Теплопроводность основных строительных материалов

Когда имеется в виду теплопроводность строительных материалов, подразумевают характеристику тела, выраженную в цифрах, о способности проводить тепло. Чтобы проводить сравнение показателей расчетов во время строительства, была разработана специальная таблица теплопроводности. Согласно ее данным можно подобрать нужную прочность материала, определить паропроницаемость основной массы строительных материалов.

Схема теплопроводности и толщины материалов.

Важные сведения о теплопроводности

Процесс перехода тепла, происходящий между молекулами однородного тела, обладающими различной температурой, называется теплопроводностью строительных материалов. В рамках данного процесса мельчайшие частицы, из которых состоит тело, активно обмениваются энергией атомов. При этом атомы тела начинают быстро и хаотично двигаться. Такому тепловому обмену подвержено любое физическое тело, в котором имеет место неодинаковое распределение температуры. Механизм теплопроводности во многом зависит от состояния вещества в конкретный момент.

Каждое вещество по-разному проводит тепло. Для измерения был введен коэффициент, который показывает величину удельной теплопроводности. Цифровое выражение этой характеристики соответствует количеству тепла, проходящему через материал толщиной в 1 м.

Таблица теплопроводности утеплителей.

Несколько десятилетий назад ученые считали, что передача тепловой энергии зависит от перехода тепла из одного тела в другое. Проведенные исследования опровергли это мнение. Сегодня теплопроводность представляет собой естественное желание объектов получить термодинамическое равновесие. Это происходит после выравнивания температуры тела.

Строительные материалы с высокой пористостью отличаются низкой теплопроводностью. Ее нельзя сравнивать с теплопроводностью, которой обладают строительные материалы высокой плотности. Тепловой поток данных материалов движется сквозь поры, которые заполнены воздухом. Благодаря низкой воздушной теплопроводности возникает мощное сопротивление направленному движению тепла. Когда пористость материалов одинакова, теплопроводность будет ниже у материала, имеющего самый маленький диаметр пор. Если поры имеют большие размеры, передача тепла происходит за счет конвекции. Передвижение теплоты ускоряется, если имеются сообщающиеся большие поры.

Когда проводится проектирование теплоизоляции, необходимо помнить, что, если будет иметь место повышенная влажность, теплопроводность самих строительных материалов увеличивается в разы. Это связано с тем, что поры, в которые попала вода, намного лучше пропускают тепло.

Влияет на теплопроводность структура материала. Направление волокон материала делает теплопроводность различной. Например, у дерева, имеющего волокна, расположенные вдоль, термическое сопротивление намного меньше, чем у древесины, у которой волокна расположены поперек. Следовательно, теплопроводность паркетного пола сильно уступает такому же показателю пола, сделанному из другого дерева.

Схема сравнения теплопроводности стен из газобетона и кирпича.

Такую зависимость нужно учесть, когда применяются слоистые материалы.

Сегодня можно смело утверждать, что теплопроводность — одно из важнейших качеств строительных материалов, которые применяются для строительства:

• стен;
• перекрытий;
• изоляции;
• холодильников;
• котлов.

От правильного использования теплоизоляционных материалов, из которых делаются ограждающие конструкции, во многом зависят денежные расходы при оплате отопления зимой.

Вернуться к оглавлению

Значение коэффициента теплопроводности строительных материалов

Он равен количеству теплоты, которое проходит сквозь материал, имеющий толщину 1 м, в течение одного часа. Причем температура может отличаться на противоположных сторонах только на один градус. Сам параметр измеряется в ваттах.

Применение такого параметра было вызвано требованиями правильного выбора фасада, чтобы получить максимальную теплоизоляцию. Только соблюдение этого условия позволит чувствовать себя комфортно жильцам здания. Кроме того, данный аспект помогает выбрать вещество для дополнительного утепления здания. Ошибки расчета в данном случае недопустимы, так как может произойти сдвиг точки росы, стены начнут мокнуть. В таком доме всегда холодно, он полон сырости.

В основном теплопроводность — это показатель степени теплоизоляции. Конечно, ее можно считать важнейшим параметром во время строительства. Именно данный параметр помогает построить дом теплым и уютным.

Использование коэффициента теплопроводности имеет под собой веские основания. Сегодня наиболее актуальной является проблема сохранения тепла помещений, строящихся зданий. Разговор касается самой обычной экономии.

Ведь для сохранения нормальной температуры жилого здания требуется много топлива.

При плохой теплоизоляции топлива потребуется намного больше.

Вернуться к оглавлению

Теплопроводность современных строительных материалов

Свойства и классификация современных строительных материалов.

Совсем недавно лучшие теплоизоляционные параметры имели деревянные дома. К примеру, сосна имеет коэффициент теплопроводности 0,18 Вт/м* К. Однако на данный показатель могут оказать влияние самые разные нюансы. Очень важна при этом величина плотности древесины, показатель влажности. Поэтому, когда строится дом из бревен, их предварительно подвергают специальной подготовке.

Всякая древесина обладает индивидуальными характеристиками теплопроводности. Например, сосновый брус сделает дом весьма теплым, зато осина не подходит для возведения дома.

Новейшие технологии помогли получить новейший материал, получивший название газосиликат. Он состоит из бетонной основы, куда была добавлена алюминиевая пудра. В результате получилась пористая структура. Воздушные камеры намного увеличивают значение коэффициента теплопроводности. У газосиликата он превзошел показатель древесины и достиг 0,12 Вт/м* К, при плотности материала около 500 кг/м³. Более низкая теплопроводность у пенобетона — 0,38 Вт/м* К.

Однако даже при такой разнице стоимость газосиликата намного выше стоимости пенобетона. В связи с этим пенобетон получил большую популярность.

Классическим материалом при строительстве зданий является кирпич. За счет огромного многообразия этого материала, разных форм и габаритов, теплопроводность также имеет различные показатели.

Таблица теплопроводности утеплителей.

При выборе конкретного вида материалов нужно обязательно учитывать, как будет эксплуатироваться здание, какой климат в месте расположения дома. Эти параметры будут являться главными характеристиками, когда проводится анализ данных строительных материалов. Важнейшим считается коэффициент теплопроводности.

Когда строятся архитектурные здания, запрещается иметь большую теплопроводность строительного материала. Чем выше показатель теплопроводности, тем хуже теплоизоляционные свойства материала. Именно они поддерживают определенную температуру в помещении.

Когда строительные материалы имеют низкую теплопроводность, в помещении сохраняется комнатная температура, независимо от погоды за окном. Это происходит из-за появления диффузии между частицами, имеющими разную температуру.

Вернуться к оглавлению

Как на практике применяется низкая теплопроводность?

Новейшие технологии изготовления теплоизолирующих материалов открывают много возможностей для работы строительной индустрии. Совсем необязательно в наше время иметь дома, у которых стены отличаются большим значением толщины. Чтобы здание стало энергоэффективным, можно при строительстве совмещать различные виды материалов.

http://ostroymaterialah.ru/www.youtube.com/watch?v=iTAN9cIP7Ns

Кирпич отличается низкой теплопроводностью. Для компенсации применяют дополнительный утеплитель. С этой целью часто используют пенополистирол. Данный материал обладает коэффициентом теплопроводности, равным 0,03 Вт/м град.

Сегодня вместо очень дорогостоящих кирпичных домов, имеющих низкую эффективность энергосбережения, различных видов каркасного строительства, монолитных зданий, стены которых делаются из тяжелого бетона, воздвигаются здания с применением ячеистого бетона. Технологические характеристики этого материала аналогичны параметрам древесины.

http://ostroymaterialah.ru/www.youtube.com/watch?v=IkBtZSqC6Nc

Дом из такого материала никогда не имеет промерзших стен, даже когда на улице лютые морозы.

Теплоизоляция — korda.spb

Ультратонкая изоляция (кварцевый аэрогель)

Прочный материал с нанопористой структурой, который применяется для высоко- и низкотемпературной теплоизоляции оборудования, технологических трубопроводов и объектов. Обладает низкой плотностью, 100 % гидрофобностью, огнестойкий. В основном используется в качестве покрытия холстов и матов из полиэстерового, карбонового, стеклянного или керамического волокон. Температура применения от −200 до +1000 °C.

Подробнее

Теплоизоляционные цилиндры для труб

Используются для тепло- и звукоизоляции технологических трубопроводов и газопроводов, инженерных систем и технического оборудования. Влагонепроницаемый утеплитель имеет низкую теплопроводность, химическую инертность. Основные теплоизоляционные материалы цилиндров: минеральная вата кашированная алюминиевой фольгой, пеностекло, вспененный полиэтилен.

подробнее

Трубки теплоизоляционные

Применяются для изоляции инженерных коммуникаций, систем водоснабжения, канализационных коллекторов и др. Изделия отличаются низким коэффициентом теплопроводности, огнестойкостью, а также механической прочностью. Наиболее популярные материалы для изготовления трубной теплоизоляции: вспененный каучук, вспененный полиэтилен, пенополиэтилен.

подробнее

Теплоизоляционная скорлупа для труб

Легкая сборно-разборная теплоизоляция из пенополиуретана, обладающая низкой теплопроводностью. Материал обладает высокой термостойкостью, устойчив к развитию коррозии, гниению и плесени. Позволяет значительно снизить теплопотери и производственные расходы, а также увеличить срок эксплуатации трубопроводов. Скорлупа из ППУ проста в монтаже и эксплуатации, может использоваться повторно на других трубах.

Подробнее

Рулонная теплоизоляция

Экологически безопасный утеплитель с низкой коэффициентом теплопроводности, паро- и влагостойкий. Используется для теплоизоляции трубопроводов, воздуховодов, инженерных систем, плоских поверхностей и отдельных частей различных конструкций: кровли, стен, потолков, фасадов, пола. Материал устойчив к высоким температурам, воздействию агрессивных сред и обладает хорошей звукоизоляцией.

подробнее

Теплоизоляционные шнуры

Предназначены для изоляции тепловых агрегатов и теплопроводящих систем, изоляции криволинейных и сложных по конфигурации участков трубопроводов.Температура применения зависит от свойств исходных материалов. Изготавливаются из кремнеземных, базальтовых, стеклянных, керамических и других волокон. Сферы применения: энергетика, металлургия, строительство нефтеперерабатывающей промышленности, судо-, авиа-, вагоно-, машиностроении, при газо- и нефтетранспортировке.

подробнее

Маты теплоизоляционные

Неорганические теплоизоляционные материалы на основе минерального сырья (стекловолокно, пеностекло, минеральная и каменная вата, базальтовое волокно и др.). Огнестойкие маты сокращают теплопотери на 30 %, обеспечивают звукоизоляцию и не подвержены гниению. Используются для теплоизоляции строительных конструкций, горячих поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.

Подробнее

Теплоизоляционные блоки

Тепло- и звукоизоляция в виде блоков из пеностекла используется в сельском хозяйстве, химической и атомной промышленности, гражданском строительстве и ЖКХ. Высокопрочный негорючий материал отличается влагостойкостью и пожаробезопасностью. Устойчив к воздействию агрессивных сред, имеет широкий диапазон температур применения.

подробнее

Технические ткани

Ткани из натуральных или химических волокон (асбестовая, базальтовая, кремнеземная, стеклоткань), которые используются в различных отраслях промышленности. Применяются в качестве теплоизоляционного и (или) укрывного слоя, основного или вспомогательного материалов. Основные преимущества тканей: электропроводность, термостойкость, устойчивость к воздействию агрессивных сред, УФ-излучению, повышенная прочность и износостойкость.

подробнее

Плиты теплоизоляционные

Используются для огнезащиты, тепло- и звукоизоляции жилых, общественных и промышленных помещений. Производители предлагают несколько видов теплоизоляционных плит: на базальтовой основе, из стекловолокна, пенополистирольные, пеностекольные и др.

Подробнее

Ленты теплоизоляционные

Гибкие теплоизоляционные и уплотнительные ленты с высокой температурной устойчивостью и паропроницаемостью. Отличаются эластичностью, гидроизоляционными и влагостойкими свойствами, небольшой толщиной. В зависимости от технических характеристик и условий эксплуатации могут использоваться в строительстве, авиационной, приборостроительной, электротехнической, пищевой отраслях промышленности.

подробнее

Картон теплоизоляционный

Высокотемпературный тепло – и звукоизоляционный материал на основе асбеста. Нетоксичен, пожаробезопасен. Асбокартон применяется в металлургии, машиностроении, судостроении, промышленной энергетике, строительстве, при разливке черных и цветных металлов, автомобилестроении.

подробнее

Огнеупорная бумага

Теплоизоляционный нетканый материал из керамического или асбестового волокон. Используется в различных отраслях нефтедобычи, нефтепереработки, энергетики, машино- и авиастроении и металлургии в качестве изоляции поверхностей температурой до 500°С (асбестовая бумага) и до 1260 °С (керамическая бумага).

Подробнее

Теплоизоляционные холсты

Используется для звуко-, тепло- и электроизоляции, а также для повышения пожарной безопасности оборудования и трубопроводов в химической, металлургической, нефтехимической, автомобильной и атомной промышленностях. Основные свойства: прочность, химическая стойкость к маслам, агрессивным средам, биологическая устойчивость и экологичность.

подробнее

смотреть весь ассортимент

Skip back to main navigation

Чрезвычайно низкая теплопроводность и высокие термоэлектрические характеристики в жидкоподобных полиморфных материалах Cu2Se1-xSx

Чрезвычайно низкая теплопроводность и высокие термоэлектрические характеристики в жидкообразных Cu

₂ Se _{1− x} S _x полиморфных материалах†

Куньпэн
Чжао, ^ab

Андерс Банк
Блихфельд, ^CD

Эспен
Эйкеланд, ^ce

Пэнфэй
Цю,
* ^и

Дуди
Рен, ^и

Бо Бруммерштедт
Иверсен, ^c

Сюнь
Ши ^и
и

Лидонг
Чен ^и

Принадлежности автора

*

Соответствующие авторы

^и

Государственная ключевая лаборатория высокоэффективной керамики и сверхтонкой микроструктуры, Шанхайский институт керамики, Китайская академия наук, Шанхай 200050, Китай

Электронная почта:
qiupf@mail. sic.ac.cn, [email protected]

^б

Университет Китайской академии наук, Пекин 100049, Китай

^с

Центр кристаллографии материалов, кафедра химии и iNANO, Орхусский университет, Langelandsgade 140, DK-8000 Aarhus C, Дания

^д

Департамент материаловедения и инженерии, Норвежский университет науки и технологии, N-7491 Тронхейм, Норвегия

^и

Датский технологический институт, Центр нанопроизводства и микроанализа, DK-2630 Таструп, Дания

Аннотация

rsc.org/schema/rscart38″> В последнее время халькогениды меди Cu _{2− x} δ (δ = S, Se, Te) привлекли большое внимание благодаря своим исключительным тепловым и электрическим транспортным свойствам. Помимо этих бинарных соединений Cu _{2− x} δ, тройные твердые растворы Cu _{2− x} δ также должны обладать превосходными термоэлектрическими характеристиками. В данном исследовании мы синтезировали ряд Cu ₂ Se _{1− x} S _x ( x = 0,2, 0,3, 0,5 и 0,7) твердые растворы путем плавления исходных элементов с последующим искровым плазменным спеканием. Энергодисперсионное картирование, порошковая и монокристаллическая рентгеновская дифракция и рентгенофазовые исследования позволяют предположить, что Cu ₂ Se и Cu ₂ S могут образовывать сплошной твердый раствор во всем диапазоне составов. . Эти Cu ₂ Se _{1− x} S _x твердые растворы представляют собой полиморфные материалы, состоящие из различных фаз с различными пропорциями при комнатной температуре, но однофазные материалы при повышенной температуре. Увеличение содержания серы в твердых растворах Cu ₂ Se _{1− x} S _x может значительно снизить концентрацию носителей , что приводит к значительному увеличению удельного электрического сопротивления и коэффициентов Зеебека в целом. диапазон температур по сравнению с бинарными Cu ₂ Se. В частности, введение серы в Se-центры снижает скорость звука. Комбинируя усиленное рассеяние фононов на точечных дефектах, в этих твердых растворах получают чрезвычайно низкую решеточную теплопроводность. Наконец, максимальное значение zT 1,65 при 950 K достигается для Cu ₂ Se _0,8 S _0,2 , что больше, чем у Cu ₂ Se и Cu ₂ С.