Коэффициент теплопроводности изоляции: Коэффициент теплопроводности утеплителей (теплоизоляционных материалов) и стройматериалов

Теплопроводность и плотность теплоизоляции. Максимальная рабочая температура

Плотность и теплопроводность теплоизоляции в виде плит и сегментов

В таблице даны значения плотности и температурная зависимость теплопроводности теплоизоляции, формованной в виде плит, сегментов и др., а также их предельная рабочая температура.

Плотность теплоизоляции, теплопроводность и температура указаны для такой теплоизоляции, как: диатомовые сегменты, совелитовые сегменты и скорлупы, ньювелевые скорлупы, асбоцементные сегменты, вулканитовые плиты, вермикулитовые скорлупы, пенобетонные сегменты, пеностеклянные плиты, пробковые сегменты, торфяные сегменты, минераловатные сегменты, альфоль из гладких листов (сегменты), альфоль гофрированный (сегменты), шариковая изоляция засыпкой в сегменты, стерженьковая теплоизоляция засыпкой в сегменты (фарфоровые прутики диаметром 0,5 мм).

Наиболее легкая теплоизоляция — альфоль, по данным таблицы имеет плотность 200 кг/м³ и максимальную рабочую температуру до 500°С. К высокотемпературной теплоизоляции (до 2000°С) относятся шариковая и стерженьковая теплоизоляция. Однако, такая теплоизоляция имеет высокую плотность и низкую теплопроводность, равную 0,23…0,39 Вт/(м·град). Теплопроводность теплоизоляции зависит от температуры. В таблице представлены формулы температурной зависимости теплопроводности теплоизоляции и ее предельная рабочая температура.

Примечание: для расчета коэффициента теплопроводности по зависимостям в таблице, необходимо температуру подставлять в градусах Цельсия.

Плотность теплоизоляции и теплопроводность ее тонких слоев

В таблице представлены значения плотности теплоизоляции и теплопроводности тонких слоев некоторых теплоизоляционных материалов при комнатной температуре. Рассмотрены следующие материалы: бакелитовый лак, пластмасса «Буна», гетинакс, резина, текстолит, замазка Менделеева, асбест, полихлорвиниловая ПВХ пленка, бумага, компрессная клеенка, микропористый эбонит с пористым наполнителем, картон, бумажный войлок, замша, шерстяная ткань, сукно, минеральный войлок, пористая резина, войлок шерстяной, губка.

Теплоизоляцией с минимальной плотностью 120 кг/м³ является минеральный войлок, его теплопроводность равна 0,046 Вт/(м·град). Немногим меньшую теплопроводность, равную 0,044 Вт/(м·град), имеет губка с плотностью 160 кг/м³.

Плотность теплоизоляции, максимальная рабочая температура и теплопроводность

Приведена таблица значений плотности теплоизоляции, максимальной рабочей температуры и теплопроводности в зависимости от температуры строительных теплоизоляционных материалов при атмосферном давлении.

Плотность, температура и теплопроводность указаны для следующих материалов: альфоль, асбестовый матрац, асбестовая ткань, асбестовермикулитовые изделия, вермикулит, войлок, вулканитовые изделия, диатомитовые изделия, известково-кремнеземистые изделия, мастика, мастичные материалы, маты и полосы из стекловолокна, минеральная вата, пенодиатомитовые изделия, кирпич ПД-350, ПД-400, перлит, перлитовые изделия, перлитоцементные изделия, пенобетон, пенобетонные изделия, пенопласт ФРП-1, резопен, совелитовые изделия, торфоплиты, сегменты, скорлупы, холст стекловолокнистый ВВ-Г, холсты из микроультрасупертонкого штапельного волокна горных пород.

Необходимо отметить, что к теплоизоляции с высокой рабочей температурой (до 900°С) относятся такие материалы, как: вермикулит, диатомитовые изделия, пенодиатомитовые и перлитовые изделия.

Примечание: будьте внимательны! Теплопроводность теплоизоляции в таблице указана в степени 10³. Не забудьте разделить на 1000. Для расчета коэффициента теплопроводности по зависимостям в таблице, необходимо температуру подставлять в градусах Цельсия.

Источники:
1. Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.:Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.

Теплоизоляции. Основные показатели.

Главная

Теплоизоляция

Теплоизоляции. Основные показатели.

С-Петербург:+7 (812) 380-05-77 Москва:         +7 (495) 369-52-98

Заказ бесплатных образцов продукции Итак, строительные нормы оговаривают три основных параметра теплоизолирующих материалов, а именно: теплопроводность, плотность и жесткость. Коэффициент Теплопроводности – λ Параметр λ, определяет количество тепла, пропускаемого теплоизолятором за 1 час. Размер образца произвольный площадью 1м2, толщина так же равна 1 м, перепад температур на противоположных поверхностях – 1 °С. При изменении температуры окружающей среды, изменяется и величина λ. Поэтому для строительных материалов общего назначения испытания проводят при температуре 25 °С, а коэффициент обозначают λ25. Так гласит действующий ГОСТ 16381-77 “Материалы и изделия строительные теплоизоляционные”. Иногда производители указывают λ10 , а не λ25. В этом заключена некая маркетинговая уловка, поскольку показатели при этом выглядят несколько привлекательнее, нежели у остальных конкурентов. Максимально допустимая величина λ25 = 0,175 Вт/мК. Все что превышает эту величину, не попадает под определение теплоизоляционных материалов. Существует следующая градация теплоизоляторов по параметру λ25: высокая (0,15-0,175 Вт/мК). средняя (0,06-0,15 Вт/мК) и низкая (до 0,06 Вт/мК), Чем ниже показатель λ25, тем качественнее утеплитель. Плотность материалов – ρ Следующий важный параметр – плотность материала ρ. Эти два параметра (плотность и теплопроводность) находятся в логарифмической зависимости (график нелинеен). При малых величинах плотности, коэффициент λ снижается почти отвесно, буквально “падает” с каждым килограммом. Так происходит до определенной величины. После достижения плотности ρ = 500 кг/м3, теплопроводность остается постоянной. Исходя из этой зависимости, ГОСТ определил предельную величину плотности в 500 кг/м3. Дальнейшее повышение этой величины ведет только к увеличению веса материала, но ни как ни влияет на его теплопроводность. Оптимальное соотношение λ и ρ лежит где-то в пределах 300-350 кг/м3. Впрочем, варианты могут сильно отличаться в зависимости от применяемой технологии изготовления, исходных компонентов или области применения материала. Так что при выборе теплоизолятора, лучше руководствоваться показателями теплопроводности. А плотность использовать как вспомогательную характеристику. По плотности материалы делятся на плотные (ПЛ – 400-500 кг/м3), средней плотности (СП – 200-350 кг/м3), низкой плотности (НП – 100-175 кг/м3) и особо низкой плотности (ОНП – 15-75 кг/м3). Жесткость Оптимальным выбором являются утеплители средней плотности с низкой теплопроводностью, но при этом не стоит упускать из вида и обычные физико-механические показатели: прочность на сжатие, упругость. Первый показатель – прочность на сжатие – характеризует возможностью материала сопротивляться нагрузке. Сохранение своего объема особо важный параметр, поскольку воздух является важной составной частью утеплителя, а “Смятый” теплоизолятор не в состоянии сохранять заданные теплотехнические параметры. Зато он может хорошо облегать сложные криволинейные поверхности и контуры. Поэтому для ненагруженных участков здания выбирают мягкий эластичный утеплитель. А в зонах, где на теплозащиту будут воздействовать дополнительные усилия, пригодятся жесткие и полужесткие плиты. Степень прочности на сжатие определяется в процентах к первоначальному объему. Так, мягкие материалы (М) имеют показатель от 30% и выше, полужесткие (ПЖ) – от 6 до 30%, жесткие – менее 6%. Существуют еще материалы повышенной жесткости (ПЖ) и твердые. Их степень деформации не превышает 10%. При определенной нагрузке. Для полужестких эта нагрузка составляет 40 Н/см2, а для твердых – 100 Н/см2. Упругость или эластичность так же является важной механической характеристикой. Ведь при монтаже нередко приходится сгибать плиты теплоизоляции, чтобы было удобнее помещать в направляющие. И лучше когда слегка деформированный материал, возвращает первоначальную форму. Эластичность материала выгодна еще и тем, что при низкой плотности, эластичный материал можно сжать, значительно снизив транспортные затраты или затраты складского хранения. При поступлении на стройплощадку, при удалении упаковки – материал быстро примет первоначальную форму.

K-значение, U-значение, R-значение, C-значение – Insulation Outlook Magazine

В большинстве областей применения основным свойством теплоизоляционного материала является его способность снижать теплообмен между поверхностью и окружающей средой или между одна поверхность и другая поверхность. Это известно как низкое значение теплопроводности. Как правило, чем ниже теплопроводность материала, тем выше его способность изолировать при заданной толщине материала и наборе условий.

Если это действительно так просто, то почему существует так много различных терминов, таких как K-значение, U-значение, R-значение и C-значение? Вот обзор с относительно простыми определениями.

K-значение

K-значение — это просто сокращение для теплопроводности. Стандарт ASTM C168 по терминологии определяет этот термин следующим образом:

Теплопроводность, n: скорость стационарного теплового потока через единицу площади однородного материала, вызванного единичным градиентом температуры в направлении, перпендикулярном этой поверхности. единица площади.

Это определение на самом деле не такое сложное. Давайте рассмотрим внимательнее, фраза за фразой.

Временную скорость теплового потока можно сравнить со скоростью потока воды, например, воды, протекающей через насадку для душа со скоростью столько-то галлонов в минуту. Это количество энергии, обычно измеряемое в Соединенных Штатах в БТЕ, протекающее по поверхности за определенный период времени, обычно измеряемый в часах. Следовательно, временная скорость теплового потока выражается в единицах БТЕ в час.

Стабильное состояние просто означает, что условия устойчивы, как вода, вытекающая из насадки для душа с постоянной скоростью.

Однородный материал просто относится к одному материалу, а не к двум или трем, который имеет постоянный состав. Другими словами, имеется только один тип изоляции, в отличие от одного слоя одного типа и второго слоя второго типа. Кроме того, для целей данного обсуждения через изоляцию не проходят приварные шпильки или винты или какой-либо конструкционный металл; и пробелов нет.

Как насчет через единицу площади ? Это относится к стандартной площади поперечного сечения. Для теплового потока в Соединенных Штатах в качестве единицы площади обычно используется квадратный фут. Итак, у нас есть единицы измерения в британских тепловых единицах в час на квадратный фут площади (для визуализации представьте, что вода течет со скоростью несколько галлонов в минуту, ударяясь о доску размером 1 фут x 1 фут).

Наконец, есть фраза по градиенту температуры единиц . Если два предмета имеют одинаковую температуру и соприкасаются друг с другом, то тепло не будет течь от одного к другому, потому что они имеют одинаковую температуру. Чтобы тепло перетекало от одного объекта к другому, где оба соприкасаются, должна быть разница температур или градиент. Как только появится градиент температуры между двумя соприкасающимися объектами, тепло начнет течь. Если между этими двумя объектами есть теплоизоляция, тепло будет течь с меньшей скоростью.

На данный момент у нас есть скорость теплового потока на единицу площади, на градус разницы температур с единицами БТЕ в час, на квадратный фут, на градус Фаренгейта.

Теплопроводность не зависит от толщины материала. Теоретически каждый слой изоляции такой же, как и соседний слой. Ломтики должны быть стандартной толщины. В Соединенных Штатах для обозначения толщины теплоизоляции обычно используются дюймы. Таким образом, мы должны думать с точки зрения БТЕ теплового потока на дюйм толщины материала в час, на квадратный фут площади, на градус по Фаренгейту разницы температур.

После разбора определения ASTM C168 для теплопроводности у нас есть единицы БТЕ-дюйм/час на квадратный фут на градус Фаренгейта. Это то же самое, что и термин К-значение.

C-значение

C-значение — это просто сокращение для теплопроводности. Для типа теплоизоляции значение C зависит от толщины материала; K-значение обычно не зависит от толщины (есть несколько исключений, не рассматриваемых в этой статье). Как ASTM C168 определяет теплопроводность?

Проводимость, тепловая, n: скорость установившегося теплового потока через единицу площади материала или конструкции, вызванного единичной разностью температур между поверхностями тела.

ASTM C168 дает простое уравнение и единицы измерения. В единицах дюйм-фунт, используемых в Соединенных Штатах, эти единицы представляют собой БТЕ/час на квадратный фут на градус по Фаренгейту разницы температур.

Слова очень похожи на слова в определении теплопроводность . Чего не хватает, так это дюймовых единиц в числителе, потому что значение C для изоляционной плиты толщиной 2 дюйма вдвое меньше, чем для того же материала изоляционной плиты толщиной 1 дюйм. Чем толще изоляция, тем ниже ее C-value.

Уравнение 1: значение C = значение K / толщина

значение R

Как правило, этот термин используется для описания указанного на маркировке показателя эффективности строительной изоляции, которую можно купить на складе пиломатериалов. Он используется реже для механической изоляции, но все же это полезный термин для понимания. Его официальное обозначение — термическое сопротивление. Вот как это определяет ASTM C168:

Сопротивление, тепловое, n: величина, определяемая разностью температур в установившемся режиме между двумя определенными поверхностями материала или конструкции, которая создает единичный тепловой поток через единицу площади.

ASTM C168 дает уравнение, за которым следуют типичные единицы измерения. В единицах дюйм-фунт тепловое сопротивление измеряется в градусах F, умноженных на квадратные футы площади, умноженные на часы времени на БТЕ теплового потока.

Большинство людей знают, что для данного изоляционного материала чем он толще, тем выше значение R. Например, для определенного типа изоляционной плиты плита толщиной 2 дюйма будет иметь вдвое большее значение R, чем плита толщиной 1 дюйм.

Уравнение 2: значение R = 1 / значение C

Если значение C равно 0,5, то значение R равно 2,0. Его можно рассчитать из уравнения для значения C в уравнении 1 выше:

Уравнение 3: значение R = толщина / значение K

Таким образом, если толщина составляет 1 дюйм, а значение K равно 0,25 , то значение R равно 1, деленному на 0,25, или 4 (для краткости без единиц измерения).

U-значение

Наконец, есть U-значение, официально известное как коэффициент теплопередачи . Это скорее инженерный термин, используемый для обозначения тепловых характеристик системы, а не однородного материала. Определение ASTM C168 выглядит следующим образом:

Коэффициент пропускания, тепловой, n: передача тепла в единицу времени через единицу площади материальной конструкции и граничных воздушных пленок, вызванная единичной разницей температур между средами с каждой стороны.

Несколько новых терминов: граничные воздушные пленки и между средами с каждой стороны . Предыдущие определения не относились к средам.

Лучший способ проиллюстрировать коэффициент теплопередачи или коэффициент теплопередачи на примере. Рассмотрим стену типичного утепленного дома с номинальным размером досок 2 x 4 (фактические размеры которых составляют примерно 1-1/2 дюйма x 3-1/2 дюйма), расположенными на расстоянии 16 дюймов от центра, идущими вертикально. Можно увидеть гипсокартонную плиту толщиной 3/8 дюйма на внутренней стороне стены с пароизоляцией из пластиковой пленки, отделяющей гипсокартонную плиту от деревянных стоек. Войлок из стекловолокна может заполнять пространство шириной 3-1/2 дюйма между шипами 2 x 4. На внешней стороне стоек могут быть изоляционные плиты из полистирола толщиной 1/2 дюйма, покрытые внешней деревянной обшивкой. В этом примере не учитываются двери и окна, а также значение K и толщина пластикового листа, используемого в качестве пароизоляции.

Расчет коэффициента теплопередачи стены достаточно сложен, чтобы выйти за рамки этой статьи, но для расчета коэффициента теплопередачи должны быть известны или хотя бы оценены следующие значения: *

• Коэффициент теплопередачи стены воздушная пленка для помещений
• K-значение гипсовой стеновой плиты толщиной 3/8 дюйма
• Значение K для деревянных стоек шириной 3-1/2 дюйма
• Расстояние между стойками (в данном случае 16 дюймов)
• Коэффициент теплоизоляции из стекловолокна, а также их толщина (толщиной 3-1/2 дюйма)
• Ширина войлока из стекловолокна (16 дюймов минус 1-1/2 дюйма толщины деревянных стоек = 14-1/2 дюйма)
• K-значение пенополистирольных плит и их толщина (1/2 дюйма)
• Значение К и толщина материалов деревянного сайдинга
• C-фактор пленки наружного воздуха

Чем ниже значение U, тем ниже скорость теплового потока для данного набора условий. Хорошо изолированная система стен здания будет иметь гораздо более низкое значение коэффициента теплопередачи или теплопередачи, чем неизолированная или плохо изолированная система.

Для точного определения коэффициента теплопередачи системы механической изоляции необходимо учитывать теплопередачу через однородную изоляцию, а также через любые бреши и компенсационные зазоры с другим изоляционным материалом. Существует также наружная воздушная пленка и иногда внутренняя воздушная пленка.

В действительности многие неоднородные части обычно не учитываются. Стандартные процедуры испытаний на теплопроводность обычно рассматривают материал как однородный. В реальных условиях в жестких материалах возникают стыки, а иногда и трещины. Эти несоответствия делают значение U больше, чем если бы изоляция вела себя как однородный материал.

Понятия значения K, значения C, значения R и значения U можно обобщить в следующих правилах:

• Чем лучше изолирована система, тем ниже ее значение U.
• Чем выше характеристики изоляционного материала, тем выше его R-значение и ниже C-значение.
• Чем ниже значение К конкретного изоляционного материала, тем выше его теплоизоляционная способность при определенной толщине и заданном наборе условий.

Это свойства, от которых зависят пользователи теплоизоляции в плане энергосбережения, управления технологическим процессом, защиты персонала и предотвращения образования конденсата.

* Значения для всего вышеперечисленного можно найти в Справочнике ASHRAE по основам, глава 25: «Данные о передаче тепла и водяного пара». В главах с 23 по 26 того же руководства ASHRAE также обсуждается расчет U-значения стены.

Рисунок 1

Сравнение нескольких изоляционных материалов

Рисунок 2

Соотношение между значением R и значением K 0154

Теплопередача через ограждающие конструкции на самом деле является функцией U-значение стены или крыши, а не только R-значение теплоизоляции.

Рисунок 4

Этот рисунок, табличка № 26 из Национальных стандартов коммерческой и промышленной изоляции Среднезападной ассоциации подрядчиков по изоляции (MICA) (1999 г.), дает представление о том, почему система изоляции не будет работать так, как можно было бы предположить. с использованием сплошной однородной изоляции.

Узнайте, как измерить характеристики теплоизоляции

Являетесь ли вы архитектором, подрядчиком или застройщиком, вам может понадобиться сравнить тепловые характеристики различных материалов для предстоящего строительного проекта. Тепловые характеристики являются ключевым элементом в определении энергии Эффективность зданий.

Значения для измерения тепловых характеристик

Хотя для измерения различных аспектов тепловых характеристик материалов используются несколько значений, таких как значение C (теплопроводность) и значение K (теплообмен между внешней внутри здания) изоляционные характеристики продукта обычно измеряются с использованием трех тепловых величин: коэффициента теплопроводности (λ), теплового сопротивления (R) и коэффициента теплопередачи (U).

Какое значение коэффициента теплопроводности (λ)?

Коэффициент теплопроводности (λ) является внутренним свойством материалов и связан с количеством тепла, которое передается между двумя сторонами плоской поверхности материала, чем ниже это значение, тем лучше теплоизоляция. материал есть. Выражается в единицах Вт/(мК).

Каково значение теплового сопротивления (R)?

Значение R указывает на тепловое сопротивление материала или его способность сопротивляться тепловому потоку. Значение R, выраженное в м²K/Вт, зависит от толщины используемого материала, в отличие от значения лямбда. Чем выше значение R продукта , тем выше термическое сопротивление и, следовательно, тем большую экономию энергии он обеспечивает.

Какое значение коэффициента теплопередачи (U)?

Часто ошибочно считается обратным значением R

, значение U на самом деле измеряет коэффициент теплопередачи или скорость прохождения тепла через данный продукт, независимо от того, состоит ли он из одного материала или из нескольких материалов.