Il processo di trasferimento di energia da una parte più calda del corpo a una meno riscaldata è chiamato conduzione termica. Il valore numerico di tale processo riflette la conducibilità termica del materiale. Questo concetto è molto importante nella costruzione e riparazione di edifici. I materiali opportunamente selezionati consentono di creare un microclima favorevole nella stanza e di risparmiare una quantità significativa sul riscaldamento.
Il concetto di conducibilità termica
La conduttività termica è il processo di scambio di energia termica, che si verifica a causa della collisione delle particelle più piccole del corpo. Inoltre, questo processo non si fermerà fino al momento dell'equilibrio termico. Questo richiede una certa quantità di tempo. Maggiore è il tempo dedicato allo scambio termico, minore è la conducibilità termica.
Questo indicatore è espresso come un coefficiente di conducibilità termicamateriali. La tabella contiene valori già misurati per la maggior parte dei materiali. Il calcolo viene effettuato in base alla quantità di energia termica che è passata attraverso una determinata superficie del materiale. Maggiore è il valore calcolato, più velocemente l'oggetto cederà tutto il suo calore.
Fattori che influenzano la conducibilità termica
La conducibilità termica di un materiale dipende da diversi fattori:
Densità materiale. Con un aumento di questo indicatore, l'interazione delle particelle di materiale diventa più forte. Di conseguenza, trasferiranno la temperatura più velocemente. Ciò significa che con un aumento della densità del materiale, il trasferimento di calore migliora
La porosità di una sostanza. I materiali porosi sono eterogenei nella loro struttura. C'è molta aria dentro di loro. E questo significa che sarà difficile per le molecole e altre particelle spostare l'energia termica. Di conseguenza, la conducibilità termica aumenta
L'umidità influisce anche sulla conducibilità termica. Le superfici bagnate del materiale consentono il passaggio di più calore. Alcune tabelle indicano addirittura il coefficiente calcolato di conducibilità termica del materiale in tre stati: secco, medio (normale) e umido
Quando si sceglie un materiale per l'isolamento degli ambienti, è anche importante considerare le condizioni in cui verrà utilizzato.
Il concetto di conducibilità termica in pratica
La conducibilità termica viene presa in considerazione nella fase di progettazione dell'edificio. Ciò tiene conto della capacità dei materiali di trattenere il calore. Grazie alla loro corretta selezione, i residenti all'interno dei locali saranno sempre a loro agio. Durante il funzionamento, i soldi per il riscaldamento verranno notevolmente risparmiati.
L'isolamento in fase di progettazione è la migliore, ma non l'unica soluzione. Non è difficile isolare un edificio già finito eseguendo lavori interni o esterni. Lo spessore dello strato isolante dipenderà dai materiali scelti. Alcuni di essi (ad esempio legno, cemento espanso) possono in alcuni casi essere utilizzati senza uno strato aggiuntivo di isolamento termico. La cosa principale è che il loro spessore supera i 50 centimetri.
Particolare attenzione dovrebbe essere prestata all'isolamento del tetto, delle aperture delle finestre e delle porte, dei pavimenti. La maggior parte del calore fuoriesce attraverso questi elementi. Visivamente, questo può essere visto nella foto all'inizio dell'articolo.
Materiali da costruzione e loro indicatori
Per la costruzione di edifici vengono utilizzati materiali a basso coefficiente di conducibilità termica. I più popolari sono:
- Cemento. La sua conducibilità termica è compresa tra 1,29 e 1,52 W/mK. Il valore esatto dipende dalla consistenza della soluzione. Questo indicatore è influenzato anche dalla densità del materiale di partenza, che è 500-2500 kg/m3. Questo materiale viene utilizzato sotto forma di m alta per fondazioni, sotto forma di blocchi - per la costruzione di muri e fondamenta.
- Calcestruzzo armato il cui valore di conducibilità termica è 1,68W/mK. La densità del materiale raggiunge 2400-2500 kg/m3.
- Legno usato come materiale da costruzione fin dall'antichità. La sua densità e conducibilità termica, a seconda della roccia, sono rispettivamente di 150-2100 kg/m3 e 0,2-0,23 W/mK.
Un altro materiale da costruzione popolare è il mattone. A seconda della composizione, ha i seguenti indicatori:
adobe (fatto di argilla): 0,1-0,4 W/mK;
ceramica (cotta): 0,35-0,81W/mK;
silicato (da sabbia con calce): 0,82-0,88 W/mK
Materiali in calcestruzzo con aggiunta di aggregati porosi
La conducibilità termica del materiale consente di utilizzare quest'ultimo per la realizzazione di garage, capannoni, case estive, bagni e altre strutture. Questo gruppo include:
- Cemento espanso. Prodotto con l'aggiunta di agenti schiumogeni, grazie ai quali è caratterizzato da una struttura porosa con una densità di 500-1000 kg/m3. Allo stesso tempo, la capacità di trasferire calore è determinata dal valore 0,1-0,37 W/mK.
Calcestruzzo espanso, le cui prestazioni dipendono dal tipo. I blocchi solidi non hanno vuoti e buchi. I blocchi cavi sono realizzati con vuoti all'interno, che sono meno durevoli della prima opzione. Nel secondo caso, la conducibilità termica sarà inferiore. Se consideriamo le cifre generali, la densità del calcestruzzo di argilla espansa è di 500-1800 kg / m3. Il suo indicatore è compreso tra 0,14 e 0,65 W/mK
Calcestruzzo aerato, all'interno del quale si formano pori di 1-3millimetro. Questa struttura determina la densità del materiale (300-800kg/m3). Per questo motivo, il coefficiente raggiunge 0,1-0,3 W/mK.
Indicatori dei materiali di isolamento termico
Coefficiente di conducibilità termica dei materiali di isolamento termico, il più diffuso ai nostri tempi:
- schiuma, che ha una densità di 15-50kg/m3, con conducibilità termica di 0,031-0,033W/mK;
polistirene espanso, la cui densità è la stessa del materiale precedente. Ma allo stesso tempo, il coefficiente di scambio termico è al livello di 0,029-0,036 W/mK;
lana di vetro. È caratterizzato da un coefficiente pari a 0,038-0,045W/mK;
lana di roccia 0,035-0,042W/mK
Tabellone segnapunti
Per comodità di lavoro, nella tabella viene solitamente inserito il coefficiente di conducibilità termica del materiale. Oltre al coefficiente stesso, in esso possono essere riflessi indicatori come il grado di umidità, densità e altri. I materiali con un alto coefficiente di conducibilità termica sono combinati nella tabella con indicatori di bassa conduttività termica. Un esempio di questa tabella è mostrato di seguito:
L'utilizzo della conducibilità termica del materiale ti consentirà di costruire l'edificio desiderato. La cosa principale: scegliere un prodotto che soddisfi tutti i requisiti necessari. Allora l'edificio sarà comodo da abitare; manterrà un microclima favorevole.
Materiale isolante correttamente selezionatoridurrà la perdita di calore, per cui non sarà più necessario "riscaldare la strada". Grazie a ciò, i costi finanziari per il riscaldamento saranno notevolmente ridotti. Tali risparmi presto restituiranno tutti i soldi che verranno spesi per l'acquisto di un isolante termico.
