Штукатурка сложная коэффициент теплопроводности

Примеры расчета коэффициента теплопередачи

Пример 1. Рассчитываем значение коэффициента теплопередачи k для конструкции пола на основе из цементной стяжки толщиной 30 мм; картона, толщиной 2,5 мм; цементного раствора толщиной 15 мм; Гераклита толщиной 50 мм и бетонной плиты толщиной 80 мм:

Пример 2. Рассчитываем значение коэффициента теплопередачи k для внешней стены из кирпичных блоков толщиной 365 мм со штукатуркой толщиной 20 мм на внешней стороне; со штукатуркой толщиной 15 мм на внутренней стороне; со стекловатой толщиной 50 мм; гераклитом толщиной 25 мм, обитым алюминиевой фольгой; с воздушным зазором в 40 мм и деревянной обшивкой толщиной 20 мм:

Пример 3. Рассчитываем значение коэффициента теплопередачи k для внутренней стены из кирпичных блоков толщиной 140 мм со штукатуркой толщиной 20 мм с внешней стороны; со штукатуркой толщиной 15 мм с внутренней стороны; стекловатой толщиной 50 мм; гераклитом толщиной 40 мм и деревянной обшивкой толщиной 20 мм:

Пример 4. Рассчитываем значение коэффициента теплопередачи к внутренней стены парной (около нагревателя), состоящей из огнеупорного кирпича толщиной 200 мм без штукатурки и кирпичных блоков толщиной 140 мм со штукатуркой толщиной 10 мм:

Пример 5. Рассчитываем значение коэффициента теплопередачи k для внутренней деревянной стены (дверь парной), заполненной базальтовой ватой, обшитой с двух сторон алюминиевой фольгой:

Теплопроводность некоторых строительных материалов, коэффициенты теплопередачи, теплосопротивление воздушных зазоров

Таблица 5. Теплопроводность некоторых строительных материалов

Таблица 6. Значения коэффициентов теплопередачи k, соотвествующие виду и местонахождению конструкции

Пример 6. Рассчитываем значение коэффициента теплопередачи k для внутреннего окна парной, состоящего из четырех стёкол толщиной по 4 мм с уплотненным слоем воздуха толщиной 20 мм (постоянная величина):

Таблица 7. Теплосопротивление R_vv воздушных зазоров

Пример 7. Рассчитываем значение коэффициента теплопередачи k для плоской крыши, включая изоляцию потолка парной.
Конструкция с внутренней стороны состоит из обшивки деревом с мягкой древесиной толщиной 20 мм,

• воздушного зазора 25 мм;
• гераклита толщиной 25 мм с алюминиевой фольгой;
• воздушного зазора 66 мм;
• базальтового войлока толщиной 40 мм;
• воздушного зазора 210 мм;
• штукатурки толщиной 50 мм;
• цементной стяжки толщиной 30 мм и битумного покрытия толщиной
• 10 мм:

Тепловое сопротивление R конструкций нормального состава равно s/λ₂, а сложной конструкции Σs/λ м 2 *К/Вт. Если необходимо для конструкции с данным тепловым сопротивлением определить коэффициент теплопередачи k, нужно к величине R прибавить сопротивления при проникании тепла, т. е. R_i и R_e которые соответствуют данной конструкции.

Необходимость в подробных расчетах вытекает из примера расчета тепловых потерь парной, представленной на рис. 36. Уровень пола в машинном отделении понижен на 300 мм для более удобного подхода к газовому агрегату SAT. Отверстие для стока находится перед дверью в души. Подсчеты теплопотерь отдельных конструкций приводятся специально для этой парной. Полки установлены ниже с учетом их использования детьми. Парная встроена в более высокое помещение, как показано на рис. 44. По чертежу парной можно судить о способе решения изоляции парной.

Рис. 36. Парная сауны детских садов объемом 32,1 м 3 (проект инж. 3. Поспихала, инж. Я. Павловски). Масштаб 1:10

1 — парная; 2 — души; 3 — холодное помещение; 4 — машинное отделение; 5 — дверь с осветительным окошечком (4-плотное стекло), освещение искусственное; 6 — шамотовая кладка; 7 — основа радиального вентилятора агрегата SAT; 8 — вход в дымоход; 9 — асбестоцементная трубка для рециркуляции воздуха; 10— регулятор температуры в парной; 11 — защита нагревателя; 12 — осветительное окно (4-плотное стекло), освещение искусственное; 13 — отверстие в пороге для стока воды; 14 — жестяная деталь для отвода воздуха; 15 — полки

Для расчетов принимаем температуру воздуха в парной 85 °С у стен помещения, на полу 55 °С, под потолком 97°С, внешняя температура соответствует среднеевропейской (в данном случае —18 °С) ( ∆ t = 103 °С). Температуру соседних с парной помещений, размещенных в том же строении, принимаем во внимание в зависимости от их расположения. Исходя из специфики прогрева помещения парной, делаем надбавку в 35%, при этом надбавки на природные условия (географическую зону, в которой находится сауна) не учитываются.

Принимаем условие, что парная рассчитана на 16 посетителей. Посетители входят и выходят поодиночке, при входе одного посетителя другой выходит. За 1 ч посетитель входит в парную максимально 4 раза на 10 мин. Потери за счет проветривания учитываем как 5- и 10-кратную замену воздуха. Было подсчитано, что время пребывания посетителей в парной составило 40 мин в 1 ч, а при 16 посетителях составило 640 «посетительских минут».

Таблица 8. Таблица тепловой технический расчет парной объемом 32,1 м 3

Из результатов технических тепловых расчетов, проведенных для парной площадью 70,1 м 2 , объемом 32,1 и (табл. 8), следует, что при наружной температуре —18 °С для прогрева парной до необходимой температуры, включая обязательный прогрев стен парной, требуется по меньшей мере 16 кВт. При этом, если парная прогревается до начала работы сауны, посетители не открывают двери, не происходит смены воздуха, он просто циркулирует в парной. В этом случае обычно парная прогревается за 3 ч (температура воздуха и стен отличается не менее чем на 5°С). Такой прогрев парной летом занимает гораздо меньше времени. С приходом посетителей появляются тепловые потери за счет открывания дверей, проветривания (проникает свежий воздух), и в конце концов необходим повторный прогрев в условиях присутствия посетителей в парной.

Помещение парной не может восполнить потери тепла на растопку и прогрев стен, остается только основная потеря тепла Q (в данном случае Q = 3255 Вт). В результате общее количество тепла, необходимое для эксплуатации, составит не менее 20 кВт.

В соответствии с гигиеническими правилами для работы сауны с посетителями потребуется около 620 Вт на каждый кубический метр парной при 5-кратной смене воздуха. При 10-кратной смене воздуха, что возможно при использовании нагревателя с теплообменником и принудительным подводом воздух;) через него (нагреватели на твердом топливе, паровые теплообменники), общее количество тепла при эксплуатации составит приблизительно 26 кВт.

Расчеты, сделанные таким способом, отражают действительные условия прогрева парной. Для саун, постоянно эксплуатируемых, на второй день работы потребуется меньше тепла для прогрева парной, поскольку температура в парной будет выше температуры окружающей среды. Температура парной на другой день утром в таких случаях даже зимой колеблется от 25 до 40 °С (измерения сделаны на высоте 2000 мм от пола).

Эта статья еще не комментировалась. Инф-Ремонт будет признателен первому комментарию о статье

1.3. Закон фурье и коэффициент теплопроводности

Основным законом теплопроводности является Закон Фурье (1822 г.).Он устанавливает взаимосвязь между удельным тепловым потоком и температурным градиентом:

(1.4),

где — множитель пропорциональности, который называется коэффициентом теплопроводности и имеет размерность .

Знак минус указывает, что вектор теплового потока направлен в сторону, противоположную температурному градиенту.

Из уравнения (1.4) видно, что коэффициент теплопроводности количественно равен удельному тепловому потоку при температурном градиенте, равном единице — изменение температуры в 1 0 на единицу длины.

Коэффициент теплопроводности является важной теплофизической характеристикой вещества; чем больше , тем большей теплопроводностью обладает материал.

Величина коэффициента теплопроводности зависит от природы вещества, его структуры, влажности, наличия примесей, температуры и других факторов. Наибольший коэффициент теплопроводности имеют металлы и сплавы Изотермической поверхностью 7-420 .

Теплоизоляционные, керамические и строительные материалы обладают значительно меньшим коэффициентом теплопроводности — 0,023-2,9 .

В расчетах коэффициент теплопроводности строительных материалов следует принимать по СНиП П-3-79* «Строительная теплотехника».М ГП ЦПП 1995. Значения коэффициента теплопроводности приведены в таблице 1

Коэффициент теплопроводности

Бетон на гравии или щебне из природного камня

Керамзитобетон при плотности 1200 кг/м 3

Грунт растительный под зданием

Кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича на легком растворе

Сложный раствор (песок, цемент, известь) или штукатурка из него

Коэффициенты морозостойкости, теплоемкости и теплопроводности кирпича

Сфера применения материала определяется его эксплуатационными характеристиками. Комплекс рассматриваемых свойств должны соответствовать требованиям, предъявляемых строительному кирпичу при сооружении внешних стен, перекрытий, фундамента. Возведение конструкций подразумевает выбор изделий различного назначения:

• Силикатный – рядовой, лицевой, пустотелый, полнотелый.
• Керамический – жаростойкий и все разновидности предыдущего вида.
• Клинкерный – для облицовки фасадов.

Показатели определяют энергопотребление дома, затраты на обогрев помещений. Проектирование сооружений, расчеты ограждающих конструкций учитывают эти параметры.

Коэффициент теплопроводности

Материалы обладают свойством проводить тепло от нагретой поверхности в более холодную область. Процесс происходит в результате электромагнитного взаимодействия атомов, электронов и квазичастиц (фононы). Основной показатель величины – коэффициент теплопроводности (λ, Вт/), определяемый как количество теплоты, проходящее через единицу площади сечения за единичный интервал времени. Малое значение положительно влияет на сохранение теплового режима.

Согласно ГОСТ 530-2012 эффективность кладки в сухом состоянии характеризуется коэффициентом теплопроводности:

• ≤ 0.20 – высокая;
• 0.2 Теплоемкость

Необходимое количество тепла, подведенного к телу для увеличения температуры на 1 Кельвин – определение понятия «полная теплоемкость». Единица измерения: Дж/К или Дж/°C. Чем больше объем и масса тела (толщина стен и перекрытий), тем выше теплоемкость материала, лучше поддерживается благоприятный температурный режим. Наиболее точно это свойство подтверждают характеристики:

• Удельная теплоемкость кирпича – количество тепла, необходимое для нагрева единичной массы вещества за единичный интервал времени. Единица измерения: Дж/кг*К или Дж/кг*°C. Используется для инженерных расчетов.
• Объемная теплоемкость – количество тепла, потребляемое телом единичного объема для нагрева за единицу времени. Измеряется в Дж/м³*К или Дж/кг*°C.

Тепловая конвекция непрерывна: радиаторы нагревают воздух, который передает тепло стенам. При понижении температуры в помещениях происходит обратный процесс. Увеличение удельной теплоемкости, снижение коэффициента теплопроводности стен обеспечивают сокращение затрат на обогрев дома. Толщина кладки может быть оптимизирована рядом действий:

• Применение теплоизоляции.
• Нанесение штукатурки.
• Использование пустотного кирпича или камня (исключено для фундамента здания).
• Кладочный раствор с оптимальными теплотехническими параметрами.

Таблица с характеристиками различных видов кладок. Использованы данные СП 50.13330.2012:

Обыкновенный г линяный кирпич на различном кладочном растворе

Пустотный красный различной плотности (кг/м³) на ЦПС

Морозостойкость кирпичной кладки

Устойчивость к воздействию отрицательных температур – показатель, влияющий на прочность и долговечность конструкции. Кладка в процессе эксплуатации насыщается влагой. В зимний период вода, проникая в поры, превращается в лед, увеличивается в объеме и разрывает полость, в которой находится – происходит разрушение. Морозоустойчивость, как правило, низкая, водопоглощение не должно превышать 20 %.

Определение количества циклов замораживания и оттаивания без потери прочности каждого вида изделия позволяет выявить морозоустойчивость (F). Значение получают опытным путем. В лаборатории проводят многократную заморозку в холодильных камерах и естественное оттаивание образцов.

Коэффициент морозостойкости – отношение прочности на сжатие опытного и исходного элемента. Изменение показателя более 5 %, наличие трещин, отколов сигнализируют об окончании испытаний. Марки изделий содержат характеристики по морозостойкости: F15 (20, 25, 35, 50, 75, 100, 150). Цифровой параметр указывает на количество циклов: чем выше число, тем надежнее возводимая система.

Приобретение кирпича высокой марки морозостойкости опустошит бюджет, заложенный на строительство. Меры по улучшению свойств конструкций, продлению срока эксплуатации в зонах холодного климата без увеличения расходов:

• Применение паро- и гидроизоляции.
• Обработка кладки гидрофобными составами.
• Контроль, своевременное исправление дефектов.
• Надежная гидроизоляция фундамента.

От выбора материала для кладки, его удельной теплоемкости, теплопроводности, морозостойкости зависит срок и комфорт эксплуатации дома. Сложные расчеты, составление сметы расходов лучше доверить опытным специалистам, имеющим опыт в строительстве и проектировании.

Коэффициент теплопроводности полиуретана: почему это важно

Зачем знать коэффициент теплопроводности при выборе утеплителя, как он влияет на качество теплоизоляции и как рассчитать толщину слоя утепления. Читайте в статье.

ППУ для теплоизоляции в сравнении с другими утеплителями

Пенополиуретан (ППУ) — газонаполненная пластмасса, которая получается в результате смешивания полиола и полиизоцианата. После химической реакции вещество увеличивается в объеме от 5 до 25 раз в зависимости от формулы.

В строительстве ППУ применяют для теплоизоляции. Его теплопроводность позволяет защитить от холода кирпичные и деревянные дома, строения из газобетона и камня, блочные и бетонные конструкции. Материал не пропускает влагу и может защищать от воды. Имеет высокую адгезию, легко заполняет щели и пустоты, устойчив к растворам щелочей, кислот, осадкам. При длительной эксплуатации пенополиуретан не плесневеет. Он не восприимчив к грибкам, защищает от насекомых и грызунов. Служит дольше 30 лет.

Пенополиуретан не горит и не выделяет в атмосферу вредные вещества. Компания «Химтраст» предлагает материалы с разным классом горючести: от «Химтраст СКН-60 Г1» (трудногорючий) до «Химтраст СКН-30 Г3» (самозатухающий).

В строительстве для теплоизоляции используют базальтовое волокно, стекловату, полиуретан, пенопласт, пенополистирол. Коэффициент теплопроводности полиуретана один из самых низких среди утеплителей. Чем ниже коэффициент, тем тоньше нужен слой утеплителя.

Средний коэффициент теплопроводности полиуретана — 0,028 Вт/(м·К). У открытоячеистого ППУ, который используют для тепло- и шумоизоляции закрытых помещений — 0,037 Вт/(м·К). У закрытоячеистого для наружных стен — 0,022 Вт/(м·К). Этот показатель говорит о том, насколько сильно материал сопротивляется проникновению холода извне и отдаче тепла наружу. Сравнение теплопроводности ППУ приведено в Приложении 3 СНиП 2-3-79.

Базальтовый утеплитель, стекловата и эковата

Базальтовым утеплителем (каменной ватой) часто укрывают здания. Он не горит и способен к самозатуханию. Теплопроводность материала — 0,04 Вт/(м·К), это тоже хороший показатель, но, в отличие от ППУ, слой базальтового утеплителя должен быть в два раза толще, чтобы защитить конструкцию. Такой же коэффициент у стекловаты и эковаты.

Экструдированный пенополистирол

Плитами из экструдированного пенополистирола защищают жилые дома от холодов. Теплопроводность материала — 0,032 Вт/(м·К), этого достаточно для утепления, однако нужно учитывать и другие свойства пенополистирола. Его класс горючести Г4, он легко воспламеняется и выделяет токсины.

Пенопласт

Пенопласт по плотности схож с пенополистиролом, только менее устойчив к механическому воздействию и держит тепло хуже. Коэффициент теплопроводности — 0,038 Вт/(м·К). Значит, его слой при утеплении должен быть на 30 % толще, чем ППУ.

За тепло в помещении отвечает не только теплопроводность ППУ при изоляции, но и другие материалы: кирпичная кладка, облицовочные панели, слой штукатурки, гидроизоляция. Все они имеют плотность и влияют на защиту здания от холода.

Теплопроводность ППУ в сухом и влажном состоянии

При намокании любой материал впитывает влагу и расширяется. Разбухание приводит к частичной или полной потере теплоизоляционных свойств. Поэтому важно обращать внимание на водопоглощение по объему, которое измеряется в процентах.

У закрытоячеистого ППУ типа «Химтраст СКН-40 Г2» этот показатель — 2 %, а у базальтовых утеплителей — 35 %. Это значит, что при попадании влаги большая часть теплоизоляционных свойств минеральной ваты, эковаты и стекловаты будет утрачена. С коэффициентом водопоглощения пенополиуретана сравнимы показатели пенополистирола и пенопласта: 1 % и 4 %. Однако при утеплении эти материалы нужно укладывать плитами и не допускать зазоров между ними, иначе тепло будет уходить сквозь щели. ППУ для теплоизоляции наносят на поверхность установками безвоздушного напыления единым слоем без швов и зазоров. Подробнее прочитать о напылении ППУ можно в этой статье.

Как рассчитать толщину слоя ППУ для теплоизоляции

Толщина слоя утеплителя зависит от коэффициента теплопроводности полиуретана. Но также на нее влияют климатическая зона, влажность внутри помещения, температура, влагопоглощение и свойства материала.

Расчет теплоизоляционного слоя регламентируется нормативными документами: СНиП 23-02-2002, СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», ГОСТ Р 54851-2011.

Один из основных показателей для расчета толщины — суммарное сопротивление теплопередаче конструкций или термическое сопротивление. Оно обозначает необходимую разницу температур снаружи и внутри материала для прохождения энергии. Измеряется в (м²·K)/Вт. Чем выше величина показателя, тем надежнее утеплитель.

Чтобы рассчитать сопротивление, нужно толщину материала в метрах разделить на коэффициент теплопроводности пенополиуретана.

dппу = (Rтреб — Rконстр) • ʎппу = (Rтреб — dконстр / ʎконстр) • ʎппу,

где dппу — требуемый слой ППУ в метрах,

Rтреб — требуемое сопротивление теплопередаче в (м²·K)/Вт,

Rконстр — сопротивление теплопередаче существующей ограждающей конструкции в (м²·K)/Вт,

ʎппу — коэффициент теплопроводности ППУ в Вт/(м•K),

ʎконстр — коэффициент теплопроводности существующей ограждающей конструкции в Вт/(м•K).

Подробнее о том, как найти оптимальную толщину слоя утеплителя, читайте в статье.

Для утепления помещения необходимо учитывать коэффициент теплопроводности материала. В зависимости от его физико-химических свойств определяется способность удерживать тепло. Чем ниже коэффициент теплопроводности, тем лучше защищает от холода. Также важно учитывать другие особенности теплоизоляторов: способность отталкивать влагу, горючесть, экологичность и срок эксплуатации.