Твердые вещества. Коэффициенты теплопроводности материалов.

Коэффициенты теплопроводности, полученные опытным путем, учитывают влияние постоянной (длительной или равновесной)

Теплопроводность следует определять по DIN 52612.

Определение теплопроводности в стандартном приборе; проведение испытаний и проверка их результатов».
Определение теплопроводности в стандартном приборе; расчетные значения теплопроводности для применения в строительстве».
Опытные значения коэффициентов теплопроводности строительных материалов, полученные в лабораторных условиях при сухом или воздушно-сухом состоянии образцов, не могут быть использованы при проектировании конструкций без соответствующего уточнения влажности, поэтому численное значение их больше, чем значения коэффициентов теплопроводности, которые получены в результате измерения образцов в сухом или воздушно-сухом состоянии. Были определены коэффициенты теплопроводности для строительных материалов различной плотности. Все значения плотности действительны для материалов в абсолютно сухом состоянии.

Определение теплопроводности.
В лаборатории испытывается проба вещества с твердо установленным допустимым содержанием влаги, причем, в соответствии с DIN 52612, лист 1, после оценки результатов измерений определяют коэффициент теплопроводности Аод, где 10 — средняя плюсовая температура, °€, среднее измеренное значение А. Затем в соответствии с PIN 52612, лист 2, по значению Aflg определяется коэффициент теплопроводности сухой Пробы A 1QC. И, наконец, к этому значению добавляют величину, которая учитывает влияние температуры, фактического содержания влаги, старения, неизбежных повреждений и иных нарушений, возникающих при использовании материала в деле. Так получают коэффициент теплопроводности Kg, реализуемый в строительной практике.

Увеличение теплопроводности при переувлажнении. Если влажность материала в процессе эксплуатации превышает содержание влаги, которое уже учтено при введении упомянутой выше добавки, коэффициент теплопроводности возрастает и становится больше расчетного значения. Неблагоприятное влияние этого процесса было отмечено в разд.3.15 и 4.1 Л.4. Если нельзя избежать повышения влажности, например при допустимом накоплении конденсата в толще конструкции, то фактическое термическое сопротивление 1/А необходимо прове-

Зависимость теплопроводности слоя воздуха от его толщины, которая суммирует влияние всех трех видов теплопередачи, может быть учтена эквивалентным значением коэффициента теплопроводности X. Однако эквивалентный коэффициент теплопроводности воздуха X при практическом применении рассматриваемых норм не имеет значения и в качестве формальной величины свидетельствует лишь об иной форме теплопередачи через воздушные прослойки. Очень важные для строительной практики значения термического сопротивления \]А для конструктивно наиболее интересных значений толщины и расположения воздушных прослоек приведены в 6. Важным условием применения значений б является ограничение воздушной прослойки двумя параллельными плоскостями конструкции, состоящими из неметаллических строительных материалов. Это становится понятным при сравнении некоторых значений коэффициентов излучения С, Обычные строительные материалы (например, дерево, кирпич, раствор, гипс, бетон и др.): С — 5,2 — 5,4 Вт/(м2-К4); полированный алюминий: С = 0,29 Вт/ (м2х К4); необработанный алюминий: С = 0,45 Вт/(м2-к4).

Таким образом, теплообмен путем излучения между граничными плоскостями из обычных строительных материалов приблизительно в 12–17 раз больше, чем возможный теплообмен между металлическими поверхностями. При этом расстояние между поверхностями не оказывает влияния на величину переноса тепла путем излучения. А это означает, что для различных толщин воздушной прослойки при прочих равных условиях количества переносимого тепла равны. Однако, как известно, тепло, переносимое путем излучения, представляет собой лишь одну из трех составляющих общего теплообмена.

Перенос тепла путем конвекции предполагает наличие конечного объема воздуха и с увеличением толщины слоя воздуха возрастает. Кроме того, процессу конвекции благоприятствует вертикальное расположение воздушной прослойки. При очень малых (менее 1 см) толщинах воздушной прослойки перенос тепла путем конвекции не имеет значения.

Наряду с излучением здесь действует также теплопроводность воздуха. В частности, теплопроводность (при 20°С — около 0,0256 Вт/ (м2К)) при толщине слоя воздуха 1 см определяет около 35% общего сопротивления теплопередаче воздушной прослойки.

Если толщина «слоя воздуха увеличивается, это не означает пропорционального возрастания сопротивления теплопередаче (как у твердых материалов), а исключительно высокая изолирующая способность воздуха при неизменном переносе тепла излучением вначале всегда несколько уменьшается за счет возрастания влияния конвективного переноса тепла. Если толщина воздушной прослойки увеличивается аде больше, прирост изолирующей способности прекращается вследствие увеличения конвективного переноса тепла и при вертикальной воздушной прослойке- заметно уменьшается.

Наиболее полное использование высоких изоляционных свойств неподвижного воздуха возможно в следующих случаях. Неподвижные слои воздуха небольшой толщины присутствуют в так называемых сэндвич-конструкциях» между слоями материала, в частности алюминия или другого материала с нанесенной на него алюминиевой пленкой; большие, учитываемые конструктивно и в статических расчетах, свободные полости делятся в конструкции материальными слоями на значительное число воздушных прослоек небольшой толщины (примером могут служить искусственные камни из различных материалов с вертикальными пустотами).

75 иллюстрирует данные, приведенные в п.1 6. Основной предпосылкой получения этих данных о сопротивлении теплопередаче является признание того факта, что воздух в вертикальной воздушной прослойке достаточно неподвижен. Однако в соответствии с Дополнениями к DIN 4108 и при использовании двухслойной кирпичной кладки с вентилируемой прослойкой у наружного слоя можно извлечь выгоду от теплоизолирующего действия воздушной прослойки, если размеры и устройство вентиляционных отверстий соответствуют требованиям DIN 1053 [43]. При этом наружный слой может быть включен в расчет общего сопротивления теплопередаче.

Это полностью относится к вентилируемым легким стеновым конструкциям, если сечение вентиляционных отверстий не превышает 1/700 площади поверхности стен. Для всех слоистых конструкций типа сэндвич» с неподвижными замкнутыми воздушными прослойками их сопротивление теплопередаче учитывается наряду с остальными слоями. Для всех упомянутых конструкций оптимальная толщина воздушной прослойки составляет около 5–6 см.

При устройстве крыш следует учитывать ограничения, излагаемые в разделах. Воздушная прослойка конструктивно образована облицовкой подвесного потолка. Если при устройстве подвесного потолка обрадуется пространство большой высоты (например, для установки оборудования), то следует проверять, может ли находящийся в этом пространстве воздух рассматриваться как неподвижный. Если воздушное пространство имеет приток или из нега осуществляется отсос воздуха, то воздух не может рассматриваться как неподвижный. Естественно, воздушная прослойка может располагаться и над несущей конструкцией (например, при укладке полов на деревянных лагах). При устройстве деревянных балочных перекрытий без заполнения пространства и подвесных потолков, прикрепляемых к основанию под штукатурку, могут образоваться две или больше, воздушные прослойки. Термическое сопротивление каждой воздушной прослойки включается тогда в расчет общего сопротивления теплопередаче конструкции.

Направление теплового потока снизу вверх поддерживает конвективный перенос тепла и поэтому сопротивление теплопередаче описанных выше конструкций заметно меньше, чем на диаграмме.

Соответствует п. З.6 и относится ко всем конструкциям, которые отделяют теплые помещения от расположенной под ними холодной зоны (например, перекрытия над подвалами, открытыми проездами и т. д.). Это относится также к полам над грунтом, если в их конструкции содержится воздушная прослойка.