Значение теплопроводности в строительстве

В холодную, дождливую, ветреную погоду мы всегда стремимся вернуться в теплый дом, где можно, сняв пальто, почувствовать себя в тепле и уюте. Наружные стены, окна, крыша (т.е. ограждающие конструкции) защищают наш дом от низких температур, сильного ветра, осадков в виде дождя и снега и других атмосферных воздействий. При этом они препятствуют прониканию тепла из внутреннего помещения наружу вследствие своего сопротивления теплопередаче. В зависимости от толщины материала конструкция может иметь различное сопротивление теплопередаче: чем больше толщина материала, тем лучшими теплозащитными свойствами обладает ограждение.

Тепло может передаваться разными способами: теплопроводностью, конвекцией, излучением.

Конвекция характерна для жидких и газообразных сред, где перенос тепла происходит в результате движения молекул. Конвективный теплообмен наблюдается у поверхности стен при наличии температурного перепада между конструкцией и соприкасающимся с ней воздухом. В окнах жилых домов конвективный теплообмен происходит между поверхностями остекления, обращенными внутрь воздушной прослойки. Нагреваясь от внутреннего стекла, теплый воздух поднимается вверх. При соприкосновении с холодным наружным стеклом воздух отдает свое тепло и, охлаждаясь, опускается вниз. Такая циркуляция воздуха в воздушной прослойке обусловливает конвективный теплообмен. Чем больше разность температур поверхностей, тем интенсивнее теплообмен между ними.

Излучение происходит в газообразной среде путем передачи тепла с поверхности тела через пространство (в виде энергии электромагнитных волн). Благодаря лучистому теплообмену поверхность Земли обогревается Солнцем, находящимся от нее на расстоянии многих световых лет.

Аналогичным образом осуществляется передача тепла излучением между двумя поверхностями, расположенными в стене и разделенными воздушной прослойкой. Нагретая поверхность радиатора излучает тепло и обогревает помещение. Чем выше температура поверхности отопительного прибора, тем сильнее обогревается помещение.

Все тела, имеющие температуру выше абсолютного нуля, излучают тепло, которое частично отражается, частично поглощается. Если вся падающая на тело лучистая энергия отражается, то такое тело называется абсолютно белым. Если вся падающая энергия поглощается, то тело называется абсолютно черным.

Строительные материалы также частично отражают и частично поглощают энергию, хотя и в меньшей степени, чем абсолютное белое и абсолютно черное тела. Они называются серыми телами.

Светлая и гладкая поверхность отражает большую часть падающей энергии. Чем темнее и шершавее поверхность тела, тем больше энергии она поглощает. Поглощенная телом лучистая энергия превращается в тепловую и вызывает повышение температуры. Поэтому для уменьшения перегрева помещений верхнего этажа в летнее время целесообразно покрытие крыши делать из оцинкованной кровельной стали, а не из рубероида. Благодаря блестящей светлой поверхности сталь отражает значительную часть излучения и нагревается меньше, чем рубероид, имеющий темную поверхность и интенсивнее поглощающий лучистую энергию.

Утеплять помещения идеальнее всего на стадии его строительства.

Теплопроводность строительных материалов – это возможность через свою толщу проводить тепловой поток от одной поверхности к другой.Но это свойство действует лишь в том случае, если в изделии есть градиент потенциала переноса. Если мы имеем дело с пористыми веществами, на теплопроводность влияет характер пор, показатель пористости, вид вещественного состава изделия, температура и влажность.

Стоит отметить что у плотных материалов теплопроводность выше, чем у пористых, дело в том, что у последних тепловой поток может идти не только через поры, заполненные воздухом, но и через вещество изделия. Тепловой поток получает сопротивление из-за низкой теплопроводности воздуха. Но чем меньше размер пор, тем меньшую теплопроводность можно отметить у пористых материалов. А если присутствуют сообщающиеся большие поры, можно говорить об увеличении переноса теплоты движением воздуха. Таким образом, изделия, где есть сообщающиеся поры – отличаются большей теплопроводностью.

Некоторые нюансы вносит структура материалов и условия их теплопроводности. В частности, если при строительстве замечено увлажнение, в таком случае резко увеличивается теплопроводность изделий. Дело в том, что тепловой поток проходит быстрее и лучше, если поры заполнены водой.

Кроме того, особое влияние на теплопроводность оказывает структура материалов. Неодинаковые свойства у изделий со слоистым и волокнистым строением. К примеру, теплопроводность пола из деревянной торцовой шашки выше подобного образца из щитового и дощатого паркетного пола. Это объясняется тем, что у древесных материалов термическое сопротивление поперек вдвое больше, чем при направлении теплового потока вдоль волокон. Такие особенности зафиксированы и при работе со слоистыми искусственными изделиями.

Сейчас на рынке почти каждый день появляются все новые и новые виды утеплителей. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками. Но, из самых популярных очень сложно выбрать нужный, потому что при сравнении выясняется, что один лучше другого. На самом деле универсального утеплителя не существует, и для каждой утепляемой части дома – стены, крыша, пол и так далее – нужно подбирать свой тип.

Выбор теплоизоляционных материалов (ТИМ), хороших для каждой конструкции дома, задачка не из легких: за последнее десятилетие на рынке их появилось неописуемое огромное количество.

Хорошо утеплить собственный дом можно только при всеохватывающем подходе к термоизоляции.Всеохватывающее утепление дома позволяет: уменьшить толщину ограждающих конструкций, повысить их теплоизоляционные свойства, понизить массу сооружений и расход стройматериалов, а в эксплуатационный период существенно уменьшить издержки на энергию при отоплении построек.

Строители подсчитали, что больше половины всего тепла из дома уходит через стенки и окна, при этом, чем больше площадь наружных поверхностей, тем выше будут теплоотдачи. Один из методов минимизировать их знаком всем дачникам: пристройка к дому веранды и других подсобных помещений. В прохладное время года они делают функцию буфера, защищающего внутренние комнаты от внешнего воздуха. Самое проблемное место в доме, исходя из убеждений теплопотерь это окна. Потому нужно верно избрать тип оконного блока и детали его установки, также направить внимание на сопряжение окон со стенками, толщину оконной коробки, размещение окна в плоскости стенки. Чтоб минимизировать утраты, можно установить окна с трехслойным остеклением в спаренных древесных рамах.

Фасад строения можно утеплить 3-мя методами: изнутри, снаружи и утеплением внутри стенки. Предпочтение, обычно, отдается системам внешнего утепления. Это, во-1-х, позволяет сохранить полезную площадь помещений, а, во-2-х, не заниматься устройством пароизоляции и воздушных зазоров, препятствующих конденсации пара. В качестве ТИМ для фасадного утепления можно с фурором использовать минеральную вату, стекловолокно, изделия из полистирола и др.

Такой метод утепления не только защитит дом от воздействий наружной среды и уменьшит эксплуатационные издержки на отопление, но и сделает лучше звукоизоляционные характеристики дома, также облагородит его внешний облик.

Не забывайте, что показатели теплопроводности очень важны при строительстве зданий. Ведь от грамотного изучения технических характеристик материалов зависят будущие расходы на отопление дома.

Источник

Теплопроводность в строительстве

Теплопроводность, конвекция, излучение как способы передачи тепла. Зависимость теплозащитной способности стены от общего сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции сооружения. Коэффициент теплопроводности и толщине строительного материала.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	25.12.2011
Размер файла	18,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Теплопроводность в строительстве

Тепло может передаваться разными способами: теплопроводностью, конвекцией, излучением.

Конвекция характерна для жидких и газообразных сред, где перенос тепла происходит в результате движения молекул. Конвективный теплообмен наблюдается у поверхности стен при наличии температурного перепада между конструкцией и соприкасающимся с ней воздухом. В окнах жилых домов конвективный теплообмен происходит между поверхностями остекления, обращенными внутрь воздушной прослойки. Нагреваясь от внутреннего стекла, теплый воздух поднимается вверх. При соприкосновении с холодным наружным стеклом воздух отдает свое тепло и, охлаждаясь, опускается вниз. Такая циркуляция воздуха в воздушной прослойке обусловливает конвективный теплообмен. Чем больше разность температур поверхностей, тем интенсивнее теплообмен между ними.

Излучение происходит в газообразной среде путем передачи тепла с поверхности тела через пространство (в виде энергии электромагнитных волн). Благодаря лучистому теплообмену поверхность Земли обогревается Солнцем, находящимся от нее на расстоянии многих световых лет.

Аналогичным образом осуществляется передача тепла излучением между двумя поверхностями, расположенными в стене и разделенными воздушной прослойкой. Нагретая поверхность радиатора излучает тепло и обогревает помещение. Чем выше температура поверхности отопительного прибора, тем сильнее обогревается помещение.

Все тела, имеющие температуру выше абсолютного нуля, излучают тепло, которое частично отражается, частично поглощается. Если вся падающая на тело лучистая энергия отражается, то такое тело называется абсолютно белым. Если вся падающая энергия поглощается, то тело называется абсолютно черным.

Строительные материалы также частично отражают и частично поглощают энергию, хотя и в меньшей степени, чем абсолютное белое и абсолютно черное тела. Они называются серыми телами.

Светлая и гладкая поверхность отражает большую часть падающей энергии. Чем темнее и шершавее поверхность тела, тем больше энергии она поглощает. Поглощенная телом лучистая энергия превращается в тепловую и вызывает повышение температуры. Поэтому для уменьшения перегрева помещений верхнего этажа в летнее время целесообразно покрытие крыши делать из оцинкованной кровельной стали, а не из рубероида. Благодаря блестящей светлой поверхности сталь отражает значительную часть излучения и нагревается меньше, чем рубероид, имеющий темную поверхность и интенсивнее поглощающий лучистую энергию.

теплопроводность строительство передача тепло

Передача тепла через стены осуществляется главным образом вследствие теплопроводности. Количество тепла, проходящего через стену, зависит от коэффициента теплопроводности материала Я. Чем он выше, тем больше теплоты проходит через материал и тем хуже его теплозащита. Различные строительные материалы имеют разные коэффициенты теплопроводности. На них влияют различные факторы, в частности, плотность и влажность материала.

Влажность способствует повышению теплопроводности: сырой материал имеет больший коэффициент теплопроводности и обладает худшими теплозащитными характеристиками по сравнению с сухим. Это вызвано тем, что при увлажнении материала его поры заполняются водой, имеющей высокий коэффициент теплопроводности (приблизительно в 20 раз больший, чем воздух). Чем больше влаги впитывает материал, тем выше становится его теплопроводность. Например, при повышении влажности стен, окон, чердачных перекрытий, полов первого этажа.

На теплопотери через ограждения наибольшие влияние оказывает их способность передавать тепло, которое зависит от коэффициента теплопроводности и толщины материала. Чем меньше коэффициент теплопроводности и толще стена, тем больше ее термическое сопротивление (передача тепла) и лучше ее теплозащитные свойства

Кроме того, количество теряемого тепла зависит от сопротивления теплообмену конвекцией и излучением у поверхности внутренней и наружной стен. Чем интенсивнее происходит теплообмен, тем больше тепла теряется из помещения и передается внутренней поверхности конструкции или отдается поверхностью стены наружу, тем меньше сопротивление теплообмену и хуже теплозащита.

Таким образом, теплозащитная способность стены, ее сопротивление теплопередаче зависят от интенсивности передачи тепла на трех участках (у внутренней поверхности, в толще ограждения, у наружной поверхности), каждый из которых имеет свое сопротивление. Общее сопротивление теплопередаче представляет собой их сумму.

В холодное время года в помещении всегда бывает теплее, чем на улице. Чем лучше теплозащитные качества дома, тем уютнее человек чувствует себя в нем.

В жилом доме теплообмен человека с окружающими его строительными конструкциями происходит, в первую очередь, со стенами и окнами, граничащими с холодным наружным воздухом. Чем холоднее их поверхность, тем лучше она поглощает тепло, излучаемое человеком. Такое интенсивное излучение может привести к переохлаждению организма. Во избежание этого наружные ограждающие конструкции должны быть спроектированы таким образом и обладать такими теплозащитными качествами, чтобы температура на их поверхности не опускались ниже определенно нормируемой и не приводила к переохлаждению.

Наиболее благоприятной для человека является относительная влажность внутреннего воздуха, равная 50-60%. При ее повышении испарение влаги с поверхности тела человека затрудняется и он начинает испытывать дискомфорт. Слишком сухой воздух в помещении также нежелателен, так как он вызывает пересыхание слизистой оболочки горла, носа и т.д.

При нормативной влажности внутреннего воздуха жилых домов 55% наружные стены должны обладать такими теплозащитными характеристиками, чтобы влага, находящаяся в воздухе, не выпадала на внутренней поверхности стен в виде конденсата, а человек, находящийся в помещении, не переохлаждался в результате теплообмена с холодными наружными стенами.

Исходя из этого нормируются теплозащитные характеристики стены. Оптимальным считается такое сопротивление теплопередаче, при котором температура внутренней поверхности стены отличается от температуры внутреннего воздуха не более чем на 6°С. Эта величина называется нормативным температурным перепадом. Если в помещении температура воздуха составляет 18°С, то на поверхности стены температура должна быть не ниже 12°С.

Учитывая, что топливо стоит достаточно дорого и цены на него постоянно растут, ограждающие конструкции дома должны быть сделаны таким образом, чтобы в нем сохранялось максимальное количество тепла и лишь незначительная часть уходила наружу.

Во избежание запотевания окон и для обеспечения комфортных условий в помещении температура на внутренней поверхности остекления должна отличаться от температуры внутреннего воздуха не более чем на 9°С.

В основу теплозащитных требований к перекрытиям верхнего этажа помимо традиционных ограничений теплопотерь и уменьшения количества тепла, отдаваемого телом человека, легло требование отсутствия конденсации водяных паров на поверхности потолка. Оно вызвано тем, что внутренний теплый воздух, содержащий водяные пары, соприкасаясь с поверхностью перекрытия, имеющего температуру ниже точки росы, может конденсироваться, а образовавшиеся капли будут стекать на пол или стены, вызывая их отсыревание. Также следует иметь в виду, что теплый, а следовательно, легкий воздух поднимается вверх к потолку. Из-за более высокой температуры внутреннего воздуха под потолком потеря тепла верхними перекрытиями происходит более интенсивно. Поэтому верхние перекрытия должны быть утеплены так, чтобы температура на поверхности потолка отличалась от температуры внутреннего воздуха не более чем на 4°С.

Благодаря более высокой температуре на поверхности потолка (по сравнению со стенами, окнами, полом) температура воздуха в комнате распределяется равномернее в результате излучения тепла от потолка на пол и наружные стены.

Находясь в помещении, человек почти постоянно соприкасается с поверхностью пола, температура которого хотя и близка к температуре внутреннего воздуха, но всегда значительно ниже температуры стопы человека. Поэтому при постоянном контакте стоп с более холодной поверхностью пола может произойти переохлаждение ног. Если количество тепла, отдаваемого ступней человека, меньше количества тепла, вырабатываемого терморегулирующей системой организма, то ноги остаются теплыми и переохлаждения не наступает. Если через стопу теряется больше тепла, то стопы переохлаждаются. Поскольку на ступне человека находится очень много нервных рецепторов, то именно переохлаждение ног приводит к различным простудным заболеваниям, радикулиту и др.

При ступании на пол босой ногой в течение первой минуты температура поверхности пола в месте соприкосновения резко возрастает у всех типов полов. В дальнейшем температура пола не повышается или повышается незначительно. При этом потери тепла через стопы компенсируются системой терморегуляции человека, и ноги не переохлаждаются. Полы, на которых не проходит переохлаждения ног, называются теплыми. К ним относятся деревянные (дощатые, паркетные) полы, а также полы с покрытием линолеумом на теплозвукоизоляционной основе.

Если после быстрого повышения температуры пола в месте соприкосновения с ногой температура ноги снижается, это свидетельствует о том, что теплопотери через ступню больше количества тепла, которое организм человека может компенсировать. Такие полы называют холодными. К холодным относятся бетонные, каменные, земляные полы, а также полы из керамических плиток.

Температура поверхности полов должна быть ниже температуры внутреннего воздуха помещения не более чем на 2°С. Кроме того, поверхность полов должна плохо усваивать тепло, передающееся от ноги человека [иметь показатель теплоусвоения не более 12 Вт/ (м’°С)]. Этим требованиям отвечают деревянные полы, полы с покрытием ворсолином, линолеумами на теплозвукоизоляционной основе, а также полы с использованием этих материалов по утепленным перекрытиям первого этажа.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Расчет сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции. Определение толщины слоя утеплителя при вычисленном сопротивлении. Вычисление фактического значения термического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции и коэффициента теплопередачи.

контрольная работа [139,9 K], добавлен 23.03.2017

Определение коэффициента теплопроводности строительного материала и пористости цементного камня. Сырье для производства портландцемента. Изучение технологии его получения по мокрому способу. Свойства термозита, особенности его применения в строительстве.

контрольная работа [45,0 K], добавлен 06.05.2013

Определение сопротивления теплопередаче теплоэффективного трехслойного блока. Расчет коэффициента теплопроводности кирпича керамического (полнотелого и пустотелого) и кирпича керамического одинарного. Особенности использования пирометра Testo 830-T1.

дипломная работа [800,8 K], добавлен 09.11.2016

Физические свойства и характеристики арболита. Сырье для его производства. Зависимость теплопроводности и плотности арболита от вида заполнителя. Технология производства строительного материала. Повышение его прочности. Изделия, изготавливаемые из него.

реферат [43,0 K], добавлен 16.06.2014

Обзор разработки генерального плана участка, определение требуемого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции стены методом интерполяции. Расчет показателей экономичного использования строительного объёма здания по отношению к рабочей площади.

практическая работа [540,3 K], добавлен 14.03.2012

Теплопотери различных типов домов: рядовая секция дома блокированного типа и основные физические величины теплозащиты. Теплопроводность, влагосодержание и плотность материала, увлажнение и теплоизолированность, климатология распределения температур.

презентация [530,2 K], добавлен 25.10.2012

Плотность, теплопроводность, термическое сопротивление строительных материалов. Теплопередача в однородном ограждении при установившемся потоке тепла. Общая последовательность выполнения технического расчета. Влажностное состояние ограждающих конструкций.

методичка [197,0 K], добавлен 02.07.2011

Расчет сопротивления теплопередачи, тепловой инерции и толщины теплоизоляционного слоя. Расчет наружной стены из штучных материалов и покрытия производственного здания. Теплопроводность в многослойной стене. Определение сопротивления паропроницанию.

курсовая работа [834,9 K], добавлен 07.04.2014

Характеристика здания и ограждающих конструкций. Распределение температур по толщине наружной стены. Определение общего сопротивления паропроницанию конструкции. Расчет интенсивности потока водяного пара. Расчет амплитуды колебаний температуры помещения.

курсовая работа [129,9 K], добавлен 10.01.2012

Требования, предъявляемые к ограждающим конструкциям. Выбор конструктивных решений. Расчет панельной стены с жесткими связями. Сравнение кирпича керамического пустотелого и керамзитобетона по несущему слою, утеплителю, толщине, возможному конденсату.

курсовая работа [164,2 K], добавлен 08.02.2016

Источник