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Coeficiente de conductividad térmica de materiales.

En los últimos años, a la hora de construir una casa o renovarla, se ha prestado mucha atención a la eficiencia energética. Con los precios del combustible ya existentes, esto es muy importante. Además, parece que los ahorros adicionales serán cada vez más importantes. Para seleccionar correctamente la composición y el grosor de los materiales en el pastel de estructuras de cerramiento (paredes, piso, techo, techo), es necesario conocer la conductividad térmica de los materiales de construcción. Esta característica está indicada en paquetes con materiales y es necesaria incluso en la etapa de diseño. Después de todo, es necesario decidir de qué material construir las paredes, cómo aislarlas, qué tan gruesa debe ser cada capa.

El contenido del artículo

1 ¿Qué es la conductividad térmica y la resistencia térmica?
2 Tabla de conductividad térmica de los materiales de aislamiento térmico.
3 Tabla de conductividad térmica de materiales de construcción.
4 Cómo calcular el espesor de la pared
- 4.1 Cálculo de espesor de pared, espesor de aislamiento, capas de acabado.
- 4.2 Un ejemplo de cálculo del espesor del aislamiento.

¿Qué es la conductividad térmica y la resistencia térmica?

Al elegir materiales de construcción para la construcción, es necesario prestar atención a las características de los materiales. Una de las posiciones clave es la conductividad térmica. Se muestra mediante el coeficiente de conductividad térmica. Esta es la cantidad de calor que un material en particular puede conducir por unidad de tiempo. Es decir, cuanto más bajo es este coeficiente, peor conduce el calor el material. Por el contrario, cuanto mayor sea el número, mejor será la disipación del calor.

Diagrama que ilustra la diferencia de conductividad térmica de los materiales.

Los materiales con baja conductividad térmica se utilizan para el aislamiento, con los altos para transferir o eliminar el calor. Por ejemplo, los radiadores están hechos de aluminio, cobre o acero, ya que transfieren bien el calor, es decir, tienen un alto coeficiente de conductividad térmica. Para el aislamiento, se utilizan materiales con un bajo coeficiente de conductividad térmica: retienen mejor el calor. Si un objeto consta de varias capas de material, su conductividad térmica se determina como la suma de los coeficientes de todos los materiales. Al calcular, se calcula la conductividad térmica de cada uno de los componentes del "pastel", se suman los valores encontrados. En general, obtenemos la capacidad de aislamiento térmico de la estructura de cerramiento (paredes, piso, techo).

La conductividad térmica de los materiales de construcción muestra la cantidad de calor que pasa por unidad de tiempo.

También existe la resistencia térmica. Refleja la capacidad de un material para evitar que el calor lo atraviese. Es decir, es el recíproco de la conductividad térmica. Y, si ve un material con alta resistencia térmica, puede usarse para aislamiento térmico. Un ejemplo de materiales de aislamiento térmico es el popular mineral o lana de basalto, poliestireno, etc. Se necesitan materiales con baja resistencia térmica para disipar o transferir calor. Por ejemplo, los radiadores de aluminio o acero se utilizan para calentar, ya que desprenden bien el calor.

Tabla de conductividad térmica de los materiales de aislamiento térmico.

Para que sea más fácil mantener la casa caliente en invierno y fresca en verano, la conductividad térmica de las paredes, el piso y el techo debe ser al menos de una determinada cifra, que se calcula para cada región. La composición del "pastel" de las paredes, piso y techo, el grosor de los materiales se toman para que la cifra total no sea menor (o mejor, al menos un poco más) recomendada para su región.

Coeficiente de transferencia de calor de materiales de materiales de construcción modernos para envolventes de edificios.

A la hora de elegir materiales hay que tener en cuenta que algunos de ellos (no todos) conducen mucho mejor el calor en condiciones de alta humedad. Si durante el funcionamiento puede surgir una situación de este tipo durante mucho tiempo, los cálculos utilizan la conductividad térmica para este estado.Los coeficientes de conductividad térmica de los principales materiales utilizados para el aislamiento se muestran en la tabla.

Nombre del material	Coeficiente de conductividad térmica W / (m ° C)
	Seco	Con humedad normal	Con mucha humedad
Fieltro de lana	0,036-0,041	0,038-0,044	0,044-0,050
Lana mineral de roca 25-50 kg / m3	0,036	0,042	0,,045
Lana mineral de roca 40-60 kg / m3	0,035	0,041	0,044
Lana mineral de roca 80-125 kg / m3	0,036	0,042	0,045
Lana mineral de roca 140-175 kg / m3	0,037	0,043	0,0456
Lana mineral de roca 180 kg / m3	0,038	0,045	0,048
Lana de vidrio 15 kg / m3	0,046	0,049	0,055
Lana de vidrio 17 kg / m3	0,044	0,047	0,053
Lana de vidrio 20 kg / m3	0,04	0,043	0,048
Lana de vidrio 30 kg / m3	0,04	0,042	0,046
Lana de vidrio 35 kg / m3	0,039	0,041	0,046
Lana de vidrio 45 kg / m3	0,039	0,041	0,045
Lana de vidrio 60 kg / m3	0,038	0,040	0,045
Lana de vidrio 75 kg / m3	0,04	0,042	0,047
Lana de vidrio 85 kg / m3	0,044	0,046	0,050
Poliestireno expandido (poliestireno, PPS)	0,036-0,041	0,038-0,044	0,044-0,050
Espuma de poliestireno extruido (EPS, XPS)	0,029	0,030	0,031
Hormigón celular, hormigón celular sobre mortero de cemento, 600 kg / m3	0,14	0,22	0,26
Hormigón celular, hormigón celular sobre mortero de cemento, 400 kg / m3	0,11	0,14	0,15
Hormigón celular, hormigón celular sobre mortero de cal, 600 kg / m3	0,15	0,28	0,34
Hormigón celular, hormigón celular sobre mortero de cal, 400 kg / m3	0,13	0,22	0,28
Vidrio de espuma, miga, 100-150 kg / m3	0,043-0,06
Vidrio de espuma, miga, 151-200 kg / m3	0,06-0,063
Vidrio de espuma, miga, 201 - 250 kg / m3	0,066-0,073
Vidrio de espuma, miga, 251 - 400 kg / m3	0,085-0,1
Bloque de espuma 100-120 kg / m3	0,043-0,045
Bloque de espuma 121-170 kg / m3	0,05-0,062
Bloque de espuma 171 - 220 kg / m3	0,057-0,063
Bloque de espuma 221-270 kg / m3	0,073
Ecowool	0,037-0,042
Espuma de poliuretano (PPU) 40 kg / m3	0,029	0,031	0,05
Espuma de poliuretano (PPU) 60 kg / m3	0,035	0,036	0,041
Espuma de poliuretano (PPU) 80 kg / m3	0,041	0,042	0,04
Espuma de polietileno reticulado	0,031-0,038
Vacío	0
Aire + 27 ° C. 1 cajero automático	0,026
Xenón	0,0057
Argón	0,0177
Aerogel (aerogeles de Aspen)	0,014-0,021
Escoria	0,05
Vermiculita	0,064-0,074
Caucho espumado	0,033
Planchas de corcho 220 kg / m3	0,035
Planchas de corcho 260 kg / m3	0,05
Esteras de basalto, lona	0,03-0,04
Remolcar	0,05
Perlita, 200 kg / m3	0,05
Perlita expandida, 100 kg / m3	0,06
Placas aislantes de lino, 250 kg / m3	0,054
Hormigón de poliestireno, 150-500 kg / m3	0,052-0,145
Corcho granulado, 45 kg / m3	0,038
Corcho mineral a base de betún, 270-350 kg / m3	0,076-0,096
Revestimiento de suelo de corcho, 540 kg / m3	0,078
Enchufe técnico, 50 kg / m3	0,037

Parte de la información se toma de estándares que prescriben las características de ciertos materiales (SNiP 23-02-2003, SP 50.13330.2012, SNiP II-3-79 * (Apéndice 2)). Los materiales que no están detallados en las normas se encuentran en los sitios web de los fabricantes. Dado que no existen estándares, pueden variar significativamente de un fabricante a otro, por lo que al comprar, preste atención a las características de cada material que compre.

Tabla de conductividad térmica de materiales de construcción.

Las paredes, los pisos y los pisos pueden estar hechos de diferentes materiales, pero resultó que la conductividad térmica de los materiales de construcción generalmente se compara con el ladrillo. Todo el mundo conoce este material, es más fácil asociarse con él. Los más populares son los diagramas que demuestran claramente la diferencia entre diferentes materiales. Una de esas imágenes está en el párrafo anterior, la segunda, una comparación de una pared de ladrillos y una pared de troncos, se muestra a continuación. Es por eso que se eligen materiales de aislamiento térmico para paredes hechas de ladrillos y otros materiales con alta conductividad térmica. Para facilitar la selección, se tabula la conductividad térmica de los principales materiales de construcción.

Compare una variedad de materiales

Nombre del material, densidad	Coeficiente de conductividad térmica
	seco	a humedad normal	a alta humedad
CPR (mortero cemento-arena)	0,58	0,76	0,93
Mortero de cal y arena	0,47	0,7	0,81
Yeso	0,25
Hormigón celular, hormigón celular sobre cemento, 600 kg / m3	0,14	0,22	0,26
Hormigón celular, hormigón celular sobre cemento, 800 kg / m3	0,21	0,33	0,37
Hormigón celular, hormigón celular sobre cemento, 1000 kg / m3	0,29	0,38	0,43
Hormigón celular, hormigón celular sobre cal, 600 kg / m3	0,15	0,28	0,34
Hormigón celular, hormigón celular sobre cal, 800 kg / m3	0,23	0,39	0,45
Hormigón celular, hormigón celular sobre cal, 1000 kg / m3	0,31	0,48	0,55
Vidrio de ventana	0,76
Arbolit	0,07-0,17
Hormigón con grava natural, 2400 kg / m3	1,51
Hormigón ligero con piedra pómez natural, 500-1200 kg / m3	0,15-0,44
Hormigón sobre escoria granulada, 1200-1800 kg / m3	0,35-0,58
Hormigón de escoria de caldera, 1400 kg / m3	0,56
Hormigón de piedra triturada, 2200-2500 kg / m3	0,9-1,5
Hormigón sobre escoria de combustible, 1000-1800 kg / m3	0,3-0,7
Bloque cerámico poroso	0,2
Hormigón de vermiculita, 300-800 kg / m3	0,08-0,21
Hormigón de arcilla expandida, 500 kg / m3	0,14
Hormigón de arcilla expandida, 600 kg / m3	0,16
Hormigón de arcilla expandida, 800 kg / m3	0,21
Hormigón de arcilla expandida, 1000 kg / m3	0,27
Hormigón de arcilla expandida, 1200 kg / m3	0,36
Hormigón de arcilla expandida, 1400 kg / m3	0,47
Hormigón de arcilla expandida, 1600 kg / m3	0,58
Hormigón de arcilla expandida, 1800 kg / m3	0,66
escalera de ladrillos cerámicos macizos en el CPR	0,56	0,7	0,81
Mampostería de ladrillo hueco cerámico sobre CPR, 1000 kg / m3)	0,35	0,47	0,52
Mampostería de ladrillo cerámico hueco en obra centralizada, 1300 kg / m3)	0,41	0,52	0,58
Mampostería de ladrillos cerámicos huecos en la obra central, 1400 kg / m3)	0,47	0,58	0,64
Mampostería maciza de ladrillo calcáreo sobre CPR, 1000 kg / m3)	0,7	0,76	0,87
Mampostería hueca de ladrillos de arena y cal en CPR, 11 huecos	0,64	0,7	0,81
Mampostería hueca de ladrillos de arena y cal en CPR, 14 huecos	0,52	0,64	0,76
Caliza 1400 kg / m3	0,49	0,56	0,58
Caliza 1 + 600 kg / m3	0,58	0,73	0,81
Caliza 1800 kg / m3	0,7	0,93	1,05
Caliza 2000 kg / m3	0,93	1,16	1,28
Arena de construcción, 1600 kg / m3	0,35
Granito	3,49
Mármol	2,91
Arcilla expandida, grava, 250 kg / m3	0,1	0,11	0,12
Arcilla expandida, grava, 300 kg / m3	0,108	0,12	0,13
Arcilla expandida, grava, 350 kg / m3	0,115-0,12	0,125	0,14
Arcilla expandida, grava, 400 kg / m3	0,12	0,13	0,145
Arcilla expandida, grava, 450 kg / m3	0,13	0,14	0,155
Arcilla expandida, grava, 500 kg / m3	0,14	0,15	0,165
Arcilla expandida, grava, 600 kg / m3	0,14	0,17	0,19
Arcilla expandida, grava, 800 kg / m3	0,18
Placas de yeso, 1100 kg / m3	0,35	0,50	0,56
Placas de yeso, 1350 kg / m3	0,23	0,35	0,41
Arcilla, 1600-2900 kg / m3	0,7-0,9
Arcilla refractaria, 1800 kg / m3	1,4
Arcilla expandida, 200-800 kg / m3	0,1-0,18
Hormigón de arcilla expandida sobre arena de cuarzo con porización, 800-1200 kg / m3	0,23-0,41
Hormigón de arcilla expandida, 500-1800 kg / m3	0,16-0,66
Hormigón de arcilla expandida sobre arena de perlita, 800-1000 kg / m3	0,22-0,28
Ladrillos de clínker, 1800-2000 kg / m3	0,8-0,16
Ladrillos cerámicos cara vista, 1800 kg / m3	0,93
Mampostería de escombros de densidad media, 2000 kg / m3	1,35
Planchas de cartón yeso, 800 kg / m3	0,15	0,19	0,21
Planchas de cartón yeso, 1050 kg / m3	0,15	0,34	0,36
Contrachapado, pegado	0,12	0,15	0,18
Tablero de fibras, aglomerado, 200 kg / m3	0,06	0,07	0,08
Tablero de fibras, aglomerado, 400 kg / m3	0,08	0,11	0,13
Tablero de fibras, aglomerado, 600 kg / m3	0,11	0,13	0,16
Tablero de fibras, aglomerado, 800 kg / m3	0,13	0,19	0,23
Tablero de fibras, aglomerado, 1000 kg / m3	0,15	0,23	0,29
PVC de linóleo sobre una base termoaislante, 1600 kg / m3	0,33
PVC de linóleo sobre una base termoaislante, 1800 kg / m3	0,38
Linóleo de PVC sobre base de tejido, 1400 kg / m3	0,2	0,29	0,29
Linóleo de PVC sobre base de tejido, 1600 kg / m3	0,29	0,35	0,35
Linóleo de PVC sobre base de tejido, 1800 kg / m3	0,35
Láminas planas de fibrocemento, 1600-1800 kg / m3	0,23-0,35
Alfombra, 630 kg / m3	0,2
Policarbonato (láminas), 1200 kg / m3	0,16
Hormigón de poliestireno, 200-500 kg / m3	0,075-0,085
Roca de concha, 1000-1800 kg / m3	0,27-0,63
Fibra de vidrio, 1800 kg / m3	0,23
Baldosas de hormigón, 2100 kg / m3	1,1
Baldosa cerámica, 1900 kg / m3	0,85
Tejas de PVC, 2000 kg / m3	0,85
Yeso de cal, 1600 kg / m3	0,7
Yeso cemento-arena, 1800 kg / m3	1,2

La madera es uno de los materiales de construcción con una conductividad térmica relativamente baja. La tabla proporciona datos indicativos para diferentes razas. Al comprar, asegúrese de observar la densidad y la conductividad térmica. No todos son iguales a los prescritos en los documentos reglamentarios.

Nombre	Coeficiente de conductividad térmica
	Seco	Con humedad normal	Con mucha humedad
Pino, abeto a través del grano	0,09	0,14	0,18
Pino, abeto a lo largo de la veta	0,18	0,29	0,35
Roble a lo largo de la veta	0,23	0,35	0,41
Roble a través del grano	0,10	0,18	0,23
Árbol de corcho	0,035
abedul	0,15
Cedro	0,095
Caucho natural	0,18
Arce	0,19
Tilo (15% de humedad)	0,15
Alerce	0,13
Serrín	0,07-0,093
Remolcar	0,05
Parquet de roble	0,42
Parquet pieza	0,23
Parquet de paneles	0,17
Abeto	0,1-0,26
Álamo	0,17

Los metales conducen muy bien el calor. A menudo son el puente frío en la estructura. Y esto también debe tenerse en cuenta, para excluir el contacto directo mediante el uso de capas y juntas termoaislantes, que se denominan rotura térmica. La conductividad térmica de los metales se resume en otra tabla.

Nombre	Coeficiente de conductividad térmica	Nombre	Coeficiente de conductividad térmica
Bronce	22-105	Aluminio	202-236
Cobre	282-390	Latón	97-111
Plata	429	Hierro	92
Estaño	67	Acero	47
Oro	318

Cómo calcular el espesor de la pared

Para que la casa sea cálida en invierno y fresca en verano, es necesario que las estructuras de cerramiento (paredes, piso, techo / techo) tengan una cierta resistencia térmica. Este valor es diferente para cada región. Depende de las temperaturas y la humedad medias de un área en particular.

Resistencia térmica de estructuras de cerramiento para regiones rusas.

Resistencia térmica del cerramiento
estructuras para las regiones de Rusia

Para que las facturas de calefacción no sean demasiado grandes, los materiales de construcción y su espesor deben seleccionarse de manera que su resistencia térmica total no sea menor que la indicada en la tabla.

Cálculo de espesor de pared, espesor de aislamiento, capas de acabado.

Para la construcción moderna, una situación es típica cuando la pared tiene varias capas. Además de la estructura de soporte, hay aislamiento, materiales de acabado. Cada una de las capas tiene su propio grosor.¿Cómo determinar el espesor del aislamiento? El cálculo es sencillo. Basado en la fórmula:

Fórmula de cálculo de resistencia térmica

R es resistencia térmica;

p es el espesor de la capa en metros;

k - coeficiente de conductividad térmica.

Primero, debe decidir los materiales que usará en la construcción. Además, necesita saber exactamente qué tipo de material de pared, aislamiento, decoración, etc. Después de todo, cada uno de ellos contribuye al aislamiento térmico, y en el cálculo se tiene en cuenta la conductividad térmica de los materiales de construcción.

Primero, se considera la resistencia térmica del material estructural (a partir del cual se construirá la pared, piso, etc.), luego se selecciona el espesor del aislamiento seleccionado "de acuerdo con el principio residual". También se pueden tener en cuenta las características de aislamiento térmico de los materiales de acabado, pero suelen ser un "plus" a los principales. Así es como se coloca una determinada acción "por si acaso". Esta reserva le permite ahorrar en calefacción, lo que posteriormente tiene un efecto positivo en el presupuesto.

Un ejemplo de cálculo del espesor del aislamiento.

Pongamos un ejemplo. Vamos a construir un muro de ladrillos: un ladrillo y medio, aislaremos con lana mineral. Según la tabla, la resistencia térmica de las paredes de la región debe ser de al menos 3,5. El cálculo para esta situación se muestra a continuación.

Primero, calculemos la resistencia térmica de la pared de ladrillos. Un ladrillo y medio es de 38 cm o 0,38 metros, la conductividad térmica de la mampostería de ladrillos es de 0,56. Contamos usando la fórmula anterior: 0.38 / 0.56 = 0.68. Una pared de 1,5 ladrillos tiene tal resistencia térmica.
Restamos este valor de la resistencia térmica total para la región: 3.5-0.68 = 2.82. Este valor debe ser "recogido" por aislamiento térmico y materiales de acabado.
Todas las estructuras de cerramiento deberán calcularse
Consideramos el grosor de la lana mineral. Su coeficiente de conductividad térmica es 0.045. El espesor de la capa será: 2.82 * 0.045 = 0.1269 mo 12.7 cm, es decir, para proporcionar el nivel de aislamiento requerido, el espesor de la capa de lana mineral debe ser de al menos 13 cm.

Si el presupuesto es limitado, puede tomar 10 cm de lana mineral y la que falta se cubrirá con materiales de acabado. Estarán por dentro y por fuera. Pero, si desea que las facturas de calefacción sean mínimas, es mejor empezar a terminar con un "más" al valor calculado. Esta es su reserva para el momento de las temperaturas más bajas, ya que las normas de resistencia térmica para envolventes de edificios se calculan en base a la temperatura promedio durante varios años, y los inviernos son anormalmente fríos. Por lo tanto, la conductividad térmica de los materiales de construcción utilizados para la decoración simplemente no se tiene en cuenta.

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