Теплопроводность и другие характеристики строительных материалов в цифрах
Теплопроводность — количественная характеристика способности тел к проведению тепла. Для того чтобы иметь возможность сравнения, а также точных расчетов при строительстве, представляем цифры в таблице теплопроводности, а также прочности, паропроницаемости большинства строительных материалов.
Содержание
- Понятия
- Коэффициент теплопроводности
- Коэффициент теплопроводности вакуума
- Таблица теплопроводности
- Тест на теплопроводность
- Видео: Теплопроводность металла и дерева
- Видео: Теплопроводность газов. Воздух. Бутан
Понятия ↑
Выделяют следующие виды теплообменных процессов:
- теплопроводность;
- конвекция;
- тепловое излучение.
Теплопроводность — это перенос на молекулярном уровне тепла между телами либо частицами одного и того же тела, имеющими разные температуры, когда происходит достаточно активный обмен двигательной энергией молекул, атомов и свободных электронов, т. е. мельчайших частиц тела.
Данный процесс осуществляется передвигающимися в хаотическом порядке структурными частицами тел (подразумеваются молекулы, атомы и т.п.). Подобный обмен тепла происходит в любом физическом теле, имеющем неоднородное распределение температур. Сам же механизм теплопередачи так или иначе зависит от того, в каком агрегатном состоянии вещество находится в текущий момент.
Тепловое излучение — перенос энергии от одного тела к иному телу, происходящий при посредстве электромагнитных волн.
Все способы передачи тепла зачастую реализуются совместно. Так, конвекцию сопровождает теплопроводность, ведь при этом неизбежно происходит соприкосновение частиц с различной температурой.
Процесс конвекции осуществляется при перемещении в пространстве неравномерно нагретых участков среды. При этом перенос тепла неразрывным образом связан с переносом этой самой среды.
Чтобы достичь такого же тепла в доме из кирпича, какое дает деревянный сруб, толщина кирпичных стен должна превышать в три раза толщину стен постройки из дерева
Процесс совместного переноса тепла способом конвекции и теплопроводности именуют конвективным теплообменом. Теплоотдача — по своей сути конвективный теплообмен между перемещающейся средой и неподвижной (твердой) стеной. Теплоотдача нередко сопровождается тепловым излучением. Перенос тепла в таком случае осуществляется совместно посредством таких процессов, как теплопроводность, конвекция и тепловое излучение.
Происходит перенос вещества, так называемый массообмен, проявляющийся в равновесной концентрации вещества.
Совместное одновременное течение процессов теплообмена и массообмена называют тепломассообменом.
Теплопроводность выражается в тепловом перемещении мельчайших частиц тел. Явление теплопроводности можно наблюдать как в твердых телах, так и в неподвижных газах, и в жидкостях при условии, что в них не возникают конвективные токи. При возведении разного рода конструкций, включая жилые дома, необходимы знания о теплопроводности строительных материалов, в том числе таких, как минеральная вата, пенополистирол, пенополиуретан и др.
Коэффициент теплопроводности ↑
Показателем теплопроводности материалов служит коэффициент теплопроводности
Говоря о теплопроводности, также имеют в виду количественные характеристики способности тел к проведению тепла. Способность того или иного вещества проводить тепло различна. Ее измеряют такой единицей, как коэффициент теплопроводности, означающем удельную теплопроводность. В численном выражении данная характеристика равняется количеству тепла, проходящего сквозь тот или материал толщиною в 1 м и площадью 1 кв.м/сек при единичном температурном диапазоне.
Прежде предполагалось, что тепловая энергия передается в зависимости от перетекания теплорода тел от одного к другому. Впрочем, впоследствии опыты опровергли само понятие теплорода в качестве самостоятельного вида материи. В наше время считается, что явление теплопроводности обусловлено естественным стремлением объектов к состоянию, максимально близкому к термодинамическому равновесию, что и проявляется выравниванием их температур.
Коэффициент теплопроводности вакуума ↑
Интересно рассмотреть с этой точки зрения коэффициент теплопроводности вакуума. Он близок нулю — причем, чем вакуум глубже вакуум, тем его теплопроводность ближе к нулевой. Почему? Дело в том, что в вакууме крайне низкая концентрация материальных частиц, которые способны переносить тепло. Но тепло в вакууме всё же передаётся — при помощи излучения. Так, например, чтобы довести до минимума теплопотери, термос делают с двойными стенками, откачивая между ними воздух. А также делают «серебрение». На том же качестве, что зеркальная поверхность отражает излучение лучше, основаны свойства таких материалов, как фольгированный пенофол и другие подобные изоляционные материалы.
Ниже смотрим познавательные видеоматериалы для более полного представления такого физического понятия, как теплопроводность, на конкретных примерах.
Таблица теплопроводности ↑
Материал | Плотность, кг/м3 | Теплопроводность, Вт/(м*С) | Паропроницаемость, Мг/(м*ч*Па) | Эквивалентная1(при сопротивлении теплопередаче = 4,2м2*С/Вт) толщина, м | Эквивалентная2(при сопротивление паропроницанию =1,6м2*ч*Па/мг) толщина, м |
Железобетон | 2500 | 1.69 | 0.03 | 7.10 | 0.048 |
Бетон | 2400 | 1.51 | 0.03 | 6.34 | 0.048 |
Керамзитобетон | 1800 | 0.66 | 0.09 | 2.77 | 0.144 |
Керамзитобетон | 500 | 0.14 | 0.30 | 0.59 | 0.48 |
Кирпич красный глиняный | 1800 | 0.56 | 0.11 | 2.35 | 0.176 |
Кирпич, силикатный | 1800 | 0.70 | 0.11 | 2.94 | 0.176 |
Кирпич керамический пустотелый (брутто1400) | 1600 | 0.41 | 0.14 | 1.72 | 0.224 |
Кирпич керамический пустотелый (брутто 1000) | 1200 | 0.35 | 0.17 | 1.47 | 0.272 |
Пенобетон | 1000 | 0.29 | 0.11 | 1.22 | 0.176 |
Пенобетон | 300 | 0.08 | 0.26 | 0.34 | 0.416 |
Гранит | 2800 | 3.49 | 0.008 | 14.6 | 0.013 |
Мрамор | 2800 | 2.91 | 0.008 | 12.2 | 0.013 |
Сосна, ель поперек волокна | 500 | 0.09 | 0.06 | 0.38 | 0.096 |
Дуб поперек волокна | 700 | 0.10 | 0.05 | 0.42 | 0.08 |
Сосна, ель вдоль волокна | 500 | 0.18 | 0.32 | 0.75 | 0.512 |
Дуб вдоль волокна | 700 | 0.23 | 0.30 | 0.96 | 0.48 |
Фанера | 600 | 0.12 | 0.02 | 0.50 | 0.032 |
ДСП | 1000 | 0.15 | 0.12 | 0.63 | 0.192 |
Пакля | 150 | 0.05 | 0.49 | 0.21 | 0.784 |
Гипсокартон | 800 | 0.15 | 0.075 | 0.63 | 0.12 |
Картон облицовочный | 1000 | 0.18 | 0.06 | 0.75 | 0.096 |
Минвата | 200 | 0.070 | 0.49 | 0.30 | 0.784 |
Минвата | 100 | 0.056 | 0.56 | 0.23 | 0.896 |
Минвата | 50 | 0.048 | 0.60 | 0.20 | 0.96 |
Пенополистирол экструдированный | 33 | 0.031 | 0.013 | 0.13 | 0.021 |
Пенополистирол экструдированный | 45 | 0.036 | 0.013 | 0.13 | 0.021 |
Пенополистирол | 150 | 0.05 | 0.05 | 0.21 | 0.08 |
Пенополистирол | 100 | 0.041 | 0.05 | 0.17 | 0.08 |
Пенополистирол | 40 | 0.038 | 0.05 | 0.16 | 0.08 |
Пенопласт ПВХ | 125 | 0.052 | 0.23 | 0.22 | 0.368 |
Пенополиуретан | 80 | 0.041 | 0.05 | 0.17 | 0.08 |
Пенополиуретан | 60 | 0.035 | 0.0 | 0.15 | 0.08 |
Пенополиуретан | 40 | 0.029 | 0.05 | 0.12 | 0.08 |
Пенополиуретан | 30 | 0.020 | 0.05 | 0.09 | 0.08 |
Керамзит | 800 | 0.18 | 0.21 | 0.75 | 0.336 |
Керамзит | 200 | 0.10 | 0.26 | 0.42 | 0.416 |
Песок | 1600 | 0.35 | 0.17 | 1.47 | 0.272 |
Пеностекло | 400 | 0.11 | 0.02 | 0.46 | 0.032 |
Пеностекло | 200 | 0.07 | 0.03 | 0.30 | 0.048 |
АЦП | 1800 | 0.35 | 0.03 | 1.47 | 0.048 |
Битум | 1400 | 0.27 | 0.008 | 1.13 | 0.013 |
Полиуретановая мастика | 1400 | 0.25 | 0.00023 | 1.05 | 0.00036 |
Полимочевина | 1100 | 0.21 | 0.00023 | 0.88 | 0.00054 |
Рубероид, пергамин | 600 | 0.17 | 0.001 | 0.71 | 0.0016 |
Полиэтилен | 1500 | 0.30 | 0.00002 | 1.26 | 0.000032 |
Асфальтобетон | 2100 | 1.05 | 0.008 | 4.41 | 0.0128 |
Линолеум | 1600 | 0.33 | 0.002 | 1.38 | 0.0032 |
Сталь | 7850 | 58 | 0 | 243 | 0 |
Алюминий | 2600 | 221 | 0 | 928 | 0 |
Медь | 8500 | 407 | 0 | 1709 | 0 |
Стекло | 2500 | 0.76 | 0 | 3.19 | 0 |