Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας δομικών υλικών: τι σημαίνει ο δείκτης + πίνακας τιμών

Η κατασκευή περιλαμβάνει τη χρήση οποιουδήποτε κατάλληλου υλικού.Τα κύρια κριτήρια είναι η ασφάλεια για τη ζωή και την υγεία, η θερμική αγωγιμότητα και η αξιοπιστία. Ακολουθεί η τιμή, οι αισθητικές ιδιότητες, η ευελιξία χρήσης κ.λπ.

Ας εξετάσουμε ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά των οικοδομικών υλικών - τον συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας, καθώς από αυτήν την ιδιότητα, για παράδειγμα, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό το επίπεδο άνεσης στο σπίτι.

Τι είναι το δομικό υλικό KTP;

Θεωρητικά, αλλά και πρακτικά, τα οικοδομικά υλικά, κατά κανόνα, δημιουργούν δύο επιφάνειες - εξωτερικές και εσωτερικές. Από φυσική άποψη, μια θερμή περιοχή τείνει πάντα προς μια ψυχρή περιοχή.

Σε σχέση με τα δομικά υλικά, η θερμότητα θα τείνει από μια επιφάνεια (πιο ζεστή) σε μια άλλη επιφάνεια (λιγότερο ζεστή). Στην πραγματικότητα, η ικανότητα ενός υλικού να υποστεί μια τέτοια μετάβαση ονομάζεται συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας ή στη συντομογραφία KTP.

Διάγραμμα που εξηγεί την επίδραση της θερμικής αγωγιμότητας: 1 – θερμική ενέργεια. 2 – συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας. 3 – θερμοκρασία της πρώτης επιφάνειας. 4 – θερμοκρασία της δεύτερης επιφάνειας. 5 – πάχος οικοδομικού υλικού

Τα χαρακτηριστικά του CTS βασίζονται συνήθως σε δοκιμές, όταν λαμβάνεται ένα πειραματικό δείγμα διαστάσεων 100x100 cm και εφαρμόζεται θερμικό αποτέλεσμα σε αυτό, λαμβάνοντας υπόψη τη διαφορά θερμοκρασίας δύο επιφανειών 1 βαθμού. Χρόνος έκθεσης 1 ώρα.

Αντίστοιχα, η θερμική αγωγιμότητα μετράται σε Watt ανά μέτρο ανά βαθμό (W/m°C).Ο συντελεστής συμβολίζεται με το ελληνικό σύμβολο λ.

Από προεπιλογή, η θερμική αγωγιμότητα διαφόρων υλικών για κατασκευή με τιμή μικρότερη από 0,175 W/m°C εξισώνει αυτά τα υλικά με την κατηγορία των μονωτικών.

Η σύγχρονη παραγωγή έχει κατακτήσει τεχνολογίες για την παραγωγή δομικών υλικών των οποίων το επίπεδο CTP είναι μικρότερο από 0,05 W/m°C. Χάρη σε τέτοια προϊόντα, είναι δυνατό να επιτευχθεί ένα έντονο οικονομικό αποτέλεσμα όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας.

Επίδραση παραγόντων στο επίπεδο θερμικής αγωγιμότητας

Κάθε μεμονωμένο δομικό υλικό έχει μια συγκεκριμένη δομή και έχει μια μοναδική φυσική κατάσταση.

Η βάση αυτού είναι:

• διάσταση της κρυσταλλικής δομής?
• φάση φάση της ύλης?
• βαθμός κρυστάλλωσης?
• Ανισοτροπία της θερμικής αγωγιμότητας των κρυστάλλων.
• όγκος πορώδους και δομής.
• κατεύθυνση ροής θερμότητας.

Όλα αυτά είναι παράγοντες που επηρεάζουν. Η χημική σύνθεση και οι ακαθαρσίες έχουν επίσης κάποια επίδραση στο επίπεδο του CTP. Η ποσότητα των ακαθαρσιών, όπως έχει δείξει η πρακτική, έχει μια ιδιαίτερα έντονη επίδραση στο επίπεδο θερμικής αγωγιμότητας των κρυσταλλικών συστατικών.

Τα μονωτικά δομικά υλικά είναι μια κατηγορία προϊόντων για κατασκευές, που δημιουργούνται λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιότητες του PTS, κοντά στις βέλτιστες ιδιότητες. Ωστόσο, η επίτευξη ιδανικής θερμικής αγωγιμότητας διατηρώντας παράλληλα άλλες ιδιότητες είναι εξαιρετικά δύσκολη.

Με τη σειρά του, το PTS επηρεάζεται από τις συνθήκες λειτουργίας του δομικού υλικού - θερμοκρασία, πίεση, επίπεδο υγρασίας κ.λπ.

Οικοδομικά υλικά με ελάχιστο μετασχηματιστή συσκευασίας

Σύμφωνα με έρευνες, ο ξηρός αέρας έχει ελάχιστη τιμή θερμικής αγωγιμότητας (περίπου 0,023 W/m°C).

Από την άποψη της χρήσης ξηρού αέρα στη δομή ενός οικοδομικού υλικού, χρειάζεται μια κατασκευή όπου ο ξηρός αέρας βρίσκεται μέσα σε πολυάριθμους κλειστούς χώρους μικρού όγκου. Δομικά, αυτή η διαμόρφωση αντιπροσωπεύεται με τη μορφή πολυάριθμων πόρων μέσα στη δομή.

Εξ ου και το λογικό συμπέρασμα: ένα δομικό υλικό του οποίου η εσωτερική δομή είναι ένας πορώδης σχηματισμός πρέπει να έχει χαμηλό επίπεδο CFC.

Επιπλέον, ανάλογα με το μέγιστο επιτρεπόμενο πορώδες του υλικού, η τιμή θερμικής αγωγιμότητας προσεγγίζει την τιμή της θερμικής αγωγιμότητας του ξηρού αέρα.

Η δημιουργία ενός δομικού υλικού με ελάχιστη θερμική αγωγιμότητα διευκολύνεται από μια πορώδη δομή. Όσο περισσότεροι πόροι διαφορετικών όγκων περιέχονται στη δομή του υλικού, τόσο καλύτερο CTP μπορεί να ληφθεί

Στη σύγχρονη παραγωγή, χρησιμοποιούνται διάφορες τεχνολογίες για την απόκτηση του πορώδους ενός οικοδομικού υλικού.

Συγκεκριμένα, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες τεχνολογίες:

• αφρισμός?
• σχηματισμός αερίου?
• σφράγιση νερού?
• πρήξιμο;
• εισαγωγή προσθέτων·
• δημιουργώντας ικριώματα από ίνες.

Πρέπει να σημειωθεί: ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας σχετίζεται άμεσα με ιδιότητες όπως η πυκνότητα, η θερμοχωρητικότητα και η αγωγιμότητα θερμοκρασίας.

Η τιμή θερμικής αγωγιμότητας μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο:

λ = Q / S *(T₁-Τ₂)*t,

Οπου:

• Q - Η ποσότητα της θερμότητας.
• μικρό - πάχος υλικού.
• Τ₁, Τ₂ – θερμοκρασία και στις δύο πλευρές του υλικού.
• t - χρόνος.

Η μέση τιμή της πυκνότητας και της θερμικής αγωγιμότητας είναι αντιστρόφως ανάλογη με την τιμή του πορώδους. Επομένως, με βάση την πυκνότητα της δομής του δομικού υλικού, η εξάρτηση της θερμικής αγωγιμότητας από αυτό μπορεί να υπολογιστεί ως εξής:

λ = 1,16 √ 0,0196+0,22δ² – 0,16,

Οπου: ρε – τιμή πυκνότητας. Αυτή είναι η φόρμουλα του V.P.Nekrasov, δείχνοντας την επίδραση της πυκνότητας ενός συγκεκριμένου υλικού στην τιμή του CFC του.

Η επίδραση της υγρασίας στη θερμική αγωγιμότητα των δομικών υλικών

Και πάλι, αν κρίνουμε από παραδείγματα χρήσης οικοδομικών υλικών στην πράξη, αποκαλύπτεται η αρνητική επίδραση της υγρασίας στην ποιότητα ζωής ενός οικοδομικού υλικού. Έχει παρατηρηθεί ότι όσο περισσότερη υγρασία εκτίθεται το δομικό υλικό, τόσο μεγαλύτερη γίνεται η τιμή CTP.

Με διάφορους τρόπους προσπαθούν να προστατεύσουν το υλικό που χρησιμοποιείται στην κατασκευή από την υγρασία. Το μέτρο αυτό δικαιολογείται πλήρως, δεδομένης της αύξησης του συντελεστή για τα υγρά δομικά υλικά

Δεν είναι δύσκολο να δικαιολογηθεί αυτό το σημείο. Η επίδραση της υγρασίας στη δομή ενός δομικού υλικού συνοδεύεται από ύγρανση του αέρα στους πόρους και μερική αντικατάσταση του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος.

Λαμβάνοντας υπόψη ότι η παράμετρος θερμικής αγωγιμότητας για το νερό είναι 0,58 W/m°C, γίνεται σαφής μια σημαντική αύξηση στη θερμική αγωγιμότητα του υλικού.

Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι υπάρχει μια πιο αρνητική επίδραση όταν το νερό που εισέρχεται στην πορώδη δομή είναι επιπλέον παγωμένο και μετατρέπεται σε πάγο.

Αντίστοιχα, είναι εύκολο να υπολογιστεί μια ακόμη μεγαλύτερη αύξηση της θερμικής αγωγιμότητας, λαμβάνοντας υπόψη τις παραμέτρους της θερμικής αγωγιμότητας του πάγου ίσες με 2,3 W/m°C. Αύξηση περίπου τέσσερις φορές στην παράμετρο θερμικής αγωγιμότητας του νερού.

Ένας από τους λόγους για την εγκατάλειψη της χειμερινής κατασκευής προς όφελος της θερινής κατασκευής θα πρέπει να θεωρείται ακριβώς ο παράγοντας της πιθανής κατάψυξης ορισμένων τύπων οικοδομικών υλικών και, ως εκ τούτου, η αύξηση της θερμικής αγωγιμότητας

Από εδώ γίνονται εμφανείς οι κατασκευαστικές απαιτήσεις σχετικά με την προστασία των μονωτικών οικοδομικών υλικών από την υγρασία. Εξάλλου, το επίπεδο της θερμικής αγωγιμότητας αυξάνεται σε ευθεία αναλογία με την ποσοτική υγρασία.

Ένα άλλο σημείο δεν φαίνεται λιγότερο σημαντικό - το αντίθετο, όταν η δομή του οικοδομικού υλικού υποβάλλεται σε σημαντική θέρμανση. Η υπερβολικά υψηλή θερμοκρασία προκαλεί επίσης αύξηση της θερμικής αγωγιμότητας.

Αυτό συμβαίνει λόγω της αύξησης της κινηματικής ενέργειας των μορίων που αποτελούν τη δομική βάση του δομικού υλικού.

Είναι αλήθεια ότι υπάρχει μια κατηγορία υλικών των οποίων η δομή, αντίθετα, αποκτά καλύτερες ιδιότητες θερμικής αγωγιμότητας σε λειτουργία υψηλής θέρμανσης. Ένα τέτοιο υλικό είναι το μέταλλο.

Εάν, υπό ισχυρή θέρμανση, τα περισσότερα από τα ευρέως χρησιμοποιούμενα δομικά υλικά αλλάξουν τη θερμική τους αγωγιμότητα προς αύξηση, η ισχυρή θέρμανση του μετάλλου οδηγεί στο αντίθετο αποτέλεσμα - η θερμική αγωγιμότητα του μετάλλου μειώνεται

Μέθοδοι προσδιορισμού του συντελεστή

Χρησιμοποιούνται διαφορετικές τεχνικές προς αυτή την κατεύθυνση, αλλά στην πραγματικότητα όλες οι τεχνολογίες μέτρησης ενώνονται με δύο ομάδες μεθόδων:

1. Στατική λειτουργία μέτρησης.
2. Μη σταθερή λειτουργία μέτρησης.

Η στατική τεχνική περιλαμβάνει την εργασία με παραμέτρους που παραμένουν αμετάβλητες με την πάροδο του χρόνου ή αλλάζουν σε μικρό βαθμό. Αυτή η τεχνολογία, αν κρίνουμε από πρακτικές εφαρμογές, μας επιτρέπει να υπολογίζουμε σε πιο ακριβή αποτελέσματα της CFT.

Η σταθερή μέθοδος επιτρέπει ενέργειες που στοχεύουν στη μέτρηση της θερμικής αγωγιμότητας να εκτελούνται σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών - 20 – 700 °C. Ταυτόχρονα, όμως, η σταθερή τεχνολογία θεωρείται μια εντατική και πολύπλοκη τεχνική που απαιτεί πολύ χρόνο για να εκτελεστεί.

Ένα παράδειγμα συσκευής σχεδιασμένης για τη μέτρηση της θερμικής αγωγιμότητας. Αυτό είναι ένα από τα σύγχρονα ψηφιακά σχέδια που παρέχει γρήγορα και ακριβή αποτελέσματα.

Μια άλλη τεχνολογία μέτρησης, η μη σταθερή, φαίνεται να είναι πιο απλοποιημένη, καθώς απαιτεί από 10 έως 30 λεπτά για να ολοκληρωθεί η εργασία. Ωστόσο, σε αυτή την περίπτωση το εύρος θερμοκρασίας είναι σημαντικά περιορισμένο. Ωστόσο, η τεχνική έχει βρει ευρεία εφαρμογή στον κατασκευαστικό τομέα.

Πίνακας θερμικής αγωγιμότητας οικοδομικών υλικών

Δεν έχει νόημα να μετράμε πολλά υπάρχοντα και ευρέως χρησιμοποιούμενα οικοδομικά υλικά.

Όλα αυτά τα προϊόντα, κατά κανόνα, έχουν ελεγχθεί επανειλημμένα, βάσει του οποίου έχει καταρτιστεί ένας πίνακας θερμικής αγωγιμότητας δομικών υλικών, ο οποίος περιλαμβάνει σχεδόν όλα τα υλικά που χρειάζονται σε ένα εργοτάξιο.

Μια έκδοση ενός τέτοιου πίνακα παρουσιάζεται παρακάτω, όπου το KTP είναι ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας:

Συνιστούμε επίσης να διαβάσετε τα άλλα άρθρα μας, όπου μιλάμε για το πώς να επιλέξετε τη σωστή μόνωση:

1. Μόνωση για ταράτσες σοφίτας.
2. Υλικά για τη μόνωση ενός σπιτιού από το εσωτερικό.
3. Μόνωση οροφής.
4. Υλικά για εξωτερική θερμομόνωση.
5. Μόνωση για δάπεδα σε ξύλινο σπίτι.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Το βίντεο έχει θεματικό προσανατολισμό, εξηγώντας με αρκετή λεπτομέρεια τι είναι το KTP και «με τι τρώγεται». Αφού εξοικειωθείτε με το υλικό που παρουσιάζεται στο βίντεο, έχετε μεγάλες πιθανότητες να γίνετε επαγγελματίας οικοδόμος.

Το προφανές σημείο είναι ότι ένας πιθανός κατασκευαστής πρέπει να γνωρίζει για τη θερμική αγωγιμότητα και την εξάρτησή της από διάφορους παράγοντες. Αυτή η γνώση θα σας βοηθήσει να κατασκευάσετε όχι μόνο με υψηλή ποιότητα, αλλά με υψηλό βαθμό αξιοπιστίας και ανθεκτικότητας του αντικειμένου. Η χρήση ενός συντελεστή ουσιαστικά σημαίνει εξοικονόμηση χρημάτων, για παράδειγμα, για την πληρωμή των ίδιων υπηρεσιών κοινής ωφέλειας.

Εάν έχετε ερωτήσεις ή πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με το θέμα του άρθρου, αφήστε τα σχόλιά σας στο παρακάτω μπλοκ.