Теплопроводность сравнение: Сравнения и расчеты теплоизоляции стен пенополиуретаном, минватой, пенополистиролом

Содержание

Сравнение теплоизоляционных характеристик материалов для утепления

Чтобы выбрать самое эффективное утепление для дома, нужно выяснить, насколько хорош в теплоизоляции каждый из основных материалов, которые предлагаются на рынке. Сравним пенопласт, экструдированный пенополистирол и минеральную вату — что из них работает лучше.

Теплопроводность

Если обращать внимание только на коэффициент теплопроводности, показывающий сколько тепла пропускает метр материала в единицу времени, все три варианта одинаково хороши. Этот показатель у всех низкий, и составляет в среднем:

0,035-0,041 Вт/м*К для пенопласта, в зависимости от плотности;
0.035-0.039 Вт/м*К для экструдированного пенополистирола;
0.035-0.042 Вт/м*К для минеральной ваты разных видов.

То есть в теории различия между ними очень малы. Но на практике, как экструдированный, так и обычный пенопласт лучше удерживают тепло — с ними могут сравниться только плотные плиты базальтовой ваты. Взрыхленная минвата в рулонах просто за счет своей волокнистой структуры будет сильнее пропускать тепло, чем пенопласт, состоящий из массы закрытых ячеек, наполненных воздухом.

Влагопроницаемость

Способность материалов изолировать тепло, не давать ему уйти из жилища, очень сильно зависит от их устойчивости к влаге. Чем сильнее материал напитывается влагой, тем больше он начинает пропускать тепло и тем хуже защищает дом. А если утеплитель намокает и промерзает, его свойства еще сильнее ухудшаются, ведь у льда высокий коэффициент теплопроводности.

Как с влагопроницаемостью у нашей тройки утеплителей:

пенопласт практически не впитывает влагу — максимум до 3% массы, так как вода может лишь незначительно проникать между плотно прижатыми друг к другу гранулами;
водопоглощение ЭППС еще меньше — 0,3 – 0,4% от массы утеплителя;
плотная базальтовая вата в плитах поглощает до 2% влаги от собственной массы, а вот рулонная стекловата сильно напитывается влагой и теряет свои свойства.

В итоге, чаще всего, выбор останавливается на пенопластах — не зря ими утепляют даже цоколь, который постоянно соприкасается с водой.

Паропроницаемость

Еще одна важная характеристика утеплителя — «дышит» материал или нет. Паропроницаемость необходима, чтобы стены могли выводить наружу излишнюю влагу, чтобы избежать эффекта «термоса», образования грибков и плесени. И вот в этом пункте различия между тремя альтернативами утепления проявляются во всей красе.

Пенопласт имеет небольшую, на уровне 0,019-0,015 кг/м*ч*Паскаль, но всё же, паропроницаемость: испарения со стороны стен уходят через швы и неровности его листов. Поэтому пар не накапливается и не конденсируется.
ЭППС имеет почти нулевую паропоницаемость, что ставит под вопрос другие его преимущества. При утеплении с помощью экструдированного пенополистирола нужно организовать дополнительную вентиляцию.
Минеральная вата имеет в 10-15 раз большую паропроницаемость, чем пенополистирол, то есть лучше всего испаряет воду. Но высокий показатель имеет свой минус: влага может конденсироваться, а вата — намокать и терять свои свойства. Из-за этого требуется прокладывание пароизоляции при монтаже утепления.

Итого, пока пальма первенства у обычного пенопласта.

Особенности монтажа

Как уже упоминалось, монтаж экструдированного полистирола требует обустройства дополнительной вентиляции, минеральная вата — паробарьера, а пенопласт не предъявляет никаких специфических требований, кроме грамотного монтажа.

Если сравнивать пенопласты и базальтовую вату в плитах, вата выигрывает за счет очень малых стыков, через которые не будет уходить холод. Но если речь о рулонной стекловате, со временем из-за расслаивания и намокания она будет создавать больше мостиков холода.

Что касается отделки, в этом плане снова выигрывает обычный пенопласт: его поверхность лучше, чем ЭППС, поддается штукатурке и другим видам финиша, включая поклейку клинкерной плитки.

Горючесть

По пожаробезопасности номером один считается минеральная вата, так как она попросту не горит. А обычный и экструдированный пенополистирол — это горючие материалы.

Но для утепления используют пенопласт с добавками антипиренов, имеющий класс Г1-Г2 и самостоятельно поддерживающий горение не более 4 секунд. И, на самом деле, не всякая минвата не поддерживает горение: некоторые виды ваты также относятся к самозатухающим Г1-Г2.

Экологичность и долговечность

Хотя сегодня стройматериалы поддаются более жесткому контролю и производятся по более щадящим экологию технологиям, и пенопласты, и некоторые виды минеральной ваты несколько лет могут испарять малополезные вещества. Но это создает проблему при использовании внутри помещений, а не при наружном утеплении.

Что касается долговечности, всем материалам приписывают срок службы около 15 лет. Но, при правильном монтаже и защите от солнечных лучей плотным декоративным слоем наподобие клинкерной плитки, пенопласт может эксплуатироваться десятилетиями.

Стоимость

Самые дорогие утеплители из тройки — ЭППС и базальтовая вата, обычная минеральная вата и пенопласт стоят дешевле, и их цены примерно на одном уровне.

Выводы

На поверку, самые оптимальные характеристики для утепления оказались у пенопласта. При аналогичных теплоизоляционных свойствах, хорошей влагостойкости и паропроницаемости, а также более простом монтаже, он еще и стоит дешевле своих «конкурентов».

С его помощью можно утеплить фасады из любого материала: от дерева до газосиликатного блока. И при этом для теплоизоляции будет достаточно тонкого слоя пенопласта. Но, конечно, речь идет о пенопласте высокой плотности, созданном по ГОСТу и имеющем в составе добавки, препятствующие горению.

Поэтому компания «ТЕРМОДОМ» выбрала для производства своих термопанелей именно пенопласт, и для контроля его качества изготавливает материал на собственном оборудовании. А готовая отделка клинкерной плиткой позволяет защитить его от воздействия окружающей среды, обеспечить долговечность и упростить монтаж.

Сравнение теплопроводности строительных материалов

Точные данные позволит получить таблица теплопроводности строительных материалов. Правильное возведение зданий способствует оптимальным климатическим параметрам в помещении.

Строительство каждого объекта лучше начинать с планировки проекта и тщательного расчета теплотехнических параметров. Точные данные позволит получить таблица теплопроводности строительных материалов. Правильное возведение зданий способствует оптимальным климатическим параметрам в помещении. А таблица поможет правильно подобрать сырье, которое будут использоваться для строительства.

Назначение теплопроводности

Теплопроводность является показателем передачи тепловой энергии от нагреваемых предметов в помещении к предметам с более низкой температурой. Процесс теплообмена производится, пока температурные показатели не уравняются. Для обозначения тепловой энергии используется специальный коэффициент теплопроводности строительных материалов. Таблица поможет увидеть все требуемые значения. Параметр обозначает, сколько тепловой энергии пропускается через единицу площади в единицу времени. Чем больше данное обозначение, тем качественнее будет теплообмен. При возведении зданий необходимо применять материал с минимальным значением тепловой проводимости.

Коэффициент теплопроводности это такая величина, которая равна количеству теплоты, проходящей через метр толщины материала за час. Использование подобной характеристики обязательно для создания лучшей теплоизоляции. Теплопроводность следует учесть при подборе дополнительных утепляющих конструкций.

Что оказывает влияние на показатель теплопроводности?

Теплопроводность определяется такими факторами:

• Пористость определяет неоднородность структуры. При пропуске тепла через такие материалы процесс охлаждения незначительный;

• Повышенное значение плотности влияет на тесные соприкосновения частиц, что способствует более быстрому теплообмену;

• Повышенная влажность увеличивает данный показатель.

Использование значений коэффициента теплопроводности на практике.

Материалы представлены конструкционными и теплоизоляционными разновидностями. Первый вид обладает большими показателями теплопроводности. Они применяются для строительства перекрытий, ограждений и стен.

При помощи таблицы определяются возможности их теплообмена. Чтобы данный показатель был достаточно низким для нормального микроклимата в помещении стены из некоторых материалов должны быть особенно толстыми. Чтобы этого избежать, рекомендуется использовать дополнительные теплоизолирующие компоненты.

Показатели теплопроводности для готовых построек. Виды утеплений.

При создании проекта нужно учитывать все способы утечки тепла. Оно может выходить через стены и крышу, а также через полы и двери. Если вы неправильно проведете расчеты проектирования, то придется довольствоваться только тепловой энергией, полученной от отопительных приборов. Здания, построенные из стандартного сырья: камня, кирпича либо бетона нужно дополнительно утеплять.

Дополнительная теплоизоляция проводится в каркасных зданиях. При этом деревянный каркас придает жесткости конструкции, а утепляющий материал прокладывается в пространство между стойками. В зданиях из кирпича и шлакоблоков утепление производится снаружи конструкции.

Выбирая утеплители необходимо обращать внимание на такие факторы, как уровень влажности, влияние повышенных температур и типа сооружения. Учитывайте определенные параметры утепляющих конструкций:

• Показатель теплопроводности оказывает влияние на качество теплоизолирующего процесса;

• Влагопоглощение имеет большое значение при утеплении наружных элементов;

• Толщина влияет на надежность утепления. Тонкий утеплитель помогает сохранить полезную площадь помещения;

• Важна горючесть. Качественное сырье имеет способность к самозатуханию;

• Термоустойчивость отображает способность выдерживать температурные перепады;

• Экологичность и безопасность;

• Звукоизоляция защищает от шума.

В качестве утеплителей применяются следующие виды:

• Минеральная вата устойчива к огню и экологична. К важным характеристикам относится низкая теплопроводность;

• Пенопласт – это легкий материал с хорошими утеплительными свойствами. Он легко устанавливается и обладает влагоустойчивостью. Рекомендуется для применения в нежилых строениях;

• Базальтовая вата в отличие от минеральной отличается лучшими показателями стойкости к влаге;

• Пеноплэкс устойчив к влажности, повышенным температурам и огню. Имеет прекрасные показатели теплопроводности, прост в монтаже и долговечен;

• Пенополиуретан известен такими качествами, как негорючесть, хорошие водоотталкивающие свойства и высокая пожаростойкость;

• Экструдированный пенополистирол при производстве проходит дополнительную обработку. Обладает равномерной структурой;

• Пенофол представляет из себя многослойный утепляющий пласт. В составе присутствует вспененный полиэтилен. Поверхность пластины покрывается фольгой для обеспечения отражения.

Для теплоизоляции могут применяться сыпучие типы сырья. Это бумажные гранулы или перлит. Они имеют стойкость к влаге и к огню. А из органических разновидностей можно рассмотреть волокно из древесины, лен или пробковое покрытие. При выборе, особое внимание уделяйте таким показателям как экологичность и пожаробезопасность.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! При конструировании теплоизоляции, важно продумать монтаж гидроизолирующей прослойки. Это позволит избежать высокой влажности и повысит сопротивляемость теплообмену.

Таблица теплопроводности строительных материалов: особенности показателей.

Таблица теплопроводности строительных материалов содержит показатели различных видов сырья, которое применяется в строительстве. Используя данную информацию, вы можете легко посчитать толщину стен и количество утеплителя.

Как использовать таблицу теплопроводности материалов и утеплителей?

В таблице сопротивления теплопередаче материалов представлены наиболее популярные материалы. Выбирая определенный вариант теплоизоляции важно учитывать не только физические свойства, но и такие характеристики как долговечность, цена и легкость установки.

Знаете ли вы, что проще всего выполнять монтаж пенооизола и пенополиуретана. Они распределяются по поверхности в виде пены. Подобные материалы легко заполняют полости конструкций. При сравнении твердых и пенных вариантов, нужно выделить , что пена не образует стыков.

Значения коэффициентов теплопередачи материалов в таблице.

При произведении вычислений следует знать коэффициент сопротивления теплопередаче. Данное значение является отношением температур с обеих сторон к количеству теплового потока. Для того чтобы найти теплосопротивление определенных стен и используется таблица теплопроводности.

Все расчеты вы можете провести сами. Для этого толщина прослойки теплоизолятора делится на коэффициент теплопроводности. Данное значение часто указывается на упаковке, если это изоляция. Материалы для дома измеряются самостоятельно. Это касается толщины, а коэффициенты можно отыскать в специальных таблицах.

Коэффициент сопротивления помогает выбрать определенный тип теплоизоляции и толщину слоя материала. Сведения о паропроницаемости и плотности можно посмотреть в таблице.

При правильном использовании табличных данных вы сможете выбрать качественный материал для создания благоприятного микроклимата в помещении. опубликовано econet.ru

▷ Теплопроводность с формулой и сравнением

Теплопроводность (обычно обозначается k) относится к присущей материалу способности переносить или проводить тепло. Это один из трех методов переноса тепла, два других — конвекция и излучение. Процессы переноса тепла могут быть выражены математически с использованием правильных уравнений скорости. Уравнение скорости этого режима теплопередачи основано на законе теплопроводности Фурье .

Описывается также как количество тепла, которое может быть передано в единицу времени на единицу площади через пластину единичной толщины из определенного материала, при этом поверхности пластины отличаются на одну единицу температуры.

Теплопроводность возникает из-за волнения и контакта молекул, а не из-за объемного движения самого материала. Тепло течет по температурному градиенту от области с высокой температурой и высокой молекулярной энергией к области с более низкой температурой и более низкой молекулярной энергией. Этот процесс будет повторяться до тех пор, пока не установится тепловое равновесие. Скорость передачи тепла определяется величиной температурного градиента, а также специфическими тепловыми свойствами материала.

Формула теплопроводности

Теплопроводность измеряется в Вт/м . К (Ватт на метр на градус Кельвина) и является обратной величиной удельного теплового сопротивления, которое оценивает способность объекта сопротивляться передаче тепла. Для получения уравнения теплопроводности можно использовать следующие формулы: 1 относится к длине или толщине материала м,

Q представляет собой тепловой поток Вт ,

9 0002 A является площадью поверхности материала м ² , и

T2-T1 температурный градиент K .

Изменение теплопроводности

Теплопроводность материала сильно зависит от множества факторов. К ним относятся температурный градиент, характеристики материала и длина теплового канала.

Теплопроводность окружающих нас материалов сильно различается: от материалов с низкой теплопроводностью, таких как воздух (0,024 Вт/м·К при 0°C), до материалов с высокой теплопроводностью, таких как медь (385 Вт/м·К).

Теплопроводность материалов определяет, как мы их используем; например, материалы с низкой теплопроводностью отлично подходят для изоляции наших домов и предприятий, в то время как материалы с высокой теплопроводностью идеально подходят для приложений, где необходимо быстро и эффективно перемещать тепло из одной области в другую, таких как кухонная утварь и системы охлаждения в электронных устройствах. Мы можем получить оптимальную производительность, выбрав материалы с теплопроводностью, подходящей для конкретного применения.

Связь между температурой и теплопроводностью

Поскольку молекулярная подвижность является основой теплопроводности, температура материала оказывает существенное влияние на его теплопроводность. Поскольку молекулы движутся быстрее при более высоких температурах, тепло передается через материал с большей скоростью. Это означает, что теплопроводность одного и того же образца может резко меняться при повышении или понижении температуры.

Понимание того, как температура влияет на теплопроводность, имеет решающее значение для обеспечения того, чтобы изделия реагировали в соответствии с прогнозами при воздействии тепловых нагрузок. Это особенно важно при разработке огнезащитных и теплозащитных материалов и работе с продуктами, выделяющими тепло, такими как электроника.

Как теплопроводность влияет на структуру?

Уровни теплопроводности сильно различаются среди материалов и сильно зависят от структуры каждого вещества. Это анизотропные материалы, которые имеют различные значения теплопроводности в зависимости от направления распространения тепла. Из-за того, как конструкция построена в этих условиях, тепло легче распространяется в одном направлении.

Материалы можно разделить на три категории при обсуждении тенденций теплопроводности: газы, неметаллические твердые вещества и металлические твердые вещества. Различия в теплопередающих способностях этих трех категорий могут быть связаны с различиями в их структурах и молекулярном движении.

Поскольку молекулы в газах не так плотно упакованы, как в твердых телах, их относительная теплопроводность ниже, а теплопередача сильно зависит от свободного движения молекул и скорости молекул.

Газы являются неэффективными теплопередатчиками. Неметаллические твердые тела, с другой стороны, имеют молекулы, которые связаны в решетчатую сеть, и поэтому теплопроводность преимущественно обусловлена вибрациями в этих решетках. Из-за близкого расположения этих молекул по сравнению с газами неметаллические твердые тела имеют более высокую теплопроводность из двух, но в этой категории существует широкий диапазон.
Это отклонение частично обусловлено количеством воздуха, присутствующего в твердом теле ; материалы с большим количеством воздушных карманов являются отличными изоляторами, тогда как материалы с меньшим количеством воздушных карманов имеют более высокое значение теплопроводности.
Теплопроводность металлических материалов еще раз отличается от предыдущих экземпляров. Металлы, за исключением графена, обладают самой высокой теплопроводностью среди всех веществ и уникальным сочетанием тепло- и электропроводности.

Оба этих свойства передаются одними и теми же молекулами, и закон Видемана-Франца объясняет связь между ними. Этот закон гласит, что при определенной температуре электропроводность пропорциональна теплопроводности; однако при повышении температуры теплопроводность материала увеличивается, а электропроводность уменьшается.

Как измерить и проверить теплопроводность?

Теплопроводность является важным компонентом материала, и ее взаимосвязь и понимание этого позволяют нам получить максимальную эффективность от материалов, которые мы используем во всех аспектах нашей жизни. Расчет теплопроводности и испытания являются важными компонентами этой попытки. Методы измерения теплопроводности делятся на два типа: стационарные и переходные. Это различие является отличительной чертой того, как работает каждый подход.

Стационарные методы требуют, чтобы образец и эталонные части находились в тепловом равновесии до начала измерений.
Переходные подходы, не требующие соблюдения этого правила, дают результаты быстрее.

Давайте обсудим некоторые применения теплопроводности в реальной жизни.

В этом исследовании исследуется теплопроводность муллитовой керамики, полученной путем вспенивания и уплотнения крахмалом порошка муллита, и ее изменение в зависимости от пористости керамики. Теплопроводность измерялась с использованием TPS 2500 S и метода переходного плоского источника (TPS) Hot Disc. Теплопроводность муллитовой керамики увеличивается с увеличением ее пористости.

В качестве композиционных материалов фазового перехода были созданы композиты нанографит (НГ)/парафин. Включение ПГ повысило теплопроводность композиционного материала. Теплопроводность материала, содержащего 10 % НГ, составила 0,9. 362 Вт/м•К.

Теплопроводность обычных металлов и сплавов

Теплопроводность обычных металлов, сплавов и материалов

Теплопередача Содержание
Свойства металлов – теплопроводность, плотность, удельная теплоемкость

9000 2 В этой таблице приведены типичные значения термической обработки нескольких распространенных коммерческих 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, термической обработки и других факторов. Значения для конкретных выделений могут сильно различаться.

Теплопроводность обычных металлов
Имя
Теплопроводность
Вт/см K
Теплопроводность
Вт/м·К
Слиток железа

0,7
AISI-SAE 1020
0,52
Тип из нержавеющей стали 304
0,15
Серый чугун
0,47
Хастеллой С
0,12
Инконель
0,15
Чистый алюминий
237
Алюминиевый сплав 3003, катаный
1,9
Алюминиевый сплав 2014, отожженный

1,9
Алюминиевый сплав 360
9,8
Медь электролитическая (ЭТП)
3,9
Желтая латунь (высокая латунь)
22,3
Алюминиевая бронза
0,7
Бериллий
218
Бериллиевая медь 25
1. 20.8
Мельхиор 30%

0,3
Красная латунь, 85%
1,6
Латунь
109
Свинец сурьмяный (твердый свинец)
0,35
Припой 50-50
0,5
Магниевый сплав AZ31B
1,0
Свинец
35,3
Серебро
429
Монель
0,3

Золото
318
Никель (коммерческий)
0,9
Мельхиор 55-45 (константан)
0,2
Титан (коммерческий)
1,8
Цинк (коммерческий)
1. 1
Цирконий (технический)
0,2
Цемент
0,29
Эпоксидная смола (наполненная диоксидом кремния)
0,30
Резина
0,16
Эпост (незаполненный)
0,59
Термопаста
0,8 – 3
Термоэпоксидная смола
1 – 7
Стекло
1.1
Почва
1,5
Песчаник
2,4
Алмаз
900-2320
Асфальт
0,75
Бальза
0,048
Хромоникелевая 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 = Btu/h · ft · °F
k _t = k _до – a ( t – t _o )
Вещество Температура
Диапазон, °F к _до и Вещество Темп
диапазон, °F к _до и
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 — Адмиралтейский металл 68 – 460 58,1 -0,054
Железо чистое 70 – 700 41,5 0,025 Латунь -265 – 360 61,0 -0,066
Железо кованое 60 – 212 34,9 0,002 (70% Cu, 30% Zn) 360 – 810 84,6 0
Сталь (1% С) 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% Алюминий 68 – 392 39,1 -0,038
Магний 32 – 370 99 0,015 Константан -350 – 212 12,7 -0,0076
Меркурий 32 4,8 — (60 % меди, 40 % никеля) 212 – 950 10,1 -0,019
Молибден 32 – 800 79 0,016 Дюрал 24С (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, 1 070 – 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 – 1470 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:
Теплопроводность, теплопередача — Engineers Edge
Таблица теплопроводности изоляционного материала
Теплопроводность газов Таблица
Тепловые свойства металлов, проводимость, тепловое расширение, удельная теплоемкость
Ссылки:
Справочник по металлам ASM, второе издание, Американское общество металлов, Metals Park, OH, 1983.

Саргорстрой