Теплопроводность чем меньше тем лучше

Содержание

1. Основные характеристики теплоизоляционных материалов
2. Сравнение характеристик популярных утеплителей
3. Пенопласт (пенополистирол)
4. Пеноплэкс (экструдированный пенополистирол)
5. Базальтовая вата
6. Минеральная вата
7. Пенофол, изолон (фольгированный теплоизолятор из полиэтилена)
8. Чувствительность к влаге
9. Плотность и теплоемкость
10. Коэффициент сопротивления
11. Теплопроводность основных видов утеплителей
12. Преимущества и недостатки различной теплоизоляции
13. Сравнение самых современных вариантов
14. Сравнение ватных материалов
15. Сыпучие и органические материалы
16. Что такое теплопроводность?
17. Роль коэффициента теплопроводности при принятии архитектурно-строительного решения
18. Конструкционные материалы и их теплопроводность
19. Бетон
20. Железобетон
21. Керамзитобетон
22. Газобетон
23. Пенобетон
24. Саманный кирпич
25. Керамический кирпич
26. Силикатный кирпич
27. Дерево
28. Утеплители и их теплопроводность
29. Пенопласт
30. Пенополистирол
31. Минеральная вата
32. Стекловата
33. Базальтовая (каменная) вата
34. Эковата
35. Видео о характеристиках теплоизоляционных материалов

Теплопроводностью называется также количественная характеристика способности тела проводить тепло. В сравнении тепловых цепей с электрическими это аналог проводимости.

Количественно способность вещества проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности. Эта характеристика равна количеству теплоты, проходящему через однородный образец материала единичной длины и единичной площади за единицу времени при единичной разнице температур (1 К). В системе СИ единицей измерения коэффициента теплопроводности является Вт/(м·K).

Сравнить теплоизоляцию стеновых материалов можно исходя из нескольких основополагающих характеристик.

Основные характеристики теплоизоляционных материалов

Теплопроводность. Чем ниже теплопроводность, тем меньше требуется утеплительный слой, а значит, и ваши расходы на утепление сократятся.

Влагопроницаемость. Меньшая влагопроницаемость снижает негативное воздействие влаги на утеплитель при последующей эксплуатации.

Пожаробезопасность. Материал не должен поддерживать горение и выделять ядовитые пары, а иметь свойство к самозатуханию.

Экономичность. Утеплитель должен быть доступным по стоимости для широкого слоя потребителей.

Долговечность. Чем больше срок использования утеплителя, тем он дешевле обходится потребителю при эксплуатации и не требует частой замены или ремонта.

Экологичность. Материал для теплоизоляции должен быть экологически чистым, безопасным для здоровья человека и окружающей природы. Эта характеристика важна для жилых помещений.

Толщина материала. Чем тоньше утеплитель, тем меньше будет «съедаться» жилое пространство помещения.

Вес материала. Меньший вес утеплителя даст меньшее утяжеление утепляемой конструкции после монтажа.

Звукоизоляция. Чем выше звукоизоляция, тем лучше защита жилых помещений от шума со стороны улицы.

Простота монтажа. Момент достаточно важен для любителей делать ремонт в доме своими руками.

Сравнение характеристик популярных утеплителей

Пенопласт (пенополистирол)

Этот утеплитель самый популярный, благодаря легкости монтажу и небольшой стоимости.

Пенопласт изготавливается при помощи вспенивания полистирола, имеет очень низкую теплопроводность, устойчив к влажности, легко режется ножом и удобен во время монтажа. Благодаря низкой стоимости имеет большую востребованность для утепления различных помещений. Однако материал достаточно хрупкий, а также поддерживает горение, выделяя токсичные вещества в атмосферу. Пенопласт предпочтительнее использовать в нежилых помещениях.

Пеноплэкс (экструдированный пенополистирол)

Утеплитель не подвергается гниению и воздействию влаги, очень прочный и удобный в использовании – легко режется ножом. Низкое водопоглощение обеспечивает незначительные изменения теплопроводности материала в условиях высокой влажности, плиты имеют высокую сопротивляемость сжатию, не подвергаются разложению. Благодаря этому экструдированный пенополистирол можно использовать для утепления ленточного фундамента и отмостки. Пеноплекс пожаробезопасен, долговечен и прост в применении.

Базальтовая вата

Материал производится из базальтовых горных пород при расплавлении и раздуве с добавлением компонентов для получения волокнистой структуры материала с водоотталкивающими свойствами. При эксплуатации базальтовая вата не уплотняется, а значит, ее свойства не изменяются со временем. Материал пожаробезопасен и экологичен, имеет хорошие показатели звукоизоляции и теплоизоляции. Используется для внутреннего и наружного утепления. Во влажных помещениях требует дополнительной пароизоляции.

Минеральная вата

Минвата производится из природных материалов – горных пород, шлака, доломита с помощью специальной технологии. Минеральная имеет низкую теплопроводность, пожаробезопасна и абсолютно безопасна. Одним из недостатков утеплителя является низкая влагостойкость, что требует обустройства дополнительной влаго- пароизоляции при его использовании. Материал не рекомендуется использовать для утепления подвалов домов и фундаментов, а также во влажных помещениях — парилках, банях, предбанниках.

Пенофол, изолон (фольгированный теплоизолятор из полиэтилена)

Утеплитель состоит из нескольких слоев вспененного полиэтилена, имеющих различную толщину и пористую структуру. Материал часто имеет слой фольги для отражающего эффекта, выпускается в рулонах и в листах. Утеплитель имеет толщину в несколько миллиметров (в 10 раз тоньше обычных утеплителей), но отражает до 97% тепловой энергии, очень легкий, тонкий и удобный в работе материал. Используются для теплоизоляции и гидроизоляции помещений. Имеет длительный срок эксплуатации, не выделяет вредных веществ.

Первая из них – коэффициент теплопроводности, который обозначается символом «лямбда» (ι). Этот коэффициент показывает, какой объем теплоты за 1 час проходит через отрезок материала толщиной 1 метр и площадью 1 м² при условии, что разница между температурами среды на обеих поверхностях составляет 10°С.

Чувствительность к влаге

Влажность – это объем влаги, которая содержится в теплоизоляции. Вода отлично проводит тепло, и насыщенная ею поверхность будет способствовать выхолаживанию помещения. Следовательно, переувлажненный теплоизоляционный материал потеряет свои качества и не даст желаемого эффекта. И наоборот: чем большими водоотталкивающими свойствами он обладает, тем лучше.

Паропроницаемость – параметр, близкий к влажности. В числовом выражении он представляет собой объем водяного пара, проходящий через 1 м2 утеплителя за 1 час при соблюдении условия, что разность потенциального давления пара составляет 1Па, а температура среды одинакова.

При высокой паропроницаемости материал может увлажняться. В связи с этим при утеплении стен и перекрытий дома рекомендуется выполнить монтаж пароизоляционного покрытия.

Водопоглощение – способность изделия при соприкосновении с жидкостью впитывать ее. Коэффициент водопоглощения очень важен для материалов, которые используются для обустройства наружной теплоизоляции. Повышенная влажность воздуха, атмосферные осадки и роса могут привести к ухудшению характеристик материала.

Также не рекомендуется применять водопоглощающую изоляцию при отделке ванных комнат, санузлов, кухонь и других помещений с высоким уровнем влажности.

Плотность и теплоемкость

Пористость – выраженное в процентах количество воздушных пор от общего объема изделия. Различают поры закрытые и открытые, крупные и мелкие. Важно, чтобы в структуре материала они были распределены равномерно: это свидетельствует о качестве продукции. Пористость иногда может достигать 50%, в случае с некоторыми видами ячеистых пластмасс этот показатель составляет 90-98%.

Плотность – это одна из характеристик, влияющих на массу материала. Специальная таблица поможет определить оба этих параметра. Зная плотность, можно рассчитать, насколько увеличится нагрузка на стены дома или его перекрытия.

Теплоемкость – показатель, демонстрирующий, какое количество тепла готова аккумулировать теплоизоляция. Биостойкость – способность материала сопротивляться воздействию биологических факторов, например, патогенной флоры. Огнестойкость – противодействие изоляции огню, при этом данный параметр не стоит путать с пожаробезопасностью. Различают и другие характеристики, к которым относятся прочность, выносливость на изгиб, морозостойкость, износоустойчивость.

Коэффициент сопротивления

Также при выполнении расчетов нужно знать коэффициент U – сопротивление конструкций теплопередаче. Этот показатель не имеет никакого отношения к качествам самих материалов, но его нужно знать, чтобы сделать правильный выбор среди разнообразных утеплителей. Коэффициент U представляет собой отношение разности температур с двух сторон изоляции к объему проходящего через нее теплового потока. Чтобы найти теплосопротивление стен и перекрытий, нужна таблица, где рассчитана теплопроводность строительных материалов.

Произвести необходимые вычисления можно и самостоятельно. Для этого толщину слоя материала делят на коэффициент его теплопроводности. Последний параметр — если речь идет об изоляции — должен быть указан на упаковке материала. В случае с элементами конструкции дома все немного сложнее: хотя их толщину можно измерить самостоятельно, коэффициент теплопроводности бетона, дерева или кирпича придется искать в специализированных пособиях.

При этом часто для изоляции стен, потолка и пола в одном помещении используются материалы разного типа, поскольку для каждой плоскости коэффициент теплопроводности нужно рассчитывать отдельно.

Теплопроводность основных видов утеплителей

Исходя из коэффициента U, можно выбрать, какой из видов теплоизоляции лучше использовать, и какую толщину должен иметь слой материала. Расположенная ниже таблица содержит сведения о плотности, паропроницаемости и теплопроводности популярных утеплителей:

При выборе теплоизоляции нужно учитывать не только ее физические свойства, но и такие параметры, как легкость монтажа, потребность в дополнительном обслуживании, долговечность и стоимость.

Сравнение самых современных вариантов

Как показывает практика, проще всего осуществлять монтаж пенополиуретана и пеноизола, которые наносятся на обрабатываемую поверхность в форме пены. Эти материалы пластичны, они с легкостью заполняют полости внутри стен постройки. Недостатком вспениваемых веществ является потребность в использовании специального оборудования для их распыления.

Как показывает приведенная выше таблица, достойную конкуренцию пенополиуретану составляет экструдированный пенополистирол. Этот материал поставляются в виде твердых блоков, но с помощью обычного столярного ножа ему можно придать любую форму. Сравнивая характеристики пенных и твердых полимеров, стоит отметить, что пена не образует швов, и это является ее главным преимуществом по сравнению с блоками.

Сравнение ватных материалов

Минеральная вата по свойствам похожа на пенопласты и пенополистирол, однако при этом «дышит» и не горит. Также она обладает лучшей устойчивостью при воздействии влаги и практически не меняет свои качества в процессе эксплуатации. Если стоит выбор между твердыми полимерами и минеральной ватой, лучше отдать предпочтение последней.

У каменной ваты сравнительные характеристики те же, что и у минеральной, но стоимость выше. Эковата имеет приемлемую цену и легко монтируется, но отличается низкой прочностью на сжатие и со временем проседает. Стекловолокно также проседает и, кроме того, осыпается.

Сыпучие и органические материалы

Для теплоизоляции дома иногда применяются сыпучие материалы – перлит и гранулы из бумаги. Они отталкивают воду и устойчивы к воздействию патогенных факторов. Перлит экологичен, он не горит и не оседает. Тем не менее, сыпучие материалы редко применяются для утепления стен, лучше с их помощью обустраивать полы и перекрытия.

Из органических материалов необходимо выделить лен, древесное волокно и пробковое покрытие. Они безопасны для окружающей среды, но подвержены горению, если не пропитаны специальными веществами. Кроме того, древесное волокно подвержено воздействию биологических факторов.

В целом, если учитывать стоимость, практичность, теплопроводность и долговечность утеплителей, то наилучшие материалы для отделки стен и перекрытий – это пенополиуретан, пеноизол и минеральная вата. Остальные виды изоляции обладают специфическими свойствами, так как разработаны для нестандартных ситуаций, а применять такие утеплители рекомендуется только в том случае, если других вариантов нет.

Теплоизоляция необходима в любом помещении, где температура в какое-либо время года не должна быть равной температуре окружающей среды.

Оптимальная температура в помещении достигается с помощью работы обогревательных или охлаждающих устройств.

Чтобы искусственно настроенная температура внутри здания не изменялась из-за диффузии неодинаково нагретых частей внутри и снаружи здания, используют строительные материалы с наименьшим коэффициентом теплопроводности.

Что такое теплопроводность?

Теплопроводность — физическое свойство тела (тел) обменивать внутреннюю энергию с помощью диффузии атомов и молекул, которые хаотически перемещаются от более нагретых частей к более холодным.

Атомы и молекулы двигаются в хаотичном порядке до тех пор, пока температура по всему занимаемому объёму не выровняется.

Чем больше теплопроводность вещества, тем быстрее сквозь него передаётся более высокая или более низкая температура.

Теплопроводность определяется количеством теплоты в Дж, которая, при разнице температур в противоположно расположенных параллельных плоскостях в 1 К, проходит через 1 м² за 1 ч.

Коэффициент теплопроводности выражают в Вт/м*К.

Роль коэффициента теплопроводности при принятии архитектурно-строительного решения

Теплопроводность твёрдых тел, каковыми являются все строительные материалы, проявляется за счёт переноса тепла, происходящего в результате колебаний кристаллической решётки.

Большая теплопроводность строительного материала недопустима для возведения архитектурных сооружений. Чем больше теплопроводность, тем меньше теплоизоляционные качества материала, необходимые для поддержания в помещении температуры, отличной от температуры окружающей среды.

Строительные материалы с низкой теплопроводностью помогают сохранить достигнутый градус в помещении вне зависимости от погодных условий, благодаря минимальному поддержанию диффузии между разными по температуре частицами.

Чем меньше коэффициент теплопроводности материала, тем лучше его теплоизоляционные качества.

Хорошая теплоизоляция избавит от сквозняков, холодных стен, быстрого остывания, промерзания или нагрева помещения, позволит существенно сэкономить на устройствах обогрева или охлаждения.

Или почитайте ЗДЕСЬ об установке пластиковых окон своими руками.

Конструкционные материалы и их теплопроводность

Теплопроводность вещества зависит от его плотности. Чем больше плотность вещества, тем выше теплопроводность. С увеличением пористости понижается ее коэффициент.

Низкий коэффициент теплопроводности материала определяет его хорошие теплоизоляционные качества.

Бетон

• Плотность: 500 кг/м³–2 500 кг/м³. Показатель зависит от состава смеси.
• Теплопроводность: 1,28–1,51 Вт/м*К. Показатель меняется в зависимости от консистенции бетона.

Бетонная смесь используется для заливки монолитного фундамента, а бетонные блоки – для закладки фундамента и возведения стен.

Железобетон

• Плотность: 2 500 кг/м3; бетонная смесь без вибрирования (применения глубинного вибратора) – 2 400 кг/м3.
• Теплопроводность: 1,69 Вт/м*К.

Лёгкий бетон на пористых заполнителях называют ячеистым бетоном.

Используют в качестве конструкционного и теплоизоляционного материала. Самые распространённые строительные материалы из бетона на пористых заполнителях — газобетон, пенобетон, керамзитобетон.

Данные материалы применяются для возведения многоэтажных, частных домов и для дополнительных пристроек: бань, гаражей, сараев.

Керамзитобетон

Полнотелые керамзитобетонные блоки производятся с помощью вибропрессования. Не имеют пустот и отверстий. Часто используются для кладки несущих стен или закладки фундамента.

Пустотелые керамзитобетонные блоки делают с применением специальных форм, позволяющих при заливке смеси сформировать герметичные или сквозные пустоты.

Обладают меньшей прочностью по сравнению с полнотелыми керамзитобетонными блоками. Имеют меньшую теплопроводность, что делает их оптимальным материалом для возведения нетяжёлых конструкций с требуемой высокой теплоизоляцией.

• Плотность: 500 кг/м³–1 800 кг/м³.
• Теплопроводность: 0,14–0,66 Вт/м*К.

Газобетон

Изготавливается из газосиликата. С помощью специализированных газообразователей внутри блока формируют приблизительно сферические поры (пустоты), их диаметр 1–3 мм.

• Плотность: 300–800 кг/м3. Зависит от количества и размера пустот.
• Теплопроводность: 0,1–0,3 Вт/м*К.

Пенобетон

Изготавливается с применением пенообразующих добавок. Имеет пористую структуру.

• Плотность: 600–1 000 кг/м3.
• Теплопроводность: 0,1–0,38 Вт/м*К.

Саманный кирпич

Изготавливается из глины и наполнителя.

• Плотность: 500 кг/м³–1 900 кг/м³;
• Теплопроводность: 0,1–0,4 Вт/м*К.

Керамический кирпич

Изготавливается из обожжённой глины.

• Плотность: полнотелый – 1 600 кг/м³–1 900 кг/м³; пустотелый – 1 100 кг/м³–1 400 кг/м³;
• Теплопроводность: полнотелый – 0,56–0,86 Вт/м*К; пустотелый–0,35–0,41 Вт/м*К.

Силикатный кирпич

Изготавливается из песка и извести.

• Плотность: 1 100 кг/м³–1 900 кг/м³;
• Теплопроводность: 0,81–0,87 Вт/м*К.

Дерево

• Плотность: 150 кг/м³–2 100 кг/м³;
• Теплопроводность: 0,2–0,23 Вт/м*К.

Строительные конструкционные материалы, даже с низкой теплопроводностью, нуждаются в дополнительном утеплении.

Или почитайте ЗДЕСЬ о несъемной опалубке из пенополистирола.

Утеплители и их теплопроводность

Используются для утепления фундамента, пола, стен здания внутри и снаружи, потолка и крыши.

Пенопласт

• Плотность: 15 кг/м³–50 кг/м³;
• Теплопроводность: 0,31–0,33 Вт/м*К.

Пенополистирол

• Плотность: 15 кг/м³–50 кг/м³;
• Теплопроводность: 0,028–0,035 Вт/м*К.

Минеральная вата

Минеральная вата имеет способность впитывать влагу. Вода легко накапливается, но очень долго испаряется из данного звуко- и теплоизоляционного материала.

Если минвата перенасытится влагой, то потеряет свои основные изоляционные свойства. Чтобы не допустить впитывание влаги, минвату с двух сторон герметично закупоривают слоем гидроизоляции.

Стекловата

• Плотность: 15 кг/м³–45 кг/м³;
• Теплопроводность: 0,038–0,046 Вт/м*К.

Базальтовая (каменная) вата

• Плотность: 30 кг/м³–200 кг/м³;
• Теплопроводность: 0,035–0,042 Вт/м*К.

Эковата

• Плотность: 30 кг/м³–110 кг/м³;
• Теплопроводность: 0,032–0,041 Вт/м*К.

Сравнительные характеристики теплопроводности конструкционных строительных материалов и утеплителей необходимо проанализировать, выбрав для постройки или дополнительной теплоизоляции самый подходящий материал.

Видео о характеристиках теплоизоляционных материалов

Теплопроводность материалов. Как считают? Сравнительная таблица

Дмитрий Крылов

Эксперт по частным домам. Опыт загородного проживания: 30 лет.

Теплопроводность строительных материалов стала популярной темой в последние годы. Это связано с тем, что люди стали чаще задумываться о том, как сэкономить на отоплении дома зимой, либо сделать их более экологичными (если они отапливаются на угле, мазуте или другом неэкологичном топливе).

Полагаем, многие из вас уже слышали, что одни материалы хорошо проводят тепло, а другие — не очень. Соответственно из одних дома получаются сразу теплыми, а из других — их обязательно нужно утеплять. Но как же все это считают? По каким критериям и формулам? Об этом мы расскажем вам в данной статье.

Коэффициент теплопроводности Лямбда. Что это такое?

Коэффициент λ (лямбда) — это, пожалуй, наиболее важный параметр всех теплоизоляционных материалов. Его значение указывает на то, сколько тепла материал может пропускать через себя. То есть его показатель теплопроводности.

Чем ниже значение коэффициента λ (лямбда), тем меньше проводимость материала и, следовательно, он лучше изолирован от тепловых потерь. Это означает, что при одинаковых условиях больше тепла будет проходить через вещество с большей теплопроводностью.

Как же высчитывается этот коэффициент? Согласно второму закону термодинамики, тепло всегда уходит в область более низкой температуры. Для тела в форме теплопроводного кубоида в стационарных условиях количество передаваемого тепла зависит от вещества, пропорционально поперечному сечению тела, разности температур и времени теплопередачи.

Таким образом формула расчет будет выглядеть так:

Q = λ (S ΔTt / d)

отсюда лямбда:

λ = (Q / t) · (d / S ΔT)

где:

• λ (лямбда) — коэффициент теплопроводности;
• ΔQ — количество тепла, протекающего через тело;
• t — время;
• L — длина тела;
• S — площадь поперечного сечения корпуса;
• ΔT — разность температур в направлении теплопроводности;
• d — толщина перегородки.

За единицу измерения теплопроводности принимается система СИ — [Вт / (м · К)]. Она выражает количество теплового потока через единицу поверхности материала заданной толщины, если разница температур между двумя его сторонами составляет 1 Кельвин. Измеряют все эти показатели в специальных строительных лабораториях.

От чего зависит теплопроводность?

Итак, как мы уже убедились, коэффициент теплопроводности λ (лямбда) характеризует интенсивность теплопередачи через конкретный материал.

Так, например, наиболее теплопроводными являются металлы, а самыми слабыми — газы. Еще все проводники электричества, такие как медь, алюминий, золото или серебро, также хорошо пропускают через себя тепло, в то время как электрические изоляторы (дерево, пластик, резина) наоборот задерживают его.

Что может повлиять на этот показатель, кроме самого материала? Например, температура. Теплопроводность изоляционных материалов увеличивается с повышением температуры, а у металлов — напротив, уменьшается. Еще может повлиять наличие примесей. Сплавы разнородных металлов обычно имеют более низкую теплопроводность, чем их легирующие элементы.

В целом, теплопроводность веществ зависит, в основном, от их структуры, пористости, и прежде всего от их плотности. Поэтому, если производитель заявляет о низком значении лямбда при низкой плотности материала, — эта информация, как правило, не имеет ничего общего с действительностью и просто рекламный ход.

Значения теплопроводности для различных материалов

Сравнить, насколько тот или иной материал может пропускать тепло, вы можете воспользовавшись данной таблицей:

Материал	Теплопроводность [Вт / (м · К)]
Полиуретановая пена	0,025 — 0,045
Воздух	0,03
Минеральная вата	0,031 — 0,045
Пенополистирол	0,032 — 0,045
Войлок, маты и плиты из минеральной ваты	0,042 — 0,045
Дерево	0,16 — 0,3 (сосна и ель), 0,22 — 0,4 (дуб)
Кирпич	0,15 – 1,31
Портландцемент	0,29
Вода	0,6
Обычный бетон	1 — 1,7
Железобетон	1,7
Стекло	0,8
Армированное стекло	1,15
Полиэфирная смола	0,19
Гипсовая штукатурка	0,4 — 0,57
Мрамор	2,07 – 2,94
Нержавеющая сталь	17
Чугун	50

Применение коэффициента теплопроводности в строительстве

В строительстве действует одно простое правило — коэффициенты теплопроводности изоляционных материалов должны быть как можно ниже. Все потому, что чем меньше значение λ (лямбда), тем меньше можно сделать толщину изоляционного слоя, чтобы обеспечить конкретное значение коэффициента теплопередачи через стены или перегородки.

В настоящее время производители теплоизоляционных материалов (пенополистирол, графитовые плиты или минеральная вата) стремятся минимизировать толщину изделия за счет уменьшения коэффициента λ (лямбда), например, для полистирола он составляет 0,032-0,045 по сравнению с 0,15-1,31 у кирпича.

Что касается строительных материалов, то при их производстве коэффициент теплопроводности не имеет столь большого значения, однако в последние годы наблюдается тенденция к производству строительных материалов с низким показателем λ (например, керамических блоков, структурных изоляционных панелей, блоков из ячеистого бетона). Такие материалы позволяют построить однослойную стену (без утеплителя) или с минимально возможной толщиной утеплительного слоя.

Важно: коэффициент теплопроводности лямбда зависит от плотности материала, поэтому при покупке, к примеру, пенополистирола, обратите внимание на вес продукта. Если вес слишком мал, значит плиты не имеют заявленной теплоизоляции. Добавим, что производитель обязан указывать заявленное значение коэффициента теплопроводности на каждой упаковке.

Какой же строительный материал самый теплый?

В настоящее время это пенополиуретан (ППУ) и его производные, а также минеральная (базальтовая, каменная) вата. Они уже зарекомендовали себя как эффективные теплоизоляторы и сегодня широко применяются в утеплении домов.

Для наглядности о том, насколько эффективны эти материалы, покажем вам следующую иллюстрацию. На ней отображено какой толщины материала достаточно, чтобы удерживать тепло в стене дома:

А как же воздух и газообразные вещества? — спросите вы. Ведь у них коэффициент Лямбда еще меньше? Это верно, Но если мы имеем дело с газами и жидкостями, помимо теплопроводности, здесь надо также учитывать и перемещение тепла внутри них — то есть конвекции (непрерывного движения воздуха, когда более теплый воздух поднимается вверх, а более холодный — опускается).

Подобное явление имеет место в пористых материалах, поэтому они имеют более высокие значения теплопроводности, чем сплошные материалы. Все дело в том, что небольшие частички газа (воздух, углекислый газ) скрываются в пустотах таких материалов. Хотя такое может случится и с другими материалами — в случае если воздушные поры в них будут слишком большими, в них может также начать происходить конвекция.

Разница между теплопроводностью и теплопередачей

Помимо коэффициента теплопроводности Лямбда существует также коэффициент теплопередачи U . Они звучат похоже, но обозначают совершенно разные вещи.

Так, если коэффициент теплопроводности является характеристикой определенного материала, то коэффициент теплопередачи U определяет степень теплоизоляции стены или перегородки. Проще говоря — коэффициент теплопроводности является исходным и напрямую влияет на значение коэффициента теплоотдачи U.

Если вам интересно получить больше информации на эту тему, а также узнать: какими материалами лучше всего утеплить ваш дом, в чем отличия между разными типами утеплителей, мы советуем прочитать эту статью.

Была ли эта статья для вас полезной? Пожалуйста, поделитесь ею в соцсетях:

Не забудьте добавить сайт Недвио в Закладки. Рассказываем о строительстве, ремонте, загородной недвижимости интересно, с пользой и понятным языком.

Что такое теплопроводность и всегда ли она хороша для термопасты? — Кулинг Монстр

Исследование производительности

2 фев

Автор Дэниел Чен

Если вы читали наши идеи, то знаете, что мы часто упоминаем «теплопроводность». Мы часто говорим о важности теплопроводности термопасты, поскольку она связана с передачей тепла от процессора к радиатору или водоблоку для рассеивания. Это стандартный процесс охлаждения процессора.

Но что такое «хорошая» теплопроводность и какое отношение она имеет к термопасте? В этом посте мы поговорим именно об этом и других аспектах того, что делает термопасту «хорошей» с точки зрения консистенции, использования и качества.

Что такое теплопроводность термопасты?

Чтобы говорить о том, что такое теплопроводность термопасты , сначала нужно поговорить о том, что такое теплопроводность есть.

Теплопроводность показывает, насколько хорошо вещество может пропускать через себя тепловую энергию при разнице температур. На более техническом — но не слишком техническом — уровне это будет зависеть от наличия у вещества электронов для переноса энергии. Вот почему мы используем металлические сплавы (или чистые металлы, такие как серебро) в термопасте, поскольку они имеют свободные электроны, которые могут легко переносить тепло туда, куда оно должно идти — в нашем случае к радиатору.

(Металлические сплавы, которые чаще всего используются в термопасте, включают: оксид алюминия, нитрид бора, оксид цинка и нитрид алюминия)

Так какое же это имеет значение для термопасты? Напомним, термопаста — это не только эти сплавы.

Существует также масляная (чаще всего силиконовая) основа для их размещения. Следовательно, чем больше сплава вы добавите в основу, тем выше будет ваша теплопроводность и тем выше способность термопасты отводить тепло к радиатору.

Здесь мы переходим от теории к реальности. Потому что большую часть времени наша термопаста не просто находится в вакууме — ее нужно правильно наносить и функционировать в течение длительного периода времени.

Термопаста ТОЛЬКО с высокой теплопроводностью не является хорошей

Мы только что посвятили раздел, говорящий о том, что более высокая теплопроводность соответствует более высокой способности передавать тепло. Но, к сожалению, это не так.

Достичь «высокой» теплопроводности (в данном случае, скажем, 10 Вт/мК+) на самом деле очень просто — все, что вам нужно сделать, это продолжать добавлять наполнитель (металлический сплав), пока вы не достигнете такого уровня теплопроводности. Но работа термопасты заключается не только в передаче тепла — это еще и

заполнитель зазоров для микродефектов между поверхностью ЦП и радиатором, где может задерживаться кислород.

Если вы добавите слишком много наполнителя, вы рискуете сделать термопасту слишком трудной для нанесения, что приведет к образованию толстых неравномерных слоев, что приведет к ухудшению реальных характеристик. А из-за отсутствия основы термопасты с высоким содержанием наполнителей также будут значительно быстрее разлагаться при реальном использовании, что быстро приведет к снижению производительности. Обратите внимание, что хотя Kooling Monster KOLD-01 не обладает самой высокой теплопроводностью на рынке, он распределяется более равномерно и является более эффективным заполнителем зазоров, чем термопаста торговой марки. Это означает, что он будет более эффективно передавать тепло в целом и прослужит значительно дольше.

Чтобы доказать вышесказанное, мы провели исследование:

Мы протестировали термопасты двух торговых марок 8 Вт/мК и 13,9 Вт/мК с нашим собственным Kooling Monster KOLD-01 и сравнили температуру процессора при полной нагрузке. (использовался метод 5 точек)

Тестовая сборка:

ЦП: Intel Core i3-10105F

Материнская плата: Asus H510M-E

0003

Память: ADATA DDR4 (8G)

Программное обеспечение: HWiNFO (Измерение), AIDA64 (Стресс)

Как видно из данных, при полной нагрузке температура процессора с помощью нашего KOLD -01 на ~2°C ниже, чем у рыночного бренда 8 Вт/мК, и на ~3°C ниже, чем у рыночного бренда 13,9 Вт/мК. Это связано с тем, что консистенция KOLD-01 позволяет наносить его тонким и равномерным слоем, что обеспечивает лучшую теплопередачу, опережая даже пасту с более высоким рейтингом.

Приведенная выше диаграмма совершенно ясно показывает, почему выбор другой термопасты на основе теплопроводности и других факторов чрезвычайно важен для охлаждения вашего ПК.

Помимо теплопроводности, какие другие показатели важны для эффективности теплопередачи?

До сих пор мы говорили о теплопроводности и распространении термопасты, поскольку они связаны с теплопередачей. Однако на самом деле и то и другое является частью реальной общей цели достижения более низких 9 баллов.0015 тепловое сопротивление потому что эффективность теплопередачи фактически определяется тепловым сопротивлением , а не теплопроводностью . Термическое сопротивление состоит из: теплопроводности, толщины линии соединения и контактного сопротивления. Давайте рассмотрим каждый из них:

Теплопроводность – как сказано, способность вещества передавать тепло между двумя средами

Толщина линии связи – буквальная толщина слоя, на который мы наносим вещество

Контактное сопротивление – типы материалов, используемых на каждой поверхности, с которой взаимодействует вещество

Все они включают термическое сопротивление, которое можно описать как теплопроводную способность пакета материалов. Таким образом, мы говорим обо всей системе: ЦП, термопасте и радиаторе.

В этом случае особенно важна толщина линии склеивания – или толщина слоя, используемого для нанесения термопасты. Чем тоньше слой, тем ниже термическое сопротивление и выше эффективность теплопередачи. Поэтому термопасту необходимо наносить тонким слоем, чтобы обеспечить максимально возможную эффективность теплопередачи. К сожалению, в большинстве термопаст используются органические растворители, которые при нанесении тонким слоем быстро высыхают из-за воздействия высоких температур.

В Kooling Monster KOLD-01 не используются органические растворители, что делает его долговечным, и его очень легко наносить тонким слоем, поэтому вам не нужно беспокоиться о частом повторном нанесении.

Как добиться долгосрочной эффективности теплопередачи?

После того, как вы услышали обо всех этих технических особенностях, у вас может возникнуть одна мысль: «Кого это волнует?» И вы абсолютно правы. В вашей жизни нет места мелочам, если нет реальных приложений. Итак, как вы используете все эти знания, чтобы в конечном итоге ваш компьютер работал быстрее и холоднее? Мы рекомендуем следующее:

1.       Выберите хороший кулер или радиатор. нестандартный контурный кулер с большими радиаторами, способными рассеивать огромное количество тепла.

Если вам нужна базовая конфигурация и вы хотите запустить несколько игр или посмотреть видео на своем компьютере, вам поможет простое воздушное охлаждение. Воздушные кулеры начинают намного дешевле, чем жидкостные кулеры, около 20-30 долларов. Если вы планируете разгон, игры с высокой графикой или в виртуальной реальности или интенсивное редактирование видео, лучшим выбором может быть высококлассный (читай: дорогой) воздушный кулер или система жидкостного охлаждения. С этой целью цена, на которую вы будете смотреть, составляет 160 долларов +. И помните ПЛЮС. Потому что жидкостное охлаждение может исчисляться сотнями.

2.      Используйте термопасту хорошего качества

Как мы выяснили, термопаста хорошего качества — это та, которая может быть нанесена равномерным тонким слоем без высыхания под воздействием тепла, а также обладает отличной теплопроводностью. Мы рекомендуем Kooling Monster KOLD-01. Его формула неорганического растворителя означает, что он обладает высокой долговременной стабильностью без какого-либо неожиданного высыхания, а его особая вязкость обеспечивает легкость применения. И, конечно же, теплопроводность. Если вам нужно еще раз взглянуть на доказательство, прокрутите вверх.

3.      Правильно нанесите термопасту

Используйте любой рисунок по вашему выбору (хотя мы рекомендуем «тост с маслом» или «5 точек»), чтобы равномерно нанести Kooling Monster KOLD-01 на поверхность процессора. (Подробнее о том, как нанести термопасту на ЦП? [Пошаговое руководство для начинающих, 2022 г.])

 

 

Дэниел Чен

Что такое теплопроводность? — Определение из Corrosionpedia

Последнее обновление: 8 января 2018 г.

Что означает теплопроводность?

Теплопроводность — это свойство материала, определяющее скорость, с которой он может передавать тепло. Теплопроводность каждого материала определяется константой λ, которая рассчитывается как:

λ = (Q x L) / (A x t x ΔT)

, где Q — тепло, L — толщина поверхности, A — площадь поверхности. , t — время, ΔT — разница температур.

Теплопроводность материала является фундаментальным свойством. Те материалы с высокой теплопроводностью будут быстро передавать тепло, либо получая тепло от более горячего материала, либо отдавая тепло более холодному материалу. Наоборот, материалы с низкой теплопроводностью действуют как теплоизоляторы, препятствуя передаче тепла.

Поскольку коррозия является процессом, зависящим от температуры, контроль теплопередачи является важным конструктивным фактором установок. Выбор металла, сплава и соответствующих материалов покрытия влияет на способность передавать тепло в зависимости от теплопроводности каждого материала.

Реклама

Коррозионпедия Объясняет Теплопроводность

Теплопроводность работает на границе двух поверхностей, где сторона с более высокой температурой передает энергию и нагревает сторону с более низкой температурой. На молекулярном уровне молекулы передают эту энергию посредством столкновений на границе раздела. Теплопроводность материала определяется тем, насколько легко и какие механизмы доступны для передачи энергии через материал.

Одним из механизмов передачи тепла через материал является вибрация. Атомы твердого материала образуют решетку, и вибрации, известные как фононы, распространяются через материал, передавая колебательную энергию соседним атомам. Этот механизм является основным механизмом теплопроводности неметаллических материалов.

Для большинства металлических материалов доступен дополнительный механизм теплопередачи благодаря свободным электронам материала. Этот механизм связан с электронной проводимостью этих материалов и легкостью прохождения электронов через зону проводимости материала. Таким образом, материалы с высокой электропроводностью также обладают высокой теплопроводностью.

На двух концах шкалы теплопроводности находятся теплоизоляторы и радиаторы с низкой и высокой теплопроводностью соответственно.