Теплопроводность лямбда д что это
Опубликовано: 04.05.2024
Если статья с таким названием появляется на сайте какой-либо компании, то можно с большой степенью вероятности утверждать, что компания имеет отношение к строительству, а речь ,скорее всего, пойдет о теплопроводности теплоизоляционных материалов. Точнее о коэффициенте теплопроводности.
Нет другой такой характеристики теплоизоляционных материалов, которая так прочно связана со своим обозначением – λ (ля́мбда, греч. λάμδα, λάμβδα) — 11-я буква греческого алфавита. Эта характеристика равна количеству теплоты, проходящему через однородный образец материала единичной длины и единичной площади за единицу времени при единичной разнице температур (1 К). В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения коэффициента теплопроводности является Вт/(м·K).
Все интересуются плотностью теплоизоляции, но никто не спрашивает: «Какая гамма(ϒ) или ро(ρ)?». Все так и спрашивают: «У ПЕНОПЛЭКСА КРОВЛЯ какая плотность?». А если интересует коэффициент теплопроводности, то можно спросить: «У ВЕНТИ БАТТС ОПТИМА какая лямбда?». И всем всё понятно. Или не всё и не всем. Почему? Дело в том, что у всякого «уважающего себя» теплоизоляционного материала есть (должно быть) несколько разных коэффициентов теплопроводности.
Немного физики. Распространение теплоты (тепловой энергии) в природе происходит посредством трех процессов: теплопроводности, конвекции и теплового излучения.
Процесс теплопроводности в чистом виде имеет место лишь в твердых телах. Процесс конвекции происходит в текучих средах при перемещении объёмов жидкости или газа в пространстве. Соответственно и описываются они разными уравнениями на основании разных законов физики. Но есть и общая закономерность – теплопроводность зависит от температуры.
Вернемся к теплоизоляционным строительным материалам, которые, как правило, имеют пористую или волокнистую структуру. Поэтому они не вполне твердые тела, а некие композиционные материалы, включающие в себя воздушную (газовую) составляющую с разной степенью влажности, вплоть до появления жидкой фазы. Применение уравнений теплопроводности к таким материалам является достаточно условным. Условной также является величина коэффициента теплопроводности такого материала. Эта величина имеет смысл коэффициента теплопроводности некоторого однородного тела, через которое при одинаковых форме, размерах и температурах на границах проходит тоже количество тепла, что и через данное пористое (волокнистое) тело.
Следует также отметить, что теплоизоляционные материалы – это промышленная продукция, производимая из разного сырья по различным технологиям на разном оборудовании. Поэтому величина коэффициента теплопроводности для каждого конкретного теплоизоляционного материала может быть определена только опытным путем при определенной температуре и влажности. Для того, чтобы сравнивать значения коэффициентов теплопроводности различных материалов их надо измерять при одинаковых условиях.
По европейским стандартам определяется λ10 – коэффициент теплопроводности в сухом состоянии при температуре 10°С (283°К). По-видимому эта температура выбрана потому, что при температуре окружающей среды в 10°С возникает необходимость отапливать дома, а, следовательно, и сберегать тепло. Надо отметить, что с падением температуры окружающей среды коэффициент теплопроводности (например λ-5 ) будет уменьшаться (улучшаться с точки зрения теплоизолирующей способности материала) при одинаковой влажности. Можно сказать, что λ10 – это «наихудший» коэффициент теплопроводности. Станет холоднее и теплоизоляция «заработает» лучше.
Согласно требованиям нормативных документов Российской Федерации определяется λ25 – коэффициент теплопроводности в сухом состоянии при температуре 25°С (298°К). Эта величина еще более «строгая» по отношению к теплоизоляционным материалам – в реальности они «работают», то есть сберегают тепло при температурах гораздо ниже 25°С.
Учитывая общую глобализацию, взаимопроникновение капиталов и технологий, активную внешнюю торговлю, производители теплоизоляции указывают, как правило, оба коэффициента: λ10 и λ25, что позволяет оценить «устойчивость» теплоизоляционного материала к изменению температуры. Как правило, чем материал менее плотный, тем разница между λ10 и λ25 больше. Но оба эти коэффициента теплопроводности, по сути, лишь характеристики теплоизоляционных материалов, произведенных на заводе, упакованных в пачки и сложенных на складе.
Для теплотехнического расчета необходима величина расчетного значения коэффициента теплопроводности при условиях эксплуатации А и Б по СП 50.13330.2012 «Строительная климатология» - λА и λБ. Эти значения определяются при 25°С (298°К) и при разном расчетном массовым отношением влаги в материале. Для минеральной ваты это 2% и 5% соответственно. Для других материалов массовое отношение влаги может быть иным. СП «Строительная климатология» рекомендует большинства территорий условия эксплуатации Б. Поэтому, когда мы спрашиваем: «Какая лямбда у ФАСАД БАТТС ЭКСТРА?», в абсолютном большинстве случаев нас интересует именно λБ. Здесь пока шла речь о теплоизоляционных материалах, эксплуатируемых в природных условиях, так называемой, строительной теплоизоляции.
Отдельно надо сказать о теплоизоляционных материалах, работающих при повышенных или пониженных температурах. Это, так называемая, техническая изоляция, используемая для поддержания необходимой температуры при различных технологических процессах. Так, например, для навивных минераловатных цилиндров, предназначенных для теплоизоляции горячих трубопроводов, определяются коэффициенты теплопроводности при температурах до 350°С. Они так и обозначаются: λ100, λ125, …, λ300, λ350. Для других видов технической изоляции определяются свои коэффициенты теплопроводности в зависимости от назначения и условий применения.
Таким образом, необходимое расчетное значение коэффициента теплопроводности λнеобходимое определяется назначением и условиями эксплуатации и является обязательной технической характеристикой теплоизоляционного материала.
При выборе качественного теплоизоляционного материала потребитель должен принимать во внимание целый ряд параметров, среди которых неизменно присутствует показатель теплопроводности. Высокой или низкой должна быть теплопроводность, что такое «лямбда», на какие показатели теплопроводности ориентироваться – ответы на эти и другие самые распространенные вопросы, возникающие при покупке утеплителя, вы найдете в данной статье.
Слово «теплопроводность» или еще более запутанное «лямбда» знакомо каждому школьнику из курса физики за восьмой класс. Однако со временем информация, которой мы не пользуемся, забывается. Попробуем освежить в памяти эти несложные и очень полезные знания.
Теплопроводность, как уже было сказано выше, — одно из ключевых понятий в современном строительстве, особенно когда речь заходит о теплоизоляционных материалах. От теплопроводности зависит толщина вашей стены или кровли, вес всего дома, а следовательно, и прочность (несущая способность) фундамента, долговечность конструкций и многое другое.
Современное определение теплопроводности – понятие комплексное. И состоит из нескольких составных частей, отвечающих за перенос тепла ( теплообмен ).
На первый взгляд формула кажется пугающей, но на самом деле все просто.
Суммарная или итоговая теплопроводность состоит из теплопроводности за счет конвекции, теплопроводности твердой и газообразной фазы, а также теплопроводности, учитывающей теплообмен за счет излучения.
Запутались еще сильнее? Тогда по порядку. Разберем каждый элемент этой формулы более подробно.
Теплообмен (или теплопередача ) – это способ изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом.
Теплопередача всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.
Из курса физики нам известно, что теплообмен включает в себя три вида передачи тепла: теплопроводность, конвекцию и излучение.
Теплопроводность — явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их
непосредственном контакте.
Если вы опустите ложку в стакан с горячим напитком, нагреется не только та часть ложки, которая погружена в жидкость, но и та ее часть, которая находится над водой.
Теплопроводность различных веществ неодинакова, она может быть плохой (низкой) и хорошей (высокой). Хорошая теплопроводность у металлов. Плохая — у шерсти, дерева и пластиков. Самым плохим проводником тепла является вакуум.
Для примера вспомните кухонную посуду: кастрюли и сковородки. Вы вряд ли станете снимать металлическую кастрюлю, полную вкусного супа, с горячей плиты голыми руками, потому что существует реальная опасность обжечь руки. Вместо этого вы используете кухонное полотенце, силиконовые или тряпичные прихватки, то есть те материалы, которые плохо проводят тепло.
Именно поэтому «правильные» кастрюли и сковородки снабжены пластмассовыми или деревянными ручками, плохо проводящими тепло. Вспомнить хотя бы старую бабушкину сковородку с деревянной ручкой: сковородка горячая, а за ручку схватиться можно безо всяких прихваток.
Как объясняется это явление? Рассмотрим на примере нагревания металлического стержня (или ложки из примера со стаканом).
В металле, как и во всех твердых телах, молекулы совершают колебательные движения около некоторых положений равновесия. Скорость колебательного движения молекул металла при нагревании увеличивается в той части, которая ближе расположена к пламени или источнику тепла. Эти молекулы, взаимодействуя с соседними молекулами, передают им часть своей энергии. В результате чего повышается температура отрезка стержня. Затем увеличивается скорость колебательного движения молекул в следующих отрезках стержня и так далее, до тех пор, пока не прогреется весь стержень. Именно поэтому вакуум обладает самой плохой теплопроводностью: в нем практически отсутствуют молекулы, которые бы передавали энергию друг другу. Важно отметить, что сами молекулы, передавая кинетическую энергию, не меняют свое местоположение, то есть само вещество не перемещается.
С первым понятием разобрались, посмотрим, что же дальше.
Следующая составляющая теплопроводности – это конвекция . У многих из вас на слуху такой прибор, как «конвектор». А вот почему он так называется, наверное, знает далеко не каждый. Хотя логично предположить, что название свое он получил за принцип работы – конвекцию.
Из курса физики следует, что конвекция — это перенос энергии струями жидкости или газа. Если в случае с теплопроводностью при теплообмене происходит перенос энергии, то при конвекции происходит перенос именно вещества.
Конвекторы (как и любые другие отопительные приборы) нагревают окружающий воздух, вследствие чего температура в комнате повышается и вам становится тепло. При этом струи теплого воздуха поднимаются вверх, а струи холодного опускаются вниз. Аналогично происходит процесс нагревания воды в чайнике: горячая вода поднимается, а холодная опускается на ее место. Этот же принцип заложен в отопительной системе для обогрева домов.
Различают два вида конвекции: естественная и вынужденная.
Нагревание воздуха в комнате солнечными лучами – это пример естественной конвекции. А вот если воздух нагревается тепловым вентилятором, то это уже вынужденная конвекция. Вентилятор заставляет воздух в комнате двигаться, при этом нагревая его до необходимой температуры. В качестве других примеров конвекции можно привести холодные и теплые морские течения, а также образование и движение облаков и ветров.
Переходим к следующей составляющей: излучение (лучистый теплообмен).
Излучение – это способ переноса энергии от одного тела к другому в виде электромагнитных волн. Как правило, это инфракрасное (IR) излучение. Этот принцип заложен еще в одном уникальном приборе – инфракрасном обогревателе.
Принцип его работы построен на том, что любое нагретое тело является источником излучения. Самый впечатляющий пример – Солнце. Пример поменьше – костер, распространяющий тепло на достаточно большое расстояние. В случае с обогревателем окружающие предметы нагреваются за счет электромагнитного излучения и в комнате становится тепло.
Этот вид теплообмена отличается тем, что может происходить и в вакууме. Ведь солнечная энергия как-то доходит до Земли.
Примечательно, что темные тела лучше поглощают и отдают энергию. Если необходимо максимально нагреть материал, его окрашивают в черный цвет. В качестве примера можно привести солнечные коллекторы (водонагреватели), которые устанавливаются на крышах домов. Эти устройства позволяют собирать тепло от солнца и нагревать теплоноситель, который затем передает тепло внутрь дома для обогрева помещений или нагрева воды.
Хуже всего поглощают энергию светлые материалы или материалы с отражающей способностью. Способность светлых тел хорошо отражать лучистую энергию учитывают в самых разных сферах: при строительстве самолетов, при возведении высотных зданий в жарких странах, даже при выборе цвета одежды в теплое время года. На окнах часто применяют металлизированные пленки, которые частично отражают солнечное тепло и спасают помещение от перегрева.
С базовыми принципами разобрались. Пришло время вернуться к нашей формуле.
Её разбор проведем на примере теплоизоляционного материала из пенополиизоцианурата (ПИР/PIR) — LOGICPIR
LOGICPIR – это инновационный утеплитель, обладающий уникальными показателями теплопроводности – всего 0,021 Вт/м*К, позволяющий добиться максимальной экономии пространства при минимальной толщине теплоизоляции. Кроме того, PIR-плиты не впитывают влагу, тем самым предотвращая образование конденсата и надежно защищая ваш дом от появления плесенных грибов, клещей и бактерий, представляющих опасность для здоровья. LOGICPIR относится к новому поколению полиуретанов, окружающих нас повсеместно: начиная от деталей интерьера автомобилей, матрацев и обуви и заканчивая медициной, где самая поразительная сфера их применения – изготовление протезов для сердечно-сосудистой системы. Стоит ли говорить, что материал экологически безопасен, что подтверждено целым рядом сертификатов и заключений.
Итак, вернемся к теплопроводности.
Структурная и газовая теплопроводность – это теплопроводность компонентов, из которых состоит материал, а именно:
- твердой фазы – теплопроводности полимерного каркаса с множеством ячеек с очень тонкими, но прочными стенками;
- газообразной фазы – теплопроводность газа, который находится в ячейках.
Если сравнивать теплоизоляцию PIR с пеностеклом или пенобетоном, то по структуре эти материалы схожи. Все они ячеистые и наполнены газом. Однако теплопроводности этих материалов будут отличаться.
Стекло и бетон, в отличие от пластиков, проводят тепло интенсивнее, соответственно, пеностекло и пенобетон обладают большей теплопроводностью и их показатели в качестве теплоизоляторов несколько хуже. Даже полимеры отличаются друг от друга теплопроводностью.
Как было сказано ранее, представленные материалы ячеистые и в каждом находятся какие-то газы. В пеностекле и пенобетоне это, как правило, окружающий воздух, в PIR – инертные газы. Хуже всего тепло проводят инертные газы, содержание молекул в 1 м3 очень маленькое, расстояние между молекулами очень большое, поэтому передать энергию между молекулами довольно сложно. Намного лучше тепло проводит воздух, поскольку он состоит из смеси разных газов, молекул очень много и все они друг с другом взаимодействуют.
Конвекционную составляющую у мелкоячеистой теплоизоляции обычно не рассматривают, поскольку размер ячеек теплоизоляции PIR ничтожно мал (меньше 1мм) и газ в этих ячейках неподвижен.
Последняя составляющая – излучение . Снизить ее влияние можно за счет применения дополнительных материалов, способных отражать тепловой поток. Для этого можно окрасить материал, скажем, в белый цвет. В случае с теплоизоляционными плитами PIR за отражение тепла отвечает фольга, которая покрывает материал с обеих сторон. Помимо функции отражения тепла фольга также несет защитную функцию с точки зрения утечки вспенивающего газа. По своим свойствам фольга является практически идеальным пароизоляционным материалом, а значит, способна задерживать миграции газов во внешнюю среду из ячеек теплоизоляции.
В процессе эксплуатации легкие инертные газы замещаются на более тяжелый окружающий воздух с хорошей теплопроводностью. Это происходит у всех пористых материалов за счет диффузных процессов.
Рассмотрим в качестве примера обычный воздушный шарик, наполненный гелием, который можно сравнить с одной ячейкой вспененной теплоизоляции. Новый шарик все время стремится улететь высоко в небо. Если утром он еще висел под потолком, то со временем он постепенно опустится и будет висеть в центре комнаты, а еще через несколько часов лежать на полу. Т.е. все это время газ за счет диффузии медленно выходит из шарика, и тот теряет свою «летучесть».
Так же и с теплоизоляцией. «Шарики» (ячейки), которые ближе всего расположены к границе с окружающим воздухом постепенно изменяют свой газовый состав. Однако те «шарики», которые находятся глубоко в материале, делают это очень медленно или не делают вовсе, поскольку инертному газу очень сложно пройти огромное количество стенок соседних «шариков» и вырваться наружу.
Кроме того, поверхность теплоизоляции покрыта фольгой, препятствующей выходу газа, соответственно, теплопроводность материала (ее газовая составляющая) сохраняется.
Итоговую формулу теплопроводности PIR можно записать в виде:
Подведем итог. Теплоизоляция – это очень важный показатель. От нее зависит, насколько теплым будет ваш дом. У наиболее эффективной теплоизоляции все ее составляющие () должны быть как можно ниже. У современной изоляции на примере LOGICPIR это достигается за счет применения инертных газов, полимеров и специальных покрытий, отражающих тепловой поток. Уверены, что теперь вы не только сможете безошибочно выбрать теплоизоляционный материал, отвечающий самым высоким требованиям, но и поможете своим детям сдать физику на высший балл.
Теплопроводность строительных материалов стала популярной темой в последние годы. Это связано с тем, что люди стали чаще задумываться о том, как сэкономить на отоплении дома зимой, либо сделать их более экологичными (если они отапливаются на угле, мазуте или другом неэкологичном топливе).
Коэффициент теплопроводности Лямбда. Что это такое?
Чем ниже значение коэффициента λ (лямбда), тем меньше проводимость материала и, следовательно, он лучше изолирован от тепловых потерь. Это означает, что при одинаковых условиях больше тепла будет проходить через вещество с большей теплопроводностью.
Как же высчитывается этот коэффициент? Согласно второму закону термодинамики, тепло всегда уходит в область более низкой температуры. Для тела в форме теплопроводного кубоида в стационарных условиях количество передаваемого тепла зависит от вещества, пропорционально поперечному сечению тела, разности температур и времени теплопередачи.
Таким образом формула расчет будет выглядеть так:
От чего зависит теплопроводность?
Итак, как мы уже убедились, коэффициент теплопроводности λ (лямбда) характеризует интенсивность теплопередачи через конкретный материал.
Значения теплопроводности для различных материалов
Сравнить, насколько тот или иной материал может пропускать тепло, вы можете воспользовавшись данной таблицей:
Теплопроводность [Вт / (м · К)]
Войлок, маты и плиты из минеральной ваты
Н ержавеющая сталь
Применение коэффициента теплопроводности в строительстве
В настоящее время производители теплоизоляционных материалов (пенополистирол, графитовые плиты или минеральная вата) стремятся минимизировать толщину изделия за счет уменьшения коэффициента λ (лямбда), например, для полистирола он составляет 0,032-0,045 по сравнению с 0,15-1,31 у кирпича.
Что касается строительных материалов, то при их производстве коэффициент теплопроводности не имеет столь большого значения, однако в последние годы наблюдается тенденция к производству строительных материалов с низким показателем λ (например, керамических блоков, структурных изоляционных панелей, блоков из ячеистого бетона). Такие материалы позволяют построить однослойную стену (без утеплителя) или с минимально возможной толщиной утеплительного слоя.
Важно: коэффициент теплопроводности лямбда зависит от плотности материала, поэтому при покупке, к примеру, пенополистирола, обратите внимание на вес продукта. Если вес слишком мал, значит плиты не имеют заявленной теплоизоляции. Добавим, что производитель обязан указывать заявленное значение коэффициента теплопроводности на каждой упаковке.
Какой же строительный материал самый теплый?
В настоящее время это пенополиуретан (ППУ) и его производные, а также минеральная (базальтовая, каменная) вата. Они уже зарекомендовали себя как эффективные теплоизоляторы и сегодня широко применяются в утеплении домов.
Для наглядности о том, насколько эффективны эти материалы, покажем вам следующую иллюстрацию. На ней отображено какой толщины материала достаточно, чтобы удерживать тепло в стене дома:
Разница между теплопроводностью и теплопередачей
Помимо коэффициента теплопроводности Лямбда существует также коэффициент теплопередачи U . Они звучат похоже, но обозначают совершенно разные вещи.
Если вам интересно получить больше информации на эту тему, а также узнать: какими материалами лучше всего утеплить ваш дом, в чем отличия между разными типами утеплителей, мы советуем прочитать эту статью.
Была ли эта статья для вас полезной? Пожалуйста, поделитесь ею в соцсетях:
Не забудьте добавить сайт Недвио в Закладки. Рассказываем о строительстве, ремонте, загородной недвижимости интересно, с пользой и понятным языком.
Существует огромное количество технических характеристик утеплителей, включая специфические для каждого отдельно взятого вида. Мы останавливается на самых значимых с эксплуатационной точки зрения.
Теплопроводность
Теплопроводность - способность материала проводить тепло. Обозначается греческой буквой «лямбда» (λ). Единицей измерения коэффициента теплопроводности является Вт/(м·K). Чем ниже теплопроводность утеплителя, тем он эффективнее, у более «холодного» утеплителя теплопроводность будет выше.
Различают следующие разновидности коэффициента теплопроводности:
- λ10 - теплопроводность сухого материала при 10°C;
- λ25 - теплопроводность сухого материала при 25°C;
- λА - теплопроводность материала при 25°C и влажности 2%;
- λБ - теплопроводность материала при 25°C и влажности 5%.
В средней полосе России, толщину утепления рассчитывают по показателю λБ. Сравнивать энергоэффективность различных утеплителей следует именно по этому показателю.
Теплопроводность – это самая важная характеристика утеплителя, которая и определяет его энергоэффективность. Лямбда Б, на которую мы ориентируемся при теплотехническом расчете – параметр, учитывающий энергоэффективность утеплителя в неблагоприятных условиях, которые могут возникнуть при эксплуатации.
Точка росы
Точка росы - температура, при которой конденсируется водяной пар. Зависит этот показатель от двух основных факторов: температуры и влажности воздуха. При правильном теплотехническом расчете, точка росы должна приходиться на утеплитель.
Если точка росы будет находится в несущей конструкции, это приведет к увлажнению внутренней поверхности стены, что повлечет за собой образование грибка, плесени и ускоренному износу строительной конструкции.
Паропроницаемость
Паропроницаемость – способность материала задерживать или пропускать пар. Обозначается греческой буквой «мю» (μ). Единицей измерения коэффициента паропроницаемости является мг/(м·ч·Па). Если утеплитель обладает высокой паропроницаемостью, то его называют «дышащим» утеплителем.
Паропроницаемость утеплителя позволяет выводить влагу из конструкции. При этом в эксплуатации такой конструкции проблем не возникнет, если точка росы находится в утеплителе, а в помещении обеспечивается нормальный воздухообмен. При несоблюдении данных требований возможно появление плесени и ускоренный износ конструкции дома.
Долговечность
Долговечность - способность материала или конструкции длительно сохранять первоначальные функциональные характеристики. Срок службы утеплителя определяется видом конструкции и условиями эксплуатации, поэтому долговечность следует прогнозировать для каждого конкретного случая. В целом полимерные утеплители более долговечны по сравнению с волокнистыми, при этом качественный волокнистый утеплитель может прослужить десятки лет, если не подвергается сильным эксплуатационным нагрузкам.
Прочность
Прочность – способность материала сопротивляться разрушению под воздействием механической нагрузки. Измеряется приложенной к материалу силой в кПа (килопаскалях).
Самые распространенные для утеплителей параметры прочности:
- Прочность на сжатие при 10% деформации
- Прочность на разрыв слоев
В случае прочности на сжатие сила, приложенная к материалу, сжимает его, а, в случае разрыва, приводит к отрыву слоев утеплителя. Минимальная нагрузка, при которой испытываемый образец деформируется больше установленных норм, и будет считаться реальным значением его прочности.
Усадка
Усадка - уменьшение размеров и объема материалов вследствие намокания и потери влаги, вибрации, ветровой нагрузки, уплотнения под собственным весом и подобных процессов. Усадке подвержены легкие волокнистые утеплители.
При правильном выборе типа конструкции и качественном монтаже усадка возникать не будет.
Гигроскопичность утеплителя
Гигроскопичность – способность материала впитывать влагу из воздуха. Измеряется отношением массы поглощенной влаги к массе сухого материала при относительной влажности воздуха 100% и температуре +20°С. Влияет на энергоэффективность утеплителя. Чем больше влажность утеплителя, тем его теплопроводность выше, тем ниже энергоэффективность конструкции.
Данное свойство в первую очередь касается минеральной ваты и пенопласта, оба эти утеплители являются гигроскопичными, именно поэтому они уступают по энергоэффективности XPS и PIR.
Следует различать такие свойства, как гигроскопичность (влага из воздуха) и влагопоглощение (прямой контакт с влагой). Так как прямой контакт с водой при нормальной эксплуатации утеплителя возможен только для XPS в фундаменте, рассматривать свойство влагопоглощения как сравнительную характеристику нецелесообразно.
Горючесть утеплителя
Горючесть утеплителя – способность материала к развитию процесса горения. Нас же интересуют противопожарные свойства теплоизоляции, т.е. ее способность к самозатуханию и остановке процесса горения.
Коэффициент теплопроводности. Выбираем «свою» теплоизоляцию
Что такое коэффициент теплопроводности и для чего он нужен? Что значит «при 10 °С» или «при 100 °С»? Как правильно сравнить теплопроводность материалов. Первая статья Дмитрия Абрамова из серии «Своя теплоизоляция».
Что такое коэффициент теплопроводности
Точное определение коэффициента теплопроводности дано в своде правил СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».
Коэффициент теплопроводности — количество теплоты, передаваемое за единицу времени через единицу площади изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице.
Из СП 61.13330.2012
Здесь использованы следующие понятия:
Коэффициент — относительная величина, определяющая свойство какого-нибудь процесса или устройства.
Теплопроводность — свойство передавать теплоту от нагретых участков к более холодным.
Изотермическая поверхность — поверхность, температура которой одинакова во всех точках.
Температурный градиент — перепад температур.
По сути, это расчетный коэффициент, который показывает, сколько тепла проводит материал. Коэффициент теплопроводности обозначается символом λ (лямбда).
Для чего нужен коэффициент теплопроводности
Когда вы видите, что коэффициент тепловодности одного материала при 10 °С равен 0,034 Вт/мК, а другого 0,036 Вт/мК, при тех же условиях. Что это означает?
Благодаря коэффициенту теплопроводности вы можете сравнить, какой материал передает больше теплоты, а какой меньше. Чем меньше теплопроводность материала, тем лучшими теплоизоляционными свойствами он обладает.
Для примера сравните коэффициент теплопроводности материалов ALMALEN при 10 °С с другими вспененными полиэтиленами. Он имеет наименьшую теплопроводность в своем классе: от 0,032 Вт/мК до 0,034 Вт/мК.
А если пойти дальше, то коэффициент теплопроводности даст понимание, как изменяется количество передаваемого тепла через один и тот же материал в зависимости от температуры на поверхности изолируемого объекта. Количество передаваемого материалом тепла за промежуток времени называется тепловым потоком.
Определение теплового потока дано в ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме».
Тепловой поток — количество теплоты, проходящее через образец в единицу времени.
Из ГОСТ 7076-99
Что значит λ10, λ20, λ100 и так далее
Подробно разобраться в вопросе помогут нормативные документы. Возьмем, например, ГОСТ 32025-2012 (EN ISO 8497:1996) «Тепловая изоляция. Метод определения характеристик теплопереноса в цилиндрах заводского изготовления при стационарном тепловом режиме». Согласно этому методу:
λ10 — это коэффициент теплопроводности, полученный в результате испытаний при среднеарифметическом значении температуры теплоизоляции 10 °С. Среднеарифметическое значение температуры теплоизоляции — сумма температур на изолируемой поверхности и внешней поверхности теплоизоляции, разделенная пополам.
λ100 означает, что испытания проведены при среднеарифметическом значении температуры теплоизоляции 100 °С.
Как правильно сравнивать коэффициент теплопроводности разных материалов
Существуют различные методы определения коэффициента теплопроводности. При сравнении материалов необходимо всегда обращать внимание на сопоставимость и применимость таких методов. То есть необходимо сравнивать коэффициенты теплопроводности, взятые при одной и той же температуре и определенные по одному и тому же стандарту.
Например, по ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме» обычно определяют коэффициент теплопроводности при 25 °С. В то же время большинство европейских стандартов, например EN 12667:2001, определяют коэффициент теплопроводности при 10 °С.
Коэффициент теплопроводности одного и того же материала, измеренный при меньшей температуре, будет всегда иметь меньшее значение и выглядеть якобы предпочтительнее.
Когда кто-то сравнивает различные материалы по непонятно каким коэффициентам теплопроводности — бегите от такого «специалиста». В лучшем случае вы потеряете время.
Читайте также: