Теплоизолирующая способность твердых строительных материалов

  • admin
  • Комментариев нет
Теплоизолирующая способность твердых строительных материалов
  • Изображение: Теплоизолирующая способность твердых строительных материалов

Теплоизолирующая способность зависит от доли, которую составляют пустоты, заполненные воздухом, от общего объема материала. Поскольку теплопроводность неподвижного воздуха в порах очень мала, а объем пор в большой степени зависит от плотности, последняя позволяет судить о теплопроводности строительного материала; чем ниже его плотность, тем меньше теплопроводность.

Строительные и, в частности, теплоизоляционные материалы состоят из твердых частиц вещества различной структуры и находящегося между ними воздуха, поэтому теплопроводность материалов должна лежать в границах между теплопроводностью соответствующих частиц и теплопроводностью воздуха. Чем больше пористость материала, тем ближе значение его теплопроводности к значению теплопроводности воздуха [коэффициент теплопроводности, А воздуха при давлении 0,1 МПа и температуре 273,16 К составляет 0,0242 Вт/ /(м-К)].

Эти положения иллюстрирует 34, на котором приведены коэффициенты теплопроводности различных строительных и теплоизоляционных материалов из 5. Положение приведенной на рисунке кривой иллюстрирует изменение средних значений коэффициентов теплопроводности (по Каммереру). Оно свидетельствует, что расчетные значения в 5 приняты «с запасом». По теплопроводности строительные материалы могут быть разделены на три группы: изоляционные с, А от 0,035 до 0,12 Вт/ (м-К); строительные всех видов с, А от 0,12 до 2,2 Вт/ (м-К); естественные горные породы с, А от 2,2 до 3,4 Вт/ (м-К).

Теплопроводность твердых строительных материалов зависит от объема и распределения воздушных пор. Материалы с многочисленными мелкими и хорошо распределенными по всему объему порами обеспечивают лучшую теплозащиту, чем материалы, у которых воздух сосредоточен в небольшом количестве больших пор. Правда, неблагоприятные форма и распределение мелких пор могут вызывать переувлажнение материала из-за; всасывающего действия (капиллярного подсоса).

Наиболее низкая теплопроводность воздуха [А — 0,0242 Вт/ (м К)] при температуре 273,16 К и

давлении ОД МПа наблюдается лишь тогда, когда в соответствующих воздушных прослойках теплопередача посредством теплопроводности не наслаивается на теплопередачу, осуществляемую путем конвекции и излучения. Именно тогда теплопроводность, в частности воздушных прослоек, повышается в 6–8 раз. Участие тех или иных форм передачи тепла в общем процессе теплопередачи зависит от размера воздушных прослоек, а при пористой структуре — от диаметра пор. Упрощенно можно сказать, что при диаметре пор менее 1 мм действует только теплопроводность; при диаметре пор менее 10 мм — теплопроводность и излучение тепла; при большем диаметре пор — все три формы теплопередачи (еще и конвекция). Именно они определяют теплопроводность воздуха, заключенного в порах. Теплопроводность двух проб материала с равными плотностью и пористостью может быть неодинаковой. Если воздух в материале распределен в виде большего количества мелких пор, материал имеет меньшую теплопроводность, чем при небольшом количестве пор большого диаметра. Распределение пор, их вид и размеры характеризуют, кроме того, способность материала к водопоглощению. На 35 для некоторых распространенных материалов показаны наиболее характерные зависимости между теплопроводностью и водопоглощением, обусловленные структурой материала.

Теплопроводность твердых строительных материалов зависит от теплопроводности основного материала. Теплопроводность твердых веществ зависит от их вида (минеральное или растительное происхождение) и структуры, поэтому сделать вывод о теплопроводности различных строительных материалов лишь на основе сравнения их плотностей не всегда возможно.

Это положение становится понятным при рассмотрении следующего примера: коэффициент теплопроводности стекла при плотности от 2600 до 4200 кг/мЗ лежит в пределах 0,58–1,05 Вт/ (мК). Если стекло как твердое вещество применяется в составе изоляционного материала стекловаты, то коэффициент теплопроводности общей структуры (стекло 4- воздух) составляет лишь 0,046 Вт/ (мК) при плотности около 100 кг/мЗ. Подобной плотностью обладает стружка, которая будучи применена в качестве заполнителя, имеет в 2 раза больший коэффициент теплопроводности, т. е. 0,093 Вт/ (мК).

Теплопроводность твердых строительных материалов зависит от содержания влаги. Значительная зависимость теплопроводности от содержания в материале влаги объясняется вытеснением воздуха из пор водой, теплопроводность которой в 25 раз больше, чем теплопроводность неподвижного воздуха, находящегося в мелких» равномерно распределенных в мате

риале порах, а также процессом диффузии водяного пара, который вносит в наполненные воздухом поры влагу в процессе теплопередачи.

Заполнение пор водой не неизбежно и может быть предотвращено при правильном конструировании элемента. К мерам, которые препятствуют заполнению пор водой, относятся: защита от осадков и другой влаги, предотвращение накопления в конструкции конденсата и правильный выбор строительных материалов при заданных климатических условиях. Большое значение имеет при этом процесс диффузии паров. Между увлажненными стенками пор с различной температурой, в направлении падения температур происходит диффузия водяного пара. При этом от теплой стороны конструкции к холодной (от поры к поре) транспортируется значительное количество тепла.

Практические средние значения коэффициентов теплопроводности учитывают содержание влага» которое может быть достигнуто в правильно запроектированных конструкциях.

Если проанализировать положение прямых на 36 и применяемые коэффициенты теплопроводности, то становится очевидной важность требования об эффективной конструктивной защите ограждений от влаги. Это подтверждает первостепенную важность значения процессов диффузии паров в конструкции и учет их при конструировании.

При использовании материалов сайта, активная ссылка на источник обязательна.
Будьте уважительны к авторам публикаций!

Оцените эту запись:

Комментарии закрыты.