Coefficiente di conducibilità termica dei materiali

Negli ultimi anni, nella costruzione di una casa o nella ristrutturazione, è stata prestata molta attenzione all'efficienza energetica. Con i prezzi del carburante già esistenti, questo è molto importante. Inoltre, sembra che ulteriori risparmi diventeranno sempre più importanti. Per selezionare correttamente la composizione e lo spessore dei materiali nella torta delle strutture di contenimento (pareti, pavimento, soffitto, tetto), è necessario conoscere la conduttività termica dei materiali da costruzione. Questa caratteristica è indicata sulle confezioni con materiali, ed è necessaria anche in fase di progettazione. Dopotutto, è necessario decidere da quale materiale costruire i muri, come isolarli, quanto dovrebbe essere spesso ogni strato.

Cos'è la conducibilità termica e la resistenza termica

Quando si scelgono i materiali da costruzione per la costruzione, è necessario prestare attenzione alle caratteristiche dei materiali. Una delle posizioni chiave è la conduttività termica. Viene visualizzato dal coefficiente di conducibilità termica. Questa è la quantità di calore che un materiale può condurre per unità di tempo. Cioè, più basso è questo coefficiente, peggiore è il materiale che conduce il calore. Al contrario, maggiore è il numero, migliore è la dissipazione del calore.

Diagramma che illustra la differenza nella conducibilità termica dei materiali

I materiali con bassa conduttività termica sono usati per l'isolamento, con alta - per il trasferimento o la rimozione del calore. Ad esempio, i radiatori sono realizzati in alluminio, rame o acciaio, poiché trasferiscono bene il calore, cioè hanno un alto coefficiente di conduttività termica. Per l'isolamento vengono utilizzati materiali con un basso coefficiente di conduttività termica: trattengono meglio il calore. Se un oggetto è costituito da più strati di materiale, la sua conduttività termica è determinata come la somma dei coefficienti di tutti i materiali. Nei calcoli viene calcolata la conducibilità termica di ciascuno dei componenti della "torta", i valori trovati vengono sommati. In generale, si ottiene la capacità di isolamento termico della struttura di contenimento (pareti, pavimento, soffitto).

La conducibilità termica dei materiali da costruzione mostra la quantità di calore che passa per unità di tempo.

Esiste anche una cosa come la resistenza termica. Riflette la capacità di un materiale di impedire al calore di attraversarlo. Cioè, è il reciproco della conducibilità termica. E, se vedi un materiale con un'elevata resistenza termica, può essere utilizzato per l'isolamento termico. Un esempio di materiali di isolamento termico può essere la popolare lana minerale o di basalto, schiuma, ecc. Per dissipare o trasferire il calore sono necessari materiali con bassa resistenza termica. Ad esempio, i radiatori in alluminio o acciaio vengono utilizzati per il riscaldamento, poiché emettono bene il calore.

Tabella di conducibilità termica dei materiali di isolamento termico

Per rendere più facile mantenere la casa calda in inverno e fresca in estate, la conducibilità termica delle pareti, del pavimento e del tetto dovrebbe essere almeno una certa cifra, calcolata per ciascuna regione. La composizione della "torta" delle pareti, del pavimento e del soffitto, lo spessore dei materiali sono presi in modo che la cifra totale non sia inferiore (o meglio - almeno un po 'di più) consigliata per la vostra regione.

Coefficiente di scambio termico dei materiali dei moderni materiali da costruzione per gli involucri degli edifici

Quando si scelgono i materiali, si dovrebbe tenere conto del fatto che alcuni (non tutti) conducono il calore molto meglio in condizioni di elevata umidità. Se durante il funzionamento una situazione del genere può verificarsi per un lungo periodo, i calcoli utilizzano la conduttività termica per questo stato.Nella tabella sono riportati i coefficienti di conducibilità termica dei principali materiali utilizzati per l'isolamento.

Alcune delle informazioni sono tratte da standard che prescrivono le caratteristiche di determinati materiali (SNiP 23-02-2003, SP 50.13330.2012, SNiP II-3-79 * (Appendice 2)). Quei materiali che non sono specificati negli standard si trovano sui siti web dei produttori. Poiché non esistono standard, possono variare in modo significativo da produttore a produttore, quindi al momento dell'acquisto prestare attenzione alle caratteristiche di ogni materiale che si acquista.

Tabella di conducibilità termica dei materiali da costruzione

Pareti, soffitti, pavimenti possono essere realizzati con materiali diversi, ma è successo che la conduttività termica dei materiali da costruzione viene solitamente confrontata con la muratura. Tutti conoscono questo materiale, è più facile associarlo. I più popolari sono i diagrammi che dimostrano chiaramente la differenza tra materiali diversi. C'è una di queste immagini nel paragrafo precedente, la seconda - un confronto tra un muro di mattoni e un muro di tronchi - è fornita di seguito. Ecco perché i materiali di isolamento termico vengono scelti per pareti in mattoni e altri materiali con elevata conduttività termica. Per facilitare la selezione, viene tabulata la conducibilità termica dei principali materiali da costruzione.

Confronta una varietà di materiali

Il legno è uno dei materiali da costruzione con una conducibilità termica relativamente bassa. La tabella fornisce dati indicativi per le diverse razze. Al momento dell'acquisto, assicurati di guardare la densità e il coefficiente di conduttività termica. Non tutti sono uguali a quanto prescritto nei documenti normativi.

I metalli conducono molto bene il calore. Spesso sono il ponte freddo nella struttura. E questo deve anche essere preso in considerazione, per escludere il contatto diretto con strati e guarnizioni termoisolanti, che sono chiamati rottura termica. La conducibilità termica dei metalli è riassunta in un'altra tabella.

Come calcolare lo spessore della parete

Affinché la casa sia calda d'inverno e fresca d'estate, è necessario che le strutture di contenimento (pareti, pavimento, soffitto / tetto) abbiano una certa resistenza termica. Questo valore è diverso per ogni regione. Dipende dalla temperatura media e dall'umidità in una particolare area.

Resistenza termica di recinzione
strutture per le regioni della Russia

Affinché le bollette del riscaldamento non siano troppo elevate, i materiali da costruzione e il loro spessore devono essere selezionati in modo che la loro resistenza termica totale non sia inferiore a quella indicata in tabella.

Calcolo dello spessore della parete, spessore dell'isolamento, strati di finitura

Per la costruzione moderna, una situazione è tipica quando il muro ha diversi strati. Oltre alla struttura portante, c'è l'isolamento, i materiali di finitura. Ciascuno degli strati ha il proprio spessore.Come determinare lo spessore dell'isolamento? Il calcolo è semplice. Basato sulla formula:

Formula di calcolo della resistenza termica

R è la resistenza termica;

p è lo spessore dello strato in metri;

k - coefficiente di conducibilità termica.

Innanzitutto, devi decidere i materiali che utilizzerai durante la costruzione. Inoltre, è necessario sapere esattamente che tipo di materiale della parete, isolamento, decorazione, ecc. Dopotutto, ognuno di essi contribuisce all'isolamento termico e nel calcolo viene presa in considerazione la conduttività termica dei materiali da costruzione.

Per prima cosa si considera la resistenza termica del materiale strutturale (da cui verrà costruito il muro, il pavimento, ecc.), Quindi si sceglie lo spessore dell'isolante scelto "secondo il principio del residuo". Si possono anche tenere in considerazione le caratteristiche di isolamento termico dei materiali di finitura, ma di solito sono un "plus" rispetto a quelli principali. Questo è il modo in cui un certo stock viene posto "per ogni evenienza". Questa riserva consente di risparmiare sul riscaldamento, che successivamente ha un effetto positivo sul budget.

Un esempio di calcolo dello spessore dell'isolamento

Facciamo un esempio. Costruiremo un muro di mattoni: un mattone e mezzo, lo isoleremo con lana minerale. Secondo la tabella, la resistenza termica delle pareti per la regione dovrebbe essere almeno 3,5. Il calcolo per questa situazione è mostrato di seguito.

1. Innanzitutto, calcoliamo la resistenza termica del muro di mattoni. Un mattone e mezzo è di 38 cm o 0,38 metri, il coefficiente di conduttività termica della muratura in mattoni è 0,56. Contiamo usando la formula sopra: 0,38 / 0,56 = 0,68. Un muro di 1,5 mattoni ha una tale resistenza termica.
2. Sottraiamo questo valore dalla resistenza termica totale per la regione: 3,5-0,68 = 2,82. Questo valore deve essere "ripreso" dall'isolamento termico e dai materiali di finitura.
   

   Tutte le strutture di recinzione dovranno essere calcolate

3. Consideriamo lo spessore della lana minerale. Il suo coefficiente di conducibilità termica è 0,045. Lo spessore dello strato sarà: 2,82 * 0,045 = 0,1269 mo 12,7 cm, ovvero, per fornire il livello di isolamento richiesto, lo spessore dello strato di lana minerale deve essere di almeno 13 cm.

Se il budget è limitato, puoi prendere 10 cm di lana minerale e quella mancante sarà coperta con materiali di finitura. Saranno dentro e fuori. Ma, se vuoi che le bollette del riscaldamento siano minime, è meglio iniziare finendo con un "più" al valore calcolato. Questa è la tua riserva per il tempo delle temperature più basse, poiché le norme di resistenza termica per le strutture di contenimento sono calcolate in base alla temperatura media per diversi anni e gli inverni sono anormalmente freddi. Pertanto, la conduttività termica dei materiali da costruzione utilizzati per la decorazione non viene semplicemente presa in considerazione.