Содержание

Теплопроводность строительных материалов, их плотность и теплоемкость: таблица теплопроводности материалов

ABS (АБС пластик) 1030…1060 0.13…0.22 1300…2300
Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках 1000…1800 0.29…0.7 840
Акрил (акриловое стекло, полиметилметакрилат, оргстекло) ГОСТ 17622—72 1100…1200 0.21
Альфоль 20…40 0.118…0.135
Алюминий (ГОСТ 22233-83) 2600 221 897
Асбест волокнистый 470 0.16 1050
Асбестоцемент 1500…1900 1.76 1500
Асбестоцементный лист 1600 0.4 1500
Асбозурит 400…650 0.14…0.19
Асбослюда 450…620 0.13…0.15
Асботекстолит Г ( ГОСТ 5-78) 1500…1700 1670
Асботермит 500 0. 116…0.14
Асбошифер с высоким содержанием асбеста 1800 0.17…0.35
Асбошифер с 10-50% асбеста 1800 0.64…0.52
Асбоцемент войлочный 144 0.078
Асфальт 1100…2110 0.7 1700…2100
Асфальтобетон (ГОСТ 9128-84) 2100 1.05 1680
Асфальт в полах 0.8
Ацеталь (полиацеталь, полиформальдегид) POM 1400 0.22
Аэрогель (Aspen aerogels) 110…200 0.014…0.021 700
Базальт 2600…3000 3.5 850
Бакелит 1250 0.23
Бальза 110…140 0.043…0.052
Береза 510…770 0.15 1250
Бетон легкий с природной пемзой 500…1200 0. 15…0.44
Бетон на гравии или щебне из природного камня 2400 1.51 840
Бетон на вулканическом шлаке 800…1600 0.2…0.52 840
Бетон на доменных гранулированных шлаках 1200…1800 0.35…0.58 840
Бетон на зольном гравии 1000…1400 0.24…0.47 840
Бетон на каменном щебне 2200…2500 0.9…1.5
Бетон на котельном шлаке 1400 0.56 880
Бетон на песке 1800…2500 0.7 710
Бетон на топливных шлаках 1000…1800 0.3…0.7 840
Бетон силикатный плотный 1800 0.81 880
Бетон сплошной 1.75
Бетон термоизоляционный 500 0.18
Битумоперлит 300…400 0. 09…0.12 1130
Битумы нефтяные строительные и кровельные (ГОСТ 6617-76, ГОСТ 9548-74) 1000…1400 0.17…0.27 1680
Блок газобетонный 400…800 0.15…0.3
Блок керамический поризованный 0.2
Бронза 7500…9300 22…105 400
Бумага 700…1150 0.14 1090…1500
Бут 1800…2000 0.73…0.98
Вата минеральная легкая 50 0.045 920
Вата минеральная тяжелая 100…150 0.055 920
Вата стеклянная 155…200 0.03 800
Вата хлопковая 30…100 0.042…0.049
Вата хлопчатобумажная 50…80 0.042 1700
Вата шлаковая 200 0. 05 750
Вермикулит (в виде насыпных гранул) ГОСТ 12865-67 100…200 0.064…0.076 840
Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67) — засыпка 100…200 0.064…0.074 840
Вермикулитобетон 300…800 0.08…0.21 840
Воздух сухой при 20°С
1.205
0.0259 1005
Войлок шерстяной 150…330 0.045…0.052 1700
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат 280…1000 0.07…0.21 840
Газо- и пенозолобетон 800…1200 0.17…0.29 840
Гетинакс 1350 0.23 1400
Гипс формованный сухой 1100…1800 0.43 1050
Гипсокартон 500…900 0.12…0.2 950
Гипсоперлитовый раствор 0. 14
Гипсошлак 1000…1300 0.26…0.36
Глина 1600…2900 0.7…0.9 750
Глина огнеупорная 1800 1.04 800
Глиногипс 800…1800 0.25…0.65
Глинозем 3100…3900 2.33 700…840
Гнейс (облицовка) 2800 3.5 880
Гравий (наполнитель) 1850 0.4…0.93 850
Гравий керамзитовый (ГОСТ 9759-83) — засыпка 200…800 0.1…0.18 840
Гравий шунгизитовый (ГОСТ 19345-83) — засыпка 400…800 0.11…0.16 840
Гранит (облицовка) 2600…3000 3.5 880
Грунт 10% воды 1.75
Грунт 20% воды 1700 2.1
Грунт песчаный 1. 16 900
Грунт сухой 1500 0.4 850
Грунт утрамбованный 1.05
Гудрон 950…1030 0.3
Доломит плотный сухой 2800 1.7
Дуб вдоль волокон 700 0.23 2300
Дуб поперек волокон (ГОСТ 9462-71, ГОСТ 2695-83) 700 0.1 2300
Дюралюминий 2700…2800 120…170 920
Железо 7870 70…80 450
Железобетон 2500 1.7 840
Железобетон набивной 2400 1.55 840
Зола древесная 780 0.15 750
Золото 19320 318 129
Известняк (облицовка) 1400…2000 0.5…0.93 850…920
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем (ГОСТ 16136-80) 300…400 0. 067…0.11 1680
Изделия вулканитовые 350…400 0.12
Изделия диатомитовые 500…600 0.17…0.2
Изделия ньювелитовые 160…370 0.11
Изделия пенобетонные 400…500 0.19…0.22
Изделия перлитофосфогелевые 200…300 0.064…0.076
Изделия совелитовые 230…450 0.12…0.14
Иней 0.47
Ипорка (вспененная смола) 15 0.038
Каменноугольная пыль 730 0.12
Камень керамический поризованный Braer 14,3 НФ и 10,7 НФ 810…840 0.14…0.185
Камни многопустотные из легкого бетона 500…1200 0.29…0.6
Камни полнотелые из легкого бетона DIN 18152 500…2000 0. 32…0.99
Камни полнотелые из природного туфа или вспученной глины 500…2000 0.29…0.99
Камень строительный 2200 1.4 920
Карболит черный 1100 0.23 1900
Картон асбестовый изолирующий 720…900 0.11…0.21
Картон гофрированный 700 0.06…0.07 1150
Картон облицовочный 1000 0.18 2300
Картон парафинированный 0.075
Картон плотный 600…900 0.1…0.23 1200
Картон пробковый 145 0.042
Картон строительный многослойный (ГОСТ 4408-75) 650 0.13 2390
Картон термоизоляционный (ГОСТ 20376-74) 500 0.04…0.06
Каучук вспененный 82 0. 033
Каучук вулканизированный твердый серый 0.23
Каучук вулканизированный мягкий серый 920 0.184
Каучук натуральный 910 0.18 1400
Каучук твердый 0.16
Каучук фторированный 180 0.055…0.06
Кедр красный 500…570
0.095
Кембрик лакированный 0.16
Керамзит 800…1000 0.16…0.2 750
Керамзитовый горох 900…1500 0.17…0.32 750
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией 800…1200 0.23…0.41 840
Керамзитобетон легкий 500…1200 0.18…0.46
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон 500…1800 0. 14…0.66 840
Керамзитобетон на перлитовом песке 800…1000 0.22…0.28 840
Керамика 1700…2300 1.5
Керамика теплая 0.12
Кирпич доменный (огнеупорный) 1000…2000 0.5…0.8
Кирпич диатомовый 500 0.8
Кирпич изоляционный 0.14
Кирпич карборундовый 1000…1300 11…18 700
Кирпич красный плотный 1700…2100 0.67 840…880
Кирпич красный пористый 1500 0.44
Кирпич клинкерный 1800…2000 0.8…1.6
Кирпич кремнеземный 0.15
Кирпич облицовочный 1800 0.93 880
Кирпич пустотелый 0. 44
Кирпич силикатный 1000…2200 0.5…1.3 750…840
Кирпич силикатный с тех. пустотами 0.7
Кирпич силикатный щелевой 0.4
Кирпич сплошной 0.67
Кирпич строительный 800…1500 0.23…0.3 800
Кирпич трепельный 700…1300 0.27 710
Кирпич шлаковый 1100…1400 0.58
Кладка бутовая из камней средней плотности 2000 1.35 880
Кладка газосиликатная 630…820 0.26…0.34 880
Кладка из газосиликатных теплоизоляционных плит 540 0.24 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе 1600 0.47 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе 1800 0. 56 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-шлаковом растворе 1700 0.52 880
Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1000…1400 0.35…0.47 880
Кладка из малоразмерного кирпича 1730 0.8 880
Кладка из пустотелых стеновых блоков 1220…1460 0.5…0.65 880
Кладка из силикатного 11-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1500 0.64 880
Кладка из силикатного 14-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1400 0.52 880
Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379-79) на цементно-песчаном растворе 1800 0.7 880
Кладка из трепельного кирпича (ГОСТ 648-73) на цементно-песчаном растворе 1000…1200 0. 29…0.35 880
Кладка из ячеистого кирпича 1300 0.5 880
Кладка из шлакового кирпича на цементно-песчаном растворе 1500 0.52 880
Кладка «Поротон» 800 0.31 900
Клен 620…750 0.19
Кожа 800…1000 0.14…0.16
Композиты технические 0.3…2
Краска масляная (эмаль) 1030…2045 0.18…0.4 650…2000
Кремний 2000…2330 148 714
Кремнийорганический полимер КМ-9 1160 0.2 1150
Латунь 8100…8850 70…120 400
Лед -60°С 924 2.91 1700
Лед -20°С 920 2.44 1950
Лед 0°С 917 2. 21 2150
Линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632-79) 1600…1800 0.33…0.38 1470
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове (ГОСТ 7251-77) 1400…1800 0.23…0.35 1470
Липа, (15% влажности) 320…650 0.15
Лиственница 670 0.13
Листы асбестоцементные плоские (ГОСТ 18124-75) 1600…1800 0.23…0.35 840
Листы вермикулитовые 0.1
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) ГОСТ 6266 800 0.15 840
Листы пробковые легкие 220 0.035
Листы пробковые тяжелые 260 0.05
Магнезия в форме сегментов для изоляции труб 220…300 0.073…0.084
Мастика асфальтовая 2000 0. 7
Маты, холсты базальтовые 25…80 0.03…0.04
Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные (ТУ 21-23-72-75) 150 0.061 840
Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) и на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-82) 50…125 0.048…0.056 840
МБОР-5, МБОР-5Ф, МБОР-С-5, МБОР-С2-5, МБОР-Б-5 (ТУ 5769-003-48588528-00) 100…150 0.045
Мел 1800…2800 0.8…2.2 800…880
Медь (ГОСТ 859-78) 8500 407 420
Миканит 2000…2200 0.21…0.41 250
Мипора 16…20 0.041 1420
Морозин 100…400 0.048…0.084
Мрамор (облицовка) 2800 2.9 880
Накипь котельная (богатая известью, при 100°С) 1000…2500 0. 15…2.3
Накипь котельная (богатая силикатом, при 100°С) 300…1200 0.08…0.23
Настил палубный 630 0.21 1100
Найлон 0.53
Нейлон 1300 0.17…0.24 1600
Неопрен 0.21 1700
Опилки древесные 200…400 0.07…0.093
Пакля 150 0.05 2300
Панели стеновые из гипса DIN 1863 600…900 0.29…0.41
Парафин 870…920 0.27
Паркет дубовый 1800 0.42 1100
Паркет штучный 1150 0.23 880
Паркет щитовой 700 0.17 880
Пемза 400…700 0.11…0.16
Пемзобетон 800…1600 0. 19…0.52 840
Пенобетон 300…1250 0.12…0.35 840
Пеногипс 300…600 0.1…0.15
Пенозолобетон 800…1200 0.17…0.29
Пенопласт ПС-1 100 0.037
Пенопласт ПС-4 70 0.04
Пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78) 65…125 0.031…0.052 1260
Пенопласт резопен ФРП-1 65…110 0.041…0.043
Пенополистирол (ГОСТ 15588-70) 40 0.038 1340
Пенополистирол (ТУ 6-05-11-78-78) 100…150 0.041…0.05 1340
Пенополистирол Пеноплэкс 22…47 0.03…0.036 1600
Пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75) 40…80 0.029…0. 041 1470
Пенополиуретановые листы 150 0.035…0.04
Пенополиэтилен 0.035…0.05
Пенополиуретановые панели 0.025
Пеносиликальцит 400…1200 0.122…0.32
Пеностекло легкое 100..200 0.045…0.07
Пеностекло или газо-стекло (ТУ 21-БССР-86-73) 200…400 0.07…0.11 840
Пенофол 44…74 0.037…0.039
Пергамент 0.071
Пергамин (ГОСТ 2697-83) 600 0.17 1680
Перекрытие армокерамическое с бетонным заполнением без штукатурки 1100…1300 0.7 850
Перекрытие из железобетонных элементов со штукатуркой 1550 1.2 860
Перекрытие монолитное плоское железобетонное 2400 1. 55 840
Перлит 200 0.05
Перлит вспученный 100 0.06
Перлитобетон 600…1200 0.12…0.29 840
Перлитопласт-бетон (ТУ 480-1-145-74) 100…200 0.035…0.041 1050
Перлитофосфогелевые изделия (ГОСТ 21500-76) 200…300 0.064…0.076 1050
Песок 0% влажности 1500 0.33 800
Песок 10% влажности 0.97
Песок 20% влажности 1.33
Песок для строительных работ (ГОСТ 8736-77) 1600 0.35 840
Песок речной мелкий 1500 0.3…0.35 700…840
Песок речной мелкий (влажный) 1650 1.13 2090
Песчаник обожженный 1900…2700 1. 5
Пихта 450…550 0.1…0.26 2700
Плита бумажная прессованая 600 0.07
Плита пробковая 80…500 0.043…0.055 1850
Плита огнеупорная теплоизоляционная Avantex марки Board 200…500 0.04
Плитка облицовочная, кафельная 2000 1.05
Плитка термоизоляционная ПМТБ-2 0.04
Плиты алебастровые 0.47 750
Плиты из гипса ГОСТ 6428 1000…1200 0.23…0.35 840
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ГОСТ 4598-74, ГОСТ 10632-77) 200…1000 0.06…0.15 2300
Плиты из керзмзито-бетона 400…600 0.23
Плиты из полистирол-бетона ГОСТ Р 51263-99 200…300 0. 082
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916-75) 40…100 0.038…0.047 1680
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-78) 50 0.056 840
Плиты из ячеистого бетона ГОСТ 5742-76 350…400 0.093…0.104
Плиты камышитовые 200…300 0.06…0.07 2300
Плиты кремнезистые   0.07
Плиты льнокостричные изоляционные 250 0.054 2300
Плиты минераловатные на битумной связке марки 200 ГОСТ 10140-80 150…200 0.058
Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки 200 ГОСТ 9573-96 225 0.054
Плиты минераловатные на синтетической связке фирмы «Партек» (Финляндия) 170…230 0. 042…0.044
Плиты минераловатные повышенной жесткости ГОСТ 22950-95 200 0.052 840
Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем
(ТУ 21-РСФСР-3-72-76)
200 0.064 840
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем 125…200 0.056…0.07 840
Плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих 0.048…0.091
Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом и битумном связующих (ГОСТ 9573-82, ГОСТ 10140-80, ГОСТ 12394-66) 50…350 0.048…0.091 840
Плиты пенопластовые на основе резольных фенолформальдегидных смол ГОСТ 20916-87 80…100 0.045
Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86 безпрессовые 30…35 0.038
Плиты пенополистирольные (экструзионные) ТУ 2244-001-47547616-00 32 0. 029
Плиты перлито-битумные ГОСТ 16136-80 300 0.087
Плиты перлито-волокнистые 150 0.05
Плиты перлито-фосфогелевые ГОСТ 21500-76 250 0.076
Плиты перлито-1 Пластбетонные ТУ 480-1-145-74 150 0.044
Плиты перлитоцементные 0.08
Плиты строительный из пористого бетона 500…800 0.22…0.29
Плиты термобитумные теплоизоляционные 200…300 0.065…0.075
Плиты торфяные теплоизоляционные (ГОСТ 4861-74) 200…300 0.052…0.064 2300
Плиты фибролитовые (ГОСТ 8928-81) и арболит (ГОСТ 19222-84) на портландцементе 300…800 0.07…0.16 2300
Покрытие ковровое 630 0. 2 1100
Покрытие синтетическое (ПВХ) 1500 0.23
Пол гипсовый бесшовный 750 0.22 800
Поливинилхлорид (ПВХ) 1400…1600 0.15…0.2
Поликарбонат (дифлон) 1200 0.16 1100
Полипропилен (ГОСТ 26996– 86) 900…910 0.16…0.22 1930
Полистирол УПП1, ППС 1025 0.09…0.14 900
Полистиролбетон (ГОСТ 51263) 150…600 0.052…0.145 1060
Полистиролбетон модифицированный на активированном пластифицированном шлакопортландцементе 200…500 0.057…0.113 1060
Полистиролбетон модифицированный на композиционном малоклинкерном вяжущем в стеновых блоках и плитах 200…500 0.052…0.105 1060
Полистиролбетон модифицированный монолитный на портландцементе 250…300 0. 075…0.085 1060
Полистиролбетон модифицированный на шлакопортландцементе в стеновых блоках и плитах 200…500 0.062…0.121 1060
Полиуретан 1200 0.32
Полихлорвинил 1290…1650 0.15 1130…1200
Полиэтилен высокой плотности 955 0.35…0.48 1900…2300
Полиэтилен низкой плотности 920 0.25…0.34 1700
Поролон 34 0.04
Портландцемент (раствор) 0.47
Прессшпан 0.26…0.22
Пробка гранулированная техническая 45 0.038 1800
Пробка минеральная на битумной основе 270…350 0.073…0.096
Пробковое покрытие для полов 540 0. 078
Ракушечник 1000…1800 0.27…0.63 835
Раствор гипсовый затирочный 1200 0.5 900
Раствор гипсоперлитовый 600 0.14 840
Раствор гипсоперлитовый поризованный 400…500 0.09…0.12 840
Раствор известковый 1650 0.85 920
Раствор известково-песчаный 1400…1600 0.78 840
Раствор легкий LM21, LM36 700…1000 0.21…0.36
Раствор сложный (песок, известь, цемент) 1700 0.52 840
Раствор цементный, цементная стяжка 2000 1.4
Раствор цементно-песчаный 1800…2000 0.6…1.2 840
Раствор цементно-перлитовый 800…1000 0.16…0.21 840
Раствор цементно-шлаковый 1200…1400 0. 35…0.41 840
Резина мягкая 0.13…0.16 1380
Резина твердая обыкновенная 900…1200 0.16…0.23 1350…1400
Резина пористая 160…580 0.05…0.17 2050
Рубероид (ГОСТ 10923-82) 600 0.17 1680
Руда железная 2.9
Сажа ламповая 170 0.07…0.12
Сера ромбическая 2085 0.28 762
Серебро 10500 429 235
Сланец глинистый вспученный 400 0.16
Сланец 2600…3300 0.7…4.8
Слюда вспученная 100 0.07
Слюда поперек слоев 2600…3200 0.46…0.58 880
Слюда вдоль слоев 2700…3200 3. 4 880
Смола эпоксидная 1260…1390 0.13…0.2 1100
Снег свежевыпавший 120…200 0.1…0.15 2090
Снег лежалый при 0°С 400…560 0.5 2100
Сосна и ель вдоль волокон 500 0.18 2300
Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486-66, ГОСТ 9463-72) 500 0.09 2300
Сосна смолистая 15% влажности 600…750 0.15…0.23 2700
Сталь стержневая арматурная (ГОСТ 10884-81) 7850 58 482
Стекло оконное (ГОСТ 111-78) 2500 0.76 840
Стекловата 155…200 0.03 800
Стекловолокно 1700…2000 0.04 840
Стеклопластик 1800 0.23 800
Стеклотекстолит 1600…1900 0. 3…0.37
Стружка деревянная прессованая 800 0.12…0.15 1080
Стяжка ангидритовая 2100 1.2
Стяжка из литого асфальта 2300 0.9
Текстолит 1300…1400 0.23…0.34 1470…1510
Термозит 300…500 0.085…0.13
Тефлон 2120 0.26
Ткань льняная 0.088
Толь (ГОСТ 10999-76) 600 0.17 1680
Тополь 350…500 0.17
Торфоплиты 275…350 0.1…0.12 2100
Туф (облицовка) 1000…2000 0.21…0.76 750…880
Туфобетон 1200…1800 0.29…0.64 840
Уголь древесный кусковой (при 80°С) 190 0.074
Уголь каменный газовый 1420 3.6
Уголь каменный обыкновенный 1200…1350 0.24…0.27
Фарфор 2300…2500 0.25…1.6 750…950
Фанера клееная (ГОСТ 3916-69) 600 0.12…0.18 2300…2500
Фибра красная 1290 0.46
Фибролит (серый) 1100 0.22 1670
Целлофан 0.1
Целлулоид 1400 0.21
Цементные плиты 1.92
Черепица бетонная 2100 1.1
Черепица глиняная 1900 0.85
Черепица из ПВХ асбеста 2000 0.85
Чугун 7220 40…60 500
Шевелин 140…190 0.056…0.07
Шелк 100 0.038…0.05
Шлак гранулированный 500 0.15 750
Шлак доменный гранулированный 600…800 0.13…0.17
Шлак котельный 1000 0.29 700…750
Шлакобетон 1120…1500 0.6…0.7 800
Шлакопемзобетон (термозитобетон) 1000…1800 0.23…0.52 840
Шлакопемзопено- и шлакопемзогазобетон 800…1600 0.17…0.47 840
Штукатурка гипсовая 800 0.3 840
Штукатурка известковая 1600 0.7 950
Штукатурка из синтетической смолы 1100 0.7
Штукатурка известковая с каменной пылью 1700 0.87 920
Штукатурка из полистирольного раствора 300 0.1 1200
Штукатурка перлитовая 350…800 0.13…0.9 1130
Штукатурка сухая 0.21
Штукатурка утепляющая 500 0.2
Штукатурка фасадная с полимерными добавками 1800 1 880
Штукатурка цементная 0.9
Штукатурка цементно-песчаная 1800 1.2
Шунгизитобетон 1000…1400 0.27…0.49 840
Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832-83) — засыпка 200…600 0.064…0.11 840
Щебень из доменного шлака (ГОСТ 5578-76), шлаковой пемзы (ГОСТ 9760-75) и аглопорита (ГОСТ 11991-83) — засыпка 400…800 0.12…0.18 840
Эбонит 1200 0.16…0.17 1430
Эбонит вспученный 640 0.032
Эковата 35…60 0.032…0.041 2300
Энсонит (прессованный картон) 400…500 0.1…0.11
Эмаль (кремнийорганическая) 0.16…0.27

Сравнение теплопроводности материалов


Сравнение утеплителей по теплопроводности и по плотности материалов

В продаже доступно много строительных материалов, использующихся для повышения свойств сооружения сохранять тепло – утеплителей. В конструкции дома он может применяться практически в каждой ее части: от фундамента и до чердака. Далее пойдет речь об основных свойствах материалов, способных обеспечить необходимый уровень теплопроводности объектов различного назначения, а также будет приведено их сравнение, в чем поможет таблица.

Основные характеристики утеплителей

Соотношение качества утеплителя, в зависимости от его толщины

При выборе утеплителей нужно обращать внимание на разные факторы: тип сооружения, наличие воздействия высоких температур, открытого огня, характерный уровень влажности. Только после определения условий использования, а также уровня теплопроводности применяемых материалов для сооружения определенной части конструкции, нужно смотреть на характеристики конкретного утеплителя:

  • Теплопроводность. От этого показателя напрямую зависит качество проведенного утеплительного процесса, а также необходимое количество материала для обеспечения желаемого результата. Чем ниже теплопроводность, тем эффективнее использование утеплителя.
  • Влагопоглощение. Показатель особо важен при утеплении внешних частей конструкции, на которые может периодически воздействовать влага. К примеру, при утеплении фундамента в грунтах с высокими водами или повышенным уровнем содержания воды в своей структуре.
  • Толщина. Применение тонких утеплителей позволяет сохранить внутреннее пространство жилого сооружения, а также напрямую влияет на качество утепления.
  • Горючесть. Это свойство материалов особенно важно при использовании для понижения теплопроводной способности наземных частей сооружения жилых домов, а также зданий специального назначения. Качественная продукция отличается способностью к самозатуханию, не выделяет при воспламенении ядовитых веществ.
  • Термоустойчивость. Материал должен выдерживать критические температуры. К примеру, низкие температуры при наружном использовании.
  • Экологичность. Нужно прибегать к использованию материалов безопасных для человека. Требования к этому фактору может изменяться в зависимости от будущего назначения сооружения.
  • Звукоизоляция. Это дополнительное свойство утеплителей в некоторых ситуациях позволяет добиться хорошего уровня защиты помещения от шума, а также посторонних звуков.
Когда используется при сооружении определенной части конструкции материал с низкой теплопроводностью, то можно покупать самый дешевый утеплитель (если это позволят предварительные расчеты).

Важность конкретной характеристики напрямую зависит от условий использования и выделенного бюджета.

Сравнение популярных утеплителей

СРЕДНЯЯ ТОЛЩИНА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ СТЕНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Теплоизоляционный материалКирпичная кладка (полтора кирпича)Газобетон 30 смДеревянный брус 30 смКаркас из OSB
Экотермикс7 смЗ см5 см10 см
Минеральная вата13 см8 см10 см15 см
Пенополистирол12 см7 см8 см13 см
Пеностекло11 см6,5 см7 см13 см

Давайте рассмотрим несколько материалов, применяемых для повышения энергоэффективности сооружений:

  • Минеральная вата. Производится из естественных материалов. Устойчива к огню и отличается экологичностью, а также низкой теплопроводностью. Но невозможность противостоять воздействию воды сокращает возможности использования.
  • Пенопласт. Легкий материал с отличными утеплительными свойствами. Доступный, легко устанавливается и влагоустойчив. Недостатки: хорошая воспламеняемость и выделение вредных веществ при горении. Рекомендуется его использовать в нежилых помещениях.
  • Бальзовая вата. Материал практически идентичный минвате, только отличается улучшенными показателями устойчивости к влаге. При изготовлении его не уплотняют, что значительно продлевает срок службы.
  • Пеноплэкс. Утеплитель хорошо противостоит влаге, высоким температурам, огню, гниению, разложению. Отличается отличными показателями теплопроводности, прост в монтаже и долговечен. Можно использовать в местах с максимальными требованиями способности материала противостоять различным воздействиям.
  • Пенофол. Многослойный утеплитель естественного происхождения. Состоит из полиэтилена, предварительно вспененного перед производством. Может иметь различные показатели пористости и ширины. Часто поверхность покрыта фольгой, благодаря чему достигается отражающие эффект. Отличается легкостью, простотой монтажа, высокой энергоэффективностью, влагостойкостью, небольшим весом.
Коэффициент теплопроводности размерность

Выбирая материал для использования в непосредственной близости с человеком, необходимо особое внимание уделять его характеристикам экологичности и пожаробезопасности. Также в некоторых ситуациях рационально покупать более дорой утеплитель, который будет обладать дополнительными свойствами влагозащиты или звукоизоляции, что в окончательном счете позволяет сэкономить.

Сравнение с помощью таблицы

NНаименованиеПлотностьТеппопроводностьЦена , евро за куб.м.Затраты энергии на
кг/куб.мминмаксЕвросоюзРоссияквт*ч/куб. м.
1целлюлозная вата30-700,0380,04548-9615-306
2древесноволокнистая плита150-2300,0390,052150800-1400
3древесное волокно30-500,0370,05200-25013-50
4киты из льняного волокна300,0370,04150-20021030
5пеностекло100-1500.050,07135-1681600
6перлит100-1500,050.062200-40025-30230
7пробка100-2500,0390,0530080
8конопля, пенька35-400,040.04115055
9хлопковая вата25-300,040,04120050
10овечья шерсть15-350,0350,04515055
11утиный пух25-350,0350,045150-200
12солома300-4000,080,12165
13минеральная (каменная) вата20-800.0380,04750-10030-50150-180
14стекповопокнистая вата15-650,0350,0550-10028-45180-250
15пенополистирол (безпрессовый)15-300.0350.0475028-75450
16пенополистирол экструзионный25-400,0350,04218875-90850
17пенополиуретан27-350,030,035250220-3501100

Показатель теплопроводных свойств является основным критерием при выборе утеплительного материала. Остается только сравнить ценовые политики разных поставщиков и определить необходимое количество.

Утеплитель – один из основных способов получить сооружение с необходимой энергоэффективностью. Перед его окончательным выбором точно определите условия использования и, вооружившись приведенной таблицей, совершите правильный выбор.

jsnip.ru

Таблица теплопроводности строительных материалов. Характеристики и сравнение строительных материалов :

Строительство коттеджа или дачного дома – это сложный и трудоемкий процесс. И для того, чтобы будущее строение простояло не один десяток лет, нужно соблюдать все нормы и стандарты при его возведении. Поэтому каждый этап строительства требует точных расчетов и качественного выполнения необходимых работ.

Одним из самых важных показателей при строительстве и отделке строения является теплопроводность строительных материалов. СНИП (строительные нормы и правила) дает полный спектр информации по данному вопросу. Ее необходимо знать, чтобы будущее здание было комфортным для проживания как в летний, так и в зимний период.

Идеальный теплый дом

От конструктивных особенностей строения и применяемых при его возведении материалов зависит комфорт и экономичность проживания в нем. Комфорт заключается в создании оптимального микроклимата внутри вне зависимости от внешних погодных условий и температуры окружающей среды. Если материалы подобраны правильно, а котельное оборудование и вентиляция установлены согласно нормам, то в таком доме будет комфортная прохладная температура летом и тепло зимой. К тому же если все материалы, используемые при строительстве, обладают хорошими теплоизоляционными свойствами, то расходы на энергоносители при отоплении помещений будут минимальны.

Понятие теплопроводности

Теплопроводность – это передача тепловой энергии между непосредственно соприкасающимися телами или средами. Простыми словами теплопроводность – это способность материала проводить температуру. То есть, попадая в какую-то среду с отличающейся температурой, материал начинает принимать температуру этой среды.

Этот процесс имеет большое значение и в строительстве. Так, в доме с помощью отопительного оборудования поддерживается оптимальная температура (20-25°C). Если температура на улице будет ниже, то когда отключается отопление, все тепло из дома через некоторое время выйдет на улицу, и температура понизится. Летом происходит обратная ситуация. Чтобы сделать температуру в доме ниже уличной, приходится использовать кондиционер.

Коэффициент теплопроводности

Потеря тепла в доме неизбежна. Она происходит постоянно, когда температура снаружи меньше, чем в помещении. А вот ее интенсивность – это переменная величина. Она зависит от множества факторов, главными среди которых являются:

  • Площадь поверхностей, участвующих в теплообмене (крыша, стены, перекрытия, пол).
  • Показатель теплопроводности строительных материалов и отдельных элементов здания (окна, двери).
  • Разница между температурами на улице и внутри дома.
  • И другие.

Для количественной характеристики теплопроводности строительных материалов используют специальный коэффициент. Используя этот показатель, можно довольно просто рассчитать необходимую теплоизоляцию для всех частей дома (стены, крыша, перекрытия, пол). Чем выше коэффициент теплопроводности строительных материалов, тем больше интенсивность потери тепла. Таким образом, для постройки теплого дома лучше применять материалы с более низким показателем этой величины.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов, как и любых других веществ (жидких, твердых или газообразных), обозначается греческой буквой λ. Единицей его измерения является Вт/(м*°C). При этом расчет ведется на один квадратный метр стены толщиной в один метр. Разница температур здесь берется 1°. Практически в любом строительном справочнике имеется таблица теплопроводности строительных материалов, в которой можно посмотреть значение этого коэффициента для различных блоков, кирпичей, бетонных смесей, пород дерева и других материалов.

Определение потерь тепла

Потери тепла в любом здании всегда есть, но в зависимости от материала они могут изменять свое значение. В среднем потеря тепла происходит через:

  • Крышу (от 15 % до 25 %).
  • Стены (от 15 % до 35 %).
  • Окна (от 5 % до 15 %).
  • Дверь (от 5 % до 20 %).
  • Пол (от 10 % до 20 %).

Для определения потерь тепла применяют специальный тепловизор, который определяет наиболее проблемные места. Они выделяются на нем красным цветом. Меньшая потеря тепла происходит в желтых зонах, далее – в зеленых. Зоны с наименьшей потерей тепла выделяются синим цветом. А определение теплопроводности строительных материалов должно проводиться в специальных лабораториях, о чем должен свидетельствовать сертификат качества, прилагаемый к продукции.

Пример расчета потерь тепла

Если взять, к примеру, стену из материала с коэффициентом теплопроводности 1, то при разности температур с двух сторон этой стены в 1°, потери тепла составят 1 Вт. Если же толщину стены взять не 1 метр, а 10 см, то потери составят уже 10 Вт. В случае, если разность температур будет 10°, то тепловые потери также составят 10 Вт.

Рассмотрим теперь на конкретном примере расчет потери тепла целого здания. Высоту его возьмем 6 метров (8 с коньком), ширину – 10 метров, а длину – 15 метров. Для простоты расчетов берем 10 окон площадью 1 м2. Температуру внутри помещения будем считать равную 25°C, а на улице -15°C. Вычисляем площадь всех поверхностей, через которые происходит потеря тепла:

  • Окна – 10 м2.
  • Пол – 150 м2.
  • Стены – 300 м2.
  • Крыша (со скатами по длинной стороне) – 160 м2.

Формула теплопроводности строительных материалов позволяет вычислить коэффициенты для всех частей здания. Но проще использовать уже готовые данные из справочника. Там есть таблица теплопроводности строительных материалов. Рассмотрим каждый элемент по отдельности и определим его тепловое сопротивление. Оно рассчитывается по формуле R = d/λ, где d – толщина материала, а λ – коэффициент его теплопроводности.

Пол – 10 см бетона (R=0,058 (м2*°C)/Вт) и 10 см минеральной ваты (R=2,8 (м2*°C)/Вт). Теперь складываем эти два показателя. Таким образом, тепловое сопротивление пола равняется 2,858 (м2*°C)/Вт.

Аналогично считаются стены, окна и кровля. Материал – ячеистый бетон (газобетон), толщина 30 см. В таком случае R=3,75 (м2*°C)/Вт. Тепловое сопротивление пластового окна — 0,4 (м2*°C)/Вт.

Кровлю будем считать из минеральной ваты толщиной в 10 см и профлиста. Так как металл имеет высокий коэффициент теплопроводности, то профлист в расчет не берем. Тогда R крыши составит 2,8 (м2*°C)/Вт.

Следующая формула позволяет выяснить потери тепловой энергии.

Q = S * T / R, где S – площадь поверхности, T – разница температур снаружи и внутри (40°C). Рассчитаем потери тепла для каждого элемента:

  • Для крыши: Q = 160*40/2,8=2,3 кВт.
  • Для стен: Q = 300*40/3,75=3,2 кВт.
  • Для окон: Q = 10*40/0,4=1 кВт.
  • Для пола: Q = 150*40/2,858=2,1 кВт.

Далее все эти показатели суммируются. Таким образом, для данного коттеджа тепловые потери составят 8,6 кВт. А для поддержания оптимальной температуры потребуется котельное оборудование мощностью не менее 10 кВт.

Материалы для внешних стен

На сегодняшний день существует множество стеновых строительных материалов. Но наибольшей популярностью в частном домостроении по-прежнему пользуются строительные блоки, кирпичи и дерево. Основные отличия – это плотность и теплопроводность строительных материалов. Сравнение дает возможность выбрать золотую середину в соотношении плотность/теплопроводность. Чем выше плотность материала, тем выше его несущая способность, а следовательно, и прочность конструкции в целом. Но при этом ниже его тепловое сопротивление, а как следствие, расходы на энергоносители выше. С другой стороны, чем выше тепловое сопротивление, тем ниже плотность материала. Меньшая плотность, как правило, подразумевает наличие пористой структуры.

Чтобы взвесить все за и против, необходимо знать плотность материала и его коэффициент теплопроводности. Следующая таблица теплопроводности строительных материалов для стен дает значение этого коэффициента и его плотность.

Материал

Теплопроводность, Вт/(м*°C)

Плотность, т/м3

Железобетон

1,7

2,5

Керамзитобетонные блоки

0,14 – 0,66

0,5 – 1,8

Керамический кирпич

0,56

1,8

Силикатный кирпич

0,7

1,8

Газобетонные блоки

0,08 – 0,29

0,3 – 1

Сосна

0,18

0,5

Утеплители для стен

При недостаточной тепловой сопротивляемости внешних стен могут применяться различные утеплители. Так как значения теплопроводности строительных материалов для утепления могут иметь весьма низкий показатель, то чаще всего толщины в 5-10 см будет достаточно для создания комфортной температуры и микроклимата в помещениях. Широкое применение на сегодняшний день получили такие материалы, как минеральная вата, пенополистирол, пенопласт, пенополиуритан и пеностекло.

Следующая таблица теплопроводности строительных материалов, используемых для утепления наружных стен, дает значение коэффициента λ.

Материал

Теплопроводность, Вт/(м*°C)

Минеральная вата

0,048 – 0,07

Пенополистирол

0,031 – 0,05

Экструдированный пенополистирол

0,036

Пенополиуритан

0,02 – 0,041

Пеностекло

0,07 – 0,11

Особенности применения стеновых утеплителей

Применение утеплителей для наружных стен имеет некоторые ограничения. Это прежде всего связанно с таким параметром, как паропроницаемость. Если стена сделана из пористого материала, такого как газобетон, пенобетон или керамзитобетон, то применять лучше минеральную вату, так как этот параметр у них практически одинаковый. Использование пенополистирола, пенополиуритана или пеностекла возможно только при наличии специального вентиляционного зазора между стеной и утеплителем. Для дерева это также критично. А вот для кирпичных стен данный параметр не так критичен.

Теплая кровля

Утепление кровли позволяет избежать ненужных перерасходов при отоплении дома. Для этого могут применяться все виды утеплителей как листового формата, так и напыляемые (пенополиуритан). При этом не следует забывать про пароизоляцию и гидроизоляцию. Это весьма важно, так как мокрый утеплитель (минеральная вата) теряет свои свойства по тепловой сопротивляемости. Если же кровля не утепляется, то необходимо основательно утеплить перекрытие между чердаком и последним этажом.

Пол

Утепление пола весьма важный этап. При этом также необходимо применять пароизоляцию и гидроизоляцию. В качестве утеплителя используется более плотный материал. Он, соответственно, имеет более высокий коэффициент теплопроводности, чем кровельный. Дополнительной мерой для утепления пола может послужить подвал. Наличие воздушной прослойки позволяет повысить тепловую защиту дома. А оборудование системы теплого пола (водяного или электрического) дает дополнительный источник тепла.

Заключение

При строительстве и отделке фасада необходимо руководствоваться точными расчетами по тепловым потерям и учитывать параметры используемых материалов (теплопроводность, паропроницаемость и плотность).

www.syl.ru

Коэффициент теплопроводности строительных материалов: сравнительная таблица

  • Главная
  • Материалы
  • Коэффициент теплопроводности строительных материалов: сравнительная таблица

Что такое теплопроводность? Знать об этой величине необходимо не только профессионалам-строителям, но и простым обывателям, решившим самостоятельно построить дом.

Каждый материал, используемый в строительстве, имеет свой показатель этой величины. Самое низкое его значение – у утеплителей, самое высокое – у металлов. Поэтому необходимо знать формулу, которая поможет рассчитать толщину как возводимых стен, так и теплоизоляции, чтобы получить в итоге уютный дом.

Сравнение проводимости тепла у самых распространённых утеплителей

Чтобы иметь представление о проводимости тепла разных материалов, предназначенных для утепления, нужно сравнить их коэффициенты (Вт/м*К), приведённые в следующей таблице:

Номер п/п Название утеплителя Коэффициент теплопроводности по СНиП
 1. Керамзит 0,099 – 0,19
 2. Глина 0,5
 3. Саман 0,3
 4. Минеральная вата 0,036 – 0,048
 5. Пенопласт 0,036 – 0,05
 6. Пеноплекс 0,029 – 0,031
 7. Эковата 0,037 – 0,042
 8. Пеноизол 0,028 – 0,038
 9. Пенополиуретан 0,019 – 0,05

Как видно из вышеприведённых данных, показатель проводимости тепла таких строительных материалов, как теплоизоляционные, варьируется от минимального (0,019) до максимального (0,5). Все теплоизоляционные материалы имеют определённый разброс показаний. СНиПы описывают каждый из них в нескольких видах – в сухом, нормальном и влажном. Минимальный коэффициент проводимости тепла соответствует сухому состоянию, максимальный – влажному.

Если задумано индивидуальное строительство

При возведении дома важно учитывать технические характеристики всех составляющих (материала для стен, кладочного раствора, будущего утепления, гидроизоляционных и пароотводящих плёнок, финишной отделки).

Для понимания, какие стены наилучшим образом будут сохранять тепло, нужно проанализировать коэффициент теплопроводности не только материала для стен, но и строительного раствора, что видно из таблицы ниже:

Номер п/п Материал для стен, строительный раствор Коэффициент теплопроводности по СНиП
 1. Кирпич 0,35 – 0,87
 2. Саманные блоки 0,1 – 0,44
 3. Бетон 1,51 – 1,86
 4. Пенобетон и газобетон на основе цемента 0,11 – 0,43
 5. Пенобетон и газобетон на основе извести 0,13 – 0,55
 6. Ячеистый бетон 0,08 – 0,26
 7. Керамические блоки 0,14 – 0,18
 8. Строительный раствор цементно-песчаный 0,58 – 0,93
 9. Строительный раствор с добавлением извести 0,47 – 0,81

Важно. Из приведённых в таблице данных видно, что у каждого строительного материала довольно большой разброс в показателях коэффициента теплопроводности.

Это связано с несколькими причинами:

  • Плотность. Все утеплители выпускаются или укладываются (пеноизол, эковата) различной плотности. Чем ниже плотность (больше присутствует воздуха в теплоизоляционной структуре), тем ниже проводимость тепла. И, наоборот, у очень плотных утеплителей этот коэффициент выше.
  • Вещество, из которого производят (основа). Например, кирпич бывает силикатным, керамическим, глиняным. От этого зависит и коэффициент теплопроводности.
  • Количество пустот. Это касается кирпича (пустотелый и полнотелый) и теплоизоляции. Воздух – самый худший проводник тепла. Коэффициент его теплопроводимости – 0,026. Чем больше пустот, тем ниже этот показатель.

Строительный раствор хорошо проводит тепло, поэтому любые стены рекомендуется утеплять.

Если объяснять на пальцах

Для наглядности и понимания, что такое теплопроводность, можно сравнить кирпичную стену, толщиной 2 м 10 см с другими материалами. Таким образом, 2,1 метра кирпича, сложенного в стену на обычном цементно-песчаном растворе равны:

  • стене толщиной 0,9 м из керамзитобетона;
  • брусу, диаметром 0,53 м;
  • стене, толщиной 0,44 м из газобетона.

Если речь заходит от таких распространённых утеплителях, как минеральная вата и пенополистирол, то потребуется всего 0,18 м первой теплоизоляции или 0,12 м второй, чтобы значения теплопроводности огромной кирпичной стены оказались равными тонюсенькому слою теплоизоляции.

Сравнительная характеристика теплопроводности утеплительных, строительных и отделочных материалов, которую можно произвести, изучив СНиПы, позволяет проанализировать и правильно составить утеплительный пирог (основание, утеплитель, финишная отделка). Чем ниже теплопроводность, тем выше цена. Ярким примером могут послужить стены дома, сложенные из керамических блоков или обычного высококачественного кирпича. Первые имеют теплопроводность всего 0,14 – 0,18 и стоят намного дороже любого, самого лучшего кирпича.

Нравится?

izollab.ru

Сравнительная таблица теплопроводности современных строительных материалов

Строительство любого дома, будь то коттедж или скромный дачный домик, должно начинаться с разработки проекта. На этом этапе закладывается не только архитектурный облик будущего строения, но и его конструктивные и теплотехнические характеристики.

Схема теплопроводности и толщины материалов.

Основной задачей на этапе проекта будет не только разработка прочных и долговечных конструктивных решений, способных поддерживать наиболее комфортный микроклимат с минимальными затратами. Помочь определиться с выбором может сравнительная таблица теплопроводности материалов.

В общих чертах процесс теплопроводности характеризуется передачей тепловой энергии от более нагретых частиц твердого тела к менее нагретым. Процесс будет идти до тех пор, пока не наступит тепловое равновесие. Другими словами, пока не сравняются температуры.

Коэффициент теплопроводности кирпичей.

Применительно к ограждающим конструкциям дома (стены, пол, потолок, крыша) процесс теплопередачи будет определяться временем, в течение которого температура внутри помещения сравняется с температурой окружающей среды.

Чем более продолжителен по времени будет этот процесс, тем помещение будет более комфортным по ощущениям и экономичным по эксплуатационным расходам.

Численно процесс переноса тепла характеризуется коэффициентом теплопроводности. Физический смысл коэффициента показывает, какое количество тепла за единицу времени проходит через единицу поверхности. Т.е. чем выше значение этого показателя, тем лучше проводится тепло, значит, тем быстрее будет происходить процесс теплообмена.

Соответственно, на этапе проектных работ необходимо спроектировать конструкции, теплопроводность которых должна иметь по возможности наименьшее значение.

Вернуться к оглавлению

Теплопроводность материалов, используемых в строительстве, зависит от их параметров:

Зависимость теплопроводности газобетона от плотности.

  1. Пористость — наличие пор в структуре материала нарушает его однородность. При прохождении теплового потока часть энергии передается через объем, занятый порами и заполненный воздухом. Принято за отсчетную точку принимать теплопроводность сухого воздуха (0,02 Вт/(м*°С)). Соответственно, чем больший объем будет занят воздушными порами, тем меньше будет теплопроводность материала.
  2. Структура пор — малый размер пор и их замкнутый характер способствуют снижению скорости теплового потока. В случае использования материалов с крупными сообщающимися порами в дополнение к теплопроводности в процессе переноса тепла будут участвовать процессы передачи тепла конвекцией.
  3. Плотность — при больших значениях частицы более тесно взаимодействуют друг с другом и в большей степени способствуют передаче тепловой энергии. В общем случае значения теплопроводности материала в зависимости от его плотности определяются либо на основе справочных данных, либо эмпирически.
  4. Влажность — значение теплопроводности для воды составляет (0,6 Вт/(м*°С)). При намокании стеновых конструкций или утеплителя происходит вытеснение сухого воздуха из пор и замещение его каплями жидкости или насыщенным влажным воздухом. Теплопроводность в этом случае значительно увеличится.
  5. Влияние температуры на теплопроводность материала отражается через формулу:

λ=λо*(1+b*t), (1)

где, λо — коэффициент теплопроводности при температуре 0 °С, Вт/м*°С;

b — справочная величина температурного коэффициента;

t — температура.

Вернуться к оглавлению

Из понятия теплопроводности напрямую вытекает понятие толщины слоя материала для получения необходимого значения сопротивления теплового потока. Тепловое сопротивление — нормируемая величина.

Упрощенная формула, определяющая толщину слоя, будет иметь вид:

Таблица теплопроводности утеплителей.

H=R/λ, (2)

где, H — толщина слоя, м;

R — сопротивление теплопередаче, (м2*°С)/Вт;

λ — коэффициент теплопроводности, Вт/(м*°С).

Данная формула применительно к стене или перекрытию имеет следующие допущения:

  • ограждающая конструкция имеет однородное монолитное строение;
  • используемые стройматериалы имеют естественную влажность.

При проектировании необходимые нормируемые и справочные данные берутся из нормативной документации:

  • СНиП23-01-99 — Строительная климатология;
  • СНиП 23-02-2003 — Тепловая защита зданий;
  • СП 23-101-2004 — Проектирование тепловой защиты зданий.

Вернуться к оглавлению

Принято условное разделение материалов, применяемых в строительстве, на конструкционные и теплоизоляционные.

Конструкционные материалы применяются для возведения ограждающих конструкций (стен, перегородок, перекрытий). Они отличаются большими значениями теплопроводности.

Значения коэффициентов теплопроводности сведены в таблицу 1:

Таблица 1

Материал Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*°С).
Пенобетон (0,08 — 0,29) — в зависимости от плотности
Древесина ели и сосны (0,1 — 0,15) — поперек волокон 0,18 — вдоль волокон
Керамзитобетон (0,14-0,66) — в зависимости от плотности
Кирпич керамический пустотелый 0,35 — 0,41
Кирпич красный глиняный 0,56
Кирпич силикатный 0,7
Железобетон 1,29

Подставляя в формулу (2) данные, взятые из нормативной документации, и данные из Таблицы 1, можно получить требуемую толщину стен для конкретного климатического района.

При выполнении стен только из конструкционных материалов без использования теплоизоляции их необходимая толщина (в случае использования железобетона) может достигать нескольких метров. Конструкция в этом случае получится непомерно большой и громоздкой.

Допускают возведение стен без использования дополнительного утепления, пожалуй, только пенобетон и дерево. И даже в этом случае толщина стены достигает полуметра.

Теплоизоляционные материалы имеют достаточно малые величины значения коэффициента теплопроводности.

Основной их диапазон лежит в пределах от 0,03 до 0,07 Вт/(м*°С). Наиболее распространенные материалы — это экструдированный пенополистирол, минеральная вата, пенопласт, стекловата, утепляющие материалы на основе пенополиуретана. Их использование позволяет значительно снизить толщину ограждающих конструкций.

Читайте также: Опилкобетонный блокПено и газоблокиО размерах пенобетонного блока — читайте здесь.

Вернуться к оглавлению

Схема сравнения теплопроводности стен из газобетона и кирпича.

При проектировании и производстве строительных работ необходимо учитывать возможные пути теплопотерь:

  • 30-40% потерь тепла приходится на поверхность стен;
  • 20-30% — через межэтажные перекрытия и крышу;
  • около 20% потерь приходится на поверхность, занимаемую оконными и дверными проемами;
  • приблизительно 10% тепла уходит из помещения через плохо утепленные полы.

Важным фактором при учете теплопроводности в строительстве является обеспечение надлежащей ветро- и пароизоляции. В наибольшей степени это справедливо для пористых утеплителей. Т.е. при ограничении доступа влаги внутрь конструкций (как извне, так и снаружи) сопротивление теплопередачи будет выше. Утеплитель будет более эффективно работать, соответственно, потребуется меньшая толщина конструкций.

В идеале стены и перекрытия должны выполняться из теплоизоляционных материалов. Однако они обладают низкой конструкционной прочностью, что ограничивает широту их применения. Возникает необходимость выполнять основные несущие конструкции из кирпича, дерева, пенобетонных блоков и т.п.

Наиболее распространенным вариантом конструкций домов, встречающимся на практике, является комбинация несущей конструкции и теплоизоляции.

Здесь можно различить:

Сравнение теплопроводности соломобетонных блоков с другими материалами.

  1. Каркасный вариант строительства — основной каркас, обеспечивающий пространственную жесткость, выполняется из деревянных досок или брусьев. Утеплитель укладывается в межстоечное пространство. В некоторых случаях для достижения требуемых показателей по энергоэффективности осуществляется дополнительное утепление снаружи каркаса.
  2. Возведение стен дома из кирпича, пористых бетонных блоков, дерева — утепление осуществляется по наружной поверхности. Слой утеплителя компенсирует избыточную теплопроводность основного стенового материала. С другой стороны материал основной стены несет на себе нагрузки, компенсируя малую механическую прочность утеплителя.

Аналогичные закономерности будут справедливы при возведении межэтажных перекрытий и кровельных конструкций.

Таким образом, используя комбинацию материалов с требуемыми значениями коэффициентов теплопроводности, можно получить оптимальные по свойствам и толщине ограждающие конструкции здания.

ostroymaterialah.ru

Сравнение теплопроводности различных строительных материалов и расчет толщины стен

Вопрос утепления квартир и домов весьма важен – постоянно повышающаяся стоимость энергоносителей обязывает бережно относиться к теплу в помещении. Но как правильно выбрать материал изоляции и рассчитать его оптимальную толщину? Для этого необходимо знать показатели теплопроводности.

Что такое теплопроводность

Эта величина характеризует способность проводить тепло внутри материала. Т.е. определяет отношение количества энергии, проходящей через тело площадью 1 м² и толщиной 1 м за единицу времени – λ (Вт/м*К). Проще говоря – сколько тепла будет передано от одной поверхности материала к другой.

В качестве примера рассмотрим обыкновенную кирпичную стену.

Как видно на рисунке, температура в помещении составляет 20°С, а на улице – 10°С. Для соблюдения такого режима в комнате необходимо, чтобы материал, из которого сделана стена, был с минимальным коэффициентом теплопроводности. Именно при таком условии можно говорить об эффективном энергосбережении.

Для каждого материала существует свой определенный показатель этой величины.

При строительстве принято следующее разделение материалов, которые выполняют определенную функцию:

  • Возведение основного каркаса зданий – стен, перегородок и т.д. Для этого применяются бетон, кирпич, газобетон и т.д.

Их показатели теплопроводности довольно велики, а это значит, что для достижения хорошего энергосбережения необходимо увеличивать толщину наружных стен. Но это не практично, так как требует дополнительных затрат и возрастание веса всего здания. Поэтому принято использовать специальные дополнительные изоляционные материалы.

  • Утеплители. К ним относятся минеральная вата, пенопласт, пенополистирол и любой другой материал с низким коэффициентом теплопроводности.

Именно они обеспечивают должную защиту дома от быстрой потери тепловой энергии.

В строительстве требованиями к основным материалам являются – механическая прочность, пониженный показатель гигроскопичности (сопротивление влаги), и менее всего – их энергетические характеристики. Поэтому особое внимание уделяется теплоизоляционным материалам, которые должны компенсировать этот «недостаток».

Однако применение на практике величины теплопроводности затруднительно, так как она не учитывает толщину материала. Поэтому используют обратное ей понятие – коэффициент сопротивления теплопередачи.

Эта величина является отношением толщины материала к его коэффициенту теплопроводности.

Значение этого параметра для жилых зданий прописаны в СНиП II-3-79 и СНиП 23-02-2003. Согласно этим нормативным документам коэффициент сопротивления теплопередачи в разных регионах России не должен быть менее тех значений, которые указаны в таблице.

В качестве примера можно рассчитать минимальную толщину стен для Самары при следующих условиях:

  • Основной материал изготовления – кирпич силикатный, кладка толщиной 360 мм, λ=0,7

Для него значение Rр=0,36/0,7=0,51. Следовательно, необходимо добавить изолирующий материал до требуемой величины:

Внешнее утепление будет состоять из слоя минеральной ваты 100 мм и пенопласта толщиной 50 мм:

R=(0,2/0,048)+(0,05/0,047)= 2,08+1,06=3,14

В общей сумме с кирпичной кладкой получаем значение сопротивления теплопередачи стены 3,14+0,51=3,65 м²*°С/Вт, что удовлетворяет условиям СНиП.

Эта процедура расчета является обязательно не только при планировании постройки нового здания, но и для грамотного и эффективного утепления стен уже возведенного дома.

dearhouse.ru

Теплопроводность и другие характеристики строительных материалов в цифрах. Сравнение теплопроводности строительных материалов

Теплопрово́дность — способность материальных тел проводить энергию (теплоту) от более нагретых частей тела к менее нагретым частям тела путём хаотического движения частиц тела (атомов, молекул, электронов и т. п.). Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества.

От чего зависят тепловые потери в доме

Климатические условия

Регион РФ

Допустимая энергоэффективность окна (м²×°C/Вт)

Алтай

0,64

Адыгея

0,35

Астраханская область

0,48
Башкортостан 0,6
Бурятия 0,67
Дагестан 0,35
Калининградская область 0,42
Коми 0,69
Краснодарский край 0,35
Ленинградская область 0,54
Московская область 0,52
Магаданская область 0,77
Омская область 0,64
Орловская область 0,5
Ростовская область 0,42
Татарстан 0,58
Саха (Якутия) 0,8

Что такое теплопроводность и её значимость?

Теплопроводность – это количественное свойство веществ пропускать тепло, которое определяется коэффициентом. Этот показатель равен суммарному количеству тепла, которое проходит сквозь однородный материал, имеющий единицу длины, площади и времени при одинарной разнице в температурах. Система СИ преобразует эту величину в коэффициент теплопроводности, это в буквенном обозначении выглядит так – Вт/(м*К). Тепловая энергия распространяется по материалу посредством быстро движущихся нагретых частиц, которые при столкновении с медленными и холодными частицами передают им долю тепла. Чем лучше нагретые частицы будут защищены от холодных, тем лучше будет сохраняться накопленное тепло в материале.

Движение молекул тепла

Что такое теплопроводность: определение

При возведении зданий и сооружений могут использоваться разные материалы. Жилые и производственные постройки в условиях российского климата обычно утепляются. То есть, при их строительстве применяются специальные изоляторы, основным назначением которых является поддержание комфортной температуры внутри помещений. При расчете необходимого количества минеральной ваты или пенополистирола в обязательном порядке принимается во внимание теплопроводность использованного для возведения ограждающих конструкций основного материала.

Очень часто здания и сооружения в нашей стране строятся из разных видов бетона. Также для этой цели используются кирпич и дерево. Собственно самой теплопроводностью называется способность вещества к переносу энергии в своей толще в силу движения молекул. Идти подобный процесс может, как в твердых частях материала, так и в его порах. В первом случае он называется кондукцией, во втором — конвекцией. Остывание материала гораздо быстрее идет в его твердых частях. Воздух, заполняющий поры, задерживает тепло, конечно же, лучше.

Теплопроводность – что это

Сам термин «теплопроводность» определяет передачу энергии тепловой от предметов с более высокой температурой – предметам с более низкой. Сам теплообмен осуществляется до тех пор, пока температура обоих предметов не станет одинаковой. Чтобы обозначить энергию тепловую был создан коэффициент теплопроводности, применяемый для строительных материалов. Этот параметр дает четкое понимание того, какое количество энергии тепловой проходит в единицу времени через единицу площади. Чем выше этот показатель – тем лучше теплообмен. Чем меньше теплопроводность материал – тем более он пригоден для строительства жилых и отапливаемых помещений. Согласно строительным нормам толщина стен, препятствующая теплопотерям в зданиях должна соответствовать:

  1. Кирпич — 210 см
  2. Керамзитобетон — 90 см
  3. Дерево — 53 см
  4. Газобетон — 44 см
  5. Минеральная вата — 18 см
  6. Пенополистерол — 12 см

Теплопроводный коэффициент характеризуется показателем количества теплоты, проходящего сквозь метр толщины материала в единицу времени, равную 60 минут. При создании лучшей теплоизоляции профессионалы рекомендуют использовать эту характеристику в обязательном порядке. Также на нее стоит обратить внимание при необходимости подобрать дополнительные утепляющие материалы и конструкции. Рассмотрим соотношение материала и коэффициента теплопроводности, измеренного в Ваттах на метр квадратный Кельвин:

алюминий асбест асфальтобетон асбесто-цементные плиты бетон, желоззобетон битум бронза винипласт вода при температурі вище 0 войлок шерстяной гипсокартон гранит древесина из дуба, волокна размещены вдоль древесина из дуба, волокна размещены поперек древесина из сосны или ели, волокна размещены вдоль древесина из сосны или ели, волокна размещены поперекдо 221 Вт/м2 0,151 Вт/м2*К 1,05 Вт/м2*К 0,35 Вт/м2*К до 1,51 Вт/м2*К 0,27 Вт/м2*К 64 Вт/м2 0,163 Вт/м2*К 0,6 Вт/м2*К 0,047 Вт/м2*К 0,15 Вт/м2*К 3,49 Вт/м2*К 0,23 Вт/м2*К 0,1 Вт/м2*К 0,18 Вт/м2*К до 0,15 Вт/м2*Кплита древесно-стружечная или плита ориентировано-стружечная железобетон Картон используемый для облицовки Керамзит, плотность 200кг / м3 Керамзит, плотность 800кг / м3 Керамзитобетон, плотность 500кг / м3 Керамзитобетон, плотность 1800кг / м3 Кирпич керамический, пустотелый брутто 1000, плотность 1200кг / м3 Кирпич керамический, пустотелый брутто брутто 1400, плотность 1600кг / м3 Кирпич красный глиняный Кирпич силикатный Кладка из изоляционного кирпича Кладка из обыкновенного кирпича Кладка из огнеупорного кирпича Краска масляная0,15 Вт / м2К 1,69 Вт / м2К 0,18 Вт / м2К 0,1 Вт / м2К 0,18 Вт / м2К 0,14 Вт / м2К 0,66 Вт / м2К 0,35 Вт / м2К 0,41 Вт / м2К 0,56 Вт / м2К 0,7 Вт / м2К до 0,209 Вт / м2К до 0,814 Вт / м2К 1,05 Вт / м2К 0,233 Вт / м2К

О понятии теплопроводности

Теплопроводностью обладают все твердые, жидкие и газообразные вещества. Энергию от нагретого участка более холодному передают хаотично движущиеся частицы — молекулы, атомы, электроны. Чем ближе друг к другу они расположены, тем активнее происходит теплообмен.

Плотность материала напрямую влияет на его способность проводить тепло. Например, кирпич по сравнению с ячеистым бетоном более плотный, лучше проводит тепловую энергию. Кирпичная стена толщиной 500 мм также защищает помещение от теплопотерь, как легкобетонная толщиной 300 мм. Железобетон плотнее керамзитобетона в три раза, соответственно, он более теплопроницаемый.

Бетон представляет собой сложную неоднородную структуру. Входящие в состав компоненты обладают разной способностью теплопередачи. Наименьшую имеет воздух в капиллярах цементного камня и микрополостях внутри заполнителя. Чем материал пористее, тем хуже передается тепловая энергия.

Закономерную связь между видом заполнителя и теплопроводностью бетона подтверждают опыты материаловедов Довжика В. Г., Миснара А. Они установили, что чем мельче размер замкнутых пор в теле монолита, тем хуже передается тепло.

Третий фактор, влияющий на теплопроводность — влажность. Вода проводит тепло в 20 раз лучше воздуха. Заполняя поры бетона, она ухудшает теплоизоляционные качества. Зимой возможно промерзание увлажненного слоя ограждающей конструкции.

Таблица: коэффициентов теплопроводности металлов, полупроводников и изоляторов

Теплопроводность многих металлов следует соотношению k = 2,5·10-8σT, где Т обозначает температуру в °К, а σ — электропроводность в единицах (ом·см)-1. Это соотно­шение, которое лучше всего оправдывается для хороших проводников электричества и при высоких температурах, можно применять и для определения коэффициентов тепло­проводности.

Соотношение kpcp=const, где р обозначает плотность, а ср — удельную теплоем­кость при постоянном давлении, было предложено Стормом для того, чтобы объяснить температурные изменения этих величин для некоторых металлов и сплавов.

Таблица коэффициента теплопроводности металлов

Элементы с металлической электропроводностью.

Металл Коэффициент теплопроводности металлов (при температуре, °С) — 100 100 300 700
Алюминий2,452,382,302,260,9
Бериллий4,12,31,71,250,9
Ванадий0,310,34
Висмут0,110,080,070,11*0,15*
Вольфрам2,051,901,651,451,2
Гафний0,220,21
Железо0,940,760,690,550,34
Золото3,33,13,1
Индий0,25
Иридий1,511,481,43
Кадмий0,960,920,900,950,44 (400°)*
Калий0,990,42*0,34*
Кальций0,98
Кобальт0,69
Литий0,710,73
Магний1,61,51,51,45
Медь4,053,853,823,763,50
Молибден1,41,431,04 (1000°)
Натрий1,351,350,85*0,76*0,60*
Никель0,970,910,830,640,66
Ниобий0,490,490,510,56
Олово0,740,640,600,33
Палладий0,690,670,74
Платина0,680,690,720,760,84
Рений0,71
Родий1,541,521,47
Ртуть0,330,090.10,115
Свинец0,370,350,3350,3150,19
Серебро4,224,184,173,62
Сурьма0,230,180,170,170,21*
Таллий0,410,430,490,25 (400 0)*
Тантал0,540,54
Титан0,160,15
Торий0,410,390,400,45
Уран0,240,260,310,40
Хром0,860,850,800,63
Цинк1,141,131,091,000,56*
Цирконий0,210,200,19

* числа, набранные курсивом, относятся к жидкой фазе.

Таблица коэффициента теплопроводности полупроводников и изоляторов

Вещество Коэффициент теплопроводности при температура, °С — 100 100 500 700
Германий1,050,63
Графит0,5—4,00,5—3,00,4-1,70,4-0,9
Йод0,004
Углерод0,0160,0170,0190,023
Селен0,0024
Кремний0,84
Сера0,00290,0023
Теллур0,015

Закон теплопроводности Фурье

В установившемся режиме плотность потока энергии, передающейся посредством теплопроводности, пропорциональна градиенту температуры:

где  — вектор плотности теплового потока — количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой оси,  — коэффициент теплопроводности (удельная теплопроводность),  — температура. Минус в правой части показывает, что тепловой поток направлен противоположно вектору (то есть в сторону скорейшего убывания температуры). Это выражение известно как закон теплопроводности Фурье.

В интегральной форме это же выражение запишется так (если речь идёт о стационарном потоке тепла от одной грани параллелепипеда к другой):

где  — полная мощность тепловых потерь,  — площадь сечения параллелепипеда,  — перепад температур граней,  — длина параллелепипеда, то есть расстояние между гранями.

Связь с электропроводностью

Связь коэффициента теплопроводности с удельной электрической проводимостью в металлах устанавливает закон Видемана — Франца:

где  — постоянная Больцмана,  — заряд электрона,  — абсолютная температура.

Коэффициент теплопроводности газов

В газах коэффициент теплопроводности может быть найден по приближённой формуле

где  — плотность газа,  — удельная теплоёмкость при постоянном объёме,  — средняя длина свободного пробега молекул газа,  — средняя тепловая скорость. Эта же формула может быть записана как

где  — сумма поступательных и вращательных степеней свободы молекул (для двухатомного газа , для одноатомного ),  — постоянная Больцмана,  — молярная масса,  — абсолютная температура,  — эффективный (газокинетический) диаметр молекул,  — универсальная газовая постоянная. Из формулы видно, что наименьшей теплопроводностью обладают тяжелые одноатомные (инертные) газы, наибольшей — легкие многоатомные (что подтверждается практикой, максимальная теплопроводность из всех газов — у водорода, минимальная — у радона, из нерадиоактивных газов — у ксенона).

Теплопроводность в сильно разреженных газах

Приведённое выше выражение для коэффициента теплопроводности в газах не зависит от давления. Однако если газ сильно разрежен, то длина свободного пробега определяется не столкновениями молекул друг с другом, а их столкновениями со стенками сосуда. Состояние газа, при котором длина свободного пробега молекул ограничивается размерами сосуда называют высоким вакуумом. При высоком вакууме теплопроводность убывает пропорционально плотности вещества (то есть пропорциональна давлению в системе): , где  — размер сосуда,  — давление.

Таким образом коэффициент теплопроводности вакуума тем ближе к нулю, чем глубже вакуум. Это связано с низкой концентрацией в вакууме материальных частиц, способных переносить тепло. Тем не менее, энергия в вакууме передаётся с помощью излучения. Поэтому, например, для уменьшения теплопотерь стенки термоса делают двойными, серебрят (такая поверхность лучше отражает излучение), а воздух между ними откачивают.

Факторы, влияющие на теплопропускаемость бетона

Из-за неоднородности структуры бетонных конструкций и разных условий эксплуатации коэффициент теплопроводности в этом случае – величина условная. На этот параметр оказывают влияние:

  • Плотность. Чем плотнее материал, тем ближе друг к другу находятся его частицы, тем быстрее передается тепло. Это значит, что тяжелые бетоны имеют больший коэффициент теплопроводности, по сравнению с легкими (керамзитовыми, вермикулитовыми, перлитовыми).
  • Пористость и структура пор. Чем больше объем, занятый воздухом, тем лучше материал задерживает тепло. Но на теплоизоляционные характеристики влияет не только процентное содержание воздуха, но и размеры, а также замкнутость пор. Лучше всего прохождению тепла препятствуют мелкие замкнутые поры. Крупные поры, которые сообщаются между собой, увеличивают теплопередачу.
  • Влажность. Это еще один фактор, влияющий на коэффициент теплопередачи бетона. Вода способна проводить тепло в 20 раз лучше воздуха. Поэтому увлажненный материал резко теряет теплоизоляционные характеристики. При отрицательных температурах вода в увлажненном слое замерзает, вызывая не только повышенные теплопотери здания, но и быстрое разрушение строительного материала. В таблицах, применяемых при точных теплотехнических расчетах, часто указывают три значения коэффициента теплопроводности – в сухом виде, при нормальной влажности, в увлажненном состоянии.
  • Температура. С повышением температуры коэффициент теплопроводности увеличивается.

Сравнение коэффициента теплопроводности тяжелого бетона, пено- и газобетона, керамзитобетона, фибробетона.

Наиболее высоким коэффициентом теплопроводности обладает тяжелый бетон, армированный стальными стержнями или проволокой (железобетон) – до 2,04 Вт/(м*C). Немного ниже этот показатель у неармированных бетонных элементов.

Более низким коэффициентом теплопроводности и повышенными теплоизоляционными характеристиками обладают: керамзитобетон, изготовленный с использованием кварцевого или перлитового песка, сухой пено- и газобетон. Уровень теплопередачи фибробетона сравним с аналогичным показателем плотного керамзитобетона.

Таблица коэффициентов теплопроводности различных видов бетона

Вид бетона Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*C)
Тяжелый армированный бетон 1,68- 2,04
Тяжелый бетон 1,29-1,52
Керамзитобетон (в зависимости от плотности) 0,14-0,66
Пенобетон (в зависимости от плотности) 0,08-0,37
Газобетон разной плотности 0,1-0,3
Фибробетон 0,52-0,75

Правильное проведение теплотехнических расчетов позволяет определить оптимальную толщину стен, что обеспечивает уменьшение расходов на отопление и комфортный микроклимат внутри здания.

Поделиться ссылкой:

Производим и предлагаем продукцию:

Читайте также:

  • Бетон для системы «теплый пол»
  • Плотность бетона: что это такое, на что влияет?
  • Влияние температуры на бетон
  • Водонепроницаемость бетона
  • Морозостойкость бетона

Виды утеплителей

Из утеплителей меньшей теплопроводностью обладают пенополистирол и экструдированный пенополиуретан. Это жесткие, хрупкие материалы, выпускающиеся в плитах, и имеющие ячеистую структуру. Но нужно учесть, что при увеличении плотности структуры материала, увеличивается и его способность пропускать тепло.

Минеральные утеплители кроме хорошей сохранности тепла, обладают отличными звукоизоляционными свойствами: они гасят звуки, не позволяя им проникнуть в помещение.

Производится минвата в виде плит или в рулонах. Плитами обкладываются стены, кровля, пол. Рулонный утеплитель пригоден для укрытия труб водоснабжения и отопления.

  • Таблица теплопроводности утеплителей
  • Утеплитель Басвул
  • Керамический кирпич — Теплопроводность

Коэффициент теплопроводности материалов.

Ниже в таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов применяемых в строительстве.

МатериалКоэфф. тепл. Вт/(м2*К)
Алебастровые плиты0,470
Алюминий230,0
Асбест (шифер)0,350
Асбест волокнистый0,150
Асбестоцемент1,760
Асбоцементные плиты0,350
Асфальт0,720
Асфальт в полах0,800
Бакелит0,230
Бетон на каменном щебне1,300
Бетон на песке0,700
Бетон пористый1,400
Бетон сплошной1,750
Бетон термоизоляционный0,180
Битум0,470
Бумага0,140
Вата минеральная легкая0,045
Вата минеральная тяжелая0,055
Вата хлопковая0,055
Вермикулитовые листы0,100
Войлок шерстяной0,045
Гипс строительный0,350
Глинозем2,330
Гравий (наполнитель)0,930
Гранит, базальт3,500
Грунт 10% воды1,750
Грунт 20% воды2,100
Грунт песчаный1,160
Грунт сухой0,400
Грунт утрамбованный1,050
Гудрон0,300
Древесина – доски0,150
Древесина – фанера0,150
Древесина твердых пород0,200
Древесно-стружечная плита ДСП0,200
Дюралюминий160,0
Железобетон1,700
Зола древесная0,150
Известняк1,700
Известь-песок раствор0,870
Ипорка (вспененная смола)0,038
Камень1,400
Картон строительный многослойный0,130
Каучук вспененный0,030
Каучук натуральный0,042
Каучук фторированный0,055
Керамзитобетон0,200
Кирпич кремнеземный0,150
Кирпич пустотелый0,440
Кирпич силикатный0,810
Кирпич сплошной0,670
Кирпич шлаковый0,580
Кремнезистые плиты0,070
Латунь110,0
Лед 0°С2,210
Лед -20°С2,440
Липа, береза, клен, дуб (15% влажности)0,150
Медь380,0
Мипора0,085
Опилки – засыпка0,095
Опилки древесные сухие0,065
ПВХ0,190
Пенобетон0,300
Пенопласт ПС-10,037
Пенопласт ПС-40,040
Пенопласт ПХВ-10,050
Пенопласт резопен ФРП0,045
Пенополистирол ПС-Б0,040
Пенополистирол ПС-БС0,040
Пенополиуретановые листы0,035
Пенополиуретановые панели0,025
Пеностекло легкое0,060
Пеностекло тяжелое0,080
Пергамин0,170
Перлит0,050
Перлито-цементные плиты0,080
Песок 0% влажности0,330
Песок 10% влажности0,970
Песок 20% влажности1,330
Песчаник обожженный1,500
Плитка облицовочная1,050
Плитка термоизоляционная ПМТБ-20,036
Полистирол0,082
Поролон0,040
Портландцемент раствор0,470
Пробковая плита0,043
Пробковые листы легкие0,035
Пробковые листы тяжелые0,050
Резина0,150
Рубероид0,170
Сланец2,100
Снег1,500
Сосна обыкновенная, ель, пихта (450…550 кг/куб.м, 15% влажности)0,150
Сосна смолистая (600…750 кг/куб.м, 15% влажности)0,230
Сталь52,0
Стекло1,150
Стекловата0,050
Стекловолокно0,036
Стеклотекстолит0,300
Стружки – набивка0,120
Тефлон0,250
Толь бумажный0,230
Цементные плиты1,920
Цемент-песок раствор1,200
Чугун56,0
Шлак гранулированный0,150
Шлак котельный0,290
Шлакобетон0,600
Штукатурка сухая0,210
Штукатурка цементная0,900
Эбонит0,160

Технологии укладки

Воздушные зазоры делаются в кирпичной кладке для уменьшения накопления влаги в стенах и снижения коэффициента теплоотдачи.

Прослойку воздуха в стенах правильно обеспечивают следующим образом:

  1. Раствором не заполняют воздушные зазоры толщиной до 10 мм между изделиями начиная с 1 ряда. 1 метр — распространенный шаг между зазорами.
  2. По типу фасада с вентиляцией зазор воздуха толщиной 25-30 мм оставляют по всей высоте кладки между теплоизолятором и кирпичом. При работе зимой отопительной системы температура в доме будет оставаться постоянной. Свойства стены сохранять тепло обеспечат постоянные воздушные потоки, которые будут проходить по предусмотренным воздушным каналам.

Постоянная циркуляция по каналам воздуха внутри кладки возможна, если она на последнем ряду не закрывается перекрытием из любых стройматериалов или стяжкой из раствора.

Для частного строительства важно, чтобы, не понеся больших расходов, добиться от кирпичной стены существенного снижения коэффициента λ.

Как рассчитать необходимую теплопроводимость?

Стены из газоблоков должны иметь достаточную ширину, чтобы в помещении сохранялось тепло. Если сделать их слишком тонкими, то здание будет выхолаживаться. Чтобы не столкнуться с такой проблемой, необходимо правильно выполнить расчеты. Не допустить ошибку помогают правила СНИП, которые имеются для каждого региона страны. Влажностный режим бывает 3 типов:

  • Влажный – 1.
  • Нормальный – 2.
  • Сухой – 3.

Понять, в каком регионе проживает человек, поможет специальная карта:

Чем выше уровень влажности воздуха в регионе проживания, тем толще и плотнее должны быть стены, так как сырость способствует быстрым теплопотерям.

Без учета коэффициента теплопроводности газобетонного блока невозможно правильно определить толщину стены строящегося здания. Чтобы точно высчитать толщину стен, прибегают к специальной формуле. Она выглядит следующим образом:

T=Rreg x λ, где:

  • T – это толщина стены.
  • Rreg – необходимое сопротивление по теплопередаче для разных городов РФ.
  • λ — это коэффициент теплопроводности для газоблока (зависит от его плотности).

Пользоваться этой формулой очень просто. Практический пример:

Rreg для Москвы – 3,28. λ для газоблока марки D500, 5% влажности – 0,14. Итого: Т= 3,28 x 0,147 = 0,48.

Значит, толщина стены в Москве с учетом теплопроводности выбранного газоблока должна составлять не менее 48 см.

Для примера приведена минимальная толщина стен из газоблоков марки D500 для разных городов России:

  • Москва – 35 см.
  • Новосибирск – 45 см.
  • Якутск – 65 см.

Чем выше показатели влажности в регионе и чем там холоднее, тем толще должны быть стены. В противном случае добиться качественной теплоизоляции не удастся.

Неопытные строители часто возводят слишком тонкие стены, руководствуясь рекомендациями производителей газоблоков, которые не учитывают множество факторов в виде мостиков холода, климатических особенностей региона и пр.

Специалисты в этом вопросе приходят к единому мнению: стена из газобетона не должна быть тоньше 350 мм.

Показатели влажности ячеистого бетона

Европейский и Международный комитеты по бетону, проходящие в 1977 году в Лондоне, в связи с существенными различиями в применении в строительстве и физико-техническими свойствами между бетонами на легких заполнителях и ячеистыми бетонами, создали рабочую группу по ячеистому бетону, которая выявила, что эксплуатационная влажность – его важнейший показатель. Значение влажности ячеистого бетона составляет 4-5% от его массы и устанавливается примерно через 2-3 года. Пределы значения отпускной влажности — 25 – 35%.

Способность внутренней влаги передавать тепло обуславливает основную теплопередачу. Ячеистый бетон имеет свойство линейно повышать теплопроводность, по мере увеличения такого показателя как сорбционное влагопотребление до 15%. Дальнейший рост этого показателя влияет уже несущественно.

Есть ряд особенностей эксплуатации ячеистого бетона для того, чтобы получать заявленную теплопроводность. Так, например, обязательно использовать грунтовку для предохранения стен от увлажнения. На наружных стенах грунтовка должна быт паропроницаемая.

Проектирование стен осуществляется в зависимости от климатической зоны и режима влажности помещений. Эти показатели определяются СНиПом II-3-79**. Норма для условий эксплуатации согласно СНиПу II-3-79**:

описание различных пород, необходимость таблицы коэффициентов теплопроводности

Древесина — экологически чистый и практичный материал. Дерево активно применяется для внутренней отделки помещений. Материал также используется в строительстве загородных домов и заведений для туристов, в которых большую роль играет экологичность здания. При строительстве важно учесть теплопроводность дерева и многие другие параметры. Внутренняя отделка тоже требует внимания к характеристикам, ведь породы по-разному реагируют на тепло и влагу.

Разновидности и использование древесины

В строительстве применяются разнообразные породы древесины, которые принято разделять на хвойные и лиственные. К хвойным относятся такие виды:

  1. Сосна. Прочный и практичный материал для выполнения строительных работ. В нем собрано большое количество смолы, за счет чего он справляется с излишней влагой, при этом не поддается коррозии при сушке.
  2. Ель и пихта. Довольно прочные, но сучковатые материалы. Имеют приятый оттенок и незначительное количество смолы. При строительстве применяются как материал для элементов второстепенной важности.
  3. Кедр. Невзирая на то, что материал мягкий, он довольно прочный.

Лиственные породы делятся на мягкие и твердые. Это такие виды:

  1. Дуб. Высококачественный материал, обладающей высокой прочностью и надежностью. У дуба натуральный и приятный для глаза цвет. Как правило, он применяется для изготовления мебели, при возведении лестничного марша. Наиболее роскошно выглядит настоящий мореный дуб (выдержанный в воде около двух лет).
  2. Береза. Не столь прочный материал, зато однородный, за счет чего имеет максимально четко выраженную структуру. Из этого вида древесины получается качественная фанера, которая легко окрашивается и полируется.
  3. Осина. Слишком мягкий, но при этом практически не имеющий сучков вид древесины. Легко поддается обработке, но мелкие детали из осины делать не стоит.
  4. Липа. Широко применяется в производстве мебели. Прекрасно сохраняет свой первозданный вид даже после сушки. Липа устойчива к влаге.
  5. Клен. Довольно практичный материал, но весьма быстро рушится под воздействием влаги и вредителей. Неплохо красится, обрабатывается и проклеивается. Широко применяется как в строительстве, так и в изготовлении мебели.
  6. К лиственному типу также относится красное дерево. Красивый, дорогой и прочный материал. Чаще всего используется для элитного мебельного производства.

Чтобы выбрать подходящую породу, важно изучить таблицу теплопроводности древесины.

Достоинства материала

Строительство с использованием древесины имеет свои преимущества и недостатки. Главными плюсами при выборе такого материала будут:

  1. Экологичность. Самый весомый аргумент в пользу древесины — экологическая чистота. Некоторые современные материалы могут выделять пары тяжелых металлов и прочих химических элементов, что пагубно повлияет на здоровье жильцов дома.
  2. Ремонтопригодность. Части, сделанные из древесины, будет довольно легко отремонтировать в случае поломки или износа.
  3. Прочность и устойчивость ко многим внешним факторам, что делает долгим срок службы изделий из древесины. При правильной обработке этот материал будет безотказно служить долгие годы.
  4. Простота обработки.
  5. Плохая теплопроводность.
  6. Хорошие звукоизоляционные свойства.

Довольно обширный список. При этом маленькое число недостатков:

  1. Сильная зависимость свойств материала от того, в каких условиях росло дерево. Выбрать из-за этого качественный экземпляр бывает трудно.
  2. Изменения размеров из-за воздействия влажности и сухости. Но этот недостаток легко поправим обработкой.
  3. Легкая воспламеняемость.

Нельзя не учитывать высокую стоимость, связанную со сложностью добычи высококачественной древесины.

Влияние теплопроводности

От коэффициента теплопроводности древесины напрямую зависит ее способность сохранять температуру в помещении. Лидирующую позицию по сбережению тепла занимает кедр. Немного отстают ель, лиственница и другие сосновые породы. Все зависит напрямую от размера бревна (его диаметра), влажности материала, подгонки и утепления стыков.

Строение из сосны толщиной всего в 10 см можно сравнить со стеной из кирпича шириной в 58 см или железобетонной — 113 см. Правильно возведенный из дерева дом будет довольно компактным и теплым. Поэтому при строительстве нужно учитывать таблицу теплопроводности дерева.

Максимально тяжелое хвойное дерево лиственница — победитель сосны по теплопроводности. Она имеет более низкий коэффициент.

Теплопроводность дерева, позволяющая сохранять тепло, — не единственное достоинство лиственницы. Структура этого материла устойчива к влаге и довольно красива.

Сосна — наиболее распространенное и часто применяемое для строительства дерево. Более того, с финансовой стороны вопроса это еще и максимально бюджетный вариант. Сосна легко поддается обработке, способна украсить дом или баню своим внешним видом.

Теплопроводность кирпичной стены

Теплопроводность – один из важнейших показателей, характеризующих качество возводимого сооружения. И это неудивительно: ведь от этого коэффициента зависят не только затраты на отопление помещений, но и степень комфортности проживания в доме. Также в строительных расчетах часто фигурирует коэффициент теплосопротивления (сопротивление теплоотдаче), обратный теплопроводности (чем выше первый, тем ниже второй, и наоборот).

Теплопроводность сооружения зависит от показателей используемого вида кирпича, от параметров раствора, типа кладки, применяемых строительных технологий и утепляющих материалов.

Коэффициент теплопроводности кирпичей

Данный коэффициент обозначается буквой λ и выражается в W/(m*K).

Показатель λ достаточно широко варьируется, в зависимости от типа кирпичей и способа их изготовления. В основном, на данный коэффициент влияют материал кирпича (клинкерный, силикатный, керамический) и относительное содержание пустот. До 13% пустотности кирпичи считаются полнотелыми, выше – пустотелыми. По уменьшению коэффициента λ линейка строительной продукции будет выглядеть следующим образом:

  1. Клинкерный кирпич λ= от 0,8 до 0,9. Этот тип стройматериалов не предназначен для строительства утеплённых стен и чаще используется для изготовления полов и мощёных дорог.
  2. Силикатный кирпич полнотелого типа λ= от 0,7 до 0,8. Чуть ниже, чем у предыдущего типа, но строительство стены с его использованием требует серьёзных мер по утеплению.
  3. Керамический кирпич полнотелый λ= от 0,5 до 0,8 (в зависимости от сорта).
  4. Силикатный, с техническими пустотами λ= 0,66.
  5. Керамический кирпич пустотелого исполнения λ= 0,57.
  6. Керамический кирпич щелевого типа λ= 0,4.
  7. Силикатный кирпич щелевого типа – показатель λ аналогичен керамическому щелевому (0,4).
  8. Керамический поризованный λ= 0,22.
  9. Тёплая керамика λ= 0,11. Имея отличные показатели теплосопротивления, тёплая керамика уступает прочим видам кирпичной продукции по прочности, и поэтому применение её ограничено.

Важно при расчёте также учитывать, что для различных климатических регионов сопротивление теплоотдаче материалов будут варьироваться, в достаточно широких пределах Информацию о соотнесении теплоотдачи с климатическими параметрами, можно почерпнуть в СНиПе 23-02-2003.

Теплопроводность кладки

Теплосопротивление кирпичей является важнейшим коэффициентом и в ряде случаев является определяющим параметром при проектировании здания и выбора кладки. Вместе с тем, сопротивление

теплоотдачи сооружения зависит не только от показателя λ используемых кирпичей, но и от применяемого строительного раствора.

Наиболее частым является случай, когда теплосопротивление раствора существенно ниже, чем сопротивление кирпича.

Так, коэффициент теплоотдачи раствора на основе цемента и песка равен 0,93 W/(m*K), а цементно-шлакового раствора – 0,64.

Путем суммирования коэффициентов сопротивления теплоотдаче кирпича и раствора разработаны специальные таблицы коэффициента теплопередачи, которые можно посмотреть в ГОСТе 530-2007. Ниже приведена выдержка из таблицы:

Таблица – Теплопроводность кладки

Тип кирпичаТип раствораТеплоотдача
ГлиняныйЦементно-песчаный0,81
Цементно-шлаковый0,76
Цементно-перлитовый0,7
СиликатныйЦементно-песчаный0,87
Керамический пустотный 1,4т/м3Цементно-песчаный0,64
Керамический пустотный 1,3т/м30,58
Керамический пустотный 1,0т/м30,52
Силикатный, 11-ти пустотныйЦементно-песчаный0,81
Силикатный, 14-ти пустотный0,76

Расчет стены

Для того, чтобы использовать коэффициент теплосопротивления кирпичной стенки на практике, необходимо воспользоваться следующей формулой:

r = (толщина кладки, м)/(теплоотдача, W/(m * K)),

где r – сопротивление теплоотдаче кирпичной стены. При расчетах также необходимо учитывать степень влажности помещения и климатический регион.

Уменьшение коэффициента теплоотдачи стены

В ряде случаев коэффициент λ оставляет желать много лучшего. К тому же нарушение технологии строительства может привести к изменению теплоотдачи в большую сторону. Если применять жидкий раствор при возведении стены из щелевого кирпича, то связующий материал проникнет в пустоты и отрицательно скажется на показателях теплосбережения (сопротивление теплопередаче уменьшится).

Что делать, чтобы увеличить сопротивление теплоотдаче?

Методы уменьшения теплопередачи стены:

  1. Применение более энергосберегающих материалов (кирпичей с большей степенью пустотности).
  2. При строительстве из щелевого кирпича применять густой раствор.
  3. Прокладывание во внутреннем слое теплоизолирующих материалов. На рынке представлен огромный выбор теплоизоляции. Из наиболее популярных можно назвать стекло- и минераловатные материалы, пенополистирол, керамзит и другие. При применении утеплителей необходимо обеспечить пароизоляцию стены, чтобы избежать разрушения материалов.
  4. Оштукатуривание поверхности.

Выбираем кирпич: о «теплых» и «холодных» стройматериалах

Кирпич обладает долговечностью, механической прочностью, морозостойкостью, хорошими звукоизоляционными свойствами и безопасен с точки зрения экологии. Все эти качества делают кирпич одним из самых востребованных стройматериалов на рынке. Но, есть и ещё одно важное свойство кирпича — его теплотехнические параметры. Ведь именно теплопроводность кирпича, из которого выложены стены, влияет на микроклимат помещения в этом здании.

Немного физики или от чего зависит теплопроводность кирпича

Теплопроводность — это способность материала проводить тепло через свой объём. Количественно выражается она коэффициентом теплопроводности (λ, «лямбда») и определяется в Вт/м². Проще говоря, чем меньше теряется энергии, тем лучше, а значит, чем меньше коэффициент λ, тем «теплее» материал. Фактически на теплопроводность влияет плотность кирпича. Чем она меньше, тем меньше теплопроводность. Самый прочный и тяжелый клинкерный кирпич имеет самый высокий коэффициент λ, а лёгкий и менее прочный керамический, соответственно, самый низкий коэффициент теплопроводности.

Виды кирпича и их коэффициент проводимости тепла

В строительстве могут быть использованы разные виды кирпича. Перед тем, как приступить к возведению дома, имеет смысл узнать, насколько «теплыми» или «холодными» являются наиболее востребованные виды этого керамического материала.

  • Клинкерный — самый прочный и тяжелый кирпич с высоким коэффициентом теплопроводности — 0,8-0,9.
  • Силикатный кирпич — легкий кирпич, имеет меньший коэффициент теплопроводности — 0,4.
  • С техническими пустотами — 0,66.
  • Полнотелый кирпич — 0,8.
  • Щелевой кирпич — 0,34-0,43;
  • Кирпич поризованный — 0,22;

Теплопроводность кирпича может меняться в зависимости от его объема, плотности и расположения пустот. Специалисты рекомендуют применять в строительстве для лучшего сохранения тепла материалы с низкой теплопроводностью. Для того чтобы уберечься от холода или спастись от жары, при строительстве вашего дома необходимо учитывать теплопроводность кирпича. Ведь мы строим наши дома для того, чтобы жить в нём с комфортом.

Понятие теплопроводности

Она является интенсивной физической величиной, то есть величиной, которая описывает свойство материи, не зависящей от количества последней. Интенсивными величинами также являются температура, давление, электропроводность, то есть эти характеристики одинаковы в любой точке одного и того же вещества. Другой группой физических величин являются экстенсивные, которые определяются количеством вещества, например, масса, объем, энергия и другие.

Противоположной величиной для теплопроводности является теплосопротивляемость, которая отражает способность материала препятствовать переносу проходящего через него тепла. Для изотропного материала, то есть материала, свойства которого одинаковы во всех пространственных направлениях, теплопроводность является скалярной величиной и определяется, как отношение потока тепла через единичную площадь за единицу времени к градиенту температуры. Так, теплопроводность, равная одному ватту на метр-Кельвин, означает, что тепловая энергия в один Джоуль переносится через материал:

  • за одну секунду;
  • через площадь один метр квадратный;
  • на расстояние один метр;
  • когда разница температур на поверхностях, находящихся на расстоянии один метр друг от друга в материале, равна один Кельвин.

Понятно, что чем больше значение теплопроводности, тем лучше материал проводит тепло, и наоборот. Например, значение этой величины для меди равно 380 Вт/(м*К), и этот металл в 10 000 раз лучше переносит тепло, чем полиуретан, теплопроводность которого составляет 0,035 Вт/(м*К).

Материалы из бетона с добавлением пористых заполнителей

Коэффициент теплопроводности материала позволяет использовать последний для постройки гаражей, сараев, летних домиков, бань и других сооружений. В данную группу можно отнести:

  • Пенобетон. Производится с добавлением пенообразующих веществ, за счет которых характеризуется пористой структурой с плотностью 500-1000 кг/м3. При этом способность передавать тепло определяется значением 0,1-0,37Вт/м*К.
  • Керамзитобетон, показатели которого зависят от его вида. Полнотелые блоки не имеют пустот и отверстий. С пустотами внутри изготавливают пустотелые блоки, которые менее прочные, нежели первый вариант. Во втором случае теплопроводность будет ниже. Если рассматривать общие цифры, то плотность керамзитобетона составляет 500-1800кг/м3. Его показатель находится в интервале 0,14-0,65Вт/м*К.
  • Газобетон, внутри которого образуются поры размером 1-3 миллиметра. Такая структура определяет плотность материала (300-800кг/м3). За счет этого коэффициент достигает 0,1-0,3 Вт/м*К.

Что такое коэффициент теплопроводности

Физический смысл коэффициента теплопроводности — это количество тепла, которое проходит через образец единичного объема за одну секунду при разнице температур в один Кельвин (градус Цельсия). Единица измерения — Вт/(м °К), обозначение — λ, k, ϰ.

Чем выше значение коэффициента, тем большей способностью к передаче тепла обладает материал. В абсолютном вакууме λ=0, максимальный — у алмаза и графена, применяемого в наноразработках.

У бетона значение коэффициента теплопроводности находится в пределах 0,05 -2,02 Вт/(м °К) в зависимости от плотности и влажности материала. У ячеистого автоклавного бетона марки М150 λ=0,055 Вт/(м °К), а тяжелые бетоны М800-1000 характеризуются показателем 2,02 Вт/(м °К).

В строительстве при расчете конструкций на сопротивление теплопередаче используют таблицу с точными значениями коэффициента. Его указывают для трех состояний материала:

  • в сухом виде;
  • при нормальной влажности;
  • при повышенной влажности.

Теплотехнический расчет проводят в соответствии с условиями эксплуатации бетона.

От чего зависит величина коэффициента

Коэффициент теплопроводности бетона определяют опытным путем. Поскольку у материала неоднородная структура, то величина непостоянна и носит условный характер.

Параметры, от которых зависит показатель:

  • Плотность. Тепловую энергию передают друг другу частицы, поэтому чем ближе они расположены, тем быстрее этот процесс. Соответственно, рыхлые материалы с меньшей плотностью способны лучше противостоять теплопередаче.
  • Пористость материала. Тепловой поток перемещается сквозь толщу монолита, часть которого составляют воздушные пустоты. Теплопроводность воздуха очень мала — 0,02 Вт/(м °К). Чем больше занятый воздухом объем, тем коэффициент λ ниже.
  • Структура пор — размеры и замкнутость. Мелкие полости снижают скорость передачи энергии, в то время как в крупных сообщающихся отверстиях теплообмен совершается конвекционным путем, увеличивая тем самым общую теплопередачу.
  • Влажность. Коэффициент теплопроводности воды 0,6 Вт/м К, это достаточно большой показатель. Проникая в полости бетона, влага уменьшает способность материала сохранять тепло.
  • Температура. Чем она у вещества выше, тем быстрее движутся молекулы. Зависимость от температуры линейная, выражается формулой λ=λо х (1+b х t), где λ и λо — искомый и начальный коэффициенты теплопроводности, b — справочная величина, t — температура в градусах.

Коэффициенты теплопроводности строительных материалов в таблицах

 

Любое строительство независимо от его размера всегда начинается с разработки проекта. Его цель – спроектировать не только внешний вид будущего строения, еще и просчитать основные теплотехнические характеристики. Ведь основной задачей строительства считается сооружение прочных, долговечных зданий, способных поддерживать здоровый и комфортный микроклимат, без лишних затрат на отопление. Несомненную помощь при выборе сырья, используемого для возведения постройки, окажет таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты.

Тепло в доме напрямую зависит от коэффициента теплопроводности строительных материалов.

Блок: 1/6 | Кол-во символов: 628
Источник: http://remoo.ru/materialy/osnovnaya-tablitsa-teploprovodnosti-stroitelnyih-materialov

Разделы статьи

Теплопроводность: понятие и теория

Теплопроводность представляет собой процесс перемещения тепловой энергии от прогретых частей к холодным. Обменные процессы происходят до полного равновесия температурного значения.

Комфортный микроклимат в доме зависит от качественной теплоизоляции всех поверхностей

Процесс теплопередачи характеризуется промежутком времени, в течение которого выравниваются температурные значения. Чем больше времени проходит, тем ниже теплопроводность строительных материалов, свойства которых отображает таблица. Для определения данного показателя применяется такое понятие как коэффициент теплопроводности. Он определяет, какое количество тепловой энергии проходит через единицу площади определенной поверхности. Чем данный показатель больше, тем с большей скоростью будет остывать здание. Таблица теплопроводности нужна при проектировании защиты постройки от теплопотерь. При этом можно снизить эксплуатационный бюджет.

Потери тепла на разных участках постройки будут отличаться

Полезный совет! При постройке домов стоит использовать сырье с минимальной проводимостью тепла.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 1095
Источник: https://HomeMyHome.ru/teploprovodnost-stroitelnykh-materialov-tablica.html

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

При выборе строительных материалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одна из ключевых позиций — теплопроводность. Она отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое может провести тот или иной материал за единицу времени. То есть, чем меньше этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше цифра, тем тепло отводится лучше.

Диаграмма, которая иллюстрирует разницу в теплопроводности материалов

Материалы с низкой теплопроводностью используются для утепления, с высокой — для переноса или отвода тепла. Например, радиаторы делают из алюминия, меди или стали, так как они хорошо передают тепло, то есть имеют высокий коэффициент теплопроводности. Для утепления используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности — они лучше сохраняют тепло. В случае если объект состоит из нескольких слоев материала, его теплопроводность определяется как сумма коэффициентов всех материалов. При расчетах, рассчитывается теплопроводность каждой из составляющих «пирога», найденные величины суммируются. В общем получаем теплоизоляцонную способность ограждающей конструкции (стен, пола, потолка).

Теплопроводность строительных материалов показывает количество тепла, которое он пропускает за единицу времени

Есть еще такое понятие как тепловое сопротивление. Оно отображает способность материала препятствовать прохождению по нему тепла. То есть, это обратная величина по отношению к теплопроводности. И, если вы видите материал с высоким тепловым сопротивлением, его можно использовать для теплоизоляции. Примером теплоизоляционных материалов может случить популярная минеральная или базальтовая вата, пенопласт и т.д. Материалы с низким тепловых сопротивлением нужны для отведения или переноса тепла. Например, алюминиевые или стальные радиаторы используют для отопления, так как они хорошо отдают тепло.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 1952
Источник: https://stroychik.ru/strojmaterialy-i-tehnologii/teploprovodnost-stroitelnyh-materialov

Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов

Чтобы в доме было проще сохранять тепло зимой и прохладу летом, теплопроводность стен, пола и кровли должна быть не менее определенной цифры, которая рассчитывается для каждого региона. Состав «пирога» стен, пола и потолка, толщина материалов берутся с таким учетом чтобы суммарная цифра была не меньше  (а лучше — хоть немного больше) рекомендованной для вашего региона.

Коэффициент теплопередачи материалов современных строительных материалов для ограждающих конструкций

При выборе материалов надо учесть, что некоторые из них (не все) в условиях повышенной влажности проводят тепло гораздо лучше. Если при эксплуатации возможно возникновение такой ситуации на продолжительный срок, в расчетах используют теплопроводность для этого состояния. Коэффициенты теплопроводности основных материалов, которые используются для утепления, приведены в таблице.

Наименование материала /Коэффициент теплопроводности Вт/(м·°C)

В сухом состоянии При нормальной влажности При повышенной влажности
Войлок шерстяной 0,036-0,041 0,038-0,044 0,044-0,050
Каменная минеральная вата 25-50 кг/м3 0,036 0,042 0,,045
Каменная минеральная вата 40-60 кг/м3 0,035 0,041 0,044
Каменная минеральная вата 80-125 кг/м3 0,036 0,042 0,045
Каменная минеральная вата 140-175 кг/м3 0,037 0,043 0,0456
Каменная минеральная вата 180 кг/м3 0,038 0,045 0,048
Стекловата 15 кг/м3 0,046 0,049 0,055
Стекловата 17 кг/м3 0,044 0,047 0,053
Стекловата 20 кг/м3 0,04 0,043 0,048
Стекловата 30 кг/м3 0,04 0,042 0,046
Стекловата 35 кг/м3 0,039 0,041 0,046
Стекловата 45 кг/м3 0,039 0,041 0,045
Стекловата 60 кг/м3 0,038 0,040 0,045
Стекловата 75 кг/м3 0,04 0,042 0,047
Стекловата 85 кг/м3 0,044 0,046 0,050
Пенополистирол (пенопласт, ППС) 0,036-0,041 0,038-0,044 0,044-0,050
Экструдированный пенополистирол (ЭППС, XPS) 0,029 0,030 0,031
Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 600 кг/м3 0,14 0,22 0,26
Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 400 кг/м3 0,11 0,14 0,15
Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 600 кг/м3 0,15 0,28 0,34
Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 400 кг/м3 0,13 0,22 0,28
Пеностекло, крошка, 100 — 150 кг/м3 0,043-0,06
Пеностекло, крошка, 151 — 200 кг/м3 0,06-0,063
Пеностекло, крошка, 201 — 250 кг/м3 0,066-0,073
Пеностекло, крошка, 251 — 400 кг/м3 0,085-0,1
Пеноблок 100 — 120 кг/м3 0,043-0,045
Пеноблок 121- 170 кг/м3 0,05-0,062
Пеноблок 171 — 220 кг/м3 0,057-0,063
Пеноблок 221 — 270 кг/м3 0,073
Эковата 0,037-0,042
Пенополиуретан (ППУ) 40 кг/м3 0,029 0,031 0,05
Пенополиуретан (ППУ) 60 кг/м3 0,035 0,036 0,041
Пенополиуретан (ППУ) 80 кг/м3 0,041 0,042 0,04
Пенополиэтилен сшитый 0,031-0,038
Вакуум 0
Воздух +27°C. 1 атм 0,026
Ксенон 0,0057
Аргон 0,0177
Аэрогель (Aspen aerogels) 0,014-0,021
Шлаковата 0,05
Вермикулит 0,064-0,074
Вспененный каучук 0,033
Пробка листы 220 кг/м3 0,035
Пробка листы 260 кг/м3 0,05
Базальтовые маты, холсты 0,03-0,04
Пакля 0,05
Перлит, 200 кг/м3 0,05
Перлит вспученный, 100 кг/м3 0,06
Плиты льняные изоляционные, 250 кг/м3 0,054
Полистиролбетон, 150-500 кг/м3 0,052-0,145
Пробка гранулированная, 45 кг/м3 0,038
Пробка минеральная на битумной основе, 270-350 кг/м3 0,076-0,096
Пробковое покрытие для пола, 540 кг/м3 0,078
Пробка техническая, 50 кг/м3 0,037

Часть информации взята нормативов, которые прописывают характеристики определенных материалов (СНиП , СП , СНиП II-3-79* (приложение 2)). Те материал, которые не прописаны в стандартах, найдены на сайтах производителей. Так как стандартов нет, у разных производителей они могут значительно отличаться, потому при покупке обращайте внимание на характеристики каждого покупаемого материала.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 3533
Источник: https://stroychik.ru/strojmaterialy-i-tehnologii/teploprovodnost-stroitelnyh-materialov

Применение показателя теплопроводности на практике

В строительстве все материалы условно подразделяются на теплоизоляционные и конструкционные. Конструкционное сырье отличается наибольшими показателями теплопроводности, но именно его применяют для постройки стен, перекрытий, прочих ограждений. Согласно таблице теплопроводности строительных материалов, при возведении стен из железобетона, для низкого теплообмена с окружающей средой толщина конструкции должна быть около 6 метров. В таком случае строение получится огромным, громоздким и потребует немалых затрат.

Наглядный пример — при какой толщине различных материалов их коэффициент теплопроводности будет одинаковым

Поэтому при возведении постройки следует отдельное внимание уделять дополнительным теплоизолирующим материалам. Слой теплоизоляции может не понадобиться только для построек из дерева или пенобетона, но даже при использовании подобного низкопроводного сырья толщина конструкции должна быть не менее 50 см.

Нужно знать! У теплоизоляционных материалов значения показателя теплопроводности минимальны.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 1066
Источник: http://remoo.ru/materialy/osnovnaya-tablitsa-teploprovodnosti-stroitelnyih-materialov

Эффективность многослойных конструкций

Плотность и теплопроводность

В настоящее время нет такого строительного материала, высокая несущая способность которого сочеталась бы с низкой теплопроводностью. Строительство зданий по принципу многослойных конструкций позволяет:

  • соответствовать расчётным нормам строительства и энергосбережения;
  • оставлять размеры ограждающих конструкций в пределах разумного;
  • уменьшить материальные затраты на строительство объекта и его обслуживание;
  • добиться долговечности и ремонтопригодности (например, при замене одного листа минеральной ваты).

Комбинация конструкционного материала и теплоизоляционного позволяет обеспечить прочность и снизить потерю тепловой энергии до оптимального уровня. Поэтому при проектировании стен при расчётах учитывается каждый слой будущей ограждающей конструкции.

Важно также учитывать плотность при строительстве дома и при его утеплении.

Плотность вещества – фактор, влияющий на его теплопроводность, способность задерживать в себе основной теплоизолятор – воздух.

Расчёт толщины стен и утеплителя

Расчёт толщины стены зависит от следующих показателей:

  • плотности;
  • расчётной теплопроводности;
  • коэффициента сопротивления теплопередачи.

Согласно установленных норм, значение показателя сопротивления теплопередачи наружных стен должно быть не менее 3,2λ Вт/м •°С.

 

Значения таблиц теплопроводности строительных материалов применяются при расчётах:

  • теплоизоляции фасадов;
  • общестроительной изоляции;
  • изоляционных материалов при устройстве кровли;
  • технической изоляции.

Задача выбора оптимальных материалов для строительства, конечно же, подразумевает более комплексный подход. Однако даже такие простые расчёты уже на первых этапах проектирования позволяют определить наиболее подходящие материалы и их количество.

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 2577
Источник: https://kotel.guru/uteplenie/dom/koefficienty-teploprovodnosti-stroitelnyh-materialov-v-tablicah.html

Коэффициент теплопроводности строительных материалов: как применяется на практике и таблица

Практические значение коэффициента – это правильно проведенный расчет толщины несущих конструкций с учетом используемых утеплителей. Необходимо отметить, что возводимое здание – это несколько ограждающих конструкций, через которые происходит утечка тепла. И у каждой их них свой процент теплопотерь.

  • через стены уходит до 30% тепловой энергии общего расхода.
  • Через полы – 10%.
  • Через окна и двери – 20%.
  • Через крышу – 30%.

Теплопотери дома

То есть, получается так, что если неправильно рассчитать теплопроводность всех ограждений, то проживающим в таком доме людям придется довольствоваться лишь 10% тепловой энергии, которое выделяет отопительная система. 90% – это, как говорят, выброшенные на ветер деньги.

 

 

“Идеальный дом должен быть построен из теплоизоляционных материалов, в котором все 100% тепла будут оставаться внутри. Но по таблице теплопроводности материалов и утеплителей вы не найдете тот идеальный стройматериал, из которого можно было бы возвести такое сооружение. Потому что пористая структура – это низкие несущие способности конструкции. Исключением может быть древесина, но и она не идеал.”

Стена из бревен – одна из самых утепленных

Поэтому при строительстве домов стараются использовать разные строительные материалы, дополняющие друг друга по теплопроводности. При этом очень важно соотносить толщину каждого элемента в общей строительной конструкции. В этом плане идеальным домом можно считать каркасный. У него деревянная основа, уже можно говорить о теплом доме, и утеплители, которые закладываются между элементами каркасной постройки. Конечно, с учетом средней температуры региона придется точно рассчитать толщину стен и других ограждающих элементов. Но, как показывает практика, вносимые изменения не столь значительны, чтобы можно было бы говорить о больших капитальных вложениях.

Устройство каркасного дома в плане его утепления

Рассмотрим несколько часто используемых строительных материалов и проведем сравнение их теплопроводность по толщине.

Теплопроводность кирпича: таблица по разновидностям

ФотоВид кирпичаТеплопроводность, Вт/м*К

Керамический полнотелый 0,5-0,8
Керамический щелевой 0,34-0,43
Поризованный 0,22
Силикатный полнотелый 0,7-0,8
Силикатный щелевой 0,4
Клинкерный 0,8-0,9

Тепловая проводимость кирпичной кладки при разнице температуры в 10°С

Теплопроводность дерева: таблица по породам

Порода дереваБерезаДуб поперек волоконДуб вдоль волоконЕльКедрКленЛиственница

Теплопроводность, Вт/м С 0,15 0,2 0,4 0,11 0,095 0,19 0,13

Порода дереваЛипаПихтаПробковое деревоСосна поперек волоконСосна вдоль волоконТополь

Теплопроводность, Вт/м С 0,15 0,15 0,045 0,15 0,4 0,17

Коэффициент теплопроводности пробкового дерева самый низкий из всех пород древесины. Именно пробка часто используется в качестве теплоизоляционного материала при проведении утеплительных мероприятий.

У древесины теплопроводность ниже, чем у бетона и кирпича

Теплопроводность металлов: таблица

Данный показатель у металлов изменяется с изменением температуры, в которой они применяются. И здесь соотношение такое – чем выше температура, тем ниже коэффициент. В таблице покажем металлы, которые используются в строительной сфере.

Вид металлаСтальЧугунАлюминийМедь

Теплопроводность, Вт/м С 47 62 236 328

Теперь, что касается соотношения с температурой.

  • У алюминия при температуре -100°С теплопроводность составляет 245 Вт/м*К. А при температуре 0°С – 238. При +100°С – 230, при +700°С – 0,9.
  • У меди: при -100°С –405, при 0°С – 385, при +100°С – 380, а при +700°С – 350.

Тепловая проводимость у меди выше, чем у стали почти в семь раз

Таблица теплопроводности других материалов

В основном нас будет интересовать таблица теплопроводности изоляционных материалов. Необходимо отметить, что если у металлов данный параметр зависит от температуры, то у утеплителей от их плотности. Поэтому в таблице будут расставлены показатели с учетом плотности материалом.

Теплоизоляционный материалПлотность, кг/м³Теплопроводность, Вт/м*К

Минеральная вата (базальтовая) 50 0,048
100 0,056
200 0,07
Стекловата 155 0,041
200 0,044
Пенополистирол 40 0,038
100 0,041
150 0,05
Пенополистирол экструдированный 33 0,031
Пенополиуретан 32 0,023
40 0,029
60 0,035
80 0,041

И таблица теплоизоляционных свойств строительных материалов. Основные из них уже рассмотрены, обозначим те, которые в таблицы не вошли, и которые относятся к категории часто используемых.

Строительный материалПлотность, кг/м³Теплопроводность, Вт/м*К

Бетон 2400 1,51
Железобетон 2500 1,69
Керамзитобетон 500 0,14
Керамзитобетон 1800 0,66
Пенобетон 300 0,08
Пеностекло 400 0,11

Коэффициент теплопроводности воздушной прослойки

Всем известно, что воздух, если его оставить внутри строительного материала или между слоями стройматериалов, это великолепный утеплитель. Почему так происходит, ведь сам воздух, как таковой, не может сдерживать тепло. Для этого надо рассмотреть саму воздушную прослойку, огражденную двумя слоями стройматериалов. Один из них соприкасается с зоной положительных температур, другой с зоной отрицательный.

Воздушная прослойка между внешней облицовкой и теплоизоляционным слоем

Тепловая энергия движется от плюса к минусу, и встречает на своем пути слой воздуха. Что происходит внутри:

  1. Конвекция теплого воздуха внутри прослойки.
  2. Тепловое излучение от материала с плюсовой температурой.

Поэтому сам тепловой поток – это сумма двух факторов с добавлением теплопроводности первого материала. Необходимо сразу отметить, что излучение занимает большую часть теплового потока. Сегодня все расчеты теплосопротивления стен и других несущих ограждающих конструкций проводят на онлайн-калькуляторах. Что касается воздушной прослойки, то такие расчеты провести сложно, поэтому берутся значения, которые в 50-х годах прошлого столетия были получены лабораторными исследованиями.

Воздушная прослойка внутри стены

В них четко оговаривается, что если разница температур стен, ограниченных воздухом, составляет 5°С, то излучение возрастает с 60% до 80%, если увеличить толщину прослойки с 10 до 200 мм. То есть, общий объем теплового потока остается тот же, излучение вырастает, а значит, теплопроводность стены падает. И разница значительная: с 38% до 2%. Правда, возрастает конвекция с 2% до 28%. Но так как пространство замкнутое, то движение воздуха внутри него никак не действует на внешние факторы.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 6383
Источник: https://seti.guru/tablitsyi-teploprovodnosti-raznyih-stroitelnyih-materialov

Особенности теплопроводности готового строения

Планируя проект будущего дома, нужно обязательно учесть возможные потери тепловой энергии. Большая часть тепла уходит через двери, окна, стены, крышу и полы.

В многоквартирных домах потери тепла будут отличаться по сравнению с частным строением

Если не выполнять расчеты по теплосбережению дома, то в помещении будет прохладно. Рекомендуется постройки из кирпича, бетона и камня дополнительно утеплять.

Утепление построек из бетона или камня повышает комфортные условия внутри здания

Полезный совет! Перед тем как утеплять жилище, необходимо продумать качественную гидроизоляцию. При этом даже повышенная влажность не повлияет на особенности теплоизоляции в помещении.

Разновидности утепления конструкций

Теплое здание получится при оптимальном сочетании конструкции из прочных материалов и качественного теплоизолирующего слоя. К подобным сооружениям можно отнести следующие:

Монтажные работы по утеплению каркасного сооружения требуют использования дополнительных конструктивных элементов

  • здание из стандартных материалов: шлакоблоков или кирпича. При этом утепление часто проводится по наружной стороне.

Особенности монтажа теплоизолирующего материала с внутренней стороны

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 1212
Источник: https://HomeMyHome.ru/teploprovodnost-stroitelnykh-materialov-tablica.html

Расчет толщины стены по теплопроводности вручную по формулам или калькулятором

Рассчитать толщину стены не так просто. Для этого нужно сложить все коэффициенты теплопроводности материалов, которые были использованы для сооружения стены. К примеру, кирпич, штукатурный раствор снаружи, плюс наружная облицовка, если такая будет использоваться. Внутренние выравнивающие материалы, это может быть все та же штукатурка или гипсокартонные листы, другие плитные или панельные покрытия. Если есть воздушная прослойка, то учитывают и ее.

Толщина стен из разных стройматериалов с одинаковым тепловым сопротивлением

Есть так называемая удельная теплопроводность по регионам, которую берут за основу. Так вот расчетная величина не должна быть больше удельной. В таблице ниже по городам дана удельная тепловая проводимость.

РегионМоскваСанкт-ПетербургРостовСочи

Теплопроводность 3,14 3,18 2,75 2,1

То есть, чем южнее, тем общая теплопроводность материалов должна быть меньше. Соответственно, можно уменьшать и толщину стены. Что касается онлайн-калькулятора, то предлагаем ниже посмотреть видео, на котором разбирается, как правильно пользоваться таким расчетным сервисом.

 

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 1313
Источник: https://seti.guru/tablitsyi-teploprovodnosti-raznyih-stroitelnyih-materialov

Кол-во блоков: 10 | Общее кол-во символов: 19759
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:

  1. https://stroychik.ru/strojmaterialy-i-tehnologii/teploprovodnost-stroitelnyh-materialov: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 5485 (28%)
  2. https://seti.guru/tablitsyi-teploprovodnosti-raznyih-stroitelnyih-materialov: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 7696 (39%)
  3. https://kotel.guru/uteplenie/dom/koefficienty-teploprovodnosti-stroitelnyh-materialov-v-tablicah.html: использовано 1 блоков из 4, кол-во символов 2577 (13%)
  4. https://HomeMyHome.ru/teploprovodnost-stroitelnykh-materialov-tablica.html: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 2307 (12%)
  5. http://remoo.ru/materialy/osnovnaya-tablitsa-teploprovodnosti-stroitelnyih-materialov: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 1694 (9%)

теплопроводность строительных материалов

Теплопроводность строительных материалов это своего рода оценка , которая описывает способность того или иного тела проводить тепло. В данной статье пойдет речь именно об этом, а для большего представления о теплопроводности различных материалов и не только, ниже будет приведена таблица.

Как вы понимаете все материалы обладают разными свойствами и соответственно разную теплопроводность, которая в свою очередь влияет на температуру внутри помещения. Если теплопроводность низкая, значит и теплообмен будет низким. Другими словами, дома зимой тепло будет сохраняться, а летом будет прохладно.

Кстати, очень удобно что теперь все обувные интернет-магазины нижнего новгорода (http://rmau.ru/obuv) собраны на одном сайте. Перейдите по указанной ссылке и выберите обувь для себя и близких из очень большого ассортимента с разными ценовыми категориями.


Существует три вида процессов теплообмена

— Первое — конечно теплопроводность,
— Второе — конвекция,
— Третье — будет тепловым излучением.

Говоря о первом виде теплопроводности можно сказать что, это своего рода передача тепла от тела к телу либо частицами находящиеся внутри тела с разной температурой, за счет активного движения молекулы обмениваются энергией наименьших частиц в теле.

Все это проходит благодаря беспорядочному движению атомов и молекул. Так как данный теплообмен может протекать в разных физических телах, которые имеют неравномерное распределение температуры. Теплопередача будет зависеть от состояния тела в конкретный период времени.
Говоря о втором виде теплопроводности, а именно о конвекции, можно сказать что очень часто все виды теплопередачи протекают вместе. В этом процессе обязательно частицы с различными температурами будут соприкасаться, из чего следует, что конвекция сопровождается теплопроводностью. Конвекция происходит от перемещения участков среды с разными температурами. Само тепло переноситься только совместно с данной средой и зависит от нее. Так же данный процесс иногда называют конвективным теплообменом.

Теплоотдачу можно объяснить как конвективный теплообмен проходящий между стеной которая стоит неподвижно и меняющейся средой.

Третий вид тепловое излучение — благодаря которому происходит процесс передачи тепла между телами с участием электромагнитных волн.

Для того чтобы строить различного вида постройки необходимо обязательно знать теплопроводность утеплителей и строительных материалов, чтобы в итоге получить то что планировалось. Теплопроводность стен зависит от материалов из которых эти стены состоят.

Единицей измерения способности к проведению тепла, является коэффициент теплопроводности. Он равен такому количеству тепла которое пройдет через различные материалы или тела с толщиной 1 м и имеющий площадь 1кв.м/сек с одной температурой по периметру.

Интересный факт: теплопроводность кирпича в отличие от дерева ниже. К примеру- для того чтобы получить с помощью кирпича тот же эффект что от дерева, нужно выложить стену из кирпича толщиной в три раза превышающую толщину стены из дерева.

Теплопроводность пенопласта равна 0,31-0,33 Вт/м*К, с плотностью 15 кг/м3- 50 кг/м3

Теплопроводность стали равна 58 Вт/м*К, с плотностью 7850 кг/м3

Для более расширенного представления о теплопроводности разных материалов, обобщим все в таблицу.


Если материал был полезен, вы можете отправить донат или поделиться данным материалом в социальных сетях:

Таблица теплопроводности строительных материалов | Дневники ремонта obustroeno.club

Материал Плотность, кг/м3 Теплопроводность, Вт/(м*С) Паропро-
ницаемость,
Мг/(м*ч*Па)
Эквивалент-
ная1(при сопротивлении теплопередаче = 4,2м2*С/Вт)   толщина, м
Эквивалент-
ная2(при сопротивление паропроницанию =1,6м2*ч*Па/мг) толщина, м
Железобетон 2500 1,69 0,03 7,1 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 0,3 0,59 0,48
Кирпич красный глиняный  1800 0,56 0,11 2,35 0,176
Кирпич силикатный  1800 0,7 0,11 2,94 0,176
Кирпич керамический пустотелый (брутто1400)  1600 0,41 0,14 1,72 0,224
Кирпич керамический пустотелый (брутто1000  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 волокон  500 0,09 0,06 0,38 0,096
Дуб поперек волокон  700 0,1 0,05 0,42 0,08
Сосна, ель вдоль волокон  500 0,18 0,32 0,75 0,512
Дуб вдоль волокон  700 0,23 0,3 0,96 0,48
Фанера клееная  600 0,12 0,02 0,5 0,032
ДСП, ОСП  1000 0,15 0,12 0,63 0,12
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 0,07 0,49 0,3 0,784
Минвата  100 0,056 0,56 0,23 0,896
Минвата  50 0,048 0,6 0,2 0,96
Пенополистерол  33 0,031 0,013 0,13 0,021
Пенополистерол экструдированный  45 0,036 0,013 0,13 0,021
Пенополистерол  150 0,05 0,05 0,21 0,08
Пенополистерол  100 0,041 0,05 0,17 0,08
Пенополистерол  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 0,02 0,05 0,09 0,08
Керамзит  800 0,18 0,21 0,75 0,336
Керамзит  200 0,1 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 0,3 0,048
АЦП  1800 0,35 0,03 1,47 0,048
Битум  1400 0,27 0,008 1,13 0,013
Пенополиуретановая мастика  1400 0,25 0,00023 1,05 0,00036
Полимочевина  110 0,21 0,00023 0,88 0,00054
Рубероид, пергамин  600 0,17 0,001 0,71 0,0016
Полиэтилен  1500 0,3 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

Коэффициент теплопроводности материалов таблица, формулы

Термин «теплопроводность» применяется к свойствам материалов пропускать тепловую энергию от горячих участков к холодным. Теплопроводность основана на движении частиц внутри веществ и материалов. Способность передавать энергию тепла в количественном измерении – это коэффициент теплопроводности. Круговорот тепловой энергопередачи, или тепловой обмен, может проходить в любых веществах с неравнозначным размещением разных температурных участков, но коэффициент теплопроводности зависим от давления и температуры в самом материале, а также от его состояния – газообразного, жидкого или твердого. Эквивалентная теплопроводимость строительных материалов и утеплителей

 

Физически теплопроводность материалов равняется количеству тепла, которое перетекает через однородный предмет установленных габаритов и площади за определенный временной отрезок при установленной температурной разнице (1 К). В системе СИ единичный показатель, который имеет коэффициент теплопроводности, принято измерять в Вт/(м•К).

Как рассчитать теплопроводность по закону Фурье

В заданном тепловом режиме плотность потока при передаче тепла прямо пропорциональна вектору максимального увеличения температуры, параметры которой изменяются от одного участка к другим, и по модулю с одинаковой скоростью увеличения температуры по направлению вектора:

q = − ϰ х grad х (T), где:

  • q – направление плотности предмета, передающего тепло, или объем теплового потока, который протекает по участку за заданную временную единицу через определенную площадь, перпендикулярный всем осям;
  • ϰ – удельный коэффициент теплопроводности материала;
  • T – температура материала.
Перенос тепла в неравновесной термодинамической системе

 

Знак «-» в формуле перед «ϰ» указывает, что тепло движется в противоположном направлении от вектора grad х (T)/ – в направлении уменьшения температуры предмета. Эта формула отражает закон Фурье. В интегральном выражении коэффициент теплопередачи согласно закону Фурье будет выглядеть как формула:

  • P = − ϰ х S х ΔT / l, выражается в (Вт/(м•К) х (м2•К) / м = Вт/(м•К) х (м•К) = Вт), где:
  • P ­– общая мощность потерь теплоотдачи;
  • S – сечение предмета;
  • ΔT – разница температуры по стыкам сторон предмета;
  • l – расстояние между стыками сторон предмета – длина фигуры.
Связь коэффициента теплопроводимости с электропроводностью материалов

 

Электропроводность и коэффициент теплопередачи

Собственно, коэффициент теплопроводности металлов «ϰ» связан с их удельной электропроводимостью «σ» согласно закону Видемана-Франца, в соответствии с которым коэффициент теплопроводности металлов зависит от удельной электропроводимости прямо пропорционально температуре:

Κ / σ = π2 / 3 х (К / e)2 х T, где:

  • К – постоянный коэффициент Больцмана, устанавливающий закономерность между тепловой энергией тела и его температурой;
  • e – заряд электрона;
  • T – термодинамическая температура предмета.

Коэффициент теплопроводности газовой среды

В газовой среде коэффициент теплопроводности воздуха может рассчитываться по приблизительной формуле:

ϰ ~ 1/3 х p х cv х Λλ х v, где:

  • pv – плотность газовой среды;
  • cv – удельная емкость тепловой энергии при одном и том же объеме тела;
  • Λλ – расстояние свободного перемещения молекул в газовой среде;
  • v – скорость передачи тепла.
Что такое теплопроводимость

 

Или:

ϰ = I x К / 3 x π3/3 x d2 √ RT / μ, где:

  • i – результат суммирования уровней свободы прямого движения и вращения молекул в газовой среде (для 2-атомных газов i=5, для 1-атомных i=3;
  • К – коэффициент Больцмана;
  • μ – отношение массы газа к количеству молей газа;
  • T – термодинамическая температура;
  • d – ⌀ молекул газа;
  • R – универсальный коэффициент для газовой среды.

Согласно формуле минимальная теплопроводность материалов существует у тяжелых инертных газов, максимально эффективная теплопроводность строительных материалов – у легких.

Теплопроводимость в газовой разреженной среде

Газовая среда и теплопроводность

 

Результат по выкладкам выше, по которым делают расчет теплопроводности для газовой среды, от давления не зависит. Но в очень разреженной газовой среде расстояние свободного перемещения молекул зависит не от столкновений частиц, а от препятствий в виде стен резервуара. При этом ограничение перемещения молекул в соответствующих единицах измерения называют высоковакуумной средой, при которой степень теплообмена уменьшается в зависимости от плотности материала и прямо пропорциональна значению давления в резервуаре:

ϰ ~ 1/3 х p х cv х l х v, где:

i – объем резервуара;

Р – уровень давления в резервуаре.

Согласно этой формуле теплопроводность в вакуумной среде стремится к нулевой отметке при глубоком вакууме. Это объясняется тем, что в вакууме частицы, которые передают тепловую энергию, имеют низкую плотность на единицу площади. Но тепловая энергия в вакуумной среде перетекает посредством излучения. В качестве примера можно привести обычный термос, в котором для уменьшения потерь тепловой энергии стенки должны быть двойными и посеребренными, без воздуха между ними. Что такое тепловое излучение

 

При применении закона Фурье не принимают во внимание инерционность перетекания тепловой энергии, а это значит, что имеется в виду мгновенная передача тепла из любой точки на любое расстояние. Поэтому формулу нельзя использовать для расчетов передачи тепла при протекании процессов, имеющих высокую частоту повторения. Это ультразвуковое излучение, передача тепловой энергии волнами ударного или импульсного типа и т.д. Существует решение по закону Фурье с релаксационным членом:

τ х ∂q / ∂t = − (q + ϰ х ∇T) .

Если ре­лак­са­ция τ мгновенная, то формула превращается в закон Фурье.

Ориентировочная таблица теплопроводности материалов:

Основа Значение теплопроводности, Вт/(м•К)
Жесткий графен 4840 +/ 440 – 5300 +/ 480
Алмаз 1001-2600
Графит 278,4-2435
Бора арсенид 200-2000
SiC 490
Ag 430
Cu 401
BeO 370
Au 320
Al 202-236
AlN 200
BN 180
Si 150
Cu3Zn2 97-111
Cr 107
Fe 92
Pt 70
Sn 67
ZnO 54
 Черная сталь 47-58
Pb 35,3
Нержавейка Теплопроводность стали – 15
SiO2 8
Высококачественные термостойкие пасты 5-12
Гранит

(состоит из SiO2 68-73 %; Al2O3 12,0-15,5 %; Na2O 3,0-6,0 %; CaO 1,5-4,0 %; FeO 0,5-3,0 %; Fe2O3 0,5-2,5 %; К2О 0,5-3,0 %; MgO 0,1-1,5 %; TiO2 0,1-0,6 %)

2,4
Бетонный раствор без заполнителей 1,75
Бетонный раствор со щебнем или с гравием 1,51
Базальт

(состоит из SiO2 – 47-52%, TiO2 – 1-2,5%, Al2O3 – 14-18%, Fe2O3 – 2-5%, FeO – 6-10%, MnO – 0,1-0,2%, MgO – 5-7%, CaO – 6-12%, Na2O – 1,5-3%, K2O – 0,1-1,5%, P2O5 – 0,2-0,5 %)

1,3
Стекло

(состоит из SiO2, B2O3, P2O5, TeO2, GeO2, AlF3 и т.д.)

1-1,15
Термостойкая паста КПТ-8 0,7
Бетонный раствор с наполнителем из песка, без щебня или гравия 0,7
Вода чистая 0,6
Силикатный

или красный кирпич

0,2-0,7
Масла

на основе силикона

0,16
Пенобетон 0,05-0,3
Газобетон 0,1-0,3
Дерево Теплопроводность дерева – 0,15
Масла

на основе нефти

0,125
Снег 0,10-0,15
ПП с группой горючести Г1 0,039-0,051
ЭППУ с группой горючести Г3, Г4 0,03-0,033
Стеклянная вата 0,032-0,041
Вата каменная 0,035-0,04
Воздушная атмосфера (300 К, 100 кПа) 0,022
Гель

на основе воздуха

0,017
Аргон (Ar) 0,017
Вакуумная среда 0

Приведенная таблица теплопроводности учитывает теплопередачу посредством теплового излучения и теплообмена частиц. Так как вакуум не передает тепло, то оно перетекает при помощи солнечного излучения или другого типа генерации тепла.  В газовой или жидкой среде слои с разной температурой смешиваются искусственно или естественным способом.

Таблица теплопроводимости стройматериалов

 

Проводя расчет теплопроводности стены, необходимо принимать во внимание, что теплопередача сквозь стеновые поверхности меняется от того, что температура в здании и на улице всегда разная, и зависит от площади всех поверхностей дома и от теплопроводности стройматериалов.

Чтобы количественно оценить теплопроводность, ввели такое значение, как коэффициент теплопроводности материалов. Он показывает, как тот или иной материал способен передавать тепло. Чем выше это значение, например, коэффициент теплопроводности стали, тем эффективнее сталь будет проводить тепло.

  • При утеплении дома из древесины рекомендуется выбирать стройматериалы с низким коэффициентом.
  • Если стена кирпичная, то при значении коэффициента 0,67 Вт/(м2•К) и толщине стены 1 м при ее площади 1 м2 при разнице наружной и внутридомовой температуры 10С кирпич будет пропускать 0,67 Вт энергии. При разнице температур 100С кирпич будет пропускать 6,7 Вт и т.д.

Стандартное значение коэффициента теплопроводимости теплоизоляции и других строительных материалов верно для толщины стены 1 м. Чтобы провести расчет теплопроводности поверхности другой толщины, следует коэффициент поделить на выбранное значение толщины стены (метры). Ориентировочные показатели коэффициентов теплопроводимости

 

В СНиП и при проведении расчетов фигурирует термин «тепловое сопротивление материала», он означает обратную теплопроводность. То есть при теплопроводности листа пенопласта 10 см и его теплопроводности 0,35 Вт/(м2•К) тепловое сопротивление листа – 1 / 0,35 Вт/(м2•К) = 2,85 (м2•К)/Вт.

Ниже – таблица теплопроводности для востребованных строительных материалов и теплоизоляторов:

Стройматериалы Коэффициент теплопроводимости, Вт/(м2•К)
Плиты из алебастра 0,47
Al 230
Шифер асбоцементный 0,35
Асбест (волокно, ткань) 0,15
Асбоцемент 1,76
Асбоцементные изделия 0,35
Асфальт 0,73
Асфальт для напольного покрытия 0,84
Бакелит 0,24
Бетон с заполнителем щебнем 1,3
Бетон с заполнителем песком 0,7
Пористый бетон – пено- и газобетон 1,4
Сплошной бетон 1,75
Термоизоляционный бетон 0,18
Битумная масса 0,47
Бумажные материалы 0,14
Рыхлая минвата 0,046
Тяжелая минвата 0,05
Вата – теплоизолятор на основе хлопка 0,05
Вермикулит в плитах или листах 0,1
Войлок 0,046
Гипс 0,35
Глиноземы 2,33
Гравийный заполнитель 0,93
Гранитный или базальтовый заполнитель 3,5
Влажный грунт, 10% 1,75
Влажный грунт, 20% 2,1
Песчаники 1,16
Сухая почва 0,4
Уплотненный грунт 1,05
Гудроновая масса 0,3
Доска строительная 0,15
Фанерные листы 0,15
Твердые породы дерева 0,2
ДСП 0,2
Дюралюминиевые изделия 160
Железобетонные изделия 1,72
Зола 0,15
Известняковые блоки 1,71
Раствор на песке и извести 0,87
Смола вспененная 0,037
Природный камень 1,4
Картонные листы из нескольких слоев 0,14
Каучук пористый 0,035
Каучук 0,042
Каучук с фтором 0,053
Керамзитобетонные блоки 0,22
Красный кирпич 0,13
Пустотелый кирпич 0,44
Полнотелый кирпич 0,81
Сплошной кирпич 0,67
Шлакокирпич 0,58
Плиты на основе кремнезема 0,07
Латунные изделия 110
Лед при температуре 00С 2,21
Лед при температуре -200С 2,44
Лиственное дерево при влажности 15% 0,15
Медные изделия 380
Мипора 0,086
Опилки для засыпки 0,096
Сухие опилки 0,064
ПВХ 0,19
Пенобетон 0,3
Пенопласт марки ПС-1 0,036
Пенопласт марки ПС-4 0,04
Пенопласт марки ПХВ-1 0,05
Пенопласт марки ФРП 0,044
ППУ марки ПС-Б 0,04
ППУ марки ПС-БС 0,04
Лист из пенополиуретана 0,034
Панель из пенополиуретана 0,024
Облегченное пеностекло 0,06
Тяжелое вспененное стекло 0,08
Пергаминовые изделия 0,16
Перлитовые изделия 0,051
Плиты на цементе и перлите 0,085
Влажный песок 0% 0,33
Влажный песок 0% 0,97
Влажный песок 20% 1,33
Обожженный камень 1,52
Керамическая плитка 1,03
Плитка марки ПМТБ-2 0,035
Полистирол 0,081
Поролон 0,04
Раствор на основе цемента без песка 0,47
Плита из натуральной пробки 0,042
Легкие листы из натуральной пробки 0,034
Тяжелые листы из натуральной пробки 0,05
Резиновые изделия 0,15
Рубероид 0,17
Сланец 2,100
Снег 1,5
Хвойная древесина влажностью 15% 0,15
Хвойная смолистая древесина влажностью 15% 0,23
Стальные изделия 52
Стеклянные изделия 1,15
Утеплитель стекловата 0,05
Стекловолоконные утеплители 0,034
Стеклотекстолитовые изделия 0,31
Стружка 0,13
Тефлоновое покрытие 0,26
Толь 0,24
Плита на основе цементного раствора 1,93
Цементно-песчаный раствор 1,24
Чугунные изделия 57
Шлак в гранулах 0,14
Шлак зольный 0,3
Шлакобетонные блоки 0,65
Сухие штукатурные смеси 0,22
Штукатурный раствор на основе цемента 0,95
Эбонитовые изделия 0,15
Влажность и теплопроводимость – зависимость

 

Кроме того, необходимо учитывать теплопроводность утеплителей из-за их струйных тепловых потоков. В плотной среде возможно «переливание» квазичастиц из одного нагретого стройматериала в другой, более холодный или более теплый, через поры субмикронных размеров, что помогает распространять звук и тепло, даже если в этих порах  будет абсолютный вакуум.

10 лучших теплопроводных материалов

Теплопроводность — это мера способности материала пропускать через него тепло. Материалы с высокой теплопроводностью могут эффективно передавать тепло и легко забирать тепло из окружающей среды. Плохие теплопроводники сопротивляются тепловому потоку и медленно извлекают тепло из окружающей среды. Теплопроводность материала измеряется в ваттах на метр на градус Кельвина (Вт / м • К) в соответствии с рекомендациями S.I (Международная система).

10 лучших измеренных теплопроводных материалов и их значения приведены ниже.Эти значения проводимости являются средними из-за разницы в теплопроводности в зависимости от используемого оборудования и среды, в которой были получены измерения.

Материалы теплопроводящие

  1. Diamond — 2000 — 2200 Вт / м • K

    Алмаз является ведущим теплопроводным материалом, и его значения проводимости, измеренные в 5 раз, выше, чем у меди, наиболее производимого металла в Соединенных Штатах. Атомы алмаза состоят из простой углеродной основы, которая представляет собой идеальную молекулярную структуру для эффективной передачи тепла.Часто материалы с простейшим химическим составом и молекулярной структурой имеют самые высокие значения теплопроводности.

    Diamond — важный компонент многих современных портативных электронных устройств. Их роль в электронике — способствовать рассеиванию тепла и защищать чувствительные части компьютера. Высокая теплопроводность алмазов также оказывается полезной при определении подлинности камней в ювелирных изделиях. Добавление небольшого количества алмаза в инструменты и технологии может сильно повлиять на свойства теплопроводности.

  2. Серебро — 429 Вт / м • K

    Серебро — относительно недорогой и распространенный теплопроводник. Серебро входит в состав многих бытовых приборов и является одним из самых универсальных металлов из-за его ковкости. 35% серебра, производимого в США, используется для изготовления электрических инструментов и электроники (US Geological Survey Mineral Community 2013). Вспомогательный продукт серебра, серебряная паста, пользуется все большим спросом из-за его использования в экологически чистых источниках энергии. Серебряная паста используется в производстве фотоэлектрических элементов, которые являются основным компонентом солнечных батарей.

  3. Медь — 398 Вт / м • K

    Медь — наиболее часто используемый металл для производства токопроводящих приборов в США. Медь имеет высокую температуру плавления и умеренную скорость коррозии. Это также очень эффективный металл для минимизации потерь энергии при передаче тепла. Металлические кастрюли, трубы для горячей воды и автомобильные радиаторы — все это приборы, в которых используются проводящие свойства меди.

  4. Золото — 315 Вт / м • K

    Золото — редкий и дорогой металл, который используется для специальных проводящих применений.В отличие от серебра и меди, золото редко тускнеет и может выдерживать большие количества коррозии.

  5. Нитрид алюминия — 310 Вт / м • K

    Нитрид алюминия часто используется в качестве замены оксида бериллия. В отличие от оксида бериллия, нитрид алюминия не представляет опасности для здоровья при производстве, но по-прежнему демонстрирует химические и физические свойства, аналогичные оксиду бериллия. Нитрид алюминия — один из немногих известных материалов, предлагающих электрическую изоляцию наряду с высокой теплопроводностью.Он обладает исключительной стойкостью к тепловому удару и действует как электрический изолятор в механической стружке.

  6. Карбид кремния — 270 Вт / м • K

    Карбид кремния — это полупроводник, состоящий из сбалансированной смеси атомов кремния и углерода. При изготовлении и сплаве кремний и углерод соединяются, образуя чрезвычайно твердый и прочный материал. Эта смесь часто используется в качестве компонента автомобильных тормозов, турбинных машин и стальных смесей.

  7. Алюминий — 247 Вт / м • K

    Алюминий обычно используется в качестве экономичной замены меди.Хотя алюминий не такой проводящий, как медь, его много, и с ним легко работать из-за его низкой температуры плавления. Алюминий является важным компонентом светильников L.E.D (светоизлучающих диодов). Медно-алюминиевые смеси набирают популярность, поскольку они могут использовать свойства как меди, так и алюминия и могут производиться с меньшими затратами.

  8. Вольфрам — 173 Вт / м • K

    Вольфрам имеет высокую температуру плавления и низкое давление пара, что делает его идеальным материалом для приборов, которые подвергаются воздействию высоких уровней электричества.Химическая инертность вольфрама позволяет использовать его в электродах, являющихся частью электронных микроскопов, без изменения электрических токов. Он также часто используется в лампах и как компонент электронно-лучевых трубок.

  9. Графит 168 Вт / м • K

    Графит — это распространенная, недорогая и легкая альтернатива другим углеродным аллотропам. Его часто используют в качестве добавки к смесям полимеров для улучшения их теплопроводных свойств. Батареи — знакомый пример устройства, использующего высокую теплопроводность графита.

  10. Цинк 116 Вт / м • K

    Цинк — один из немногих металлов, которые можно легко комбинировать с другими металлами для создания металлических сплавов (смеси двух или более металлов). 20% цинковых приборов в США состоят из цинковых сплавов. При цинковании используется 40% производимого чистого цинка. Цинкование — это процесс нанесения цинкового покрытия на сталь или железо, которое предназначено для защиты металла от атмосферных воздействий и ржавчины.

Список литературы

Мохена, Т.К., Мочане, М. Дж., Сефади, Дж. С., Мотлунг, С. В., и Андала, Д. М. (2018). Теплопроводность полимерных композитов на основе графита. Влияние теплопроводности на энергетические технологии. doi: 10,5772 / intechopen.75676
Нитрид алюминия. (нет данных). Получено с https://precision-ceramics.com/materials/aluminium-nitride/

.

База данных материалов Thermtest. https://thermtest.com/materials-database

Автор: Каллиста Уилсон, младший технический писатель Thermtest

Теплопроводность обычных металлов и сплавов

Теплопроводность обычных металлов, сплавов и материалов

Теплопередача Таблица содержания
Свойства металлов — теплопроводность, плотность, удельная теплоемкость

В этой таблице приведены типичные значения термической стойкости некоторых обычных промышленных металлов и сплавов.

Значения относятся к температуре окружающей среды (от 0 до 25 ° C).

Все значения следует рассматривать как типовые, поскольку эти свойства зависят от конкретного типа сплава, термообработки и других факторов. Значения для конкретных аллотов могут сильно различаться.

Теплопроводность обычных металлов

Имя

Теплопроводность
Вт / см K

Теплопроводность
Вт / м K

Чугун

0.7

AISI-SAE 1020

0,52

Нержавеющая сталь типа 304

0,15

Серый чугун

0,47

Хастеллой C

0,12

Инконель

0,15

Алюминий чистый

237

Алюминиевый сплав 3003, прокат

1.9

Алюминиевый сплав 2014, отожженный

1,9

Алюминиевый сплав 360

9,8

Медь электролитическая (ETP)

3,9

Желтая латунь (высокая латунь)

22,3

Алюминиевая бронза

0.7

Бериллий

218

Бериллий Медь 25

1.20.8

Купроникель 30%

0,3

Красная латунь, 85%

1,6

Латунь

109

Сурьма свинец (жесткий свинец)

0.35

Припой 50-50

0,5

Магниевый сплав AZ31B

1,0

Свинец

35,3

Серебро

429

Монель

0,3

Золото

318

Никель (технический)

0.9

Мельхиор 55-45 (константан)

0,2 ​​

Титан (коммерческий)

1,8

Цинк (технический)

1,1

Цирконий (технический)

0,2 ​​

Цемент

0.29

Эпоксидная смола (с диоксидом кремния)

0,30

Резина

0,16

Epoxt (без заливки)

0,59

Термопаста

0,8 — 3

Термоэпоксид

1–7

Стекло

1.1

Почва

1,5

Песчаник

2,4

Алмаз

900-2320

Асфальт

0,75

Бальза

0,048

Никель-хромовая сталь

16,4

Кориан

1.06

Стекловолокно

0,04

Гранит

1,65 — 3,9

Пенополистирол

0,032

Пенополиуретан

0,02

Иридий

147

Лиственные породы (дуб, клен ..)

0.16

Теплопроводность металлов

k = британских тепловых единиц / час · фут · ° F
k t = k от до — a (t — t o )

Вещество Диапазон температур
, ° F
к по Вещество Диапазон температур
, ° F
к по

Металлы

Олово 60–212 36 0.0135
Алюминий 70–700 130 0,03 Титан 70–570 9 0,001
Сурьма 70–212 10,6 0,006 Вольфрам 70–570 92 0,02
Бериллий 70–700 80 0.027 Уран 70–770 14 -0,007
Кадмий 60–212 53,7 0,01 Ванадий 70 20
Кобальт 70 28 Цинк 60–212 65 0.007
Медь 70–700 232 0,032 Цирконий 32 11
Германий 70 34 Сплавы:
Золото 60–212 196 Адмиралтейство металлическое 68–460 58.1 -0,054
Железо чистое 70–700 41,5 0,025 Латунь –265–360 61,0 -0,066
Чугун кованый 60–212 34,9 0,002 (70% Cu, 30% Zn) 360–810 84,6 0
Сталь (1% C) 60–212 26.2 0,002 Бронза, 7,5% Sn 130–460 34,4 -0,042
Свинец 32–500 20,3 0,006 7,7% Al 68 — 392 39,1 -0,038
Магний 32–370 99 0,015 Константан -350-212 12.7 -0,0076
Меркурий 32 4,8 (60% Cu, 40% Ni) 212–950 10,1 -0,019
молибден 32-800 79 0,016 Дюраль 24S (93,6% Al,
4,4% Cu,
-321-550 63,8 -0,083
Никель 70–560 36 0.0175 1,5% Mg, 0,5% Mn) 550–800 130. -0,038
Палладий 70 39 Инконель X (73% Ni, 15% Cr, 7% 27–1 070 7,62 -0,0068
Платина 70–800 41 0,0014 Fe, 2,5% Ti)
Плутоний 70 5 Манганин (84% Cu, 12% Mn, 1070 — 1,650 3.35 -0,0111
Родий 70 88 4% Ni) -256-212 11,5 -0,015
Серебро 70–600 242 0,058 Монель (67,1% Ni, 29,2%
Cu, 1,7% Fe, 1,0% Mn)
-415-1.470 12,0 -0.008
Тантал 212 32
Таллий 32 29 Нейзильбер (64% Cu,
17% Zn, 18% Ni)
68–390 18,1 -0,0156
торий 70–570 17 -0,0045

Связанный:

Артикулы:

  • Справочник по металлам ASM, второе издание, Американское общество металлов, Парк металлов, штат Огайо, 1983.
  • Линч, Коннектикут, Практическое руководство CRC по материаловедению, CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, 1989 г. 1991.

Теплопроводность оксида магния по абсолютным стационарным измерениям

J Res Natl Inst Stand Technol. 1998 июль-август; 103 (4): 357–363.

Национальный институт стандартов и технологий, Боулдер, Колорадо, 80303

Журнал исследований Национального института стандартов и технологий является публикацией U.С. Правительство. Документы находятся в общественном достоянии и не защищены авторским правом в США. Статьи из J Res могут содержать фотографии или иллюстрации, авторские права на которые принадлежат другим коммерческим организациям или частным лицам, которые нельзя использовать без предварительного разрешения правообладателя.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Теплопроводность поликристаллического оксида магния была измерена в диапазоне температур от 400 К до 1300 К с использованием модифицированной конструкции защищенной горячей пластины.Три различных толщины образцов, имеющих 93% теоретической плотности, были испытаны для проверки работы, точности и воспроизводимости нашего устройства. Измеренная теплопроводность находится в диапазоне от 30 Вт · м −1 · K −1 до 8 Вт · м −1 · K −1 и имеет функцию обратной температуры. Результаты хорошо согласуются с литературными значениями для этого материала.

Ключевые слова: охраняемая горячая плита, оксид магния, теплопроводность

1.Введение

Мы измерили теплопроводность оксида магния, используя абсолютный стационарный метод. Мы выбрали оксид магния, потому что теплопроводность этого плотного поликристаллического материала измерялась достаточно часто, чтобы его тепловое поведение можно было считать хорошо известным [1]. Наша экспериментальная техника, односторонняя охраняемая плита, подробно описана в [2]. Измерение теплопроводности оксида магния служит двум целям: для проверки конструкции и работы нашего устройства и для измерения материала с хорошими характеристиками и относительно высокой теплопроводностью.С помощью этого прибора и техники мы будем измерять монолитную керамику, а также термобарьерные покрытия. В образцах с покрытием используются подложки из нержавеющей стали или жаропрочных сплавов на основе никеля. Эти материалы подложки имеют ту же величину теплопроводности, что и оксид магния, поэтому эти тесты дают нам представление о том, насколько точными мы можем ожидать наши измерения теплопроводности материалов подложки. Этот диапазон теплопроводности находится на верхнем пределе проектного диапазона измерений устройства.Мы объясняем валидацию конструкции и работы в разделе, посвященном методике экспериментов.

Сравнительные данные по теплопроводности оксида магния легко доступны [1,3,4]. Мы сравниваем наши результаты с рекомендованными значениями из литературы [3].

2. Методика эксперимента

Испытания проводились с использованием односторонней охраняемой горячей плиты, которая является модифицированной версией спецификации ASTM C 177 [5]. Электропроводность измерялась в диапазоне температур от 400 К до 1300 К.показывает схематический чертеж основных характеристик устройства. Образец лежит между двумя сенсорными пластинами и испытывает направленный вверх одномерный тепловой поток, поскольку нижняя часть измерительного пакета представляет собой изотермическую горячую «чашку». Поскольку аппарат работает при высоких температурах, до 1300 К, нельзя использовать термопасту между образцом и сенсорными пластинами. Податливый металл, такой как индий, нельзя использовать из-за его низкой температуры плавления, а металлы, которые могут выдерживать высокие температуры, слишком жесткие, чтобы обеспечить плотный тепловой контакт на большой площади поверхности 69.Образец диаметром 75 мм. Кроме того, использование металлической фольги для обеспечения плотного теплового контакта между образцом и сенсорными пластинами невозможно, поскольку термопары типа S, встроенные в поверхность сенсорных пластин, будут иметь короткое замыкание, если будет использоваться металлическая фольга. Нам осталось измерить тепловое сопротивление между нашим образцом и сенсорными пластинами. Уравнение проводимости Фурье в одном измерении, модифицированное для включения этого дополнительного члена термического сопротивления, имеет следующий вид:

где Δ T — разница температур, A — площадь поперечного сечения, через которую проходит тепло, Q — скорость теплового потока, Δ x — длина, на которой измеряется разница температур, k — это теплопроводность, а R T — удельное межфазное термическое сопротивление.Измеряя два образца разной толщины, мы можем решить уравнение. (1) для двух неизвестных k и R T . Поэтому мы генерируем набор результатов теплопроводности для каждой комбинации тестируемых образцов двух толщин. Анализ неопределенности нашей системы дает относительную стандартную неопределенность 5% для наших экспериментов [2, 6].

Схематический чертеж измерительного блока охраняемой горячей плиты.

Поскольку в США нет высокотемпературных керамических эталонов теплопроводности, мы хотели использовать материал с большой историей измерений, чтобы критически оценить наше оборудование и методику эксперимента.Оксид магния имеет приемлемую теплопроводность, поэтому мы можем оценить наш метод использования двух образцов разной толщины для одновременного измерения теплопроводности образца и удельного теплового контактного сопротивления между образцом и сенсорными пластинами.

3. Результаты

Образцы представляют собой промышленные спеченные диски из поликристаллического оксида магния. Они имеют диаметр 69,75 мм и толщину 2,59 мм, 5,04 мм и 7,64 мм. Чистота поверхности образцов варьируется от образца к образцу и колеблется от 0.Средняя шероховатость по средней линии от 2 мкм до 0,5 мкм. Это изменение качества поверхности относительно невелико и, по нашему опыту, должно обеспечивать постоянное сопротивление термического контакта от образца к образцу. Образцы имеют 93% теоретической плотности, основанной на измерениях массы и размеров, с использованием 3,581 г · см -3 в качестве теоретической плотности оксида магния [7]. Средний размер зерна 25 мкм, измеренный с помощью оптической микроскопии поверхности излома.

Мы измерили три различных толщины образцов, чтобы определить, применим ли наш метод одновременного определения теплопроводности k и удельного межфазного термического сопротивления R T .Данные трех экспериментов были объединены тремя разными способами, и уравнение. (1) была решена. Мы ожидали трех кривых теплопроводности, все в пределах погрешности измерения друг друга, если экспериментальные и аналитические методы были действительными. показывает результаты теплопроводности для трех комбинаций пар образцов. показывает данные теплопроводности для трех пар данных из трех толщин испытанных образцов. Измерение образца толщиной 7,64 мм на 397 не производилось.8 К, значит, есть две пробелы. Значения k варьируются от 30 Вт · м −1 · K −1 до 8 Вт · м −1 · K −1 при повышении температуры и согласуются друг с другом с точностью до 0,05. k , за исключением данных при 1300 K. Отказы при 1300 K в платиновой проводке для двух из трех наборов данных могут объяснить дополнительный разброс при этой температуре. Разброс данных при 1300 K составил менее 0,1 k , поэтому эти данные оставлены для полноты.показывает удельное тепловое контактное сопротивление R T между образцом и сенсорной пластиной для трех комбинаций трех различных толщин образца. Показанные данные относятся к одному интерфейсу, поэтому общее удельное тепловое контактное сопротивление будет в два раза больше, чем показано на рисунке. Экспериментальные условия должны быть выполнены, чтобы тепловое сопротивление образца было как минимум в 4 раза выше, чем сопротивление поверхности раздела [2]. Относительная стандартная погрешность измерения теплопроводности составляет 5% для нагревательной плиты, защищенной NIST, таким образом, относительная погрешность в межфазных сопротивлениях R T составляет 20% [2].Удельное тепловое контактное сопротивление согласуется в пределах 0,1 R T , за исключением двух выбросов при 1300 K, которые, вероятно, связаны с отказами датчика при 1300 K. Величина и функциональность конкретных данных теплового контактного сопротивления являются аналогичны измерениям, которые мы провели на монолитных образцах из керамического стекла и частично стабилизированного диоксида циркония.

Теплопроводность k для трех пар из трех испытуемых образцов оксида магния по толщине.

Удельное тепловое контактное сопротивление R T для трех пар из трех испытанных образцов оксида магния различной толщины.

Таблица 1

Экспериментальные значения теплопроводности k для трех пар данных из трех толщин образцов оксида магния, указанных в квадратных скобках

05 447,8 9107 9107 9107 9107 9305 9307 9107 9305 9107 8,9
T k k k
Температура [2.59 мм и 5,04 мм] [2,59 мм и 7,64 мм] [5,04 мм и 7,64 мм]
(K) (Вт · м -1 · K -1 ) (Вт · м −1 · K −1 ) (Вт · м −1 · K −1 )
397,8 29,4 26,6 26,8 26,4
497.8 23,8 24,3 23,4
548,1 21,6 22,3 20,9
598,4 19,6 598,4 19,6
18,1
698,5 16,6 17,1 16,1
748,4 15,3 15,4 15,2
71 14,3 14,4 14,3
847,6 13,1 13,2 13,0
897,3 12,3 897,3 12,3 11,6
997,2 11,1 11,3 11,0
1046,9 10,5 10,6 10,4
10966 10,0 10,1 9,8
1146,2 9,5 9,6 9,4
1195,4 8,9 8,6
1292,4 8,0 7,3 8,9

Данные по теплопроводности, полученные в результате этих экспериментов, хорошо согласуются с данными, найденными в литературе [1,3,4].Небольшие отклонения могут возникать из-за разного размера зерен в поликристаллическом материале и особенно из-за примесей. Чистоту репрезентативного образца проверяли с помощью энергодисперсионной спектрометрии (EDS) с образцами как с растровым электронным микроскопом (SEM), так и с аналитическим электронным микроскопом (AEM). Анализ с помощью SEM показал в основном сильные пики магния. Однако были обнаружены пятна, на которых были обнаружены примеси алюминия, иттрия и кальция. Характерные рентгеновские карты показали, что примеси распределены по всему образцу случайным образом.Анализ AEM показал аналогичные результаты, но обеспечивает более высокое разрешение пиков. показывает AEM-спектры пятна, показывающего примеси. Пики меди и углерода получены из медной сетки с углеродным покрытием, используемой для удержания заземленного образца в AEM. Основываясь на приблизительном анализе пиков и количества обнаруженных пятен с примесями по сравнению с количеством обнаруженных без примесей, мы оцениваем общую массовую долю примесей примерно в 1%. Даже такое небольшое количество может изменить термическое поведение материала, такого как оксид магния, который имеет простую кристаллическую структуру [8].Анализ всех данных по теплопроводности, полученных в результате этих экспериментов, дает в результате линию наилучшего соответствия среди простых функций функции обратной температуры. показывает сравнение наших подобранных данных и обратной температуры с рекомендованными литературными значениями для оксида магния [3], скорректированными до плотности 93% от теоретического значения с использованием соотношения [4]:

kporous = kdense (1 – P),

(2)

где k пористый — теплопроводность пористого образца, P — пористость образца и k плотный — теплопроводность плотного материала.Полученные здесь экспериментальные результаты согласуются с рекомендованными в литературе значениями в пределах совокупной заявленной неопределенности литературных значений и стандартной неопределенности этих экспериментов. приведены средние экспериментальные значения и литературные значения [3]. Литературные значения приведены для интервала 100 К, приведенного в тулукском [3]. Температурная зависимость наших результатов немного отличается от рекомендованных в литературе значений.

Анализ с помощью аналитического электронного микроскопа (АЭМ) пятна в образце оксида магния, который показывает характерные примеси.

Сравнение результатов теплопроводности для наших средних экспериментальных данных и литературных значений [3], включая кривые обратной температуры для каждого.

Таблица 2

Средние экспериментальные и сравнительные литературные значения теплопроводности k оксида магния с плотностью 93% от теоретического значения 3,581 г · см −3 [3]

650

05 1050
Температура Экспериментальное, среднее Литература
(K) (Вт · м −1 · K −1 ) (Вт · м −1 · K −1 )
400 29.4 33,0
450 26,6
500 23,8 24,9
550 21,6 21,6 18,3
700 16,6 15,3
750 15,3
800 14.3 12,5
850 13,1
900 12,3 10,4
950 11,7 10,5
1100 10,0 7,9
1150 9,5
1200 8.9 7,2
1250 8,3
1300 8,1 6,8

Согласно теории теплопроводности твердых тел, обратная проводимость Температура Дебая материала [4, 7]. Температура Дебая оксида магния составляет около 750 К [9]. Отдельная подгонка наших средних экспериментальных данных и рекомендованных литературных значений от 750 K до 1300 K с использованием функции обратной температуры статистически показывает, что наши данные соответствуют немного лучше, чем рекомендуемые литературные значения.Стандартная неопределенность подгонки обратной температуры к литературным значениям составляет 0,12, тогда как средние экспериментальные результаты имеют стандартную неопределенность для той же функции 0,06 [6]. Поскольку аппроксимация расширяется до более низких и более низких температур, наши экспериментальные данные по-прежнему хорошо соответствуют функции обратной температуры, тогда как рекомендованные в литературе значения соответствуют этой функции с возрастающей неопределенностью.

4. Выводы

Мы измерили теплопроводность поликристаллического оксида магния, используя абсолютный стационарный метод.Электропроводность измерялась в диапазоне температур от 400 К до 1300 К. Насколько нам известно, это единственное абсолютное стационарное измерение теплопроводности в этом температурном диапазоне.

Были использованы образцы трех разных толщин, чтобы мы могли проанализировать данные в трех разных парах, чтобы решить для двух неизвестных в уравнении. (1), теплопроводность к и удельное тепловое контактное сопротивление R T . Результаты подтверждают работу и точность нашего устройства и нашего метода анализа данных, поскольку данные соответствуют стандартной неопределенности измерения.Результаты хорошо согласуются с принятыми в литературе значениями и, исходя из теоретических соображений [4, 8], по крайней мере так же хороши, как рекомендованные в литературе значения для поликристаллического оксида магния.

Биография

Об авторах: Эндрю Дж. Слифка и Б. Джеймс Филла — инженеры-исследователи материалов, а Джон М. Фелпс — физик из отдела надежности материалов Лаборатории материаловедения и инженерии NIST . Национальный институт стандартов и технологий является агентством Управления технологий США.S. Министерство торговли.

5. Ссылки

1. Пауэлл Р. У., Хо Си, Лили, PE. Теплопроводность выбранных материалов. Типография правительства США; Вашингтон: 1966. Серия национальных стандартных справочных данных — Национальное бюро стандартов 8; С. 93–96. [Google Scholar] 2. Filla BJ. Стационарный высокотемпературный прибор для измерения теплопроводности керамики. Rev Sci Instrum. 1997. 68 (7): 2822–2829. [Google Scholar] 3. Тулукян Ю.С., Пауэлл Р.В., Хо С.Й., Клеменс П.Г. Теплофизические свойства вещества: ряд данных TPRC.Vol. 2. Пленум-пресс; Нью-Йорк: 1970. С. 158–167. [Google Scholar] 4. Чарват FR, Kingery WD. Теплопроводность: XIII, влияние микроструктуры на проводимость однофазной керамики. J Am Ceram Soc. 1957. 40 (9): 306–315. [Google Scholar] 5. Ежегодная книга стандартов ASTM. Vol. 4.06. ASTM; Филадельфия: 1996. С. 20–31. [Google Scholar] 6. Тейлор Б.Н., Куйятт С.Е. Рекомендации по оценке и выражению неопределенности результатов измерений NIST. 1994. стр. 20. (Техническая записка NIST 1297). [Google Scholar] 7.Лиде Д.Р., редактор. Справочник по химии и физике. 74-е изд. CRC Press; Бока-Ратон, Флорида: 1993. С. 4–72. [Google Scholar] 8. Kingery WD, Bowen HK, Uhlmann DR. Введение в керамику. 2-е изд. Wiley; Нью-Йорк: 1976. С. 615–622. [Google Scholar] 9. Грей Д.Е., редактор. Справочник Американского института физики. Макгроу-Хилл; Нью-Йорк: 1957. С. 4–47. [Google Scholar]

Какие металлы лучше всего проводят тепло?

Теплопроводность измеряет способность металла проводить тепло. Это свойство различается в зависимости от типа металла, и его важно учитывать в приложениях, где часто встречаются высокие рабочие температуры.

В чистых металлах теплопроводность остается примерно такой же при повышении температуры. Однако в сплавах теплопроводность увеличивается с температурой.

Какие металлы лучше всего проводят тепло?

Обычные металлы, ранжированные по теплопроводности
Рейтинг Металл Теплопроводность [БТЕ / (ч · фут⋅ ° F)]
1 Медь 223
2 Алюминий 118
3 Латунь 64
4 Сталь 17
5 бронза 15

Как видите, из наиболее распространенных металлов медь и алюминий обладают самой высокой теплопроводностью, а сталь и бронза — самой низкой.Теплопроводность — очень важное свойство при выборе металла для конкретного применения. Поскольку медь является отличным проводником тепла, она хороша для теплообменников, радиаторов и даже днища кастрюль. Поскольку сталь плохо проводит тепло, она подходит для использования в высокотемпературных средах, таких как двигатели самолетов.

Вот некоторые важные области применения, в которых требуются металлы, хорошо проводящие тепло:

  • Теплообменники
  • Радиаторы
  • Посуда

Теплообменники

Теплообменник — это обычное применение, где важна хорошая теплопроводность.Теплообменники выполняют свою работу, передавая тепло для нагрева или охлаждения.

Медь — популярный выбор для теплообменников в промышленных объектах, систем кондиционирования воздуха, охлаждения, резервуаров для горячей воды и систем теплых полов. Его высокая теплопроводность позволяет теплу быстро проходить через него. Медь имеет дополнительные свойства, желательные для теплообменников, включая устойчивость к коррозии, биологическому обрастанию, нагрузкам и тепловому расширению.

Алюминий также может использоваться в некоторых теплообменниках как более экономичная альтернатива.

Теплообменники обычно используются в следующих ситуациях:

Промышленные объекты

Теплообменники на промышленных объектах включают ископаемые и атомные электростанции, химические предприятия, опреснительные установки и морские службы.

На промышленных предприятиях медно-никелевый сплав используется для изготовления труб теплообменника. Сплав имеет хорошую коррозионную стойкость, что защищает от коррозии в морской среде. Он также обладает хорошей устойчивостью к биологическому обрастанию, чтобы избежать образования водорослей и морского мха.Алюминиево-латунный сплав имеет аналогичные свойства и может использоваться как альтернатива.

Солнечные системы термального водоснабжения

Солнечные водонагреватели — это экономичный способ нагрева воды, в котором для передачи солнечной тепловой энергии воде используется медная трубка. Медь используется из-за ее высокой теплопроводности, устойчивости к воздушной и водной коррозии и механической прочности.

Газовые водонагреватели

Газо-водяные теплообменники передают тепло, вырабатываемое газовым топливом, воде.Они распространены в жилых и коммерческих котлах. Для газовых водонагревателей предпочтительным материалом является медь из-за ее высокой теплопроводности и простоты изготовления.

Принудительное воздушное отопление и охлаждение

Тепловые насосы, использующие воздух, давно используются для отопления жилых и коммерческих помещений. Они работают за счет теплообмена воздух-воздух через испарители. Их можно использовать в дровяных печах, котлах и печах. Опять же, медь обычно используется из-за ее высокой теплопроводности.

Радиаторы

Радиаторы — это теплообменник, передающий тепло, выделяемое электронным или механическим устройством, в движущуюся охлаждающую жидкость. Жидкость отводит тепло от устройства, позволяя ему остыть до желаемой температуры. Используются металлы с высокой теплопроводностью.

В компьютерах

радиаторы используются для охлаждения центральных процессоров или графических процессоров. Радиаторы также используются в мощных устройствах, таких как силовые транзисторы, лазеры и светодиоды (светодиоды).

Радиаторы предназначены для увеличения площади поверхности, контактирующей с охлаждающей жидкостью.

Алюминиевые сплавы являются наиболее распространенным материалом для теплоотвода. Это потому, что алюминий стоит меньше меди. Однако медь используется там, где требуется более высокий уровень теплопроводности. В некоторых радиаторах используются комбинированные алюминиевые ребра с медным основанием.

Посуда

Металл с хорошей теплопроводностью чаще используется в быту в посуде. Когда вы разогреваете еду, вы не хотите ждать весь день.Вот почему медь используется для изготовления дна высококачественной посуды, потому что металл быстро проводит тепло и равномерно распределяет его по своей поверхности.

Однако, если у вас ограниченный бюджет, вы можете использовать алюминиевую посуду в качестве альтернативы. Для разогрева еды может потребоваться немного больше времени, но ваш кошелек будет вам благодарен за это!

Металлические Супермаркеты

Metal Supermarkets — крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 100 магазинами в США, Канаде и Великобритании.Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: низкоуглеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминий, инструментальная сталь, легированная сталь, латунь, бронза и медь.

У нас в наличии широкий ассортимент форм, включая стержни, трубы, листы, пластины и многое другое. И мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 100+ офисов по всей Северной Америке сегодня.

Теплопроводность | TORELINA ™ | ТОРЕЙ ПЛАСТИК

Техническая информация | Тепловые свойства | Теплопроводность

Явления теплопередачи, которые заставляют объекты, подверженные разнице температур, принимать однородную температуру, в основном подразделяются на теплопроводность, конвекцию и излучение, в зависимости от состояния пути потока, по которому течет тепло, и других факторов. Теплопроводность — это явление, при котором тепло перемещается через твердый или неподвижный газ (или жидкость).Теплопроводность — это свойство, указывающее на легкость, с которой тепло может проходить через твердое тело, такое как формованное изделие. Носители (среды) для переноса тепла включают свободные электроны, колебания решетки и колебания молекул. Эффект теплопередачи свободных электронов очень высок, поэтому такие металлы, как алюминий и медь, обладают высокой теплопроводностью. С другой стороны, пластмассовые материалы, такие как TORELINA, являются изоляционными материалами, которые не имеют свободных электронов, поэтому имеют более низкую теплопроводность, чем металлы, и превосходят их по своим теплоизоляционным свойствам.

Ⅰ. Измерение теплопроводности

Существуют различные методы измерения теплопроводности твердого тела. Их можно разделить на стационарные методы, при которых температура образца является постоянной, а теплопроводность определяется количеством (тепловой поток, Вт / м 2 ), которое проходит через единицу поперечного сечения. площадь в единицу времени и нестационарные методы, в которых теплопроводность определяется по скорости распространения тепла через образец (коэффициент температуропроводности, м 2 S -1 ).В последнее время чаще всего используются нестационарные методы, с помощью которых можно быстро получить измерения. Эти методы включают метод лазерной вспышки и метод горячего диска. Теплопроводность можно определить, используя плотность образца и удельную теплоемкость при температуре измерения в дополнение к температуропроводности, определенной нестационарным методом, в соответствии с формулой 6.1. Обычно для измерения теплопроводности используется плоская пластина, так что с помощью стационарного метода и метода лазерной вспышки можно определить теплопроводность в направлении толщины, а с помощью метода горячего диска можно определить теплопроводность в плоском направлении. в дополнение к этому по толщине.Существует еще один метод, с помощью которого теплопередачу фактического формованного продукта проверяют визуально с помощью термографии, которая анализирует инфракрасные лучи, испускаемые формованным продуктом, и затем выражается в диаграмме распределения температуры.

Ⅱ. Теплопроводность TORELINA

Коэффициент теплопроводности TORELINA в направлении толщины, определенный стационарным методом, приведен в таблице. 6.3. Армированный ППС имеет более высокую теплопроводность, чем неармированный ППС.Армирование из стекловолокна и минерального наполнителя имеет более высокую теплопроводность, чем полимер PPS, поэтому теплопроводность различается в зависимости от типа и содержания добавленного армирования.

Таблица. 6.3 Теплопроводность TORELINA (устойчивый метод, 80 ℃)

Арт. шт. Армированный стекловолокном Стекло + наполнитель армированное Улучшение эластомера Неармированный
A504X90 A604 A310MX04 A610MX03 A673M A575W20 A495MA1 A900 A670T05
Теплопроводность
(направление толщины)
Вт / м ・ K 0.3 0,3 0,5 0,5 0,3 0,3 0,4 0,2 0,2

Ⅲ. PPS

с высокой теплопроводностью

PPS с высокой теплопроводностью подходит для продления срока службы электрических и электронных компонентов, таких как системы светодиодного освещения, а также для проектирования теплового излучения в таких целях, как снижение потерь энергии в обмотках, используемых в автомобильных двигателях.TORELINA предлагает линейку TORELINA H501B, электропроводящего типа, теплопроводность которого значительно улучшена по сравнению с обычным PPS, и H718LB, который сохраняет свои изоляционные свойства. (Таблица 6.4)

Таблица. 6.4 PPS с высокой теплопроводностью (23 ℃)

Арт. Направление измерения шт. Армированный стекловолокном Высоконаполненная PPS с высокой теплопроводностью Метод измерения
Тип изоляции Тип электропроводящего
A504X90 A310MX04 H718LB H501B
Теплопроводность Плоское направление Вт / м ・ K 0.4 0,7 1,0 10,0 Метод горячего диска
Объемное сопротивление Ом ・ м 2 × 10 14 1 × 10 14 5 × 10 13 5 × 10 0

Рис. 6.7 Термографический анализ

При термическом анализе с использованием термографии (рис.6.7) источник тепла (3,4 Вт) размещается в центре плоской пластины (80 × 80 × 3 мм t), а наблюдение ведется с противоположной стороны. На рис. 6.8 сравниваются графики распределения температуры, полученные при нагревании обычных марок PPS, армированных стекловолокном (A504X90), и марок PPS с высокой теплопроводностью (H501B и H718LB) в течение пяти минут. Можно видеть, что для марки PPS, армированной стекловолокном, которая имеет низкую теплопроводность, тепло от источника тепла трудно рассеивать, образуя горячую точку, тогда как для марок PPS с высокой теплопроводностью тепло распространяется в окружающую среду, тем самым ограничивая размер горячей точки.

Рис. 6.8 Распределение температуры высокотеплопроводных марок PPS (термография)

FireBID

Эта база данных представляет собой небольшую коллекцию термических свойств материалов, используемых для создания обычных предметов, используемых в домашних хозяйствах и офисах. Тепловые свойства, которые имеют отношение к поведению при пожаре, включают теплопроводность (k), массовую плотность (ρ), удельную теплоемкость (Cp), а для материалов, которые могут подвергаться термической деградации (т.е., пиролиз) теплота газификации (Lg) и температура воспламенения (Tig).

База данных разбита на четыре категории в соответствии с типами материалов: (1) Металлы, (2) Пластмассы, (3) Древесина и (4) Разное. Для каждой записи тепловые свойства при комнатной температуре и / или температуре воспламенения были собраны из различных источников. Некоторые материалы могут иметь несколько записей из-за различий в оценках тепловых свойств от одного источника к другому.

Различия в разных источниках иллюстрируют сложность определения точных значений для k, ρ, Cp, Lg и Tig.Для сложных материалов эти свойства следует рассматривать как эффективные. Кроме того, эти свойства могут значительно изменяться с температурой.

Методы оценки тепловых свойств
Термические свойства при температуре воспламенения определяются либо посредством температурной поправки к свойствам, определенным при комнатной температуре, либо путем анализа данных конического калориметра. Пример подхода с поправкой на температуру предоставлен Харпером (1); в данном документе тепловая инерция при температуре воспламенения рассчитывается как тепловая инерция при комнатной температуре, умноженная на отношение комнатной температуры к температуре воспламенения:
(1)
Пример подхода на основе конического калориметра представлен Hopkins & Quintiere (2) и Spearpoint & Quintiere (3).Hopkins & Quintiere (2) проводят анализ данных конического калориметра, полученных для различных значений теплового потока излучающей панели, чтобы предсказать k, ρ, Cp, Lg и Tig для негорючих материалов. Spearpoint & Quintiere (3) распространяют метод, предложенный Hopkins & Quintiere, на случай обугливания материалов.

Метод Хопкинса и Квинтьера
В методе Хопкинса и Квинтьера используются данные испытаний конического калориметра в сочетании с простой теорией теплопередачи для определения тепловых свойств термически разлагающихся твердых тел.Отправной точкой анализа является одномерное уравнение теплопроводности:
(2)
где коэффициент температуропроводности, α, считается постоянным. Предполагается, что конвективный и радиационный теплообмен между твердым образцом и окружающим газом происходит на поверхности материала. Перед началом пиролиза можно написать:
(3)

где k — теплопроводность [Вт / м-К]
— чистый поверхностный тепловой поток [Вт / м2]
ε — коэффициент излучения [1.0]
— Внешний тепловой поток [Вт / м2]
hc — Коэффициент конвективной теплопередачи [10 Вт / м2-К]
T — Температура твердого тела [K]
To — Температура окружающего газа [ 293 K]
σ — постоянная Стефана Больцмана [5,67 x 10-8 Вт / м2-K4]
α — коэффициент температуропроводности [м2 / с]

Глубина нагретого слоя внутри материала известна как глубина проникновения δ.Глубина проникновения определена приблизительно:
(4)
Предполагая, что газификация происходит на твердой поверхности и при фиксированной температуре, называемой температурой воспламенения Tig, а также предполагая, что твердый образец имеет термическую толщину, время воспламенения может быть выражено как:
(5)
где r — Массовая плотность [кг / м3]
— Удельная теплоемкость [Дж / кг-К]

Температура воспламенения связана с критическим внешним тепловым потоком, необходимым для возникновения воспламенения; этот критический тепловой поток равен:
(6)
Также, манипулируя уравнениями 3 и 5, получается следующее соотношение:
(7)
После начала пиролиза уравнение 3 изменяется следующим образом:
(8)
(9)
где Tv = Tign, ​​а чистый тепловой поток равен:
(10)
с,
— Тепловой поток пламени [Вт / м2]
Использование данных конического калориметра с теорией
Чтобы определить тепловые свойства данного материала, необходимо провести несколько испытаний конического калориметра при различных значениях теплового потока излучающей панели.Предполагается, что перед испытанием известны массовая плотность и температуропроводность материала. Массовая плотность просто получается из измерения веса. Во время испытаний регистрируются скорость потери массы, время до возгорания и тепловой поток излучаемой панели. На рисунке 1 показано типичное изменение величины, обратной корню квадратному из времени воспламенения, в зависимости от теплового потока излучаемой панели.

Рисунок 1 — Корень, обратный квадратному корню из времени воспламенения в зависимости от теплового потока излучаемой панели (2)

Точка, в которой наиболее подходящая прямая пересекает ось x, дает оценку критического теплового потока материала.С этой оценкой критического теплового потока температура воспламенения Tig может быть рассчитана с использованием уравнения 6. Наконец, используя температуру воспламенения и наклон линейной аппроксимации на рисунке 1, тепловую инерцию kρc можно рассчитать с помощью уравнения 7.
После определения тепловой инерции теплопроводность (k) и удельная теплоемкость (Cp) могут быть рассчитаны с использованием заранее определенных значений массовой плотности и температуропроводности.
Кроме того, на рисунке 2 показано типичное изменение скорости потери массы топлива в зависимости от теплового потока излучающей панели.

Рисунок 2 — Коэффициент потери массы топлива в зависимости от теплового потока излучающей панели (2)

В устойчивом состоянии правая часть уравнения 9 равна нулю, и можно записать:
(11)
Обратный наклон линейной аппроксимации на рисунке 2 дает оценку теплоты газификации.
Ссылки
1. Харпер, Чарльз А. Справочник строительных материалов для противопожарной защиты. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 2004. ISBN.
2. Hopkins Jr., D. and J.G. Квинтьер. Горючие свойства материалов и прогнозы для термопластов. Журнал пожарной безопасности. 1996, 26.
3. Spearpoint, MJ и Quintiere, JG. Прогнозирование пилотируемого воспламенения древесины в конусном калориметре с использованием интегральной модели — влияние породы, ориентации зерен и теплового потока. Журнал пожарной безопасности. №4 июня 2001 г., т. 36.

Свойства при ~ 300 K

Недвижимость на Тиг

Материал

Тиг

к

ρ

КП

(kρCp) К

LG

к

ρ

КП

(kρCp) Тиг

LG

Номер ссылки

[К]

[Вт / м-К]

[кг / м3]

[кДж / кг-К]

[кДж2-с-м-4-К-2]

[МДж / кг]

[Вт / м-К]

[кг / м3]

[кДж / кг-К]

[кДж2-с-м-4-К-2]

[МДж / кг]

МЕТАЛЛЫ
Алюминий

205

13

Алюминий 6061

167

2700

0.896

404.006

8

Алюминий 7075

130

2800

0,841

306.124

8

Алюминий, дюралюминий (4% Cu 0,5% Mg)

775

177

2770

0,875

429.004

6

Алюминий, дюралюминий (4% Cu 0,5% Mg)

164

2787

0,883

403,591

8

Алюминий чистый

933

237

2702

0.903

578,258

6

Алюминий чистый

237

2707

0,905

580.611

8

Нержавеющая сталь, AISI 304

1670

14,9

7900

0,477

56.148

6

Нержавеющая сталь, AISI 304

13.8

8000

0,4

44,16

8

Нержавеющая сталь, AISI 316

13,4

8238

0.468

51.662

6

Нержавеющая сталь, AISI 316

13,5

8000

0,46

49.68

8

Нержавеющая сталь, AISI 347

14,2

7978

0,48

54,378

6

Нержавеющая сталь, AISI 347

15

8000

0.42

50,4

8

Нержавеющая сталь, AISI 410

25

7700

0,46

88.55

8

Сталь

50,2

13

Сталь, 0.5% С

54

7833

0,465

196.687

8

Сталь, 1% C

43

7801

0.473

158,665

8

Сталь, 1,5% C

36

7753

0,486

135.646

8

Сталь, AISI 1010

63,9

7832

0,434

217.202

6

Сталь, AISI 1010

64

7830

0.434

217.486

8

Сталь, гладкая

60,5

7854

0,434

206.222

6

ПЛАСТИКИ
Нейлон

653

1169

2.4

0,33

1169

2,3

0,87

3,8

5

Полиэстер

680

0,2 ​​

1345

1.15

0,59

1,3

4

Полиэтилен

573

955

0,638

2.3

0,64

955

3

1,8

3,6

5

Полиэтилен

1,9–2,3

1.9-2,3

11

Полиэтилен, пена

1,55

1,55

4

Полиэтилен, HD

653

0.43

959

2

0,82

2.30

1,8

2.30

4

Полиэтилен, LD

650

0.38

925

1,55

0,54

1,80

1,2

1,80

4

Полиэтилен, MD

635

0.4

929

1,7

0,63

1,3

4

Полиметилметакрилат

453

1190

0.339, 0,365

1,6

0,43

1190

4,1

2,1

2,8

5

Полиметилметакрилат

578

2.12

9

Полиметилметакрилат

1,4–1,6

11

Полипропилен

640

0.15

880

1.88

0,25

2,00

0,53

2,00

4

Полипропилен

483

0.38

900

6,3

0,367

2

900

2,2

3,1

5

Полипропилен

578

2.15

7

Полипропилен

1,4-2

1,4-2

11

Полистирол

693

1.17

3

Полистирол

629

0,14

1045

1,25

0,18

1.60

0,39

1,60

4

Полистирол

0,033

1,7–2,2

1.7-2,2

11,13

Пенополистирол

649

0,58

1,3–1,9

1,3–1,9

1,11

Полиуретан

0.02

13

Полиуретан, гибкий

651

1.95

1,95

4

Полиуретан, жесткий

651

0,19

1100

1,76

0,37

3.25

0,78

3,25

4

Поливинилхлорид

688

1,31

2

Поливинилхлорид

3.1

3,1

11

Жесткий пенополиуретан

643

0,04

1

Жесткий пенополиуретан

1.2-5,6

1,2-5,6

11

Твердая резина

0,16

1190

6

Резина, мягкая

0.13

1100

2,01

0,287

6

SBR

664

0,17

1100

1.88

0,35

2.30

0,78

2.30

4

тефлон

0,35

2200

6

ЛЕС
~ ДРЕВЕСИНА ~
Ясень

0.15-1,3

740

8

Бальза

0,055

1740

6

Бальза

0.05

100

8

Твердая древесина

0,16

720

1,255

0.145

3,068

6,4

красное дерево

0,16

700

8

Дуб

0.17

545

2.385

0,221

6

дуб

0,1-0,4

600

2.39

8

Духовка Дуб сухой

574

0.45

12

Дуб красный

5,1-9,5

5,1-9,5

10

Ясень викторианский

2.57

14

Блэкбатт

2,54

14

~ МЯГКОЕ ДЕРЕВО ~
Кипарисовик

0.097

465

6

Дуглас Фир

4,6-8,4

4.6-8,4

10

Дугласская пихта, фанера

0,12

550

1,2

0,079

8

Ель

0.11

415

2,72

0,124

6

Ель

0,12

600

2.72

0,196

8

Духовка для сушки пихты Дугласа

623

0.16

7

ДСП

0,14

800

1,3

0,146

8

смола сосна

0.14

450

8

Хвойная древесина

0,12

510

1,38

0.084

1,8

2,555

6,4

Ель

0,11

4410

8

Сосна белая

0.11

435

6

Сосна желтая

0,15

640

2,805

0.269 ​​

6

Западный красный кедр

3.27

14

Редвуд

3,14

14

Сосна лучистая

3.22

14

Дуглас Фир

2,64

14

~ РАЗНОЕ. ДЕРЕВО ~
Гипсокартон

0.17

800

6

ДСП, HD

0,17

1000

1.3

0,221

6

ДСП, LD

0,078

590

1,3

0.060

6

Фанера

0,12

545

1,215

0,079

6

Дерево

0.12-0,04

13

РАЗНОЕ.
Акустическая плитка

0,058

290

1.34

0,023

6

Хлопок

0,06

80

0,13

0,001

6

Стекловолокно

0.04

13

Стекло

0,8

13

Стекло, тарелка

1.4

2225

0,835

2,601

6

Стекло, Pyrex

1,4

2500

0.75

2,625

6

Кожа

0,159

998

6

Бумага

0.18

930

1,34

0,224

6

Парафин

0,24

900

2.89

0,624

6

Хладагент, R134a

80,3

1198

1,432

137.758

6

Хладагент, R22

82,6

1183

1,265

123.610

6

Войлок шерстяной

0.04

13


Tig — Температура воспламенения
(kρCp) To — Тепловая инерция при комнатной температуре, To.Используйте типовые значения k, ρ, Cp.
(kρCp) Tig — тепловая инерция при температуре воспламенения, Tig. (См. Ссылки 4, 5 или 10, чтобы определить используемый метод.)
Lg — Теплота газификации. Измерено экспериментально. Lg является обратной величиной крутизны скорости потери массы на единицу площади поверхности в зависимости от внешнего теплового потока.

. . .
Каталожный номер

1

Клири, Т.и Дж. Квинтьер. Характеристики воспламеняемости пенопластов. NISTIR 4664. Гейтерсбург, доктор медицины: Национальный институт стандартов и технологий, 1991.

2

Диллон, С. Анализ испытаний помещения / угла по ISO 9705: моделирование, корреляции и измерения теплового потока. Колледж-Парк, Мэриленд: Университет Мэриленда, 1998.

3

Длугогорский, Б., Д.Папа, р. Могтадери, Э. Кеннеди и Дж. Лукас. Огненные свойства австралийского эвкалипта. Представлено на 4-й Международной научной конференции «Древесина и пожарная безопасность», Высокие Татры, Словацкая Республика, 2000.

4

Харпер, Чарльз А. Справочник строительных материалов для противопожарной защиты. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 2004.

5

Хопкинс-младший, Д.и Дж. Квинтьер. «Огнестойкие свойства материалов и прогнозы для термопластов». Журнал пожарной безопасности, 1996, Том 16. С. 197-206.

6

Incropera, F., D. DeWitt, T. Bergman и A. Lavine. Основы тепломассообмена, 6-е издание. Джон Вили и сыновья, 2007.

7

Янссенс, М. Теплофизические свойства древесины и их роль в росте возгорания в ограждающих конструкциях.Гент, Бельгия: Гентский университет, 1991.

8

Линхард IV, Джон Х. и Джон Х. Линхард В. Учебник по теплопередаче, 3-е издание. Кембридж: Phlogiston Press, 2006.

9

Quintiere, J. and M. Harkleroad. Новые концепции измерения свойств распространения пламени. НБСИР 84-2943. Гейтерсбург, Мэриленд: Национальное бюро стандартов, 1984.

10

Spearpoint, M. and J. Quintiere. «Прогнозирование экспериментального воспламенения древесины в конусном калориметре с использованием интегральной модели: влияние видов, ориентации зерен и теплового потока». Журнал пожарной безопасности, 2001, том 36, стр. 391-415.

11

Тьюарсон, А. «Выработка тепла и химических соединений в огне». Справочник SFPE по технике противопожарной защиты, 3-е издание.П. ДиНенно, Под ред. Куинси, Массачусетс: NFPA, 2002, раздел 3, глава 4, стр. 82-161.

12

Тран, Х. и Р. Уайт. «Скорость горения твердой древесины, измеренная калориметром потребления кислорода». Огонь и материалы, 1992, т. 16. С. 197-206.

13

Young, Hugh D. University Physics, 7-е издание, Addison Wesley, 1992.

14

Janssens, Marc.Конусный калориметр для измерения теплоты газификации древесины. Интерфлам 93 года. Лондон: Interscience Communications Limited, 1993.

Свойства углеродного волокна-теплопроводность

Эта статья о теплопроводности находится в стадии разработки. Доступная информация сбивает с толку и иногда противоречит. Я пытаюсь использовать первичные исследования для получения информации, но это тяжелое чтение, и я просто не всегда их понимаю.Новая информация появляется постоянно, как и новые продукты. Наслаждаться!

Углеродное волокно и другие материалы на основе углерода разрабатываются для замены других более традиционных теплопроводных материалов.

Что подразумевается под ТЕПЛОВОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ?

Теплопроводность — это способность материала проводить тепло. Количественно это определяется законом теплопроводности Фурье:

Когда внутри тела существует температурный градиент, тепловая энергия будет течь из области высокой температуры в область низкой температуры.Это явление известно как теплопроводность и описывается законом Фурье.

Передача тепла через материалы с высокой теплопроводностью происходит с большей скоростью, чем через материалы с низкой теплопроводностью . Другими словами, материалы с высокой проводимостью проводят тепло лучше, чем материалы с высоким тепловым сопротивлением , которые используются в качестве теплоизоляторов.

Единицы теплопроводности

В британских единицах теплопроводность измеряется в БТЕ / (ч · фут · F).

В единицах СИ (Международная система единиц, метрическая система) он измеряется в ваттах на метр кельвин (Вт · м-1 · K-1).

Несколько отраслей промышленности занимаются теплопроводностью и сопротивлением материалов, и для удовлетворения их потребностей были разработаны различные шкалы. Так, строители используют R-value для оценки изоляционных материалов, в то время как швейная промышленность использует togs и clo для определения изоляционных свойств текстиля.

Как отводится тепло?

У неметаллов и металлов разная теплопроводность.

В металлах проводимость в основном обусловлена ​​свободными электронами. Это причина того, что металлы с высокой электропроводностью также обладают высокой теплопроводностью. Теплопроводность может изменяться при изменении температуры, часто снижаясь при повышении температуры.

Теплопроводность неметаллов в первую очередь обусловлена ​​колебаниями решетки (фононами). За исключением кристаллов высокого качества при низких температурах, особой разницы нет, а теплопроводность остается примерно постоянной.

Сравнение теплопроводности различных материалов.

Единицы измерения в этой таблице: Вт / м * K для проводимости и г / см (3) для плотности.

Примечание. Следующая таблица предназначена только для сравнения. Теплопроводность будет варьироваться в зависимости от химического состава, типов древесины, кристаллической структуры, методов измерения, расположения волокон, температурного градиента, исходных материалов. Он представлен, чтобы показать относительную проводимость материалов.Углеродное волокно в его различных формах настолько разнообразно, что просто невозможно перечислить его без пояснений, поэтому теплопроводность углеродного волокна редко встречается в таблице.

МАТЕРИАЛ ПРОВОДИМОСТЬ ПЛОТНОСТЬ
Алюминий 210 2,71
Латунь (70Cu-30Zn) 115 8.5
Медь 398 8,94
Золото 315 19,32
Серебро 428 10,49
Алмаз 2500 3,51
Графит (пиролитический, некоторые плоскости) 300-1500 1,3-1,95
Графен (теоретический) 5020 н / д
Углеродная нанотрубка (теоретическая) 3500 НЕТ
Углеродное волокно 21-180 1.78
MP с высоким модулем упругости
Углеродное волокно с мезофазным шагом
в направлении волокон
500 1,7
Кремний 141 2,33
Эпоксидный 0,5–1,5 1,11-1,4
Углеродное волокно в эпоксидной смоле 5-7 в плоскости .5-.8 поперечный 1,11-1,4
Воздух (неподвижный) 0.026 н / д
Стекло 0,93 2,3
Утюг 80 6,98
Дерево 0,15 0,6
Пенополистирол 0,03 н / д
Минеральная вата 0,04 н / д

Вот еще несколько расширенных таблиц теплопроводности: таблица теплопроводности из Википедии, таблица Engineering Toolbox — альтернативы

Я получил цифры для ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО СОБСТВЕННОСТИ УГЛЕРОДНО-ВОЛОКНО / ЭПОКСИДНЫЕ КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ из диссертации на докторскую степень в Университете Небраски.Перейдите на страницу 128, чтобы увидеть результаты, но посмотрите на процесс. Это хорошая иллюстрация того, какую работу необходимо выполнить для измерения теплопроводности неметаллических композитов.

Что такое графен?

Графен представляет собой плоский монослой атомов углерода, плотно упакованный в двумерную (2D) сотовую решетку (представьте себе миниатюрную проволочную структуру) и является основным строительным блоком для графитовых материалов. Его можно завернуть в фуллерены (другое название углеродных нанотрубок) или сложить в трехмерный графит.

Графеновая статья от Graphene Industries. Короткая читаемая страница.

Листы графена складываются в стопку графита. Листы графена были произведены недавно и являются предметом интенсивных исследований. Они пока не получили широкого распространения, но скоро появятся в ближайшей к вам отрасли!

ПРИМЕЧАНИЕ. Существует огромное количество статей и исследовательских работ по теплопроводности углеродного волокна, углеродных нанотрубок, графена. Что из этого выходит:

  • Имеется значительный диапазон измеряемых значений.Он может быть довольно низким в случае композитного углеродного волокна, измеренным по листу, или очень высоким для таких материалов, как пиролитический графит и алмаз.
  • Углеродное волокно, графит и другие производные углерода сильно различаются в зависимости от измеряемой плоскости. Вдоль волокна проводимость высокая, по отношению к плоскости проводимость сильно снижена.
    Чем выше содержание углерода в углеродных волокнах, уровень карбонизации, тем выше теплопроводность.
  • Углеродные композиты трудно измерить, потому что многое зависит от метода производства, точного состава матрицы, воздуха, расположения волокон, метода измерения, подготовки образцов.
  • Было проведено несколько экспериментов, в которых теплопроводность углеродных композитов была увеличена за счет легирования углеродными нанотрубками и другими материалами на основе углерода.
  • Поскольку технология не развита, некоторые из приведенных цифр являются теоретическими и еще не достигнуты.

Зачем нужны термальные материалы на основе углерода?

Каковы преимущества использования углеродного волокна, графита и т. Д.

Стабильность размеров

Углеродное волокно имеет преимущество перед медью и другими металлами, поскольку имеет очень низкий коэффициент теплового расширения.Когда материал нагревается, он расширяется, а затем снова сжимается при охлаждении. Это может стать серьезной проблемой, когда допуски очень важны. Примерами являются оптические системы и микроэлектроника.

Медь имеет коэффициент 16,6 (10-6 м / м · К), в то время как углеродное волокно может составлять всего 0. По этой причине медь была объединена с углеродным волокном / графитовыми материалами для создания материала со значительно меньшим коэффициентом линейной термической стойкости. расширение.

Были испытаны алюминий и углерод, но смесь образует гальваническую пару, вызывающую коррозию.Медь — лучший выбор. Коррозия не является проблемой, и фактическая теплопроводность может быть выше, чем у одной меди, если углеродное волокно сильно графитовое.

Значительно большая теплопроводность

Некоторые графиты и алмазы намного выше меди и серебра. проводимость в 5 раз больше. Обычно стоимость непомерно высока. Графит с высокой проводимостью довольно хрупок, и это является недостатком.

Вес и прочность

Углеродные материалы значительно легче металлов.Углеродное волокно также имеет более высокое соотношение прочности и веса.

Любое углеродное волокно в обычной эпоксидной смоле может подвергаться воздействию температур, которые не повредят эпоксидную матрицу. По этой причине обычные композиты имеют ограниченное применение. Была разработана высокотемпературная эпоксидная смола, но на самом деле она не очень высока. Существуют способы изготовления панелей из углеродного волокна без заделки их в эпоксидную смолу, что значительно расширяет диапазон температур. Ссылку на описание характеристик углеродных волокон с высокой термальной проводимостью см. На боковой панели.

Графит можно использовать в условиях, которые могут повредить обычные материалы. Он обладает высокой устойчивостью к коррозии и хорошими незагрязняющими свойствами. SGL Group предлагает теплообменники из графита

.

Итак … Углеродное волокно является хорошим проводником тепла?

Как обычно, ответ — «зависит от обстоятельств». Короткий ответ — НЕТ, только не тогда, когда обычное углеродное волокно состоит из обычной эпоксидной смолы и, как ожидается, будет проводить тепло по всей толщине. Если измерять теплопередачу сильно карбонизированного плоского волокна с добавлением графита или алмаза по длине волокна, оно очень хорошее и может конкурировать с медью и превосходить ее.Графит — распространенный материал для теплообменников.

Другие углеродные материалы, такие как алмаз или некоторые графиты, такие как пиролитический графит, имеют звездообразную форму и могут быть в 5 раз лучше меди.

Были проведены исследования по улучшению теплопроводности стекловолоконного композита за счет добавления графена. Было отмечено улучшение на 50%.