Conductivitatea termică a diferitelor materiale de construcții

In primii ani fizicienii au învățat să obțină substanța, care constă din cristale de dimensiuni nanometrice (m.). compozite nanocristaline permit obținerea de materiale cu proprietăți fizice dorite. Pe parcursul secolului al XX-lea din lume a produs multe materiale, ca și pentru toate mileniul precedent. Studiile științifice au îmbunătățit foarte mult optice, chimice, termice și alte proprietăți ale materialelor cunoscute și de a crea mii de altele noi, care nu cunoșteau natura.

Transferul de căldură sau de schimb de căldură este numit, energia de tranziție internă de la un organism la altul, ca urmare a contactului termic (contactul) fără muncă

Conductivitatea termică - un tip de transfer de căldură (energie termică a microparticulelor) din părțile fierbinți ale corpului la un mai puțin încălzit, rezultând în alinierea temperaturii corpului.

Prin acest tip de transfer de căldură transfer de căldură are loc prin peretele casei în timpul iernii. Deoarece temperatura din interiorul casei este mai mare decât în ​​afara ei, mișcarea de vibrație termică cea mai intensă comite particulele ce formează suprafața peretelui interior. Confruntându-se cu particulele din stratul de răcire adiacent, transferă o parte din energia lor, prin care miscarea particulelor acestui strat rămas oscilație devine mai intensă. Deci, de la un strat pentru a crește intensitatea oscilațiile particulelor, și, prin urmare, energia lor internă. Astfel, atunci când conductivitatea termică a transferului de energie în organism se efectuează prin transfer de energie direct din particule (molecule, atomi, electroni) având o mai mare energie pentru particule cu mai puțină energie.

Folosind conductivitatea termică, căldura poate fi transferată într-un solid, lichid și corpurile gazoase. Cele mai multe metale au o conductivitate termică ridicată. Acest lucru se datorează faptului că vectorul energetic intern aici, dar moleculele sunt electroni liberi. țesuturi lemn comportament termic, sticla, animale și vegetale; mai rău încă mai au un fluid de conductivitate termică mai mică

(Cu excepția metalelor lichide, cum ar fi mercurul) și gazele. Astfel, aerul este de o mie de ori mai rău conductor de căldură decât de fier. Este foarte important să se cunoască conductivitatea termică a materialelor utilizate în dispozitiv, așa-numitul anvelopa clădirii

(M. E. Pereții exteriori ai etajele superioare, parterul este plin), în special, de materiale izolante concepute pentru a reține căldura în camerele și instalațiile de încălzire.

Reglementarea schimbului de căldură este una dintre principalele sarcini ale mașinilor de construcții. Pe vreme rece, se pierde căldură datorită plasării conductivitatii termice a pereților și a infiltrațiilor prin ele aerul trece cu aerul încălzit prin orificiile de aerisire și crăpături. Temperatura în zonele rezidențiale și industriale corespund condițiilor normale ale vieții și activității umane, este necesară reducerea acestor pierderi. În acest scop, pereții caselor sunt realizate din materiale cu conductivitate termică scăzută - naturale (lemn, stuf, diferite tipuri de turbă, piatră ponce, plută) sau artificiale (cărămidă, beton, spumă, etc.). Proprietățile de izolare termică a acestor materiale sunt diferite.

Răspândită clădiri cadru primite în prezent, pentru construcția care necesită mult mai puțin material decât pentru alte tipuri de clădiri. Baza cadrului clădirii este un cadru de metal sau beton, care joacă în clădirea același rol jucat de oase în corpul animalelor: poartă sarcina. Pe cadrul întăririi pereților materialelor poroase termoizolante. Porii de astfel de materiale sunt umplute cu aer, astfel încât acestea sunt relativ ușoare și comportamentul termic slab, deoarece conductivitatea termică a aerului este foarte mică, iar convecția aerului din materiale poroase este imposibilă.

La fabricarea de materiale izolante în greutate recoltate injectate bule de aer. În acest scop este bătută sau adăugați spumă specială sau substanțe care intră într-o reacție chimică cu un amestec de bule de gaz izolate recoltate. Unele materiale de construcție izolatoare poroase sunt produse termic. De exemplu, în producția de pulbere de sticlă spumă de sticlă este amestecat cu o cantitate mică de calcar concasat, turnat în forme metalice și încălzite. La o temperatură de pulbere C sticlă 550-600 ° este topit pentru a forma o masă solidă. Când temperatura atinge 750-780 ° C, descompunere începe calcar din care gazele evoluate. masa topită Intumescent, au o porozitate da. După solidificarea materialului format păstrează toate proprietățile sticlei normale: inflamabilitatea, rezistența la umiditate și de acid, etc. În același timp, acest material are o mare calități noi: .. Este durabil, ușor de fabricat, retezate, rindeluite, nu crapă, atunci când a ciocanului cuie în ea. Utilizarea de materiale de izolare termică și primyshlennom și construcții civile nu este doar mai ieftin, dar, de asemenea, mărește suprafața utilizabilă a spațiilor, creșterea rezistenței lor la foc și izolare fonică.

2. Se încălzește 2 în construcții.

În etapa de proiectare a casei trebuie acordată faptului că un singur strat cu grosimea peretelui de 400-650 mm de cărămidă, blocuri mici de beton celular (sau argilă expandată) sau pietre ceramice furnizează un nivel relativ scăzut de protecție termică (aproximativ 3 ori mai puțin decât este necesar). proprietăți izolatoare îmbunătățite care satisfac cerințele moderne, posedă sandviș ziduri. Ele constau din pereți interiori și exteriori de cărămizi sau blocuri, între care este un strat de material izolator termic. Pereții exteriori și interiori interconectate prin legături flexibile sub formă de bare de consolidare sau schele prevăzute în rosturile orizontale de zidărie, îi conferă rezistență structurală și un strat interior (izolat) furnizează căldură parametrii necesari. Grosimea stratului de izolație este selectat în funcție de condițiile climatice și de tipul de izolație. Datorită heterogenității structurii peretelui trei straturi și utilizarea de materiale cu barieră termică diferită și vapori de barieră caracteristici de condens poate fi format în structura mai gros. Prezența acesteia reduce semnificativ proprietățile de izolare ale gardului. Datorită acestui fapt, în construcția de pereți tip sandwich, este necesar să se prevadă protecția lor de umiditate. Cel mai recent adoptat noi reglementări cu privire la economisirea de căldură. Doar ca izolarea termică a clădirilor de locuit devine astăzi una dintre problemele majore de construcție. Deosebit de acută problemă este izolarea termică în construcția cabana și cabana, așa cum a făcut în mod corespunzător, se poate reduce costurile de încălzire în 3 sau chiar de 4 ori.

Figura prezintă un exemplu de distribuție a căldurii prin diferitele elemente structurale ale casei de 120 m2

În cazul în care pereții de cărămidă izola grosimea polistirenului de origine numai 80 mm, ceea ce permite reducerea consumului specific de combustibil cu mai mult de 4 ori pe sezon de încălzire. Desigur, cel mai bun constructul din materiale care au o conductivitate termică scăzută.

2 3 Clasificarea materialelor izolante.

Toate materialele de izolație sunt împărțite în mai multe grupe majore:

▪ vată de sticlă și fibră de sticlă;

▪ polimeri umplute cu gaz - spume: poliuretan și poliuretan, polistiren și polistiren, polietilenă, din spumă fenolică, poliester;

▪ izolație din materiale naturale și produsele lor:. Plută, hârtie, blocuri de turbă, etc ..

▪ izolație pe bază de cauciuc sintetic;

▪ izolarea producției de siliciu deșeuri;

▪ izolantă structura panoului;

▪ betoanele modificate: polistiren, beton celular (BCA).

Desigur, cel mai bun construct din materiale care au proprietăți suficient de ridicate de izolare.

Cu toate acestea, mult mai des există o problemă de cărămidă termică cabana izolație, care este doar doar a fi construit, sau au case de lung-construite. Desigur, cele mai interesante sunt materialele de izolație de înaltă performanță. Aceste materiale sunt de obicei denumite în predelayah densitate medie de 200 kg / m3 și mai puțin de 0,06 Ktepl VtDm'K). Astfel de materiale suficient de rapid timp de 5-10 ani de funcționare, de recuperare a investiției, economisind costurile energetice.

În primul rând, printre materialele din sticlă și minerale foarte conexe, a căror pondere în producția de izolație de astăzi este de aproximativ 50%. Dintre principalele avantaje de remarcat faptul de siguranță împotriva incendiilor, rezistență chimică, stabilitate dimensională, proprietăți bune de absorbție de sunet și de absorbție scăzută de umiditate. Fabricarea fibrelor de sticlă are loc la o temperatură apropiată de 1500 ° C sticlă topită lichidă este extrudat printr-o placă cu găuri cu un diametru de 4-5 microni. Ca urmare, fibrele de sticlă au o grosime de aproximativ 6 microni - aceasta este de 20 de ori mai mică decât grosimea unui fir de păr uman. Mai mult, lianți pentru a le lega împreună, ele sunt stropite sunt aerosolizat. Datorită masei care rezultă din vată de sticlă produs turnat de grosime și densitate dorită, care sunt apoi supuse tratamentului termic. La o temperatură de 250 ° C, polimerizarea lianților și materialul dur. hârtie kraft, materiale nețesute, folie de aluminiu, fibra de sticla, etc material izolant Disponibil sub formă de rulouri și covorașe moi, semi-rigide si rigide si placi de diferite densități și: .. În același timp, diverse materiale cu care se confruntă pot fi aplicate pe suprafața materialului dimensiune.

În ultimii ani sunt din ce în ce mai populare, „piatră“, sau pentru a fi mai precis - lână bazalt. Această lână este ignifug material ecologic, caracterizat prin impermeabilitate mare de apă, dar permeabil la vapori. Materiale de bazalt prin proprietățile lor de izolare termică mult superioare a sticlei convenționale, dar, din păcate, acestea sunt mai scumpe decât cele din urmă. Aceste materiale fac parte din grupul de non-combustibil. Produse termoizolante realizate din polimeri sau hârtie arde în timpul unui incendiu timp de 5 minute. Încălzitoare din sticlă, la o temperatură de 650 ° C, care se realizează în doar 7 minute la foc normală de interior, topit și sinterizate într-un vas de sticla. Ca vata minerala pe baza de bazalt - chiar la o temperatură de 1000 ° C, se topește și pierde forma originală.

Material izolant din bazalt sunt, de asemenea, disponibile în numeroase dimensiuni și tipuri (role, tare și moale, preșuri și plăci) pentru utilizarea lor mai rațională și eficientă. Coeficientul de conductivitate termică, în funcție de densitatea variază 0.034-0.042 W / (m * K). Cel mai recent, izolatie din bazalt a apărut pe piața românească este folosită pentru izolarea termică a acoperișurilor, podelelor și a pereților, umplerea pereților, totul mansardelor, disponibil sub formă de plăci, produse specializate și, desigur, role.

Polimerii umplute cu gaz este una dintre cele mai eficiente tipuri de izolație. Cele mai frecvente și utilizate pe scară largă a acestora - polistirenului este (Styrofoam). rezistență termică scăzută și combustibilitate a spumelor nu interferează cu utilizarea lor în structuri laminate, în combinație cu o cărămidă sau beton. Styrofoam sau de a produce bespressovym metodă.

2. 4 electroizolante proprietățile materialului.

Componenta principală a proprietăților de izolare termică a materialului coeficient de conductivitate termică. Această rată depinde în mare măsură conținutul de umiditate, procentul fiecăruia care reduce coeficientul de 4%. În plus, în timpul iernii este prezent în umiditate plăci de polistiren, congelare și transformându-se în gheață, se împarte în cele din urmă materialul în granule individuale, ceea ce reduce dramatic durabilitatea bespressovogo spumei. spuma Bespressovanny este produsă în mod tradițional în România.

Aceste deficiențe lipsite de polistiren extrudat. Cu o absorbție a apei foarte scăzută (mai puțin de 0,3%), datorită structurii de celule închise și rezistență mecanică ridicată, panoul de spumă de polistiren extrudat poate fi utilizat pentru izolarea exterioara pentru izolarea termică a părților subterane ale clădirilor, fundații, subsoluri, pereți, unde utilizarea majorității celorlalte încălzitoare pur și simplu imposibilă din cauza creșterii capilare a apelor subterane.

Materiale izolante cu o conductivitate termică mai mică

0,06 W / (m-K) sunt compensate în medie 5-7 ani de funcționare datorită economisirii energiei.

Un alt grup foarte interesant - izolație realizate din materiale naturale și a produselor lor. De exemplu, acestea includ materialele izolante care sunt realizate din deșeuri de hârtie, cu adaos de perlită, rumeguș și alți lianți excipienți.

Tabelul de mai jos prezintă conductivitatea termică a materialelor de construcții.

Tipul izolației Conductivitatea termică,

Cărămidă 0.7

Bezavtoklavnogo spumă 0,45

Foioase 0,25

Termoizolante din beton celular 0,12