Бетон теплопроводность: Теплопроводность бетона: понятие и определение коэффициента

Теплопроводность бетона: показатели теплоотдачи

Бетон / Что необходимо знать о бетоне? /

Содержание

• 1 Определение
• 2 Показатели теплоотдачи
• 3 Влажность

Главная задача строительства – обеспечить сохранность тепла в помещении, поэтому в процессе работ подбираются материалы с низкой теплопроводностью. Теплопроводность – важная техническая характеристика элементов. В том числе бетона, который применяется в строительстве конструкций, образующих наружную оболочку зданий. Чем ниже теплопроводность, тем меньшее количество тепла уходит из дома в холодное время года, тем прохладней в жару.

Определение

Как установить коэффициент теплопроводности и от каких критериев она зависит? Относительная величина, которая определяется как величина теплоты, проходящая за один час через стены, толщиной в один метр, площадью в квадратный метр, с разницей температуры снаружи и внутри в один градус.

Способность предмета проводить через себя тепло – важный показатель, чем больше пропускная способность, тем выше коэффициент теплосбережения. Соотношение энергии, которое охлаждает или нагревает тело в процессе теплообмена, характеризует степень пропуска.

Вернуться к оглавлению

Показатели теплоотдачи

На определение коэффициента влияют два фактора:

• заполнитель, влияющий на плотность материала;
• температура природных условий.

Распределение бетонных растворов происходит по плотности, поэтому по техническим характеристикам заполнитель занимает почетное первое место. Чтобы показать, как плотность влияет на теплообмен, рассмотрим их по расположению в таблице. На величину теплообмена воздействуют специальные строительные стандарты. Таблица содержит в себе коэффициент тепла наиболее часто используемых в строительстве наполнителей (заполнитель, теплопроводимость):

• щебень – 1,3;
• песок – 0,7;
• пористый бетон – 1,4;
• сплошной бетон – 1,75;
• теплозащитный – 0,18.

По предоставленным в схеме данным видно, что чем тяжелее заполнитель, тем больше теплопроводность бетона. Тяжелый элемент, значит большая плотность, тяжелее сохраняет тепло. При типовом подходе подготовки состава добавляют щебень, такие конструкции требуют дополнительного утепления.

Указанный в таблице теплозащитный показатель говорит о входящем в состав керамзитобетоне. Содержание керамзитобетона в материале с низким процентом теплопроводности (0,41) указывает на возможность создавать тепловую защиту. Но теплозащитный материал слабо подходит для возведения несущей конструкции. Для сравнения, плотность железобетона 1,70, он требует обязательного утепления.

Следовательно, бетонные растворы делят:

• легкие – небольшая плотностью;
• тяжелые – концентрация высокая.

Теплопроводимость тяжелого бетона велика, в том числе и железобетона. В строительстве часто применяют легкие бетоны для возведения несущих конструкций с низкой теплопроводностью, что отодвигает в строительстве железобетон на второй план. Главные представители:

• Перлитобетон. Отлично подходит для монолитных и пустотелых конструкций. Марка прочности для монолита всегда м 50, для пустотелых элементов м35.
• Керамзитобетон. Плотность колеблется от м35 до м50.

Вернуться к оглавлению

Влажность

На способность передавать тепло влияет влажность. Повышенная влажность уменьшает способность конструкций сохранять тепло. При заполнении пор материала водой, а не воздухом, составляющая сохранения тепла понижается, а в зимний период увеличивается вероятность промерзания стен.

Например, пористый бетон обладает способностью проводить тепло на 0,14 Вт, а пропитанный водой материал – 1,1 – 2,9 Вт.

Выбирая материал для строительства будущего дома, стоит ориентироваться на инструкции по теплопроводности, сетки с указанием коэффициентов. Для предварительного проектирования учитывают не только способность стен удержать тепло, а температуру окружающей среды, систему отопления, которая будет использоваться в доме.

Теплопроводность бетона (монолитного железобетона)

При возведении частного дома или проведении утепляющих работ необходимо ответственно подойти к вопросам покупки материалов. Чтобы уменьшить потери тепловой энергии и снизить расходы на обогрев, следует учитывать такой параметр, как теплопроводность бетона. Он определяет способность блоков пропускать тепло и считается важнейшей эксплуатационной характеристикой.

Содержание

• 1 Влияние теплопроводности на микроклимат внутри помещения
• 2 Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление
• 3 Коэффициент теплопроводности
  • 3.1 Коэффициент для различных видов монолита
  • 3.2 Факторы влияющие на коэффициент
  • 3.3 Теплопроводность и утепление зданий
  • 3.4 Как производится расчет
• 4 Теплопроводность строительных материалов таблица
  • 4. 1 Конструкционные материалы и их показатели
  • 4.2 Материалы из бетона с добавлением пористых заполнителей
  • 4.3 Показатели теплоизоляционных материалов
  • 4.4 Таблица показателей

Влияние теплопроводности на микроклимат внутри помещения

Среди большого разнообразия материалов бетонный массив считается достаточно популярным. Его ключевым свойством считается степень теплопередачи. Чтобы избежать непредвиденных теплопотерь, нужно учитывать это значение еще при составлении проекта теплоизоляции. В таком случае постройка будет как надежной и долговечной, так и комфортной для пребывания.

Если определить коэффициент теплопроводности бетона и найти подходящие материалы теплоизоляции, это позволит получить такие преимущества:

• снизить затраты тепловой энергии;
• уменьшить расходы на отопление;
• организовать в помещении комфортный микроклимат.

Зависимость микроклимата в доме от степени теплопередачи объясняется следующими особенностями:

1. По мере роста значений увеличивается интенсивность подачи тепла. В результате помещение быстрее остывает, но так же быстрее прогревается.
2. Если теплопередача снижается, тепло долго удерживается внутри здания и не выходит наружу.

В результате степень проводимости тепловой энергии становится ключевым фактором, определяющим комфорт пребывания в доме. В зависимости от особенностей материала, он может обладать разной структурой и свойствами, а также теплопроводностью. Перед выбором блоков нужно внимательно изучить их эксплуатационные свойства и подготовить грамотный проект.

Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление

Начиная строительство помещения, следует ознакомиться с такими характеристиками:

1. Коэффициент проводимости тепла. Он указывает на объемы тепла, которое проходит через блок в течение заданного интервала. Если значение снижается, это уменьшает способность пропускать тепловую энергию. При повышении значений ситуация выглядит противоположным образом.
2. Сопротивление конструкций к потере тепла. Показатель указывает на способность материала сохранять тепло внутри постройки. Если он высокий, бетон подходит для теплоизоляции, если низкий — для быстрого отвода тепла наружу.

При составлении проекта здания и проведении тепловых расчетов важно уделять таким значениям особое внимание.

Коэффициент теплопроводности

В поисках хорошего материала для строительства необходимо определить, как меняется степень теплопроводности в зависимости от типа и модели монолита.

Коэффициент для различных видов монолита

Для сравнения показателей теплопроводности следует ознакомиться с таблицей, охватывающей свойства всех типов материала. Наименьшая степень присутствует у пористых конструкций:

1. Сухие блоки и газонаполненный бетон обладают небольшой теплопроводностью. Она зависит от показателей плотности. Если удельный вес блока составляет 0,6 т/м³, коэффициент составит 0,14. При плотности 1 т/м³ — 0,31. Если влажность находится на базовом уровне, показатели увеличатся от 0,22 до 0,48. При повышении влажности — от 0,25 до 0,55.
2. Бетон с наполнением керамзитом. С учетом значений плотности определяется теплопроводность. Изделие с плотностью 0,5 т/м³ получит показатель 0,14. По мере увеличения плотности до 1,8 т/м³ свойство вырастет до 0,66.

Еще коэффициент зависит от применяемых наполнителей. Так, если тяжелый бетон (2,4 т/м³) будет иметь в составе щебенку, параметр составит 1,51.

При использовании шлака теплопроводность составит 0,3-0,7. Изделия на основе кварцевого или перлитового песка с плотностью 0,8-1 получат проводимость тепла 0,22-0,41.

Факторы влияющие на коэффициент

Степень проводимости бетона любой марки определяется множеством факторов. В их числе:

1. Структура массива. Если в монолите присутствуют воздушные полости, передача тепла будет медленной и без больших потерь. По мере увеличения пористости теплоизоляция улучшается.
2. Удельный вес массива. Монолит обладает разной плотностью, которая определяет его структуру и интенсивность обмена тепла.
   При росте показателей плотности растет и теплоотдача. В результате конструкция быстрее лишается тепла.
3. Содержание влаги в стенах из бетона. Массивы с пористой структурой гигроскопичны. Остатки влаги, находящейся в капиллярах, могут просачиваться в бетон и заполнять воздушные поры, способствуя быстрой передаче тепла.

При выполнении расчетов нужно учитывать, что снижение влажности минимизирует проводимость тепла, из-за чего уровень теплопотерь становится невысоким.

С помощью пористых компонентов можно защитить постройку от быстрого расходования тепла и обеспечить хорошие климатические условия в здании. Изделия с низкой теплопроводностью эффективны при изоляции помещений, поэтому их применяют в северных регионах с суровыми зимами.

Теплопроводность и утепление зданий

Приступая к организации эффективной теплозащиты частного жилища, важно обращать внимание на тип материала, из которого создаются стены. С учетом специфики конструкции и эксплуатационных свойств, выделяют такие разновидности бетонных масивов:

1. Конструкционные. Необходимы при возведении капитальных стен. Их характеризует повышенная устойчивость к нагрузкам и способность быстро пропускать тепловую энергию.
2. Материалы для теплоизоляции. Задействуются при обустройстве помещений с минимальными нагрузками на стены. Обладают небольшим весом, пористым строением и малой теплопередачей.

Чтобы в помещении всегда сохранялась комфортная температура, рекомендуется использовать для возведения стен разные виды бетона. Однако в таком случае показатели толщины стен будут меняться. Оптимальный уровень проводимости тепла возможен при таких параметрах толщины:

1. Пенобетон — не больше 25 см.
2. Керамзитобетон — до 50 см.
3. Кирпичи — 65 см.

Как производится расчет

Для сохранения тепла внутри дома и сокращения потерь тепловой энергии несущие стены делаются многослойными. Чтобы рассчитать толщину слоя изоляции, необходимо руководствоваться следующей формулой — R=p/k.

Она имеет следующую расшифровку:

• R — показатель устойчивости к скачкам температуры;
• p — толщина слоя в метрах;
• k — Проводимость тепла монолитом.

С помощью такой формулы можно благополучно выполнить расчет с помощью простого калькулятора. Это решается путем разделения толщины на коэффициент теплопроводности.

Теплопроводность строительных материалов таблица

Конструкционные материалы и их показатели

Конструкционный бетон, теплопроводность которого зависит от применяемых наполнителей, пользуется большой популярностью. Это обусловлено его прочностью и эластичностью, что позволяет возводить надежные и защищенные от потерь тепла постройки.

Чем тяжелее наполняющий компонент, тем выше степень теплопроводности раствора. Тяжелый материал не сможет долго удерживать тепло, поэтому большинство построек из конструкционных материалов требуют дополнительной теплоизоляции, в большинстве случаев — снаружи.

Для таких материалов характерны следующие коэффициенты:

1. Тяжелый — 1,2-1,5 Вт/м К.
2. Легкий — 0,25-0,52 Вт/м К.

Материалы из бетона с добавлением пористых заполнителей

Пористые конструкции характеризуются хорошим удержанием тепла, при этом точный показатель теплопроводности зависит от следующих факторов:

1. Параметры ячеистости.
2. Уровень влажности.
3. Показатели плотности.
4. Теплопроводность матрицы.

Так, кирпич керамический пустотелый обладает теплопроводностью в 0,4-0,7 Вт/(м град). Полнотелые разновидности проводят тепло в 1,5-2 раза лучше.

Показатели теплоизоляционных материалов

Теплоизоляционные конструкции, состоящие из шлакового наполнителя и керамзита, характеризуются минимальной теплопроводностью. Однако их прочностные свойства остаются невысокими, поэтому основная сфера применения — изоляция несущих стен и пола. Возводить основные конструкции из таких материалов запрещено.

Таблица показателей

Таблица значений для разных материалов выглядит следующим образом:

Руководствуясь сведениями из этой таблицы, можно подобрать оптимальный строительный материал для возведения надежной и защищенной от холода постройки.

Теплопроводность

9 9 00004 Copper 79,5 40004 0,138 9000 9000 Материал Теплопроводность (Cal/Sec)/(CM 2 C/см) Теплопроводность (W/M K)* Diamond … … … 1000 Серебро 1.01 406.0 0.99 385.0 Gold … 314 Brass … 109.0 Алюминий 0,50 205,0 Железо 0,163 79,5 Сталь Steel . … 50.2 Lead 0.083 34.7 Mercury … 8.3 Ice 0,005 1,6 Стекло, обыкновенный 0,0025 0,8 9000 0.002 0.8 Water at 20° C 0.0014 0.6 Asbestos 0.0004 0.08 Snow (dry) 0,00026 … Стеклопластик 0,00015 0,04 Bric0009 . .. 0.15 Brick, red … 0.6 Cork board 0.00011 0.04 Wool Well 0,0001 0,04 Скальная шерсть … 0,04 .0009 … 0.033 Polyurethane … 0.02 Wood 0.0001 0.12-0.04 Воздух при 0 ° C 0,000057 0,024 Глия (20 ° C) … 0,138 0,138 0,138 Hydrogen(20°C) . .. 0.172 Nitrogen(20°C) … 0.0234 Oxygen(20°C ) … 0,0238 Силик Аэрогель … 0,003 *Большинство из Юнга, Хью Д., Университетская физика, 7-е изд. Таблица 15-5. Значения для аэрогеля алмаза и кремнезема из CRC Handbook of Chemistry and Physics. Обратите внимание, что 1 (кал/сек)/(см 2 Кл/см) = 419 Вт/м·К. Имея это в виду, два приведенных выше столбца не всегда совпадают. Все значения взяты из опубликованных таблиц, но не могут считаться достоверными. Значение 0,02 Вт/мК для полиуретана можно принять за номинальную цифру, которая делает пенополиуретан одним из лучших изоляторов. NIST опубликовал процедуру числового приближения для расчета теплопроводности полиуретана на http://cryogenics. nist.gov/NewFiles/Polyurethan.html. Их расчет для наполненного фреоном полиуретана плотностью 1,99 lb/ft 3 при 20°C дает теплопроводность 0,022 Вт/мК. Расчет для наполненного полиуретана CO 2 с плотностью 2,00 фунт/фут 3 дает 0,035 Вт/мК. Обсуждение теплопроводности Температура Дебая и теплопроводность

Индекс Таблицы Справочник Юнг Глава 15.

Гиперфизика***** Термодинамика

Назад

Соотношение между теплопроводностью и электропроводностью металлов можно выразить через отношение: , которое можно назвать отношением Видемана-Франца или постоянной Лоренца. 2,239. Металл K/ST (10 -8 WW/K 2 ) CU 2,23 AG AG 2.31 Au 2.35 Zn 2.31 Cd 2.42 Sn 2.52 Mo 2,61 PB 2,47 PT 2,51 0004 Обсуждение теплопроводности Закон Видемана-Франца	Алфавитный указатель Таблицы Справочные материалы Блатт Раздел 13.2
Гиперфизика***** Термодинамика	Вернуться назад

Теплопроводность — Проектирование зданий

Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить максимальное удобство пользования нашим веб-сайтом. Вы можете узнать о наших файлах cookie и о том, как отключить файлы cookie, в нашей Политике конфиденциальности. Если вы продолжите использовать этот веб-сайт без отключения файлов cookie, мы будем считать, что вы довольны их получением. Закрывать.

Редактировать эту статью

Последняя редакция 09 ноя 2022

См. вся история

Теплопроводность (иногда называемая значением k или лямбда-значением (λ)) — это мера скорости, с которой разница температур передается через материал. Чем ниже теплопроводность 90 576 90 577 материала, тем медленнее скорость, с которой передаются температурные перепады через него, и, следовательно, тем эффективнее он как изолятор. В широком смысле, чем ниже теплопроводность ткани здания, тем меньше энергии требуется для поддержания комфортных условий внутри.

Теплопроводность является основным свойством материала, не зависящим от толщины. Измеряется в ваттах на метр-кельвин (Вт/мК).

Термическое сопротивление слоев ткани здания (R измеряется в м²K/Вт) можно рассчитать исходя из толщины каждого слоя / коэффициента теплопроводности этого слоя.

Значение U элемента здания может быть рассчитано как сумма термических сопротивлений (значения R) слоев, из которых состоит элемент, плюс сопротивление его внутренней и внешней поверхности (Ri и Ro).

Значение U = 1 / (ΣR + Ri + Ro)

Значения U (иногда называемые коэффициентами теплопередачи или коэффициентами теплопередачи) используются для измерения того, насколько эффективно элементы строительной ткани являются изоляционными материалами.

Стандарты для измерения теплопроводности являются BS EN 12664, BS EN 12667 и BS EN 12939. В отсутствие значений, предоставленных производителями продуктов после испытаний на теплопроводность , данные по теплопроводности получены из BS EN 12524 Строительные материалы и изделия. Гигротермические свойства.

Значения теплопроводности типичных строительных материалов показаны ниже.

• Условные обозначения для расчета линейного коэффициента теплопередачи и температурных коэффициентов.