Теплопроводность бетонной стены: коэффициент теплопередачи легких и тяжелых бетонов

Теплопроводность бетона: коэффициент, расчеты

Важную роль при строительстве дома играет теплопроводность бетона. Это свойство указывает на способность строения удерживать тепловую энергию. Показатель изменяется в зависимости от вида и влажности материала. Стройматериал с высокой способностью удерживать тепло позволяет сэкономить на утеплении помещения. Пористые виды бетона чаще используют в качестве утеплителя, но при этом учитывают, что с повышением объема пор в материале происходит ухудшение устойчивости к механическим нагрузкам.

Содержание

1. Что это такое?
2. Что влияет на показатель?
3. Коэффициент теплопроводности
4. Как проводятся расчеты?
5. Утепление и показатели теплопроводности бетона

Что это такое?

При строительстве конструкций и домов со значительной нагрузкой на стены лучше выбрать конструкционный вид материала, а потом утеплить его с помощью полистирола.

Коэффициент теплопроводности бетона служит основной характеристикой при выборе теплоизоляционного сырья. Этот показатель указывает на способность стройматериала удерживать тепло внутри помещения. Высокое значение способствует более оперативному охлаждению дома в зимнее время и нагреванию летом. Блоки повышенной плотности быстрее передают тепло, в то время как поросодержащий материал задерживает нагретый воздух внутри сооружения. Поэтому материалы с более пористой структурой чаще всего применяют в качестве утеплителя.

Что влияет на показатель?

От теплопроводности материала, из которого построен дом, зависит микроклимат в нем. При выборе сырья для сооружения стен учитывают все факторы, влияющие на изоляционные способности. Выбрав бетон, как основной стройматериал, рекомендуется учитывать такие показатели:

• Плотность. Высокое значение свидетельствует о близком расположении молекул материала друг к другу, что способствует более быстрой передаче тепла. Такой бетон является более прочным, но в то же время малоэффективен для утепления помещения. Плотный вид стройматериала требует дополнительных расходов на теплоизоляцию.
• Пористость. Поризованная структура бетона делает материал неоднородным, что препятствует быстрой передачи тепла. Поэтому большое количество пустот свидетельствует о хороших теплоизоляционных свойствах. Теплопроводность керамзитобетона меньше чем у жестких бетонов в 5 раз. Минусом такого сырья является низкая прочность, что препятствует использованию материала при возведении несущих конструкций.
• Влажность. Мокрые стены лучше проводят тепло, поэтому дома, построенные на влажном фундаменте без хорошей гидроизоляции склонны к повышению теплоотдачи.

Коэффициент теплопроводности

Значение показателя указывает на объем тепловой энергии, которую материал толщиной 1 м и площадью 1 м2 может провести за 1 секунду. При этом разница температур по обе стороны стройматериала составляет 1 °C. Значение показателя характеризует способность помещения из этого бетона удерживать тепло в зимнее время. Правильно подобранный материал при строительстве жилья позволит сэкономить на оплате за услуги тепла.

Посмотреть «ГОСТ 7076–99» или cкачать в PDF (1.2 MB)

Как проводятся расчеты?

Чтобы определить этот показатель пользуются такими формулами:

• Кауфмана. Применяется для определения коэффициента на сухом бетоне. Выглядит так: λ = 0,0935*(m)0,5*2,28m + 0,025;
• Некрасова. При изменении влажности и показатель меняется. Поэтому для бетона с влажностью более 3% используют такую формулу: λ = (0,196 + 0,22 m2)0,5—0,14.

Для расчета нужно иметь сведения об исследуемых экземплярах. Знак m обозначает объемную массу объекта, а λ — непосредственно искомый коэффициент. Так как вес различных видов бетона при одинаковом объеме меняется, то и значение показателя также изменяется. Коэффициент теплопроводности керамзитобетона имеет одно из самых низких значений. Поэтому этот материал чаще всего применяют в качестве утеплителя.

Важную роль в строительстве играет влажность бетона, которая сказывается не только на теплопроводности стройматериала, но и его прочностных показателях. Гидроизоляционные мероприятия помогут предупредить такие побочные эффекты.

Утепление и показатели теплопроводности бетона

Сравнительная таблица теплопроводности различных видов материала:

В зависимости от вида стройматериала, используемого при строительстве дома, проводятся дополнительные изоляционные работы. Это приводит к повышению способности стен к удерживанию тепла. Бетон выступает, как самостоятельный стройматериал, который требует утепления, или утеплитель. Во втором случае материал не подходит для строительства несущих конструкций, так как имеет низкую прочность. Как видно из таблицы, теплопроводность монолитного железобетона самая высокая, поэтому из него строят ответственные объекты, а при необходимости повышения теплоизоляционных способностей здания применяют пенополистирол, минвату или керамзитобетон. Поэтому перед строительством дома оценивают возможные пути потери тепла и проводят утепление помещения.

Что такое теплопроводность бетона? Определение и основные показатели

Содержание статьи:

• Определение теплопроводности;
• Основные показатели теплоотдачи;
• Взаимосвязь влажности и теплопроводности.

Основная цель сферы строительства заключается в обеспечении сохранения тепла в пространстве, поэтому при возведении зданий нужно подбирать материалы, обладающие пониженным уровнем теплопроводности. Чем меньше показатель пропускания тепла, тем прохладнее в доме в жару и теплее в холодную пору. Данная характеристика актуальна и для бетонов. Наша компания предлагает бетон в СПб от производителя всех марок с добавлением необходимых упрочнителей и присадок.

Определение теплопроводности

Теплопроводимость представляет собой относительный коэффициент, для определения которого вычисляют показатель теплоты, проходящей через стену с площадью 1 м², толщиной 1 м за 1 час. Условная разница температур снаружи помещения и внутри него составляет 1 градус.

Способность материала к проведению тепла – важный фактор, ведь чем больше пропускная величина, тем, соответственно, выше коэффициент теплосохранения. Соотношение энергии, охлаждающей или нагревающей материал в процессе теплообмена обуславливает уровень пропуска.

Основные показатели теплоотдачи

Коэффициент проводимости тепла вычисляется на основании двух критериев:

• типа использованного заполнителя, который оказывает существенное влияние на плотность стройматериалов;
• климатических условий.

Классификация бетонных смесей осуществляется по плотности. Именно по этой причине фактор разновидности заполнителя столь важен. На величину теплопроводности влияют строительные стандарты.

К примеру, различные составляющие бетона имеют разный коэффициент теплоотдачи:

• монолитные бетоны – 1,75;
• пористые бетоны – 1,4;
• щебень – 1,3;
• песок – 0,7;
• теплозащитные составы – 0,18.

Таким образом, можно подвести итог, что чем тяжелее наполнитель, тем выше коэффициент теплопроводности раствора. Тяжелые бетоны обладают увеличенной плотностью, а значит хуже сохраняют тепло. Как следствие, строения, изготовленные из смеси с добавлением щебня, нуждаются в дополнительном утеплении. В свою очередь, керамзитобетон с низким уровнем теплопроводности (всего 0,41) не нуждаются в теплозащитном материале.

Взаимосвязь влажности и теплопроводности

Влажность оказывает существенное влияние на способность постройки из бетона пропускать тепло. Повышенное содержание влаги в воздухе уменьшает способность бетонных стен удерживать комфортную температуру.

К примеру, пористые бетоны способны проводить тепло на коэффициент 0,14 Вт, тогда как аналогичные материалы, пропитанные водой – уже на 1-3 Вт.

При строительстве помещений теплопроводности следует уделять повышенное внимание, ведь от данной характеристики напрямую зависит не только комфортность нахождения в доме, но и экономия на коммунальных услугах

ПРИМЕР 11.9 Передача энергии через бетонную стену Задача Найти энергию, переданную за 1,00 ч путем теплопроводности через бетонную стену высотой 2,0 м, длиной 3,65 м и толщиной 0,20 м, если температура одной стороны стены составляет 20 °С, а другой — 58 °С. Стратегия S = kA(Th Tc)/L дает скорость передачи энергии за счет проводимости в джоулях в секунду. Умножьте на время и подставьте данные значения, чтобы найти общую переданную тепловую энергию. РЕШЕНИЕ Подставьте числовые значения, чтобы получить Q, сверившись с таблицей для k; = SAt kA(Th Tc /L)At Q = (1,3 Дж·м·8C)(7,3 м2)(159С/0,20 м)(3600 с) 2,6 * 106 ] УЗНАТЬ БОЛЬШЕ Большая толщина L также снижает потери энергии на проводимость, как показывает уравнение переноса энергии.

Вопрос

Пошаговый ответ

ПРИМЕР 11.

ПРИМЕР 11.9 Передача энергии через бетонную стену Цель Применить уравнение теплопроводности: Задача Найти энергию, переданную за 1,00 ч путем теплопроводности через бетонную стену высотой 2,0 м, длиной 3,65 м и толщиной 0,20 м, если температура одной стороны стены составляет 20 °С, а другой — 58 °С. Стратегия S = kA(Th Tc)/L дает скорость передачи энергии за счет проводимости в джоулях в секунду. Умножьте на время и подставьте данные значения, чтобы найти общую переданную тепловую энергию. РЕШЕНИЕ Умножьте уравнение переноса энергии на At, чтобы найти выражение для полной энергии Q, переданной через стену: Подставьте числовые значения, чтобы получить Q, сверившись с таблицей для k; = SAt kA(Th Tc /L)At Q = (1,3 Дж·м·8C)(7,3 м2)(159С/0,20 м)(3600 с) 2,6 * 106 ] УЗНАТЬ БОЛЬШЕ Примечания Ранние дома были изолированы толстыми каменными стенами, которые ограничивали потери энергии на проводимость, поскольку k относительно низкое: Большая толщина L также снижает потери энергии на проводимость, как показано уравнением передачи энергии.

Видеоответ:

Решено проверенным экспертом

Вопрос о лучшем совпадении:

ПРИМЕР 11.9 Передача энергии через бетонную стену Цель Применить уравнение теплопроводности: Задача Найти энергию, переданную за 1,00 ч путем теплопроводности через бетонную стену высотой 2,0 м, длиной 3,65 м и толщиной 0,20 м, если температура одной стороны стены составляет 20 °С, а другой — 58 °С. Стратегия S = kA(Th Tc)/L дает скорость передачи энергии за счет проводимости в джоулях в секунду. Умножьте на время и подставьте данные значения, чтобы найти общую переданную тепловую энергию.

Рекомендованные видеоролики

Расшифровка

Привет всем, тройной материал с высокой теплопроводностью обеспечивает лучшую изоляцию, чем материал. Итак, в первую очередь падает хороший изолятор, который передает не энергию, а тепло, и скорость теплового потока падает, хороший изолятор эффективно передает энергию за счет тепла. Конечно, нет. Так что ложный — правильный. Теперь рабочий пример, а затем передача энергии за один час. Итак, это Q. Равно К. А. Т. Один минус Т. Два Т на D. X. Итак, ключ. Итак, проводимость у нас 2,3. Привет. И площадь поперечного сечения, которая будет 0,264 температуры 15 раз. Это один час 36 двойной ноль Over. А тут земля, так это просто две петровские бетонные стены высотой 2,3 м. Так что это будет 2.3. Таким образом, эта проводимость является ключом, и мы можем просто подставить значение, и мы получим ее ответ. А затем деревянную стену убежища соорудили из дерева. Так это и есть Х. А снаружи температура минус 20, внутри пять градусов. Таким образом, потери тепла имеют размерность. Итак, вы снова можете использовать ту же формулу, но, поскольку это потеря тепла, вам не потребуется время. K A. T один минус T два или X. Ключ. Что будет дано вам И площадь. так это 1.95 раз больше 2,3. А разница температур 25. Вся дешевизна 170 м за поколение -2. Спасибо

В холодный зимний день внешняя поверхность бетонной стены склада толщиной 0,2 м подвергается воздействию температуры –5°С, а внутренняя поверхность поддерживается при температуре 20°С. Теплопроводность бетона 1,2 Вт/м·К. Определить потери тепла через стену длиной 10 м и высотой 3 м. Задача 1.1

Глава 1, Задача 1.1P

Холодным зимним днем ​​внешняя поверхность бетонной стены склада толщиной 0,2 м подвергается воздействию температуры –5°С, а внутренняя поверхность поддерживается при 20°С. Теплопроводность бетона 1,2 Вт/м·К. Определить потери тепла через стену длиной 10 м и высотой 3 м.

Задача 1.1

Теплопотери через стену

Теплопотери через стену 4,5 кВт.

Приведенная информация:

Температура внутренней поверхности стены T ₁ = 20 ⁰ C

Температура наружной поверхности стены T 90 2 5 _{0 2 900}

Толщина стены (L) = 0,2 м, теплопроводность стены (k) = 1,2 Вт/м·К, длина стены 10 м, высота стены 3 м.

Скорость потери тепла с внутренней поверхности на внешнюю поверхность стены определяется из уравнения 1 проводимость   

Термическое сопротивление теплопроводности для плоской стенки может быть получено по уравнению, приведенному ниже.

R=LkA————Уравнение 2

«A» — площадь стены, перпендикулярная направлению теплового потока.

Площадь теплового потока (А) =10 x 3 = 30 м ²

Подставляя значения в уравнение 2, мы получаем

R=0,21,2*30=5,55*10-3

Подставляем значение R в уравнение 1

q= T1-T2R= 20–55. *10-3=4504,5045 Ватт=4,5 кВт

Вывод:

Теплопотери через стену 4,5 кВт.

Хотите увидеть больше полных решений, подобных этому?

Подпишитесь сейчас, чтобы получить доступ к пошаговым решениям миллионов задач из учебников, написанных экспертами в данной области!

chevron_right

Next chevron_right

Глава 1, Задача 1. 2P

В многослойной прямоугольной стене термическое сопротивление первого слоя 0,005 °С/Вт, сопротивление второго слоя 0,2°С/Вт С/Вт, а для третьего слоя 0,1°С/Вт. Общий температурный градиент в многослойной стене с одной стороны на другую составляет 70°С. а. Определить поток тепла через стену. б. Если термическое сопротивление второго слоя увеличить вдвое до 0,4°С/Вт, то каково будет его влияние в % на тепловой поток при сохранении градиента температуры? 92 площадь поверхности.

1. (а) Рассмотрим комнату с двухкамерным стеклопакетом высотой 1,8 м и шириной 2,0 м, состоящим из двух слоев стекла толщиной 4 мм, разделенных застойной воздушной прослойкой шириной 10 мм. Коэффициенты конвекционной теплоотдачи на внутренней и внешней поверхностях окна составляют 12 Вт/м2·К и 25 Вт/м2·К соответственно, при средней теплопроводности стекла 0,78 Вт/м·К; воздух 0,026 Вт/м·К. Если в помещении поддерживается температура 22 °С, наружная температура -4 °С и теплопередачей за счет излучения можно пренебречь, определите: (я) Нарисуйте эскиз и сеть тепловых сопротивлений; (ii) общее термическое сопротивление; (iii) стабильная скорость теплопередачи через это окно с двойным остеклением; (4) температура внутренней поверхности окна.