Теплоемкость строительных материалов: Теплопроводность строительных материалов, их плотность и теплоемкость: таблица теплопроводности материалов

Содержание

Теплопроводность строительных материалов, их плотность и теплоемкость: таблица теплопроводности материалов

ABS (АБС пластик)1030…10600.13…0.221300…2300
Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках1000…18000.29…0.7840
Акрил (акриловое стекло, полиметилметакрилат, оргстекло) ГОСТ 17622—721100…12000.21
Альфоль20…400.118…0.135
Алюминий (ГОСТ 22233-83)2600221897
Асбест волокнистый4700.161050
Асбестоцемент1500…19001.761500
Асбестоцементный лист16000.41500
Асбозурит400…6500.14…0.19
Асбослюда450…6200.13…0.15
Асботекстолит Г ( ГОСТ 5-78)1500…17001670
Асботермит5000. 116…0.14
Асбошифер с высоким содержанием асбеста18000.17…0.35
Асбошифер с 10-50% асбеста18000.64…0.52
Асбоцемент войлочный1440.078
Асфальт1100…21100.71700…2100
Асфальтобетон (ГОСТ 9128-84)21001.051680
Асфальт в полах0.8
Ацеталь (полиацеталь, полиформальдегид) POM14000.22
Аэрогель (Aspen aerogels)110…2000.014…0.021700
Базальт2600…30003.5850
Бакелит12500.23
Бальза110…1400.043…0.052
Береза510…7700.151250
Бетон легкий с природной пемзой500…12000. 15…0.44
Бетон на гравии или щебне из природного камня24001.51840
Бетон на вулканическом шлаке800…16000.2…0.52840
Бетон на доменных гранулированных шлаках1200…18000.35…0.58840
Бетон на зольном гравии1000…14000.24…0.47840
Бетон на каменном щебне2200…25000.9…1.5
Бетон на котельном шлаке14000.56880
Бетон на песке1800…25000.7710
Бетон на топливных шлаках1000…18000.3…0.7840
Бетон силикатный плотный18000.81880
Бетон сплошной1.75
Бетон термоизоляционный5000.18
Битумоперлит300…4000. 09…0.121130
Битумы нефтяные строительные и кровельные (ГОСТ 6617-76, ГОСТ 9548-74)1000…14000.17…0.271680
Блок газобетонный400…8000.15…0.3
Блок керамический поризованный0.2
Бронза7500…930022…105400
Бумага700…11500.141090…1500
Бут1800…2000 0.73…0.98
Вата минеральная легкая500.045920
Вата минеральная тяжелая100…1500.055920
Вата стеклянная155…2000.03800
Вата хлопковая30…1000.042…0.049
Вата хлопчатобумажная50…800.0421700
Вата шлаковая2000. 05750
Вермикулит (в виде насыпных гранул) ГОСТ 12865-67100…2000.064…0.076840
Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67) — засыпка100…2000.064…0.074840
Вермикулитобетон300…8000.08…0.21840
Воздух сухой при 20°С
1.205
0.02591005
Войлок шерстяной150…3300.045…0.0521700
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат280…10000.07…0.21840
Газо- и пенозолобетон800…12000.17…0.29840
Гетинакс13500.231400
Гипс формованный сухой1100…18000.431050
Гипсокартон500…9000.12…0.2950
Гипсоперлитовый раствор0. 14
Гипсошлак1000…13000.26…0.36
Глина1600…29000.7…0.9750
Глина огнеупорная18001.04800
Глиногипс
800…1800
0.25…0.65
Глинозем3100…39002.33700…840
Гнейс (облицовка)28003.5880
Гравий (наполнитель)18500.4…0.93850
Гравий керамзитовый (ГОСТ 9759-83) — засыпка200…8000.1…0.18840
Гравий шунгизитовый (ГОСТ 19345-83) — засыпка400…8000.11…0.16840
Гранит (облицовка)2600…30003.5880
Грунт 10% воды1.75
Грунт 20% воды17002.1
Грунт песчаный1. 16900
Грунт сухой15000.4
850
Грунт утрамбованный1.05
Гудрон950…10300.3
Доломит плотный сухой28001.7
Дуб вдоль волокон7000.232300
Дуб поперек волокон (ГОСТ 9462-71, ГОСТ 2695-83)7000.12300
Дюралюминий2700…2800120…170920
Железо787070…80450
Железобетон25001.7840
Железобетон набивной24001.55840
Зола древесная7800.15750
Золото19320318129
Известняк (облицовка)1400…20000.5…0.93850…920
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем (ГОСТ 16136-80) 300…4000. 067…0.111680
Изделия вулканитовые350…4000.12
Изделия диатомитовые500…6000.17…0.2
Изделия ньювелитовые160…3700.11
Изделия пенобетонные400…5000.19…0.22
Изделия перлитофосфогелевые200…3000.064…0.076
Изделия совелитовые230…4500.12…0.14
Иней0.47
Ипорка (вспененная смола)150.038
Каменноугольная пыль7300.12
Камень керамический поризованный Braer 14,3 НФ и 10,7 НФ810…8400.14…0.185
Камни многопустотные из легкого бетона500…12000.29…0.6
Камни полнотелые из легкого бетона DIN 18152500…20000. 32…0.99
Камни полнотелые из природного туфа или вспученной глины500…20000.29…0.99
Камень строительный22001.4920
Карболит черный11000.231900
Картон асбестовый изолирующий720…9000.11…0.21
Картон гофрированный7000.06…0.071150
Картон облицовочный10000.182300
Картон парафинированный0.075
Картон плотный 600…9000.1…0.231200
Картон пробковый1450.042
Картон строительный многослойный (ГОСТ 4408-75)6500.132390
Картон термоизоляционный (ГОСТ 20376-74)5000.04…0.06
Каучук вспененный820. 033
Каучук вулканизированный твердый серый0.23
Каучук вулканизированный мягкий серый9200.184
Каучук натуральный9100.181400
Каучук твердый0.16
Каучук фторированный1800.055…0.06
Кедр красный500…5700.095
Кембрик лакированный0.16
Керамзит800…10000.16…0.2750
Керамзитовый горох900…15000.17…0.32750
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией800…12000.23…0.41840
Керамзитобетон легкий500…12000.18…0.46
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон500…18000. 14…0.66840
Керамзитобетон на перлитовом песке800…10000.22…0.28840
Керамика1700…23001.5
Керамика теплая0.12
Кирпич доменный (огнеупорный)1000…20000.5…0.8
Кирпич диатомовый5000.8
Кирпич изоляционный0.14
Кирпич карборундовый1000…130011…18700
Кирпич красный плотный1700…21000.67840…880
Кирпич красный пористый15000.44
Кирпич клинкерный1800…20000.8…1.6
Кирпич кремнеземный0.15
Кирпич облицовочный18000.93880
Кирпич пустотелый0. 44
Кирпич силикатный1000…22000.5…1.3750…840
Кирпич силикатный с тех. пустотами0.7
Кирпич силикатный щелевой0.4
Кирпич сплошной0.67
Кирпич строительный800…15000.23…0.3800
Кирпич трепельный700…13000.27710
Кирпич шлаковый1100…14000.58
Кладка бутовая из камней средней плотности20001.35880
Кладка газосиликатная630…8200.26…0.34880
Кладка из газосиликатных теплоизоляционных плит5400.24880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе16000.47880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе18000. 56880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-шлаковом растворе17000.52880
Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе1000…14000.35…0.47880
Кладка из малоразмерного кирпича17300.8880
Кладка из пустотелых стеновых блоков1220…14600.5…0.65880
Кладка из силикатного 11-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе15000.64880
Кладка из силикатного 14-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе14000.52880
Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379-79) на цементно-песчаном растворе18000.7880
Кладка из трепельного кирпича (ГОСТ 648-73) на цементно-песчаном растворе1000…12000. 29…0.35880
Кладка из ячеистого кирпича13000.5880
Кладка из шлакового кирпича на цементно-песчаном растворе15000.52880
Кладка «Поротон»8000.31900
Клен620…7500.19
Кожа800…10000.14…0.16
Композиты технические0.3…2
Краска масляная (эмаль)1030…20450.18…0.4650…2000
Кремний2000…2330148714
Кремнийорганический полимер КМ-911600.21150
Латунь8100…885070…120400
Лед -60°С9242.911700
Лед -20°С9202.441950
Лед 0°С9172. 212150
Линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632-79)1600…18000.33…0.381470
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове (ГОСТ 7251-77)1400…18000.23…0.351470
Липа, (15% влажности)320…6500.15
Лиственница6700.13
Листы асбестоцементные плоские (ГОСТ 18124-75)1600…18000.23…0.35840
Листы вермикулитовые0.1
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) ГОСТ 62668000.15840
Листы пробковые легкие2200.035
Листы пробковые тяжелые2600.05
Магнезия в форме сегментов для изоляции труб220…3000.073…0.084
Мастика асфальтовая20000. 7
Маты, холсты базальтовые25…800.03…0.04
Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные (ТУ 21-23-72-75)1500.061840
Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) и на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-82)50…1250.048…0.056840
МБОР-5, МБОР-5Ф, МБОР-С-5, МБОР-С2-5, МБОР-Б-5 (ТУ 5769-003-48588528-00)100…1500.045
Мел1800…28000.8…2.2800…880
Медь (ГОСТ 859-78)8500407420
Миканит2000…22000.21…0.41250
Мипора16…200.0411420
Морозин100…4000.048…0.084
Мрамор (облицовка)28002.9880
Накипь котельная (богатая известью, при 100°С)1000…25000. 15…2.3
Накипь котельная (богатая силикатом, при 100°С)300…12000.08…0.23
Настил палубный6300.211100
Найлон0.53
Нейлон13000.17…0.241600
Неопрен0.211700
Опилки древесные200…4000.07…0.093
Пакля1500.052300
Панели стеновые из гипса DIN 1863600…9000.29…0.41
Парафин870…9200.27
Паркет дубовый18000.421100
Паркет штучный11500.23880
Паркет щитовой7000.17880
Пемза400…7000.11…0.16
Пемзобетон800…16000. 19…0.52840
Пенобетон300…12500.12…0.35840
Пеногипс300…6000.1…0.15
Пенозолобетон800…12000.17…0.29
Пенопласт ПС-11000.037
Пенопласт ПС-4700.04
Пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78)65…1250.031…0.0521260
Пенопласт резопен ФРП-165…1100.041…0.043
Пенополистирол (ГОСТ 15588-70)400.0381340
Пенополистирол (ТУ 6-05-11-78-78)100…1500.041…0.051340
Пенополистирол Пеноплэкс22…470.03…0.0361600
Пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75)40…800.029…0. 0411470
Пенополиуретановые листы1500.035…0.04
Пенополиэтилен0.035…0.05
Пенополиуретановые панели0.025
Пеносиликальцит400…12000.122…0.32
Пеностекло легкое100..2000.045…0.07
Пеностекло или газо-стекло (ТУ 21-БССР-86-73)200…4000.07…0.11840
Пенофол44…740.037…0.039
Пергамент0.071
Пергамин (ГОСТ 2697-83)6000.171680
Перекрытие армокерамическое с бетонным заполнением без штукатурки1100…13000.7850
Перекрытие из железобетонных элементов со штукатуркой15501.2860
Перекрытие монолитное плоское железобетонное24001. 55840
Перлит2000.05
Перлит вспученный1000.06
Перлитобетон600…12000.12…0.29840
Перлитопласт-бетон (ТУ 480-1-145-74)100…2000.035…0.0411050
Перлитофосфогелевые изделия (ГОСТ 21500-76)200…3000.064…0.0761050
Песок 0% влажности15000.33800
Песок 10% влажности0.97
Песок 20% влажности1.33
Песок для строительных работ (ГОСТ 8736-77)16000.35840
Песок речной мелкий15000.3…0.35700…840
Песок речной мелкий (влажный)16501.132090
Песчаник обожженный1900…27001. 5
Пихта450…5500.1…0.262700
Плита бумажная прессованая6000.07
Плита пробковая80…5000.043…0.0551850
Плита огнеупорная теплоизоляционная Avantex марки Board200…5000.04
Плитка облицовочная, кафельная20001.05
Плитка термоизоляционная ПМТБ-20.04
Плиты алебастровые0.47750
Плиты из гипса ГОСТ 64281000…12000.23…0.35840
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ГОСТ 4598-74, ГОСТ 10632-77)200…10000.06…0.152300
Плиты из керзмзито-бетона400…6000.23
Плиты из полистирол-бетона ГОСТ Р 51263-99200…3000. 082
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916-75)40…1000.038…0.0471680
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-78)500.056840
Плиты из ячеистого бетона ГОСТ 5742-76350…4000.093…0.104
Плиты камышитовые200…3000.06…0.072300
Плиты кремнезистые 0.07
Плиты льнокостричные изоляционные2500.0542300
Плиты минераловатные на битумной связке марки 200 ГОСТ 10140-80150…2000.058
Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки 200 ГОСТ 9573-962250.054
Плиты минераловатные на синтетической связке фирмы «Партек» (Финляндия)170…2300. 042…0.044
Плиты минераловатные повышенной жесткости ГОСТ 22950-952000.052840
Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем
(ТУ 21-РСФСР-3-72-76)
2000.064840
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем125…2000.056…0.07840
Плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих0.048…0.091
Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом и битумном связующих (ГОСТ 9573-82, ГОСТ 10140-80, ГОСТ 12394-66)50…3500.048…0.091840
Плиты пенопластовые на основе резольных фенолформальдегидных смол ГОСТ 20916-8780…1000.045
Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86 безпрессовые30…350.038
Плиты пенополистирольные (экструзионные) ТУ 2244-001-47547616-00320. 029
Плиты перлито-битумные ГОСТ 16136-803000.087
Плиты перлито-волокнистые1500.05
Плиты перлито-фосфогелевые ГОСТ 21500-762500.076
Плиты перлито-1 Пластбетонные ТУ 480-1-145-741500.044
Плиты перлитоцементные0.08
Плиты строительный из пористого бетона500…8000.22…0.29
Плиты термобитумные теплоизоляционные200…3000.065…0.075
Плиты торфяные теплоизоляционные (ГОСТ 4861-74)200…3000.052…0.0642300
Плиты фибролитовые (ГОСТ 8928-81) и арболит (ГОСТ 19222-84) на портландцементе300…8000.07…0.162300
Покрытие ковровое6300. 21100
Покрытие синтетическое (ПВХ)15000.23
Пол гипсовый бесшовный7500.22800
Поливинилхлорид (ПВХ)1400…16000.15…0.2
Поликарбонат (дифлон)12000.161100
Полипропилен (ГОСТ 26996– 86)900…9100.16…0.221930
Полистирол УПП1, ППС10250.09…0.14900
Полистиролбетон (ГОСТ 51263)150…6000.052…0.1451060
Полистиролбетон модифицированный на активированном пластифицированном шлакопортландцементе200…5000.057…0.1131060
Полистиролбетон модифицированный на композиционном малоклинкерном вяжущем в стеновых блоках и плитах200…5000.052…0.1051060
Полистиролбетон модифицированный монолитный на портландцементе250…3000. 075…0.0851060
Полистиролбетон модифицированный на шлакопортландцементе в стеновых блоках и плитах200…5000.062…0.1211060
Полиуретан12000.32
Полихлорвинил1290…16500.151130…1200
Полиэтилен высокой плотности9550.35…0.481900…2300
Полиэтилен низкой плотности9200.25…0.341700
Поролон340.04
Портландцемент (раствор)0.47
Прессшпан0.26…0.22
Пробка гранулированная техническая450.0381800
Пробка минеральная на битумной основе270…3500.073…0.096
Пробковое покрытие для полов5400. 078
Ракушечник1000…18000.27…0.63835
Раствор гипсовый затирочный12000.5900
Раствор гипсоперлитовый6000.14840
Раствор гипсоперлитовый поризованный400…5000.09…0.12840
Раствор известковый16500.85920
Раствор известково-песчаный1400…16000.78840
Раствор легкий LM21, LM36700…10000.21…0.36
Раствор сложный (песок, известь, цемент)17000.52840
Раствор цементный, цементная стяжка20001.4
Раствор цементно-песчаный1800…20000.6…1.2840
Раствор цементно-перлитовый800…10000.16…0.21840
Раствор цементно-шлаковый1200…14000. 35…0.41840
Резина мягкая0.13…0.161380
Резина твердая обыкновенная900…12000.16…0.231350…1400
Резина пористая160…5800.05…0.172050
Рубероид (ГОСТ 10923-82)6000.171680
Руда железная2.9
Сажа ламповая1700.07…0.12
Сера ромбическая20850.28762
Серебро10500429235
Сланец глинистый вспученный4000.16
Сланец2600…33000.7…4.8
Слюда вспученная1000.07
Слюда поперек слоев2600…32000.46…0.58880
Слюда вдоль слоев2700…32003. 4880
Смола эпоксидная1260…13900.13…0.21100
Снег свежевыпавший120…2000.1…0.152090
Снег лежалый при 0°С400…5600.52100
Сосна и ель вдоль волокон5000.182300
Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486-66, ГОСТ 9463-72)5000.092300
Сосна смолистая 15% влажности600…7500.15…0.232700
Сталь стержневая арматурная (ГОСТ 10884-81)785058482
Стекло оконное (ГОСТ 111-78)25000.76840
Стекловата155…2000.03800
Стекловолокно1700…20000.04840
Стеклопластик18000.23800
Стеклотекстолит1600…19000. 3…0.37
Стружка деревянная прессованая8000.12…0.151080
Стяжка ангидритовая21001.2
Стяжка из литого асфальта23000.9
Текстолит1300…14000.23…0.341470…1510
Термозит300…5000.085…0.13
Тефлон21200.26
Ткань льняная0.088
Толь (ГОСТ 10999-76)6000.171680
Тополь350…5000.17
Торфоплиты275…3500.1…0.122100
Туф (облицовка)1000…20000.21…0.76750…880
Туфобетон1200…18000.29…0.64840
Уголь древесный кусковой (при 80°С)1900. 074
Уголь каменный газовый14203.6
Уголь каменный обыкновенный1200…13500.24…0.27
Фарфор2300…25000.25…1.6750…950
Фанера клееная (ГОСТ 3916-69)6000.12…0.182300…2500
Фибра красная12900.46
Фибролит (серый)11000.221670
Целлофан0.1
Целлулоид14000.21
Цементные плиты1.92
Черепица бетонная21001.1
Черепица глиняная19000.85
Черепица из ПВХ асбеста20000.85
Чугун722040…60500
Шевелин140…1900. 056…0.07
Шелк1000.038…0.05
Шлак гранулированный5000.15750
Шлак доменный гранулированный600…8000.13…0.17
Шлак котельный10000.29700…750
Шлакобетон1120…15000.6…0.7800
Шлакопемзобетон (термозитобетон)1000…18000.23…0.52840
Шлакопемзопено- и шлакопемзогазобетон800…16000.17…0.47840
Штукатурка гипсовая8000.3840
Штукатурка известковая16000.7950
Штукатурка из синтетической смолы11000.7
Штукатурка известковая с каменной пылью17000.87920
Штукатурка из полистирольного раствора3000. 11200
Штукатурка перлитовая350…8000.13…0.91130
Штукатурка сухая0.21
Штукатурка утепляющая5000.2
Штукатурка фасадная с полимерными добавками18001880
Штукатурка цементная0.9
Штукатурка цементно-песчаная18001.2
Шунгизитобетон1000…14000.27…0.49840
Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832-83) — засыпка200…6000.064…0.11840
Щебень из доменного шлака (ГОСТ 5578-76), шлаковой пемзы (ГОСТ 9760-75) и аглопорита (ГОСТ 11991-83) — засыпка400…8000.12…0.18840
Эбонит12000.16…0.171430
Эбонит вспученный6400. 032
Эковата35…600.032…0.0412300
Энсонит (прессованный картон)400…5000.1…0.11
Эмаль (кремнийорганическая)0.16…0.27

таблица и использование ее на практике

Создание оптимального микроклимата и расход тепловой энергии на отопление частного дома в холодное время года во многом зависит от теплоизоляционных свойств строительных материалов, из которых возведена данная постройка. Одной из таких характеристик является теплоемкость. Это значение необходимо учитывать при выборе стройматериалов для конструирования частного дома. Поэтому далее будет рассмотрена теплоемкость некоторых строительных материалов.

Свойства и классификация строительных материалов.

Определение и формула теплоемкости

Каждое вещество в той или иной степени способно поглощать, запасать и удерживать тепловую энергию. Для описания этого процесса введено понятие теплоемкости, которая является свойством материала поглощать тепловую энергию при нагревании окружающего воздуха.

Чтобы нагреть какой-либо материал массой m от температуры tнач до температуры tкон, нужно будет потратить определенное количество тепловой энергии Q, которое будет пропорциональным массе и разнице температур ΔТ (tкон-tнач). Поэтому формула теплоемкости будет выглядеть следующим образом: Q = c*m*ΔТ, где с – коэффициент теплоемкости (удельное значение). Его можно рассчитать по формуле: с = Q/(m* ΔТ) (ккал/(кг* °C)).

Условно приняв, что масса вещества равна 1 кг, а ΔТ = 1°C, можно получить, что с = Q (ккал). Это означает, что удельная теплоемкость равна количеству тепловой энергии, которая расходуется на нагревание материала массой 1 кг на 1°C.

Использование теплоемкости на практике

Таблица теплоемкости строительных материалов.

Строительные материалы с высокой теплоемкостью используют для возведения теплоустойчивых конструкций. Это очень важно для частных домов, в которых люди проживают постоянно. Дело в том, что такие конструкции позволяют запасать (аккумулировать) тепло, благодаря чему в доме поддерживается комфортная температура достаточно долгое время. Сначала отопительный прибор нагревает воздух и стены, после чего уже сами стены прогревают воздух. Это позволяет сэкономить денежные средства на отоплении и сделать проживание более уютным. Для дома, в котором люди проживают периодически (например, по выходным), большая теплоемкость стройматериала будет иметь обратный эффект: такое здание будет достаточно сложно быстро натопить.

Значения теплоемкости строительных материалов приведены в СНиП II-3-79. Ниже приведена таблица основных строительных материалов и значения их удельной теплоемкости.

Таблица 1

Материал Плотность, кг/м3 Удельная теплоемкость, кДж/(кг*°C)
Пенополистирол 40 1,34
Минвата 125 0,84
Газо- и пенобетон 650 0,84
Гипсовые листы 800 0,84
Дерево 500 2,3
Клееная фанера 600 2,3
Керамический кирпич 1600 0,88
Бетон 2300 0,84
Железобетон 2500 0,84
Кирпичная кладка 1800 0,88

Кирпич обладает высокой теплоемкостью, поэтому идеально подходит для строительства домов и возведенияия печей.

Говоря о теплоемкости, следует отметить, что отопительные печи рекомендуется строить из кирпича, так как значение его теплоемкости достаточно высоко. Это позволяет использовать печь как своеобразный аккумулятор тепла. Теплоаккумуляторы в отопительных системах (особенно в системах водяного отопления) с каждым годом применяются все чаще. Такие устройства удобны тем, что их достаточно 1 раз хорошо нагреть интенсивной топкой твердотопливного котла, после чего они будут обогревать ваш дом на протяжении целого дня и даже больше. Это позволит существенно сэкономить ваш бюджет.

Теплоемкость строительных материалов

Какими же должны быть стены частного дома, чтобы соответствовать строительным нормам? Ответ на этот вопрос имеет несколько нюансов. Чтобы с ними разобраться, будет приведен пример теплоемкости 2-х наиболее популярных строительных материалов: бетона и дерева. Теплоемкость бетона имеет значение 0,84 кДж/(кг*°C), а дерева – 2,3 кДж/(кг*°C).

На первый взгляд можно решить, что дерево – более теплоемкий материал, нежели бетон. Это действительно так, ведь древесина содержит практически в 3 раза больше тепловой энергии, нежели бетон. Для нагрева 1 кг дерева нужно потратить 2,3 кДж тепловой энергии, но при остывании оно также отдаст в пространство 2,3 кДж. При этом 1 кг бетонной конструкции способен аккумулировать и, соответственно, отдать только 0,84 кДж.

Но не стоит спешить с выводами. Например, нужно узнать, какую теплоемкость будет иметь 1 м2 бетонной и деревянной стены толщиной 30 см. Для этого сначала нужно посчитать вес таких конструкций. 1 м2 данной бетонной стены будет весить: 2300 кг/м3*0,3 м3 = 690 кг. 1 м2 деревянной стены будет весить: 500 кг/м3*0,3 м3 = 150 кг.

Таблица сравнения теплопроводности бревна с кирпичной кладкой.

Далее нужно посчитать, какое количество тепловой энергии будет содержаться в этих стенах при температуре 22°C. Для этого нужно теплоемкость умножить на температуру и вес материала:

  • для бетонной стены: 0,84*690*22 = 12751 кДж;
  • для деревянной конструкции: 2,3*150*22 = 7590 кДж.

Из полученного результата можно сделать вывод, что 1 м3 древесины будет практически в 2 раза меньше аккумулировать тепло, чем бетон. Промежуточным материалом по теплоемкости между бетоном и деревом является кирпичная кладка, в единице объема которой при тех же условиях будет содержаться 9199 кДж тепловой энергии. При этом газобетон, как строительный материал, будет содержать только 3326 кДж, что будет значительно меньше дерева. Однако на практике толщина деревянной конструкции может быть 15-20 см, когда газобетон можно уложить в несколько рядов, значительно увеличивая удельную теплоемкость стены.

Использование различных материалов в строительстве

Дерево

Для комфортного проживания в доме очень важно, чтобы материал обладал высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью.

В этом отношении древесина является оптимальным вариантом для домов не только постоянного, но и временного проживания. Деревянное здание, не отапливаемое длительное время, будет хорошо воспринимать изменение температуры воздуха. Поэтому обогрев такого здания будет происходить быстро и качественно.

В основном в строительстве используют хвойные породы: сосну, ель, кедр, пихту. По соотношению цены и качества наилучшим вариантом является сосна. Что бы вы ни выбрали для конструирования деревянного дома, нужно учитывать следующее правило: чем толще будут стены, тем лучше. Однако здесь также нужно учитывать ваши финансовые возможности, так как с увеличением толщины бруса значительно возрастет его стоимость.

Кирпич

Данный стройматериал всегда был символом стабильности и прочности. Кирпич имеет хорошую прочность и сопротивляемость негативным воздействиям внешней среды. Однако если принимать в расчет тот факт, что кирпичные стены в основном конструируются толщиной 51 и 64 см, то для создания хорошей теплоизоляции их дополнительно нужно покрывать слоем теплоизоляционного материала. Кирпичные дома отлично подходят для постоянного проживания. Нагревшись, такие конструкции способны долгое время отдавать в пространство накопившееся в них тепло.

Выбирая материал для строительства дома, следует учитывать не только его теплопроводность и теплоемкость, но и то, как часто в таком доме будут проживать люди. Правильный выбор позволит поддерживать уют и комфорт в вашем доме на протяжении всего года.

Теплоемкость строительных материалов — Энциклопедия по машиностроению XXL

Удельная теплоемкость материала зависит от его влажности. С повышением влажности материала повышается и его теплоемкость, что объясняется присутствием воды, имеющей теплоемкость, значительно превышающую теплоемкость строительных материалов.  [c.31]

В приложении 1 теплоемкости строительных материалов даны для их нормальной влажности. Если по каким-либо причинам влажность материала в конструкции будет отличаться от нормальной, то его удельная теплоемкость подсчитывается по формуле (14) для этого вместо Со берется удельная теплоемкость при нормальной влажности и вместо сов — разность между этой влажностью и нормальной.  [c. 31]


Удельные теплоемкости с некоторых употребительных в практике теплоизоляционных и строительных материалов для интервала температур 0°, +20° С  [c.243]

Т и м р о т Д. Л. Определение теплопроводности и теплоемкости строительных it изоляционных материалов. Гостехиздат, 1932,  [c.69]

Промышленные приборы для измерения теплоемкости конструкционных и строительных материалов. Для измерения теплоемкости конструкционных и строительных материалов различной структуры разработан ряд промышленных приборов (см. табл. 7.5).  [c.415]

В приведенных выше примерах ( 2—7) использование данных по теплоемкостям имеет не только научное, но нередко и большое прикладное значение. Кроме того, в промышленности часто возникают специфические вопросы, которые не охватываются рассмотренными случаями. Так, знание теплоемкостей чистых веществ и их смесей необходимо для расчета тепловых балансов реакторов, печных установок и т. д., что имеет большое значение при проектировании и строительстве предприятий химической и металлургической промышленности, в производстве строительных материалов и многих других областях народного хозяйства. Для технического усовершенствования и повышения экономичности паровых двигателей нужно знать с большой точностью теплоемкость и энтальпию воды и водяного пара до весьма высоких значений температуры и давления. Эти и многие другие потребности не всегда могут быть удовлетворены имеющимися в литературе данными и нуждаются в постановке специальных работ по экспериментальному определению теплоемкостей и теплот фазовых переходов.  [c.256]

ТАБЛИЦА 16 плотность, УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ НЕКОТОРЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ  [c.21]

Для строительных материалов удельная теплоемкость изменяется в пределах от с=0,18 (для минеральной ваты) до с=  [c.31]

Плотность р, коэффициент теплопроводности X и теплоемкость с строительных, теплоизоляционных и других материалов [24]  [c. 257]

Объемный вес Y коэффициент теплопроводности Л и теплоемкость с строительных, теплоизоляционных и некоторых других материалов  [c.190]

Если строительный материал состоит из нескольких различных материалов, то его удельная теплоемкость определяется по формуле  [c.31]

Соответственно осн6вн йазнаяеиию для каждой группы материалов есть определяющие свойства. Так, для подупроводниковых материалов наиболее характерными являются коэффициент теплопроводности и его составляющие, для строительных материалов—коэффициент термического расширения, для полимерных— теплоемкость, а для конструкционных металлов — практически все теплофизические свойства (роль их может меняться в зависимости от конкретного назначения материала).  [c.3]


Величина удельной теплоемкости для строительных материалов колеблется в незначительных пределах и в среднем составляет 0,2 ккал1кг град. Наибольшую удельную теплоемкость имеет вода — 1 ккал1кг град.[c.9]

Теплопроводность и теплоемкость — испытание, имеющее особенную важность для стеновых материалов. Назначение последних в стене — предохранить огражденное стеной пространство от охлаждения. При проектировании здания обычно производят теплотехнич. расчеты на материалы, исходя И8 климатич. и метеорологич. условий местности, в к-рой производится постройка здания. При теплотехнич. расчете ограждающих конструкций наибольшее значение имеют два свойства строительных материалов теплопроводность и теплоемкость. Предположим, что в комнате мы имеем совершенно однородную внешнюю стену ив какого-либо материала толщиной С м п площадью Предположим далее, что внутри комнаты все время поддерживается постоянная темп-ра 01, а снаружи имеется более низкая темп-ра Тогда в силу постоянной разности темп-р между внутренней и наружной поверхностью стены в последней будет наблюдаться непрерывный тепловой поток. При установившемся тепловом состоянии и потоке, перпендикулярном к поверхности стены, практически рассуждая, можно сказать, что количество тепла Q, прошедшее при описанных условиях через стену, будет прямо пропорционально площади стены Р, разности темп-р (01 — 62) и времени г и обратно пропорционально толщине стены С. Кроме того это количество тепла будет зависеть от материала стены. Вышеуказанную зависимость можно выразить след, обр.  [c.223]

По сравнению с другими строительными материалами (железом, кирпичом, бетоном) коэф. линейного расширения Д. вдоль волокон значительно меньше (в 5—10 раз), что является весьма пенной особенностью Д., позволяющей отказаться в деревянных конструкциях от темп-рных швов. Способность поглощать тепло называется теплоемкостью и характеризуется удельной теплоемкостью. Теплоемкость абсолютно сухой Д. почти не зависит от породы и в пределах темп-ры от О до 160° в среднем равна 0,327, т. е. в три раза меньше, чем для поды (Dunlap). Колебания удельной теплоемкости для Д. разньсх пород не выходят из пределов 3%. Большое влияние на теплоемкость Д. оказывает ее влажность во влажной Д. об[цая теплоемкость складывается из теплоемкости древесного вещества и воды, а т. к. теплоемкость воды больше воздуха, к-рый она заменяет в Д., то теплоемкость Д. увеличивается с возрастанием влажности. Теплоемкость Д. имеет большое значение в тех случаях, когда Д. подвергается нагреванию. Напр, при расчете сушильных, парильных и варочных устройств необходимо знать теплоемкость Д., т. к. от этого зависит количество тепла, теряемого с выгружаемым материалом. Равным образом при сухой перегонке  [c.100]

П3,3, Удельная теплоемкость сухих строительных материалов при I = (+20,,.-20) °С (1кКал = 4186 кДж) [87, с, 64]  [c.141]


Основные свойства строительных материалов.

Основные свойства

 строительных материалов.

 

Применяя тот или иной материал в строительстве, нужно знать его физико-механические свойства и учитывать те условия, в которых этот материал будет работать в строительной конструкции.

Основные свойства строительных материалов можно разделить на несколько групп.

К первой группе свойств относят физические свойства материалов : удельный вес, объёмный вес, плотность и пористость. От них в большой степени зависят другие важные  в строительном отношении свойства строительных материалов.

Вторую группу составляют свойства, характеризующие отношение строительного материала к действию воды и связанному с нею действию мороза : водопоглощение, влажность и отдача влаги, гигроскопичность, водопроницаемость, водо- и морозостойкость.

К третьей группе относятся механические свойства материалов : прочность, твёрдость, истираемость и др.

В четвёртую группу объединены свойства, характеризующие отношение материалов к действию тепла : теплопроводность, теплоёмкость, огнестойкость и огнеупорность. Помимо основных, различают ещё специальные свойства, присущие лишь отдельным видам строительных материалов.

Способность некоторых материалов сопротивляться разрушающему действию кислот, щелочей, солей и газов носит общее название химической (или коррозионной) стойкости.

Особую группу составляют так называемые технологические свойства, которые характеризуют способность материала подвергаться механической обработке. Например, древесина является материалом, легко поддающимся обработке. Строителю приходится считаться с этим свойством при выборе того или иного материала.

 

Физические и химические свойства

строительных материалов.

 

Удельным весом называется вес материала в единице объёма в плотном состоянии ( без пор ).

Объёмным весом называется вес единицы объёма материала в естественном состоянии ( вместе с порами ).

Объёмный вес рыхлых материалов ( песка, щебня ), определяемый без вычета пустот между их частицами, называют насыпным весом.

Плотностью материала называется степень заполнения его объёма твёрдым веществом, из которого материал состоит.

Пористостью называется отношение объёма пор к общему объёму материала.

По величине воздушных пор материалы разделяют на мелкопористые (поры имеют размеры в сотые и тысячные доли миллиметра) и крупнопористые (размеры пор от десятых долей миллиметра до 1 — 2 мм).

Более крупные поры в изделиях или полости между кусками рыхло насыпанного сыпучего материала ( песок, щебень, гравий ) называют пустотами.

Пористость строительных материалов колеблется в очень широких пределах — от 0 ( сталь. стекло ) до 90 % ( плиты из минеральной ваты ).

Материал с высокой пустотностью и пористостью часто бывает наиболее лучшим теплоизоляционным материалом.

Водопоглощением называется степень заполнения объёма материала водой.

Отношение прочности насыщенного водой материала к прочности его в сухом состоянии называется коэффициентом размягчения материала. Этот коэффициент является весьма важным показателем, так как он характеризует водостойкость материала, который в условиях работы в сооружении может подвергаться действию воды.

Коэффициент размягчения колеблется в пределах от нуля ( у глинянных необожжённых изделий до единицы ( у материалов, не изменяющих своей прочности от действия воды, — стекла, стали, битумов ).

Каменные материалы ( природные и искусственные ) нельзя применять в сырых местах, если коэффициент их размягчения меньше 0,8. Материалы с коэффициентом размягчения больше 0,8 называют водостойкими.

Влагоотдачей называется свойство материала отдавать воду при изменении условий в окружающей среде. Влагоотдачу выражают посредством скорости высыхания материалов — количеством воды ( а процентах от веса или объёма стандартного образца материала ), теряемым в сутки при относительной влажности окружающего воздуха 60 % и температуре 20 градусов.

Влажность материала — весовое содержание воды в материале строительных конструкций ( значительно ниже, чем их полное водопоглощение ).

Водопроницаемостью называется способность материала пропускать воду под давлением.

Морозостойкостью называется способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное переменное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и без значительного понижения прочности.

Плотные материалы без пор или с незначительной пористостью, поглощающие весьма мало воды, морозостойки.

Чтобы материал обладал морозостойкостью, коэффициент размягчения его должен быть не ниже 0,9.

Газопроницаемостью называется способность материала пропускать через свою толщу газ ( воздух ).

Газопроницаемость стен и других элементов сооружений можно значительно уменьшить, покрывая их масляными красками или битумными составами, а также производя их оштукатуривание.

Примеры : воздухопроницаемость кирпича —  0,35, цементно-песчанной штукатурки — 0,02, рубероида — 0,01.

Теплопроводностью называется способность материала передавать через свою толщу тепловой поток, возникающий вследствие разновидности температур на поверхностях, ограничивающих материал.

Степень теплопроводности очень важно знать для материалов. используемых при устройстве так называемых ограждающих конструкций зданий ( т.е. наружных стен, верхних перекрытий, полов в нижнем этаже ) и в особенности для теплоизоляционных материалов, назначение которых — способствовать сохранению тепла в помещениях и тепловых установках.

Коэффициент теплопроводности равен количеству тепла, в килокалориях, проходящего через стену толщиной 1 м, площадью 1 кв.м. за 1 час при разности температур на двух противоположных поверхностях стен в 1 град.

Теплопроводность материала зависит от степени его пористости, характера пор, вида материала, влажности, объёмного веса и средней температуры. при которой присходит передача тепла.

У пористых материалов тепловой поток проходит через их массу и через поры, наполненные воздухом. Теплопроводность воздуха очень низка ( 0,02 ), вследствие чего он оказывает большое термическое сопротивление прохождению теплового потока. Коэффициент теплопроводности сухих пористых материалов является промежуточной величиной между коэффициентами теплопроводности их вещества и воздуха. Чем больше пористость ( т.е. чем меньше объёмный вес материала ), тем меньше коэффициент теплопроводности.

Величина пор материала также оказывает влияние на коэффициент его теплопроводности. Мелкопористые материалы менее теплопроводны, чем крупнопористые. Материалы с замкнутыми порами имеют меньшую теплопроводность, чем материалы с сообщающимися порами. Это объясняется тем, что при крупных и сообщающихся порах в них возникает движение воздуха, сопровождающееся переносом тепла ( конвекция ) и повышением суммарного коэффициента теплопроводности.

В таблице 1 приведены коэффициенты теплопроводности теплоизоляционных материалов и для сравнения — коэффициенты теплопроводности некоторых других строительных материалов.

 

Таблица 1.

Материалы

Объёмный вес,

 кг/куб. м.

Коэффициент теплопроводности, ккал/м.час.град

Минеральная вата

200 - 400

0,05 — 0,08

Торфяные плиты

300

0,08

Древесноволокнистые плиты

300

0,07

Пробковые плиты

150

0,04

Поропласты

20

0,03

Асбозурит

400 - 800

0,08 — 0,20

Газостекло

250 - 300

0,05 — 0,07

Совелит

350 - 500

0,08 — 0,10

Гранит

2600

2,5

Кирпич

1800

0,7

Бетон

2000 — 2400

1,10 — 1,30

 

Теплоёмкостью называют свойство материала поглощать определённое количество тепла при нагревании.

Коэффициент теплоёмкости представляет собой количество тепла в килокалориях, необходимое для нагревания 1 кг. данного материала на 1 градус.

Природные и искусственные каменные материалы имеют коэффициент теплоёмкости в пределах от 0,18 до 0,22, лесные материалы — от 0,57 до 0,65. У металлов коэффициент теплоёмкости относительно не высок, например, у стали он равен 0,11.

Теплоёмкость материалов имеет значение в строительстве при проверке теплоустойчивости стен и перекрытий и расчёте подогрева материалов для зимних бетонных и каменных работ, а также при расчёте печей.

Под теплоустойчивостью стен и перекрытий понимают их способность сохранять на внутренней поверхности более или менее постоянную температуру, несмотря на колебания теплового потока вследствие неравномерной работы отопления. Суточные колебания температуры в жилых зданиях не должны превышать 6 градусов.

При топке печей у поверхностей стен или перекрытий, обращённых внутрь здания, создаётся запас тепла, вследствие чего внутри помещений температура значительно не повышается. По окончании топки запас тепла, накопленный в стенах и перекрытиях, расходуется на подогрев воздуха, чем и выравнивается в помещениях температура воздуха.

Для стен и перекрытий жилых и отапливаемых зданий желательно применять материалы с возможно более низким коэффициентом теплопроводности и возможно более высоким коэффициентом теплоёмкости. Такими свойствами обладают, в частности, лесные материалы, которые широко применяют для стен и перекрытий отапливаемых зданий.

Удельная теплоёмкость каменных материалов ( камень, кирпич, бетон, шлак, стекло и др. ) находится в пределах 0,18 — 0,22. Лесные и другие органические материалы имеют значительно большие коэффициенты теплоёмкости, например:

 

шевелин………………………………………..

0,45

 

древесина сосны и ели. …………………..

0,65

 

древесина дуба………………………………

0,57

 

рубероид……………………………………….

0,36

 

камышит……………………………………….

0,36

 

торфяные плиты…………………………….

0,50.

 

Огнестойкостью называется способность материалов выдерживать без разрушения действие высоких температур и воды ( при пожарах ). По огнестойкости строительные материалы делят на три группы : несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Огнеупорностью называют свойство материала противостоять длительному воздействию высоких температур, не расплавляясь.

При устройстве различных отопительных установок ( печей, труб, при обмуровке котлов и пр.) используются строительные материалы, которые могут не только выдерживать действие высоких температур, но и нести определённую нагрузку при постоянной высокой температуре.

Такие материалы делят на три группы : огнеупорные, выдерживающие действие температур от 1580 градусов и выше ( шамот, динас и др.) ; тугоплавкие, выдерживающие действие температур выше 1350 до 1580 градусов ( гжельский кирпич ) ; легкоплавкие — с огнеупорностью ниже 1350 градусов (например, обыкновенный глиняный кирпич).

Химической стойкостью называется способность материалов сопротивляться действию кислот, щелочей, солей, растворённых в воде, и газов.

Большая часть строительных материалов не обладает стойкостью к действию кислот и щелочей. Весьма нестойко в этом отношении, например, дерево. Битумы отличаются нестойкостью к действию  концентрированных растворов щелочей, а многие природные каменные материалы — к действию кислот (например, известняки, мраморы, доломиты и др.). Многие вяжущие материалы также плохо противостоят действию кислот.

Высокой сопротивляемостью действию щелочей и кислот обладают керамические материалы с очень плотным черепком ( например, облицовочные плитки, плитки для полов, канализационные трубы ), специальный кирпич для устройства канализационных коллекторов, материалы на основе пластмасс (трубы, плёнки) и др.

Долговечность является весьма важным свойством строительных материалов. Под долговечностью понимают способность материалов сопротивляться всей сумме атмосферных воздействий в эксплуатационных условиях ( изменение температур, влажности, влияние кислорода и других газов, находящихся в воздухе ).

Процесс естественного изменения свойств материалов под действием атмосферных факторов называется старением материалов. Например, керамические материалы и естественные каменные материалы относятся к долговечным материалам, а древесина — в условиях повышенной влажности — к быстростареющим.

 

Механические свойства.

 

Прочность —  свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих от нагрузки или других факторов.

Прочность строительных материалов характеризуется так называемым пределом прочности при сжатии или пределом прочности при растяжении.

Пределом прочности называют напряжение, соответствующее нагрузке, вызывающей разрушение образца материала.

Твёрдостью называется способность материала сопротивляться проникновению в него постороннего более твёрдого тела. Это свойство материала не всегда соответствует их прочности. Материалы с разными пределами прочности при сжатии могут обладать примерно одинаковой твёрдостью.

Шкала твёрдости минералов.

Таблица 2

Показатель твёрдости.

Минерал

1

Тальк или мел

2

Каменная соль или гипс

3

Кальцит или ангидрит

4

Плавиковый шпат

5

Апатит

6

Ортоклаз

7

Кварц

8

Топаз

9

Корунд

10

Алмаз

 

Истираемостью называют способность материала уменьшаться в весе и объёме под действием истирающих усилий.

Сопротивлением удару называется способность материала сопротивляться ударным воздействиям.

Упругостью называется свойство материала восстанавливать свою первоначальную форму и объём после прекращения действия внешних сил, под воздействием которых форма материалов изменяется в той или иной мере. Первоначально форма может восстанавливаться полностью при малых нагрузках и частично при больших. В последнем случае в материале имеются остаточные деформации.

Деформацией называется изменение формы или объёма твёрдого тела.

Пределом упругости считают напряжение, при котором остаточные деформации впервые достигают некоторой малой величины, устанавливаемой техническими условиями на данный материал. Это наибольшее напряжение, по достижении которого материал практически получает только упругие деформации, т.е. исчезающие после снятия нагрузки.

Пластичностью называют способность материала под влиянием действующих на него усилий изменять свои размеры и форму без образования трещин и сохранять их после снятия нагрузки.

Помимо материалов пластичных ( битумы, глиняное тесто и др. ) имеются материалы хрупкие, которые разрушаются сразу ( без предварительной деформации ), как только действующие на них усилия достигают величины разрушающих нагрузок.

 

Справка. Плотность, теплопроводность, теплоемкость строительных, теплоизоляционных и других материалов.

МатериалПлотность,
кг/м3
Коэффициент
теплопроводности,
Вт/(м·град)
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
ABS (АБС пластик)1030…10600.13…0.221300…2300
Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках1000…18000.29…0.7840
Акрил (акриловое стекло, полиметилметакрилат, оргстекло) ГОСТ 17622—721100…12000. 21 
Альфоль20…400.118…0.135 
Алюминий (ГОСТ 22233-83)2600221840
Асбест волокнистый4700.161050
Асбестоцемент1500…19001.761500
Асбестоцементный лист16000.41500
Асбозурит400…6500.14…0.19 
Асбослюда450…6200.13…0.15 
Асботекстолит Г ( ГОСТ 5-78)1500…1700 1670
Асботермит5000.116…0.14 
Асбошифер с высоким содержанием асбеста18000.17…0.35 
Асбошифер с 10-50% асбеста18000.64…0.52 
Асбоцемент войлочный1440.078 
Асфальт1100…21100. 71700…2100
Асфальтобетон (ГОСТ 9128-84)21001.051680
Асфальт в полах 0.8 
Ацеталь (полиацеталь, полиформальдегид) POM14000.22 
Аэрогель (Aspen aerogels)110…2000.014…0.021700
Базальт2600…30003.5850
Бакелит12500.23 
Бальза110…1400.043…0.052 
Береза510…7700.151250
Бетон легкий с природной пемзой500…12000.15…0.44 
Бетон на гравии или щебне из природного камня24001.51840
Бетон на вулканическом шлаке800…16000.2…0.52840
Бетон на доменных гранулированных шлаках1200…18000. 35…0.58840
Бетон на зольном гравии1000…14000.24…0.47840
Бетон на каменном щебне2200…25000.9…1.5 
Бетон на котельном шлаке14000.56880
Бетон на песке1800…25000.7710
Бетон на топливных шлаках1000…18000.3…0.7840
Бетон силикатный плотный18000.81880
Бетон сплошной 1.75 
Бетон термоизоляционный5000.18 
Битумоперлит300…4000.09…0.121130
Битумы нефтяные строительные и кровельные (ГОСТ 6617-76, ГОСТ 9548-74)1000…14000.17…0.271680
Блок газобетонный400…8000.15…0.3 
Блок керамический поризованный 0. 2 
Бронза7500…930022…105400
Бумага700…11500.141090…1500
Бут1800…20000.73…0.98 
Вата минеральная легкая500.045920
Вата минеральная тяжелая100…1500.055920
Вата стеклянная155…2000.03800
Вата хлопковая30…1000.042…0.049 
Вата хлопчатобумажная50…800.0421700
Вата шлаковая2000.05750
Вермикулит (в виде насыпных гранул) ГОСТ 12865-67100…2000.064…0.076840
Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67) ― засыпка100…2000.064…0.074840
Вермикулитобетон300…8000. 08…0.21840
Войлок шерстяной150…3300.045…0.0521700
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат300…10000.08…0.21840
Газо- и пенозолобетон800…12000.17…0.29840
Гетинакс13500.231400
Гипс строительный16500.3…0.35800
Гипс формованный сухой1100…18000.431050
Гипсокартон500…9000.12…0.2950
Гипсоперлитовый раствор 0.14 
Гипсошлак1000…13000.26…0.36 
Глина1600…29000.7…0.9750
Глина огнеупорная18001.04800
Глиногипс800…18000.25…0.65 
Глинозем3100…39002. 33700…840
Гнейс (облицовка)28003.5880
Гравий (наполнитель)18500.4…0.93850
Гравий керамзитовый (ГОСТ 9759-83) ― засыпка200…8000.1…0.18840
Гравий шунгизитовый (ГОСТ 19345-83) ― засыпка400…8000.11…0.16840
Гранит (облицовка)2600…30003.5880
Грунт 10% воды 1.75 
Грунт 20% воды17002.1 
Грунт песчаный 1.16900
Грунт сухой15000.4850
Грунт утрамбованный 1.05 
Гудрон950…10300.3 
Доломит плотный сухой28001.7 
Дуб вдоль волокон7000. 232300
Дуб поперек волокон (ГОСТ 9462-71, ГОСТ 2695-83)7000.12300
Дюралюминий2700…2800120…170920
Железо787070…80450
Железобетон25001.7840
Железобетон набивной24001.55840
Зола древесная7800.15750
Золото19320318129
Известняк (облицовка)1400…20000.5…0.93850…920
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем (ГОСТ 16136-80)300…4000.067…0.111680
Изделия вулканитовые350…4000.12 
Изделия диатомитовые500…6000.17…0.2 
Изделия ньювелитовые160…3700. 11 
Изделия пенобетонные400…5000.19…0.22 
Изделия перлитофосфогелевые200…3000.064…0.076 
Изделия совелитовые230…4500.12…0.14 
Иней 0.47 
Ипорка (вспененная смола)150.038 
Каменноугольная пыль7300.12 
Камни многопустотные из легкого бетона500…12000.29…0.6 
Камни полнотелые из легкого бетона DIN 18152500…20000.32…0.99 
Камни полнотелые из природного туфа или вспученной глины500…20000.29…0.99 
Камень строительный22001.4920
Карболит черный11000.231900
Картон асбестовый изолирующий720…9000. 11…0.21 
Картон гофрированный7000.06…0.071150
Картон облицовочный10000.182300
Картон парафинированный 0.075 
Картон плотный600…9000.1…0.231200
Картон пробковый1450.042 
Картон строительный многослойный (ГОСТ 4408-75)6500.132390
Картон термоизоляционный (ГОСТ 20376-74)5000.04…0.06 
Каучук вспененный820.033 
Каучук вулканизированный твердый серый 0.23 
Каучук вулканизированный мягкий серый9200.184 
Каучук натуральный9100.181400
Каучук твердый 0. 16 
Каучук фторированный1800.055…0.06 
Кедр красный500…5700.095 
Кембрик лакированный 0.16 
Керамзит800…10000.16…0.2750
Керамзитовый горох900…15000.17…0.32750
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией800…12000.23…0.41840
Керамзитобетон легкий500…12000.18…0.46 
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон500…18000.14…0.66840
Керамзитобетон на перлитовом песке800…10000.22…0.28840
Керамика1700…23001.5 
Керамика теплая 0.12 
Кирпич доменный (огнеупорный)1000…20000. 5…0.8 
Кирпич диатомовый5000.8 
Кирпич изоляционный 0.14 
Кирпич карборундовый1000…130011…18700
Кирпич красный плотный1700…21000.67840…880
Кирпич красный пористый15000.44 
Кирпич клинкерный1800…20000.8…1.6 
Кирпич кремнеземный 0.15 
Кирпич облицовочный18000.93880
Кирпич пустотелый 0.44 
Кирпич силикатный1000…22000.5…1.3750…840
Кирпич силикатный с тех. пустотами 0.7 
Кирпич силикатный щелевой 0.4 
Кирпич сплошной 0. 67 
Кирпич строительный800…15000.23…0.3800
Кирпич трепельный700…13000.27710
Кирпич шлаковый1100…14000.58 
Кладка бутовая из камней средней плотности20001.35880
Кладка газосиликатная630…8200.26…0.34880
Кладка из газосиликатных теплоизоляционных плит5400.24880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе16000.47880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе18000.56880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-шлаковом растворе17000.52880
Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе1000…14000. 35…0.47880
Кладка из малоразмерного кирпича17300.8880
Кладка из пустотелых стеновых блоков1220…14600.5…0.65880
Кладка из силикатного 11-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе15000.64880
Кладка из силикатного 14-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе14000.52880
Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379-79) на цементно-песчаном растворе18000.7880
Кладка из трепельного кирпича (ГОСТ 648-73) на цементно-песчаном растворе1000…12000.29…0.35880
Кладка из ячеистого кирпича13000.5880
Кладка из шлакового кирпича на цементно-песчаном растворе15000.52880
Кладка «Поротон»8000. 31900
Клен620…7500.19 
Кожа800…10000.14…0.16 
Композиты технические 0.3…2 
Краска масляная (эмаль)1030…20450.18…0.4650…2000
Кремний2000…2330148714
Кремнийорганический полимер КМ-911600.21150
Латунь8100…885070…120400
Лед -60°С9242.911700
Лед -20°С9202.441950
Лед 0°С9172.212150
Линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632-79)1600…18000.33…0.381470
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове (ГОСТ 7251-77)1400…18000. 23…0.351470
Липа, (15% влажности)320…6500.15 
Лиственница6700.13 
Листы асбестоцементные плоские (ГОСТ 18124-75)1600…18000.23…0.35840
Листы вермикулитовые 0.1 
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) ГОСТ 62668000.15840
Листы пробковые легкие2200.035 
Листы пробковые тяжелые2600.05 
Магнезия в форме сегментов для изоляции труб220…3000.073…0.084 
Мастика асфальтовая20000.7 
Маты, холсты базальтовые25…800.03…0.04 
Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные (ТУ 21-23-72-75)1500. 061840
Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) и на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-82)50…1250.048…0.056840
МБОР-5, МБОР-5Ф, МБОР-С-5, МБОР-С2-5, МБОР-Б-5 (ТУ 5769-003-48588528-00)100…1500.038 
Мел1800…28000.8…2.2800…880
Медь (ГОСТ 859-78)8500407420
Миканит2000…22000.21…0.41250
Мипора16…200.0411420
Морозин100…4000.048…0.084 
Мрамор (облицовка)28002.9880
Накипь котельная (богатая известью, при 100°С)1000…25000.15…2.3 
Накипь котельная (богатая силикатом, при 100°С)300…12000.08…0.23 
Настил палубный6300. 211100
Найлон 0.53 
Нейлон13000.17…0.241600
Неопрен 0.211700
Опилки древесные200…4000.07…0.093 
Пакля1500.052300
Панели стеновые из гипса DIN 1863600…9000.29…0.41 
Парафин870…9200.27 
Паркет дубовый18000.421100
Паркет штучный11500.23880
Паркет щитовой7000.17880
Пемза400…7000.11…0.16 
Пемзобетон800…16000.19…0.52840
Пенобетон300…12500.12…0.35840
Пеногипс300…6000. 1…0.15 
Пенозолобетон800…12000.17…0.29 
Пенопласт ПС-11000.037 
Пенопласт ПС-4700.04 
Пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78)65…1250.031…0.0521260
Пенопласт резопен ФРП-165…1100.041…0.043 
Пенополистирол (ГОСТ 15588-70)400.0381340
Пенополистирол (ТУ 6-05-11-78-78)100…1500.041…0.051340
Пенополистирол «Пеноплекс»35…430.028…0.031600
Пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75)40…800.029…0.0411470
Пенополиуретановые листы1500.035…0.04 
Пенополиэтилен 0. 035…0.05 
Пенополиуретановые панели 0.025 
Пеносиликальцит400…12000.122…0.32 
Пеностекло легкое100..2000.045…0.07 
Пеностекло или газо-стекло (ТУ 21-БССР-86-73)200…4000.07…0.11840
Пенофол44…740.037…0.039 
Пергамент 0.071 
Пергамин (ГОСТ 2697-83)6000.171680
Перекрытие армокерамическое с бетонным заполнением без штукатурки1100…13000.7850
Перекрытие из железобетонных элементов со штукатуркой15501.2860
Перекрытие монолитное плоское железобетонное24001.55840
Перлит2000.05 
Перлит вспученный1000. 06 
Перлитобетон600…12000.12…0.29840
Перлитопласт-бетон (ТУ 480-1-145-74)100…2000.035…0.0411050
Перлитофосфогелевые изделия (ГОСТ 21500-76)200…3000.064…0.0761050
Песок 0% влажности15000.33800
Песок 10% влажности 0.97 
Песок 20% влажности 1.33 
Песок для строительных работ (ГОСТ 8736-77)16000.35840
Песок речной мелкий15000.3…0.35700…840
Песок речной мелкий (влажный)16501.132090
Песчаник обожженный1900…27001.5 
Пихта450…5500.1…0.262700
Плита бумажная прессованая6000. 07 
Плита пробковая80…5000.043…0.0551850
Плитка облицовочная, кафельная20001.05 
Плитка термоизоляционная ПМТБ-2 0.04 
Плиты алебастровые 0.47750
Плиты из гипса ГОСТ 64281000…12000.23…0.35840
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ГОСТ 4598-74, ГОСТ 10632-77)200…10000.06…0.152300
Плиты из керзмзито-бетона400…6000.23 
Плиты из полистирол-бетона ГОСТ Р 51263-99200…3000.082 
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916-75)40…1000.038…0.0471680
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-78)500. 056840
Плиты из ячеистого бетона ГОСТ 5742-76350…4000.093…0.104 
Плиты камышитовые200…3000.06…0.072300
Плиты кремнезистые 0.07 
Плиты льнокостричные изоляционные2500.0542300
Плиты минераловатные на битумной связке марки 200 ГОСТ 10140-80150…2000.058 
Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки 200 ГОСТ 9573-962250.054 
Плиты минераловатные на синтетической связке фирмы «Партек» (Финляндия)170…2300.042…0.044 
Плиты минераловатные повышенной жесткости ГОСТ 22950-952000.052840
Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем
(ТУ 21-РСФСР-3-72-76)
2000. 064840
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем125…2000.056…0.07840
Плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих 0.048…0.091 
Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом и битумном связующих
(ГОСТ 9573-82, ГОСТ 10140-80, ГОСТ 12394-66)
50…3500.048…0.091840
Плиты пенопластовые на основе резольных фенолформальдегидных смол ГОСТ 20916-8780…1000.045 
Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86 безпрессовые30…350.038 
Плиты пенополистирольные (экструзионные) ТУ 2244-001-47547616-00320.029 
Плиты перлито-битумные ГОСТ 16136-803000.087 
Плиты перлито-волокнистые1500. 05 
Плиты перлито-фосфогелевые ГОСТ 21500-762500.076 
Плиты перлито-1 Пластбетонные ТУ 480-1-145-741500.044 
Плиты перлитоцементные 0.08 
Плиты строительный из пористого бетона500…8000.22…0.29 
Плиты термобитумные теплоизоляционные200…3000.065…0.075 
Плиты торфяные теплоизоляционные (ГОСТ 4861-74)200…3000.052…0.0642300
Плиты фибролитовые (ГОСТ 8928-81) и арболит (ГОСТ 19222-84) на портландцементе300…8000.07…0.162300
Покрытие ковровое6300.21100
Покрытие синтетическое (ПВХ)15000.23 
Пол гипсовый бесшовный7500.22800
Поливинилхлорид (ПВХ)1400…16000. 15…0.2 
Поликарбонат (дифлон)12000.161100
Полипропилен (ГОСТ 26996 – 86)900…9100.16…0.221930
Полистирол УПП1, ППС10250.09…0.14900
Полистиролбетон (ГОСТ 51263)200…6000.065…0.1451060
Полистиролбетон модифицированный на активированном пластифицированном шлакопортландцементе200…5000.057…0.1131060
Полистиролбетон модифицированный на композиционном малоклинкерном вяжущем в стеновых блоках и плитах200…5000.052…0.1051060
Полистиролбетон модифицированный монолитный на портландцементе250…3000.075…0.0851060
Полистиролбетон модифицированный на шлакопортландцементе в стеновых блоках и плитах200…5000.062…0.1211060
Полиуретан12000. 32 
Полихлорвинил1290…16500.151130…1200
Полиэтилен высокой плотности9550.35…0.481900…2300
Полиэтилен низкой плотности9200.25…0.341700
Поролон340.04 
Портландцемент (раствор) 0.47 
Прессшпан 0.26…0.22 
Пробка гранулированная450.0381800
Пробка минеральная на битумной основе270…3500.28 
Пробка техническая500.0371800
Ракушечник1000…18000.27…0.63 
Раствор гипсовый затирочный12000.5900
Раствор гипсоперлитовый6000.14840
Раствор гипсоперлитовый поризованный400…5000. 09…0.12840
Раствор известковый16500.85920
Раствор известково-песчаный1400…16000.78840
Раствор легкий LM21, LM36700…10000.21…0.36 
Раствор сложный (песок, известь, цемент)17000.52840
Раствор цементный, цементная стяжка20001.4 
Раствор цементно-песчаный1800…20000.6…1.2840
Раствор цементно-перлитовый800…10000.16…0.21840
Раствор цементно-шлаковый1200…14000.35…0.41840
Резина мягкая 0.13…0.161380
Резина твердая обыкновенная900…12000.16…0.231350…1400
Резина пористая160…5800.05…0. 172050
Рубероид (ГОСТ 10923-82)6000.171680
Руда железная 2.9 
Сажа ламповая1700.07…0.12 
Сера ромбическая20850.28762
Серебро10500429235
Сланец глинистый вспученный4000.16 
Сланец2600…33000.7…4.8 
Слюда вспученная1000.07 
Слюда поперек слоев2600…32000.46…0.58880
Слюда вдоль слоев2700…32003.4880
Смола эпоксидная1260…13900.13…0.21100
Снег свежевыпавший120…2000.1…0.152090
Снег лежалый при 0°С400…5600. 52100
Сосна и ель вдоль волокон5000.182300
Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486-66, ГОСТ 9463-72)5000.092300
Сосна смолистая 15% влажности600…7500.15…0.232700
Сталь стержневая арматурная (ГОСТ 10884-81)785058482
Стекло оконное (ГОСТ 111-78)25000.76840
Стекловата155…2000.03800
Стекловолокно1700…20000.04840
Стеклопластик18000.23800
Стеклотекстолит1600…19000.3…0.37 
Стружка деревянная прессованая8000.12…0.151080
Стяжка ангидритовая21001.2 
Стяжка из литого асфальта23000. 9 
Текстолит1300…14000.23…0.341470…1510
Термозит300…5000.085…0.13 
Тефлон21200.26 
Ткань льняная 0.088 
Толь (ГОСТ 10999-76)6000.171680
Тополь350…5000.17 
Торфоплиты275…3500.1…0.122100
Туф (облицовка)1000…20000.21…0.76750…880
Туфобетон1200…18000.29…0.64840
Уголь древесный кусковой (при 80°С)1900.074 
Уголь каменный газовый14203.6 
Уголь каменный обыкновенный1200…13500.24…0.27 
Фарфор2300…25000. 25…1.6750…950
Фанера клееная (ГОСТ 3916-69)6000.12…0.182300…2500
Фибра красная12900.46 
Фибролит (серый)11000.221670
Целлофан 0.1 
Целлулоид14000.21 
Цементные плиты 1.92 
Черепица бетонная21001.1 
Черепица глиняная19000.85 
Черепица из ПВХ асбеста20000.85 
Чугун722040…60500
Шевелин140…1900.056…0.07 
Шелк1000.038…0.05 
Шлак гранулированный5000.15750
Шлак доменный гранулированный600…8000. 13…0.17 
Шлак котельный10000.29700…750
Шлакобетон1120…15000.6…0.7800
Шлакопемзобетон (термозитобетон)1000…18000.23…0.52840
Шлакопемзопено- и шлакопемзогазобетон800…16000.17…0.47840
Штукатурка гипсовая8000.3840
Штукатурка известковая16000.7950
Штукатурка из синтетической смолы11000.7 
Штукатурка известковая с каменной пылью17000.87920
Штукатурка из полистирольного раствора3000.11200
Штукатурка перлитовая350…8000.13…0.91130
Штукатурка сухая 0.21 
Штукатурка утепляющая5000. 2 
Штукатурка фасадная с полимерными добавками18001880
Штукатурка цементная 0.9 
Штукатурка цементно-песчаная18001.2 
Шунгизитобетон1000…14000.27…0.49840
Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832-83) ― засыпка200…6000.064…0.11840
Щебень из доменного шлака (ГОСТ 5578-76), шлаковой пемзы (ГОСТ 9760-75)
и аглопорита (ГОСТ 11991-83) ― засыпка
400…8000.12…0.18840
Эбонит12000.16…0.171430
Эбонит вспученный6400.032 
Эковата35…600.032…0.0412300
Энсонит (прессованный картон)400…5000.1…0.11 
Эмаль (кремнийорганическая) 0. 16…0.27 

Удельная теплоемкость кирпича — какая теплопроводность кирпича

Кирпич — это строительный материал, который довольно часто используется в строительстве. Перед тем как начать строительство, необходимо обратить внимание на такой показатель, как теплоёмкость. Этот показатель оказывает огромное влияние на тепловую изоляцию помещения. А это значит, что он оказывает огромное влияние на уровень комфорта, при нахождении в помещении. Помимо этого, необходимо особое внимание уделить теплопроводности, так как именно этот показатель указывает на способность к сохранению тепла в помещении.

Важно! Кирпич бывает нескольких видов, такие показатели как теплопроводность и теплоёмкость отличаются в зависимости от вида материала.

Теплопроводность и теплоемкость кирпича

  1. Что это такое и что на них влияет?
  2. Виды материалов и их характеристики
  3. Сравнение с другими материалами
  4. Морозостойкость

Теплопроводность и теплоемкость кирпича – важные параметры, позволяющие определиться с выбором материала для возведения жилых зданий, сохраняя в них необходимый уровень тепла. Удельные показатели рассчитываются и приводятся в специальных таблицах.

Что это такое?

Физическая характеристика теплоемкости присуща любому веществу. Она обозначает количество теплоты, которое поглощает физическое тело при нагревании на 1 градус Цельсия или Кельвина. Ошибочно отождествлять общее понятие с удельным, поскольку последнее подразумевает температуру, необходимую для нагревания одного килограмма вещества. Точно определить ее число представляется возможным только в лабораторных условиях. Показатель необходим для определения теплоустойчивости стен здания и в том случае, когда строительные работы проводятся при минусовых температурах. Для строительства частных и многоэтажных жилых домов и помещений используются материалы с высокими показателями теплопроводности, поскольку они аккумулируют тепло и поддерживают температуру в помещении.

Преимущество зданий из кирпича — позволяют сэкономить на оплате отопления.

Влияние температурного режима

На качества большое влияние оказывает температурный режим. Так, при средней плотности материала теплоемкость может отличаться, в зависимости от температуры окружающей среды.

Из вышеперечисленного следует, что подбирать стройматериал необходимо, исходя из его характеристик и дальнейшей области его применения. Так удастся построить помещение, которое будет отвечать необходимым требованиям.

Теплоемкость строительных материалов

Теплоемкость материалов, таблица по которой приведена выше, зависит от плотности и коэффициента теплопроводности материала.

А коэффициент теплопроводности, в свою очередь, зависит от крупности и замкнутости пор. Мелкопористый материал, имеющий замкнутую систему пор, обладает большей теплоизоляцией и, соответственно, меньшей теплопроводностью, нежели крупнопористый.

Это очень легко проследить на примере наиболее распространенных в строительстве материалов. На рисунке, представленном ниже, показано каким образом влияет коэффициент теплопроводности и толщина материала на теплозащитные качества наружных ограждений.


Из рисунка видно, что строительные материалы с меньшей плотностью обладают меньшим коэффициентом теплопроводности. Однако так бывает не всегда. Например, существуют волокнистые виды теплоизоляции, для которых действует противоположная закономерность: чем меньше плотность материала, тем выше будет коэффициент теплопроводности.

Поэтому нельзя доверять исключительно показателю относительной плотности материала, а стоит учитывать и другие его характеристики.

Керамический

Исходя из технологии производства, кирпич классифицируется на керамическую и силикатную группы. При этом оба вида имеют значительные отличия по плотности материала, удельной теплоемкости и коэффициенту теплопроводности. Сырьем для изготовления керамического кирпича, еще его называют красным, выступает глина, в которую добавляют ряд компонентов. Сформированные сырые заготовки подвергаются обжигу в специальных печах. Показатель удельной теплоемкости может колебаться в пределах 0,7-0,9 кДж/(кг·K). Что касается средней плотности, то она обычно находится на уровне 1400 кг/м3.

Среди сильных сторон керамического кирпича можно выделить:

1. Гладкость поверхность. Это повышает его внешнюю эстетичность и удобство укладки. 2. Стойкость к морозу и влаге. В обычных условиях стены не нуждаются в дополнительной влаго- и термоизоляции. 3. Способность переносить высокие температуры. Это позволяет использовать керамический кирпич для возведения печей, мангалов, жаропрочных перегородок. 4. Плотность 700-2100 кг/м3. На эту характеристику непосредственно влияет наличие внутренних пор. По мере увеличения пористости материала уменьшается его плотность, и возрастают теплоизоляционные характеристики.

Теплоемкость строительных материалов

Какими же должны быть стены частного дома, чтобы соответствовать строительным нормам? Ответ на этот вопрос имеет несколько нюансов. Чтобы с ними разобраться, будет приведен пример теплоемкости 2-х наиболее популярных строительных материалов: бетона и дерева. Теплоемкость бетона имеет значение 0,84 кДж/(кг*°C), а дерева — 2,3 кДж/(кг*°C).

На первый взгляд можно решить, что дерево — более теплоемкий материал, нежели бетон. Это действительно так, ведь древесина содержит практически в 3 раза больше тепловой энергии, нежели бетон. Для нагрева 1 кг дерева нужно потратить 2,3 кДж тепловой энергии, но при остывании оно также отдаст в пространство 2,3 кДж. При этом 1 кг бетонной конструкции способен аккумулировать и, соответственно, отдать только 0,84 кДж.

Но не стоит спешить с выводами. Например, нужно узнать, какую теплоемкость будет иметь 1 м 2 бетонной и деревянной стены толщиной 30 см. Для этого сначала нужно посчитать вес таких конструкций. 1 м 2 данной бетонной стены будет весить: 2300 кг/м 3 *0,3 м 3 = 690 кг. 1 м 2 деревянной стены будет весить: 500 кг/м 3 *0,3 м 3 = 150 кг.

Таблица сравнения теплопроводности бревна с кирпичной кладкой.

Далее нужно посчитать, какое количество тепловой энергии будет содержаться в этих стенах при температуре 22°C. Для этого нужно теплоемкость умножить на температуру и вес материала:

  • для бетонной стены: 0,84*690*22 = 12751 кДж;
  • для деревянной конструкции: 2,3*150*22 = 7590 кДж.

Из полученного результата можно сделать вывод, что 1 м 3 древесины будет практически в 2 раза меньше аккумулировать тепло, чем бетон. Промежуточным материалом по теплоемкости между бетоном и деревом является кирпичная кладка, в единице объема которой при тех же условиях будет содержаться 9199 кДж тепловой энергии. При этом газобетон, как строительный материал, будет содержать только 3326 кДж, что будет значительно меньше дерева. Однако на практике толщина деревянной конструкции может быть 15-20 см, когда газобетон можно уложить в несколько рядов, значительно увеличивая удельную теплоемкость стены.

Огнеупорный

Представлен динасовыми, карборундовыми, магнезитовыми и шамотными кирпичами. Масса одного кирпича довольно большая, по причине значительной плотности (2700 кг/м3). Самый низкий показатель теплоемкости при нагревании у карборундового кирпича 0,779 кДж/(кг·K) для температуры +1000 градусов. Скорость нагревания печи, уложенной из этого кирпича, значительно превышает нагрев шамотной кладки, однако охлаждение наступает быстрее.

Из огнеупорного кирпича обустраиваются печи, предусматривающие нагревание до +1500 градусов. На удельную теплоемкость данного материала большое влияние оказывает температура нагрева. К примеру, тот же шамотный кирпич при +100 градусах обладает теплоемкостью 0,83 кДж/(кг·K). Однако, если его нагреть до +1500 градусов, это спровоцирует рост теплоемкости до 1,25 кДж/(кг·K).

Силикатный

Силикатный кирпич пользуется высоким спросом в строительстве, популярность обусловлена прочностью, доступностью и низкой стоимостью. Показатель удельной теплоемкости составляет 0.75 – 0.85 кДж, а его плотность – от 1000 до 2200 кг/м3.

Продукт имеет хорошие звукоизоляционные свойства. Стена из силикатного изделия будет изолировать сооружение от проникновения различного рода шума. Его чаще всего используют для возведения перегородок. Продукт широко применяется в качестве промежуточного слоя в кладке, выполняющего роль звукоизолятора.


Схема силикатного кирпича

ВИДЫ КИРПИЧА

Для того чтобы ответить на вопрос: «как построить теплый дом из кирпича?», нужно выяснить какой лучше всего использовать его вид. Так как современный рынок предлагает огромный выбор данного строительного материала. Рассмотрим наиболее распространенные виды.

СИЛИКАТНЫЙ

Наиболее высокую популярность и широкое распространение в строительстве на территории России имеют силикатные кирпичи. Данный вид изготавливается путем смешения извести и песка. Высокую распространённость этот материал получил благодаря широкой области применения в быту, а также из-за того, что цена на него довольно не высока.

Однако если обратиться к физическим величинам этого изделия, то тут не все так гладко.

Рассмотрим двойной силикатный кирпич М 150. Марка М 150 говорит о высокой прочности, так что он даже приближается к природному камню. Размеры составляют 250х120х138 мм.

Теплопроводность данного типа в среднем составляет 0,7 Вт/(м оС). Это достаточно низкий показатель, по сравнению с другими материалами. Поэтому теплые стены из кирпича такого типа скорей всего не получатся.

Немаловажным достоинством такого кирпича по сравнению с керамическим, являются звукоизоляционные свойства, которые очень благоприятно сказываются на строительстве стен ограждающих квартиры или разделяющих комнаты.

КЕРАМИЧЕСКИЙ

Данный вид делится на два типа:

  1. Строительный,
  2. Облицовочный.

Строительный кирпич используется для возведения фундаментов, стен домов, печей и т.д., а облицовочный для отделки зданий и помещений. Такой материал больше подходит для строительства своими руками, так как он значительно легче силикатного.

Теплопроводность керамического блока определяется коэффициентом теплопроводности и численно равна:

  • Полнотелый – 0,6 Вт/м* оС;
  • Пустотелый кирпич — 0,5 Вт/м* оС;
  • Щелевой – 0,38 Вт/м* оС.

Средняя теплоемкость кирпича составляет около 0,92 кДж.

ТЕПЛАЯ КЕРАМИКА

Теплый кирпич — относительно новый строительный материал. В принципе, он является усовершенствованием обычного керамического блока.

Данный вид изделия значительно больше обычного, его размеры могут быть в 14 раз больше стандартных. Но это не очень сильно сказывается на общей массе конструкции.

Теплоизоляционные свойства практически в 2 раза лучше, по сравнению с керамическим кирпичом. Коэффициент теплопроводности приблизительно равен 0,15 Вт/м* оС.

Свойства теплой керамики

Блок теплой керамики имеет много мелких пустот в виде вертикальных каналов. А как говорилось выше, чем больше воздуха в материале, тем выше теплоизоляционные свойства данного строй-материала. Теплопотери могут возникать в основном на внутренних перегородках или же в швах кладки.

Керамический

Изготавливают из глины с добавлением определенных веществ. После изготовления подвергают термической обработке в специализированных печах. Показатель удельной теплоемкости составляет 0.7 – 0.9 кДж, а плотность – около 1300–1500 кг/м 3 .

Сегодня многие производители выпускают керамическую продукцию. Такие изделия отличаются не только размерами, но и своими свойствами. Например, теплопроводность керамического блока гораздо ниже, чем обычного. Это достигается за счет большого количества пустот внутри. В пустотах находится воздух, который плохо проводит тепло.

Рассчет теплопроводности стен: таблица теплосопротивления материалов

Во многих случаях при выборе материала для строительства дома мы не вникаем, каково теплосопротивление строительных материалов, а полагаемся на «народные» методики. Самые популярные из них: «как у соседа», «как раньше», «смотри, какой толстый слой», и – венец искусства – «вроде, должно быть нормально». Что ж, ваш дом – вам и решать, какому методу отдать предпочтение. Но чтобы точно ответить на вопрос, достаточно ли тепло будет в вашем доме зимой (и достаточно ли прохладно в летний зной), нужно знать теплосопротивление стены. Откуда его можно узнать, как считать теплопроводность стены и как это поможет при ответе на ваш вопрос? Давайте разберемся по порядку.

Физические свойства строительных материалов

Свойства материалов, связанные с изменением температуры, относят к теплофизическим. Они важны для теплоизоляционных и жаростойких материалов, для материалов ограждающих конструкций и изделий, твердеющих при тепловой обработке.

Теплоемкость — свойство материала поглощать при нагревании и отдавать при охлаждении определенное количество теплоты.
Теплоемкость — мера энергии, необходимой для повышения температуры материала.
Теплоемкость, отнесенную к единице массы, называют удельной теплоемкостью С [Дж/(кг • °С)].

Удельная теплоемкость равна количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 кг материала на 1 °С. У органических материалов она обычно выше, чем у неорганических [кДж/(кг • °С)]: древесина — 2,38…2,72; сталь — 0,46, вода — 4,187.
Наибольшую теплоемкость имеет вода, поэтому с повышением влажности материалов их теплоемкость возрастает.

Теплопроводность — свойство материала передавать через свою толщу тепловой поток, возникающий вследствие разности температур на противоположных поверхностях. Это свойство имеет важное значение для строительных материалов, применяемых при устройстве ограждающих конструкций (стен, перекрытий, покрытий), и материалов, предназначенных для теплоизоляции.
Теплопроводность материала зависит от его строения, химического состава, пористости и характера пор, от влажности и температуры, при которой проходит передача теплоты.

Теплопроводность характеризуют коэффициентом теплопроводности, показывающим, какое количество теплоты (Дж) способен пропустить материал через 1 м2 поверхности при толщине материала 1 м и разности температур на противоположных поверхностях 1 °С в течение 1 часа.

Коэффициент теплопроводности [Вт/м-°С|:
воздуха — 0,023, древесины вдоль волокон — 0,35 и поперек волокон—0,175, воды — 0,59, керамического кирпича — 0,82, льда — 2,3. Следовательно, воздушные поры в материале резко снижают его теплопроводность, а увлажнение — сильно увеличивает, так как коэффициент теплопроводности воды в 25 раз выше, чем у воздуха.

При замерзании воды в порах материала еще больше увеличивается теплопроводность, так как лед примерно в 4 раза проводнее воды и в сто раз теплопроводное воздуха. Чем меньше пор, т.е. чем плотнее материал, тем он теплопроводнее.
При повышении температуры теплопроводность большинства материалов возрастает.

Тепловое расширение — свойство материала расширятся при нагревании и сжиматься при охлаждении, оно характеризуется изменением линейных размеров, и объема в зависимости от температуры.
В конструкциях, объединяющих несколько материалов, необходимо учитывать ТКЛР каждого; например, в железобетоне хорошо сочетаются сталь и бетон, так как ТКЛР этих материалов почти одинаков.

В результате значительного различия ТКЛР в композиционных материалах возникают напряжения, которые могут привести не только к появлению микротрещин и коробления, но и к разрушению материалов.

Огнестойкость — свойство материала выдерживать без разрушения воздействие высоких температур, пламени и воды в условиях пожара.
Материал в этих условиях либо сгорает, либо растрескивается, сильно деформируется, либо разрушается от потери прочности.
По огнестойкости различают несгораемые, трудносгораемые и сгораемые материалы.

Несгораемые материалы под действием огня или высокой температуры не горят и не обугливаются. Это кирпич, бетон и др.
Между тем, некоторые несгораемые материалы — мрамор, стекло, асбестоцемент — при резком нагревании разрушаются, а стальные конструкции — сильно деформируются и теряют прочность.

Трудносгораемые материалы под действием огня или высокой температуры медленно воспламеняются, но после удаления источника огня их горение или тление прекращается. К таким материалам относятся асфальтобетон, фибролит, пропитанная антипиренами древесина.

Сгораемые материалы под действием огня или высокой температуры горят и продолжают гореть после удаления источника огня. Это древесина, обои, битумы, полимеры, бумага и др.
Для повышения огнестойкости материалы пропитывают или обрабатывают огнезащитными составами — антипиренами.
При нагревании они выделяют газы, не поддерживающие горения, или образуют на материале пористый защитный слой, замедляющий нагрев.

Огнестойкость материалов нельзя отождествлять с огнестойкостью конструкций зданий и сооружений, так как конструкции, выполненные, например, из сгораемых материалов, но обработанные антипиренами или защищенные от огня штукатуркой или облицовкой из несгораемых материалов, по своей огнестойкости относятся к трудносгораемым.

Для повышения огнестойкости материалов применяют различные огнезащитные покрытия, в том числе краски. Связующими в таких красках служат жидкое стекло, известь, перхлорвиниловые и карбамидные смолы, фосфорброморганические полимеры. Силикатные и другие огнезащитные краски одновременно защищают материалы от огня и выполняют функцию отделочного покрытия.

Огнеупорность — свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры (от 1580 °С и выше), не деформируясь и размягчаясь.
Огнеупорные материалы, применяемые для внутренней футеровки промышленных печей, — динас, шамот, хромомагнезит, корунд — не деформируются и не размягчаются при температуре 1580° и выше.

Тугоплавкие материалы (тугожкий печной кирпич) выдерживают без расплавления темперагуру 1350…1580 °С, а легкоплавкие (кирпич керамический строительный) — до 1350°С.

Теплоемкость – обзор

2.2.2 Взаимодействие частиц и формирование элементов

Теплоемкость излучения намного больше, чем материи. В очень ранние времена до разделения температуры вещества и излучения были одинаковыми (поскольку они находились в равновесии друг с другом) в масштабе 1/ S ( t ) (уравнение (6)). Ранняя Вселенная превышала любую температуру, которую когда-либо можно было достичь на Земле или даже в центре Солнца; по мере того как она падала до нынешнего значения в 3 К, происходили последовательные физические реакции, которые определяли природу вещества, которое мы видим вокруг себя сегодня.В очень ранние времена и при высоких температурах могли выжить только элементарные частицы, и даже у нейтрино была очень маленькая длина свободного пробега; когда Вселенная остыла, нейтрино отделились от материи и свободно текли через пространство. В то время в расширении Вселенной преобладало излучение, и тогда мы можем аппроксимировать Вселенную моделями с { k = 0, w = 1/3, Λ = 0}, что дает простое решение (14) однозначно связывающее время с температурой:

(19)S(t)=S0t1/2,t=1.92сек[T1010K]−2.

(В последнем уравнении нет свободных констант).

В очень ранние времена даже нейтрино были тесно связаны и находились в равновесии с излучением; они отделились примерно при 10 10 К [Додельсон, 2003, стр. 44-46], в результате чего фоновая плотность реликтовых нейтрино во Вселенной сегодня составляет около Ω v 0 ⋍ 10 −5 , если они безмассовые (но может быть и выше в зависимости от их массы). Ключевые события в ранней Вселенной связаны с неравновесными явлениями [Додельсон, 2003, с.58]. Важным событием стала эпоха нуклеосинтеза , время образования легких элементов. Выше примерно 10 9 К ядра не могли существовать, потому что излучение было настолько энергичным, что по мере их образования они распадались на составные части (протоны и нейтроны). Однако ниже этой температуры, если частицы сталкивались друг с другом с достаточной энергией для ядерных реакций, образовавшиеся ядра оставались неповрежденными (излучение было менее энергичным, чем их энергия связи, и, следовательно, не могло их разрушить).Таким образом, ядра легких элементов — дейтерия, трития, гелия и лития — были созданы путем захвата нейтронов. Этот процесс прекращался, когда температура опускалась ниже примерно 10 8 К (порог ядерной реакции). Таким образом были определены пропорции этих легких элементов в конце нуклеосинтеза; с тех пор они практически не изменились. Скорость реакции была чрезвычайно высока; все это происходило в течение первых трех минут расширения Вселенной.Одним из главных достижений теории Большого взрыва является то, что теория и наблюдения прекрасно согласуются при условии, что плотность барионов мала: Ом бар 0 ≃ 0,044. Затем предсказанное содержание этих элементов (25% гелия по весу, 75% водорода, остальные менее 1%) очень близко согласуется с наблюдаемым содержанием. Таким образом, стандартная модель объясняет происхождение легких элементов с точки зрения известных ядерных реакций, имевших место в ранней Вселенной [Schramm and Turner, 1998].Однако более тяжелые элементы не могут образоваться за отведенное время (около 3 минут).

Аналогичным образом физические процессы в очень ранней Вселенной (до нуклеосинтеза) могут быть использованы для объяснения соотношения материи и антиматерии в современной Вселенной: должен быть создан небольшой избыток материи над антиматерией затем в процессе бариосинтеза , без которого мы не могли бы существовать сегодня (если бы не было такого избытка, материя и антиматерия аннигилировали бы, дав лишь излучение [Silk, 2005]).Однако считается, что другие величины (например, электрический заряд) сохранялись даже в экстремальных условиях ранней Вселенной, поэтому их нынешние значения являются результатом заданных начальных условий при происхождении Вселенной, а не физических процессов, происходящих по мере ее возникновения. эволюционировал. В случае электрического заряда общая сохраняющаяся величина оказывается равной нулю: после того, как кварки образуют протоны и нейтроны во время бариосинтеза, остается равное количество положительно заряженных протонов и отрицательно заряженных электронов, так что в момент расцепления было электронов ровно столько, чтобы соединиться с ядрами и сформировать незаряженные атомы (похоже, что на астрономических телах, таких как наша галактика, нет чистого электрического заряда; если бы это было не так, в космологии доминировали бы электромагнитные силы, а не гравитация).

После разделения вещество образовало крупномасштабные структуры за счет гравитационной нестабильности [Bothun, 1998, с. 183-222], что в конечном итоге привело к образованию первого поколения звезд [Silk, 2005] и, вероятно, связано с реионизацией вещества [Додельсон, 2003, с. 73]. Однако в то время планеты не могли образовываться по очень важной причине: во Вселенной не было тяжелых элементов. Первые звезды объединяли материю под действием гравитационного притяжения, материя нагревалась по мере того, как становилась все более и более концентрированной, пока ее температура не превышала точку термоядерного воспламенения и не начинались ядерные реакции сжигания водорода с образованием гелия.Со временем в концентрических сферах вокруг центра начались более сложные ядерные реакции, что привело к накоплению тяжелых элементов (например, углерода, азота, кислорода) вплоть до железа. Эти элементы могут образовываться в звездах, потому что есть много времени (миллионы лет) для протекания реакций. Массивные звезды сгорают относительно быстро, и в конечном итоге у них заканчивается ядерное топливо. Звезда становится нестабильной, и ее ядро ​​быстро коллапсирует из-за гравитационного притяжения. Последующее повышение температуры разрывает его на части гигантским взрывом, в течение которого происходят новые реакции, в результате которых образуются элементы тяжелее железа; этот взрыв видится нам как Сверхновая («Новая Звезда»), внезапно вспыхнувшая в небе, где раньше была просто обычная звезда.Такие взрывы выбрасывают в космос тяжелые элементы, которые накапливались внутри звезды, образуя огромные нити пыли вокруг остатка звезды. Именно этот материал может впоследствии накапливаться при формировании звезд второго поколения для формирования планетных систем вокруг этих звезд. Таким образом, элементов, из которых мы состоим (например, ядра углерода, азота, кислорода и железа ) были созданы в чрезвычайно высокой температуре звездных недр и стали доступными для нашего использования взрывами сверхновых. Без этих взрывов мы не могли бы существовать.

Измерения удельной теплоемкости обычных строительных материалов при повышенных температурах: сравнение DSC и HDA

  • 1.

    Drysdale D. Введение в динамику пожаров. Хобокен: Джон Вили и сыновья; 2011.

    Книга Google Scholar

  • 2.

    McGrattan K, McDermott R, Weinchenk C, Overholt K, Hostikka S, Floyd J. Руководство пользователя симулятора динамики пожара (шестое издание).Гейтерсбург: Национальный институт стандартов и технологий; 2015.

    Google Scholar

  • 3.

    Абу-Бакар А.С., Мойнуддин К.А.М., ред. Влияние изменения скорости нагрева, массы образца и расхода азота на химическую кинетику пиролиза. В: 18-я австралийская конференция по гидромеханике Лонсестон, Австралия; 2012 г.; Лонсестон, TAS.

  • 4.

    Kousksou T, Jamil A, El Omari K, Zeraouli Y, Le Guer Y. Влияние скорости нагрева и геометрии образца на кажущуюся удельную теплоемкость: приложения DSC.Термохим Акта. 2011;519(1–2):59–64. https://doi.org/10.1016/j.tca.2011.02.033.

    Артикул Google Scholar

  • 5.

    Абу-Бакар А.С. Характеристика свойств огня для совместного моделирования пиролиза и горения и их оптимизированное использование [PhD]. Колледж инженерии и науки: Университет Виктории; 2015.

  • 6.

    Linteris GT, Gewuerz L, McGrattan KB, Forney GP. Моделирование горения твердого образца с помощью FDS. Nat Inst Stand Technol NISTIR.2004; 7178:36.

    Google Scholar

  • 7.

    Чихос Х., Сайто Т., Смит Л.Е. Справочник Springer по методам измерения материалов. Берлин: Springer Science + Business Media; 2007.

    Google Scholar

  • 8.

    Меттлер-Толедо. Определение теплоемкости при высоких температурах с помощью ТГА/ДСК Часть 1: Стандартные процедуры ДСК. Шверценбах, Швейцария; 2010.

  • 9.

    Гудрич ТВ. Теплофизические свойства и микроструктурные изменения композиционных материалов при повышенной температуре. Блэксбург: Технологический институт Вирджинии; 2009.

    Google Scholar

  • 10.

    Кодур ВКР, Хармати ТЗ. Свойства строительных материалов. В: DiNenno PJ, Drysdale D, Beyler CL, Walton WD, Custer RLP, Hall Jr JR и др., редакторы. Справочник SFPE по технике противопожарной защиты. 3-е изд. Куинси: Национальная ассоциация противопожарной защиты; 2002.п. 155–81.

    Google Scholar

  • 11.

    Hohne GWH, Hemminger WF, Flammersheim HJ. Дифференциальная сканирующая калориметрия. Берлин: Springer-Verlag; 2003.

    Книга Google Scholar

  • 12.

    Абу-Бакар А.С., Кран М., Мойнуддин К.А.М. Экспериментальное исследование влияния изменения скорости нагрева, температуры и теплового потока на огнестойкость необугливаемого полимера. J Термальный анальный калорим.2019;137(2):447–59. https://doi.org/10.1007/s10973-018-7941-0.

    КАС Статья Google Scholar

  • 13.

    Абу-Бакар А.С., Кран М., Вадхвани Р., Мойнуддин К.А.М. Характеристика параметров пиролиза и горения обугленных материалов, наиболее часто встречающихся в зданиях. J Термальный анальный калорим. 2019. https://doi.org/10.1007/s10973-019-08688-6.

    Артикул Google Scholar

  • 14.

    Thermtest I, изобретатель Thermtest Inc, правопреемник. Руководство по эксплуатации анализатора тепловых констант Hot Disk. Канада; 2012.

  • 15.

    Mettler T, изобретатель DSC1 Руководство пользователя. Швейцария; 2011.

  • 16.

    Меттлер-Толедо. Калибровка ДСК, температура и тепловой поток. Меттлер-Толедо, Швейцария. 2018. https://www.mt.com/au/en/home/supportive_content/matchar_apps/MatChar_HB805.html. По состоянию на 14 октября 2018 г.

  • 17.

    Shaw T, Carrol J. Применение методов базовой коррекции к «методу отношений» для определения удельной теплоемкости DSC.Int J Thermophys. 1998;19(6):1671–80. https://doi.org/10.1007/BF03344918.

    КАС Статья Google Scholar

  • 18.

    Милосавлевич И., Оя В., Сууберг Э.М. Термические эффекты при пиролизе целлюлозы: связь с процессами образования угля. Ind Eng Chem Res. 1996;35(3):653–62. https://doi.org/10.1021/ie950438l.

    КАС Статья Google Scholar

  • 19.

    Шалаев Е.Ю., Степонкус ПЛ.Коррекция массы образца в герметически закрытых чашках ДСК. Термохим Акта. 2000;345(2):141–3. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(99)00357-3.

    КАС Статья Google Scholar

  • 20.

    Rath J, Wolffinger MG, Steiner G, Krammer G, Barontini FC, Cozzani V. Теплота пиролиза древесины. Топливо. 2003;82(1):81–91. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(02)00138-2.

    Артикул Google Scholar

  • 21.

    Рудч С. Неопределенность измерений теплоемкости с помощью дифференциальных сканирующих калориметров. Термохим Акта. 2002;382(1–2):17–25. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(01)00730-4.

    КАС Статья Google Scholar

  • 22.

    Стрезов В., Паттерсон М., Зимла В., Фишер К., Эванс Т.Дж., Нельсон П.Ф. Основные аспекты карбонизации биомассы. J Anal Appl Пирол. 2007;79(1–2):91–100. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2006.10.014.

    КАС Статья Google Scholar

  • 23.

    Дик Р.Х. Неопределенность измерения: методы и приложения. ЭТО; 2007.

  • 24.

    Höhne G, Hemminger WF, Flammersheim H-J. Дифференциальная сканирующая калориметрия. Берлин: Springer Science & Business Media; 2013.

    Google Scholar

  • 25.

    Gaur U, Sf Lau, Wunderlich BB, Wunderlich B. Теплоемкость и другие термодинамические свойства линейных макромолекул VI. Акриловые полимеры. J Phys Chem Ref Data. 1982; 11 (4): 1065–89.https://doi.org/10.1063/1.555671.

    КАС Статья Google Scholar

  • 26.

    Солдера А., Метатла Н., Бодуан А., Саид С., Гроэнс Ю. Теплоемкость обоих стереомеров ПММА: сравнение атомистического моделирования и экспериментальных данных. Полимер. 2010;51(9):2106–11. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2010.03.003.

    КАС Статья Google Scholar

  • 27.

    Ассаэль М.Дж., Боциос С., Гиалоу К., Метакса И.Н.Теплопроводность полиметилметакрилата (ПММА) и боросиликатного краун-стекла ВК7. Int J Thermophys. 2005;26(5):1595–605. https://doi.org/10.1007/s10765-005-8106-5.

    КАС Статья Google Scholar

  • 28.

    Янссон Р. Измерение термических свойств при повышенных температурах — Брандфорск Проект 328-031. СП Респ. 2004; 2004:46.

    Google Scholar

  • 29.

    Гупта М., Ян Дж., Рой С. Удельная теплоемкость и теплопроводность коры хвойных пород и частиц древесного угля ☆. Топливо. 2003;82(8):919–27. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(02)00398-8.

    КАС Статья Google Scholar

  • 30.

    Харада Т., Хата Т., Исихара С. Термические константы древесины в процессе нагрева, измеренные методом лазерной вспышки. Дж. Вуд Научный. 1998;44(6):425–31. https://doi.org/10.1007/BF00833405.

    КАС Статья Google Scholar

  • 31.

    Gronli MG, Antal J, Varhegyi G. Круговое исследование кинетики пиролиза целлюлозы с помощью термогравиметрии. Ind Eng Chem Res. 1999;38(6):2238–44. https://doi.org/10.1021/ie980601n.

    КАС Статья Google Scholar

  • 32.

    Кох П. Удельная теплоемкость сушки еловой древесины и коры сосны. Вуд науч. 1968; 1 (4): 203–14.

    Google Scholar

  • 33.

    Куфопанос К., Луккези А., Маскио Г.Кинетическое моделирование пиролиза биомассы и компонентов биомассы. Может ли J Chem Eng. 1989;67(1):75–84. https://doi.org/10.1002/cjce.5450670111.

    КАС Статья Google Scholar

  • 34.

    Ayeni N, Adeniyi A, Abdullahi N, Bernard E, Ogunleye A. Термогравиметрическое и кинетическое исследование хлопчатобумажной ткани, обработанной метилолмеламинфосфатом. Bayero J Pure Appl Sci. 2012;5(2):51–5. https://doi.org/10.4314/bajopas.v5i2.9.

    Артикул Google Scholar

  • 35.

    Мейлерт К., Лауб Д., Киви Дж. Фотокаталитическая самоочистка модифицированных хлопчатобумажных тканей с помощью кластеров TiO2, прикрепленных химическими прокладками. J Mol Catal A: Chem. 2005; 237(1–2):101–8. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2005.03.040.

    КАС Статья Google Scholar

  • 36.

    Харрис В.М. Справочник текстильных волокон. Вашингтон: Исследовательские лаборатории Харриса; 1954.

    Google Scholar

  • 37.

    Horrocks AR, Цена D. Огнезащитные материалы. Абингтон: Woodhead Publishing Limited; 2001.

    Книга Google Scholar

  • 38.

    Bras ML, Camino G, Bourbigot S, Delobel R. Огнезащита полимеров: использование вспучивающихся материалов. Кембридж: R Soc Chem; 1998.

    Google Scholar

  • 39.

    Тузку Т. Гидротермические свойства изоляции из овечьей шерсти. Делфт: Делфтский технологический университет; 2007.

    Google Scholar

  • Microsoft Word — Titelsida_TVBM-3164_ENG

    %PDF-1.6 % 1 0 объект > эндообъект 7 0 объект > эндообъект 2 0 объект > ручей 2012-04-13T16:44:52+02:002012-04-12T22:43:27+02:002012-04-13T16:44:52+02:00Adobe Acrobat Pro 9.5.0application/pdf

  • Microsoft Word — Titelsida_TVBM- 3164_RUS
  • lars_w
  • uuid:e7439400-f72a-4463-8dae-3bc739065ce3uuid:237df390-0b5a-420e-820a-20f3cfd858acAdobe Acrobat Pro 9.5,0 конечный поток эндообъект 3 0 объект > эндообъект 4 0 объект > эндообъект 5 0 объект > эндообъект 6 0 объект > эндообъект 8 0 объект 24 0 Р] >> эндообъект 9 0 объект > эндообъект 10 0 объект > эндообъект 11 0 объект > эндообъект 12 0 объект > эндообъект 13 0 объект > эндообъект 14 0 объект > эндообъект 15 0 объект > эндообъект 16 0 объект > эндообъект 17 0 объект > /F (Нажмите Качество.варианты работы) /Тип /Filespec /УФ >> эндообъект 18 0 объект > /F (Нажмите Quality.joboptions) /Тип /Filespec /УФ >> эндообъект 19 0 объект > /F (Нажмите Quality.joboptions) /Тип /Filespec /УФ >> эндообъект 20 0 объект > /F (Нажмите Quality.joboptions) /Тип /Filespec /УФ >> эндообъект 21 0 объект > /F (Нажмите Quality.joboptions) /Тип /Filespec /УФ >> эндообъект 22 0 объект > /F (Нажмите Quality.joboptions) /Тип /Filespec /УФ >> эндообъект 23 0 объект > /F (Нажмите Quality.joboptions) /Тип /Filespec /УФ >> эндообъект 24 0 объект > /F (Нажмите Качество.варианты работы) /Тип /Filespec /УФ >> эндообъект 25 0 объект > эндообъект 26 0 объект > эндообъект 27 0 объект > эндообъект 28 0 объект > эндообъект 29 0 объект >> эндообъект 30 0 объект > эндообъект 31 0 объект > эндообъект 32 0 объект > эндообъект 33 0 объект > эндообъект 34 0 объект > эндообъект 35 0 объект > эндообъект 36 0 объект > эндообъект 37 0 объект > эндообъект 38 0 объект > эндообъект 39 0 объект > эндообъект 40 0 объект > эндообъект 41 0 объект > эндообъект 42 0 объект > эндообъект 43 0 объект > эндообъект 44 0 объект > эндообъект 45 0 объект > эндообъект 46 0 объект > эндообъект 47 0 объект > эндообъект 48 0 объект > эндообъект 49 0 объект > эндообъект 50 0 объект > эндообъект 51 0 объект > эндообъект 52 0 объект > эндообъект 53 0 объект > эндообъект 54 0 объект > эндообъект 55 0 объект > эндообъект 56 0 объект > эндообъект 57 0 объект > эндообъект 58 0 объект > эндообъект 59 0 объект > эндообъект 60 0 объект > ручей h;rƒ lwU)WIEĶtD99 (Gd>mLO{.= ̧d֖]E-]{5Y)[,7=i+Ӷ|D]tj~,`otu7A»|kyiVM{@5L]OspokenspecialB~

    Термические свойства материалов | Семинар по устойчивому развитию

    Каждый материал, используемый в У сборки оболочки есть фундаментальные физические свойства, которые определяют их энергетические характеристики, такие как проводимость, сопротивление и тепловая масса. Понимание этих внутренних свойств поможет вам выбрать правильные материалы для управления тепловыми потоками.

    Теплопроводность (k)

    Способность материала проводить тепло.

    Каждый материал имеет характеристическую скорость, с которой через него проходит тепло. Чем быстрее тепло проходит через материал, тем лучше он проводит тепло. Проводимость (k) — это свойство материала, данное для однородных твердых тел в стационарных условиях.

    Используется в следующем уравнении:


    где

    q = результирующий тепловой поток (Ватт)

    k = теплопроводность материала (Вт/мК).

    A = площадь поверхности, через которую проходит тепло (м²)

    ∆T = разница температур между теплой и холодной сторонами материала (K), а

    L = толщина/длина материала (м)

     

    Единицы проводимости

    Imperial – BTU*in/h ft ºF : В имперской системе проводимость – это количество британских тепловых единиц в час (Btu/h), которое проходит через 1 квадратный фут (фут 2 ) материала, равного 1 в.толстым, когда разница температур в этом материале составляет 1ºF (в условиях устойчивого теплового потока).

    SI — Вт/м ºC или Вт/м K: Эквивалент Международной системы (SI) представляет собой количество ватт, которое проходит через 1 квадратный метр (м 2 ) материала толщиной 1 м при разнице температур поперек этого материала составляет 1 K (равный 1ºC) в условиях устойчивого теплового потока.

    Теплопроводность (C)

    Проводимость на единицу площади для указанной толщины.Используется для стандартных строительных материалов.

    В основных строительных материалах тепловой поток обычно измеряется проводимостью (C) , а не проводимостью. Электропроводность – это удельная проводимость материала на единицу площади для толщины объекта (в единицах Вт/м²К для метрических единиц и БТЕ/ч•фут 2 •°F для британских).

    Проводимость является свойством объекта и зависит как от материала, так и от его толщины. Многие твердые строительные материалы, такие как обычный кирпич, деревянный сайдинг, изоляция из войлока или плит, а также гипсокартон, широко доступны в стандартной толщине и составе.Для таких распространенных материалов полезно знать скорость теплового потока для этой стандартной толщины, а не скорость на дюйм.

    U-фактор (U)

    Общая проводимость строительного элемента. Используется для многоуровневых строительных конструкций.

    В многослойных сборках проводимости объединяются в одно число, называемое «U-фактор» (или иногда «U-значение»).

    U-фактор и проводимость переводят проводимость из свойства материала в свойство объекта.

    U — общий коэффициент теплопередачи, выраженный в БТЕ/ч·фут 2 ºF (в единицах СИ, Вт/м 2 K). Это та же единица измерения, что и проводимость, потому что это мера одного и того же: проводимость используется для определенного материала, U-фактор используется для конкретной сборки. Меньшие U-факторы означают меньшую проводимость, что означает лучшую изоляцию.

    Например, общий U-фактор окна включает в себя теплопроводность оконных стекол, воздуха внутри, материала обрамления и любых других материалов различной толщины и расположения.За исключением особых случаев, проводимость материалов не может быть добавлена ​​для определения U-фактора сборки.

    U-коэффициент — это общий коэффициент теплопередачи, который включает влияние всех элементов в сборке и всех явных способов теплопередачи (теплопроводность, конвекция и излучение), но не скрытую теплопередачу (связанную с влажностью).

    Термин U-коэффициент следует использовать только в том случае, если тепловой поток идет от воздуха снаружи оболочки через сборку оболочки к воздуху внутри.Например, его нельзя использовать на стенах подвала.

    Термическое сопротивление (значение R = 1/U)

    Способность материала сопротивляться тепловому потоку.

    Обозначается как R (значение R), тепловое сопротивление указывает, насколько эффективен любой материал в качестве изолятора.

    Величина, обратная теплопроводности, R измеряется в часах, необходимых для того, чтобы 1 БТЕ прошла через 1 фут 2 материала заданной толщины при разнице температур в 1 ºF.В имперской системе единицами измерения являются футов 2 •°F•ч/BTU . Единицы СИ составляют м²K/Вт .

    Значения термического сопротивления иногда приводятся в виде таблиц как для единичных толщин, так и для образца материала с известной толщиной. Например, сопротивление сосны может быть указано как 1,0 фут 2 •°F•ч/БТЕ на дюйм, или значения могут быть представлены в таблице для сосновой стойки 2×6 как 5,5 фута 2 •°F•ч/БТЕ. Для однородного материала, такого как дерево, удвоение толщины удвоит значение R.Значения R обычно не указываются для сборок материалов. U-факторы используются для сборок.

    Изоляция, препятствующая тепловому потоку через ограждающие конструкции здания, часто измеряется значением R. Более высокое значение R указывает на лучшие изоляционные характеристики. Просматривая листы спецификаций, убедитесь, что вы читаете значение R в правильных единицах, поскольку единицы не всегда указаны явно.

    Для получения дополнительной информации о проектировании с изоляцией, включая таблицу общих значений R, тепловых мостов и расчет общих значений R для сборок, см. страницу «Изоляция».

    Использование U-факторов и R-значений на практике

    Разнообразие терминов, используемых до сих пор для описания термических свойств, потенциально сбивает с толку. При работе со сложными многоуровневыми строительными конструкциями полезно объединять тепловые свойства в одно общее число для определения критериев проектирования ограждающих конструкций.

    Для общей оболочки здания это часто выражается как U-фактор. Тем не менее, окна часто выражаются с помощью U-фактора, а стены часто выражаются с помощью R-значений.Строгого правила нет.

    Расчет общего U-фактора начинается с добавления сопротивлений . U-факторы рассчитываются для конкретного элемента (крыши, стены и т. д.) путем нахождения сопротивления каждой составной части, включая воздушные пленки и воздушные пространства, а затем суммирования этих сопротивлений для получения общего сопротивления. Коэффициент U является обратной величиной этой суммы (Σ) сопротивлений: U= 1/ Σ R.

    Для получения дополнительной информации о том, как использовать R-значения и U-факторы для проектирования оболочки, см. страницу, посвященную общему R-значению и тепловым мостам.

    Термическая масса

    Термическая масса — это сопротивление материала изменению температуры при добавлении или удалении тепла, а также ключевой фактор в динамическом взаимодействии теплопередачи внутри здания. Необходимо понимать четыре фактора: плотность, удельная теплоемкость, теплоемкость и тепловое отставание.

    Плотность
    Плотные материалы обычно сохраняют больше тепла.

    Плотность – это масса материала на единицу объема. В имперской системе плотность определяется как фунт/фут 3 ; в системе СИ это дается как кг/м 3 .Для фиксированного объема материала большая плотность позволит хранить больше тепла.

    Удельная теплоемкость
    Высокая удельная теплоемкость требует много энергии для изменения температуры.

    Удельная теплоемкость – это мера количества тепла, необходимого для повышения температуры данной массы материала на 1º. В имперской системе это выражается как БТЕ/фунт ºF; в системе СИ она выражается в кДж/кг К. Для повышения температуры материала с низкой удельной теплоемкостью требуется меньше энергии, чем у материала с высокой удельной теплоемкостью.

    Например, одному грамму воды требуется одна калория тепловой энергии, чтобы поднять температуру на один градус Цельсия. Вода обладает высокой теплоемкостью и поэтому иногда используется в качестве тепловой массы в зданиях.

    Материал

    Теплоемкость

    Дж/(г·К)

    Кирпич 0,84
    Бетон 0,88
    Гранит 0.79
    Гипс 1,09
    Почва 0,80
    Древесина 1,2-2,3
    Вода 4,2

     

    Теплоемкость (тепловая масса)
    Плотность x Удельная теплоемкость = Сколько тепла может быть сохранено на единицу объема

    Теплоемкость – это показатель способности материала сохранять тепло на единицу объема.Чем больше теплоемкость материала, тем больше тепла он может сохранить в данном объеме на градус повышения температуры. Теплоемкость материала получается произведением плотности на удельную теплоемкость. Единицы: Дж/К.

    Более высокая теплоемкость может (но не всегда) уменьшить поток тепла извне во внутреннюю среду за счет накопления тепла внутри материала. Тепло, попадающее в конструкцию стены в дневное время, например, может храниться внутри стены в течение нескольких часов, пока оно не выйдет обратно в прохладный ночной воздух — при соответствующих погодных условиях и достаточной теплоемкости.

    Тепловое запаздывание (время запаздывания)
    При большой тепловой массе для перехода тепла от одной стороны оболочки к другой могут потребоваться часы.

    Это замедление потока тепла называется «тепловой задержкой» (или временной задержкой) и измеряется как разница во времени между пиковой температурой на внешней поверхности строительного элемента и пиковой температурой на внутренней поверхности. Некоторые материалы, такие как стекло, не имеют значительного теплового отставания. Но тепловая задержка может достигать восьми или девяти часов для конструкций с высокой тепловой массой, таких как стены из двойного кирпича или утрамбованные земляные стены.

    Запаздывание и замедление температуры из-за тепловой массы

     

    Например, если солнце выходит из-за облаков и ударяет по оболочке здания с высокой теплоемкостью в 10 часов утра, температура наружной поверхности быстро повышается. Однако может пройти несколько часов, прежде чем этот температурный «всплеск» будет виден на внутренней поверхности стены. Причина в том, что часть тепла накапливается в материале стены.Это тепло сохраняется в материале стены до тех пор, пока оно не поглотит столько, сколько может (насыщение). Затем тепло будет течь внутрь в зависимости от проводимости материала.

    Одним из примеров крупномасштабного теплового отставания является тот факт, что самыми жаркими месяцами в большинстве частей северного полушария являются июль или август, хотя самое яркое солнце в году приходится на июнь.

    Свойства остекления

    Теплопередача и излучение от окна

    При работе с прозрачными поверхностями нужно учитывать еще больше.

    Теплопередача через окно включает все три вида теплопередачи; теплопроводность, конвекция и излучение. Преобладающий способ теплопередачи всегда меняется и зависит от времени, температуры окружающей среды и помещения, скорости наружного ветра, а также количества и угла солнечного излучения, падающего на окно. Изоляционные способности окон обычно измеряются их U-фактором; см. таблицу на странице «Свойства остекления». U-фактор для окна — это прежде всего метрика, используемая для расчета кондуктивной части теплопередачи через окно.

    Поскольку окна («остекление») пропускают свет и излучение, существует множество свойств, которые необходимо учитывать для оптимизации их тепловых и визуальных характеристик. Например, упрощенная метрика, используемая для определения лучистой теплопередачи через окно, когда солнечная энергия попадает на окно, называется коэффициентом притока солнечного тепла (SHGC). SHGC представляет собой значение от 0 до 1,0 и является мерой того, насколько большая будет передача лучистого тепла по отношению к незастекленному проему.

    Подробнее о свойствах остекления

    Определение удельной теплоемкости

    Удельная теплоемкость указывает на способность вещества накапливать тепло. Этот размер вещества соответствует количеству тепла, необходимому для нагревания определенного количества вещества на один Кельвин . Он характерен для каждого вещества и может использоваться для идентификации материалов. Единицей измерения удельной теплоемкости является килоджоуль на килограмм, умноженный на Кельвин [кДж/(кг * К)] .

    В принципе проводится различие между удельной теплоемкостью для изменения температуры при постоянном давлении (cp) и при постоянном объеме (cv) . Подвод тепла под постоянным давлением одновременно вызывает увеличение объема, на что расходуется часть энергии. Различие имеет значение только при рассмотрении газов и паров.

    Удельная теплоемкость твердых тел используется главным образом в строительной отрасли для оценки поведения строительного материала.Летом ткани с высокой теплоемкостью надолго сохраняют прохладу в помещении. Зимой они дольше сохраняют тепло в постройках. Теплоаккумулирующая способность также является основой для выбора материалов в конструкции печи и отопления .

    Первоначально удельную теплоемкость измеряли путем погружения нагретого образца материала в воду . После температурной компенсации по разности температур между началом и концом эксперимента рассчитывали удельную теплоемкость образца.Поскольку в формуле нужно было учитывать теплоемкость экспериментальной установки, процесс был несколько громоздким.

    Современные измерительные приборы Linseis основаны на дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и дифференциальном термическом анализе (ДТА). Эти методы обеспечивают высокоточные результаты измерений за короткое время . Измерения можно проводить в широком диапазоне температур. В результате дополнительно можно определить температурную зависимость удельной теплоемкости.

    Повышение термостойкости строительных материалов

    Введение в бетон дополнительных материалов, улучшающих его тепловые свойства.

    Теплопроводность

    Теплопроводность является чрезвычайно важным свойством многих распространенных металлов и материалов, которое позволяет эффективно и экономично использовать их возможности нагрева. Материалы с высокой теплопроводностью позволяют легко проходить теплу и электричеству и обеспечивают эффективную теплопередачу.

    Отличным примером теплопроводного материала, используемого в быту, являются чугунные сковороды. Металл, из которого сделаны эти сковороды, позволяет легко передавать тепло от горячей поверхности плиты к сковороде, где это тепло можно сохранить и использовать для приготовления яиц по утрам. Еще одним важным элементом чугунной сковороды является ее ручка. Большинство кастрюль и сковородок сделаны из дерева или пластика из-за их изоляционных свойств. Эти материалы классифицируются как термостойкие из-за низкой скорости прохождения тепла через них.

    Термическое сопротивление

    Термическое сопротивление считается обратной величиной теплопроводности. Термическое сопротивление материалов можно измерить по способности материалов сопротивляться потоку тепла через них. Многие материалы с высоким термическим сопротивлением известны как изоляторы и обычно используются для удержания или улавливания горячей или холодной области. Например, охладитель из пенополистирола используется для охлаждения напитков, хранящихся внутри него, потому что он медленно передает тепло из окружающей среды в ограниченную охлаждаемую зону внутри охладителя.Термическое сопротивление является ключевым компонентом в разработке тысяч продуктов, которые используются каждый день по всему миру.

    Одним из самых полезных и распространенных термостойких материалов является бетон, который используется при строительстве зданий и домов. Здание можно легко сравнить с охладителем из пенополистирола. Фундамент и стены здания задерживают поток горячего или холодного воздуха снаружи и поддерживают постоянную температуру внутри. Строители при строительстве дома или здания принимают во внимание свойства термостойкости материалов, которые они используют для создания фундамента.Строительство из материалов с высоким термическим сопротивлением может значительно увеличить экономию энергии и, в свою очередь, экономию средств для будущего владельца этого дома или здания. Это основной фактор, который способствует всплеску исследований по поиску наилучшей комбинации изоляционных материалов, которые можно использовать при строительстве домов и зданий.

    Рисунок 1: Картирование потерь тепла в стандартном проекте дома

    Добавление порошка магнетита в цементную смесь для повышения термостойкости

    В последнее время большое количество исследований посвящено поиску материала, который можно включать в цементную смесь и который повысит теплостойкость цемента.Цемент состоит из смеси песка, гравия, щебня и воды. Цемент редко имеет однородный состав, а размеры частиц в смеси различаются. Из-за отсутствия «идеального рецепта» цемента в смесь можно легко вводить другие вещества. Недавнее исследование, проведенное Sikora P. et al., изучает плюсы и минусы включения порошка магнетита в цементную смесь для улучшения ее термостойкости и прочности.

    Магнетитовый порошок (MP) и другие композиты железа часто образуются в качестве отходов при производстве стали.Промышленный бум 20-го века, последовавший за промышленной революцией 19-го века, привел к переизбытку отходов от эксплуатации различных типов ресурсов. Последние достижения в области вторичной переработки и управления отходами начинают исследовать новые способы использования дополнительных продуктов и энергии из отходов, которые образуются во время первоначального производства материала. Объединение МП в цементную смесь является одним из примеров объединения производственных отходов в общий материал для улучшения некоторых его физических и химических свойств.

    Рисунок 2: линейный график, отображающий мировое производство стали
    с 01.01.2000 по 01.01.2012 в миллионах метрических тонн

    Когда порошок магнетита (МП) вводят в цементную смесь, для связывания и затвердевания частиц требуется меньше воды. Одно только это усовершенствование сэкономит энергию строительным компаниям и сведет к минимуму использование пресной воды. Результаты исследования также показали, что замена 20% песка в смеси на МП повысила гибкость и прочность цемента.

    Рисунок 3: Изображение порошка магнетита

    Чтобы проверить изменение термостойкости цемента с добавлением порошка магнетита, исследователи проанализировали внешний вид и теплопроводность цемента после воздействия различных температур. Было использовано десять различных цементных плиток с объемным % MP в диапазоне от 5 до 50%. Каждый образец выдерживали в течение 28 дней, после чего подвергали воздействию нагрева. Термические и физические свойства каждой цементной плитки измерялись при повышенных температурах 200°C, 300°C, 450°C и 600°C.Образцы нагревали с постоянной скоростью 1°C в минуту до достижения желаемой температуры. Затем каждую плитку непрерывно нагревали при максимальной температуре в течение 1 часа, а затем медленно охлаждали со скоростью 1°C в минуту.

    Результаты эксперимента показали более высокую теплопроводность в плитах из цемента с более высоким МП об.%. Более высокая проводимость, вероятно, была связана с повышенным содержанием металла в цементе. Металл является одним из лучших теплопроводников, поэтому даже незначительное его количество, вероятно, снизит тепловое сопротивление цемента.

    Добавление MP увеличило прочность цемента при воздействии более высоких температур. Эти выводы привели исследователей к неопределенному выводу о целесообразности включения МП в цементные смеси. Дальнейшие исследования могут привести к нахождению желаемого объемного % MP, который можно добавить в цемент, что повысит прочность и энергоэффективность, но также сохранит высокую термическую стойкость цемента.

    Рис. 4: Цементные плиты после нагревания.

    Концепция добавления дополнительных веществ в цемент открыла двери для других исследовательских проектов, чтобы проверить преимущества включения различных материалов в цементную смесь. Если изоляционные материалы, такие как пластмассы и пеноматериалы, включены в цемент, они в идеале могли бы увеличить термическое сопротивление цемента и минимизировать потери тепла через фундамент и стены домов и зданий. Использование переработанного пластика в производстве широко производимого материала, такого как цемент, решит многие проблемы утилизации муниципальных отходов.Единственный недостаток использования пластика в том, что он может не выдерживать экстремальных температур, не расплавляясь и не разрушаясь. Другой проблемой будет большое количество энергии, которое потребуется для разрушения пластиковых изделий до размеров, достаточно малых для включения в однородную цементную смесь.

    Продолжается прогресс в создании более экологичных и энергосберегающих продуктов и материалов, которые могут заменить и внедрить в нынешние расточительные производственные системы.Термический потенциал веществ станет одним из важнейших свойств, которое исследователь будет использовать для достижения наиболее энергоэффективного и экономичного решения для создания более устойчивых материалов и экологически более безопасных производственных систем.

    Полезные инструменты

    Калькулятор теплового сопротивления
    Калькулятор теплопроводности

    Ссылки

    Сикора, П., Абд Эльрахман, М., Хорщарук, Э., Бжозовский, П., и Стефан, Д. (2019).Введение порошка магнетита в качестве добавки к цементу для повышения термостойкости и защиты от гамма-излучения композитов на основе цемента. Строительство и строительные материалы , 204, 113-121. doi:10.1016/j.conbuildmat.2019.01.161

    Источники изображений:
    https://www-sciencedirect-com.proxy.hil.unb.ca/science/article/pii/S095006181930193X
    https://www.greenhomegnome.com/energy-loss-homes-insulation/
    https://commons.wikimedia.org/wiki/File:World_steel_production.png
    https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Iron_powder_on_ Magnetic_stirrer_04_ies.webm

    Основное изображение: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Heat_Radiation_Transparent_2_(26046216082).jpg

    Автор: Каллиста Уилсон, младший технический писатель Thermtest

    Какие материалы обеспечивают охлаждение зданий?

    Какие материалы охлаждают здания?

    © Valentin Jeck Sharehare
    • 9

      9

    • 0

    • 0

      WhatsApp

    • Mail

    • Mail

    или

    HTTPS: // www.archdaily.com/923445/what-materials-keep-buildings-cool

    Кондиционер не просто дорог; это также ужасно для окружающей среды. На охлаждение помещений сегодня приходится 10% мирового потребления энергии, только в 2016 году было произведено 1045 метрических тонн выбросов CO2. Ожидается, что это число будет только увеличиваться: по оценкам Международного энергетического агентства, к 2050 году охлаждение достигнет 37% от общего мирового спроса на энергию.

    + 10

    Диаграмма, показывающая выбросы парниковых газов при охлаждении.Изображение предоставлено Международным энергетическим агентством . Прогнозируемые доли спроса на электроэнергию в 2050 году. Изображение предоставлено Международным энергетическим агентством

    Установки кондиционирования воздуха особенно вредны, поскольку они используют хладагент под названием гидрофторуглерод (ГФУ). Хотя на ГФУ приходится всего 1% всех выбросов парниковых газов, он также в тысячи раз более эффективен, чем углекислый газ.

    Тенденции выбросов ГФУ. Изображение предоставлено Коалицией за климат и чистый воздух

    Использование материалов с естественным охлаждением может помочь смягчить воздействие на окружающую среду за счет снижения потребности в кондиционировании воздуха.Ниже мы собрали некоторые материалы и конструктивные решения для пассивного охлаждения, которые могут помочь проектировщикам энергоэффективно регулировать температуру в здании.

    Термическая масса и теплоизоляция

    Плотные материалы, такие как камень, бетон и земля, обладают рядом свойств, которые позволяют им действовать как хорошая изоляция от тепла. К ним поочередно относятся хорошая теплопроводность (способность возобновлять пассивное охлаждение), тепловое отставание (медленная теплопередача), низкая отражательная способность (более низкое перераспределение тепла) и высокая объемная теплоемкость (повышенная способность накапливать тепло).Когда такие материалы используются в больших количествах, их изолирующие свойства становятся особенно сильными, примером чему служат уникальные «пещерные дома», такие как Summer Cave House от Kapsimalis Architects на Санторини. Другие проекты, такие как Concrete House II от A-cero, полагаются на толстые бетонные стены для достижения аналогичных эффектов.

    Летний пещерный дом Kapsimalis Architects на Санторини встроен в скалу, что позволяет использовать естественные методы охлаждения. Изображение © Vangelis Paterakis

    Более традиционные дома могут не использовать такие громоздкие материалы, а вместо этого полагаться на эффективную теплоизоляцию.Как правило, тепловое сопротивление изоляции измеряется так называемым «R-фактором» или «R-значением». Чем выше это значение, тем более термически устойчив материал и тем эффективнее изолятор. Такие материалы, как полистирол, пенополиуретан и фенольная пена, являются примерами теплоизоляторов с феноменально высокими значениями теплопроводности.

    Бетонный дом A-cero II. Image © Luis H. Segovia

    Natural Materials

    Помимо толстых бетонных стен, в Concrete House II от A-cero и во множестве аналогичных проектов с учетом тепла используются природные элементы, такие как зеленые крыши или стены из плюща.Зеленые крыши не только эстетичны, но и обеспечивают тень, отводят тепло от воздуха и снижают температуру крыш. Некоторые известные примеры включают Калифорнийскую академию наук Ренцо Пиано, Школу искусств Наньян CPG и Био-виллу Энрика Руис-Гели.

    Калифорнийская академия наук Ренцо Пиано. Image © Tim Griffith

    Включение воды в здание также может охлаждать дом за счет испарения и воздушного потока, в зависимости от климата. Эта методология была известна еще римлянам, которые часто проектировали свои дома вокруг центрального бассейна во внутреннем дворе.

    Спа-центр Ambrosi I Etchegaray’s Querétaro представляет собой современный пример централизованного водного объекта и внутреннего двора. Изображение © Luis Gordoa

    Материал и расположение окон

    Зеленые крыши и водные объекты могут показаться чрезмерными обычному домовладельцу или дизайнеру, но пассивное охлаждение также может быть таким же простым, как выбор правильного стекла для окон здания. Чем ниже коэффициент усиления солнечного тепла (SHGC) стекла, тем меньше тепла оно пропускает и тем прохладнее в здании.Эти преимущества можно увеличить с помощью внешних жалюзи, которые вообще предотвращают попадание солнечного света в окна и, таким образом, уменьшают количество тепла или бликов, попадающих внутрь. Даже расположение этих окон может иметь пассивный охлаждающий эффект за счет перекрестной вентиляции или выравнивания окон для облегчения циркуляции воздуха. Известные примеры перекрестной вентиляции включают дома с дробовиками в Луизиане, в которых минимизированы внутренние стены, которые могут препятствовать горизонтальным сквознякам.

    Схема взаимодействия различных типов окон с теплом и светом.Изображение предоставлено Efficient Windows Collaborative

    Кровля

    Наконец, светлые отражающие крыши, еще одна альтернатива зеленым крышам, могут эффективно охлаждать помещения, перенаправляя солнечные лучи и уменьшая поглощение тепла. Примеры включают крыши с листовым покрытием, отражающей плиткой или черепицей или отражающей краской. В то время как стандартные или темные крыши могут достигать 150 градусов по Фаренгейту в сильную жару, «прохладные крыши» могут достигать только 50 градусов в тех же условиях.

    Leura Lane от Cooper Scaife Architects со светоотражающей светлой крышей, предназначенной для летнего затенения.Изображение © John Wilson

    Высокие крыши и купола также могут позволить существующему теплу подниматься и выходить из используемых зон. Точно так же крытые веранды и навесы могут защитить интерьер от солнечного света и бликов. В целом, материалы и структурный дизайн идут рука об руку, создавая эффективные альтернативы кондиционированию воздуха и механическому охлаждению, снижая использование ГФУ и вредные выбросы парниковых газов.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.