Värmeledningskoefficient för byggmaterial: vad betyder indikatorn + värdetabell

Konstruktion innebär användning av lämpliga material.Huvudkriterierna är säkerhet för liv och hälsa, värmeledningsförmåga och tillförlitlighet. Detta följs av pris, estetiska egenskaper, mångsidighet i användningen, etc.

Låt oss överväga en av de viktigaste egenskaperna hos byggmaterial - koefficienten för värmeledningsförmåga, eftersom det är på denna egenskap som till exempel nivån av komfort i huset till stor del beror.

Vad är KTP-byggmaterial?

Teoretiskt, och praktiskt också, skapar byggmaterial som regel två ytor - extern och intern. Ur en fysik synvinkel tenderar en varm region alltid mot en kall region.

I förhållande till byggnadsmaterial kommer värme att gå från en yta (varmare) till en annan yta (mindre varm). Faktum är att ett materials förmåga att genomgå en sådan övergång kallas värmeledningskoefficienten, eller i förkortningen KTP.

Diagram som förklarar effekten av värmeledningsförmåga: 1 – värmeenergi; 2 – värmeledningskoefficient; 3 - temperaturen på den första ytan; 4 - temperatur på den andra ytan; 5 – tjocklek på byggmaterial

Egenskaperna för CTS är vanligtvis baserade på tester, när ett experimentellt prov som mäter 100x100 cm tas och en termisk effekt appliceras på det, med hänsyn till temperaturskillnaden mellan två ytor på 1 grad. Exponeringstid 1 timme.

Följaktligen mäts värmeledningsförmågan i watt per meter per grad (W/m°C).Koefficienten betecknas med den grekiska symbolen λ.

Som standard likställer värmeledningsförmågan för olika material för konstruktion med ett värde på mindre än 0,175 W/m°C dessa material till kategorin isolering.

Modern produktion har bemästrat teknologier för produktion av byggmaterial vars CTP-nivå är mindre än 0,05 W/m°C. Tack vare sådana produkter är det möjligt att uppnå en uttalad ekonomisk effekt när det gäller energiförbrukning.

Faktorers inverkan på nivån av värmeledningsförmåga

Varje enskilt byggmaterial har en specifik struktur och har ett unikt fysiskt tillstånd.

Grunden för detta är:

• dimension av kristallstruktur;
• fastillstånd av materia;
• grad av kristallisation;
• anisotropi av värmeledningsförmåga hos kristaller;
• volym av porositet och struktur;
• värmeflödets riktning.

Allt detta är påverkande faktorer. Den kemiska sammansättningen och föroreningarna har också en viss inverkan på nivån av CTP. Mängden föroreningar, som praxis har visat, har en särskilt uttalad effekt på nivån av värmeledningsförmåga hos kristallina komponenter.

Isolerande byggmaterial är en klass av produkter för konstruktion, skapade med hänsyn till egenskaperna hos PTS, nära optimala egenskaper. Det är dock extremt svårt att uppnå idealisk värmeledningsförmåga samtidigt som andra egenskaper bibehålls.

I sin tur påverkas PTS av byggnadsmaterialets driftsförhållanden - temperatur, tryck, fuktighetsnivå etc.

Byggmaterial med minimal pakettransformator

Enligt forskning har torr luft ett lägsta värde för värmeledningsförmåga (cirka 0,023 W/m°C).

Med tanke på att använda torr luft i strukturen av ett byggnadsmaterial behövs en struktur där torr luft finns i många slutna utrymmen med liten volym. Strukturellt representeras denna konfiguration i form av många porer inuti strukturen.

Därav den logiska slutsatsen: ett byggmaterial vars inre struktur är en porös formation bör ha en låg nivå av CFC.

Dessutom, beroende på materialets maximalt tillåtna porositet, närmar sig värmeledningsförmågan värdet för värmeledningsförmågan hos torr luft.

Skapandet av ett byggmaterial med minimal värmeledningsförmåga underlättas av en porös struktur. Ju fler porer av olika volymer som finns i materialets struktur, desto bättre CTP kan erhållas

I modern produktion används flera tekniker för att erhålla porositeten hos ett byggmaterial.

I synnerhet används följande tekniker:

• skumning;
• gasbildning;
• vattentätning;
• svullnad;
• införande av tillsatser;
• skapa fiberställningar.

Det bör noteras: värmeledningskoefficienten är direkt relaterad till egenskaper som densitet, värmekapacitet och temperaturledningsförmåga.

Värdet för värmeledningsförmågan kan beräknas med formeln:

λ = Q/S *(T₁-T₂)*t,

Var:

• F - Mängden värme;
• S - materialtjocklek;
• T₁, T₂ – temperatur på båda sidor av materialet;
• t - tid.

Medelvärdet för densitet och värmeledningsförmåga är omvänt proportionell mot värdet av porositet. Därför kan beroendet av värmeledningsförmågan beräknas på följande sätt, baserat på tätheten av strukturen hos byggmaterialet:

λ = 1,16 √ 0,0196+0,22d² – 0,16,

Var: d – densitetsvärde. Detta är formeln för V.P.Nekrasov, som visar påverkan av densiteten hos ett visst material på värdet av dess CFC.

Fuktens inverkan på byggmaterialens värmeledningsförmåga

Återigen, att döma av exempel på användningen av byggmaterial i praktiken, avslöjas den negativa effekten av fukt på ett byggmaterials livskvalitet. Man har märkt att ju mer fukt byggmaterialet utsätts för, desto högre blir CTP-värdet.

På olika sätt strävar de efter att skydda materialet som används i byggandet från fukt. Denna åtgärd är fullt motiverad med tanke på ökningen av koefficienten för våta byggmaterial

Det är inte svårt att motivera denna punkt. Effekten av fukt på strukturen hos ett byggnadsmaterial åtföljs av befuktning av luften i porerna och partiell ersättning av luftmiljön.

Med tanke på att den termiska konduktivitetsparametern för vatten är 0,58 W/m°C blir en signifikant ökning av materialets värmeledningsförmåga tydlig.

Det bör också noteras att det finns en mer negativ effekt när vatten som kommer in i den porösa strukturen dessutom fryses och förvandlas till is.

Följaktligen är det lätt att beräkna en ännu större ökning av värmeledningsförmågan, med hänsyn tagen till parametrarna för isens värmeledningsförmåga lika med 2,3 W/m°C. En ökning med cirka fyra gånger i den termiska konduktivitetsparametern för vatten.

En av anledningarna till att överge vinterkonstruktion till förmån för konstruktion på sommaren bör övervägas just faktorn för eventuell frysning av vissa typer av byggmaterial och, som ett resultat, en ökning av värmeledningsförmågan

Härifrån blir konstruktionskrav gällande skydd av isolerande byggmaterial från fukt uppenbara. När allt kommer omkring ökar nivån av värmeledningsförmåga i direkt proportion till den kvantitativa fuktigheten.

En annan punkt verkar inte mindre betydelsefull - motsatsen, när byggnadsmaterialets struktur utsätts för betydande uppvärmning. Alltför hög temperatur provocerar också en ökning av värmeledningsförmågan.

Detta sker på grund av en ökning av den kinematiska energin hos molekylerna som utgör byggmaterialets strukturella grund.

Det är sant att det finns en klass av material vars struktur tvärtom får bättre värmeledningsegenskaper i höguppvärmningsläge. Ett sådant material är metall.

Om, under stark uppvärmning, de flesta av de mest använda byggmaterialen ändrar sin värmeledningsförmåga mot en ökning, leder stark uppvärmning av metallen till motsatt effekt - metallens värmeledningsförmåga minskar

Metoder för att bestämma koefficienten

Olika tekniker används i denna riktning, men i själva verket är alla mättekniker förenade av två grupper av metoder:

1. Stationärt mätläge.
2. Icke-stationärt mätläge.

Den stationära tekniken innebär att man arbetar med parametrar som förblir oförändrade över tid eller förändras i liten utsträckning. Denna teknik, att döma av praktiska tillämpningar, gör att vi kan räkna med mer exakta resultat av CFT.

Den stationära metoden möjliggör att åtgärder som syftar till att mäta värmeledningsförmåga kan utföras inom ett brett temperaturområde - 20 – 700 °C. Men samtidigt anses stationär teknik vara en arbetskrävande och komplex teknik som kräver mycket tid att utföra.

Ett exempel på en anordning utformad för att mäta värmeledningsförmåga. Detta är en av de moderna digitala designerna som ger snabba och exakta resultat.

En annan mätteknik, icke-stationär, verkar vara mer förenklad och kräver från 10 till 30 minuter att slutföra arbetet. I detta fall är dock temperaturområdet avsevärt begränsat. Tekniken har emellertid fått bred tillämpning inom tillverkningssektorn.

Tabell över värmeledningsförmåga för byggmaterial

Det är meningslöst att mäta många befintliga och allmänt använda byggmaterial.

Alla dessa produkter har som regel testats upprepade gånger, på grundval av vilken en tabell över värmeledningsförmåga för byggmaterial har sammanställts, som inkluderar nästan alla material som behövs på en byggarbetsplats.

En version av en sådan tabell presenteras nedan, där KTP är värmeledningskoefficienten:

Vi rekommenderar även att läsa våra andra artiklar, där vi pratar om hur man väljer rätt isolering:

1. Isolering för vindstak.
2. Material för att isolera ett hus från insidan.
3. Isolering för taket.
4. Material för extern värmeisolering.
5. Isolering för golv i ett trähus.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Videon är tematiskt orienterad och förklarar tillräckligt detaljerat vad KTP är och "vad det äts med." Efter att ha bekantat dig med materialet som presenteras i videon har du en stor chans att bli en professionell byggare.

Den uppenbara poängen är att en potentiell byggare måste känna till värmeledningsförmåga och dess beroende av olika faktorer. Denna kunskap kommer att hjälpa dig att bygga inte bara med hög kvalitet, utan med en hög grad av tillförlitlighet och hållbarhet av objektet. Att använda en koefficient innebär i huvudsak att spara pengar, till exempel på att betala för samma verktyg.

Om du har frågor eller värdefull information om ämnet för artikeln, vänligen lämna dina kommentarer i blocket nedan.