Współczynnik przewodzenia ciepła materiałów

W ostatnich latach przy budowie domu lub jego remoncie wiele uwagi poświęcono efektywności energetycznej. Przy istniejących cenach paliw jest to bardzo ważne. Ponadto wydaje się, że coraz większe znaczenie będą miały dalsze oszczędności. Aby poprawnie dobrać skład i grubość materiałów w tortu otaczających konstrukcji (ściany, podłoga, sufit, dach), konieczna jest znajomość przewodnictwa cieplnego materiałów budowlanych. Ta cecha jest wskazana na opakowaniach z materiałami i jest konieczna nawet na etapie projektowania. W końcu trzeba zdecydować, z jakiego materiału zbudować ściany, jak je zaizolować, jak gruba powinna być każda warstwa.

Co to jest przewodność cieplna i opór cieplny

Wybierając materiały budowlane do budowy, należy zwrócić uwagę na właściwości materiałów. Jedną z kluczowych pozycji jest przewodnictwo cieplne. Wskazuje na to współczynnik przewodzenia ciepła. Jest to ilość ciepła, jaką materiał może przewodzić w jednostce czasu. Oznacza to, że im niższy współczynnik, tym gorzej materiał przewodzi ciepło. I odwrotnie, im wyższa liczba, tym lepsze odprowadzanie ciepła.

Schemat ilustrujący różnicę w przewodnictwie cieplnym materiałów

Do izolacji stosowane są materiały o niskiej przewodności cieplnej, o dużej - do przenoszenia lub odprowadzania ciepła. Na przykład grzejniki są wykonane z aluminium, miedzi lub stali, ponieważ dobrze przenoszą ciepło, to znaczy mają wysoki współczynnik przewodności cieplnej. Do izolacji stosuje się materiały o niskim współczynniku przewodności cieplnej - lepiej zatrzymują ciepło. Jeśli obiekt składa się z kilku warstw materiału, jego przewodność cieplną określa się jako sumę współczynników wszystkich materiałów. W obliczeniach obliczana jest przewodność cieplna każdego ze składników „ciasta”, a znalezione wartości są sumowane. Generalnie uzyskujemy izolacyjność cieplną konstrukcji otaczającej (ściany, podłoga, sufit).

Przewodność cieplna materiałów budowlanych pokazuje ilość ciepła, które przepływa w jednostce czasu.

Jest też coś takiego jak opór cieplny. Odzwierciedla zdolność materiału do zapobiegania przechodzeniu przez niego ciepła. Oznacza to, że jest odwrotnością przewodności cieplnej. A jeśli zobaczysz materiał o wysokiej odporności termicznej, można go użyć do izolacji termicznej. Przykładem materiałów termoizolacyjnych może być popularna wełna mineralna lub bazaltowa, pianka itp. Do rozpraszania lub przenoszenia ciepła potrzebne są materiały o niskim oporze cieplnym. Na przykład do ogrzewania stosuje się grzejniki aluminiowe lub stalowe, ponieważ dobrze oddają ciepło.

Tabela przewodnictwa cieplnego materiałów termoizolacyjnych

Aby ułatwić utrzymanie ciepła w domu zimą i chłodu latem, przewodność cieplna ścian, podłogi i dachu powinna wynosić co najmniej określoną wartość, która jest obliczana dla każdego regionu. Skład „ciasta” ścian, podłogi i sufitu, grubość materiałów są tak dobrane, aby całkowita liczba nie była mniejsza (lub lepiej - przynajmniej trochę więcej) zalecana dla Twojego regionu.

Współczynnik przenikania ciepła nowoczesnych materiałów budowlanych do przegród budowlanych

Przy wyborze materiałów należy wziąć pod uwagę, że niektóre z nich (nie wszystkie) znacznie lepiej przewodzą ciepło w warunkach dużej wilgotności. Jeśli podczas pracy taka sytuacja może wystąpić przez długi czas, w obliczeniach wykorzystano przewodność cieplną dla tego stanu.Współczynniki przewodnictwa cieplnego głównych materiałów użytych do izolacji przedstawiono w tabeli.

Niektóre informacje pochodzą z norm, które określają właściwości niektórych materiałów (SNiP 23-02-2003, SP 50.13330.2012, SNiP II-3-79 * (dodatek 2)). Materiały, które nie są wymienione w normach, można znaleźć na stronach internetowych producentów. Ponieważ nie ma standardów, mogą się one znacznie różnić w zależności od producenta, dlatego kupując, zwróć uwagę na cechy każdego kupowanego materiału.

Tabela przewodnictwa cieplnego materiałów budowlanych

Ściany, sufity, podłogi mogą być wykonane z różnych materiałów, ale tak się złożyło, że przewodnictwo cieplne materiałów budowlanych jest zwykle porównywane z cegłą. Każdy zna ten materiał, łatwiej się z nim kojarzyć. Najpopularniejsze są diagramy, które wyraźnie pokazują różnicę między różnymi materiałami. W poprzednim akapicie jest jedno takie zdjęcie, drugie - porównanie ściany ceglanej i ściany z bali - podano poniżej. Dlatego materiały termoizolacyjne wybierane są do ścian z cegieł i innych materiałów o wysokiej przewodności cieplnej. Aby ułatwić wybór, w tabeli przedstawiono przewodność cieplną głównych materiałów budowlanych.

Porównaj różne materiały

Drewno jest jednym z materiałów budowlanych o stosunkowo niskiej przewodności cieplnej. Tabela zawiera orientacyjne dane dla różnych ras. Kupując, zwróć uwagę na gęstość i współczynnik przewodzenia ciepła. Nie wszystkie z nich są takie same, jak określono w dokumentach regulacyjnych.

Metale bardzo dobrze przewodzą ciepło. Często są zimnym mostem w konstrukcji. Należy to również wziąć pod uwagę, aby wykluczyć bezpośredni kontakt za pomocą warstw termoizolacyjnych i uszczelek, które nazywane są pęknięciem termicznym. Przewodność cieplną metali podsumowano w innej tabeli.

Jak obliczyć grubość ściany

Aby dom był ciepły zimą i chłodny latem, konieczne jest, aby otaczające go konstrukcje (ściany, podłoga, sufit / dach) miały określony opór cieplny. Ta wartość jest inna dla każdego regionu. Zależy to od średnich temperatur i wilgotności w danym obszarze.

Opór cieplny zamknięcia
struktury dla regionów Rosji

Aby rachunki za ogrzewanie nie były zbyt duże, materiały budowlane i ich grubość należy dobrać tak, aby ich całkowity opór cieplny nie był mniejszy niż wskazany w tabeli.

Obliczanie grubości ściany, grubości izolacji, warstw wykończeniowych

W przypadku nowoczesnego budownictwa typowa jest sytuacja, gdy ściana ma kilka warstw. Oprócz konstrukcji nośnej znajduje się izolacja, materiały wykończeniowe. Każda z warstw ma swoją własną grubość.Jak określić grubość izolacji? Obliczenie jest proste. Na podstawie wzoru:

Wzór obliczeniowy oporu cieplnego

R to opór cieplny;

p jest grubością warstwy w metrach;

k - współczynnik przewodności cieplnej.

Najpierw musisz zdecydować, z jakich materiałów będziesz korzystać podczas budowy. Ponadto musisz dokładnie wiedzieć, jaki rodzaj materiału ściennego, izolacji, dekoracji itp. W końcu każdy z nich wnosi własny wkład w izolację termiczną, a przewodność cieplna materiałów budowlanych jest brana pod uwagę w obliczeniach.

Najpierw bierze się pod uwagę opór cieplny materiału konstrukcyjnego (z którego zostanie zbudowana ściana, podłoga itp.), Następnie grubość wybranej izolacji dobiera się „zgodnie z zasadą resztkową”. Można też wziąć pod uwagę właściwości termoizolacyjne materiałów wykończeniowych, ale zazwyczaj są one „plusem” w stosunku do głównych. Tak układa się pewien towar „na wszelki wypadek”. Rezerwa ta pozwala zaoszczędzić na ogrzewaniu, co z kolei ma pozytywny wpływ na budżet.

Przykład obliczenia grubości izolacji

Weźmy przykład. Zbudujemy mur z cegły - półtora cegły, ocieplimy go wełną mineralną. Zgodnie z tabelą opór cieplny ścian dla regionu powinien wynosić co najmniej 3,5. Obliczenia dla tej sytuacji przedstawiono poniżej.

1. Najpierw obliczyć opór cieplny ściany z cegły. Półtora cegły ma 38 cm lub 0,38 metra, współczynnik przewodzenia ciepła muru z cegły wynosi 0,56. Liczymy według powyższego wzoru: 0,38 / 0,56 = 0,68. Taką odporność termiczną ma ściana z 1,5 cegły.
2. Odejmujemy tę wartość od całkowitego oporu cieplnego dla regionu: 3,5-0,68 = 2,82. Wartość tę musi „odebrać” izolacja termiczna i materiały wykończeniowe.
   

   Należy obliczyć wszystkie otaczające struktury

3. Uwzględniamy grubość wełny mineralnej. Jego współczynnik przewodzenia ciepła wynosi 0,045. Grubość warstwy wyniesie: 2,82 * 0,045 = 0,1269 m lub 12,7 cm, czyli w celu zapewnienia wymaganego poziomu izolacji grubość warstwy wełny mineralnej musi wynosić co najmniej 13 cm.

Jeśli budżet jest ograniczony, możesz wziąć 10 cm wełny mineralnej, a brakujący zostanie pokryty materiałami wykończeniowymi. Będą wewnątrz i na zewnątrz. Ale jeśli chcesz, aby rachunki za ogrzewanie były minimalne, lepiej zacząć od „plusa” do wyliczonej wartości. To twoja rezerwa na czas najniższych temperatur, ponieważ normy oporu cieplnego dla otaczających konstrukcji są obliczane na podstawie średniej temperatury z kilku lat, a zimy są wyjątkowo mroźne. Dlatego przewodnictwo cieplne materiałów budowlanych używanych do dekoracji po prostu nie jest brane pod uwagę.