 1,088 11,9 – .25 45 4,68 1,089 11,3 -.29 50 4,95 1,090 10,8 -.32 55 5.19 +1,091 10,3 -.33 60 5,40 1,092 9,83 -.34 65 5,59 1,093 9,41 -.34 70 5,77 1,094 9,02 -.33 75 5,93 1,095 8,66 -.32 80 6.07 +1,096 8,32 -.31 85 6,21 1,098 8,02 -.29 90 6,33 1,099 7,73 -.27 95 6,45 1,100 7,47 -.25 100 6,56 1,101 7,23 -.22 110 6.77 1.104 6.79 -.18 120 6,96 1,107 6,42 -.12 130 7,15 1,209 6.10 -.06 140 7,34 1,112 5,83 -.00 150 7,53 1,114 5,59 .05 160 7.72 1,117 5,39 0,11 170 7,91 1,120 5,21 0,16 180 8,11 1,122 5,05 0,22 190 8.31 1.125 1.125 4.92 .28 200 8.51 1.127 4.80 .33 220 8.93 1,132 4,59 0,44 240 9,34 1,137 4,42 0,54 260 9,74 1,142 4,28 0,64 280 10.1 10.1 1.146 . 4.14 .74 300 10.4 1.151 4.01 . 844

    Подробный анализ ошибок для этих измерений был представлен ранее Хуст и др.[2]. На основе этого анализа систематических и случайных ошибок оценки неопределенности (с доверительной вероятностью 95%) следующие:

    6 i 6 ) составляющие:

    Аналогичным образом можно разделить удельное электрическое сопротивление:

    Примесная составляющая W 0 вычисляется по закону Видемана-Франца-Лоренца

    где L 0 = значение Зоммерфельда числа Лоренца, а ρ 0 — остаточное удельное электрическое сопротивление.Член собственного теплового сопротивления Вт i вычисляется из

    где L i — собственная электронная функция Лоренца, а ρ i — собственное удельное электрическое сопротивление.

    Функция L i , полученная из других измерений и теории, приблизительно приближается к L 0 при высокой температуре и квадратично падает до нуля при очень низкой температуре.Общий характер зависимости L i от температуры проиллюстрирован Уайтом и Розенбергом [6].

    Значения внутренней функции Лоренца получены из данных, представленных Уайтом и Вудсом [5] для меди, натрия и некоторых переходных элементов. Эти данные ( L I = ρ I / W T T ) были построены по сравнению с T / θ D , где θ D — температура Дебая.Для значений L i в этой работе была построена «средняя» кривая с большим весом в сторону меди. Здесь имеется относительно большая неопределенность из-за разброса кривых для разных материалов; однако, поскольку W i мало по сравнению с W 0 для сплавов с низкой проводимостью, общая ошибка в W 0 невелика. Значения L i по сравнению с T / θ D приведены в .Таким образом, мы получаем электронную составляющую теплопроводности

    λe=We−1=(ρ0L0T+ρ−ρ0LiT)−1.

    (8)

    Тогда из (4) и (8) получаем решеточную составляющую теплопроводности

    λg=λ−(ρ0L0T+ρ−ρ0LiT)−1.

    (9)

    (9)

    Таблица 10.

    , 0,70% от 200 к до 50 К, увеличением обратно с температурой до 1,5% при 4 к.
    Электрическое сопротивление: 0,25% 0,25%
    Термоперация: 0,5% + 0,2 μ В / к. при 4 К, 0.2% + 0,05 мк В/К при 30 К и 0,1 % + 0,03 мк В/К выше 76 К. на обычный серебряный провод. Абсолютная термоЭДС нормального серебра, о которой сообщают Борелиус и др. [3] были использованы для перевода экспериментальных данных в абсолютную шкалу.

    5. Обсуждение

    Титановый сплав Ti A110–AT и никелевые сплавы Inconel 718 и Hastelloy X во многих отношениях демонстрируют сходное поведение.Значения теплопроводности не только сходны по тренду, но и совпадают по величине в пределах примерно 20 процентов. Удельное электрическое сопротивление каждого из этих материалов велико, а изменение сопротивления от комнатной температуры до жидкого гелия составляет всего 10–20 процентов. Каждая из кривых удельного электрического сопротивления имеет минимум около 25 К. Высокие коэффициенты Лоренца этих материалов указывают на то, что вклад решетки в общую проводимость до шести раз превышает вклад электронов.Такие высокие вклады в решетку для сплавов часто упоминаются в литературе, но не часто подтверждаются экспериментально.

    Алюминиевый сплав (7039) имеет тенденцию теплопроводности, аналогичную сплавам титана и никеля; однако величина проводимости Al 7039 примерно на порядок выше. Кроме того, из коэффициента Лоренца ясно, что теплопроводность в первую очередь обусловлена ​​вкладом электронов, а не решеткой. Удельное электрическое сопротивление у Al 7039 меньше, чем у сплавов титана и никеля, а отношение удельного электрического сопротивления составляет около 2.6. На кривой удельного электросопротивления Al 7039 отсутствует минимум. г ) теплопроводность, т. е.

    Обратная величина электронной проводимости, то есть тепловое сопротивление, Вт e , делится на примесную ( Вт 0 ) и собственную ( Вт

    I I 5 V 2 / K 2

    6

    1

    0,70 2,00
    D d
    0 0 × 10 −8
    0.05 0,32
    0,10 0,80
    0,15 1,12
    0,20 1,35
    0,25 1,53
    0,30 1,69
    .35 .35 1.81
    .40 1.92
    .45 2.02
    0.50 2.10
    . 60 2.23
    2,32
    0,80 2,37
    0,90 2,40
    1,00 2,42
    1,50 2,43
    2,44

    Значения λ г , рассчитанные по (9), приведены на . При низких температурах λ g изменяется как T n , где 1 < n ⩽ 2.Значение 2 для n ожидается для рассеяния фононов на дислокациях и электронах. Поскольку n не равно 2 при самых низких измеренных температурах, вероятно, имеет место значительное рассеяние планарных дефектов из-за дефектов упаковки или ламинарных выделений на границах зерен. Для планарного рассеяния дефектов ожидается n = 1 . При более высоких температурах поведение кривой согласуется с рассеянием волн решетки на точечных несовершенствах.

    Решетчатая проводимость титана A110–AT, Inconel 718 и Hastelloy X.

    Предварительные расчеты показывают, что решеточная проводимость Al 7039 сравнима с неопределенностью измеренной проводимости плюс неопределенностью расчетного значения λ e ; поэтому эти значения решеточной проводимости не приводятся.

    В настоящее время трудно быть уверенным в том, какие механизмы рассеяния присутствуют, особенно при более низких температурах. Дальнейшие металлургические исследования этих образцов могут привести к лучшему пониманию присутствующих механизмов.

    Удельное электрическое сопротивление титана A110–AT, Inconel 718 и Hastelloy X.

    Удельное электрическое сопротивление алюминия 7039.

    Коэффициенты Лоренца титана A110–AT, Inconel 718 и Hastelloy X.

    Число Лоренца алюминия 7039.

    Таблица 3.

    Параметры в уравнениях (1), (2), и (3) для AL 7039

    2,472 984 × 10 -10 4
    I
    I Теплопроводность Электрические удельные силы Термодержав
    1 2.221 1.28748725 × 10 -7 1,71060776 × 10
    2 -1,54727504 -3,27608149 × 10 -7 -1,33360752 × 10 2
    3 4.00341352 × 10 -1 4,07400149 × 10 -1 3,11404848 × 10 2
    4 2,882 × 10 -3 -2,79

    7 × 10 -1
    −3.37068033 × 10 2
    5 -2,15351278 × 10 -2 1,16239500 × 10 -7 1,57586179 × 10 2
    6 3,88045930 × 10 – 3 -2,98620355 × 10 -8 -3,31898139 × 10
    7 -2,18079207 × 10 -4 4,63166504 × 10 -9
    8 −3.
    9 1.43605591 × 10 -11
    2 Таблица 4 5

    Параметры в Уравнениях (1), (2) и (3) Инконель 718

    94 076 термоэдс 2 78 -1,062 × 10 -9 -1,70855972
    я Теплопроводность Электрическое сопротивление
    1 -5,46241719 1,12285087 × 10 -6 5,48360101 × 10
    7.3 -7,83810447 × 10 -8 -3,01984465 × 10 2
    3 -4,16174867 5,638 × 10 -8 6,85469757 × 10 2
    4 1,268570 × 10 -8 -7,68205488 × 10 2
    5 -2,20152847 × 10 -1 2, 4 .56243644 × 10 2
    6 2,04649099 × 10 -2 -1,50481839 × 10 -10 -1,47829752 × 10 2
    7 -7,469 × 10 -4 2,48887223 × 10
    8

    Таблица 7.

    Транспортные свойства Al 7039

    -0,13 -0,15 -0.17 9 -0,19 -0,20 26,2 -0,33 55,3 -1,26 -1,82 -1,80 -1,75 -1,70 -1,65 -1,63

    Temp (K)
    Теплопроводность (WM -1 K -1 K -1 K -1 ) Электрическое сопротивление. Ом M) Соотношение Лоренц × 10 8
    (V 2 / K 2 )
    Термоперация ( μ В/К)
    6 8.6 0,01734 2,47
    7 10.1 0,01736 2,50
    8 11,6 0,01737 2,51
    13,1 0,01736 2,52
    10 14,5 0,01735 2,52
    12 17. 4 0,01734 2,52 -0,21
    14 20,4 0,01734 2,52 -0,23
    16 23,3 0,01735 2,53 -0,27
    18 0,01736 2,53
    20 29,2 0,01737 2,53 -0,41
    25 36. 3 0,01742 2,53 -0,65
    30 43,1 0,01748 2,51 -0,88
    35 49,5 0,01759 2,49 -1,09
    40 0,01775 2,45
    45 60,6 0,01795 2,42 -1,41
    50 65. 4 0,01821 2,38 -1,53
    55 69,7 0,01852 2,35 -1,62
    60 73,6 0,01887 2,31 -1,69
    65 77,1 0,01926 2,29 -1,74
    70 80,3 0,01970 2,26 -1,78
    75 83. 3 0,02016 2,24 -1,81
    80 86,0 0,02065 2,22 -1,82
    85 88,5 0,02117 2,21 -1,83
    90 90,9 0,02171 2,19 -1,83
    95 93,1 0,02227 2,18 -1,83
    100 95.2 0,02284 2,18
    110 99,2 0,02402 2,17
    120 103. 0,02524 2,17 – 1,78
    130 107. 0,02648 2,17
    140 110. 0,02773 2,18 -1,72
    150 114. 0,02898 2,20
    160 117. 0,03024 2,21 -1,68
    170 121. 0,03149 2,24 – 1.66
    180 124. 0,03274 2,26
    190 128. 0,03398 2,28 -1,64
    200 131. 0,03522 2,31
    220 138. 0,03768 2,36 -1,62
    240 144. 0,04012 2,40 – 1,62
    260 149. 0,04255 2,44 -1,62
    280 154. 0,04499 2,47 -1,63

    Таблица 8.

    Транспортные свойства Inconel 718

    918

    7 0,12 1,079 .14 0,32 0,32 1,076 1,096 1,112
    Temp
    (K)
    Термальная проводимость (WM -1 K -1 ) Электрическое сопротивление ( μ OHM M) Соотношение Лоренца × 10 8 (V 2 / K 2 / K 2 ) ThermoPower
    ( μ V / K)
    70051 0,670 1.080 10.3 0.12
    8 .801 1,079 10,8
    9 0,938 11,2 +0,13
    10 1,08 1,079 11,6
    12
    12 1.36 1.078 . 12.2 .20
    14 1.63 1.078 12.6 .26
    16 1.90 1,077 12,8 +0,30
    18 2,16 1,077 12,9
    20 2,40 1,077 12,9
    25 25 2.97 1.076 12.8 .28
    30 3.48 1.076 12.59 024
    35 3.94 12,1 0,21
    40 4,35 1,076 11,7 0,19
    45 4,72 1,077 11,3 0,19
    50 5.05 1.078 10.9 .18 .18
    55 5.35 1.079 10,5 .19
    60 5.62 1,080 10,1 0,21
    65 5,86 1,081 9,75 0,23
    70 6,09 1,082 9,41 0,26
    75 6.29 1.083 9.08 9.08 9.08
    80046
    80 6.47 1.085 8,77 .32
    85 6.64 +1,086 8,49 0,35
    90 6,80 1,087 8,22 0,38
    95 6,95 1,089 7,96 0,42
    100 7.09 1.090 7090 70051
    110 7.34 1.093 7.30 .52
    120 7.58 6,93 0,60
    130 7,81 1,100 6,60 0,67
    140 8,02 1,103 6,32 0,74
    150 8.24 1.106 1.106 6.07 . 6.07
    160 8.45 1.109 5.86 0,88
    170 8.66 5,67 0,95
    180 8,88 1,115 5,50 1,02
    190 9,09 1,118 5,35 1,08
    200 9.30 1.121 1.121 5.22 1.15
    220 9.73 9.73 1.127 4.98 1.27
    240 10.1 1,133 4,79 1,39
    260 10,5 1,139 4,61 1,51
    280 10,9 1,144 4,44 1,62

    Подтверждения

    Мы благодарим Р. Х. Кропшота за многочисленные полезные предложения, обсуждения и рекомендации. Поставка материалов от Aerojet General Corporation, Titanium Corporation of America и Union Carbide Co.также признается. Приветствуется помощь Р. П. Рида и Р. Л. Дурхольца в характеристике материала. Большую помощь оказали проектирование и разработка приборов Дж. К. Джеллисоном и Н. К. Винчестером. Г. Х. Уоллес помогал на ранних этапах строительства аппарата. Уильям Дж. Холл предоставил свою процедуру ортонормированной подгонки, которая помогла в подгонке данных.

    Эта работа была выполнена в Национальном бюро стандартов при спонсорской поддержке NASA (SNPO-C) Contract R-45.

    Сноски

    1 Использование в данном документе торговых наименований конкретных продуктов необходимо для правильного понимания представленной работы. Их использование никоим образом не подразумевает какого-либо одобрения, одобрения или рекомендации со стороны NBS. (См. ссылку [8]).

    2 Цифры в скобках означают ссылки на литературу в конце этого документа.

    6. Ссылки

    [1] Powell R.L., Rogers W.M., and Coffin D.O., J. Res. Нац. Бур. Стоять. (НАС.) 59 (физ.и Chem.), 349–355 (1957). [Google Scholar][2] Hust J.G., Powell R.L. and Weitzel D.H., J. Res. Нац. Бур. Стоять. (НАС.) 74A (Phys. and Chem.), № 5, 673–690 (сентябрь-октябрь). 1970). [Google Scholar][3] Борелиус Г., Кесом В. Х., Йоханссон С. Х. и Линде Дж. О., Proc. Кон. акад. Амстердам 35, 10 (1932). [Google Scholar][4] Пауэлл Р.Л., Родер Х.М., Холл В.Дж., Phys. преп. 115, 314–323 (1959). [Google Scholar][5] White G.K., Proc. 8-й конф. по теплопроводности, под ред. Хо С.Ю., Тейлор Р.Э., (Пленум Пресс, Нью-Йорк, 1969). [Google Scholar][6] Розенберг Х. М., Физика твердого тела при низких температурах (Clarendon Press, Oxford, 1963). п. 120. [Google Scholar][7] White G.K., and Woods S.B., Phil. Транс. Рой. соц. A251, 273–302 (1959). [Google Scholar]

    [8] Hastelloy-X — зарегистрированная торговая марка сплава никеля, хрома и железа, производимого Union Carbide Corporation, подразделение Stellite.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

    Вернуться наверх