Главная
Материалы
Технологии
Оборудование
Строительство
Ремонт

СВОЙСТВА. Теплопроводность. Теплопередача

 

Теплопроводность.
В общем виде теплопроводность можно представить как функцию многих переменных, (смотри рис.1 и рис.2, рис.3).

 

 

 

У ряда материалов - особенно волокнистых - теплопроводность с увеличением средней плотности вначале резко уменьшается, а затем возрастает примерно пропорционально увеличению средней плотности материала. Это можно объяснить тем, что при очень малой средней плотности и большом количестве крупных пор теплопроводность конвекцией растет. С ростом плотности увеличивается доля передачи тепла кондукцией.

 

 

Таким образом, можно констатировать, что теплопроводность является важнейшей технической характеристикой ТИМ. От нее зависит напрямую и, так называемое, термическое сопротивление ограждения R(терм), кв.мК/Вт, где:
- толщина слоев материалов ограждения;
- расчетные значения теплопроводности данного материала в ограждении.

Тогда сопротивление теплопередаче ограждения составит:
R(о) = R(н) + R(терм) + R(вн), где R(н) и R(вн) - сопротивления теплопередаче на границе ограждение - наружный воздух, внутренний воздух-ограждение соответственно.

Согласно Постановлению № 18-81 Министерства строительства РФ от 11.08.95, начиная с 1 сентября 1995 г . проектирование, а с 1 июня 1996 г . - новое строительство, реконструкция, модернизация и капитальный ремонт зданий, должны вестись в соответствии с изменениями № 3 СНиП 11-3-79 "Строительная теплотехника". Органам Государственного архитектурно-строительного надзора и Главгосэкспертизы надлежит обеспечить надзор за выполнением этого Постановления. Департамент архитектуры Минстроя РФ в 1995-96 гг. разработал альбом проектных решений по увеличению теплозащиты ограждений. Сопротивление теплопередаче Rо повышается для всех видов ограждения и вводится в 2 этапа. Например, для региона г. Санкт-Петербурга и Ленинградской области: Rо берется согласно таблицы.

 

 

Пористость ТИМ колеблется от 70 % до 99,9 % по объему. Если поры материала заполнены воздухом, то при высокой пористости он имеет небольшую теплопроводность (теплопроводность воздуха равна 0,027 Вт/мК).

Температуростойкость является весьма важным свойством теплоизоляционных материалов, особенно при использовании их для изоляции промышленного оборудования, работающего при высоких температурах. Характеризуют температуростойкость материалов технической и экономической предельными температурами применения. Под технической температурой понимают ту температуру, при которой материал может эксплуатироваться без изменения технических свойств.

Экономическая предельная температура применения определяется не только температуростойкостью материала, но и другими его показателями - теплопроводностью, стоимостью, условиями монтажа и т. д. Некоторые материалы с повышенной теплопроводностью нерационально, например, использовать для высокотемпературной изоляции, несмотря на их высокую техническую предельную температуру применения.

Паропроницаемость.
ТИМ с сообщающимися открытыми порами пропускают значительное количество водяного пара, почти столько же, сколько воздуха. Благодаря малому сопротивлению паропроницаемости они почти всегда сухие; конденсация пара наблюдается в основном в следующем слое на более холодной стороне ограждения.

Воизбежание конденсации водяного пара, теплая сторона должна обладать большей паронепроницаемостью, чем холодная сторона, а также воздухонепроницаемостью.

Воздухонепроницаемость .
Теплоизолирующие свойства основываются на том, что предотвращается движение воздуха внутри изоляции.

 

 

Мягкие изоляционные материалы настолько хорошо пропускают воздух, что движение воздуха приходится предотвращать путем применения отдельной ветрозащиты. Жесткие изделия, в свою очередь, обладают хорошей воздухонепроницаемостью и не нуждаются в каких-либо специальных мерах. Они могут применяться также в качестве ветрозащиты.

Ветрозащитные свойства.
При устройстве теплоизоляции наружных стен и других вертикальных конструкций, воспринимающих напор ветра, следует помнить, что при скорости ветра 1 м/с и выше необходимо поверхность ТИМ покрывать ветрозащитным слоем.
См. "Общие рекомендации по использованию ТИМ".

Химическая стойкость.
Минеральные ТИМ обладают хорошей стойкостью к действию органических веществ, таких как масла и растворители. Также слабые кислые или щелочные вещества не вызывают проблем.

В условиях нормальной влажности они не способствуют коррозии, хотя и не могут предотвратить ее. Поэтому все металлические элементы должны быть выполнены из антикоррозийного материала.

Выбор толщины ограждения в северных регионах страны.
Экономисты Финляндии подсчитали, что правильно выбранный путь энергосбережения за счет широкого использования строительной и технической теплоизоляции привел к уменьшению расхода энергии на 46% (от 74 кВт.ч/куб.м/год в 1974 году до 40 кВт.ч/куб.м/год в 1991 году). Оптимальная толщина ограждения в северных странах выбирается исходя из того, что R(о) больше или равно 3,5; при этом, конечно, учитывается и стоимость всего ограждения: капитальные затраты на возведение ограждения, которые растут с увеличением R(о) и качества материалов, но при этом расходы на эксплуатацию увеличиваются, в результате общий расход, приведенный на 1 кв.м стены, падает для оптимального уровня.

 

 

Идея выбора оптимальной толщины и качества ограждения такова: лучше первоначально потратить на возведение стены с повышенным тепловым комфортом и в зимние холодные месяцы отопительного сезона тратить мало тепловой энергии на поддержание тепла внутри помещений, чем построить стены с низким термическим сопротивлением и затем десятилетиями топить улицу.

Большое внимание уделяется и вопросам дополнительного утепления существующих зданий, (подробно смотри "Стены", "Фасадная отделка зданий") особенно панельных домов постройки 60-70 годов.

Например: Стена из полнотелого кирпича = 51 см (2 кирпича эффекктивнее дырчатого) имеет: R(о)=R(н) + R(к) + R(вн) = 0,22 + 0,51/0,8 = 1,07 кв.мК/Вт, т.е. вдвое ниже требуемого (толщина одного кирпича д.б. 1 м ).

Если взять стену из камня (средняя плотность - 900 кг/куб.м), то толщина стены будет 60 см (1,5 камня) и R(о) = 0,22 + 0,6/0,28 = 2,4 кв.мК/Вт, где 0,28 Вт/мК - теплопроводность (стеновые камни из аэрированного легкого бетона).
Наиболее рациональным вариантом могут быть стены-сэндвичи в виде панелей с утеплителем из минеральной ваты и вспененных пластмасс. Однако, как показывает зарубежный многолетний опыт, имея прекрасные теплотехнические характеристики (R(тр) = 3 - 5 кв.мК/Вт), они не исключают гниения на стыках теплоизоляционных обшивок, издают запах плесени и т.п. Хотя у них малая материалоемкость (1 кв.м имеет массу не более 10-15 кг/кв.м стены), технологичность монтажа делают их привлекательными, но если они выполнены с обшивкой, алюминиевым листом или пластмассовой вагонкой, то проникнуть внутрь такого дома не представляет большого труда (прямо с улицы).






© Copyright 2009. При копировании информации ссылка на сайт обязательна.