El procés de transferència d'energia d'una part més calenta del cos a una altra de menys escalfada s'anomena conducció tèrmica. El valor numèric d'aquest procés reflecteix la conductivitat tèrmica del material. Aquest concepte és molt important en la construcció i reparació d'edificis. Els materials seleccionats correctament us permeten crear un microclima favorable a l'habitació i estalviar una quantitat significativa en calefacció.
El concepte de conductivitat tèrmica
La conductivitat tèrmica és el procés d'intercanvi d'energia tèrmica, que es produeix a causa de la col·lisió de les partícules més petites del cos. A més, aquest procés no s'aturarà fins que arribi el moment d'equilibri de temperatura. Això requereix una certa quantitat de temps. Com més temps es dediqui a l'intercanvi de calor, menor serà la conductivitat tèrmica.
Aquest indicador s'expressa com un coeficient de conductivitat tèrmicamaterials. La taula conté valors ja mesurats per a la majoria de materials. El càlcul es fa segons la quantitat d'energia tèrmica que ha travessat una superfície determinada del material. Com més gran sigui el valor calculat, més ràpidament l'objecte renunciarà a tota la seva calor.
Factors que afecten la conductivitat tèrmica
La conductivitat tèrmica d'un material depèn de diversos factors:
Densitat del material. Amb un augment d'aquest indicador, la interacció de les partícules materials es fa més forta. En conseqüència, transferiran la temperatura més ràpidament. Això vol dir que amb un augment de la densitat del material, la transferència de calor millora
La porositat d'una substància. Els materials porosos són heterogenis en la seva estructura. Hi ha molt d'aire dins d'ells. I això vol dir que serà difícil que les molècules i altres partícules moguin l'energia tèrmica. En conseqüència, la conductivitat tèrmica augmenta
La humitat també afecta la conductivitat tèrmica. Les superfícies de material humit permeten passar més calor. Algunes taules fins i tot indiquen el coeficient calculat de conductivitat tèrmica del material en tres estats: sec, mitjà (normal) i humit
Quan escolliu un material per a l'aïllament de l'habitació, també és important tenir en compte les condicions en què s'utilitzarà.
El concepte de conductivitat tèrmica a la pràctica
La conductivitat tèrmica es té en compte en l'etapa de disseny de l'edifici. Això té en compte la capacitat dels materials de retenir la calor. Gràcies a la seva correcta selecció, els residents a l'interior del local sempre estaran còmodes. Durant el funcionament, els diners per a la calefacció s'estalviaran considerablement.
L'aïllament en l'etapa de disseny és la millor, però no l'única solució. No és difícil aïllar un edifici ja acabat realitzant treballs interns o externs. El gruix de la capa d'aïllament dependrà dels materials escollits. Alguns d'ells (per exemple, fusta, formigó d'escuma) es poden utilitzar en alguns casos sense una capa addicional d'aïllament tèrmic. El més important és que el seu gruix superi els 50 centímetres.
Cal prestar especial atenció a l'aïllament del sostre, obertures de finestres i portes, terres. La major part de la calor s'escapa a través d'aquests elements. Visualment, això es pot veure a la foto de l'inici de l'article.
Materials de construcció i els seus indicadors
Per a la construcció d'edificis s'utilitzen materials amb un baix coeficient de conductivitat tèrmica. Els més populars són:
- Concret. La seva conductivitat tèrmica es troba entre 1,29-1,52 W/mK. El valor exacte depèn de la consistència de la solució. Aquest indicador també es veu afectat per la densitat del material d'origen, que és de 500-2500 kg/m3. Aquest material s'utilitza en forma de morter per a fonaments, en forma de blocs, per a la construcció de parets i fonaments.
- Formigó armat el valor de conductivitat tèrmica del qual és 1,68 W/mK. La densitat del material arriba als 2400-2500 kg/m3.
- Fusta que s'ha utilitzat com a material de construcció des de l'antiguitat. La seva densitat i conductivitat tèrmica, depenent de la roca, són 150-2100 kg/m3 i 0,2-0,23 W/mK, respectivament.
Un altre material de construcció popular és el maó. Segons la composició, té els indicadors següents:
adobe (fet d'argila): 0,1-0,4 W/mK;
ceràmica (cocció): 0,35-0,81 W/mK;
silicat (de sorra amb calç): 0,82-0,88 W/mK
Materials de formigó amb l'addició d'àrids porosos
La conductivitat tèrmica del material permet utilitzar aquest últim per a la construcció de garatges, coberts, cases d'estiueig, banys i altres estructures. Aquest grup inclou:
- Formigó d'escuma. Produït amb l'addició d'agents espumants, per la qual cosa es caracteritza per una estructura porosa amb una densitat de 500-1000 kg/m3. Al mateix temps, la capacitat de transferir calor està determinada pel valor 0,1-0,37 W/mK.
Formigó expandit, el rendiment del qual depèn del seu tipus. Els blocs sòlids no tenen buits ni forats. Els blocs buits estan fets amb buits a l'interior, que són menys duradors que la primera opció. En el segon cas, la conductivitat tèrmica serà menor. Si considerem les xifres generals, aleshores la densitat del formigó d'argila expandida és de 500-1800 kg / m3. El seu indicador està en el rang de 0,14-0,65 W/mK
Formigó cel·lular, dins del qual es formen porus d'1-3mil·límetre. Aquesta estructura determina la densitat del material (300-800kg/m3). A causa d'això, el coeficient arriba a 0,1-0,3 W/mK.
Indicadors de materials d'aïllament tèrmic
Coeficient de conductivitat tèrmica dels materials d'aïllament tèrmic, el més popular del nostre temps:
- escuma, que té una densitat de 15-50kg/m3, amb una conductivitat tèrmica de 0,031-0,033W/mK;
poliestirè expandit, la densitat del qual és la mateixa que la del material anterior. Però al mateix temps, el coeficient de transferència de calor es troba al nivell de 0,029-0,036 W/mK;
llana de vidre. Es caracteritza per un coeficient igual a 0,038-0,045W/mK;
llana de roca 0,035-0,042W/mK
Tauler de marcador
Per a la comoditat del treball, el coeficient de conductivitat tèrmica del material s'acostuma a introduir a la taula. A més del propi coeficient, s'hi poden reflectir indicadors com el grau d'humitat, la densitat i altres. Els materials amb un alt coeficient de conductivitat tèrmica es combinen a la taula amb indicadors de baixa conductivitat tèrmica. A continuació es mostra un exemple d'aquesta taula:
Utilitzar la conductivitat tèrmica del material us permetrà construir l'edifici desitjat. El més important: triar un producte que compleixi tots els requisits necessaris. Llavors l'edifici serà còmode per viure; mantindrà un microclima favorable.
Material aïllant seleccionat correctamentreduirà les pèrdues de calor, per la qual cosa ja no caldrà “escalfar el carrer”. Gràcies a això, els costos financers de la calefacció es reduiran significativament. Aquests estalvis tornaran aviat tots els diners que es gastaran en la compra d'un aïllant tèrmic.
