Теплопроводность пеноблока: Теплопроводность пенобетона, коэффициент теплопередачи

Теплопроводность пенобетона, коэффициент теплопередачи

Теплопроводность пенобетона – один из основных показателей, влияющих на стремительное повышение интереса к данному материалу. Наряду с небольшим весом и значительными габаритами, идеальной геометрией и другими особенностями, существенно упрощающими и удешевляющими процесс строительства, теплоизоляционные характеристики пенобетона делают его одним из самых популярных материалов.

Коэффициент теплопроводности пенобетона может быть разным и зависит от числа, величины пор внутри ячеистого материала, уровня плотности. Марки с самыми высокими теплоизоляционными характеристиками демонстрируют невысокую прочность, материал с большой теплопроводностью способен выдерживать большие нагрузки. И часто главная задача при выборе марки пеноблока – сохранение баланса: оптимального уровня прочности и высокого теплосбережения.

По мере повышения коэффициента теплопроводности ухудшаются теплоизоляционные свойства материала: это значит, что зимой тепло будет уходить из дома быстро, а летом конструкция станет стремительно нагреваться. Пенобетон изготавливают из цемента, песка, воды и специального пенообразователя. Вещество вспенивает смесь, благодаря чему в структуре материала появляются воздушные поры закрытого типа. В них находится воздух, который сохраняет тепло.

Чем больше пор – тем более высокие характеристики теплоизоляции, но тем менее плотный и более хрупкий материал. Показатель теплопроводности меняется от марки к марке (у D100 минимальный, у D1200 – максимальный). Но в общем, если сравнивать пенобетон и другие строительные материалы (кирпич обычный или силикатный, бетон), ячеистый бетон значительно превосходит показатели остальных вариантов, немного уступая лишь дереву.

Виды пеноблоков

Пенобетон производят по единой технологии путем смешивания основных компонентов, разливки смеси в формы, сушки под давлением и высокой температурой в автоклаве, дальнейшей нарезки и складирования. Производство осуществляется по единой технологии, но вот состав раствора для заливки может быть разным. Чем меньше пенообразователя добавлено в смесь, тем более плотным и прочным, тяжелым получится материал.

Но за счет уменьшенного числа пор способность сохранять тепло у такого материала понижается пропорционально уменьшению количества пустот в структуре. По уровню плотности (а значит, и весу, прочности, теплопроводности) пенобетон делят на три основных категории – для теплоизоляции, строительства и комбинированный тип.

Основные виды пенобетонных блоков:

1. Конструкционные (марки D900-1200) – плотность и вес, прочность максимальные за счет малого количества пор в структуре, можно использовать материал для кладки фундамента, создания цокольных этажей, несущих конструкций. Теплопроводность самая высокая, в диапазоне 0.29-0.38 Вт/м*К. Блоки предполагают обязательное проведение мероприятий по теплоизоляции.

1. Конструкционно-теплоизоляционные (марки D500-800) – блоки демонстрируют средние показатели теплопроводности, плотности, прочности. Используются для кладки несущих стен, внутренних перегородок. Самый популярный материал на рынке, который чаще всего применяется в строительстве, особенно жилых зданий. Способность сохранять тепло средняя – теплопроводность в диапазоне от 0.15 до 0.29 Вт/м*К.
2. Теплоизоляционные (марки D100-400) – применяются исключительно с целью утепления, наименее плотные и прочные, с самым небольшим значением теплопроводности (показатель на уровне 0.09-0.12 Вт/м*К). В структуре материала содержится максимальное число ячеек с воздухом. Строить здания и класть стены из материала нельзя, он выступает только теплоизоляционным слоем.

Зависимость сопротивления теплопередаче от плотности бетона

Воздух – эффективный натуральный теплоизоляционный материал. За счет того, что структура пеноблоков пористая, они хорошо сохраняют тепло и демонстрируют невысокий показатель теплопроводности (если сравнивать с другими строительными материалами). Так, значение намного ниже, чем у бетона или кирпича.

Обычным пользователям значения теплопроводности не говорят ни о чем, поэтому сравнить строительные материалы можно в таком примере: для получения стены, способной демонстрировать показатель теплопроводности на уровне 0.18 Вт/м*К, нужно применить пеноблоки марки D700 величиной 600х300х200 миллиметров. Для получения аналогичного значения при строительстве из шлакоблоков толщина стены должна быть минимум 108 сантиметров, из кирпича – около 140 сантиметров.

При расчете коэффициента теплопередачи учитывают уровень плотности пенобетона, который обозначается маркой и буквой D: так, индекс D900 значит, что один кубометр пенобетона данной марки весит 900 килограммов.

Коэффициент теплопроводности меняется от марки к марке и напрямую влияет на плотность/прочность материала. Блоки с минимальной прочностью и небольшим весом используют для выполнения мероприятий по теплоизоляции, подходят они для строительства межкомнатных перегородок, на которые будут воздействовать минимальные нагрузки. Плотность таких блоков должна быть на уровне 400-500 кг/м3.

Пенобетон с высоким показателем плотности (в районе 1000-1200 кг/м3) за счет уменьшенного размера и числа ячеек в структуре более плотный и прочный, но теплопередача выше. Такой материал используют для возведения несущих стен малоэтажных зданий. Средней плотности пеноблоки (в районе 600-700 кг/м3) демонстрируют свойства на среднем уровне: могут выдерживать оптимальные нагрузки и достаточно теплостойкие.

Расчет теплопроводности стен из пенобетона

Выполняя расчеты перед строительством здания, очень важно учитывать уровень теплопроводности, который влияет на выбор пеноблоков, а также поиск оптимальной толщины стены, возведенной из материала. Сначала определяются с вариантом выполнения стен: это могут быть кирпич/блок/штукатурка или блок, покрытый штукатуркой с обеих сторон.

Для выполнения расчетов нужно знать показатель коэффициента теплопередачи выбранных материалов, которые используются для строительства стены. Так, кирпич демонстрирует значение 0.56, штукатурка на уровне 0.58, блоки могут давать разные значения в зависимости от марки (обязательно нужно смотреть в таблице). Также важно учитывать коэффициент сопротивления стен теплопередаче – средний показатель обычно равен 3.5.

От общего значения 3.5 отнимают показатель сопротивления теплопередаче слоя штукатурки в 2 сантиметра (0.02/0.58=0.03), 12 сантиметров кирпича (0.12/0.56=0.21), если выбран первый вариант, либо 4 сантиметра штукатурки (0.04/0.58=0.06), если выбран второй вариант создания стен.

В первом варианте (если применяется кирпич) стена из пенобетона должна обеспечить показатель сопротивления теплопередаче на уровне 3.26. Так, если для строительства выбран пеноблок марки D600, толщина стены должна быть 45.6 сантиметра (3.26х0.14=456 миллиметров), если D800 – толщина стены нужна 68.4 сантиметра (3.26х0.21=684 миллиметра). Сделать стены тоньше и добиться нужных значений можно с использованием теплоизоляционных материалов.

Для расчета стены по второму варианту (пеноблок и штукатурка снаружи/внутри), значения будут такие: 3.5-0.06=3.44. А далее расчеты проводятся с учетом найденных значений в таблице, где указаны показатели теплопроводности для разных марок пенобетона.

Что учитывают при выборе пенобетона:

• Оптимальная марка – обозначается индексом D, означает плотность, вес, прочность, теплопроводность. Чем выше марка, тем больше прочность/плотность, теплопроводность и вес.
• Толщина стены – высчитывают в каждом случае отдельно, с учетом используемых материалов, теплоизоляции и других аспектов.
• Качество пенобетона – материал лучше выбирать автоклавный, созданный в условиях завода, с применением специального оборудования, проверкой качества, выдачей сертификатов и гарантией соответствия всем указанным характеристикам.

Теплопроводность пенобетона – один из ключевых показателей, который обязательно нужно учитывать при выборе материала и составлении проекта будущего строения, выполнении расчетов, планировании всех этапов строительства.

Теплопроводность пеноблока разных марок, от чего зависит, расчет толщины стен

Пенобетон – это строительный блочный ячеистый материал. Именно благодаря порам, он обладает низким коэффициентом теплопроводности. Получается пористая структура в результате добавления в раствор пенообразующего компонента. От его объема зависит количество ячеек в пенобетоне. Чем их больше, тем меньше он проводит тепло. Низкий коэффициент теплопроводности достигается за счет наличия в ячейках воздуха, а он, в свою очередь, имеет самое меньшее значение теплопередачи.

Что такое теплопроводность?

Эта характеристика показывает, какое количество тепла передает материал за определенное время. Влияет на эту величину плотность пенобетона и влажность.

Теплопроводность различных марок пеноблоков сильно отличается, так как они имеют разную структуру. Изготавливается пенобетон трех видов:

• конструкционный;
• теплоизоляционный;
• конструкционно-теплоизоляционный.

Конструкционные пеноблоки являются самыми плотными и содержат наименьшее количество пор с воздухом. Поэтому они имеют самый высокий коэффициент теплопроводности – 0,29-0,38 Вт/м·К. Такие пеноблоки используются для строительства фундаментов и несущих конструкций. Но так как они довольно-таки сильно проводят тепло, то требуется дополнительная отделка утепляющими материалами. Выпускаются марок Д900-Д1200.

Теплопроводность пенобетона конструкционно-теплоизоляционного типа несколько ниже. Они обладают как хорошей прочностью, так и оптимальным показателем теплопередачи – 0,15-0,29 Вт/м·К. Именно эти пеноблоки чаще всего применяются в частном домостроительстве для возведения несущих стен и перегородок. Производятся марок Д500, Д600, Д700 и Д800.

Теплоизоляционные пеноблоки имеют наилучший коэффициент теплопроводности – 0,09-0,12 Вт/м·К. Но из-за большого количества пустых ячеек, они обладают слабой прочностью, поэтому их не применяют для строительства, а только в качестве теплоизоляции уже отстроенного сооружения. Производятся марок Д300-Д500.

Чтобы не снизить коэффициент теплопроводности блоков пенобетона, для кладки используется не цементно-песчаный раствор как для обычных кирпичей, а специальный клей. Толщина шва не должна быть больше 2-3 мм. Иначе в местах швов образуются мостики холода, и через них будет уходить немалая часть тепла. Таким же образом проводится монтаж газоблоков.

Чтобы кладка была ровной, а швы одинаковыми, следует приобретать качественные пеноблоки с ровными гранями. Такой материал изготавливается известными и крупными производителями. Если проводить кладку из пеноблоков разных размеров и форм, швы не получатся одинаковой толщины. В итоге конструкция будет сильнее терять тепло.

Теплопроводность блоков пенобетона разных марок:

Пенобетон в сравнении с газобетоном имеет несколько лучшую теплопроводность. Но это относится только к пеноблоку теплоизоляционного типа. Показатели теплообмена газоблока (0,075-0,183 Вт/м·К), конструкционного и конструкционно-теплоизоляционного блоков практически одинаковые.

Средняя теплопередача дерева – 0,15 Вт/м·К. Пенобетон уступает ему лишь немного, а некоторые теплоизоляционные пеноблоки удерживают тепло даже несколько лучше. Коэффициент теплообмена строительного кирпича находится в диапазоне 0,2-0,7 Вт/м·К, что намного хуже, чем у пенобетона.

На способность передавать тепло влияет и окружающая среда, а точнее, процент влажности и температура. Чем больше внутри газоблока и пенобетона влаги, тем сильнее они проводят тепло. Также коэффициент теплообмена увеличивается при понижении температуры.

Как рассчитать толщину стены?

Чтобы узнать, какой толщины строить стены, нужно учесть показатели теплообмена всех материалов. Так, если конструкция будет состоять из кирпича (например, 0,5 Вт/м·К), штукатурки (0,58 Вт/м·К) и пеноблоков (Д800 – 0,22 Вт/м·К), то учитываются все их коэффициенты вместе.

По строительным нормам сопротивление стен теплопередаче должно быть не меньше 3,5 м2·К/Вт. Именно от этого числа отнимаются показатели теплообмена стройматериалов, которые будут использоваться для возведения конструкции, кроме пеноблоков. Чтобы вычислить сопротивление теплопередаче кирпича, нужно его толщину 12 мм (0,12 м) разделить на коэффициент его теплопроводности: 0,12/0,5=0,24. Точно так же для штукатурного слоя в 2 см: 0,02/0,58=0,034.

Теперь эти результаты отнимают от 3,5 м2·К/Вт: 3,5-0,24-0,034=3,226. Чтобы узнать необходимую толщину стен, полученное число умножают на коэффициент теплопроводности блоков пенобетона: 3,226*0,22=0,71. Значит, толщина стены должна быть не меньше 70 см при применении пеноблоков Д800.

Пенобетон не только хорошо удерживает тепло, но и является таким же экологически чистым материалом, как и дерево. Так как для его производства используется цемент, песок, вода и натуральный пенообразующий компонент. В доме, построенном из него, всегда будет комфортный микроклимат.

за что отвечают данные показатели

Пенобетонные изделия

Теплопроводность — одна из основных характеристик пенобетона, ведь она отвечает за способность материала к теплосохранению. Данный критерий является зачастую определяющим в отношении сферы применения материала и оценки его эксплуатационных качеств.

В данном обзоре мы будем анализировать то, что такое теплопроводность пенобетона, от чего она зависит и каковы ее значения.

Содержание статьи

Что представляет собой пенобетон

Давайте, для начала, кратко познакомимся с самим материалом, и разберемся в его основных свойствах, ведь коэффициент теплопроводности пенобетона неразрывно связан со многими значениями иных характеристик.

Пенобетон – пористый материал, являющийся представителем ячеистых бетонов. Состоит он из смеси песка, воды, цемента и пенообразователя, который вызывает вспучивание раствора — и, как следствие, образование ячеек.

Пористая структура во многом определяет основной набор свойств, который мы сейчас и рассмотрим.

Структура пенобетонного блока, фото

Характеристики материала:

Плотность	Значение плотности пенобетона составляет от 300 до 1200 кг/м3. В зависимости от ее значения существует даже классификация, на которую мы обратим внимание чуть позже. Ведь коэффициент теплопроводности и показатель средней плотности неразрывно связаны между собой. Такой ассортимент материала, в отношении плотности, позволяет применять его в различных сферах, начиная от теплоизоляции — и заканчивая сооружением несущих конструкций.
Прочность	Марки прочности продиктованы ГОСТ и стоят в зависимости от вышеуказанного свойства. Минимальное значение для неавтоклавного пенобетона составляет В0,5, а максимальное (для автоклавного) – В12,5. Чем вше средняя плотность, тем выше и марка прочности.
Морозостойкость	Морозостойкость отвечает за способность материала выдерживать определенное количество циклов заморозки и оттаивания. В соответствии с требованием технической документации, минимальное значение должно составлять не менее 25 циклов, что касается исключительно материала, предназначенного для возведения наружных конструкций. А вот, например, для теплоизоляционных изделий и перегородочных марка не установлена вовсе. Максимальное значение может достигать 150 циклов.
Экологичность	О составе пенобетона мы уже говорили и смогли удостовериться в его экологичности, так как содержащиеся материалы не являются вредными.
Термоустойчивость	Пенобетон способен определенное время находиться под действием высоких температур, но этот промежуток времени не превышает 2-х часов. Материал не горюч.
Влагопоглощение	Гигроскопичность для материала свойственна. Однако, в сравнении с другими представителями легких бетонов, она несколько снижена благодаря тому, что структура пор у него — закрытая. Показатель составляет около 10-15%.
Усадка	Усадка также для пенобетона свойственна. И это — один из основных недостатков.

Также стоит сказать о том, что пенобетон имеет достаточно широкую классификацию. Материал разделяется на виды в зависимости от: типа кремнеземистого компонента, типа вяжущего, метода твердения, показателя плотности.

Пенобетон выпускается, как становится очевидным, не только в жидком виде, но и в форме различных изделий, которые обладают различными характеристиками и имеют разную область применения. Это — панели, блоки, плиты, перемычки и многое другое.

Что такое теплопроводность, и каковы ее значения у пенобетона

Теперь давайте перейдем непосредственно в основной теме нашей статьи. Итак, теплопроводность пенобетонных блоков и пенобетона в целом: на что влияет данное свойство?

Понятие теплопроводности, зависимость ее от иных характеристик

Теплопроводность – это способность материала к сохранению температуры. То есть, здание, возведенное из определенного конструктивного материала, может быстро или медленно остывать и нагреваться. Вот именно на это и влияет показатель теплосохранения.

Пенобетон может похвастать вполне конкурентными значениями, для изделий в сухом состоянии характерны показатели от 0,08 до 0,37 Вт*мС. В эксплуатационных условиях значение несколько повысится, но это касается не только пенобетона, но и любого другого материала.

Как уже упоминалось, способность к теплосохранению стоит в зависимости от плотностных показателей материала. Давайте рассмотрим более подробно.

• Коэффициент теплопроводности пенобетонных блоков, предназначенных для теплоизоляции, составляет около 0,08-0,10 Вт*мС. Называют такие изделия теплоизоляционными. Марка плотности у них – Д300, Д400.

Применение монолитного теплоизоляционного пенобетона низкой плотности

• Если говорить про конструкционно-теплоизоляционный пенобетон, теплопроводность его – несколько выше, и составляет около 0,11-0,18 Вт*мС, а марка плотности варьируется в промежутке от Д500 до Д900.

Конструкционно-теплоизоляционные блоки

• Если вы используете конструкционные пенобетонные блоки, теплопроводность которых будет составлять вплоть до 0,35 Вт*мС, знайте, что в противовес слабой способности к сохранению тепла, такие изделия характеризуются повышенными прочностными значениями. А плотность их достигает 1200 кг/м3.

Конструкционное изделие

Помимо теплопроводности, с повышением плотности возрастает и морозостойкость изделий — и, как правило, их долговечность.

Сравнительный анализ теплопроводимости пенобетона и других материалов

А теперь пришло время сравнить теплопроводность изделий из пенобетона с показателями ее у других популярных материалов для строительства.

Блоки пенобетонные: теплопроводность изделий и сравнение ее значений с другими материалами:

Материал (изделие)	Показатель средней плотности (марка Д)	Коэффициент теплопроводности материала, находящегося в сухом состоянии, Вт*мС
Газобетон	300-1200	0,09-0,38
Керамзитобетон	400-2000	0,14-0,48
Пенобетон	300-1200	0,08-0,35
Полистиролбетон	150-600	0,04-0,16
Арболит (опилкобетон)	300-850	0,07-0,3
Дерево	450-550	0,14
Кирпич керамический	1400-2100	0,4 (щелевой) — 0,8(полнотелый)
Кирпич силикатный	1500-1900	0,5-0,7

Как видно, прямая зависимость плотности и теплопроводности касается не только пенобетона, но и любого другого материала. Если изделие преуспевает в показателе плотности, то в способности к теплосохранению оно будет существенно уступать.

Лидером в такой способности, несомненно, является полистиролбетон, однако конструкционные его возможности сильно ограничены в виде не столь высоких показателей прочности.

Методы повышения способности к теплосохранению, расчеты минимальной толщины стены

На два вышерассмотренных показателя можно оказывать воздействие. Если говорить конкретно про изделия, то плотность их и теплопроводность устанавливаются еще в процессе производства, о чем мы и поговорим ниже. Но для начала попробуем рассчитать, какая же толщина должна быть у стены, возведенной из пенобетона, при сохранении высоких характеристик к теплосохранению.

Рассчитываем толщину стены из пеноблока с учетом региона

Для расчета оптимальной толщины стены необходимо знать, так называемый, показатель сопротивления теплоотдаче. Он указан в СНиП и индивидуален для каждого отдельного региона. Усредненное значение равно 3,4, на него мы и будем опираться.

Инструкция – следующая:

• Предположим, что использовать при кладке мы будем блок, плотностью Д500 с коэффициентом теплопроводности 0,17 Вт*мС.
• 3,4*0,17=0,578 м. Именно столько метров должна составлять толщина стены.
• Так как утепление обычно производится, следует отнять значение его теплопроводности применяемого для него материала, и снова перемножить значения.
• Допустим, что теплопроводность утеплителя составляет 0,02 Вт*мС.
• 0,17-0,02=0,15. 0,15*0,34=0,51 м. Это значит, что при планировании утепления, толщина стен может не превышать 50 см. Если утепление сделать более интенсивным, то значение можно уменьшить до укладки одного блока, шириной в 400 мм.

Коэффициенты сопротивления теплоотдаче по регионам

Методы изменения коэффициента теплопроводности будущего материала на стадии производственного цикла

Все показатели будущего материала определяются еще на стадии производства:

• Первым этапом станет составление рецептуры, а, точнее говоря, подбор состава. При начале выпуска производится определение номинального состава, чему предшествует составление специального задания, которое содержит все требования к будущим показателям.
• После разработки замешивается смесь и производится своеобразный тест, по завершении которого, в случае, положительного результата, состав передается на производство. Если же итоги не соответствуют планируемым, то делается корректировка.
• Все данные действия осуществляются, разумеется, при изготовлении материала в заводских условиях.
• При производстве изделий своими руками, все пропорции сырья измеряются вручную, руководствуясь при этом лишь рекомендациями, так как точной рецептуры изготовления пенобетонной смеси не существует.
• Именно поэтому при самостоятельном производстве не всегда удается получить необходимые показатели теплопроводности и плотности.

Варианты составов пенобетона

Обратите внимание! При изготовлении в домашних условиях пенобетона вы сможете значительно сократить бюджет на строительство, цена на блоки однозначно снизится. Единственным минусом являются большие трудозатраты, затраты времени и высокая вероятность несоответствия изделий требованиям ГОСТ.

Что именно влияет на изменение показателей?

1. Тип кремнеземистого компонента;
2. Соотношение цемента в составе: чем его больше, тем выше плотность и коэффициент теплопроводности;
3. Специализированные добавки;
4. Метод твердения материала. При автоклавном способе, как правило, блоки получаются с гораздо лучшим сочетанием обсуждаемых нами показателей, но для домашнего изготовления он недоступен.

Видео в этой статье продемонстрирует основные методы производства пенобетона.

Варианты утепления конструкций, возведенных из пенобетона

А вот повысить способность к теплосохранению стены вполне возможно при помощи утепления конструкции. Вариантов может быть очень много, а мы кратко рассмотрим самые популярные утеплители, используемые застройщиками.

Наиболее распространенные материалы для утепления стен из пенобетона:

Базальтовая (минеральная) вата	Такая вата обладает рядом преимуществ, основные из которых сводятся к следующему: Экологичность изделий; Невысокая масса; Легкость в использовании, отсутствие необходимости привлекать специалистов; Способность к паропроницанию; Долговечность; Приемлемая стоимость продукции; Устойчивость к биологическому воздействию. Минусы: Гигроскопичность; Огнеопасность; Склонность к деформации.
Пенопласт	Не менее распространен среди потребителей. Также обладает рядом достоинств и недостатков. Невысокая цена, высокая скорость монтажа, малый вес и влагоустойчивость – весомые плюсы. К минусам же стоит отнести тот факт, что материал совершенно не дышит, а при возгорании, пенопласт способен выделять вредные вещества.
Напыление пенополиуретаном	В целом, вариант весьма неплохой. Однако при его нанесении без специализированного оборудования не обойтись. Более того, способ утепления этот — достаточно дорогостоящий. Если говорить про теплоизоляцию, то она – на высоком уровне.
Нанесение теплых штукатурок	Самый дорогостоящий вариант. Такие специализированные смеси стоят дорого. Плюсы заключаются в высоких эксплуатационных характеристиках, устойчивости к влаге и негорючести. Сложности могут возникнут при нанесении. Дело в том, что состав крайне быстро схватывается, что требует высокой скорости при проведении работ. Одним словом, без определенных навыков никак не обойтись.

Кратко о колодцевой кладке

Отдельно хотелось бы сказать о методе утепления конструкций посредством метода колодцевой кладки. Она используется исключительно при облицовке здания кирпичом.

• Кирпичная кладка при этом ведется параллельно с основной, а промежуток заполняется сыпучим утеплителем.
• Чаще всего применяется при этом керамзит, однако могут использоваться и другие материалы, такие как: гранулы полистирола, пеноизол, вермикулит, опилки, щебень, шлак и другие.
• Те материалы, которые не подвержены биологическому воздействию, применяются как сухая засыпка. А вот, например, опилки или иные органические материалы, используются совместно с вяжущими в виде легкого бетона с наполнителем.

Как итог, теплоизолирующая способность стены значительно возрастает. Из минусов можно выделить то, что процесс работ достаточно трудоемкий, и требует наличия определенных навыков.

Краткое описание колодцевой кладки

В заключение

Теплопроводность пенобетонных блоков – весьма значимый показатель, он отвечает за способность к теплосохранению, а значит, отчасти определяет расходы на утепление и отопление будущего здания. Для малоэтажного строительства пенобетон подходит практически идеально, ведь его прочностные характеристики вполне достаточны для возведения перегородок и стен — при сохранении пониженного коэффициента теплопроводности.

видео-инструкция по монтажу своими руками, коэффициент, фото

Практически каждый застройщик мечтает о том, чтобы его дом был теплым в холодные зимы, и прохладным – жарким летом. При этом они прибегают к разным ухищрениям для того, чтобы сделать условия проживания комфортными.

Одним из самых популярных материалов стал пенобетон, и очень важным параметров является низкая теплопроводность пеноблоков, из которых строятся новые жилые здания.

Теплопроводность – одна из основных характеристик пеноблоков

Причины применения пеноблоков

Вопросы экономии

Стоимость единицы объема невелика

Цена единицы объема относительно невысока, значит общая стоимость строительства значительно меньше такого же процесса, но с использованием другого материала для строительства. К примеру, использование пеноблоков дает экономию до 20%, по сравнению со строительством дома из кирпича. Характеристики здания, построенного из пеноблоков, ни в чем не уступают кирпичному зданию, а по некоторым параметрам его превосходят. (см. также статью Можно ли построить гараж из пеноблоков своими руками)

Пенобетон обладает практически такой же теплопроводностью, как и натуральная древесина. Теплопроводность кирпича выше почти в три раза, что приводит к дополнительным потерям тепла.

Как показывает практика, чтобы обогреть кирпичное здание, у которого стены имеют толщину в 40 см, требуется тепла почти в три раза больше, чем для здания с такой же толщины пеноблочными стенами. В наши дни, при постоянном росте цен на энергоносители, пенобетон приносит существенную экономию.

Достоинства пенобетона

Скорость кладки – одно из достоинств пеноблоков

1. Сравнивая теплопроводность кирпича и пеноблока, нужно сказать, что теплоизоляционные свойства пенобетонов несколько раз лучше таких же свойств керамического и силикатного кирпича. Поэтому, при одинаковых теплоизоляционных показателях, стены могут иметь гораздо меньшую толщину.
   И значит, увеличивая толщину стен дома пенобетонными блоками, значительно улучшается теплотехника дома. (см. также статью Стена из пеноблоков своими руками – крепкая и надежная конструкция)
2. Пенобетонные блоки обладают гораздо меньшей плотностью, чем кирпич, стены дома гораздо меньше весят, по сравнению с аналогичными – кирпичными. В результате существенно уменьшается нагрузка на фундамент, и значит он может быть сделан более облегченным.
3. Использование лучших теплотехнических свойств пенобетона, существенно уменьшает затраты, связанные с обогревом здания.

Структура пенобетона

Большое количество воздуха в блоках

Своими великолепными качествами пенобетон обязан тому, что он имеет пористую структуру. Более 4/5 объема занимают полые замкнутые ячейки, то есть пенобетонный блок состоит как бы из окружающего нас воздуха.

Эти своеобразные воздушные капсулы отлично изолированы внутри бетона, и изменение температуры происходит очень медленно. Имея такие свойства стена, сложенная из пеноблоков, становится как бы термосом.

Изготовление пеноблоков

Процесс изготовления блоков

При производстве пеноблоков используется пеногенератор и смеситель, в котором под давлением пена перемешивается с раствором цемента. Чтобы ускорить процессы отвердевания, схватывания в раствор добавляются специальные присадки.

На выходе происходит получение ячеистого бетона, вода из которого удаляется естественным путем. Воздушные пузырьки равномерно распределяются по всему объему раствора, в результате чего плотность бетона значительно уменьшается. Кроме легкости пенобетон приобретает высокие характеристики, касающиеся тепло- и звукоизоляции.

Использование в строительстве

Фото дома из пеноблока

Пенобетонные стены возводятся чаще всего из блоков марки Д600, стандартные размеры которых составляют 20х30х60 см. Из пеноблока можно возводить дома до 3-х этажей.

Производство таких блоков позволяет практически идеально соблюдать их геометрию, что облегчает процесс кладки. Также стену можно выкладывать не на раствор, а на специальный клей, и при этом такая стена будет выглядеть ровно и монолитно.

Стены из пенобетона обладают долговечностью, так как этот материал, как и обычный бетон, добавляет в своей прочности с течением времени.

Еще один интересный материал – шлакоблок

Виды шлакоблока

Тепловые характеристики

Выбирая какой-либо строительный материал, нужно отталкиваться от его технических характеристик. И в частном домостроении получает широкое распространение шлакоблок. Одной из причин можно назвать довольно низкую его себестоимость, согласно которой его можно отнести к самым дешевым.

Но не только цена может привлечь внимание, но и его технические параметры, в частности низкая теплопроводность шлакоблока.Эта характеристика одна из самых низких среди всех материалов, использующихся при возведении стен.

Коэффициент теплопроводности шлакоблока лежит в пределах 0,27 – 0,65 Вт/м*К, а у кирпича этот показатель гораздо выше. Но с другой стороны проводимость тепла материалом определяется тем наполнителем, который используется при производстве шлакоблоков.

Если наполнителем служит ракушечник или древесные опилки, то показатели теплопроводности лежат в нижних пределах. В случае использования крупного щебня, то такие блоки будут менее теплыми, и теплопроводность шлакоблоков будет наибольшей. Зато они будут самыми прочными.

Кладка шлакоблока

Инструкция по кладке шлакоблока своими руками:

1. Первый шаг – выставление углов. Делается это так, чтобы наружные стены образовали правильный прямоугольник, лежащий в горизонтальной плоскости. В каждый угол кладется шлакоблок, выравнивается с помощью уровня, натягивается леска или шнур, которые и будут ориентиром для кладки.
2. На гидроизоляцию, расположенную на фундаменте наносится раствор и укладывается первый ряд.
   

   Кладем гидроизоляцию

Внимание: Первый ряд — самый важный, так как определяет то,насколько ровными будут последующие ряды.
Поэтому контроль горизонтальности и вертикальности должен быть очень тщательным.

3. Раствор должен иметь толщину не более 1,5 см, так как это отрицательно скажется на теплоизоляционных свойствах кладки.
4. Кладка каждого последующего блока, производится с помощью резинового молотка, для более плотного расположения материала.

Кладем шлакоблок

5. Выступающий раствор удаляется кельмой, и используется при кладке следующих блоков.
6. Кладка верхних рядов выполняется со строительных лесов.

Совет: Не стоит класть шлакоблок со стремянки.
Она недостаточно устойчива, на ней мало места и ее постоянно придется передвигать.

Вывод

Выбор того или иного материала остается за хозяином стройки, и только он знает все требования, которые предъявляются к стенам. В представленном видео в этой статье Вы найдете дополнительную информацию по этой теме.

Теплопроводность пеноблока

Все строительные материалы оцениваются по ряду важных критериев: например, прочность, цена, экологичность, предположительные сроки эксплуатации и так далее. Одним из ключевых качеств стеновых строительных материалов является теплопроводность. От того какой коэффициент теплопроводности имеет материал зависит, на сколько тепло будет зимой в вашем доме. Если вы ищите альтернативу кирпичу или шлакоблокам и хотите, чтобы теплопроводность материала была более низкой, чем других материалов, то стоит обратить свое внимание на пеноблоки. Все потому, что этот материал обладает множеством прекрасных характеристиками. А теплопроводность пеноблока является одной из самых низких.

Теплопроводность пеноблока в сравнении с другими стойматериалами

Чтобы вы точно убедились в данном факте, приведем примеры теплопроводности некоторых других материалов.

Справка. Теплопрово́дность — способность тел к теплообмену (переносу энергии) от более нагретых частей тела к менее нагретым. В системе СИ единицей измерения коэффициента теплопроводности является Вт/(м·K) (ватт/(метр·Кельвин). В строительстве коэффициент принято обозначать литерой λ. Чем меньше теплопроводность материала, тем лучше энергосберегающие свойства

Теплопроводность силикатного кирпича составляет 0,8-0,9 Вт/м*К, керамический кирпич имеет теплопроводность в 0,8 Вт/м*К,м шлакоблок – 0,65 Вт/м*К. Теперь подошла очередь пеноблока, его теплопроводность составляет 0,2 – 0,4 Вт/м*К. Как видите на данный момент это наилучший материал, который как можно больше сохраняет тепло в помещение.

От чего зависит теплопроводность пеноблока.

В основном на теплопроводность пеноблоков влияет их плотность и прочность. Чем ниже плотность тем выше коэффициент теплопроводности. Пенобетонные блоки по плотности подразделяются на три вида:

• теплоизоляционные — низкая плотность (400 — 500 кг/м.куб) с большим количеством пустот, применяются для теплоизоляции стен;
• конструкционно-теплоизоляционные  — средняя плотность (600 — 700 кг/м.куб), обладают несущей способностью, подходят для возведения несущих стен зданий с небольшой этажностью;
• конструкционные пеноблоки —  высокая плотность (1100 — 1200 кг/м.куб), малое содержание пустот, применяются для возведения несущих стен.

Пеноблоки с плотностью 400 – 500 кг/ м3 имеют самую низкую теплопроводность, поэтому они в основном используются для строительства межкомнатных перегородок и теплоизоляции стен внутри помещения. Пеноблоки с показателями плотности в 1100 – 1200 кг/м3 можно использовать для строительства жилых зданий и других помещений. Их вес и теплопроводность гораздо выше из-за уменьшения размеров пор внутри пеноблока.

Ну, а выбирая пеноблоки всегда помните, что теплопроводность пеноблока зависит от количестве и размеров пор внутри. Чем меньше пор и их размеры не большие, тем лучше будет сохранятся тепло.

Читайте так же:

Теплопроводность пенобетона различной плотности

Приведены таблицы значений теплопроводности пенобетона и других ячеистых строительных материалов различной плотности. Коэффициент теплопроводности рассмотренных пеноматериалов указан при температуре 20…30°С.

Кроме того, в таблицах дано среднее количество ячеек на 1 см² поверхности материала и средний диаметр ячеек. Плотность пенобетона в таблице находится в пределах от 282 до 927 кг/м³. По данным таблицы видно, что плотность пенобетона меньше плотности воды — этот пеноматериал будет плавать на ее поверхности.

Теплопроводность пенобетона зависит от его плотности и среднего диаметра ячеек и может составлять от 0,069 до 0,234 Вт/(м·град). Снижение плотности пенобетона и уменьшение размера ячеек приводит к падению его теплопроводности.

Следует отметить параметры, при которых пенобетон имеет наименьшее значение коэффициента теплопроводности. Из рассмотренных в таблице типов пенобетона минимальной теплопроводностью обладает пенобетон с плотностью 293 кг/м³ и средним диаметром ячеек 0,63 мм. Теплопроводность такого пенобетона составляет 0,069 Вт/(м·град).

Во второй таблице рассмотрена теплопроводность пенистых строительных материалов таких, как пеногипс, пеноангидрид и пенодиатомовый кирпич.

Наименьшей теплопроводностью и плотностью из представленных материалов обладает пенодиатомовый кирпич. Коэффициент теплопроводности этого пеноматериала составляет 0,095…0,108 Вт/(м·град).

Пеногипс и пеноангидрид являются более плотными и теплопроводными. Их теплопроводность находится в диапазоне от 0,142…0,204 Вт/(м·град).

Источник:
Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. М.: Атомиздат, 1967.

Теплопроводность пеноблока

Одной из важнейших характеристик строительных материалов и в том числе характеристик пеноблока, является теплопроводность. Теплопроводность пеноблока — демонстрирует его возможности по передаче тепла. Чем выше коэффициент теплопроводности у строительного материала, тем холоднее будет в вашем доме в зимнее время, стены которого выполнены из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. Важнейшее преимущество пеноблоков заключается в его пористой структуре, благодаря которой теплопроводность пенобетонных блоков является низкой. Но иногда появляется необходимость утеплить дом из пеноблоков.

Для того что бы лучше понять это, сравним теплопроводности различных строительных материалов, наиболее часто используемых для возведения стен:

• Силикатный кирпич — 0,8-0.9 Вт/м*ºK
• Керамический кирпич — 0.8 Вт/м*ºK
• Шлакоблок — 0,65 Вт/м*ºK
• Пеноблок — 0,2 — 0,4 Вт/м*ºK

Судя по вышеприведенным данным, становится ясно, что теплопроводность пеноблока самая низкая из всех приведенных в списке популярных строительных материалов.

Для более понятного объяснения можно сравнить толщину стен обеспечивающих одинаковое сохранение тепла в доме:

Стена из пеноблоков стандартного размера 300 мм в толщину (теплопроводностью 0.2 Вт/м*ºK), будет обеспечивать сохранность тепла в доме, точно так же как и стена из шлакоблоков толщиной в 100 см или стена из керамических кирпичей в 120 см.

Теплопроводность пеноблока изменяется в зависимости от его плотности, а соответсвенно и прочности. Самые легкие, соответственно наименее прочные пеноблоки используются для теплоизоляции стен дома, а так же могут использоваться для строительства межкомнатных перегородок, речь идет про блоки плотность которых 400-500 кг /м3.

Существуют пенобетонные блоки  со значительно более высокой плотностью, 1100-1200 кг /м3, они за счет уменьшения размера пор внутри блока, становятся наиболее прочными, подходят для возведения несущих стен, но они хуже сохраняют тепло, чаще всего такие блоки применяются в качестве строительного материала для возведения стен, 1-2 этажных домов. Побетонные блоки средней плотности, 600-700 кг /м3 так же могут спокойно выдерживать нагрузку от перекрытий и к тому же являются достаточно теплостойкими, что делает их наиболее популярными при строительстве частных домов, коттеджей и таунхаусов.

Важно понимать, что теплопроводность пенобетона зависит от количесва и размера пор внутри. Важным параметром пеноблоков является и точность исполнения пеноблоков, поскольку от этого на прямую зависит размер слоя раствора для кладки пеноблоков. Если из-за неточности изготовления пеноблоков (например если блоки были изготовлены на минизаводе по производству пеноблоков) толщина швов будет увеличиваться от положенных 2-4 мм до 10-12 из-за неровностей, то велика вероятность образования так называемых «мостиков холода», которые приведут к снижению тепла в доме и другим негативным последсвиям.

Метки: Метки Теплопроводность пеноблока

Теплопроводность пенопласта — Большая химическая энциклопедия

Было показано, что теплопроводность пенопласта зависит от толщины (197). Это было приписано граничным эффектам лучистого вклада в теплопередачу. [Pg.414]

Механические свойства при низких скоростях деформации, динамические механические свойства, характеристики восстановления ползучести, тепловое расширение и теплопроводность пен, изготовленных из смесей ПЭНП с ЭВА и блок-сополимером изопрена и стирола, были изучены как функция содержания ПЭНП в смесях.Результаты экспериментов продемонстрировали важные аспекты, связанные с изменением свойств пены путем смешивания. 16 исх. [Pg.66]

Существуют различные модели для расчета теплопроводности вспененных или наполненных пластиков [39,47, 51]. Обычно используется правило смесей, предложенное Кнаппе [39] … [Pg.41]

Кажущаяся теплопроводность пен зависит от объемной плотности вспененного материала, используемого газа … [Pg. 189]

Экспериментальное исследование теплопроводности пен показало [78], что при диаметрах пузырьков более 3–4 мм значительную роль в теплопроводности играет конвекция внутри пузырька.Эти данные описываются соотношением … [Pg.606]

Тепловые свойства. Проводимость грязи. Как указано выше, теплопроводность фенольных пен значительно меняется в зависимости от того, являются они закрытыми или открытыми ячейками. Как правило, теплопроводность пен с закрытыми ячейками на 90% или более находится в диапазоне 0.015 ккал / мч ° C, но если они имеют открытые ячейки, теплопроводность увеличивается до 0,030-0,035 ккал / мч. Если пенопласты имеют закрытые ячейки на 50-80%, их теплопроводность будет промежуточным значением между двумя приведенными выше цифрами. Между тем, теплопроводность пен с 50% или менее закрытыми ячейками будет почти такой же, как у пен с открытыми ячейками. [Стр.209]

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПЕНОПОЛИСТИРОЛА В ОБЛАСТИ ПЕРЕХОДНОЙ ТОЧКИ ВТОРОГО ПОРЯДКА. [Pg.183]

Теплопроводность пен, расширенных с помощью CO2, быстро изменяется из-за диффузии газов в ячейки и CO2 из них.Проницаемость ПУ для различных газов показана в Таблице I. Расширение пены фторуглеродом, таким как трихлорфторметан (CCI3F) или дихлордифторметан (CCI2F2)> снижает теплопроводность пены. Фторуглерод также … [Pg.173]

Пены представляют собой особенно важный класс многофазных полимерных систем, и их характеристики теплопроводности интересны и сложны. Как видно из таблиц 1 и 6, теплопроводность пен может быть очень низкой, в некоторых случаях значительно ниже, чем у воздуха. [Pg.1181]

Чтобы сравнить теплопроводность образцов пенопласта, можно просто сравнить время, необходимое для данного повышения температуры.В нашем эксперименте горячая пластина при температуре 54 ° C касалась дна образца пены. Начальная температура верхней части образца пены была комнатной. Две термопары … [Pg.2249]

Для измерения теплопроводности образец C и образец пенополистирола из сосны были измерены описанным выше методом. Было обнаружено, что для повышения температуры с 33,2 до 34,5 ° C для чистого PS sanple потребовалось 33 минуты и 40 минут для образца C. Это указывает на то, что с добавлением активированного угля теплопроводность образцов пены уменьшается.Дальнейшие эксперименты с измерителем теплового потока (FOX 200, LaserComp) будут проведены для изучения влияния активированного угля и влаги. [Pg.2250]

Поскольку поры в аэрогеле сравнимы со средней длиной свободного пробега молекул в условиях окружающей среды (около 70 нм) или меньше ее, газовая теплопроводность внутри них является малоэффективной. В сочетании с тем, что такая проводимость подавляется из-за низкой плотности, аэрогель SiUca имеет типичную теплопроводность 0,015 Вт / (м-К) без вакуумирования.Это значение, по крайней мере, на порядок ниже, чем у обычного стекла, и значительно ниже, чем у пенополиуретана, полученного вспениванием CFC (хлорфторуглерод) (54). [Стр.6]

Теплопроводность. Доступно больше информации о теплопроводности и структурных переменных ячеистых полимеров, чем о любом другом свойстве. В нескольких статьях обсуждалась связь теплопроводности гетерогенных материалов в целом (187,188) и пенопласта в частности (132,143,151,189–191) с характеристическими структурными переменными систем.[Pg.414]

В качестве хорошего первого приближения (187) теплопроводность пен с низкой плотностью через твердую и газовую фазы можно выразить как произведение теплопроводности каждой фазы на ее объемную долю. Большинство жестких полимеров имеют теплопроводность 0,07-0,28 Вт / (мК), а соответствующая проводимость через твердую фазу пены 32 кг / м (2 фунта / фут) (3 об.%) Находится в диапазоне 0,003-0,009 Вт / (мК). . В большинстве ячеистых полимеров это значение определяется в первую очередь плотностью пены и составом полимерной фазы.Меньшие вариации могут быть результатом изменений клеточной структуры. [Pg.414]

Теплопроводность большинства материалов уменьшается с температурой. Когда на структуру пены и состав газа не влияет температура, k ячеистого материала уменьшается с понижением температуры. Когда состав газовой фазы может измениться (например, конденсация пара), тогда зависимость k от температуры намного сложнее (143,191,198). [Pg.414]

Теплопроводность ячеистого полимера может измениться при старении в условиях окружающей среды, если такое старение влияет на состав газа.Такой случай подтверждается, когда кислород или азот диффундируют в пенополиуретаны, которые изначально содержат только фторуглеродный вспениватель в ячейках (32,130,143,190,191,198-201). [Pg.414]

J. Isberg, Теплопроводность пенополиуретана, Технологический университет Чалмерса, Гетеборг, Швеция, 1988. [Pg.337]

Пенополистирол толщиной 2,54 см с теплопроводностью около 0,03 Вт / (м · К) (0,21 (британских тепловых единиц) / (фут-бар · ° F)) эквивалентно 61 см гравия. Эффективна любая синтетическая пена, имеющая достаточно высокую прочность на сжатие и достаточно низкую теплопроводность.Тем не менее, устойчивость пенопласта к воздействию воды, морозов и микроорганизмов в дерне делает их особенно желательными. Интересным и важным приложением этой концепции было использование пенополистирола при строительстве трубопровода на Аляске. В данном случае пену использовали для защиты от вечной мерзлоты. [Pg.527]

За исключением случаев, когда пена окружена оболочкой из относительно непроницаемого материала, можно было бы ожидать, что выдуваемый газ будет диффундировать и заменяться воздухом, и что теплопроводность пен будет увеличиваться, пока они не приблизятся такой же плотности пенополистирола.В то время как это … [Pg.802]

Другими основными тепловыми свойствами пластмасс, которые имеют отношение к конструкции, являются теплопроводность и коэффициент теплового расширения. По сравнению с большинством материалов, пластмассы имеют очень низкие значения теплопроводности, особенно если они вспенены. На рис. 1.10 показано сравнение теплопроводности некоторых металлов, пластмасс и строительных материалов. В отличие от их низкой проводимости, пластмассы имеют высокие коэффициенты расширения по сравнению с металлами.Это проиллюстрировано на рис. 1.11, а таблица 1.8 дает более полную информацию о тепловых свойствах пластмасс и металлов. [Стр.32]

Секции стенок из пенопласта толще, чем из твердого материала. Следовательно, можно ожидать увеличения продолжительности цикла из-за толщины стенок и низкой теплопроводности ячеистого материала. Однако, в отличие от этого, давление впрыска при формовании пенопласта низкое по сравнению с обычным литьем под давлением. Это означает, что требуется меньшее усилие зажима на единицу площади формования, а затраты на пресс-форму меньше, поскольку могут использоваться материалы пресс-формы меньшей прочности.[Стр.298]

Было исследовано влияние смешивания ПЭНП с ЭВА или блок-сополимером стирол-изопрен (178). Свойства (коэффициент теплового расширения. Модуль Юнга, теплопроводность) вспененных смесей обычно лежат в пределах границ вспененных компонентов, хотя взаимосвязь между свойством и содержанием смеси не всегда линейна. Причины должны быть в микроструктуре: большинство пар полимеров несовместимы, но некоторые пары, такие как ПС / полифениленоксид (ППО), смешиваются.В несмешивающихся смесях основная фаза имеет тенденцию быть непрерывной, но форма второстепенной фазы может изменяться. Смеси этилен-октенового сополимера этилена и октена, катализируемые металлоценом, имеют различную морфологию в зависимости от содержания этиленвинилацетата (5). При 25% EVA фаза EVA проявляется в виде мелких сферических включений в матрице LDPE. Результаты этих экспериментов с полимерными пленками применимы к пенам, изготовленным из тех же полимеров. [Pg.4]

Journal of Cellular Plastics 37, No. 1, Jan. 2001, p.21-42 ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ БЛОКА ПОЛИЭТИЛЕНОВОГО ПЕНА, ПОЛУЧЕННОГО В ПРОЦЕССЕ ФОРМОВАНИЯ СЖАТИЕМ Martinez-Diez JA Rodriguez-Perez MA De Saja JA Аркос и Рабаго Л.О. Альманза О.А… [Pg.40]

Листы вспененного полиэтилена низкой плотности толщиной 10 мм были вырезаны из блока, полученного методом компрессионного формования, и определены их теплопроводности в диапазоне температур от 24 до 50 ° C. Была проанализирована эволюция свойств вдоль блока, и структура ячеек, кажущийся средний диаметр ячеек, анизотропия, средняя толщина стенок ячеек и относительная доля полимера были определены с использованием количественного анализа изображений и ранее описанной модели, используемой для прогнозирования теплопроводности пен. .30 исх. [Pg.40]

Была измерена теплопроводность секции коммерчески производимого канала из вспененного полиэтилена высокой плотности. Стены состояли из пенопласта толщиной 6,4 мм с обшивкой толщиной 1,6 мм с каждой стороны. Каркасы были обработаны с внешней поверхности канала, так что тепловой поток по всей толщине стержня сердечника удерживает один поверхностный слой, и все сечение … [Pg.42]

Исследование проводилось на бетоне, содержащем до до 30% отходов пенополиэтилена для оптимизации теплопроводности бетона.Аморфный агрегат золошлаковых отходов использовался для снижения теплопроводности бетона. 5 исх. [Стр.53]

Была произведена серия пенополиолефинов низкой плотности, которые были изучены с точки зрения их теплопроводности, ячеистой структуры и морфологии полимерной матрицы. Для прогнозирования теплопроводности определенного материала представлено математическое уравнение. 26 исх. [Стр.59]

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ПЕН, ИЗГОТОВЛЕННЫХ С ПОМОЩЬЮ АЗОТНОГО РАСТВОРА… [Стр.60]

.

Эффективная теплопроводность пенополиуретана с открытыми порами на основе теории фракталов

На основе теории фракталов проиллюстрирована геометрическая структура внутри пенополиуретана с открытыми порами, который широко используется в качестве адиабатического материала. Создана упрощенная клеточная фрактальная модель. В модели описана методика расчета эквивалентной теплопроводности пористой пены и вычислена фрактальная размерность. Выводятся математические формулы для фрактальной эквивалентной теплопроводности в сочетании с газом и твердой фазой, для эквивалентной теплопроводности теплового излучения и для полной теплопроводности.Однако общий эффективный тепловой поток складывается из теплопроводности твердой фазы и газа в порах, излучения и конвекции между газом и твердой фазой. Получено фрактальное математическое уравнение эффективной теплопроводности с учетом фрактальной размерности и вакансионной пористости в теле ячейки. Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными, разница составляет менее 5%. Обобщены основные влияющие факторы. Исследования полезны для улучшения адиабатических характеристик пеноматериалов и разработки новых материалов.

1. Введение

Благодаря выдающимся адиабатическим характеристикам пенополиуретан с открытыми порами, с малой плотностью и низкой теплопроводностью (0,018 ~ 0,032200 Вт / (м · К)), применяется в различных областях, таких как строительство, холодильные камеры хранения продуктов. , и рефрижераторные перевозки грузов с целью сохранения тепла. Неправильная геометрическая конструкция пенополиуретана с открытыми ячейками делает его нестандартным по физическим свойствам. И это затрудняет теоретические исследования, особенно в отношении точных тепловых характеристик.На самом деле, теплопроводность адиабатических материалов можно измерить с помощью пластинчатого термозащитного устройства, но это неудобно для научных исследований и разработки пенополиуретана. Анализ и оценка эффективной теплопроводности пористой среды в течение длительного времени представляли собой масштабный исследовательский проект для теплофизической инженерии и гилологии [1]. Хотя в качестве исследовательского проекта для расчета теплопроводности используется пенопластовый материал пористой среды, он всегда считается соединительной виртуальной средой в крупномасштабном пространстве, то есть «средним объемом» в геометрическом распределении.Уитакер [2, 3] и Уитакер и Чоу [4] использовали метод виртуального «среднего объема» для описания процедуры тепломассопереноса внутри пористой среды. Считалось, что пористая среда объединена с твердофазным материалом, жидкостью и газом. Газовая фаза содержит сухой воздух и пар. Предположили, что все фазы в пористой среде представляют собой тепловые балансы, а размеры пор соответствуют «среднему объему» — дюжине переменных, входящих в математическую формулу. Yu et al.[5, 6] также экспериментально исследовали их физическую модель связи и диффузии и вывели соответствующую математическую формулу.

В настоящее время существует два основных метода оценки теплопроводности материалов пористых сред. Первый заключается в том, что теплопроводность освещается как сложные математические функции пропорцией пор и параметрами микроструктуры. Лагард [7] вывел эквивалентную эффективную функцию теплопроводности для насыщенных пористых материалов.Эквивалентная эффективная теплопроводность получается из

где — теплопроводность жидкой фазы (), а — теплопроводность твердой фазы ().

Здесь было высказано предположение, что тепловые потоки через флюид в поре и через твердую фазу пористого тела индивидуальны и происходят одновременно. Однако передача тепла также происходила между жидкой фазой и твердой фазой одновременно. Таким образом, реальная модель была более сложной, чем выражение в (1).Итак, Уильямс и Доу [8] разработали функцию следующим образом:

.