Коэффициент теплоизоляции: ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И МЕХАНИЗМЫ ПРОЦЕССА | Архитектура и Проектирование
|
Итак, строительные нормы оговаривают три основных параметра теплоизолирующих материалов, а именно: теплопроводность, плотность и жесткость. Коэффициент Теплопроводности — λ
Плотность материалов — ρ
Жесткость
|
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.
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).
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.
Что такое теплопроводность и коэффициент теплопроводности. |
Теплопроводность.
Так что же такое теплопроводность? С точки зрения физики теплопроводность – это молекулярный перенос теплоты между непосредственно соприкасающимися телами или частицами одного тела с различной температурой, при котором происходит обмен энергией движения структурных частиц (молекул, атомов, свободных электронов).
Можно сказать проще, теплопроводность – это способность материала проводить тепло. Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной. Передача тепла происходит за счет передачи энергии при столкновении молекул вещества. Происходит это до тех пор, пока температура внутри тела не станет одинаковой. Такой процесс может происходить в твердых, жидких и газообразных веществах.
На практике, например в строительстве при теплоизоляции зданий, рассматривается другой аспект теплопроводности, связанный с передачей тепловой энергии. В качестве примера возьмем «абстрактный дом». В «абстрактном доме» стоит нагреватель, который поддерживает внутри дома постоянную температуру, скажем, 25 °С. На улице температура тоже постоянная, например, 0 °С. Вполне понятно, что если выключить обогреватель, то через некоторое время в доме тоже будет 0 °С. Все тепло (тепловая энергия) через стены уйдет на улицу.
Чтобы поддерживать температуру в доме 25 °С, нагреватель должен постоянно работать.
Нагреватель постоянно создает тепло, которое постоянно уходит через стены на улицу.
Коэффициент теплопроводности.
Количество тепла, которое проходит через стены (а по научному — интенсивность теплопередачи за счет теплопроводности) зависит от разности температур (в доме и на улице), от площади стен и теплопроводности материала, из которого сделаны эти стены.
Для количественной оценки теплопроводности существует коэффициент теплопроводности материалов. Этот коэффициент отражает свойство вещества проводить тепловую энергию. Чем больше значение коэффициента теплопроводности материала, тем лучше он проводит тепло. Если мы собираемся утеплять дом, то надо выбирать материалы с небольшим значением этого коэффициента. Чем он меньше, тем лучше. Сейчас в качестве материалов для утепления зданий наибольшее распространение получили утеплители из минеральной ваты, и различных пенопластов. Набирает популярность новый материал с улучшенными теплоизоляционными качествами — Неопор.
Коэффициент теплопроводности материалов обозначается буквой ? (греческая строчная буква лямбда) и выражается в Вт/(м2*К). Это означает, что если взять стену из кирпича, с коэффициентом теплопроводности 0,67 Вт/(м2*К), толщиной 1 метр и площадью 1 м2., то при разнице температур в 1 градус, через стену будет проходить 0,67 ватта тепловой энергии. Если разница температур будет 10 градусов, то будет проходить уже 6,7 ватта. А если при такой разнице температур стену сделать 10 см, то потери тепла будут уже 67 ватт. Подробней о методике расчета теплопотерь зданий можно посмотреть здесь.
Следует отметить, что значения коэффициента теплопроводности материалов указываются для толщины материала в 1 метр. Чтобы определить теплопроводность материала для любой другой толщины, надо коэффициент теплопроводности разделить на нужную толщину, выраженную в метрах.
В строительных нормах и расчетах часто используется понятие «тепловое сопротивление материала». Это величина обратная теплопроводности.
Если, на пример, теплопроводность пенопласта толщиной 10 см — 0,37 Вт/(м2*К), то его тепловое сопротивление будет равно 1 / 0,37 Вт/(м2*К) = 2,7 (м2*К)/Вт.
Коэффициент теплопроводности материалов.
Ниже в таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов применяемых в строительстве.
| Материал | Коэфф. тепл. Вт/(м2*К) |
| Алебастровые плиты | 0,470 |
| Алюминий | 230,0 |
| Асбест (шифер) | 0,350 |
| Асбест волокнистый | 0,150 |
| Асбестоцемент | 1,760 |
| Асбоцементные плиты | 0,350 |
| Асфальт | 0,720 |
| Асфальт в полах | 0,800 |
| Бакелит | 0,230 |
| Бетон на каменном щебне | 1,300 |
| Бетон на песке | 0,700 |
| Бетон пористый | 1,400 |
| Бетон сплошной | 1,750 |
| Бетон термоизоляционный | 0,180 |
| Битум | 0,470 |
| Бумага | 0,140 |
| Вата минеральная легкая | 0,045 |
| Вата минеральная тяжелая | 0,055 |
| Вата хлопковая | 0,055 |
| Вермикулитовые листы | 0,100 |
| Войлок шерстяной | 0,045 |
| Гипс строительный | 0,350 |
| Глинозем | 2,330 |
| Гравий (наполнитель) | 0,930 |
| Гранит, базальт | 3,500 |
| Грунт 10% воды | 1,750 |
| Грунт 20% воды | 2,100 |
| Грунт песчаный | 1,160 |
| Грунт сухой | 0,400 |
| Грунт утрамбованный | 1,050 |
| Гудрон | 0,300 |
| Древесина — доски | 0,150 |
| Древесина — фанера | 0,150 |
| Древесина твердых пород | 0,200 |
| Древесно-стружечная плита ДСП | 0,200 |
| Дюралюминий | 160,0 |
| Железобетон | 1,700 |
| Зола древесная | 0,150 |
| Известняк | 1,700 |
| Известь-песок раствор | 0,870 |
| Ипорка (вспененная смола) | 0,038 |
| Камень | 1,400 |
| Картон строительный многослойный | 0,130 |
| Каучук вспененный | 0,030 |
| Каучук натуральный | 0,042 |
| Каучук фторированный | 0,055 |
| Керамзитобетон | 0,200 |
| Кирпич кремнеземный | 0,150 |
| Кирпич пустотелый | 0,440 |
| Кирпич силикатный | 0,810 |
| Кирпич сплошной | 0,670 |
| Кирпич шлаковый | 0,580 |
| Кремнезистые плиты | 0,070 |
| Латунь | 110,0 |
| Лед 0°С | 2,210 |
| Лед -20°С | 2,440 |
| Липа, береза, клен, дуб (15% влажности) | 0,150 |
| Медь | 380,0 |
| Мипора | 0,085 |
| Опилки — засыпка | 0,095 |
| Опилки древесные сухие | 0,065 |
| ПВХ | 0,190 |
| Пенобетон | 0,300 |
| Пенопласт ПС-1 | 0,037 |
| Пенопласт ПС-4 | 0,040 |
| Пенопласт ПХВ-1 | 0,050 |
| Пенопласт резопен ФРП | 0,045 |
| Пенополистирол ПС-Б | 0,040 |
| Пенополистирол ПС-БС | 0,040 |
| Пенополиуретановые листы | 0,035 |
| Пенополиуретановые панели | 0,025 |
| Пеностекло легкое | 0,060 |
| Пеностекло тяжелое | 0,080 |
| Пергамин | 0,170 |
| Перлит | 0,050 |
| Перлито-цементные плиты | 0,080 |
| Песок 0% влажности | 0,330 |
| Песок 10% влажности | 0,970 |
| Песок 20% влажности | 1,330 |
| Песчаник обожженный | 1,500 |
| Плитка облицовочная | 1,050 |
| Плитка термоизоляционная ПМТБ-2 | 0,036 |
| Полистирол | 0,082 |
| Поролон | 0,040 |
| Портландцемент раствор | 0,470 |
| Пробковая плита | 0,043 |
| Пробковые листы легкие | 0,035 |
| Пробковые листы тяжелые | 0,050 |
| Резина | 0,150 |
| Рубероид | 0,170 |
| Сланец | 2,100 |
| Снег | 1,500 |
Сосна обыкновенная, ель, пихта (450…550 кг/куб. м, 15% влажности) | 0,150 |
| Сосна смолистая (600…750 кг/куб.м, 15% влажности) | 0,230 |
| Сталь | 52,0 |
| Стекло | 1,150 |
| Стекловата | 0,050 |
| Стекловолокно | 0,036 |
| Стеклотекстолит | 0,300 |
| Стружки — набивка | 0,120 |
| Тефлон | 0,250 |
| Толь бумажный | 0,230 |
| Цементные плиты | 1,920 |
| Цемент-песок раствор | 1,200 |
| Чугун | 56,0 |
| Шлак гранулированный | 0,150 |
| Шлак котельный | 0,290 |
| Шлакобетон | 0,600 |
| Штукатурка сухая | 0,210 |
| Штукатурка цементная | 0,900 |
| Эбонит | 0,160 |
Loft Insulation — Введение
Когда вы начнете рассматривать изоляционные материалы, такие как изоляция чердака, вы можете быстро увязнуть в некоторых довольно сложных технических терминах.
В этой статье мы постараемся упростить их, чтобы вы могли постоять за себя, когда находитесь в местном магазине «Сделай сам»!
Теплопроводность изоляционных материалов
Теплопроводность, также известная как лямбда (обозначается греческим символом λ), является мерой того, насколько легко тепло проходит через материал определенного типа, не зависит от толщины рассматриваемого материала.
Чем ниже теплопроводность материала, тем лучше тепловые характеристики (т. е. тем медленнее тепло проходит через материал).
Измеряется в ваттах на метр Кельвина (Вт/мК).
Чтобы дать вам представление об изоляционных материалах – их теплопроводность колеблется от 0,008 Вт/мК для панелей с вакуумной изоляцией (поэтому они самые лучшие, но очень дорогие!) до примерно 0,061 Вт/мК для некоторых пород дерева. волокно.
>>> НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О ПОКАЗАТЕЛЯХ U ИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ <<<
Если бы вы использовали овечью шерсть для утепления своего имущества, это составило бы около 0,034 Вт/мК, примерно столько же, сколько у большинства других видов шерсти.
и волокнистые изоляционные материалы.
R-значения
R-значение является мерой сопротивления тепловому потоку через материал заданной толщины. Таким образом, чем выше значение R, тем выше тепловое сопротивление материала и, следовательно, тем лучше его изоляционные свойства.
Значение R рассчитывается по формуле
Где:
l — толщина материала в метрах, а
λ — теплопроводность в Вт/мК.
Значение R измеряется в метрах в квадрате по Кельвину на ватт (м 2 К/Вт). 2 К/Вт.
Если вам нужно утеплить сплошную кирпичную стену, вы просто найдете R-коэффициент изоляции, а затем сложите их вместе. Если вы изолируете его фольгированным полиизоциануратом толщиной 80 мм (с теплопроводностью λ = 0,022 Вт / мК и значением R 0,08 / 0,022 = 3,64 м 2 К/Вт), вы получите общее значение R для изолированной стены 0,18 + 3,64 = 3,82 м 2 К/Вт. Следовательно, это улучшит тепловое сопротивление более чем в 21 раз!
Таким образом, значение R является относительно простым способом сравнения двух изоляционных материалов, если у вас есть коэффициент теплопроводности для каждого материала.
Это также позволяет увидеть влияние добавления более толстых слоев того же изоляционного материала.
В реальных зданиях стены состоят из множества слоев различных материалов. Общее тепловое сопротивление всей стены рассчитывается путем сложения теплового сопротивления каждого отдельного слоя.
К сожалению, тепло проникает в ваш дом и выходит из него несколькими различными путями, и значения R учитывают только теплопроводность. Он не включает ни конвекцию, ни излучение.
Поэтому вы можете выбрать значение U, которое учитывает все различные механизмы потери тепла – читайте дальше, чтобы узнать, как это рассчитывается!
Значение U
Значение U строительного элемента является обратной величиной общего теплового сопротивления этого элемента. Значение U является мерой того, сколько тепла теряется через заданную толщину конкретного материала, но включает три основных способа потери тепла: теплопроводность, конвекцию и излучение.
Температура окружающей среды внутри и снаружи здания играет важную роль при расчете коэффициента теплопередачи элемента.
Если представить себе внутреннюю поверхность участка площадью 1 м² наружной стены отапливаемого здания в холодном климате, то тепло поступает в этот участок за счет излучения со всех частей внутри здания и за счет конвекции воздуха внутри здания. Таким образом, следует учитывать дополнительные тепловые сопротивления, связанные с внутренней и внешней поверхностями каждого элемента. Эти сопротивления обозначаются как R si и R so соответственно с общими значениями 0,12 км²/Вт и 0,06 км²/Вт для внутренней и внешней поверхностей соответственно.
Это мера, которая всегда соответствует строительным нормам. Чем ниже значение U, тем лучше материал как теплоизолятор.
Это вычисляется путем взятия обратной величины R-значения и добавления конвекционных и радиационных тепловых потерь следующим образом.
U = 1/ [ R si + R 1 + R 2 +… + R поэтому ]
На практике это сложный расчет, поэтому лучше всего использовать программное обеспечение для расчета U-значения.
Единицы в ваттах на метр в квадрате по Кельвину (Вт/м 2 К).
Ориентировочно, неизолированная полая стена имеет коэффициент теплопередачи приблизительно 1,6 Вт/м 2 К, в то время как сплошная стена имеет коэффициент теплопроводности приблизительно 2 Вт/м 2 К
Использование коэффициентов теплопередачи , R-значения и теплопроводность
Если вы столкнетесь с теплопроводностью, R-значениями и U-значениями в будущем, вот 3 простые вещи, которые нужно помнить, чтобы убедиться, что вы получаете лучший изоляционный продукт.
- Более высокие числа хороши при сравнении теплового сопротивления и R-значений продуктов.
- Низкие числа хороши при сравнении U-значений.
- Коэффициент теплопередачи является наиболее точным способом оценки изолирующей способности материала, принимая во внимание все различные способы потери тепла, однако его труднее рассчитать.
Установка энергосберегающих технологий
Вы заинтересованы в установке домашних возобновляемых источников энергии? Мы прочесали страну в поисках лучших продавцов, чтобы быть уверенными, что рекомендуем только тех, кому мы действительно доверяем.
Вы можете найти одного из этих продавцов на нашей простой в использовании карте местного установщика.
>>> ПЕРЕЙТИ К НАШЕЙ КАРТЕ МЕСТНЫХ УСТАНОВЩИКОВ СЕЙЧАС <<<
В качестве альтернативы, если вы хотите, чтобы мы нашли для вас местного установщика, просто заполните форму ниже, и мы свяжемся с вами в ближайшее время!
У вас есть вопрос или вы хотите узнать больше?
О чем вы спрашиваете?
— Список рассылкиХранилище аккумуляторовБиомассаКотлыИзоляция полых стенЗарядка EPCEVВнешняя изоляция стенФинансированиеОстеклениеТепловые насосыИнфракрасное отоплениеИзоляция чердаковВторичное остеклениеСолнечные фотоэлектрические панелиСолнечная тепловаяСолнечная термодинамическаяСплошная изоляция стенНагревателиВетряные турбиныДругое
Я хочу, чтобы со мной связался местный установщик/поставщик
Я хотел бы время от времени получать новости от TheGreenAge
R-фактор, K-фактор и C-фактор
Термины изоляции могут быть весьма запутанными для всех, кто не работает в отрасли.
Если вы когда-либо покупали изоляцию для своего дома, вы знаете, что изоляция с высоким коэффициентом R лучше. Но что именно это означает? Знаете ли вы, что R-фактор зависит от других факторов?
Когда дело доходит до покупки более специфических изоляционных материалов, таких как съемные изоляционные кожухи для горячих труб, ключевым моментом является понимание особенностей трех мер изоляции. Чтобы понять хорошо известный фактор R, важно понять факторы, на которые он опирается, фактор К и фактор С.
Если вы ищете формулы для расчета этих коэффициентов, ознакомьтесь с нашей таблицей преобразования формул факторов R, C и K, в которой перечислены все формулы, обсуждаемые в этой статье. Для получения дополнительной информации читайте дальше!
| Я хочу | ||||
|---|---|---|---|---|
| К-фактор | Коэффициент С | R-фактор | ||
| У меня есть | К-фактор | C=K-коэффициент/дюйм. толщиной | R= толщина в дюймах/K-фактор | |
| Коэффициент C | K=C-фактор толщины в дюймах | R=1/C-фактор | ||
| R-фактор | К=дюйм. толщины / R-фактор | C-1/R-фактор | ||
| Ни один из Выше | K=BTU-дюйм/час — фут² — °F | C=BTU/(час · футов · °F) | R=h · фут² · °F/BTU | |
К-фактор изоляции
Что такое К-фактор изоляции?
Коэффициент теплоизоляции K представляет собой теплопроводность материала или его способность проводить тепло. Обычно изоляционные материалы имеют К-фактор меньше единицы. Чем ниже коэффициент К, тем лучше изоляция. Учебное определение К-фактора: «Время установившегося теплового потока через единицу площади однородного материала, вызванного единичным градиентом температуры в направлении, перпендикулярном этой единице площади».
Это полный рот.
Упрощенно, К-фактор — это мера тепла, которое проходит через один квадратный фут материала толщиной в один дюйм за час.
Как рассчитать К-фактор изоляции?
Если коэффициент R неизвестен, формула для расчета коэффициента K изоляции:
Коэффициент K = BTU-in/hr — ft 2 — °F
или
Британская тепловая единица-дюйм на квадрат Фут в час на градус Фаренгейта
Если коэффициент R известен, можно использовать эту более простую формулу для расчета коэффициента К:
К-фактор = толщина в дюймах / R-фактор
Как сообщается К-фактор изоляции?
Факторы К указываются при одной или нескольких средних температурах. Средняя температура представляет собой среднее значение суммы самых горячих и самых низких температур поверхности, которым подвергается изоляционный материал.
Проще говоря, испытательный прибор, определяющий коэффициент К изоляционного материала, помещает образец материала между двумя пластинами, горячей и холодной, и среднее значение температур поверхности этих двух пластин равняется средней температуре.
Вот пример отчета о К-факторе изоляционного материала:
через Nomaco Insulation[/caption]
Обратите внимание, что по мере повышения средней температуры растет и К-фактор. При сравнении изоляции важно учитывать коэффициент К и среднюю температуру.
Коэффициент изоляции С
Что такое Коэффициент изоляции С?
Фактор C означает коэффициент теплопроводности. Фактор C, как и фактор K, представляет собой скорость теплопередачи через материал. Чем ниже коэффициент С, тем лучше теплоизоляционные свойства материала. Это количество тепла, которое проходит через фут изоляционного материала.
Коэффициент С зависит от толщины изоляции. Чем толще изоляция, тем ниже будет коэффициент С и, следовательно, тем лучше материал будет изолировать. Это одно из основных различий между К-фактором и С-фактором, поскольку обычно толщина изоляционного материала не влияет на его К-фактор.
Как рассчитать C-фактор изоляции?
Если коэффициент К неизвестен, формула для расчета коэффициента С изоляции:
БТЕ/(час·фут⋅°F)
или
БТЕ/час на квадратный фут на градус F разности температур
Если коэффициент К известен, можно использовать эту более простую формулу: K-фактор / толщина в дюймах
R-фактор
Что такое R-фактор изоляции?
Фактор R объединяет всю информацию о других факторах и упрощает оценку эффективности изоляционного материала.
Коэффициент изоляции R можно найти легче всего из обсуждаемых коэффициентов изоляции, и это самый популярный показатель изоляционных свойств материала. Обычно он указан на этикетке изоляционного материала. Фактор R обозначает термическое сопротивление. Чем выше коэффициент R, тем лучше изоляция.
Определение R-фактора в учебнике: величина, определяемая разницей температур в установившемся режиме между двумя определенными поверхностями материала или конструкции, которая создает единичный тепловой поток через единицу площади. Разве учебники не должны быть полезными?
Для упрощения R-фактор — это переменная величина, которая измеряет способность материала блокировать тепло, а не излучать его. Переменной является коэффициент C, который зависит от толщины материала. Это противодействие потоку тепловой энергии.
Как рассчитать R-фактор изоляции?
Существует несколько формул для расчета R-фактора изоляции, в зависимости от того, известны ли ваши К-фактор и С-фактор.