Coeficientul de conductivitate termică a materialelor de construcție: ce înseamnă indicatorul + tabel de valori

Construcția implică utilizarea oricăror materiale adecvate.Principalele criterii sunt siguranța pentru viață și sănătate, conductivitatea termică și fiabilitatea. Urmează preț, proprietăți estetice, versatilitate de utilizare etc.

Să luăm în considerare una dintre cele mai importante caracteristici ale materialelor de construcție - coeficientul de conductivitate termică, deoarece de această proprietate depinde, de exemplu, nivelul de confort al casei.

Ce este materialul de construcție KTP?

Teoretic și practic, materialele de construcție, de regulă, creează două suprafețe - exterioară și interioară. Din punct de vedere al fizicii, o regiune caldă tinde întotdeauna spre o regiune rece.

În raport cu materialele de construcție, căldura va tinde de la o suprafață (mai caldă) la o altă suprafață (mai puțin caldă). De fapt, capacitatea unui material de a suferi o astfel de tranziție se numește coeficient de conductivitate termică, sau în abrevierea KTP.

Diagrama care explică efectul conductibilității termice: 1 – energia termică; 2 – coeficientul de conductivitate termică; 3 – temperatura primei suprafețe; 4 – temperatura celei de-a doua suprafețe; 5 – grosimea materialului de construcție

Caracteristicile CTS se bazează de obicei pe teste, atunci când se prelevează un specimen experimental de 100x100 cm și i se aplică un efect termic, ținând cont de diferența de temperatură a două suprafețe de 1 grad. Timp de expunere 1 oră.

În consecință, conductibilitatea termică este măsurată în wați pe metru pe grad (W/m°C).Coeficientul este notat cu simbolul grecesc λ.

Implicit, conductivitatea termică a diferitelor materiale pentru construcții cu o valoare mai mică de 0,175 W/m°C echivalează aceste materiale cu categoria de izolații.

Producția modernă a stăpânit tehnologiile de producere a materialelor de construcție al căror nivel CTP este mai mic de 0,05 W/m°C. Datorită unor astfel de produse, este posibil să se obțină un efect economic pronunțat în ceea ce privește consumul de energie.

Influența factorilor asupra nivelului de conductivitate termică

Fiecare material de construcție individual are o structură specifică și are o stare fizică unică.

Bazele acestui lucru sunt:

• dimensiunea structurii cristaline;
• starea de fază a materiei;
• gradul de cristalizare;
• anizotropia conductibilității termice a cristalelor;
• volumul porozității și al structurii;
• direcția fluxului de căldură.

Toate acestea sunt factori de influență. Compoziția chimică și impuritățile au, de asemenea, o anumită influență asupra nivelului de CTP. Cantitatea de impurități, așa cum a arătat practica, are un efect deosebit de pronunțat asupra nivelului de conductivitate termică a componentelor cristaline.

Materialele de construcție izolatoare sunt o clasă de produse pentru construcții, create ținând cont de proprietățile PTS, aproape de proprietățile optime. Cu toate acestea, atingerea conductibilității termice ideale, păstrând în același timp alte calități, este extrem de dificilă.

La rândul său, PTS este influențată de condițiile de funcționare ale materialului de construcție - temperatură, presiune, nivelul de umiditate etc.

Materiale de construcție cu transformator de pachet minim

Conform cercetărilor, aerul uscat are o valoare minimă a conductibilității termice (aproximativ 0,023 W/m°C).

Din punctul de vedere al utilizării aerului uscat în structura unui material de construcție, este necesară o structură în care aerul uscat să se afle în numeroase spații închise de volum mic. Structural, această configurație este reprezentată sub formă de numeroși pori în interiorul structurii.

De aici concluzia logică: un material de construcție a cărui structură internă este o formațiune poroasă ar trebui să aibă un nivel scăzut de CFC.

Mai mult, in functie de porozitatea maxima admisa a materialului, valoarea conductibilitatii termice se apropie de valoarea conductibilitatii termice a aerului uscat.

Crearea unui material de construcție cu conductivitate termică minimă este facilitată de o structură poroasă. Cu cât sunt conținuți mai mulți pori de diferite volume în structura materialului, cu atât se poate obține CTP mai bun

În producția modernă, se folosesc mai multe tehnologii pentru a obține porozitatea unui material de construcție.

În special, sunt utilizate următoarele tehnologii:

• spumare;
• formarea gazelor;
• etanșare cu apă;
• umflătură;
• introducerea de aditivi;
• crearea de schele din fibre.

Trebuie remarcat: coeficientul de conductivitate termică este direct legat de proprietăți precum densitatea, capacitatea termică și conductibilitatea temperaturii.

Valoarea conductibilității termice poate fi calculată folosind formula:

λ = Q / S *(T₁-T₂)*t,

Unde:

• Q - cantitatea de căldură;
• S - Grosimea materialului;
• T₁, T₂ – temperatura pe ambele fețe ale materialului;
• t - timp.

Valoarea medie a densității și conductivității termice este invers proporțională cu valoarea porozității. Prin urmare, pe baza densității structurii materialului de construcție, dependența conductivității termice de acesta poate fi calculată după cum urmează:

λ = 1,16 √ 0,0196+0,22d² – 0,16,

Unde: d – valoarea densității. Aceasta este formula lui V.P.Nekrasov, demonstrând influența densității unui anumit material asupra valorii CFC-ului său.

Influența umidității asupra conductivității termice a materialelor de construcție

Din nou, judecând după exemple de utilizare a materialelor de construcție în practică, se dezvăluie efectul negativ al umidității asupra calității vieții unui material de construcție. S-a observat că cu cât materialul de construcție este expus mai multă umiditate, cu atât valoarea CTP devine mai mare.

În diferite moduri, ei se străduiesc să protejeze materialul folosit în construcție de umiditate. Această măsură este pe deplin justificată, având în vedere creșterea coeficientului pentru materialele de construcție umede

Nu este greu de justificat acest punct. Efectul umidității asupra structurii unui material de construcție este însoțit de umidificarea aerului din pori și înlocuirea parțială a mediului aerian.

Având în vedere că parametrul de conductivitate termică pentru apă este de 0,58 W/m°C, devine evidentă o creștere semnificativă a conductibilității termice a materialului.

De asemenea, trebuie remarcat faptul că există un efect mai negativ atunci când apa care intră în structura poroasă este înghețată suplimentar și se transformă în gheață.

În consecință, este ușor de calculat o creștere și mai mare a conductibilității termice, ținând cont de parametrii conductibilității termice a gheții egali cu 2,3 ​​W/m°C. O creștere de aproximativ patru ori a parametrului de conductivitate termică a apei.

Unul dintre motivele abandonării construcției de iarnă în favoarea construcției vara ar trebui luat în considerare tocmai factorul de posibilă înghețare a unor tipuri de materiale de construcție și, ca urmare, o creștere a conductibilității termice.

De aici, cerințele de construcție privind protecția materialelor de construcție izolatoare de umiditate devin evidente. La urma urmei, nivelul conductibilității termice crește direct proporțional cu umiditatea cantitativă.

Un alt punct nu pare mai puțin semnificativ - dimpotrivă, atunci când structura materialului de construcție este supusă unei încălziri semnificative. Temperatura excesiv de ridicată provoacă și o creștere a conductibilității termice.

Acest lucru se întâmplă din cauza unei creșteri a energiei cinematice a moleculelor care alcătuiesc baza structurală a materialului de construcție.

Adevărat, există o clasă de materiale a căror structură, dimpotrivă, capătă proprietăți de conductivitate termică mai bune în modul de încălzire ridicată. Un astfel de material este metalul.

Dacă, la încălzire puternică, majoritatea materialelor de construcție utilizate pe scară largă își schimbă conductivitatea termică către o creștere, încălzirea puternică a metalului duce la efectul opus - conductivitatea termică a metalului scade

Metode de determinare a coeficientului

Sunt utilizate diferite tehnici în această direcție, dar de fapt toate tehnologiile de măsurare sunt unite prin două grupuri de metode:

1. Mod de măsurare staționar.
2. Mod de măsurare non-staționar.

Tehnica staționară presupune lucrul cu parametri care rămân neschimbați în timp sau se modifică într-o mică măsură. Această tehnologie, judecând după aplicațiile practice, ne permite să contam pe rezultate mai precise ale CFT.

Metoda staționară permite ca acțiunile care vizează măsurarea conductibilității termice să fie efectuate într-un interval larg de temperatură - 20 – 700 °C. Dar, în același timp, tehnologia staționară este considerată o tehnică complexă și intensivă în muncă, care necesită mult timp pentru a fi executată.

Un exemplu de dispozitiv conceput pentru a măsura conductibilitatea termică. Acesta este unul dintre modelele digitale moderne care oferă rezultate rapide și precise.

O altă tehnologie de măsurare, nestaționară, pare a fi mai simplificată, necesitând între 10 și 30 de minute pentru finalizarea lucrării. Cu toate acestea, în acest caz, intervalul de temperatură este semnificativ limitat. Cu toate acestea, tehnica a găsit o aplicare largă în sectorul de producție.

Tabelul conductivității termice a materialelor de construcție

Nu are sens să măsori multe materiale de construcție existente și utilizate pe scară largă.

Toate aceste produse, de regulă, au fost testate în mod repetat, pe baza cărora a fost întocmit un tabel de conductivitate termică a materialelor de construcție, care include aproape toate materialele necesare pe șantier.

O versiune a unui astfel de tabel este prezentată mai jos, unde KTP este coeficientul de conductivitate termică:

Vă recomandăm să citiți și celelalte articole ale noastre, unde vorbim despre cum să alegeți izolația potrivită:

1. Izolație pentru acoperișuri de mansardă.
2. Materiale pentru izolarea unei case din interior.
3. Izolație pentru tavan.
4. Materiale pentru termoizolatie exterioara.
5. Izolație pentru podele într-o casă din lemn.

Concluzii și video util pe această temă

Videoclipul este orientat tematic, explicând suficient de detaliat ce este KTP și „cu ce se mănâncă”. După ce te-ai familiarizat cu materialul prezentat în videoclip, ai șanse mari să devii un constructor profesionist.

Ideea evidentă este că un potențial constructor trebuie să știe despre conductibilitatea termică și dependența acesteia de diverși factori. Aceste cunoștințe vă vor ajuta să construiți nu numai cu înaltă calitate, ci și cu un grad ridicat de fiabilitate și durabilitate a obiectului. Utilizarea unui coeficient înseamnă în esență economisirea de bani, de exemplu, la plata acelorași utilități.

Dacă aveți întrebări sau informații valoroase pe tema articolului, vă rugăm să lăsați comentariile în blocul de mai jos.