Coeficient de conductivitat tèrmica dels materials de construcció: què vol dir l'indicador + taula de valors

La construcció implica l'ús de qualsevol material adequat.Els criteris principals són la seguretat per a la vida i la salut, la conductivitat tèrmica i la fiabilitat. A continuació, el preu, les propietats estètiques, la versatilitat d'ús, etc.

Considerem una de les característiques més importants dels materials de construcció: el coeficient de conductivitat tèrmica, ja que d'aquesta propietat depèn, per exemple, el nivell de confort de la casa.

Què és el material de construcció KTP?

Teòricament, i també pràcticament, els materials de construcció, per regla general, creen dues superfícies: externa i interna. Des del punt de vista de la física, una regió càlida sempre tendeix cap a una regió freda.

En relació amb els materials de construcció, la calor tendirà d'una superfície (més càlida) a una altra superfície (menys càlida). De fet, la capacitat d'un material de patir aquesta transició s'anomena coeficient de conductivitat tèrmica, o amb l'abreviatura KTP.

Diagrama que explica l'efecte de la conductivitat tèrmica: 1 – energia tèrmica; 2 – coeficient de conductivitat tèrmica; 3 – temperatura de la primera superfície; 4 – temperatura de la segona superfície; 5 – gruix del material de construcció

Les característiques del CTS solen basar-se en proves, quan es pren una mostra experimental de 100x100 cm i se li aplica un efecte tèrmic, tenint en compte la diferència de temperatura de dues superfícies d'1 grau. Temps d'exposició 1 hora.

En conseqüència, la conductivitat tèrmica es mesura en watts per metre per grau (W/m °C).El coeficient es denota amb el símbol grec λ.

Per defecte, la conductivitat tèrmica de diversos materials per a la construcció amb un valor inferior a 0,175 W/m°C equipara aquests materials a la categoria d'aïllants.

La producció moderna ha dominat les tecnologies per a la producció de materials de construcció el nivell de CTP dels quals és inferior a 0,05 W/m°C. Gràcies a aquests productes, és possible aconseguir un efecte econòmic pronunciat en termes de consum d'energia.

Influència dels factors en el nivell de conductivitat tèrmica

Cada material de construcció individual té una estructura específica i té un estat físic únic.

Les bases d'això són:

• dimensió de l'estructura cristal·lina;
• estat de fase de la matèria;
• grau de cristal·lització;
• anisotropia de la conductivitat tèrmica dels cristalls;
• volum de porositat i estructura;
• direcció del flux de calor.

Tots aquests són factors que influeixen. La composició química i les impureses també tenen una certa influència en el nivell de CTP. La quantitat d'impureses, com ha demostrat la pràctica, té un efecte especialment pronunciat sobre el nivell de conductivitat tèrmica dels components cristal·lins.

Els materials de construcció aïllants són una classe de productes per a la construcció, creats tenint en compte les propietats de PTS, properes a les propietats òptimes. Tanmateix, aconseguir una conductivitat tèrmica ideal mantenint altres qualitats és extremadament difícil.

Al seu torn, el PTS està influenciat per les condicions de funcionament del material de construcció: temperatura, pressió, nivell d'humitat, etc.

Materials de construcció amb transformador de paquet mínim

Segons la investigació, l'aire sec té un valor mínim de conductivitat tèrmica (uns 0,023 W/m°C).

Des del punt de vista d'utilitzar aire sec en l'estructura d'un material de construcció, es necessita una estructura on l'aire sec resideixi dins de nombrosos espais tancats de petit volum. Estructuralment, aquesta configuració es representa en forma de nombrosos porus dins de l'estructura.

D'aquí la conclusió lògica: un material de construcció l'estructura interna del qual és una formació porosa hauria de tenir un nivell baix de CFC.

A més, depenent de la porositat màxima admissible del material, el valor de conductivitat tèrmica s'aproxima al valor de la conductivitat tèrmica de l'aire sec.

La creació d'un material de construcció amb una conductivitat tèrmica mínima es facilita per una estructura porosa. Com més porus de diferents volums estiguin continguts a l'estructura del material, millor es pot obtenir CTP

En la producció moderna, s'utilitzen diverses tecnologies per obtenir la porositat d'un material de construcció.

En particular, s'utilitzen les següents tecnologies:

• escuma;
• formació de gasos;
• segellat d'aigua;
• inflor;
• introducció d'additius;
• creant bastides de fibra.

Cal tenir en compte: el coeficient de conductivitat tèrmica està directament relacionat amb propietats com ara la densitat, la capacitat calorífica i la conductivitat de la temperatura.

El valor de conductivitat tèrmica es pot calcular mitjançant la fórmula:

λ = Q / S *(T₁-T₂)*t,

On:

• Q - La quantitat de calor;
• S - gruix del material;
• T₁, T₂ - temperatura a les dues cares del material;
• t - temps.

El valor mitjà de la densitat i la conductivitat tèrmica és inversament proporcional al valor de la porositat. Per tant, a partir de la densitat de l'estructura del material de construcció, la dependència de la conductivitat tèrmica es pot calcular de la següent manera:

λ = 1,16 √ 0,0196+0,22d² – 0,16,

On: d - valor de la densitat. Aquesta és la fórmula de V.P.Nekrasov, demostrant la influència de la densitat d'un material en particular en el valor del seu CFC.

La influència de la humitat en la conductivitat tèrmica dels materials de construcció

De nou, a jutjar per exemples d'ús de materials de construcció a la pràctica, es revela l'efecte negatiu de la humitat sobre la qualitat de vida d'un material de construcció. S'ha observat que com més humitat està exposat el material de construcció, més gran és el valor de CTP.

De diverses maneres s'esforcen per protegir el material utilitzat en la construcció de la humitat. Aquesta mesura està plenament justificada, atès l'augment del coeficient dels materials de construcció humits

No és difícil justificar aquest punt. L'efecte de la humitat sobre l'estructura d'un material de construcció s'acompanya de la humidificació de l'aire als porus i la substitució parcial de l'ambient de l'aire.

Tenint en compte que el paràmetre de conductivitat tèrmica de l'aigua és de 0,58 W/m °C, es fa evident un augment significatiu de la conductivitat tèrmica del material.

També cal tenir en compte que hi ha un efecte més negatiu quan l'aigua que entra a l'estructura porosa també es congela i es converteix en gel.

En conseqüència, és fàcil calcular un augment encara més gran de la conductivitat tèrmica, tenint en compte els paràmetres de la conductivitat tèrmica del gel iguals a 2,3 W/m °C. Un augment d'aproximadament quatre vegades en el paràmetre de conductivitat tèrmica de l'aigua.

Un dels motius per abandonar la construcció hivernal en favor de la construcció a l'estiu s'ha de considerar precisament el factor de possible congelació d'alguns tipus de materials de construcció i, com a conseqüència, un augment de la conductivitat tèrmica.

A partir d'aquí, es fan evidents els requisits de construcció pel que fa a la protecció dels materials de construcció aïllants de la humitat. Després de tot, el nivell de conductivitat tèrmica augmenta en proporció directa a la humitat quantitativa.

Un altre punt no sembla menys significatiu: al contrari, quan l'estructura del material de construcció està sotmesa a un escalfament important. La temperatura excessivament alta també provoca un augment de la conductivitat tèrmica.

Això passa per un augment de l'energia cinemàtica de les molècules que constitueixen la base estructural del material de construcció.

És cert que hi ha una classe de materials l'estructura dels quals, per contra, adquireix millors propietats de conductivitat tèrmica en mode d'escalfament elevat. Un d'aquests materials és el metall.

Si, amb un fort escalfament, la majoria dels materials de construcció àmpliament utilitzats canvien la seva conductivitat tèrmica cap a un augment, un fort escalfament del metall condueix a l'efecte contrari: la conductivitat tèrmica del metall disminueix.

Mètodes per a la determinació del coeficient

S'utilitzen diferents tècniques en aquesta direcció, però de fet totes les tecnologies de mesura estan unides per dos grups de mètodes:

1. Mode de mesura estacionari.
2. Mode de mesura no estacionari.

La tècnica estacionària consisteix a treballar amb paràmetres que es mantenen inalterables al llarg del temps o canvien en petita mesura. Aquesta tecnologia, a jutjar per les aplicacions pràctiques, ens permet comptar amb resultats més precisos de CFT.

El mètode estacionari permet realitzar accions destinades a mesurar la conductivitat tèrmica en un ampli rang de temperatures - 20 – 700 °C. Però al mateix temps, la tecnologia estacionària es considera una tècnica complexa i intensiva en mà d'obra que requereix molt de temps per executar-se.

Un exemple d'un dispositiu dissenyat per mesurar la conductivitat tèrmica. Aquest és un dels dissenys digitals moderns que proporciona resultats ràpids i precisos.

Una altra tecnologia de mesura, no estacionària, sembla ser més simplificada, requerint de 10 a 30 minuts per completar el treball. No obstant això, en aquest cas el rang de temperatura és significativament limitat. Tanmateix, la tècnica ha trobat una àmplia aplicació en el sector de la fabricació.

Taula de conductivitat tèrmica dels materials de construcció

No té sentit mesurar molts materials de construcció existents i molt utilitzats.

Tots aquests productes, per regla general, s'han provat repetidament, sobre la base de les quals s'ha compilat una taula de conductivitat tèrmica dels materials de construcció, que inclou gairebé tots els materials necessaris en un lloc de construcció.

A continuació es presenta una versió d'aquesta taula, on KTP és el coeficient de conductivitat tèrmica:

També recomanem llegir els nostres altres articles, on parlem de com triar l'aïllament adequat:

1. Aïllament per a cobertes de golfes.
2. Materials per aïllar una casa des de l'interior.
3. Aïllament per al sostre.
4. Materials per a l'aïllament tèrmic exterior.
5. Aïllament de terres en una casa de fusta.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

El vídeo està orientat temàticament, explicant amb prou detall què és el KTP i "amb què es menja". Després de familiaritzar-se amb el material que es presenta al vídeo, tens moltes possibilitats de convertir-te en un constructor professional.

El punt obvi és que un constructor potencial ha de conèixer la conductivitat tèrmica i la seva dependència de diversos factors. Aquest coneixement l'ajudarà a construir no només amb alta qualitat, sinó amb un alt grau de fiabilitat i durabilitat de l'objecte. L'ús d'un coeficient significa essencialment estalviar diners, per exemple, en pagar les mateixes utilitats.

Si teniu preguntes o informació valuosa sobre el tema de l'article, deixeu els vostres comentaris al bloc següent.