Теплотехнические свойства строительных материалов

Строительные материалы обладают рядом свойств, знание которых необходимо для теплотехнических расчетов. Точность теплотехнических расчетов в значительной степени зависит от правильного выбора значений теплотехнических показателей строительных материалов.

Подавляющее большинство строительных материалов – пористые тела. Пористость определяет процентное содержание пор в материале и выражается процентным отношением объема пор к общему объему материала.

Плотность зависит от пористости материала, а для сыпучих материалов – еще и от степени их уплотнения. Плотность материалов имеет большое значение в строительной теплотехнике, как свойство материала, дающее возможность приблизительно оценить его теплопроводность.

Для строительных материалов плотность изменяется от 2800 кг ∕ м³ (гранит, гнейс и базальт) до 15 кг ∕ м³ (плиты пенополистирольные).

Теплоемкость - это свойство материалов поглощать тепло при увеличении температуры. Показателем теплоемкости является удельная теплоемкость материала с. Удельная теплоемкость показывает количество тепла (кДж), которое необходимо сообщить 1 кг данного материала, чтобы повысить температуру всей его массы на 1˚. Удельная теплоемкость имеет размерность с, кДж∕(кг∙˚С).

Для строительных материаловудельная теплоемкость изменяется в пределах с=0,84 кДж∕(кг∙˚С) для железобетона до с=2,3 кДж∕(кг∙˚С) для древесины.

Теплопроводность есть способность материала в той или иной степени проводить тепло через свою массу. Степень теплопроводности материала характеризуется величиной его коэффициента теплопроводности λ, Вт ∕ (м∙˚С). Коэффициент теплопроводности показывает количество тепла (кДж), которое будет проходить за 1 час через 1 м² плоской стенки толщиной 1 м при разности температур на ее поверхностях, равной 1˚.

Коэффициенты теплопроводности строительных материалов изменяются в пределах λ=0,029 Вт ∕ (м∙˚С) для пенополиуретана до λ=3,49 Вт ∕ (м∙˚С). Металлы имеют еще большие величины коэффициента теплопроводности: для стали λ=58 Вт ∕ (м∙˚С), для алюминия λ=221 Вт ∕ (м∙˚С).

Величина коэффициента теплопроводности для одного и того же материала не является величиной постоянной, она изменятся в зависимости от его плотности.

Значения теплотехнических показателей строительных материалов приведены в обязательном приложении А ТКП 45-2.04-43-2006.

Коэффициент теплоотдачи α – количество тепла, которым обменивается среда и 1 м² поверхности твердого тела при разности температур между ними в один градус за единицу времени (Вт ∕ (м²˚С)). Сложная величина, учитывающая факторы, обуславливающие протекание конвективного теплообмена, и характеризующая интенсивность переноса тепла.

Термическое сопротивление R – определяет интенсивность падения температуры в стенке ((м²˚С)/Вт).

Теплоустойчивость – это свойство ограждения сохранять относительное постоянство температуры при периодических изменениях тепловых воздействий на его поверхностях.