Коефіцієнт теплопровідності матеріалу. Теплопровідність будівельних матеріалів: таблиця

Процес передачі енергії від більш нагрітої частини тіла до менш нагрітої називається теплопровідністю. Числове значення такого процесу відображає коефіцієнт теплопровідності матеріалу. Це поняття є дуже важливим при будівництві та ремонті будівель. Правильно підібрані матеріали дозволяють створити в приміщенні сприятливий мікроклімат і заощадити на опаленні істотну суму.

Поняття теплопровідності

Теплопровідність – процес обміну теплової енергії, який відбувається за рахунок зіткнення найдрібніших частинок тіла. Причому цей процес не припиниться, поки не настане момент рівноваги температур. На це йде певний проміжок часу. Чим більше часу затрачається на тепловий обмін, тим нижчий показник теплопровідності.


Цей показник виражають як коефіцієнт теплопровідності матеріалів. Таблиця містить вже виміряні значення для більшості матеріалів. Розрахунок проводиться по кількості теплової енергії, що пройшла крізь задану площу поверхні матеріалу. Чим більше обчислене значення, тим швидше об'єкт віддасть все своє тепло.

Фактори, що впливають на теплопровідність

Коефіцієнт теплопровідності матеріалу залежить від кількох факторів:

Щільність матеріалу. При підвищенні цього показника взаємодія частинок матеріалу стає міцніше. Відповідно, вони будуть передавати температуру швидше. А це означає, що з підвищенням щільності матеріалу поліпшується передача тепла.

Пористість речовини. Пористі матеріали є неоднорідними за своєю структурою. Всередині них знаходиться велика кількість повітря. А це означає, що молекулам та іншими частинками буде складно переміщати теплову енергію. Відповідно, коефіцієнт теплопровідності підвищується.

Вологість також впливає на теплопровідність. Мокрі поверхні матеріалу пропускають більшу кількість тепла. У деяких таблицях навіть вказується розрахунковий коефіцієнт теплопровідності матеріалу в трьох станах: сухому, середньому (звичайному) і вологому.

Вибираючи матеріал для утеплення приміщень, важливо враховувати також умови, в яких воно буде експлуатуватися.

Поняття теплопровідності на практиці

Теплопровідність враховується на етапі проектування будівлі. При цьому береться до уваги здатність матеріалів утримувати тепло. Завдяки правильному підбору мешканцям всередині приміщення завжди буде комфортно. Під час експлуатації будуть суттєво економити кошти на опалення. Утеплення на стадії проектування є оптимальним, але не єдиним рішенням. Не становить труднощі утеплити вже готову будівлю шляхом проведення внутрішніх або зовнішніх робіт. Товщина шару ізоляції буде залежати від обраних матеріалів. Окремі з них (наприклад, дерево, пінобетон) можуть у деяких випадках використовуватися без додаткового шару термоізоляції. Головне, щоб їх товщина перевищувала 50 сантиметрів. Особливу увагу слід приділити утепленню покрівлі, віконних і дверних отворів, підлоги. Крізь ці елементи йде найбільше тепла. Візуально це можна побачити на фото на початку статті.

Конструкційні матеріали та їх показники

Для будівництва будівель використовують матеріали з низьким коефіцієнтом теплопровідності. Найбільш популярними є:

Бетон. Його теплопровідність знаходиться в межах 129-152 Вт/м*К. Точне значення залежить від консистенції розчину. На цей показник також впливає щільність вихідного матеріалу, що становить 500-2500 кг/м 3 . Використовують даний матеріал у вигляді розчину для фундаментів, у вигляді блоків – для зведення стін і фундаменту.

Залізобетон, значення теплопровідності якого становить 168 Вт/м*К. Щільність матеріалу досягає 2400-2500 кг/м 3 .

Деревина, здавна використовується як будівельний матеріал. Її щільність і теплопровідність залежно від породи складають 150-2100 кг/м 3 і 02-023 Вт/м*К відповідно.

Ще один популярний будівельний матеріал – цегла. В залежності від складу він володіє наступними показниками:

саманний (виготовлений з глини): 01-04 Вт/м*К;

керамічний (виготовлений методом випалу): 035-081 Вт/м*К;

силікатна (з піску з додаванням вапна): 082-088 Вт/м*К.

Матеріали з бетону з додаванням пористих заповнювачів

Коефіцієнт теплопровідності матеріалу дозволяє використовувати останній для будівництва гаражів, сараїв, літніх будиночків, лазень та інших споруд. В цю групу можна віднести:

Пінобетон. Виробляється з додаванням піноутворюючий речовин, за рахунок яких характеризується пористою структурою з щільністю 500-1000 кг/м 3 . При цьому здатність передавати тепло визначається значенням 01-037 Вт/м*К.

Керамзитобетон, показники якого залежать від його виду. Повнотілі блоки не мають порожнин і отворів. З порожнечами всередині виготовляють порожнисті блоки, які менш міцні, ніж перший варіант. У другому випадку теплопровідність буде нижче. Якщо розглядати загальні цифри, то щільність керамзитобетону становить 500-1800кг/м3. Його показник знаходиться в інтервалі 014-065 Вт/м*К.

Газобетон, всередині якого утворюються пори розміром 1-3 міліметра. Така структура визначає щільність матеріалу (300-800кг/м 3 ). За рахунок цього коефіцієнт досягає 01-03 Вт/м*К.

Показники теплоізоляційних матеріалів

Коефіцієнт теплопровідності теплоізоляційних матеріалів, найбільш популярних у наш час:

пінопласт, який володіє щільністю 15-50кг/м 3 при теплопровідності – 0031-0033 Вт/м*К;

пінополістирол, щільність якого така ж, як і у попереднього матеріалу. Але при цьому коефіцієнт передачі тепла знаходиться на рівні 0029-0036 Вт/м*К;

скловата. Характеризується коефіцієнтом, рівним 0038-0045 Вт/м*К;

кам'яна вата з показником 0035-0042 Вт/м*К.

Таблиця показників

Для зручності роботи коефіцієнт теплопровідності матеріалу прийнято заносити в таблицю. В ній окрім самого коефіцієнта можуть бути відображені такі показники, як ступінь вологості, щільність та інші. Матеріали з високим коефіцієнт теплопровідності поєднуються в таблиці з показниками низької теплопровідності. Зразок даної таблиці наведено нижче: Використання коефіцієнта теплопровідності матеріалу дозволить звести бажану споруду. Головне: вибрати продукт, що відповідає всім необхідним вимогам. Тоді будівля вийде комфортним для проживання; в ньому буде зберігатися сприятливий мікроклімат. Правильно підібраний ізоляційний матеріал знизить втрати тепла, унаслідок чого більше не потрібно буде «опалювати вулицю». Завдяки цьому фінансові витрати на опалення істотно знизяться. Така економія дозволить незабаром повернути всі гроші, які будуть витрачені на придбання теплоізолятора.