Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий: Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов

Теплопроводность и другие характеристики строительных материалов в цифрах. Сравнение теплопроводности строительных материалов

Теплопроводность древесины при различной влажности и плотности

В таблице приведены значения теплопроводности любого типа древесины независимо от породы дерева в зависимости от плотности при различной объемной влажности.
Данные приведены при положительных и отрицательных температурах вдоль и поперек волокон

древесины.

Для деревообработки используются гораздо меньше энергоресурсов, чем для других строительных материалов.

• В 4 раза меньше, чем для бетона.
• В 6 раз меньше, чем для пластмассы.
• В 24 раза меньше, чем для стали.
• В 126 раз меньше, чем для алюминия.

Дерево в 6 раз больше изолирующего, чем кирпич, и в 15 раз больше изолирующего, чем бетон, что приводит к значительной экономии тепла. Например, среднее потребление энергии шведской семьей на 50% ниже, чем у французской семьи. Отмечается, что расчетное значение для этого типа стены ниже, что обеспечивает отличную теплоизоляцию.
Теплопроводность в таблице указана для древесины с плотностью (объемным весом) от 400 до 800 кг/м 3 . Теплопроводность дана при объемной влажности древесины в пределах от 0 до 30 %.

При увеличении плотности и влажности древесины ее теплопроводность возрастает, как вдоль, так и поперек волокон дерева. Значение теплопроводности древесины представлено в таблице в диапазоне от минимального до максимального. Размерность теплопроводности . Например, при положительных температурах и влажности 20%, максимальная теплопроводность древесины плотностью 400 кг/м 3 будет равна 0,438 Вт/(м·град).

Для сравнения, бетонная стена для достижения тех же теплоизоляционных свойств должна иметь толщину более 2, 5 метров! По этим причинам затраты на отопление зимой или кондиционирование летом в доме на сэндвич-древесине значительно ниже, чем в обычных зданиях. Комфорт дома дополняется звукоизоляцией, прямо пропорциональной деревянным и тепловым сооружениям.

Комфорт древесины Деревянная конструкция улучшает комфорт людей, живущих в ней из-за того, что стены не холодные и влажные. Кроме того, при строительстве из древесины вы получаете около 5-7% полезной поверхности по отношению к мокрому зданию. Кроме того, древесина позволяет отличную архитектурную свободу при дизайне вашего дома.

Чем привлекательна низкая теплопроводность клееного бруса

Как известно, чем ниже значение теплопроводности*, тем лучше материал удерживает тепло.

Теплопроводность клееного бруса – важнейшая его характеристика. Коэффициент теплопроводности у клееного бруса самый низкий и составляет 0,1 Вт/м*С.

Чтобы было более понятно, сравним теплопроводность других материалов:

• Железобетон имеет коэффициент теплопроводности 2,04 Вт/м.кв,
• Пенобетон обладает теплопроводностью в размере 0,47 Вт/м.кв,
• Пустотелый кирпич — 0,52 Вт/м.кв,
• Профилированный брус обладает теплопроводностью 0,18 Вт/м.кв,
• Клееный брус – 0,1 Вт/м.кв.

Такой низкий показатель теплопроводности у клееного бруса достигается за счет наличия нескольких факторов:

1. Основа клееного бруса — древесина, которая сама по себе имеет низкую теплопроводность.
2. При производстве клееного бруса используется клей, который в свою очередь является прекрасным теплоизолятором. Нашей компанией используется немецкий клей Akzo Nobel, который предназначен для склеивания древесины с древесиной. Он дает клеевые швы с очень высокими показателями прочности в различных условиях окружающей среды. Соединение обладает высокими показателями теплостойкости, стойкостью к действию растворителей и сопротивления ползучести при воздействии нагрузок.

На основании вышесказанного:

1. Дома, построенные из клееного бруса, очень комфортные и практичные:

• В зимний период на прогрев всего дома вы потратите минимально короткое время, а сохраните тепло на очень длительный период. Тем самым получите значительную экономию на отопление.
• В летний период постоянной необходимости в кондиционировании дома не будет, т.к. прохлада в доме будет сохраняться довольно долго, в отличие от домов, построенных из других материалов. А это также экономия на содержании дома.

2. Стены дома можно делать значительно меньшей толщины, чем из других материалов. К примеру, теплопроводность бруса 150х150мм приблизительно такая же, как и бревна, имеющего диаметр в 240мм.

3. Нет необходимости в дополнительном утеплении стен.

• Брус сечением 200 мм способен обеспечить комфортные условия даже в зимние морозы без дополнительного утепления.

Таким образом, клееный брус, благодаря низкой теплопроводности, является идеальным строительным материалом для возведения комфортного жилья, а также дает возможность дополнительной экономии на материале.

*Справка: Теплопроводностью называется количественная характеристика способности тела проводить тепло.

Теплопроводность древесины поперек волокон при различной плотности и влажности

Представлены значения теплопроводности древесины поперек волокон

при положительных и отрицательных температурах и при различной влажности.

Теплопроводность в таблице дана для древесины с объемным весом (плотностью) от 300 до 900 кг/м 3 . Величина теплопроводности приведена при объемной влажности древесины в пределах от 0 (сухое дерево) до 30 %.

Устойчивость к землетрясениям Принцип передачи веса такой же, как и каркасные конструкции, с той разницей, что используемый материал — древесина, которая более эластична, чем обычные строительные материалы. Это, наряду со своим собственным уменьшенным весом, позволяет сооружениям, выполненным на деревянной конструкции, выдерживать землетрясения величиной более 8 градусов по шкале Рихтера.

Производительность древесины. Деревянные конструкции характеризуются предварительным изготовлением на заводе. Транспортировка и сборка этих различных предметов относительно легка. Кроме того, скорость, с которой монтируется деревянный дом, значительно сокращает длину рабочего места. Таким образом, вы можете перейти в новый дом намного быстрее.

Теплопроводность древесины в таблице указана минимальная, средняя и максимальная для любой древесины поперек волокон в зависимости от плотности. Размерность теплопроводности .

Сравнение проводимости тепла у самых распространённых утеплителей

Чтобы иметь представление о проводимости тепла разных материалов, предназначенных для утепления, нужно сравнить их коэффициенты (Вт/м*К), приведённые в следующей таблице:

Как видно из вышеприведённых данных, показатель проводимости тепла таких строительных материалов, как теплоизоляционные, варьируется от минимального (0,019) до максимального (0,5). Все теплоизоляционные материалы имеют определённый разброс показаний. СНиПы описывают каждый из них в нескольких видах – в сухом, нормальном и влажном. Минимальный коэффициент проводимости тепла соответствует сухому состоянию, максимальный – влажному.

описание различных пород, необходимость таблицы коэффициентов теплопроводности

Древесина — экологически чистый и практичный материал. Дерево активно применяется для внутренней отделки помещений. Материал также используется в строительстве загородных домов и заведений для туристов, в которых большую роль играет экологичность здания. При строительстве важно учесть теплопроводность дерева и многие другие параметры. Внутренняя отделка тоже требует внимания к характеристикам, ведь породы по-разному реагируют на тепло и влагу.

Разновидности и использование древесины

В строительстве применяются разнообразные породы древесины, которые принято разделять на хвойные и лиственные. К хвойным относятся такие виды:

1. Сосна. Прочный и практичный материал для выполнения строительных работ. В нем собрано большое количество смолы, за счет чего он справляется с излишней влагой, при этом не поддается коррозии при сушке.
2. Ель и пихта. Довольно прочные, но сучковатые материалы. Имеют приятый оттенок и незначительное количество смолы. При строительстве применяются как материал для элементов второстепенной важности.
3. Кедр. Невзирая на то, что материал мягкий, он довольно прочный.

Лиственные породы делятся на мягкие и твердые. Это такие виды:

1. Дуб. Высококачественный материал, обладающей высокой прочностью и надежностью. У дуба натуральный и приятный для глаза цвет. Как правило, он применяется для изготовления мебели, при возведении лестничного марша. Наиболее роскошно выглядит настоящий мореный дуб (выдержанный в воде около двух лет).
2. Береза. Не столь прочный материал, зато однородный, за счет чего имеет максимально четко выраженную структуру. Из этого вида древесины получается качественная фанера, которая легко окрашивается и полируется.
3. Осина. Слишком мягкий, но при этом практически не имеющий сучков вид древесины. Легко поддается обработке, но мелкие детали из осины делать не стоит.
4. Липа. Широко применяется в производстве мебели. Прекрасно сохраняет свой первозданный вид даже после сушки. Липа устойчива к влаге.
5. Клен. Довольно практичный материал, но весьма быстро рушится под воздействием влаги и вредителей. Неплохо красится, обрабатывается и проклеивается. Широко применяется как в строительстве, так и в изготовлении мебели.
6. К лиственному типу также относится красное дерево. Красивый, дорогой и прочный материал. Чаще всего используется для элитного мебельного производства.

Чтобы выбрать подходящую породу, важно изучить таблицу теплопроводности древесины.

Достоинства материала

Строительство с использованием древесины имеет свои преимущества и недостатки. Главными плюсами при выборе такого материала будут:

1. Экологичность. Самый весомый аргумент в пользу древесины — экологическая чистота. Некоторые современные материалы могут выделять пары тяжелых металлов и прочих химических элементов, что пагубно повлияет на здоровье жильцов дома.
2. Ремонтопригодность. Части, сделанные из древесины, будет довольно легко отремонтировать в случае поломки или износа.
3. Прочность и устойчивость ко многим внешним факторам, что делает долгим срок службы изделий из древесины. При правильной обработке этот материал будет безотказно служить долгие годы.
4. Простота обработки.
5. Плохая теплопроводность.
6. Хорошие звукоизоляционные свойства.

Довольно обширный список. При этом маленькое число недостатков:

1. Сильная зависимость свойств материала от того, в каких условиях росло дерево. Выбрать из-за этого качественный экземпляр бывает трудно.
2. Изменения размеров из-за воздействия влажности и сухости. Но этот недостаток легко поправим обработкой.
3. Легкая воспламеняемость.

Нельзя не учитывать высокую стоимость, связанную со сложностью добычи высококачественной древесины.

Влияние теплопроводности

От коэффициента теплопроводности древесины напрямую зависит ее способность сохранять температуру в помещении. Лидирующую позицию по сбережению тепла занимает кедр. Немного отстают ель, лиственница и другие сосновые породы. Все зависит напрямую от размера бревна (его диаметра), влажности материала, подгонки и утепления стыков.

Строение из сосны толщиной всего в 10 см можно сравнить со стеной из кирпича шириной в 58 см или железобетонной — 113 см. Правильно возведенный из дерева дом будет довольно компактным и теплым. Поэтому при строительстве нужно учитывать таблицу теплопроводности дерева.

Максимально тяжелое хвойное дерево лиственница — победитель сосны по теплопроводности. Она имеет более низкий коэффициент.

Теплопроводность дерева, позволяющая сохранять тепло, — не единственное достоинство лиственницы. Структура этого материла устойчива к влаге и довольно красива.

Сосна — наиболее распространенное и часто применяемое для строительства дерево. Более того, с финансовой стороны вопроса это еще и максимально бюджетный вариант. Сосна легко поддается обработке, способна украсить дом или баню своим внешним видом.

kaminguru.com

Профилированный брус

Профилированный брус — это брус, при изготовлении которому придается строго определенная форма. Этот материал более технологичен в строительстве. Дома из профилированного бруса стремительно завоевали популярность и в настоящее время это один из самых популярных видом брусовых домов.

Профилированный вариант отличается от обычного тем, что каждому изделию придается определенный профиль. В подавляющем большинстве случаев этот профиль представляет собой прямоугольник с трапециевидной выемкой в нижней части. К преимуществам профилированного, особенно сухого, относят минимальную усадку и низкие теплопотери по всей длине стыка. Как правило, дома из такого материала не требуют конопатки.

Таблица теплопроводности

Проектирование тепловой защиты зданий

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

3 ТЕРМИНЫ И ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

4 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

5 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ

7 ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

8 ВЫБОР КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ НЕОБХОДИМУЮ ТЕПЛОЗАЩИТУ ЗДАНИЙ

9 МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ

10 ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУЩЕСТВУЮЩИХ ЗДАНИЙ

11 ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ

12 ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТЬ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И ПОМЕЩЕНИЙ ЗДАНИЙ

13 РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПАРОПРОНИЦАНИЮ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ (ЗАЩИТА ОТ ВЛАГИ)

14 РАСЧЕТ ТЕПЛОУСВОЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛОВ

15 КОНТРОЛЬ НОРМИРУЕМЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ

16 СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛА ПРОЕКТА «ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ»

17 СОСТАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПАСПОРТА ЗДАНИЯ

18 ЗАПОЛНЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПАСПОРТА ЖИЛОГО ЗДАНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное) ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (обязательное) ТЕРМИНЫ И ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ В (обязательное) МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММАРНОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ ПРИ ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ ОБЛАЧНОСТИ ЗА ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

ПРИЛОЖЕНИЕ Г (справочное) МАКСИМАЛЬНЫЕ И СРЕДНИЕ ЗНАЧЕНИЯ СУММАРНОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ (ПРЯМАЯ И РАССЕЯННАЯ) ПРИ ЯСНОМ НЕБЕ В ИЮЛЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ Д (обязательное) РАСЧЕТНЫЕ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ Е (обязательное) МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ А И Б

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж (рекомендуемое) РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ И (рекомендуемое) ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА УРОВНЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ К (рекомендуемое) ПРИМЕР РАСЧЕТА ПРИВЕДЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ ФАСАДА ЖИЛОГО ЗДАНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ Л (справочное) ПРИВЕДЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ R_o^r, КОЭФФИЦИЕНТ ЗАТЕНЕНИЯ НЕПРОЗРАЧНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ t, КОЭФФИЦИЕНТ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ПРОПУСКАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ k ОКОН, БАЛКОННЫХ ДВЕРЕЙ И ФОНАРЕЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ М (обязательное) МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИВЕДЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСНОВЕ РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ Н (рекомендуемое) ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЙ ОДНОРОДНОСТИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ТАБЛИЧНЫМ ЗНАЧЕНИЯМ

ПРИЛОЖЕНИЕ П (обязательное) ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИВЕДЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ НЕОДНОРОДНЫХ УЧАСТКОВ ТРЕХСЛОЙНЫХ ПАНЕЛЕЙ ИЗ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ Р (справочное) ТЕМПЕРАТУРЫ ТОЧКИ РОСЫ t_d, °C, ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУР t_intИ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ j_int, %, ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИИ

ПРИЛОЖЕНИЕ С (справочное) ЗНАЧЕНИЯ ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННОГО ВОДЯНОГО ПАРА Е, Па, ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУР ПРИ В = 100,7 кПа

ПРИЛОЖЕНИЕ Т (рекомендуемое) ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ТЕПЛЫХ ЧЕРДАКОВ И ТЕХПОДПОЛИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ У (рекомендуемое) ПРИМЕР РАСЧЕТА ПРИВЕДЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ УЧАСТКОВ СТЕН, РАСПОЛОЖЕННЫХ ЗА ОСТЕКЛЕННЫМИ ЛОДЖИЯМИ И БАЛКОНАМИ

ПРИЛОЖЕНИЕ Ф (рекомендуемое)

ПРИМЕР РАСЧЕТА ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА

ПРИЛОЖЕНИЕ X (рекомендуемое)

ПРИМЕР РАСЧЕТА МОЩНОСТИ ТЕПЛОАККУМУЛЯЦИОННОГО ПРИБОРА

ПРИЛОЖЕНИЕ Ц (рекомендуемое) МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ВОЗДУХОПРОНИЦАНИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ Ш (справочное) СОПРОТИВЛЕНИЕ ПАРОПРОНИЦАНИЮ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ТОНКИХ СЛОЕВ ПАРОИЗОЛЯЦИИ

ПРИЛОЖЕНИЕ Щ (обязательное) ИЗОЛИНИИ СОРБЦИОННОГО ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ КЕРАМЗИТОБЕТОНА, СОДЕРЖАЩЕГО ХЛОРИДЫ НАТРИЯ, КАЛИЯ И МАГНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ Э (рекомендуемое) ПРИМЕР РАСЧЕТА СОПРОТИВЛЕНИЯ ПАРОПРОНИЦАНИЮ

Тепловые характеристики зданий – Designing Buildings Wiki

Термин «тепловые характеристики» обычно относится к эффективности, с которой что-то удерживает или предотвращает прохождение тепла. Обычно это связано с теплопроводностью материалов или сборок материалов.

Материалы, которые считаются имеющими хорошие тепловые характеристики, – это те, которые также имеют тенденцию быть хорошими изоляторами, т. Е. С трудом передают тепло. Напротив, материалы с плохими тепловыми характеристиками, как правило, лучше проводят тепло и, следовательно, позволяют теплу быстрее передаваться, например, из теплого здания в более прохладную внешнюю среду.

Летом, когда наружные температуры могут быть намного выше снаружи, чем внутри – здание с плохими тепловыми характеристиками в целом пропускает больше тепла – и поэтому будет более жарко внутри – чем здание с хорошими тепловыми характеристиками.

На термическое поведение ткани здания также влияют такие условия, как сезонные и температурные изменения; дневные суточные (то есть разница между самой высокой и самой низкой температурами за 24 часа), количество солнечного излучения и затенения, входящее и выходящее тепловое излучение, поглощение воды и влаги, движение воздуха, инфильтрация, перепады давления и т. д.

Тепловые характеристики стали решающим фактором при проектировании зданий. Это связано с тем, что строительные нормы и правила требуют экономии топлива и энергии и минимизации выбросов углерода за счет ограничения потерь тепла из здания во внешнюю среду.

Электропроводность – это способность материала проводить тепло. При рассмотрении проводимости по отношению к строительной ткани, как правило, выполняется следующее уравнение:

Материалы с высокой проводимостью = низкое тепловое сопротивление = низкие тепловые характеристики = плохой изолятор

Материалы с низкой проводимостью = высокое тепловое сопротивление = высокие тепловые характеристики = хороший изолятор.

Единицами теплопроводности являются Вт / (мК)] (единицы СИ) и [БТЕ / (час фут ° F)] (британские единицы).

Теплопроводность (λ = значение лямбда) измеряется количеством теплового потока (ватт) через метр в квадрате площади поверхности при разнице температур 1К на метр толщины. Однако удобнее измерять и сравнивать тепловые характеристики (или изоляционные свойства) материалов, используя значение термического сопротивления «R» – меру теплового сопротивления, а не теплопередачи.Термическое сопротивление обратно пропорционально теплопроводности.

Для получения дополнительной информации см .: Теплопроводность.

Скорость передачи всех слоев конструкции изнутри наружу называется U-значением. U-значения используются для измерения тепловых характеристик конструкций, то есть сборок материалов, таких как конструкции с полыми стенками.

Показатели U (иногда называемые коэффициентами теплопередачи или коэффициентами теплопередачи) измеряют, насколько эффективны элементы ткани здания в качестве изоляторов.То есть насколько они эффективны в предотвращении передачи тепла между внутренней и внешней частью здания.

Чем ниже коэффициент теплопроводности элемента ткани здания, тем медленнее тепло может проходить через него, и, следовательно, тем лучше он действует как изолятор. В широком смысле, чем лучше (т.е. чем ниже) коэффициент теплопроводности ткани здания, тем меньше энергии требуется для поддержания комфортных условий внутри здания.

Показатели U измеряются в ваттах на квадратный метр на градус Кельвина (Вт / м² · К).Например, для окна с двойным остеклением со значением U 2,8 это означает, что на каждый градус разницы температуры между внутренней и внешней частью окна 2,8 Вт будет передаваться на каждый квадратный метр.

Для получения дополнительной информации см. U-значения.

Воздухонепроницаемость – еще один показатель общих тепловых характеристик здания. Даже если оно построено из материалов с высокими тепловыми характеристиками, у здания будут общие ухудшенные тепловые характеристики, если оно не пройдет испытания на герметичность и будет иметь высокий уровень утечки воздуха (определяемый ATTMA как ‘… неконтролируемый поток воздуха через щели и трещины в ткани здания).

Утвержденный документ F, Вентиляция, определяет герметичность как «… общий описательный термин для сопротивления оболочки здания проникновению при закрытых вентиляторах. Чем выше воздухонепроницаемость при заданном перепаде давления в конверте, тем меньше инфильтрация.

Подробнее см .: Герметичность зданий.

Другие характеристики, которые могут повлиять на общие тепловые характеристики системы, могут включать:

Термическое сопротивление строительных материалов для увеличения экономии энергии

Включение в бетон дополнительных материалов, улучшающих его тепловые свойства.

Теплопроводность

Теплопроводность – чрезвычайно важное свойство многих распространенных металлов и материалов, которое позволяет эффективно и рационально использовать их способность к нагреванию. Материалы с высокой теплопроводностью позволяют теплу и электричеству легко проходить через них и обеспечивают эффективную теплопередачу.

Прекрасным примером теплопроводящего материала, используемого в повседневной жизни, являются чугунные сковороды. Металл, из которого сделаны эти сковороды, позволяет легко передавать тепло от горячей поверхности плиты к сковороде, где это тепло может сохраняться и использоваться для приготовления яиц по утрам.Еще одна важная составляющая чугунной сковороды – это ручка. Большинство ручек для кастрюль и сковородок из-за их изоляционных свойств изготавливаются из дерева или пластика. Эти материалы классифицируются как термостойкие из-за медленной скорости прохождения тепла через них.

Термическое сопротивление

Термическое сопротивление считается обратной величиной теплопроводности. Тепловое сопротивление материалов можно измерить по их способности сопротивляться проходящему через них потоку тепла.Многие материалы с высоким термическим сопротивлением известны как изоляторы и обычно используются для удержания или улавливания горячих или холодных участков. Например, охладитель из пенополистирола используется для охлаждения напитков, которые хранятся внутри него, потому что он медленно передает тепло из окружающей среды в замкнутое охлаждаемое пространство внутри охладителя. Термостойкость – ключевой компонент в разработке тысяч продуктов, которые ежедневно используются по всему миру.

Одним из наиболее полезных и широко распространенных термостойких материалов является бетон, который используется при строительстве зданий и жилых домов.Здание можно легко сравнить с охладителем из пенополистирола. Фундамент и стены здания задерживают поток горячего или холодного воздуха снаружи и поддерживают равномерную температуру внутри. Строители при строительстве дома или здания принимают во внимание свойства термического сопротивления материалов, которые они используют для создания фундамента. Строительство из материалов с высоким термическим сопротивлением может значительно увеличить экономию энергии и, в свою очередь, экономию для будущего владельца этого дома или здания.Это главный фактор, который способствует резкому увеличению количества исследований, направленных на поиск наилучшего сочетания изоляционных материалов, которые можно использовать при строительстве домов и зданий.

Рисунок 1: Схема теплопотерь в стандартном проекте дома

Включение порошка магнетита в цементную смесь для улучшения термостойкости

В последнее время значительное количество исследований посвящено поиску материала, который может быть включен в цементную смесь, которая повысит свойства термического сопротивления цемента.Цемент состоит из смеси песка, гравия, щебня и воды. Цемент редко имеет однородный состав, а размер частиц варьируется по всей смеси. Из-за отсутствия у цемента «идеального рецепта» другие вещества могут быть легко включены в смесь. В недавнем исследовании, проведенном Sikora P. и соавторами, изучаются плюсы и минусы включения порошка магнетита в цементную смесь для улучшения ее термического сопротивления и прочности.

Порошок магнетита (МП) и другие железные композиты часто образуются как отходы 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 рециркуляции и управления отходами позволяют исследовать новые способы использования дополнительных продуктов и энергии из отходов, образующихся во время первоначального производства материала. Объединение MP 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 – 01.01.2012 в миллионах метрических тонн

Когда порошок магнетита (MP) вводится в цементную смесь, требуется меньше воды для связывания и твердения частиц. Одно только это улучшение могло бы сэкономить энергию строительным компаниям и свести 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 термического сопротивления цемента при добавлении порошка магнетита, исследователи проанализировали внешний вид и теплопроводность цемента после воздействия различных температур. Было использовано десять различных цементных плиток с объемным% MP от 5 до 50%. Каждый образец подвергался отверждению в течение 28 дней перед тем, как подвергнуться воздействию высоких температур. Тепловые 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, затем медленно охлаждали со скоростью 1 ° C в минуту.

Результаты эксперимента показали более высокую теплопроводность в плитах из цемента, у которых было более высокое значение MP об.%. Более высокая проводимость, вероятно, была связана с повышенным количеством металла, включенного в цемент. Металл является одним из лучших проводников тепла, поэтому даже небольшое количество, вероятно, снизит термическое сопротивление цемента.

Добавление MP действительно 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 поиску желаемого об.% MP, который может быть добавлен в цемент, который повысит прочность и энергоэффективность, но также сохранит на высоком уровне термическое сопротивление цемента.

Рис. 4: Цементные плиты после воздействия высоких температур.

Концепция добавления дополнительных веществ в цемент открыла двери для других исследовательских проектов по проверке преимуществ включения различных материалов в цементную смесь. Если изоляционные материалы, такие как пластмассы и пена, будут включены в цемент, они в идеале могут 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, решило бы многие проблемы утилизации муниципальных отходов.Единственный недостаток использования пластика в том, что он может не выдерживать экстремальных температур, не плавясь и не ломаясь. Другой проблемой может быть большое количество энергии, которое потребуется для разрушения пластмассовых изделий до размеров, достаточно малых для включения в однородную цементную смесь.

Продолжается прогресс в создании более экологически чистых и энергосберегающих продуктов и материалов, которые могут заменить и быть включены в нынешние расточительные производственные системы.Тепловой потенциал веществ будет одним из наиболее важных свойств, которые исследователь будет использовать для достижения наиболее энергоэффективного и экономичного решения для создания более устойчивых материалов и экологически безопасных производственных систем.

Полезные инструменты

Последовательный калькулятор термического сопротивления
Калькулятор теплопроводности

Ссылки

Sikora, P., Abd Elrahman, M., Horszczaruk, E., Brzozowski, P., & Stephan, D. (2019).Включение порошка магнетита в качестве добавки к цементу для улучшения термического сопротивления и свойств защиты от гамма-излучения композитов на основе цемента. Строительные 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_mintage_stirrer_04_ies.webm

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

Автор: Каллиста Уилсон, младший технический писатель на Thermtest

(PDF) Сравнительное исследование тепловых характеристик строительных материалов

PLEA2006 – 23-я конференция по пассивной и низкоэнергетической архитектуре, Женева, Швейцария, 6-8 сентября 2006 г.

2.1 Материал исследования

Из двух местных материалов, сырцовый кирпич

широко используется в сельских районах Центральной Анатолии.

является экологически приемлемым, поскольку не только

обладает высокой теплоемкостью, что желательно

для создания теплоотводов в экстремальных погодных условиях,

, но также пригодно для вторичной переработки. Тем не менее, экструдированный полый кирпич

и бетонные блоки заводского производства набирают все большую популярность

, поскольку они легко доступны, просты в строительстве и обслуживании.

Солома, являющаяся сельскохозяйственными отходами,

также может использоваться в качестве строительного материала. Традиционно

смешивают с глиной или почвой для производства сырцового кирпича. Однако, начиная с

последние несколько лет, он считается основным строительным материалом

, так как его легко получить, легко построить из

, он подходит для зон землетрясений, а

обладает хорошими изоляционными свойствами. С другой стороны,

недостаточно плотен для хранения тепла в строительной ткани

и не подходит для более высоких структур.

Третий материал, изучаемый в этом сезоне

(2006) – автоклавный газобетон (AAC), который

является современным строительным материалом, который, несмотря на свою высокую стоимость

, становится все более популярным из-за его

очень желательные свойства огнестойкости и теплоизоляции

. Строительные блоки и панели AAC

имеют легкий вес, имеют модульную конструкцию и обеспечивают быстрое строительство

.

2.2 Сбор данных

Температурное поведение вышеупомянутых строительных материалов

было изучено двумя способами: сначала

, проводя фактические измерения на месте, а затем,

, моделируя условия с помощью программного обеспечения для моделирования энергии

. ЭКОТЕКТ 5.2.

Для первой части исследования были проведены измерения температуры и влажности

с помощью регистраторов данных

Tinytag как в неотапливаемых, так и в

отапливаемых помещениях.Для каждого набора данных один регистратор данных

был размещен снаружи в затененной зоне, защищенной от прямого солнечного света и дождя

, а остальные

были размещены внутри зданий для одновременной регистрации внешней и внутренней температуры

.

Сначала регистраторы данных были размещены в зданиях

без дополнительного отопления. Собранные таким образом данные

могут помочь продемонстрировать, как оболочка здания

работает с точки зрения ее теплоизоляции и термоинерционных свойств

в естественных условиях.

Для второго раунда измерений

пустотелого кирпича, сырцового кирпича, тюков соломы и сборных домов

отапливались фиксированным количеством угля и

дров, которые являются обычным топливом в сельской местности, за

за определенный период времени. Цель состояла в том, чтобы наблюдать и сравнивать

термического поведения этих зданий

в естественных погодных условиях с показателем

в периоды дополнительного отопления.Расположение регистраторов данных

и печей, используемых для обогрева помещений, –

, показанное на Рисунке 6 выше. Здесь следует отметить, что

количество сожженного топлива не было прямо пропорционально

объему обогреваемых помещений, а было постоянным заранее определенным количеством

; следовательно, потребуются дополнительные корректировки

, чтобы устранить это несоответствие

.

Вторая часть исследования состояла из компьютерного моделирования

, которое просто использовало известные

значений термического сопротивления различных слоев

строительных материалов для расчета общего теплового

сопротивления системы.Часовые значения падающей

и рассеянной солнечной радиации и температуры наружного воздуха

использовались для моделирования внутренней температуры и

отопительных и охлаждающих нагрузок здания. Эти нагрузки

учитывали приток тепла за счет солнечной энергии, коэффициент занятости

, накопление тепла в ткани здания,

и конвективную связь между соседними комнатами, как

, а также тепло, передаваемое через внешнюю оболочку

.Моделирование проводилось с использованием

зарегистрированных погодных данных за типичный год в Йозгате.

Для этой цели испытательный образец, здание из сырцового кирпича,

был сначала смоделирован в ECOTECT, а затем термические

свойства конструкционных элементов были изменены

, чтобы измерить влияние этих изменений на

тепловых комфорт жильцов. Здесь следует отметить

, что для этого моделирования толщина стенки

оставалась постоянной для всех материалов.

3. АНАЛИЗ ДАННЫХ

Данные были собраны в ненагреваемых условиях

за 40-дневный период с 30 июля по 9 сентября

сентября 2005 г .; а для отапливаемых условий – на период 21

дней с 5 по 26 марта 2006 г.

3.1 Поведение неотапливаемых помещений

Для ясности, температура и влажность

измерения только за три дня представлен

графически, т.е.с 25 по 28 августа 2005 г. для тюков из соломы

и грязевого кирпича и с 8 по 11 августа 2005 г.

для тюков из соломы и сборных домов. Причина

, по которой данные для трех зданий, а также

внешних условий не могли быть записаны одновременно

, заключалась в том, что в течение этого периода для исследования были доступны только три регистратора данных

. Графики

на рисунках 7 и 8 демонстрируют типичное поведение

кирпичных, соломенных тюков и сборных домов

в неотапливаемых условиях.Из предыдущих исследований

известно, что из-за их теплоизоляции

и / или термомассовых свойств, кирпичные конструкции из соломы и грязи

требуют сравнительно меньше энергии, чтобы

поддерживали условия теплового комфорта. Кроме того,

температурных колебаний внутри зданий из

этого материала также сведены к минимуму; следовательно, было обнаружено, что внутренние температуры в зданиях из грязи

из кирпича и соломенных тюков оставались довольно стабильными

, несмотря на внешние суточные колебания.

Помимо температуры, одновременно были собраны данные о влажности

, которые, в свою очередь, показали, что

колебаний уровней внешней влажности не оказывают значительного влияния на уровни влажности

внутри строений из сырцового кирпича и соломы

; поскольку эти уровни также

оставались достаточно стабильными на всем протяжении. С другой стороны,

сборная конструкция больше реагировала на

внешних колебаний температуры и влажности.

Более того, уровень влажности в доме из сырцового кирпича

был наименьшим, за ним следовали такие же уровни влажности в доме из тюков соломы

; в то время как сборные конструкции имели самый высокий уровень влажности

.

ISO – 91.120.10 – Теплоизоляция зданий

R-значения изоляционных и других строительных материалов

В этой статье есть таблица значений R для строительных материалов, но сначала мы должны быстро осветить некоторые основы, касающиеся значений R, U-факторов и расчета теплового сопротивления.

Что такое R-значения?

В строительстве R-значение является мерой способности материала сопротивляться тепловому потоку от одной стороны к другой.Проще говоря, R-значения измеряют эффективность изоляции, а большее число представляет более эффективную изоляцию.

R-значения являются аддитивными. Например, если у вас есть материал с R-значением 12, прикрепленным к другому материалу с R-value 3, то оба материала вместе имеют R-значение 15.

R-значение Единицы

Как мы уже говорили, показатель R измеряет термическое сопротивление материала. Это также можно выразить как разность температур, которая заставит одну единицу тепла проходить через одну единицу площади за период времени.

Два приведенных выше уравнения используются для вычисления R-ценности материала. Имейте в виду, что из-за единиц измерения имперское R-значение будет немного меньше, чем R-значение в SI, поэтому важно определить единицы, используемые при международной работе. В приведенных ниже таблицах используются имперские единицы, поскольку наш веб-сайт ориентирован на рынок Северной Америки.

Что такое U-фактор?

Многие программы моделирования энергопотребления и расчеты кода требуют U-факторов (иногда называемых U-значениями) сборок.U-фактор – это коэффициент теплопередачи, который просто означает, что это мера способности сборки передавать тепловой энергии по своей толщине. U-фактор сборки является обратной величиной общего R-значения сборки. Уравнение показано ниже.

Таблицы R-значений строительных материалов

Значения R для конкретных узлов, таких как двери и остекление, в таблице ниже являются обобщениями, поскольку они могут значительно различаться в зависимости от специальных материалов, используемых производителем.Например, использование газообразного аргона в стеклопакете с двойным стеклопакетом значительно улучшит R-значение. Обратитесь к документации производителя для получения информации о значениях, характерных для вашего проекта.

Значения в таблице выше были взяты из ряда источников, включая: ASHRAE Handbook of Fundamentals , ColoradoENERGY.org и Building Construction, иллюстрированное Фрэнсисом Д.К. Чинг. Также использовались другие второстепенные источники. Archtoolbox не тестирует материалы или сборки.

Двери и агрегаты

В приведенной выше таблице вы заметите, что для изолированных металлических дверей с полиуретановой изоляцией предусмотрены два совершенно разных значения R. На основании ASTM C518 (метод расчета) дверь имеет значение R до 11, но при использовании ASTM C1363 (проверено / работоспособно) та же дверь имеет значение R только до 3.5. Это огромная разница, которая по существу сводится к тому, что ASTM C518 является теоретическим максимумом, основанным на тепловом испытании в установившемся режиме только части дверной панели. Однако все мы знаем, что рама, прокладки и оборудование значительно влияют на коэффициент теплопередачи. Поэтому был внедрен новый стандартный тест ASTM C1363, который тестирует всю дверную сборку. включая раму и фурнитуру.

Результаты ASTM C1363 намного ниже, но они гораздо более точны для реальных условий установки.Фактически, двери работают так же, как и раньше – просто значения R намного больше соответствуют тому, как дверь действительно работает. Многие архитекторы в настоящее время определяют двери с тестом ASTM C1363 в качестве стандарта на коэффициент теплопередачи. Ожидается, что этому примеру последуют и другие продукты.

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь со статьей Института стальных дверей «Почему изменились рейтинги тепловых характеристик?»

Оценка теплопередачи на месте каменной кладки зеленых зданий – тематическое исследование

Основные моменты

•

Мы оценили шесть различных кладок зеленых зданий.

•

Мы рассчитали коэффициент теплопередачи в соответствии с данными производителя и деталями конструкции.

•

Мы измерили коэффициент теплопередачи на месте с помощью датчиков теплового потока и датчиков температуры.

•

Сравнение показывает, что обычно расчетные значения завышают фактический коэффициент теплопередачи.

•

Эта проблема особенно актуальна для энергоэффективных зданий, таких как здания с почти нулевым потреблением энергии.

Реферат

Определение тепловых свойств оболочки здания является фундаментальным для правильного проектирования энергоэффективных конструкций. Непрозрачные стены можно легко моделировать как параллельные и однородные слои, характеризуемые одномерным тепловым потоком, который позволяет оценивать коэффициент теплопередачи с помощью аналитических моделей. Эти процедуры хорошо отработаны и приводят к надежным результатам; однако важно проверить фактические характеристики с помощью измерений коэффициента теплопередачи на месте.Этот анализ более важен, когда характеристики стен высоки, поскольку он тесно связан с экономическими оценками.

В статье представлены результаты кампании по измерению коэффициента теплопередачи на месте, проведенной в некоторых зданиях в регионе Умбрия (Италия), разработанных с применением биоархитектурных решений. Анализируемые стены были предварительно подвергнуты термографическому контролю, чтобы оценить правильность применения датчиков. Результаты исследования показывают, что измерения коэффициента теплопередачи на месте и теоретически рассчитанное значение U не полностью согласуются.Несовпадение становится важным для монолитных конструкций, например стен из термоблоков без изоляционных слоев.

Ключевые слова

Каменная кладка

Зеленые здания

U -значение

Измерения теплового потока

Инфракрасная термография

Производительность

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Copyright © 2014 Авторы. Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Как рассчитать коэффициент теплопередачи (значение U) в оболочке здания

Как рассчитать коэффициент теплопередачи (значение U) в оболочке Здание