Сравнение теплопроводности утеплителей: Все о теплопроводности утеплителей, таблица и теория. Таблица теплопроводности и других качеств материалов для утепления

Содержание

Какой утеплитель лучше? Сравнение утеплителей

На этот вопрос последует короткий ответ: смотря для чего. Утеплители требуются повсюду – на земле и в космосе, для строительства современных автострад, железных дорог, трубопроводов, транспортных средств, космических аппаратов. Зданиям, как и людям, чаще всего нужна одежда в виде теплоизоляции. Но как человек имеет разные виды одежды, так и здание требует много разных видов утеплителей, в зависимости от функционального назначения, природно-климатических условий, географического расположения.

Для изоляции крыши;
фундамента;
пола;
стен;
мансарды

и других наиболее ответственных этапов строительства дома нужны разные виды утеплителей. Также и для не отапливаемых подвала, чердака, балкона, лоджии, вентиляционных труб требуются свои специальные материалы. Все они отличаются составом сырья, физико-химическими свойствами, размерами, формой упаковки. Чтобы определить какой утеплитель целесообразнее применить в каждом индивидуальном проекте, важен анализ сильных и слабых сторон каждого вида; сопоставляя с потребностями и материальными возможностями, обосновать Ваш выбор, учитывая соответствие цены качеству.

Иногда заводы-производители, заботясь о собственных интересах, в рекламной деятельности говорят только о преимуществах своих товаров, указывают на недостатки конкурентов, умалчивая о слабых сторонах своей продукции или ее эксплуатации. Мы же заинтересованы в том, чтобы каждый человек приобрел именно то, что ему нужно, за доступную цену.

В Интернет магазине ООО Керамик Фест собрана коллекция самых лучших утеплителей от известных зарубежных и украинских производителей.

Наши поставщики:

Польская компания Роквул, обладатель Знака Материал Эко Зеленый, продукция которой известна с 1937 года.
Французская компания Изовер, начавшая производство утеплителей на минеральной основе с 1937 года.
Новый Харьковский завод Термолайф.
Международная корпорация с представительством в Украине ТехноНиколь.

TehnoNikol – поставщик уникальных, абсолютно водостойких упругих утеплителей, обладающих наименьшим коэффициентом теплопроводности из экструдированного пенополистирола. Это универсальные утеплители, не претерпевающие деформации, в производстве которых используются нанотехнологии.

Особой популярностью пользуется теплоизоляционный газоблок аерок энерджи, который не относится к разряду утеплителей как таковых, но для стен, пола, потолка является, пожалуй, самым лучшим энергоэффективным конструкционным материалом, не подвластным деформации. Присуждение Знака Зеленый Журавлик – международное признание экологической безопасности украинского товара.

Применение утеплителей

Сфера применения наших утеплителей охватывает семь основных категорий:

фасады штукатурные;
фасады вентилируемые;

кладка слоистая;
стены каркасные;
кровли скатные;
кровли плоские;
полы под стяжкой.

Опытные консультанты ООО Керамик Фест хорошо осведомлены относительно особенностей применения, качества, цены самых лучших утеплителей, собранных в нашей коллекции.

Требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам

Одежда для дома должна быть натуральной, гигиеничной, способной пропускать пар, но непроницаемой для влаги, избыточного шума. Не подвергаться гниению, порче насекомыми, грызунами, грибками, бактериями. Быть прочной, не подверженной усадке, растяжению, деформациям, но не тяжелой и достаточно гибкой, пластичной, отделять от ненужного шума. Она несгораемая и долговечна, как и само здание. Да возможно ли такое?

Волшебной теплоизоляции, конечно, не бывает. Но человеческий гений неустанно стремится к идеалу, подталкиваемый все возрастающими потребностями людей, жесткой рыночной конкуренцией. На сегодняшний день изобретены различные материалы, которые в большей или меньшей мере соответствуют всем выдвигаемым к ним требованиям. По большому счету, существует три типа теплоизоляционных материалов, которые, одновременно являются также гидро- и звукоизоляционными:

классические, твердые утеплители из базальта, экструдированного пенополистирола, пенопласта, и др.
конструкционные материалы из ячеистого бетона, пустотелого кирпича.
жидкие теплоизоляционные материалы

Непревзойденный утеплитель – природный воздух

Механизм функционирования первых двух групп утеплителей кардинально отличается от третьей. Первые базируются на том, что самым лучшим, непревзойденным утеплителем является природный воздух. Это идеал, абсолютный стандарт, которого стремятся достичь, создавая твердые утеплители. Классические утеплители и теплоизоляционные конструкционные материалы пористые, объемные, удерживающие максимальное количество воздуха, слабо отдают тепло в окружающую среду. Ячеистый бетон, например, содержит 70…80% природного воздуха. Работают по принципу термоса.

Чем меньше показатели их теплопроводности, тем более тепллоэффективен материал. Теплоэффективность часто зависит от соотношения теплопроводности, толщины и плотности. Чем плотнее материал, тем у него, обычно, выше теплопроводность. Но для базальтовой ваты Роквул, газобетона Аерок и др. это не так. Базальтовая вата плотностью 35 и 200 кг/м.куб. отличается теплопроводностью всего лишь на 0,002 Вт/м °С. Для ячеистого газоблока при плотности до 150 кг/м куб. между ними действительно, существует почти линейная зависимость, дальше с уменьшением плотности теплопроводность изменяется незначительно 0,03…. 0,02 Вт/м °С. Это позволяет изготовлять теплоизоляционные материалы так, что они обладают высокой прочностью.

Твердые утеплители используют без контакта с окружающей средой. Из них создают как бы сэндвичи, закрытые с двух сторон. Схематически это может выглядеть примерно так: наружный материал – воздушный слой – защитная пленка от воды и ветра – утеплитель – несущая стена – внутренний материал. Для расчетов необходимой толщины, плотности утеплителя необходимо знать коэффициент теплопроводности и толщину основных и облицовочных материалов, наличие воздушного канала, гидроизоляционной пленки и т. д.

Теплосистемы будущего

В основе жидких теплоизоляционных материалов керамические микросферы, которые заполняет разряженный воздух (вакуум). Обладают минимальными теплопроводностью, конвекцией, максимально отражают свет и рассеивают тепловые инфракрасные лучи обратно по направлению к источнику. Летом – в окружающую среду, создавая прохладу внутри помещения, зимой – внутрь теплоэффективного дома. Для производства теплосистем нового поколения украинской компанией ТеплоКерамик используются нанотехнологии. Изначально создавались для применения в космических исследованиях. Проверка качества жидких теплосистем осуществляется с помощью тепловизора. Покрытие слоем 1 мм эквивалентно 5 см минеральной ваты или кладке в 1…1,5 кирпича. То есть, в 16…18 раз эффективнее. Их можно использовать открыто внутри и снаружи для стен, крыш, в невентилируемых подвалах, для покрытия любых форм, во всех труднодоступных местах. Наносить жидкую термосистему можно при температуре +5…+90°С. Теплозащитное покрытие функционально при температуре минус 60… плюс 700°С. Это теплоизоляция завтрашнего дня.

Читайте также: Почему лучше построить дом из кирпича

Теплопроводность утеплителей: сравнение, таблицы, какой лучше

Содержание

Сравнение материалов по теплопроводности
Паропроницаемость теплоизоляции
Особенности утеплителей
Гигроскопичность материалов
Характеристики различных теплоизоляторов
Пенопласт
Пеноплекс
Базальтовая вата
Эковата
Изолон
Особенности использования
Критерии выбора
Утепление с помощью пенопластовой плиты
Воздействие влаги и выбор плотности
Воздействие антипиренов на тепловую проводимость
Чем лучше утеплять
Видео по теме

Сегодня требования к жилищам относительно уровня теплоизоляции сильно повысились. Большинство людей дополнительно утепляют чердаки, несущие стены из-за постоянного поднятия цен на энергетические носители. Сейчас на рынке есть множество материалов, которые используются для этих целей, поэтому есть смысл сделать сравнение утеплителей по теплопроводности, и узнать, какой лучше выбрать.

Сравнение материалов по теплопроводности

Теплопроводность утеплителей — это один из важнейших показателей, который показывает, какое количество тепла может пропускать теплоизолятор не за конкретный временной промежуток, а за все время. Коэффициент теплопроводности указывается в Вт/м². Например, 0.06 Вт/м² говорит о том, что на 1 м² постоянные тепловые потери будут составлять 0.06 Вт. Чем больше этот показатель, тем лучше изделие начнет проводить тепло, то есть, оно работает хуже в качестве утеплителя. Узнать теплопроводность популярных утеплителей поможет таблица, представленная ниже.

Перед покупкой желательно сделать сравнение утеплителей, как показывает таблица, наилучшей теплопроводностью обладает пенополиуретан.

Также очень важна толщина утеплителя. Этот параметр нужно рассчитывать в индивидуальном порядке для каждой конкретной ситуации. На толщину теплоизоляционных материалов влияет район проживания, материал, используемый для сооружения перегородок и стен, множество иных факторов.

Таблица теплопроводности утеплителей показывает, что на этот параметр значительно влияет плотность теплоизолятора, особенно это относится к минвате. Чем больше плотность, тем меньше воздушных полостей в структуре материала. Не секрет, что у воздуха небольшой коэффициент тепловой проводимости — меньше 0.023 Вт/м². Следовательно, увеличение плотности влечет за собой увеличение теплопроводности, что отрицательно сказывается на возможности утеплителя сохранять тепло.

Определить, какой среди утеплителей для стен лучше можно, если сделать сравнение теплопроводности. Узнать данный параметр несложно. Для этого понадобится таблица теплопроводности материалов. Если ее под рукой не окажется, то можно взять кусок утеплителя размером один метр квадратный и толщиной в 1 м. Одну из его сторон надо хорошо прогреть. Затем сравниваем, сколько тепла дойдет до холодной части за 60 минут. Показатели теплопередачи определяются в Ваттах. Выбирая утеплитель из разных материалов, в обязательном порядке нужно смотреть на эту характеристику.

Паропроницаемость теплоизоляции

Паропроницаемостью называется возможность утеплителя пропускать воздушные массы, а одновременно с этим и пар. Так слой теплоизоляции сможет дышать. На этом параметре материала сегодня компании-изготовители особо делают акцент. В действительности повышенная проницаемость требуется лишь во время утепления зданий из дерева. В других ситуациях этот параметр не критичен.

Сравнить показатели паропроницаемости различных утеплителей можно в следующей таблице:

Сравнительная таблица показывает, что наибольший уровень паропроницаемости имеют натуральные утеплители, при этом у материалов из полимеров теплоизоляция минимальная. Это указывает на то, что пенопласт и пенополиуретан могут сдерживать пар, так они играют роль пароизоляции.

Пеноизол также является некого рода полимером. Он производится из натуральных смол. Главное его отличие от пенопласта и пенополиуретана заключается в структуре ячеек, являющихся открытыми. Говоря иначе, это теплоизолятор с открытой ячеистой структурой. Возможность утеплителя проводить пар связана непосредственно с таким параметром, как влагопоглощение.

Особенности утеплителей

Очень важный критерий для теплоизоляции — это возможность поддерживать горение. Пенопласт можно отнести к группе нормально горючих, при этом пеноплекс является сильно горючим утеплителем. Чтобы уменьшить данный показатель, на стадии изготовления стройматериал покрывают антипиренами. Так, антипожарные характеристики утеплителей повышаются, но при горении они будут выделять в атмосферу токсичные вещества.

Производители пенопласта и пеноплекса заявляют о неограниченном времени их службы. Но это утверждение справедливо только в том случае, если будет отсутствовать прямое попадание лучей на поверхность утеплителя.

Поэтому рассматривать продолжительную эксплуатацию можно, но при условии, что материалы покрываются защитным слоем.

Пеноплекс имеет высокую стойкость к влаге, а также хорошо проводит воздух. Пенопласт по таким критериям уступает. Он является менее надежным барьером для воздушных масс, и он меньше защищен от действия повышенной влажности.

Утепление из пеноплекса и пенопласта отличается по таким параметрам, как:

воздушная проницаемость;
надежность;
стойкость к влаге.

У пеноплекса следующие особенности:

без дополнительной обработки он имеет большую горючесть по сравнению с пенопластом;
повышенная плотность стройматериала понижает его теплоизоляционные качества;

материал обладает повышенной стойкостью к влаге;
небольшой коэффициент экологичности.

Пенопласт характеризуется следующими качествами:

невысокая защищенность к влаге;
слабая звукоизоляция;
низкая плотность, но лучший уровень сохранения тепла;
по толщине слой теплоизоляции будет больше, чем при использовании пеноплекса.

Если четко разобраться в основных параметрах этих двух утеплителей, то можно подобрать материал, который будет наилучшим в каждом конкретном случае. При этом оба вида теплоизоляции являются легкими в установке и обработке.

Гигроскопичность материалов

Гигроскопичностью называется возможность стройматериала впитывать влагу. Этот показатель определяется в процентном соотношении от собственной массы теплоизолятора. Гигроскопичность является одной из слабых сторон утеплителя, и чем этот показатель больше, тем серьезней требуются мероприятия, чтобы нивелировать недостаток. Влага, проникая в структуру утеплителя, понижает его эффективность работы.

Гигроскопичность популярных материалов для теплоизоляции в частном домостроении представлена в таблице:

Название утеплителя	Влагопоглощение, проценты
Пенопласт	5
Минеральная вата	1.6
Эковата	2
Пеноизол	19
Пенополиуретан	3

Сравнение этого параметра показывает повышенное поглощение влаги у пеноизола, причем этот утеплитель имеет способность распределять ее, выводя в дальнейшем воду. За счет этого, теплопроводность материла практически не пострадает, даже если он промокнет на 35%.

Невзирая на то, что у минваты процент водопоглощения самый низкий, этот материал особо потребует наличия защитного слоя. Впитав влагу, вата сохраняет ее в структуре, не давая возможности выйти наружу. При этом возможность предотвращать тепловые потери значительно понижается.

Чтобы не допустить проникновения воды в минеральную вату, применяют различные пленки. Преимущественно полимеры стойко выдерживают продолжительное действие воды, кроме простого пенополистирола, поскольку он подвержен быстрому разрушению. Так или иначе, влага никакому материалу для утепления не идет на пользу, поэтому очень важно исключить либо снизить процесс водопоглощения при создании теплоизоляционного слоя.

Характеристики различных теплоизоляторов

Сегодня на выбор потребителям строительный рынок предлагает стройматериалы с разными эксплуатационными качествами. От выбора утеплителя зависит также способ монтажа теплоизоляции.

Пенопласт

Этот теплоизолятор является наиболее распространенным за счет удобства установки и доступной цены. Материал получают за счет вспенивания полистирола. Он обладает пониженной тепловой проводимостью, стойкостью к влаге, с легкостью обрабатывается и удобен в процессе укладки благодаря своему малому весу.

За счет самой низкой стоимости является очень популярным для теплоизоляции разных помещений. Но этот стройматериал довольно хрупкий, при этом он может гореть, выделяя ядовитые пары в окружающую среду. Этот утеплитель рекомендуется применять для нежилых комнат.

Пеноплекс

Теплоизолятор не подвержен загниванию и действию влаги, довольно надежный и простой в монтаже — с легкостью разрезается с помощью ножика. Пониженное поглощение влаги позволяет обеспечить небольшие изменения тепловой проводимости стройматериала при высокой влаге, листы обладают повышенной стойкостью к сжатию, не подвержены разложению.

За счет этого пеноплекс можно применять для теплоизоляции отмостки и ленточного основания. Материал не горюч, служит продолжительное время.

Базальтовая вата

Утеплитель изготавливается из горного базальта посредством плавки и добавления различных веществ с целью создания волокнистой структуры, способной отталкивать воду.

В процессе использования вата не уплотняется, соответственно, ее характеристики не меняются с течением времени. Утеплитель не горит и экологически чист, имеет отличные показатели по тепло- и шумоизоляции. Применяется для внутренних и внешних работ. В помещениях с повышенной влажностью дополнительно потребует пароизоляционного слоя.

Эковата

Этот утеплитель изготавливается из натуральных компонентов. Он обладает небольшой тепловой проводимостью, не горит и абсолютно безопасна для человека. Существует только единственный минус теплоизолятора — слабая устойчивость к влаге. Это потребует дополнительного устройства паро- и влагоизоляционного слоя в процессе укладки эковаты.

Теплоизоляцию не советуют применять для монтажа в подвальных помещениях и для оснований здания, а также в помещениях с повышенной влажностью, например, в саунах.

Изолон

Теплоизолятор имеет 2 слоя из вспененного полиэтилена разной толщины, а также структуру в виде пор. Утеплитель зачастую покрывают фольгированным слоем, который создает эффект отражения. Изготавливается в рулонах и плитах.

Толщина изолона составляет всего пару миллиметров (что значительно тоньше аналогов), при этом материал может отразить более 90% тепла, имеет малый вес, простой в использовании. Применяется для тепло- и гидроизоляции домов. Обладает продолжительным временем эксплуатации, не имеет токсичных веществ в составе.

Особенности использования

Сравнение свойств теплоизоляции должно проводиться с учетом простоты установки, поскольку это немаловажный параметр. Удобнее всего использовать жидкий утеплитель, такой как пенополиуретан и пеноизол, однако для этого потребуется спецоборудование.

Также очень просто уложить эковату на горизонтальные плоскости, например, во время теплоизоляции пола или перекрытия на чердачном этаже.

При использовании эковаты для утепления стен мокрым способом требуются особые установки.

Пенопласт монтируется в каркас либо сразу же на рабочую плоскость. По большому счету, это же относится и к панелям из минваты. Монтировать теплоизоляцию можно на поверхности, расположенные горизонтально или вертикально. Гибкая рулонная стекловата фиксируется исключительно с помощью обрешетки.

Во время эксплуатации утеплитель иногда претерпевает определенные негативные изменения:

создает усадку;
впитывает воду;
разрушается под действием солнечных лучей, влаги, механических деформаций;
является причиной атаки грызунов.

Помимо всего сказанного выше, немаловажное значение имеет горючесть утеплителя.

Критерии выбора

Подбирая теплоизоляцию для дома, нужно учесть огромный спектр ее параметров. Основные из них:

Гигроскопичность. Теплоизоляторы, у которых этот параметр невысокий, плохо вбирают в себя воду и, естественно, у них низкий показатель теплопроводности. Это влияет, как на комфорт проживания, так и на продолжительность службы материала.
Тепловая проводимость. Это главный параметр для теплоизоляции. Чем ниже возможность сохранять тепло, тем большее количество утеплителя потребуется. Дананя характеристика зависит также от способности материала впитывать воду.
Плотность. От данного параметра зависит непосредственно тепловая проводимость. Чем материал будет плотнее, тем выше теплопроводность. Плотность является основным показателем при выборе утеплителя для разно ориентированных стен.

В зависимости от уровня плотности современные утеплители делятся на 4 группы:

Плотные. К этой группе относятся жесткие плиты из базальтовой ваты.
Средние. Самый популярный представитель — пеностекло.
Легкие. Такими являются все минераловатные утеплители.
Очень легкие. К таким утеплителям относится пенопласт, отличающийся пористой структурой и газонаполненными ячейками.

Утепление с помощью пенопластовой плиты

Теплопроводность пенопластовых листов, как и каждого иного утеплительного стройматериала, будет зависеть от нескольких главных факторов:

показателя влажности, где устанавливается теплоизоляция;
плотности пенопласта;
воздушной температуры.

Воздействие влаги и выбор плотности

Невзирая на все убеждения изготовителей, пенопластовые плиты могут впитывать и проводить через себя пары воды. Показатель паропроницаемости для пенопласта только на 15% меньше такого же параметра для деревянных конструкций. Безусловно, проникновение паров в массив утеплителя значительно повлияет на его тепловую проводимость. Отыскать зависимость в таблицах почти невозможно, поскольку во время вычислений выполняют эмпирическую поправку на проводимость тепла с учетом толщины утеплителя.

Пенопластовые плиты могут впитывать в свою поверхностную часть до 4% влаги. Глубина проникновения находится в пределах 3 мм, поэтому во время вычисления теплопроводности утеплителя эти миллиметры отбрасываются из толщины теплоизолятора. Так, пенопластовая плита толщиной 1 см будет в отличие от плиты в 6 см иметь тепловую проводимость не в 6 раз выше, а в 9. При очень большой толщине пенопластового листа, свыше 9 см, тепловое сопротивление повышается намного быстрее.

Ёще одним фактором, который влияет на тепловую проводимость, является плотность пенопласта. При равной толщине утеплителя различных марок плотность может отличаться в несколько раз. Чаще всего считается, что 97% структуры теплоизолятора составляют воздушные поры. С повышением в два раза объема полистирола в листе тепловая проводимость повысится приблизительно на 4%.

Однако дело даже не в наличии соответствующего объема полистирола. Изменяется диаметр шаров пенопласта и ячеек, появляются локальные места с повышенной тепловой проводимостью, либо мостики холода. Тем более это относится к трещинкам и стыкам, каким-либо участкам деформации и монтажа крепежей. Поэтому в процессе крепления дюбелей-грибков число фиксаций советуют ограничить тремя точками.

Воздействие антипиренов на тепловую проводимость

Не многие люди уделяют внимание особым характеристикам пенопластовых листов. Сейчас самой актуальной проблемой этого утеплителя является его возможность к возгоранию и выделению ядовитых веществ в окружающую среду. В СНиПе и ГОСТе указано, что пенопластовые листы, которые применяются для теплоизоляции жилых домов, должны иметь время самостоятельного затухания не больше 5 секунд. Для чего при изготовлении применяются соли различных цветных металлов. Включение в состав этих элементов позволяет материалу не выделять угарный газ во время возгорания.

Вследствие этого на практике пенопластовые плиты с маркировкой «С» — самозатухающие обладают тепловой проводимостью намного выше, в отличие от простых марок пенопласта. Практика применения пенополистирола для теплоизоляции в Европейском Союзе доказала, что самым экономически выгодным и бюджетным будет нанесение на наружную сторону немодифицированного пенопласта особого состава из газообразующих веществ. Это решение дает возможность сохранить тепловые качества и экологическую чистоту стройматериала, и при этом существенно увеличить пожаробезопасность.

Чем лучше утеплять

Каждый год создаются новые материалы для утепления стен. При помощи них можно существенно снизить затраты на энергетические ресурсы зимой. Но какой лучше выбрать, чтобы он соответствовал всем показателям. Здесь мнения специалистов отличаются.

Выбор теплоизолятора должен быть основан на свойствах, цене и простоте установки. Изготовители наносят специальную маркировку на утеплитель, что значительно облегчает выбор. Например, пенопласт для стен, пола, кровли отличается по своим параметрам и имеет соответствующие маркировки.

Некоторые выбирают минвату для сухих помещений, а пенопласт используют для комнат с высокой влагой, поэтому выбор утеплителя будет зависеть от каждого конкретного случая.

Видео по теме

Дерево | Свойства, производство, использование и факты

хвойные и лиственные породы умеренной зоны, выбранные для демонстрации вариантов

Просмотреть все материалы

Ключевые специалисты:: Франсуа Пино Ганс Ульрих Грубенманн Йоханнес Грубенманн

Похожие темы:: сосна береза тик дуб бук

Просмотреть весь связанный контент →

древесина , основная укрепляющая и проводящая питательные вещества ткань деревьев и других растений, а также один из самых распространенных и универсальных природных материалов. Древесина, производимая многими ботаническими видами, включая голосеменные и покрытосеменные растения, доступна в различных цветах и узорах. Он прочен по отношению к своему весу, изолирует от тепла и электричества и обладает желательными акустическими свойствами. Кроме того, он придает ощущение «тепла», которым не обладают конкурирующие материалы, такие как металлы или камень, и относительно легко обрабатывается. В качестве материала дерево служит с тех пор, как на Земле появились люди. Сегодня, несмотря на технологический прогресс и конкуренцию со стороны металлов, пластмасс, цемента и других материалов, древесина сохраняет свое место в большинстве своих традиционных ролей, и ее эксплуатационные возможности расширяются за счет новых применений. В дополнение к хорошо известным продуктам, таким как пиломатериалы, мебель и фанера, древесина является сырьем для древесных плит, целлюлозы и бумаги и многих химических продуктов. Наконец, древесина по-прежнему является важным топливом во многих странах мира.

С ботанической точки зрения древесина является частью системы, которая переносит воду и растворенные минералы от корней к остальным частям растения, хранит пищу, созданную в результате фотосинтеза, и обеспечивает механическую поддержку. Его производят примерно от 25 000 до 30 000 видов растений, включая травянистые, хотя только от 3 000 до 4 000 видов производят древесину, пригодную для использования в качестве материала. Древесные лесные деревья и другие древесные растения делятся на две категории: голосеменные и покрытосеменные. Голосеменные, или шишковидные деревья, дают хвойные породы, такие как сосна и ель, а покрытосеменные растения производят лиственные породы умеренной и тропической зон, такие как дуб, бук, тик и бальза. Следует отметить, что различие, подразумеваемое пунктом твердой древесины и мягкой древесины верно не во всех случаях. Некоторые лиственные породы, например бальза, мягче некоторых мягких пород, например тиса.

прозрачная древесина

Посмотреть все видео к этой статье

Древесина является материалом, имеющим большое экономическое значение. Он встречается во всем мире, и его можно рационально использовать как возобновляемый ресурс, в отличие от угля, руды и нефти, которые постепенно истощаются. Благодаря заготовке в лесах, транспортировке, переработке в мастерских и промышленности, торговле и использованию древесина обеспечивает рабочие места и поддерживает экономическое развитие, а в некоторых странах – основные средства к существованию. Об этом свидетельствует сохраняющийся высокий спрос на древесину и изделия из дерева.

В весовом отношении расход древесины намного превышает расход других материалов. Более половины производимого круглого леса (бревен) потребляется в качестве топлива, главным образом в менее развитых странах. Производство бумаги и картона показало самый быстрый рост среди изделий из дерева; ожидается, что эта тенденция сохранится, поскольку потребление на душу населения в менее развитых странах приближается к уровню потребления в развитых странах. Рост населения мира является движущей силой увеличения потребления древесины и, как следствие, вырубки лесов. Истощение многих лесов, особенно в тропиках, ставит под сомнение обеспечение достаточного запаса древесины для удовлетворения ожидаемых потребностей. Усилия, направленные на то, чтобы остановить сокращение лесного покрова Земли и повысить продуктивность существующих лесов, создание обширных программ лесовосстановления и создание плантаций быстрорастущих деревьев, переработка бумаги и улучшение использования древесины за счет исследований, могли бы облегчить проблему снабжения древесиной и помочь уменьшить экологические потери лесной промышленности.

Викторина «Британника»

Строительные блоки предметов повседневного обихода

Измерение теплопроводности и удельной теплоемкости

Измерения теплопроводности могут сказать вам, насколько хорошо материал способен проводить или передавать тепловую энергию, а удельная теплоемкость описывает количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры материала. Оба показателя жизненно важны для прогнозирования характеристик изоляторов, материалов с фазовым переходом, таких как масла, воски и пластмассы, теплообменников, испарителей, холодильников и морозильников.

Измерения теплопроводности и удельной теплоемкости являются обычными измерениями во многих отраслях, включая аэрокосмическую, автомобильную, строительную, электронную, текстильную и аддитивное производство. Хорошее понимание того, как проводимость тепловой энергии и как она влияет на материал, является ключом к способности прогнозировать поведение системы, а также проектировать и оптимизировать элементы управления. Наша лаборатория может измерять теплопроводность жидкостей, паст, порошков, изоляторов и керамики от -20 до 200°C.

Если вы хотите обсудить измерение теплопроводности или удельной теплоемкости вашего материала или характеристику других физических свойств вашей продукции, свяжитесь с нами.

Свяжитесь с нами

На первый взгляд процесс теплопередачи кажется интуитивно понятным, но его легко не заметить, если вы не будете осторожны – если вы когда-либо подгорали на гриле, то вы уже видели, насколько низкая теплопроводность и низкая теплоемкость может быть проблемой при работе с высокими температурами. В промышленности игнорирование тепловых характеристик вашего продукта может быть дорогостоящей ошибкой, ведущей к неэффективности, несоответствиям в качестве или, в худшем случае, к блокировкам или повреждению вашей технологической линии.

Теплоемкость

Температура материала является показателем количества тепловой энергии, которой он обладает, и сильно зависит от плотности и теплоемкости материала. Теплоемкость материала часто дается либо по плотности (удельная теплоемкость), либо по объему (объемная теплоемкость). Удельную теплоемкость можно рассматривать как усилие или работу, необходимые для повышения температуры одной единицы массы материала на одну единицу температуры, единицей СИ является джоуль на килограмм на кельвин. Когда вы умножаете удельную теплоемкость на плотность материала, вы можете вычислить объемную теплоемкость, которая представляет собой усилие или работу, необходимые для повышения температуры одной единицы объема материала на один градус Кельвина, единицей СИ является джоуль на метров кубических на кельвин.

Если материал имеет низкую удельную теплоемкость, то для повышения температуры материала требуется относительно небольшое количество тепла, и наоборот, материал с высокой удельной теплоемкостью потребует сравнительно больше энергии для повышения температуры на ту же величину. Это может быть полезно в промышленности строительных материалов при попытке спроектировать здания, способные защитить своих жителей от изменений температуры окружающей среды.

Теплопроводность

Теплопроводность описывает скорость теплового потока через температурный градиент внутри материала, т. е. легкость, с которой тепловая энергия течет от горячего конца к холодному концу материала. Единицей СИ для теплопроводности является ватт на метр-кельвин.

Материал с высокой теплопроводностью может быстро перемещать большое количество тепла на большое расстояние, в то время как материал с низкой теплопроводностью может действовать как изолирующий барьер для передачи тепла. Теплопроводность жизненно важна для материалов теплового интерфейса, которые должны способствовать передаче тепла между двумя поверхностями. Может быть невероятно сложно добиться идеального контакта двух поверхностей друг с другом (и, следовательно, трудно достичь идеальной эффективности теплопередачи), поэтому материалы теплового интерфейса используются для «заполнения зазоров» и обеспечения пути для теплопередачи.

Температуропроводность

Температуропроводность, полученная путем деления теплопроводности материала на его объемную теплоемкость, может рассматриваться как отношение изменения температуры во всем материале по мере того, как он проводит некоторое количество тепла, или скорость, с которой достигается тепловое равновесие между горячим и холодным концами материала.

Высокий коэффициент температуропроводности указывает на то, что материал будет быстро уравновешиваться, в то время как низкий коэффициент температуропроводности указывает на более вероятное повышение внутренней температуры при прохождении тепла. Единицей температуропроводности в СИ является метр в квадрате в секунду. Изоляционный материал как для зданий, так и для текстиля помогает предотвратить потерю тепла из помещения, объекта или человека и обычно имеет низкую диффузионную способность.

Тепловая эффузивность

Тепловая эффузивность определяется как радикал (квадратный корень) из коэффициента температуропроводности – проще говоря, это мера способности материала обмениваться тепловой энергией с окружающей средой. Высокая тепловая эффузивность указывает на то, что материал эффективно обменивается теплом с окружающей средой, тогда как низкая тепловая эффузивность указывает на относительно низкую способность обмениваться тепловой энергией.

Единицы СИ для термической эффузивности немного странные – ватт в радикальных секундах на метр на метр на кельвин (Ws ^1/2 м ^-2 K ^-1 ). Термическую эффузивность можно использовать для оценки управления теплом текстиля – например, в спортивной одежде используемый текстиль должен сохранять тепло в холодных условиях, но позволять владельцу охлаждаться при потоотделении. Этому часто способствует продуманное сочетание плотности нитей, создание пор в переплетении ткани и выбор специальных материалов с заданными тепловыми свойствами.

Метод измерения теплопроводности – модифицированный плоский источник переходных процессов (MTPS)

Мы используем модифицированный метод переходного плоского источника (MTPS) для измерения теплопроводности и тепловой эффузии. Система работает, пропуская известный ток через провод в форме спирали (который действует как нагревательный элемент и датчик) и защитное кольцо в течение короткого промежутка времени, провода нагревают образец в одном направлении на границе раздела датчик-образец, с защитное кольцо, помогающее приблизиться к однонаправленному тепловому потоку. Поскольку сопротивление датчика сильно зависит от температуры, можно измерить падение напряжения датчика с течением времени, чтобы получить представление о термической эффузивности образца.

Материал с высокой эффузивностью будет отводить тепло быстрее, тогда как материал с низкой эффузивностью будет с трудом отводить тепло, что приведет к повышению температуры катушки датчика нагревательного элемента и увеличению измеряемого напряжения.

Саргорстрой