Сравнение по теплопроводности утеплителей таблица: Сравнительные характеристики утеплителей: таблица – Блог о строительстве

Содержание

Сравнительные характеристики утеплителей: таблица – Блог о строительстве

Сегодня в данной статье мы рассмотрим актуальный в наше время вопрос о сроке службы утеплителей в таблице.

Как правило, дома, здания и другие сооружения утепляются на длительное время, поэтому и материалы нужны как можно надежнее и качественнее.Многие считают, что различного рода утеплители не служат более 30 лет. С учетом того, что стена, которая утепляется, стоит около 100 лет, приходим к выводу, что за это время процедуру необходимо проделать 2-3 раза. Если посчитать стоимость такого обновления, то она может далеко не порадовать.

Что влияет на срок эксплуатации утеплителя?

Как и во всем, считается, что срок службы утеплителя зависит от его стоимости и качества. Производители недорогого вещества утверждают, что он может прослужить как минимум 50 лет. На практике эта цифра ничем не подтверждается, поэтому в сносках они пишут, что на сегодня нет стандартного времени эксплуатации утеплителей.

Кроме того, важно то, из чего сделан материал. Эксперты подтверждают, что искусственные волокна не могут дать гарантии более чем на 35 лет.За это время они усыхают и разрушаются. Но самое главное, что они теряют половину своих теплосберегающих свойств.

В то время как натуральные волокна не теряют своих первоначальных качеств и могут служить более длительный период.Согласно нормативным рекомендациям, после завершения строительства каждый дом должен подвергаться энергетическому аудиту. Такие проверки должны проводиться раз в 25 лет, чтобы можно было оценить уровень теплосберегающих свойств на данный момент. Но так как узнать точные цифры вследствие проверки нам не удается, мы пользуемся данными, которые приходят к нам из Европы.

Сравнительные характеристики сроков службы утеплителей таблица

Существует множество видов утеплителей, но сегодня мы подробно рассмотрим самые бюджетные и надежные варианты. К ним относятся:

Минеральная вата.Базальная вата.Пенопласт.

НаименованиеСрок службыМинеральная вата25-40 летБазальная вата40-50 летПенополистирол30-50 летПенополиуретан20-50 летПеностекло80-100 лет

Первый вид называется каменным.Он имеет достаточно высокий уровень качества, так как его производят из базальтового камня. Стоимость его значительно выше, но и качество, и период пригодности оправдывает ожидания.

Согласно статистике, больше всего в строительстве применяется минеральная вата.Продолжительность эксплуатации — около 50 лет. Но этот показатель все еще оспаривают, и он имеет несколько нюансов. На данный момент существует два вида минеральной ваты.

Второй является шлаковым. Это означает, что в него практически не может проникнуть вода, а сам материал достаточно плотный. Соответственно, он изготавливается из шлаков от металлургической промышленности.Он значительно уступает предыдущему и в цене, и в качестве, и в сроке службы.

К тому же, не стойкий к резким перепадам температуры и по истечении определенного времени может деформироваться. Но несмотря на это, его часто используют как оптимальный вариант в случае, если постройка будет временной или менее значимой.Безусловно, для сооружений более значительного масштаба рекомендуется использовать каменную вату. Пусть она и дороже, но, когда речь идет о безопасности и качестве, об экономии не может быть и речи.Стоит отметить, что данное вещество имеет два немаловажных преимущества:Негорючесть.Можно не беспокоиться о том, что материал не подвержен возгоранию от металлочерепицы, которая в сильную жару может нагреваться до высоких показателей.

А также другие воздействия высоких температур не станут угрозой для утеплителя, а соответственно и для вас.Паропроницаемость. Изовер обладает способностью «дышать», что также немаловажно.Материал без труда пропускает все пары через себя, но при этом они не скапливаются внутри. Это свойство делает минеральную вату экологически чистой, а в сочетании с теплоизоляцией это огромный плюс.

Кроме того, дополнительной обработки от конденсата не требуется.Базальная вата не уступает в продолжительности периода действия предыдущего вещества. Производители дают гарантию свыше 50 лет. Еще очень давно в строительстве стали использовать утеплитель, изготовленный из волокнистого материала.Но пик его эксплуатации приходится на последние пару десятилетий.

Это произошло благодаря интенсивному строительству загородных домов, а также повышению цен на отопление. Именно там материал пользуется огромной популярностью.Со временем качество базальной ваты значительно улучшилось. Теперь это экологически чистый и безопасный продукт.

Из основных плюсов можно выделить несколько аспектов:Пожаробезопасность. Материал без труда способен выдержать высокую температуру, не теряя при этом своих свойств.Низкая гидрофобность.Вещество отталкивает влагу, что заметно увеличивает срок эксплуатации утепления.Сжимаемость. Базальная вата является очень стойкой и не подвергается деформации.Химическая стойкость.

Гниение, грибок, грызуны, плесень и вредоносные микроорганизмы больше не станут угрозой для вашего жилья.Несмотря на стечение обстоятельств, материалы имеют отличное качество, не деформируются и не рассыпаются. Вещества используются повсеместно и имеют множество положительных отзывов. С таким утеплением ваши стены смогут простоять более 100 лет.

Срок службы пенопласта как утеплителя

Еще одним из часто используемых материалов для утепления является пенопласт. Принято считать, что срок годности пенополистирола достигает несколько десятков лет.

Производители дают гарантию на стойкость материала в течение 50 лет. Однако при правильной процедуре утепления этот срок может быть увеличен в два раза. Это одна из основных причин, по которым он так популярен.

Следует учитывать, что существует несколько видов утеплителей, изготовленных из пенопласта:

Полистирол. Материал, который делают в виде поролона. Подходит для защиты помещения с внутренней стороны.

Имеет очень высокие эксплуатационные характеристики.Поливинилхлоридные веществаявляются очень эластичными. Имеют очень высокий показатель стойкости.Пенополиуретан. Он считается выносливой теплоизоляцией, которая прослужит довольно долгое время, быстро застывает, образовывая очень крепкую защиту, способную выдержать множество внешних воздействий.

Исходя из вышеперечисленных материалов, можно сделать вывод, что срок службы пенопласта является очень долгим и полностью оправдывает ожидания.

Сегодня производители теплоизоляционных материалов предлагают застройщикам действительно огромный выбор материалов.

При этом каждый уверяет нас, что именно его утеплитель идеально подходит для утепления дома. Из-за такого разнообразия стройматериалов, принять правильное решение в пользу определенного материала действительно довольно сложно. Мы решили в данной статье сравнить утеплители по теплопроводности и другим, не менее важным характеристикам.

Стоит сначала рассказать об основных характеристиках теплоизоляции, на которые необходимо обращать внимание при покупке. Сравнение утеплителей по характеристикам следует делать, держа в уме их назначение. Например, несмотря на то, что экструзия XPSпрочнее минваты, но вблизи открытого огня или при высокой температуре эксплуатации, стоит купить огнестойкий утеплитель для своей же безопасности.

Сравнение утеплителей по характеристикам

Теплопроводность. Чем ниже данный показатель у материала, тем меньше потребуется укладывать слой утеплителя, а значит, расходы на закупку материалов сократятся (в том случае если стоимость материалов находится в одном ценовом диапазоне). Чем тоньше слой утеплителя, тем меньше будет «съедаться» пространство.

Теплопотери частного дома через конструкции

Влагопроницаемость. Низкая влаго- и паропроницаемость увеличивает срок использования теплоизоляции и снижает отрицательное воздействие влаги на теплопроводность утеплителя при последующей эксплуатации, но при этом увеличивается риск появления конденсата на конструкции при плохой вентиляции.

Пожаробезопасность. Если утеплитель используется в бане или в котельной, то материал не должен поддерживать горение, а наоборот должен выдерживать высокие температуры. Но если вы утепляете ленточный фундаментили отмостку дома, то на первый план выходят характеристики влагостойкости и прочности.

Экономичность и простота монтажа. Утеплитель должен быть доступным по стоимости, иначе утеплять дом будет просто нецелесообразно. Также важно, чтобы утеплить кирпичный фасад дома можно было бы своими силами, не прибегая к помощи специалистов или, используя дорогостоящее оборудование для монтажа.

Характеристики керамзита фракции 20-40 мм

Экологичность. Все материалы для строительства должны быть безопасными для человека и окружающей природы. Не забудем упомянуть и про хорошую звукоизоляцию, что очень важно для городов, где важно защитить свое жилье от шума с улицы.

Какие характеристики важны при выборе утеплителя? На что обратить внимание и спросить у продавца?

Только ли теплопроводность имеет решающее значение при покупке утеплителя, или есть другие параметры, которые стоит учесть? И еще куча подобных вопросов приходит на ум застройщику, когда приходит время выбирать утеплитель. Обратим внимание в обзоре на наиболее популярные виды теплоизоляции.

Пенопласт (пенополистирол)

Пенопласт – самый популярный сегодня утеплитель, благодаря легкости монтажа и низкой стоимости.

Изготавливается он методом вспенивания полистирола, имеет низкую теплопроводность, легко режется и удобен при монтаже. Однако материал хрупкий и пожароопасен, при горении пенопласт выделяет вредные, токсичные вещества. Пенополистирол предпочтительно использовать в нежилых помещениях.

Утепление пеноплексом отмостки и цоколя дома

Экструдированный пенополистирол

Экструзия не подвержена влаге и гниению, это очень прочный и удобный в монтаже утеплитель.

Плиты Техноплекса имеют высокую прочность и сопротивление сжатию, не подвергаются разложению. Благодаря своим техническим характеристикам техноплексиспользуют для утепления отмостки и фундамента зданий. Экструдированный пенополистирол долговечен и прост в применении.

Базальтовая (минеральная) вата

Производится утеплитель из горных пород, путем их плавления и раздува для получения волокнистой структуры.

Базальтовая вата Роклайт выдерживает высокие температуры, не горит и не слеживается со временем. Материал экологичен, имеет хорошую звукоизоляцию и теплоизоляцию. Производители рекомендуют использовать минеральную вату для утепления мансарды и других жилых помещений.

Утепление кровли минватой Роклайт ТехноНИКОЛЬ

Стекловолокно (стекловата)

При слове стекловата у многих появляется ассоциация с советским материалом, однако современные материалы на основе стекловолокна не вызывают раздражения на коже. Общим недостатком минеральной ваты и стекловолокна является низкая влагостойкость, что требует устройства надежной влаго- и пароизоляции при монтаже утеплителя. Материал не рекомендуется использовать во влажных помещениях.

Вспененный полиэтилен

Этот рулонный утеплитель имеет пористую структуру, различную толщину часто производится с нанесением дополнительного слоя фольги для отражающего эффекта. Изолон и пенофолимеет толщину в 10 раз тоньше традиционных утеплителей, но сохраняет до 97% тепла. Материал не пропускает влагу, имеет низкую теплопроводность благодаря своей пористой структуре и не выделяет вредных веществ.

Утепление ленточного фундамента снаружи ППУ

Напыляемая теплоизоляция

К напыляемой теплоизоляции относится ППУ (пенополиуретан) и Экотермикс. К главным недостаткам данных утеплителей относится необходимость наличия специального оборудования, для их нанесения. При этом напыляемая теплоизоляция создает на конструкции прочное, сплошное покрытие без мостиков холода, при этом конструкция будет защищена от влаги, так как ППУ влагонепроницаемый материал.

Сравнение утеплителей. Таблица теплопроводности

Сравнение утеплителей по теплопроводности

Полную картину о том, какой следует использовать утеплитель в том или ином случае, дает таблица теплопроводности теплоизоляции. Вам остается только соотнести данные из этой таблицы со стоимостью утеплителя у разных производителей и поставщиков, а также рассмотреть возможность его использования в конкретных условиях (утепление кровли дома, ленточного фундамента, котельной, печной трубы и т.д.).(4,33из 5)Загрузка…

Дата: 09-03-2015Просмотров: 455Комментариев: Рейтинг: 45

При строительстве нового дома или капитальном ремонте возникает вопрос о выборе оптимального способа утепления. Для того чтобы после окончания работ не возникало чувство горького сожаления о потраченных впустую средствах и времени, вариант теплоизоляции необходимо подбирать, основываясь на его характеристиках, основных достоинствах и недостатках.

При проектировании дома, необходимо так же задумать и о его теплоизоляции.

Каким требованиям должен отвечать качественный утеплитель для дома?

На современном строительном рынке представлено огромное многообразие материалов для утепления. Они подразделяются на утеплители для стен, пола, крыши, дверей, качества. Распространенное мнение, что главным критерием при выборе данного стройматериала является плотность, является ошибочным.

Средняя плотность теплоизоляционных материалов достаточна низка в сравнении с большинством строительных материалов, так как значительный объем занимают поры. Плотность современных утеплителейнаходится в диапазоне от 17 до 400 кг/м 3.

Таблица эффективности применения утеплителей.

Она учитывается, при сравнении характеристики утеплителей, предназначенных для теплоизоляции полов, фундамента и внешней облицовки, для которой не предусмотрен отделочно-декоративный дополнительный защитный слой. Помимо этого, эта характеристика влияет на выбор несущей конструкции и способ крепежа. Все различные материалы могут иметь одинаковую плотность, но обладать разной теплопроводностью.

Важным показателем, который должен повлиять на выбор, является водопоглощение.

Само помещение и стены как обычного, так и деревянного дома всегда содержат некоторое количество влаги, которая может конденсироваться и пагубно влиять на качество теплоизоляции. Сорбционная влажность — характеристика, показывающая предельный массовый объем влаги в стройматериале, впитываемый из атмосферного слоя или домашнего воздуха. Особенно коэффициент водопоглощения важен при выборе утеплителя, предназначенного для помещений с повышенной влажностью (ванной, санузла, бани и сауны).

Этот показатель обязательно следует учесть при выполнении внешней теплоизоляции зданий, расположенных на заболоченной местности или имеющих высокое залегание грунтовых вод. К примеру, экструдированный пенополистирол отличается высокой плотностью, но при этом низким водопоглощением. Значительно снизить водопоглощение минераловатных и стекловолокнистых теплоизоляционных материалов позволяет их гидрофобизация, например, путем введения кремнийорганических добавок.

Высококачественные утепляющие материалы всегда обладают хорошей звукоизоляцией.

Характеристики минеральной ваты.

На долговечность конструкции покрытия влияют также химическая стойкость теплоизоляционного материала (это, как правило, следует учитывать при выборе материалов для утепления покрытий производственных зданий) и его биологическая стойкость.

Также стоит рассмотреть такие физические свойства, как:

Паропроницаемость. Этот параметр приобретает значение при монтаже энергосберегающей облицовки в домах с повышенной влажностью и при утеплении крыши;Воздухопроницаемость.

Характеристика приобретает значение, если утепляющий материал будет монтироваться в несколько слоев и особенно при теплоизоляции внутри помещения (стены, пол и потолок) и балкона.Горючесть. Необходимо учитывать, если утепляющая облицовка не предусматривает декоративно-защитной отделки. Это правило регламентируется инструкцией по пожарной безопасности.

Вернуться к оглавлению

Выбирая теплоизоляцию для домов, необходимо обратить внимание на механические качества утеплителя:

Характеристики пенопласта и пенополистирола.

Прочность отвечает за способность стройматериала сопротивляться деформированию и разрушению при воздействии внешних сил. Она находится в прямой зависимости от структуры и пористости.

Жесткий мелкопористый утеплитель является более прочным в сравнении с материалом, имеющим крупные неравномерные поры.Прочность на изгиб и на сжатие должна учитываться при утеплении кровли и конструкции, имеющей сложные геометрические форм, к примеру, мансарды;Морозостойкость отвечает за устойчивость и сохранение эксплуатационных качеств материала в условиях воздействия низких температурных режимов. Проще говоря, это способность материала в насыщенном состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без появления признаков разрушения. В Северных районах долговечность всей конструкции существенно зависит от этой характеристики;Такие характеристики, как упругость, гибкость и сжимаемость различных видов теплоизоляции, влияют на простоту монтажа и на плотность заполнения пустот.

Вернуться к оглавлению

Выбрать идеально подходящий материал для теплоизоляции деревянного дома или квартиры достаточно сложно, так как рекламные слоганы позиционируют каждый продукт, как лучший и инновационный . Сориентироваться в этом многообразии нелегко. К тому же каждый из видов утеплителя подходит для своей конкретной зоны в помещении.

В обязательном порядке следует тщательно изучать характеристики, указанные производителем на упаковке, так как качество утепления напрямую зависит от правильно выбранного теплоизолятора.

Чаще всего используются следующие энергосберегающие материалы:

Волокнистая изоляция: минеральная вата, стекловата, шлаковая вата, каменная вата;Полимерная изоляция: пенополистиролы, пенопласты, пенополиэтилены, пенополиуретаны и другие.Фольгированные и жидкие утеплители.

Каждый вид утеплителя стоит рассмотреть отдельно.

Схема устройства фольгированного утеплителя.

Минеральная вата. Плиты с минватой предназначены для утепления стеновых перекрытий, полов, крыш. Рулонная минеральная вата используется при теплоизоляции труб, криволинейных объектов и промышленного оборудования.

Это негорючий, стойкий к механическим воздействиям, жаростойкий материал. Он отличается низкой теплопроводностью, хорошими звукопоглощением и паропроницаемостью, легко поддается обработке, что значительно облегчает установочные работы. Но он сложен в состыковке и восприимчив к влаге.Экструдированный пенополистирол.

Выпускается плитами, толщиной от 5 до 15 см. Этот материал отличается жесткостью и состоит из замкнутых ячеек, внутри которых находится воздух. Он является универсальным по способу применения, но показатели теплопроводности являются самыми низкими по сравнению с другими утеплителями этого вида.

К достоинствам экструдированного пенополистирола можно отнести паронепроницаемость и водопоглощение, поэтому материал не создаст благотворной питательной среды для бактерий и грибков. Хорошо подходит для теплоизоляции подвалов, цоколей, плоских крыш, фасадов и полов на грунте.Пенопласт. Пенопласт — экологически чистый и нетоксичный материал, отличающийся хорошей звуко- и теплоизоляцией.

К его характерным особенностям можно отнести доступную стоимость и безвредность. Как и экструдированный пенополистирол, он абсолютно не подвержен гниению и не создает питательной среды для развития микроорганизмов. К минусам материала можно отнести низкие противопожарные характеристики, поэтому он не рекомендован при утеплении деревянного дома и вентилируемых фасадов бетонных помещений.

В основном он используется для теплоизоляции каменных стен, подготовленных под дальнейшее оштукатуривание. К существенным минусам понопласта и пенополистирола относится то, что ими нельзя утеплять постройки из дерева.Отражающая изоляция. Утеплитель фольгированный является сравнительно новым материалом.

Его основу составляют вспененный полиэтилен или базальтовая вата, с верхним отражающим слоем из алюминиевой фольги или металлизированной пленки. Отличается о тонкостью, легкостью и гибкостью, хорошо сохраняет тепло, экологичен и экономичен. Это практически единственный утеплитель, который отражает излучение, это является достаточно важным при утеплении производственных и жилых помещений с повышенным радиационным фоном.Фольгированный утеплитель находит свое применение при термоизоляции водоснабжающих и отопительных систем, воздуховодов, саун и бань.

Вернуться к оглавлению

Жидкий утеплитель тоже является новым материалом на строительном рынке. Он похож на обыкновенную краску. Жидкая теплоизоляция имеет водную основу с акриловыми полимерами и вспененными керамическими гранулами в составе.

Отличается маловесностью, хорошей растяжимостью и фиксацией на любой поверхности. Жидкая теплоизоляция имеет достоинства в виде антикоррозийной защиты поверхности и вывода конденсата. Применяется он при утеплении фасадов, кровель, стен, воздуховодов, трубопроводов, паровых котлов, газопроводов и паропроводов, холодильных камер, промышленных объектов и так далее.

Описание и сравнительная таблица эффективности применения различных утеплителей в строительных конструкциях

На основании вышеперечисленного можно сделать вывод, что каждый термоизолятор по-своему хорош. Важно лишь определиться со сферой использования, в которой он покажет наилучший результат.

Источники:

uteplix.com
uteplitel-x.ru
ostroymaterialah.ru

Какой толщины должен быть утеплитель, сравнение теплопроводности материалов.

Необходимость использования Систем теплоизоляции WDVS вызвана высокой экономической эффективностью.

Вслед за странами Европы, в Российской Федерации приняли новые нормы теплосопротивления ограждающих и несущих конструкций, направленные на снижение эксплуатационных расходов и энергосбережение. С выходом СНиП II-3-79*, СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий” прежние нормы теплосопротивления устарели. Новыми нормами предусмотрено резкое возрастание требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Теперь прежде использовавшиеся подходы в строительстве не соответствуют новым нормативным документам, необходимо менять принципы проектирования и строительства, внедрять современные технологии.

Как показали расчёты, однослойные конструкции экономически не отвечают принятым новым нормам строительной теплотехники. К примеру, в случае использования высокой несущей способности железобетона или кирпичной кладки, для того, чтобы этим же материалом выдержать нормы теплосопротивления, толщину стен необходимо увеличить соответственно до 6 и 2,3 метров, что противоречит здравому смыслу. Если же использовать материалы с лучшими показателями по теплосопротивлению, то их несущая способность сильно ограничена, к примеру, как у газобетона и керамзитобетона, а пенополистирол и минвата, эффективные утеплители, вообще не являются конструкционными материалами. На данный момент нет абсолютного строительного материала, у которого бы была высокая несущая способность в сочетании с высоким коэффициентом теплосопротивления.

Чтобы отвечать всем нормам строительства и энергосбережения необходимо здание строить по принципу многослойных конструкций, где одна часть будет выполнять несущую функцию, вторая – тепловую защиту здания. В таком случае толщина стен остаётся разумной, соблюдается нормированное теплосопротивление стен. Системы WDVS по своим теплотехническим показателям являются самыми оптимальными из всех представленных на рынке фасадных систем.

Таблица необходимой толщины утеплителя для выполнения требований действующих норм по теплосопротивлению в некоторых городах РФ:

Таблица, где: 1 – географическая точка 2 – средняя температура отопительного периода 3 – продолжительность отопительного периода в сутках 4 – градусо-сутки отопительного периода Dd, °С * сут 5 – нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreq, м2*°С/Вт стен 6 – требуемая толщина утеплителя

Условия выполнения расчётов для таблицы:

1. Расчёт основывается на требованиях СНиП 23-02-2003
2. За пример расчёта взята группа зданий 1 – Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития.
3. За несущую стену в таблице принимается кирпичная кладка толщиной 510 мм из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе l = 0,76 Вт/(м * °С)
4. Коэффициент теплопроводности берётся для зон А.
5. Расчётная температура внутреннего воздуха помещения + 21 °С “жилая комната в холодный период года” (ГОСТ 30494-96)
6. Rreq рассчитано по формуле Rreq=aDd+b для данного географического места
7. Расчёт: Формула расчёта общего сопротивления теплопередаче многослойных ограждений:
R0= Rв + Rв.п + Rн.к + Rо.к + Rн Rв – сопротивление теплообмену у внутренней поверхности конструкции
Rн – сопротивление теплообмену у наружной поверхности конструкции
Rв.п – сопротивление теплопроводности воздушной прослойки (20 мм)
Rн.к – сопротивление теплопроводности несущей конструкции
Rо.к – сопротивление теплопроводности ограждающей конструкции
R = d/l d – толщина однородного материала в м,
l – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м * °С)
R0 = 0,115 + 0,02/7,3 + 0,51/0,76 + dу/l + 0,043 = 0,832 + dу/l
dу – толщина теплоизоляции
R0 = Rreq
Формула расчёта толщины утеплителя для данных условий:
dу = l * ( Rreq – 0,832 )

а) – за среднюю толщину воздушной прослойки между стеной и теплоизоляцией принято 20 мм
б) – коэффициент теплопроводности пенополистирола ПСБ-С-25Ф l = 0,039 Вт/(м * °С) (на основании протокола испытаний)
в) – коэффициент теплопроводности фасадной минваты l = 0,041 Вт/(м * °С) (на основании протокола испытаний)

* в таблице даны усреднённые показатели необходимой толщины этих двух типов утеплителя.

Примерный расчёт толщины стен из однородного материала для выполнения требований СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий”.

* для сравнительного анализа используются данные климатической зоны г. Москвы и Московской области.

Условия выполнения расчётов для таблицы:

1. Нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreq = 3,14
2. Толщина однородного материала d= Rreq * l

Таким образом, из таблицы видно, что для того, чтобы построить здание из однородного материала, отвечающее современным требованиям теплосопротивления, к примеру, из традиционной кирпичной кладки, даже из дырчатого кирпича, толщина стен должна быть не менее 1,53 метра.

Чтобы наглядно показать, какой толщины необходим материал для выполнения требований по теплосопротивлению стен из однородного материала, выполнен расчёт, учитывающий конструктивные особенности применения материалов, получились следующие результаты:

В данной таблице указаны расчётные данные по теплопроводности материалов.

По данным таблицы для наглядности получается следующая диаграмма:

Автор: Геннaдий Eмeльянoв

Теплопроводность утеплителей таблица – сравнение утеплителей по теплопроводности

Мы живем далеко не в самой жаркой стране на Земле, а значит, свои жилища вынуждены обогревать, по крайней мере, большую часть года. Этим и объясняется такой высокий спрос на разные утеплители.

Из всех материалов, использующихся для утепления жилых и прочих объектов, особо популярными являются сейчас пенополиуретан, пенополистирол и минеральная вата. Поговорим о двух последних из них.

Минеральная вата

Минеральной ватой называется материал, основой которого является базальтовое волокно.

Применяться минеральная вата может не везде, так как имеет нижний температурный предел. К примеру, этот утеплитель не может быть использован в холодильной камере.

Под воздействием низких температур минеральная вата становится хрупкой и деформируется, что недопустимо для утеплителя. Здесь, как показывает сравнение утеплителей по теплопроводности, преимущество на стороне пенополистирола, у которого нет нижнего температурного предела.

Что касается верхней температурной границы, тут все зависит от механических нагрузок во время воздействия высокой температуры и длительности этого воздействия. Если вам интересна теплопроводность утеплителей, таблица, которая есть на нашем сайте, поможет в получении информации об этом. В частности там приведен коэффициент теплопроводности минеральной ваты.

Минеральная вата пропускает пар и влагу. Это заметно снижает ее теплоизолирующие свойства. Также скопление влаги способствует развитию плесени и грибка, в утеплителе начинают селиться грызуны, заводятся гнилостные бактерии и пр.

Еще утеплитель из минеральной ваты гигроскопичен, из-за чего необходимо возводить вентилируемые стены и кровлю. Это в ряде случаев приводит к большому расходу денежных средств.

Утеплитель из минеральной ваты тяжелее своего аналога из пенополистирола в 1,5-3 раза. Отсюда более высокая стоимость его транспортировки. Также минус в том, что такой утеплитель может быть использован лишь тогда, когда фундамент сооружения, которое утепляется с его помощью, достаточно прочен. Разумеется, труднее производить погрузочно-разгрузочные и строительно-монтажные работы с использованием утеплителя большой массы.

Пенополистирол

По сравнению с вышеописанным утеплителем, утеплитель из пенополистирола имеет лучшие характеристики. Теплоизоляционные свойства этого материала высоки, в результате чего, применение его становится экономически выгодным.

Утеплитель из пенополистирола помимо хороших теплоизоляционных свойств, хорошо поглощает шум, противостоит бактериям и грибкам. Также этот материал устойчив к воздействию растворов спиртов, кислот и щелочей. Коэффициент теплопроводности пенополистирола и прочие его характеристики можно узнать, изучив «теплопроводность утеплителей таблица» на нашем ресурсе.

Одно из главных достоинств пенополистирола заключается в его способности выдерживать достаточно большую механическую нагрузку при минимальном значении плотности.

Нужно выделить преимущество пенополистирола перед минеральной ватой. Так как он имеет небольшую среднюю плотность, то не изменяет практически нагрузку на фундамент и несущие конструкции.

Сравнение утеплителей по теплопроводности показывает, что в зависимости от плотности коэффициент теплопроводности минеральной ваты – 0,048-0,07; коэффициент теплопроводности пенополистирола – 0,038-0,05.

Другие свойства описываемых утеплителей

Утеплители из минеральной ваты не могут воспламеняться. Огнестойкость этих материалов определяется не только тем, каковы свойства материала, но и тем, в каких условиях они используются.

На степень огнестойкости большое влияние оказывает то, с какими материалами комбинируются утеплители. Также играет роль способ расположения защитных и покровных слоев.

Что касается пенополистирола, он относится к самозатухающим материалам. Поэтому стены, отделанные им, воспламеняются не так быстро. А если это все-таки происходит, пламя по их поверхности распространяется также медленнее, чем в случае с другими утеплителями.

Когда горит утеплитель из пенополистирола, тепла выделяется примерно 1000 МДж/м3, что в 7-8 раз меньше, чем при горении сухого дерева. Время самостоятельного горения пенополистирола – не больше секунды.

Минеральная вата относится к негорючим веществам. Поэтому воспламеняемость поверхностей, облицованных ей, равно как и распространяемость пламени по ним, минимальна. Так как основа этого утеплителя – базальт – является натуральным камнем, минеральная вата способна выдерживать температуру – до 1000 °C, а распространению огня способна противостоять – до трех часов.

инструкция по выбору своими руками, особенности базальтовых материалов, коэффициенты других теплоизоляций, цена, видео, фото

При проведении строительных работ нередко приходится сравнивать свойства разных материалов. Это нужно для того, чтобы подобрать наиболее подходящий из них.

Ведь там, где хорош один из них, совсем не подойдет другой. Поэтому, осуществляя теплоизоляцию, нужно не просто утеплить объект. Важно выбрать утеплитель, подходящий именно для данного случая.

Такая диаграмма нагляднее таблицы

А для этого нужно знать характеристики и особенности разных видов теплоизоляции. Вот об этом мы и поговорим.

Что такое теплопроводность

Для обеспечения хорошей теплоизоляции важнейшим критерием является теплопроводность утеплителей. Так называется передача тепла внутри одного предмета.

То есть, если у одного предмета одна его часть теплее другой, то тепло будет переходить от теплой части к холодной. Тот же самый процесс происходит и в здании.

Таким образом, стены, крыша и даже пол могут отдавать тепло в окружающий мир. Для сохранения тепла в доме этот процесс нужно свести к минимуму. С этой целью используют изделия, имеющие небольшое значение данного параметра.

Таблица теплопроводности

Обработанную информацию об этом свойстве разных материалов можно представить в виде таблицы. К примеру, вот так:

Сводная таблица

Здесь присутствуют всего два параметра. Первый – это коэффициент теплопроводности утеплителей. Второй – толщина стены, которая потребуется для обеспечения оптимальной температуры внутри здания.

Взглянув на эту таблицу, становится очевидным следующий факт. Построить комфортное здание из однородных изделий, например, из полнотелых кирпичей, невозможно. Ведь для этого потребуется толщина стены не менее 2,38м.

Поэтому для обеспечения нужного уровня тепла в помещениях требуется теплоизоляция. И первым и важнейшим критерием ее отбора является вышеуказанный первый параметр. У современных изделий он не должен быть более 0.04 Вт/м°С.

Совет!
При покупке обратите свое внимание на следующую особенность.
Изготовители, указывая на своих изделиях теплопроводность утеплителя, часто используют не одну, а целых три величины: первая – для случаев, когда материал эксплуатируется в сухом помещении с температурой в 10ºС;второе значение – для случаев эксплуатации опять же, в сухом помещении, но с температурой в 25 ºС; третья величина – для эксплуатации изделия в разных условиях влажности.
Это может быть помещение с влажностью категории А или В.
Для ориентировочного расчета следует использовать первое значение.
Все остальные нужны для проведения точных расчетов. О том, как они осуществляются, можно узнать из СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника».

Иные критерии выбора

При выборе подходящего изделия должна учитываться не только теплопроводность и цена товара.

Нужно обратить внимание и на иные критерии:

объемный вес утеплителя;
формостабильность данного материала;
паропроницаемость;
горючесть теплоизоляции;
звукоизоляционные свойства изделия.

Рассмотрим эти характеристики подробнее. Начнем по порядку.

Объемный вес утеплителя

Объемным весом называется масса 1 м² изделия. Причем в зависимости от плотности материала эта величина может быть различной – от 11 кг до 350 кг.

Такая теплоизоляция будет иметь значительный объемный вес

Вес теплоизоляции непременно нужно учитывать, особенно проводя утепление лоджии. Ведь конструкция, на которую крепится утеплитель, должна быть рассчитана на данный вес. В зависимости от массы будет отличаться и способ монтажа теплоизолирующих изделий.

К примеру, при утеплении крыши, легкие утеплители устанавливают в каркас из стропил и обрешетки. Тяжелые экземпляры монтируются поверх стропил, как того требует инструкция по установке.

Формостабильность

Этот параметр означает не что иное, как сминаемость используемого изделия. Иными словами, оно не должно изменять своих размеров в течение всего срока службы.

Любая деформация приведет к потере тепла

В противном случае, может произойти деформация утеплителя. А это уже приведет к ухудшению его теплоизоляционных свойств. Исследованиями доказано, что потери тепла при этом могут составлять до 40%.

Паропроницаемость

По данному критерию все утеплители можно условно подразделить на два вида:

«ваты» – теплоизоляционные материалы, состоящие из органических или минеральных волокон. Они являются паропроницаемыми, поскольку легко пропускают через себя влагу.
«пены» – теплоизоляционные изделия, изготовленные путем затвердевания особой пенообразной массы. Влагу они не пропускают.

В зависимости от конструктивных особенностей помещения, в нем могут быть использованы материалы первого или второго вида. Кроме того, паропроницаемые изделия нередко устанавливают своими руками вместе со специальной пароизоляционной пленкой.

Горючесть

Весьма и весьма желательно, чтобы используемая теплоизоляция была негорючей. Допускается вариант, когда она будет самозатухающей.

Но, к сожалению, в условиях реального пожара даже это не поможет. В эпицентре огня будет гореть даже то, что не загорается в обычных условиях.

Звукоизоляционные свойства

Мы уже упоминали про два вида изоляционных материалов: «ваты» и «пены». Первый из них является отличным звукоизолятором.

Второй же, напротив, не имеет таких свойств. Но это вполне можно исправить. Для этого при утеплении «пены» нужно установить вместе с «ватами».

Вывод

Таблица теплопроводности наглядно иллюстрирует теплоизоляционные свойства тех или иных материалов. Более наглядной может быть лишь диаграмма.

На фото – наглядная таблица

То же самое, но в виде диаграммы

Как видите, теплопроводность базальтового утеплителя и пенополистирола является наименьшей. Следовательно, они обладают наилучшими теплоизоляционными свойствами по сравнению с остальными материалами для утепления.

Определившись с данным критерием, нужно учесть и иные параметры. Это объемный вес, формостабильность, паропроницаемость, горючесть и звукоизоляционные свойства.

В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

таблица изоляционных материалов, коэффициент пенопласта 50 мм в сравнении по толщине, теплоизоляционные

Чтобы зимой наслаждаться теплотой и уютом в своем дома, нужно заранее позаботиться об его теплоизоляции. Сегодня сделать это совершенно несложно, ведь на строительном рынке имеется широкий ассортимент утеплителей. Каждый из них имеет свои минусы и плюсы, подходит для утепления при определенных условиях эксплуатации. При выборе материала очень важным остается такой критерий, как теплопроводность.

Что такое теплопроводность

Это процесс отдачи тепловой энергии с целью получения теплового равновесия. Температурный режим должен быть выровнен, главным остается скорость, с которой будет осуществлена эта задача. Если рассмотреть теплопроводность по отношению к дому, то чем дольше происходит процесс выравнивания температур воздуха в доме и на улице, то тем лучше. Говоря простыми словами, теплопроводность – это показатель, по которому можно понять, как быстро остывают стены в доме.

Этот критерий представлен в числовом значении и характеризуется коэффициентом тепловой проводимости. Благодаря ему можно узнать какое количество тепловой энергии за единицу времени сможет пройти через единицу поверхности. Чем выше значение теплопроводности у утеплителя, тем он быстрее проводит тепловую энергию.

На видео – виды утеплителей и их характеристики:

Чем ниже значение коэффициента проводимости тепла, тем дольше материал сможет удерживать тепло в зимние дни, а прохладу в летние. Но имеется ряд других факторов, которые также нужно принимать во внимание при выборе изолирующего материала.

Пенополистирол

Этот теплоизолятор один из самых востребованных. А связано это с его низкой проводимостью тепла, невысокой стоимостью и простотой монтажа. На полках магазинов материал представлен в плитах, толщина пенополистирола 20-150 мм. Получают путем вспенивание полистирола. Полученные ячейки заполняют воздухом. Для пенопласта характерна разная плотность, низкая проводимость тепла и стойкость к влаге.

На фото – пенополистирол

Так как пенополистирол стоит недорого, он имеет широкую популярность среди многих застройщиков для утепления различных домов и построек. Но есть у пенопласта свои недостатки. Он является очень хрупким и быстро воспламеняется, а при горении выделяет в окружающую среду вредные токсины. По этой причине применять пенопласт лучше для утепления нежилых домов и ненагружаемых конструкций. Для жилых помещений стоит обратить внимание на фольгированные утеплители для стен.

А вот какова теплопроводность пеноблоков и газоблоков, рассказывается в данной статье.
Какова теплопроводность пенобетона и газобетона, можно понять прочитав содержание статьи.
А вот какова теплопроводность газосиликатного блока, можно увидеть здесь в статье: https://resforbuild.ru/beton/bloki/gazosilikatnye/texnicheskie-xarakteristiki-2.html

А в данной статье можно посмотреть таблицу теплопроводности керамзитобетонных блоков. Для этого стоит перейти по ссылке.

Экструдированный пенополистирол

Этот материал не боится влияния влаги и гниению. Он прочный и удобный в плане монтажа. Легко поддается механической обработке. Имеет низкий уровень водоплоглощения, поэтому при повышенной влажности экструдированный пенополистирол сохраняет свои свойства. Утеплитель относится к пожаробезопасным материалам, он имеет продолжительный срок службы и простоту монтажа.

На фото – экструдированный пенополистирол

Представленные характеристики и низкая проводимость тепла позволят назвать экструдированный пенополистирол самым лучшим утеплителем для ленточных фундаментов и отмосток. При установке лист с толщиной 50 мм можно заменить пеноблок с толщиной 60 мм по проводимости тепла. При этом утеплитель не пропускает вод, так что не нужно заботиться про вспомогательную гидроизоляцию.

Минеральная вата

Минвата – это утеплитель, который можно отнести к природным и экологически чистым. Минеральная вата обладает низким коэффициентом проводимости тепла и совершенно не поддается влиянию огня. Производится утеплитель в виде плит и рулонов, каждый из которых имеет свои показатели жесткости. В статье вы можете почитать о том, чем хороша минеральная или каменная вата Технониколь.

На фото – минеральная вата

Если нужно изолировать горизонтальную поверхностность, то стоит задействовать плотные маты, а для вертикальных – жесткие и полужесткие плиты. Что касается минусов, то утеплитель минвата имеет низкую стойкость к влаге, так что при ее монтаже необходимо позаботиться про влаго-и пароизоляцию. Применять минвату не стоит для обустройства подвала, погреба, парилки в бане. Хотя если грамотно выложить гидроизоляционный слой, то минвата будет служить долго и качественно. А вот какова теплопроводность минваты, поможет понять информация из статьи.

Базальтовая вата

Этот утеплитель получают методом расплавления базальтовых горных пород с добавлением вспомогательных составляющих. В результате получается материал, имеющий волокнистую структуру и отличные водоотталкивающие свойства. Утеплитель не воспламеняется и совершенно безопасен для здоровья. Кроме этого, у базальта отличные показатели для качественной изоляции звука и тепла. Применять можно для утепления как снаружи, так и внутри дома.

На фото – базальтовая вата для утепления

При установке базальтовой ваты необходимо надевать средства защиты. Сюда относят перчатки, респиратор и очки. Это позволит защитить слизистые оболочки от попадания осколков ваты. При выборе базальтовой ваты сегодня большой популярностью пользуется марка Rockwool. В статье можно ознакомиться о том, что лучше: базальная или минеральная вата.

В ходе эксплуатации материала можно не переживать, что плиты будут уплотняться или слеживаться. А это говорит о прекрасных свойствам низкой теплопроводности, которые со временем не меняются.

Пенофол

Этот утеплитель производится в виде рулонов, толщина которых 2-10 мм. В основе материала положен вспененный полиэтилен. В продаже можно встретить теплоизолятор, на одной стороне которого имеется фольга для образования отражающего фона. Толщина материала в несколько раз меньше представленных ранее материалов, но при этом это совершенно не влияет на теплопроводность. Он способен отражать до 97% тепла. Вспененные полиэтилен может похвастаться продолжительным сроком службы и экологической чистотой.

На фото- утеплитель Пенофол:

Изолон совершенно легкий, тонкий и удобный в плане установки. Применяют рулонный теплоизолятор при обустройстве влажных комнат, куда можно отнести подвал, балкон. Кроме этого, применения утеплителя позволит сохранить полезную площадь помещения, если устанавливать его внутри дома.

А вот какова теплопроводность керамического кирпича и где такой строительный материал используется, поможет понять информация из статьи.

Так же будет интересно узнать о том, каковы характеристики и теплопроводность газобетон.

Так же будет интересно узнать о том, какова теплопроводность керамзита.

Какова теплопроводность подложки под ламинат и как правильно сделать просчёты, рассказывается в данной статье.

Таблица 1 – Показатели проводимости тепла популярных материалов

Материал	Теплопроводность, Вт/(м*С)	Плотность, кг/м³	Паропроницаемость, мг/ (мчПа)
Пенополиуретан	0,023	32	0,0-0,05
	0,029	40
	0,035	60
	0,041	80
Пенополистирол	0,038	40	0,013-0,05
	0,041	100
	0,05	150
Экструдированный пенополистирол	0,031	33	0,013
Минеральная вата	0,048	50	0,49-0,6
	0,056	100
	0,07	200
Пенопласт ПВХ	0,052	125	0,023

Теплопроводность – это один из главных критериев при выборе теплоизоляционного материала. Если вести установку утеплителя с низким коэффициентом теплопроводности, то это позволит на дольше сохранить тепло в доме, создавая тем самых комфортные условия для проживания.

Сравнение теплопроводности утеплителей: таблица

Выполняя отделочно-строительные работы, каждый строитель проводит определенные действия: заливает фундамент, возводит кровлю и стены, а также утепляет постройку. Чтобы выбрать нужный материал для работы, ему необходимо сравнивать их характеристики и свойства, а также разобраться в том, какие ему подойдут для работы. Особенно это касается различных утеплителей. Чтобы хорошо утеплить строение, очень важно правильно сделать выбор. Нужно учитывать теплопроводность утеплителя, которая зависит от их плотности. Чем меньше она, тем ниже теплопроводность, поэтому волокнистые утеплители будут иметь низкую теплоемкость.

Читайте также: Как проводится утепление пола в доме опилками

Теплопроводность – способность тела к передаче тепла (теплообмену) от более нагретых к менее нагретым частям тела. Значит, если не провести теплоизоляционные работы для стен и потолков в первую очередь, то все тепло будет выходить наружу, а при утеплении материалами с низкой теплопроводностью здание окажется теплее или в жаркое время года прохладнее. Материал воспрепятствует потере тепла в помещении, а стены, потолок и пол отдадут тепло обратно.

В каких единицах выражается теплоемкость? В чем измеряется теплопроводность? Единица измерения – Вт/(м*К). В числах данный показатель называется коэффициентом теплопроводности. Он обозначает количество тепла на одну единицу времени, проходящее через единицу поверхности. Чем он выше, тем материал быстрее будет передавать тепло. Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции – это величина удельного теплового потока, Вт/м² К, проходящий за 1 ч. через 1 м² поверхности ограждения при разности температур на ее поверхности, равной 1 К.

Читайте также: Пошаговое утепление подвала изнутри в частном доме

Значение теплопроводности теплоизоляционных материалов – это самый главный фактор при выборе утеплителя. Как мы уже говорили ранее, чем ниже значение теплопроводности, тем лучше будет сохраняться тепло (или прохладу в жаркий день).
Разные теплоизоляционные материалы имеют различный коэффициент теплопроводности. Считать его самостоятельно не нужно. Чтобы ознакомиться со свойствами самых нужных материалов, нужно заглянуть в таблицу теплопроводности:

В данной таблице видны два важных фактора, необходимых для правильного выбора. Это плотность и коэффициент теплопроводности утеплителей.

Их теплопроводность не должна быть меньше написанных значений из таблицы.

Существует определенная маркировка утеплителей, зависящая от того, где используется материал. Начальные данные самые правильные.

Теплопроводность утеплителей – это не единственный показатель, по которому можно выбрать данный материал.

Есть и другие факторы, которыми впору пользоваться, выбирая утеплитель:

он должен держать форму;
обязательная паропроницаемость;
пожаробезопасность;
удельный вес материала;
хорошая звукоизоляция.

Необходимо произвести расчет массы материала.

Удельный вес – этот фактор учитывается при отделке балконов, так как их нельзя переутяжелять. Способность держать форму позволяет сохранить высокий показатель теплопроводности на протяжении всей службы утеплителя.

Фактор паропроницаемости утеплителя можно разделить на две категории:

минераловатные;
пены.

Минераловатные состоят из органических волокон и хорошо пропускают через себя влагу. Вот вам фактор паропроницаемости. Пены (например, пенополистиролы) не пропускают через себя влагу, так как имеют особенную структуру.

Чтобы был качественный монтаж и долгий срок службы паропроницаемых материалов, необходимо при их установке положить защитный слой – пароизоляционную пленку.

Пожаробезопасность является очень важным показателем, особенно если вы утепляете деревянные конструкции.

Следующая таблица дает представление о том, какой утеплитель имеет наивысший коэффициент проводимости тепла при эксплуатации.

Сравнивая разные утеплители – каменную вату, пеноплекс и другие, – у вас появляется возможность подбирать лучший материал для утепления.

Среди производителей этих материалов можно выделить Роквул и Кнауф. Они признаны лидерами на строительном рынке по производству утеплителей из минеральной базальтовой ваты, которая имеет отличное качество и богатый ассортимент. Самая распространенная толщина минеральной ваты составляет 50 мм.

Выбирая материал для утепления, учитывайте степень теплопроводности и другие технические свойства. Только правильно сравнив все свойства, вы сможете подобрать качественный материал с хорошим показателем теплопроводности.

Свойства утеплителей и таблица теплопроводности строительных материалов

Таблица теплопроводности материалов и утеплителей

Сравнение утеплителей. Таблица теплопроводности

Сегодня производители теплоизоляционных материалов предлагают застройщикам действительно огромный выбор материалов. При этом каждый уверяет нас, что именно его утеплитель идеально подходит для утепления дома. Из-за такого разнообразия стройматериалов, принять правильное решение в пользу определенного материала действительно довольно сложно. Мы решили в данной статье сравнить утеплители по теплопроводности и другим, не менее важным характеристикам.

Стоит сначала рассказать об основных характеристиках теплоизоляции, на которые необходимо обращать внимание при покупке. Сравнение утеплителей по характеристикам следует делать, держа в уме их назначение. Например, несмотря на то, что экструзия XPS прочнее минваты, но вблизи открытого огня или при высокой температуре эксплуатации, стоит купить огнестойкий утеплитель для своей же безопасности.

Сравнение утеплителей по характеристикам

Теплопроводность. Чем ниже данный показатель у материала, тем меньше потребуется укладывать слой утеплителя, а значит, расходы на закупку материалов сократятся (в том случае если стоимость материалов находится в одном ценовом диапазоне). Чем тоньше слой утеплителя, тем меньше будет «съедаться» пространство.

Влагопроницаемость. Низкая влаго- и паропроницаемость увеличивает срок использования теплоизоляции и снижает отрицательное воздействие влаги на теплопроводность утеплителя при последующей эксплуатации, но при этом увеличивается риск появления конденсата на конструкции при плохой вентиляции.

Пожаробезопасность. Если утеплитель используется в бане или в котельной, то материал не должен поддерживать горение, а наоборот должен выдерживать высокие температуры. Но если вы утепляете ленточный фундамент или отмостку дома, то на первый план выходят характеристики влагостойкости и прочности.

Экономичность и простота монтажа. Утеплитель должен быть доступным по стоимости, иначе утеплять дом будет просто нецелесообразно. Также важно, чтобы утеплить кирпичный фасад дома можно было бы своими силами, не прибегая к помощи специалистов или, используя дорогостоящее оборудование для монтажа.

Экологичность. Все материалы для строительства должны быть безопасными для человека и окружающей природы. Не забудем упомянуть и про хорошую звукоизоляцию, что очень важно для городов, где важно защитить свое жилье от шума с улицы.

Сравнение утеплителей по теплопроводности

Какие характеристики важны при выборе утеплителя? На что обратить внимание и спросить у продавца? Только ли теплопроводность имеет решающее значение при покупке утеплителя, или есть другие параметры, которые стоит учесть? И еще куча подобных вопросов приходит на ум застройщику, когда приходит время выбирать утеплитель. Обратим внимание в обзоре на наиболее популярные виды теплоизоляции.

Пенопласт – самый популярный сегодня утеплитель, благодаря легкости монтажа и низкой стоимости. Изготавливается он методом вспенивания полистирола, имеет низкую теплопроводность, легко режется и удобен при монтаже. Однако материал хрупкий и пожароопасен, при горении пенопласт выделяет вредные, токсичные вещества. Пенополистирол предпочтительно использовать в нежилых помещениях.

Экструзия не подвержена влаге и гниению, это очень прочный и удобный в монтаже утеплитель. Плиты Техноплекса имеют высокую прочность и сопротивление сжатию, не подвергаются разложению. Благодаря своим техническим характеристикам техноплекс используют для утепления отмостки и фундамента зданий. Экструдированный пенополистирол долговечен и прост в применении.

Базальтовая (минеральная) вата

Производится утеплитель из горных пород, путем их плавления и раздува для получения волокнистой структуры. Базальтовая вата Роклайт выдерживает высокие температуры, не горит и не слеживается со временем. Материал экологичен, имеет хорошую звукоизоляцию и теплоизоляцию. Производители рекомендуют использовать минеральную вату для утепления мансарды и других жилых помещений.

Этот рулонный утеплитель имеет пористую структуру, различную толщину часто производится с нанесением дополнительного слоя фольги для отражающего эффекта. Изолон и пенофол имеет толщину в 10 раз тоньше традиционных утеплителей, но сохраняет до 97% тепла. Материал не пропускает влагу, имеет низкую теплопроводность благодаря своей пористой структуре и не выделяет вредных веществ.

Сравнение утеплителей. Таблица теплопроводности

Сравнение теплопроводности строительных материалов по толщине

В продаже доступно много строительных материалов, использующихся для повышения свойств сооружения сохранять тепло – утеплителей. В конструкции дома он может применяться практически в каждой ее части: от фундамента и до чердака. Далее пойдет речь об основных свойствах материалов, способных обеспечить необходимый уровень теплопроводности объектов различного назначения, а также будет приведено их сравнение, в чем поможет таблица.

Основные характеристики утеплителей

При выборе утеплителей нужно обращать внимание на разные факторы: тип сооружения, наличие воздействия высоких температур, открытого огня, характерный уровень влажности. Только после определения условий использования, а также уровня теплопроводности применяемых материалов для сооружения определенной части конструкции, нужно смотреть на характеристики конкретного утеплителя:

Теплопроводность. От этого показателя напрямую зависит качество проведенного утеплительного процесса, а также необходимое количество материала для обеспечения желаемого результата. Чем ниже теплопроводность, тем эффективнее использование утеплителя.
Влагопоглощение. Показатель особо важен при утеплении внешних частей конструкции, на которые может периодически воздействовать влага. К примеру, при утеплении фундамента в грунтах с высокими водами или повышенным уровнем содержания воды в своей структуре.
Толщина. Применение тонких утеплителей позволяет сохранить внутреннее пространство жилого сооружения, а также напрямую влияет на качество утепления.
Горючесть. Это свойство материалов особенно важно при использовании для понижения теплопроводной способности наземных частей сооружения жилых домов, а также зданий специального назначения. Качественная продукция отличается способностью к самозатуханию, не выделяет при воспламенении ядовитых веществ.
Термоустойчивость. Материал должен выдерживать критические температуры. К примеру, низкие температуры при наружном использовании.
Экологичность. Нужно прибегать к использованию материалов безопасных для человека. Требования к этому фактору может изменяться в зависимости от будущего назначения сооружения.
Звукоизоляция. Это дополнительное свойство утеплителей в некоторых ситуациях позволяет добиться хорошего уровня защиты помещения от шума, а также посторонних звуков.

Когда используется при сооружении определенной части конструкции материал с низкой теплопроводностью, то можно покупать самый дешевый утеплитель (если это позволят предварительные расчеты).

Важность конкретной характеристики напрямую зависит от условий использования и выделенного бюджета.

Сравнение популярных утеплителей

Давайте рассмотрим несколько материалов, применяемых для повышения энергоэффективности сооружений:

Минеральная вата. Производится из естественных материалов. Устойчива к огню и отличается экологичностью, а также низкой теплопроводностью. Но невозможность противостоять воздействию воды сокращает возможности использования.
Пенопласт. Легкий материал с отличными утеплительными свойствами. Доступный, легко устанавливается и влагоустойчив. Недостатки: хорошая воспламеняемость и выделение вредных веществ при горении. Рекомендуется его использовать в нежилых помещениях.
Бальзовая вата. Материал практически идентичный минвате, только отличается улучшенными показателями устойчивости к влаге. При изготовлении его не уплотняют, что значительно продлевает срок службы.
Пеноплэкс. Утеплитель хорошо противостоит влаге, высоким температурам, огню, гниению, разложению. Отличается отличными показателями теплопроводности, прост в монтаже и долговечен. Можно использовать в местах с максимальными требованиями способности материала противостоять различным воздействиям.
Пенофол. Многослойный утеплитель естественного происхождения. Состоит из полиэтилена, предварительно вспененного перед производством. Может иметь различные показатели пористости и ширины. Часто поверхность покрыта фольгой, благодаря чему достигается отражающие эффект. Отличается легкостью, простотой монтажа, высокой энергоэффективностью, влагостойкостью, небольшим весом.

Коэффициент теплопроводности размерность

Выбирая материал для использования в непосредственной близости с человеком, необходимо особое внимание уделять его характеристикам экологичности и пожаробезопасности. Также в некоторых ситуациях рационально покупать более дорой утеплитель, который будет обладать дополнительными свойствами влагозащиты или звукоизоляции, что в окончательном счете позволяет сэкономить.

Сравнение с помощью таблицы

Показатель теплопроводных свойств является основным критерием при выборе утеплительного материала. Остается только сравнить ценовые политики разных поставщиков и определить необходимое количество.

Утеплитель – один из основных способов получить сооружение с необходимой энергоэффективностью. Перед его окончательным выбором точно определите условия использования и, вооружившись приведенной таблицей, совершите правильный выбор.

Сравнение теплопроводности различных утеплителей

Выбор теплоизоляционных материалов на современном рынке огромен. Производители выпускают различные по структуре, плотности, звукоизоляционным характеристикам и влагостойкости модели. Потребителям необходимо знать теплопроводность утеплителей и критерии подбора. Подробное сравнение всех видов поможет найти идеальный для постройки материал.

Понятие теплопроводности

Под теплопроводностью понимается передача энергии тепла от объекта к объекту до момента теплового равновесия, т.е. выравнивания температуры. В отношении частного дома важна скорость процесса – чем дольше происходит выравнивание, тем меньше остывает конструкция.

В числовом виде явление выражается через коэффициент теплопроводности. Показатель наглядно выражает прохождение количества тепла за определенное время через единицу поверхности. Чем больше величина, тем быстрее утекает тепловая энергия.

Теплопередача различных материалов указывается в характеристиках изготовителя на упаковке.

Факторы влияния на теплопроводность

Теплопроводность зависит от плотности и толщины теплоизолята, поэтому важно учитывать ее при покупке. Плотность – это масса одного кубометра материалов, которые по этому критерию классифицируются как очень легкие, легкие, средние и жесткие. Легкие пористые изделия применяются для покрытия внутренних стен, несущих перегородок, плотные – для наружных работ.

Модификации с меньшей плотностью легче по весу, но имеют лучшие параметры теплопроводности. Сравнение утеплителей по плотности представлено в таблице.

Материал	Показатель плотности, кг/м3
Минвата	50-200
Экструдированный пенополистирол	33-150
Пенополиуретан	30-80
Мастика из полиуретана	1400
Рубероид	600
Полиэтилен	1500

Чем выше плотность, тем меньше уровень пароизоляции.

Толщина материала также влияет на степень теплопередачи. Если она избыточная, нарушается естественная вентиляция помещений. Маленькая толщина становится причиной мостов холода и образования конденсата на поверхности. В результате стена покроется плесенью и грибком. Сравнить параметры толщины материалов можно в таблице.

Материал	Толщина, мм
Пеноплекс	20
Минвата	38
Ячеистый бетон	270
Кладка из кирпича	370

При подборе толщины стоит учитывать климат местности, материал постройки.

Характеристики разных материалов

Перед рассмотрением таблицы теплопроводности утеплителей имеет смысл ознакомиться с кратким обзором. Информация поможет застройщикам разобраться в специфике материала и его назначении.

Пенопласт

Плитный материал, изготовленный посредством вспенивания полистирола. Отличается удобством раскроя и монтажа, низкой теплопроводностью – в сравнении с другими изоляторами пенопласт легче. Преимущества изделия – недорогая стоимость, стойкость к влажной среде. Минусы пенопласта – хрупкость, быстрая возгораемость. По этой причине плиты толщиной 20-150 мм используются для теплоизоляции легких наружных конструкций – фасадов под штукатурные работы, стены цоколей и подвалов.

При горении пенопласта выделяются токсичные вещества.

Экструдированный пенополистирол

Вспененный полистирол с экструзией отличается стойкость к воздействию влажной среды. Материал легко раскраивается, не горит, прост в укладке и транспортировке. У плит помимо низкой теплопроводности – высокая плотность и прочность на сжатие. Среди российских застройщиков популярен экструдированный пенополистирол брендов Техноплекс и Пеноплекс. Его применяют для теплоизоляции отмостки и ленточного фундамента.

Минеральная вата

Коэффициент теплопроводности минеральной ваты – 0,048 Вт/(м*С), что больше пенопласта. Материал изготавливается на основе горных пород, шлака или доломита в форме плит и рулонов, у которых разный индекс жесткости. Для утепления вертикальных поверхностей допускается применять жесткие и полужесткие изделия. Горизонтальные конструкции лучше утеплять при помощи легких минплит.

Несмотря на оптимальный индекс теплопроводности, у минеральной ваты маленькая устойчивость к влажной среде. Плиты не подойдут для утепления подвальных помещений, парилок, предбанников.

Применение минваты с низкой теплопроводностью допускается только при наличии пароизоляционного и гидроизоляционного слоев.

Базальтовая вата

Основой для изоляции является базальтовый вид горной породы, который раздувается при нагреве до состояния волокон. При изготовлении также добавляют нетоксичные связующие компоненты. На российском рынке продукция бренда Роквул, на примере которой можно рассмотреть особенности утеплителя:

не подвергается возгоранию;
отличается хорошим показателем тепло- и звукоизоляции;
отсутствие слеживания и уплотнения в процессе эксплуатации;
экологически чистый строительный материал.

Параметры теплопроводности позволяют использовать каменную вату для наружных и внутренних работ.

Стекловата

Стекловатный утеплитель изготавливается из буры, известняка, соды, просеянного доломита и песка. Для экономии на производстве применяют стеклобой, что не нарушается свойства материала. К преимуществам стекловаты относятся высокие показатели тепло- и звукоизоляции, экологическая чистота и низкая стоимость. Минусов больше:

Гигроскопичность – впитывает воду, вследствие чего теряет утепляющие характеристики. Для предотвращения гниения и разрушения конструкции укладывают между пароизоляционными слоями.
Неудобство монтажа – волокна с повышенной хрупкостью распадаются, могут вызывать жжение и зуд кожи.
Непродолжительная эксплуатация – через 10 лет происходит усадка.
Невозможность применения для утепления влажных комнат.

При работе со стекловатой нужно защищать кожу рук перчатками, лицо – очками или маской.

Вспененный полиэтилен

Рулонный полиэтилен с пористой структурой имеет дополнительный отражающий слой из фольги. Преимущества изолона и пенофола:

маленькая толщина – от 2 до 10 мм, что в 10 раз меньше обычных изоляторов;
возможность сохранения до 97 % полезного тепла;
стойкость к воздействию влаги;
минимальная теплопроводность за счет пор;
экологическая чистота;
отражающий эффект, за счет которого аккумулируется тепловая энергия.

Рулонная теплоизоляция подходит для укладки во влажных комнатах, на балконах и лоджиях.

Напыляемая теплоизоляция

Если обратиться к таблице, то видно, что напыляемые виды заменяют 10 см минваты. Они выпускаются в баллонах, напоминают монтажную пену и наносятся при помощи специального инструмента. Напыляемый утеплитель бывает разной жесткости, в емкости также присутствуют пенообразователи – полиизоционатом и полиолом. По типу основного компонента изоляция бывает:

ППУ. Пенополиуретан с открытой ячеистой структурой прочен, теплоэффективен. При наличии закрытых пустот в составе – может пропускать пар.
Пеноизольная. Жидкий пенопласт на карбамидоформальдегидной основе отличается паропроницаемостью, стойкость к возгоранию. Наносится посредством заливки. Оптимальная температура затвердевания – от +15 градусов.
Жидкая керамика. Керамические компоненты расплавляются до жидкого состояния, потом смешиваются полимерными веществами и пигментами. Получаются вакуумированные полости. Наружное утепление обеспечивает защиту здания на 10 лет, внутреннее – на 25 лет.
Эковата. Целлюлоза измельчается до состояния пыли, приобретает клейкость при попадании воды. Материал подходит для работы на влажных стеновых поверхностях, но не используется рядом с каминными трубами, дымоходами и печами.

Напыляемые утеплители отличаются хорошей сцепкой с поверхностями, для которых применялись дерево, кирпич или газобетон.

Таблица коэффициентов теплопроводности разных материалов

На основе таблицы с коэффициентами теплопроводности строительных материалов и популярных утеплителей можно сделать сравнительный анализ. Он обеспечит подбор оптимального варианта теплоизоляции для строения.

Материал	Теплопроводность, Вт/м*К	Толщина, мм	Плотность, кг/м³	Температура укладки, °C	Паропроницаемость, мг/м²чПа
Пенополиуретан	0,025	30	40-60	От -100 до +150	0,04-0,05
Экструдированный пенополистирол	0,03	36	40-50	От -50 до +75	0,015
Пенопласт	0,05	60	40-125	От -50 до +75	0,23
Минвата (плиты)	0,047	56	35-150	От -60 до +180	0,53
Стекловолокно (плиты)	0,056	67	15-100	От +60 до +480	0,053
Базальтовая вата (плиты)	0,037	80	30-190	От -190 до +700	0,3
Железобетон	2,04	2500	0,03
Пустотелый кирпич	0,058	50	1400	0,16
Деревянные брусья с поперечным срезом	0,18	15	40-50	0,06

Для параметров толщины применялся усредненный показатель.

Иные критерии подбора утеплителей

Теплоизоляционное покрытие обеспечивает снижение теплопотерь на 30-40 %, повышает прочность несущих конструкций из кирпича и металла, сокращает уровень шума и не забирает полезную площадь постройки. При выборе утеплителя помимо теплопроводности нужно учитывать другие критерии.

Объемный вес

Данная характеристика связана с теплопроводностью и зависит от типа материала:

Минераловатные продукты отличаются плотностью 30-200 кг/м3, поэтому подходят для всех поверхностей строения.
Вспененный полиэтилен имеет толщину 8-10 мм. Плотность без фольгирования равняется 25 кг/м3 с отражающей основой – около 55 кг/м3.
Пенопласт отличается удельным весом от 80 до 160 кг/м3, а экструдированный пенополистирол – от 28 до 35 кг/м3. Последний материал является одним из самых легких.
Полужидкий напыляемый пеноизол при плотности 10 кг/м3 требует предварительного оштукатуривания поверхности.
Пеностекло имеет плотность, связанную со структурой. Вспененный вариант характеризуется объемным весом от 200 до 400 кг/м3. Теплоизолят из ячеистого стекла – от 100 до 200 м3, что делает возможным применение на фасадных поверхностях.

Чем меньше объемный вес, тем меньше затрачивается материала.

Способность держать форму

Производители не указывают формостабильность на упаковке, но можно ориентироваться на коэффициенты Пуассона и трения, сопротивления изгибам и сжатиям. По стабильности формы судят о сминаемости или изменении параметров теплоизоляционного слоя. В случае деформации существуют риски утечки тепла на 40 % через щели и мосты холода.

Формостабильность стройматериалов зависит от типа утеплителя:

Вата (минеральная, базальтовая, эко) при укладке между стропилами расправляется. За счет жестких волокон исключается деформация.
Пенные виды держат форму на уровне жесткой каменной ваты.

Способность изделия держать форму также определяется по характеристикам упругости.

Паропроницаемость

Определяет «дышащие» свойства материала – способность к пропусканию воздуха и пара. Показатель важен для контроля микроклимата в помещении – в законсервированных комнатах образуется больше плесени и грибка. В условиях постоянной влажности конструкция может разрушаться.

По степени паропроницаемости выделяют два типа утеплителей:

Пены – изделия, для производства которых применяется технология вспенивания. Продукция вообще не пропускает конденсат.
Ваты – теплоизоляция на основе минерального или органического волокна. Материалы могут пропускать конденсат.

При монтаже паропроницаемых ват дополнительно укладывают пленочную пароизоляцию.

Горючесть

Показатель, на который ориентируются при строительстве наземных частей жилых зданий. Классификация токсичности и горючести указана в ст. 13 ФЗ № 123. В техническом регламенте выделены группы:

НГ – негорючие: каменная и базальтовая вата.
Г – возгораемые. Материалы категории Г1 (пенополиуретан) отличаются слабой возгораемостью, категории Г4 (пенополистирол, в т.ч. экструдированный) – сильногорючие.
В – воспламеняемые: плиты из ДСП, рубероид.
Д – дымообразующие (ПВХ).
Т – токсичные (минимальный уровень – у бумаги).

Оптимальный вариант для частного строительства – самозатухающие материалы.

Звукоизоляция

Характеристика, связанная с паропроницаемостью и плотностью. Ваты исключают проникновение посторонних шумов в помещении, через пены проникает больше шума.

У плотных материалов лучше шумоизоляционные свойства, но укладка осложняется толщиной и весом. Оптимальным вариантом для самостоятельных теплоизоляционных работ будет каменная вата с высоким звукопоглощением. Аналогичные показатели – у легкой стекловаты или базальтового утеплителя со скрученными длинными тонкими волокнами.

Нормальный показатель звукоизоляции – плотность от 50 кг/м3.

Практическое применение коэффициента теплопроводности

После теоретического сравнения материалов нужно учитывать их разделение на группы теплоизоляционных и конструкционных. У конструкционного сырья – самые высокие индексы теплопередачи, поэтому оно подходит для возведения перекрытий, ограждений или стен.

Без использования сырья со свойствами утеплителей понадобится укладывать толстый слой теплоизоляции. Обратившись к таблице теплопроводности, можно определить, что низкий теплообмен конструкций из железобетона будет только при их толщине 6 м. Готовый дом будет громоздким, может просесть под почву, а затраты на строительство не окупятся и через 50 лет.

Достаточная толщина теплоизоляционного слоя – 50 см.

Применение теплоизоляционных материалов обеспечивает сокращение затрат на строительные мероприятия и снижает переплаты за энергию зимой. При покупке утеплителя нужно учитывать параметры теплопроводности, основные характеристики, стоимость и удобство самостоятельного монтажа.

Теплопроводность утеплителей — сравнительная таблица

В привычной для населения страны холодной зиме, востребованность теплоизоляционных материалов всегда на высоком уровне. Необходимо учитывать все особенности каждого из утеплителей, чтобы сделать выбор в пользу качественного и целесообразного материала.

Зачем нужна теплоизоляция?

Актуальность теплоизоляции заключается в следующем:

Сохранение тепла в зимний период и прохлады в летний период.

Потери тепла сквозь стены обычного многоэтажного жилого дома составляют 30-40%. Для снижения теплопотерь нужны специальные теплоизоляционные материалы. Применение в зимний период электрических обогревателей способствует дополнительному расходу на электроэнергию. Эти расходы выгодней компенсировать использованием качественного теплоизоляционного материала, обеспечивающего сохранение тепла в зимний период и прохладу в летнюю жару. При этом затраты на охлаждение помещения кондиционером также будут сведены к минимуму.

Увеличение долговечности конструкций здания.

В случае промышленных зданий с использованием металлического каркаса, утеплитель позволяет защитить поверхность металла от коррозии, являющейся самым пагубным дефектом для данного вида конструкций. А срок службы для здания из кирпича определяется количеством циклов замораживания/оттаивания. Воздействие этих циклов воспринимает утеплитель, ведь точка росы при этом находится в теплоизоляционном материале, а не материале стены. Такое утепление позволяет увеличить срок службы здания во много раз.

Защита от возрастающего уровня шума достигается при использовании таких шумопоглощающих материалов (толстые матрасы, звукоотражающие стеновые панели).

Увеличение полезной площади зданий.

Использование системы теплоизоляции позволяет уменьшить толщину наружных стен, при этом увеличивая внутреннюю площадь здания.

Как правильно выбрать утеплитель?

При выборе утеплителя нужно обращать внимание на: ценовую доступность, сферу применения, мнение экспертов и технические характеристики, являющиеся самым важным критерием.

Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам:

Теплопроводность.

Теплопроводность подразумевает под собой способность материала передавать теплоту. Это свойство характеризуется коэффициентом теплопроводности, на основе которого принимают необходимую толщину утеплителя. Теплоизоляционный материал с низким коэффициентом теплопроводности является лучшим выбором.

Также теплопроводность тесно связана с понятиями плотности и толщины утеплителя, поэтому при выборе необходимо обращать внимание и на эти факторы. Теплопроводность одного и того же материала может изменяться в зависимости от плотности.

Под плотностью понимают массу одного кубического метра теплоизоляционного материала. По плотности материалы подразделяются на: особо лёгкие, лёгкие, средние, плотные (жёсткие). К легким относятся пористые материалы, подходящие для утепления стен, перегородок, перекрытий. Плотные утеплители лучше подходят для утепления снаружи.

Чем меньше плотность утеплителя, тем меньше вес, а теплопроводность выше. Это является показателем качества утепления. А небольшой вес способствует удобству монтажа и укладки. В ходе опытных исследований установлено, что утеплитель, имеющий плотность от 8 до 35 кг/м³ лучше всего удерживает тепло и подходят для утепления вертикальных конструкций внутри помещений.

А как зависит теплопроводность от толщины? Существует ошибочное мнение, что утеплитель большой толщины будет лучше удерживать тепло внутри помещения. Это приводит к неоправданным расходам. Слишком большая толщина утеплителя может привести к нарушению естественной вентиляции и в помещении будет слишком душно.

А недостаточная толщина утеплителя приводит к тому, что холод будет проникать через толщу стены и на плоскости стены образуется конденсат, стена будет неотвратимо отсыревать, появится плесень и грибок.

В случае игнорирования расчета может появиться ряд проблем, решение которых потребует больших дополнительных затрат!

Таблица теплопроводности материалов

Материал	Теплопроводность материалов, Вт/м*⸰С	Плотность, кг/м³
Пенополиуретан	0,020	30
	0,029	40
	0,035	60
	0,041	80
Пенополистирол	0,037	10-11
	0,035	15-16
	0,037	16-17
	0,033	25-27
	0,041	35-37
Пенополистирол (экструдированный)	0,028-0,034	28-45
Базальтовая вата	0,039	30-35
	0,036	34-38
	0,035	38-45
	0,035	40-50
	0,036	80-90
	0,038	145
	0,038	120-190
Эковата	0,032	35
	0,038	50
	0,04	65
	0,041	70
Изолон	0,031	33
	0,033	50
	0,036	66
	0,039	100
Пенофол	0,037-0,051	45
	0,038-0,052	54
	0,038-0,052	74

Экологичность.

Этот фактор является значимым, особенно в случае утепления жилого дома, так как многие материалы выделяют формальдегид, что влияет на рост раковых опухолей. Поэтому необходимо делать выбор в сторону нетоксичных и биологически нейтральных материалов. С точки зрения экологичности лучшим теплоизоляционным материалом считается каменная вата.

Пожарная безопасность.

Материал должен быть негорючим и безопасным. Гореть может любой материал, разница состоит в том, при каком температуре он возгорается. Важным является то, чтобы утеплитель был самозатухающим.

Паро- и водонепроницаемость.

Преимущество имеют те материалы, которые обладают водонепроницаемостью, так как впитывание влаги приводит к тому, что эффективность материала становится низкой и полезные характеристики утеплителя через год использования снижаются на 50% и более.

В среднем срок службы изоляционных материалов составляет от 5 до 10-15 лет. Теплоизоляционные материалы, имеющие в составе вату в первые годы службы значительно снижают свою эффективность. Зато пенополиуретан обладает сроком службы свыше 50 лет.

Достоинства и недостатки утеплителей

Пенополиуретан– на сегодняшний день самый эффективный утеплитель.

Виды ППУ

Достоинства: бесшовный монтаж пеной, долговечность, лучшая тепло- и гидроизоляция.

Недостатки: дороговизна материала, неустойчивость к УФ-излучению.

Пенополистирол (пенопласт) – востребован для использования в качестве утеплителя для помещений разных типов.

Достоинства: низкая теплопроводность, невысокая стоимость, удобство монтажа, водонепроницаемость.

Недостатки: хрупкость, легкая воспламеняемость, образование конденсата.

Экструдированный пенополистирол – прочный и удобный материал, при необходимости элементов нужного размера легко разрезается ножом.

Достоинства: очень низкая теплопроводность, водонепроницаемость, прочность на сжатие, удобство монтажа, отсутствие плесени и гниения, возможность эксплуатации от -50⸰С до +75⸰С.

Недостатки: намного дороже пенопласта, восприимчивость к органическим растворителям, образование конденсата.

Базальтовая (каменная) вата – минеральная вата, изготавливающаяся на базальтовой основе.

Достоинства: противостояние образованию грибков, звукоизоляция, прочность к механическим воздействиям, огнеупорность, негорючесть.

Недостатки: более высокая стоимость, по сравнению с аналогами.

Эковата – утеплитель, выполненный на основе естественных материалов (волокна дерева и минералы). На сегодняшний день применяется довольно часто.

Достоинства: звукоизоляция, экологичность, влагостойкость, доступная стоимость.

Недостатки: во время эксплуатации повышается теплопроводность, необходимость специального оборудования для монтажа, возможность усадки.

Изолон – современный утеплитель, изготавливаемый путем вспенивания полиэтилена. Является одним из самых востребованных.

Достоинства: низкая теплопроводность, низкая паропроницаемость, высокая шумоизоляция, удобство резки и монтажа, экологичность, гибкость, небольшой вес.

Недостатки: низкая прочность, необходимость устройства вентиляционного зазора.

Пенофол – утеплитель, который отвечает многим требованиям, предъявляемым к качеству утеплителя и утепления различных помещений, а также конструкций и т.д.

Достоинства: экологичность, высокая способность к отражению тепла, высокая шумоизоляция, влагонепроницаемость, негорючесть, удобство перевозки и монтажа, отражение воздействия радиации.

Недостатки: малая жесткость, затрудненность крепления материала, в качестве теплоизоляции одного пенофола недостаточно.

Заключение

Рассмотренные достоинства и недостатки утеплителей позволят выбрать самый подходящий вариант уже на стадии проектирования. При этом учитывать все требования, предъявляемые к теплоизоляционному материалу, в первую очередь теплопроводность.

Сравнение утеплителей. Таблица теплопроводности

Предисловие. На современном рынке имеется просто огромный выбор материалов, которые отличаются по цене и другим характеристикам. Попробуем сделать сравнение утеплителей по теплопроводности и разобраться в этом разнообразии, чтобы принять взвешенное решение в пользу определенного утеплителя. Рассмотрим, какие параметры важнее при выборе – теплопроводность или другие характеристики.

Основные характеристики утеплителей

Предоставим для начала характеристики наиболее популярных теплоизоляционных материалов, на которые в первую очередь стоит обратить свое внимание при выборе. Сравнение утеплителей по теплопроводности следует производить только на основе назначения материалов и условий в помещении (влажность, наличие открытого огня и т.д.). Мы расположили далее в порядке значимости основные характеристики утеплителей.

Сравнение строительных материалов

Теплопроводность. Чем ниже данный показатель, тем меньше требуется слой теплоизоляции, а значит, сократятся и расходы на утепление.

Влагопроницаемость. Меньшая проницаемость материала парами влаги снижает при эксплуатации негативное воздействие на утеплитель.

Пожаробезопасность. Теплоизоляция не должна гореть и выделять ядовитые газы, особенно при утеплении котельной или печной трубы.

Долговечность. Чем больше срок эксплуатации, тем дешевле он вам обойдется при эксплуатации, так как не потребует частой замены.

Экологичность. Материал должен быть безопасным для человека и окружающей природы.

Сравнение утеплителей по теплопроводности

Экономичность. Материал должен быть доступным для широкого круга потребителей и иметь оптимальное соотношение по цене/качеству.

Простота монтажа. Данное свойство для теплоизоляционного материала весьма важно для тех, кто желает самостоятельно делать ремонт.

Толщина и вес материала. Чем будет тоньше и легче утеплитель, тем меньше будет утяжеляться конструкция при монтаже теплоизоляции.

Звукоизоляция. Чем выше показатель звукоизоляции материала, тем лучше будет защита в жилом помещении от постороннего шума с улицы.

Сравнение утеплителей по теплопроводности

Пенополистирол (пенопласт)

Плиты пенополистирола (пенопласта)

Это самый популярный теплоизоляционный материал в России, благодаря своей низкой теплопроводности, невысокой стоимости и легкости монтажа. Пенопласт изготавливается в плитах толщиной от 20 до 150 мм путем вспенивания полистирола и состоит на 99% из воздуха. Материал имеет различную плотность, имеет низкую теплопроводность и устойчив к влажности.

Благодаря своей низкой стоимости пенополистирол имеет большую востребованность среди компаний и частных застройщиков для утепления различных помещений. Но материал достаточно хрупкий и быстро воспламеняется, выделяя токсичные вещества при горении. Из-за этого пенопласт использовать предпочтительнее в нежилых помещениях и при теплоизоляции не нагружаемых конструкций — утепление фасада под штукатурку, стен подвалов и т.д.

Экструдированный пенополистирол

Пеноплэкс (экструдированный пенополистирол)

Экструзия (техноплэкс, пеноплэкс и т.д.) не подвергается воздействию влаги и гниению. Это очень прочный и удобный в использовании материал, который легко режется ножом на нужные размеры. Низкое водопоглощение обеспечивает при высокой влажности минимальное изменение свойств, плиты имеют высокую плотность и сопротивляемость сжатию. Экструдированный пенополистирол пожаробезопасен, долговечен и прост в применении.

Все эти характеристики, наряду с низкой теплопроводностью в сравнении с прочими утеплителями делает плиты техноплэкса, URSA XPS или пеноплэкса идеальным материалом для утепления ленточных фундаментов домов и отмосток. По заверениям производителей лист экструзии толщиной в 50 миллиметров, заменяет по теплопроводности 60 мм пеноблока, при этом материал не пропускает влагу и можно обойтись без дополнительной гидроизоляции.

Минеральная вата

Плиты минеральной ваты Изовер в упаковке

Минвата (например, Изовер, URSA, Техноруф и т.д.) производится из натуральных природных материалов – шлака, горных пород и доломита по специальной технологии. Минеральная вата имеет низкую теплопроводность и абсолютно пожаробезопасна. Выпускается материал в плитах и рулонах различной жесткости. Для горизонтальных плоскостей используются менее плотные маты, для вертикальных конструкций используют жесткие и полужесткие плиты.

Однако, одним из существенных недостатков данного утеплителя, как и базальтовой ваты является низкая влагостойкость, что требует при монтаже минваты устройства дополнительной влаго- и пароизоляции. Специалисты не рекомендуют использовать минеральная вату для утепления влажных помещений – подвалов домов и погребов, для теплоизоляции парилки изнутри в банях и предбанников. Но и здесь ее можно использовать при должной гидроизоляции.

Базальтовая вата

Плиты базальтовой ваты Роквул в упаковке

Данный материал производится расплавлением базальтовых горных пород и раздуве расплавленной массы с добавлением различных компонентов для получения волокнистой структуры с водоотталкивающими свойствами. Материал не воспламеняется, безопасен для здоровья человека, имеет хорошие показатели по теплоизоляции и звукоизоляции помещений. Используется, как для внутренней, так и для наружной теплоизоляции.

При монтаже базальтовой ваты следует использовать средства защиты (перчатки, респиратор и очки) для защиты слизистых оболочек от микрочастиц ваты. Наиболее известная в России марка базальтовой ваты – это материалы под маркой Rockwool. При эксплуатации плиты теплоизоляции не уплотняются и не слеживаются, а значит, прекрасные свойства низкой теплопроводности базальтовой ваты со временем остаются неизменными.

Пенофол, изолон (вспененный полиэтилен)

Пенофол и изолон – это рулонные утеплители толщиной от 2 до 10 мм, состоящие из вспененного полиэтилена. Материал также выпускается со слоем фольги с одной стороны для создания отражающего эффекта. Утеплитель имеет толщину в несколько раз тоньше представленных ранее утеплителей, но при этом сохраняет и отражает до 97% тепловой энергии. Вспененный полиэтилен имеет длительный срок эксплуатации и экологически безопасен.

Изолон и фольгированный пенофол – легкий, тонкий и очень удобный в работе теплоизоляционный материал. Используют рулонный утеплитель для теплоизоляции влажных помещений, например, при утеплении балконов и лоджий в квартирах. Также применение данного утеплителя поможет вам сберечь полезную площадь в помещении, при утеплении внутри. Подробнее об этих материалах читайте в разделе «Органическая теплоизоляция».

Сравнение утеплителей. Таблица теплопроводности

Сравнение пеноблока, минваты и пенопласта по теплопроводности

Представленная выше таблица сравнения теплоизоляции по теплопроводности дает полную картину, о том, какой лучше всего использовать материал. Остается лишь сравнить данные таблицы теплопроводности со стоимостью теплоизоляции у поставщиков. При этом следует точно рассчитать необходимую толщину утепления при использовании различных материалов, чтобы подобрать необходимое количество материала.

Видео. Сравнение утеплителей для труб

Таблица теплопроводности строительных материалов – изучаем важные показатели

Строительство каждого объекта лучше начинать с планировки проекта и тщательного расчета теплотехнических параметров. Точные данные позволит получить таблица теплопроводности строительных материалов. Правильное возведение зданий способствует оптимальным климатическим параметрам в помещении. А таблица поможет правильно подобрать сырье, которое будут использоваться для строительства.

Теплопроводность материалов влияет на толщину стен

Назначение теплопроводности

Теплопроводность является показателем передачи тепловой энергии от нагреваемых предметов в помещении к предметам с более низкой температурой. Процесс теплообмена производится, пока температурные показатели не уравняются. Для обозначения тепловой энергии используется специальный коэффициент теплопроводности строительных материалов. Таблица поможет увидеть все требуемые значения. Параметр обозначает, сколько тепловой энергии пропускается через единицу площади в единицу времени. Чем больше данное обозначение, тем качественнее будет теплообмен. При возведении зданий необходимо применять материал с минимальным значением тепловой проводимости.

На схеме представлены показатели различных вариантов

Коэффициент теплопроводности это такая величина, которая равна количеству теплоты, проходящей через метр толщины материала за час. Использование подобной характеристики обязательно для создания лучшей теплоизоляции. Теплопроводность следует учесть при подборе дополнительных утепляющих конструкций.

Сравнение характеристик разных типов сырья

Что оказывает влияние на показатель теплопроводности?

Теплопроводность определяется такими факторами:

пористость определяет неоднородность структуры. При пропуске тепла через такие материалы процесс охлаждения незначительный;
повышенное значение плотности влияет на тесные соприкосновения частиц, что способствует более быстрому теплообмену;
повышенная влажность увеличивает данный показатель.

Характеристики различных материалов

Использование значений коэффициента теплопроводности на практике

Материалы представлены конструкционными и теплоизоляционными разновидностями. Первый вид обладает большими показателями теплопроводности. Они применяются для строительства перекрытий, ограждений и стен.

При помощи таблицы определяются возможности их теплообмена. Чтобы данный показатель был достаточно низким для нормального микроклимата в помещении стены из некоторых материалов должны быть особенно толстыми. Чтобы этого избежать, рекомендуется использовать дополнительные теплоизолирующие компоненты.

Показатели теплопроводности для готовых построек. Виды утеплений

При создании проекта нужно учитывать все способы утечки тепла. Оно может выходить через стены и крышу, а также через полы и двери. Если вы неправильно проведете расчеты проектирования, то придется довольствоваться только тепловой энергией, полученной от отопительных приборов. Здания, построенные из стандартного сырья: камня, кирпича либо бетона нужно дополнительно утеплять.

Монтаж минеральной ваты

Дополнительная теплоизоляция проводится в каркасных зданиях. При этом деревянный каркас придает жесткости конструкции, а утепляющий материал прокладывается в пространство между стойками. В зданиях из кирпича и шлакоблоков утепление производится снаружи конструкции.

Выбирая утеплители необходимо обращать внимание на такие факторы, как уровень влажности, влияние повышенных температур и типа сооружения. Учитывайте определенные параметры утепляющих конструкций:

показатель теплопроводности оказывает влияние на качество теплоизолирующего процесса;
влагопоглощение имеет большое значение при утеплении наружных элементов;
толщина влияет на надежность утепления. Тонкий утеплитель помогает сохранить полезную площадь помещения;
важна горючесть. Качественное сырье имеет способность к самозатуханию;
термоустойчивость отображает способность выдерживать температурные перепады;
экологичность и безопасность;
звукоизоляция защищает от шума.

Характеристики разных видов утеплителей

В качестве утеплителей применяются следующие виды:

минеральная вата устойчива к огню и экологична. К важным характеристикам относится низкая теплопроводность;

Данный материал относится к самым доступным и простым вариантам

пенопласт – это легкий материал с хорошими утеплительными свойствами. Он легко устанавливается и обладает влагоустойчивостью. Рекомендуется для применения в нежилых строениях;
базальтовая вата в отличие от минеральной отличается лучшими показателями стойкости к влаге;
пеноплэкс устойчив к влажности, повышенным температурам и огню. Имеет прекрасные показатели теплопроводности, прост в монтаже и долговечен;

Для пеноплекса характерна пористая структура

пенополиуретан известен такими качествами, как негорючесть, хорошие водоотталкивающие свойства и высокая пожаростойкость;
экструдированный пенополистирол при производстве проходит дополнительную обработку. Обладает равномерной структурой;

Данный вариант бывает разной толщины

пенофол представляет из себя многослойный утепляющий пласт. В составе присутствует вспененный полиэтилен. Поверхность пластины покрывается фольгой для обеспечения отражения.

Для теплоизоляции могут применяться сыпучие типы сырья. Это бумажные гранулы или перлит. Они имеют стойкость к влаге и к огню. А из органических разновидностей можно рассмотреть волокно из древесины, лен или пробковое покрытие. При выборе, особое внимание уделяйте таким показателям как экологичность и пожаробезопасность.

Обратите внимание! При конструировании теплоизоляции, важно продумать монтаж гидроизолирующей прослойки. Это позволит избежать высокой влажности и повысит сопротивляемость теплообмену.

Таблица теплопроводности строительных материалов: особенности показателей

Таблица теплопроводности строительных материалов содержит показатели различных видов сырья, которое применяется в строительстве. Используя данную информацию, вы можете легко посчитать толщину стен и количество утеплителя.

Утепление производится в определенных местах

Как использовать таблицу теплопроводности материалов и утеплителей?

В таблице сопротивления теплопередаче материалов представлены наиболее популярные материалы. Выбирая определенный вариант теплоизоляции важно учитывать не только физические свойства, но и такие характеристики как долговечность, цена и легкость установки.

Знаете ли вы, что проще всего выполнять монтаж пенооизола и пенополиуретана. Они распределяются по поверхности в виде пены. Подобные материалы легко заполняют полости конструкций. При сравнении твердых и пенных вариантов, нужно выделить , что пена не образует стыков.

Коэффициент разнообразных типов сырья

Значения коэффициентов теплопередачи материалов в таблице

При произведении вычислений следует знать коэффициент сопротивления теплопередаче. Данное значение является отношением температур с обеих сторон к количеству теплового потока. Для того чтобы найти теплосопротивление определенных стен и используется таблица теплопроводности.

Значения плотности и теплопроводности

Все расчеты вы можете провести сами. Для этого толщина прослойки теплоизолятора делится на коэффициент теплопроводности. Данное значение часто указывается на упаковке, если это изоляция. Материалы для дома измеряются самостоятельно. Это касается толщины, а коэффициенты можно отыскать в специальных таблицах.

Теплопроводность некоторых конструкций

Коэффициент сопротивления помогает выбрать определенный тип теплоизоляции и толщину слоя материала. Сведения о паропроницаемости и плотности можно посмотреть в таблице.

При правильном использовании табличных данных вы сможете выбрать качественный материал для создания благоприятного микроклимата в помещении.

Теплопроводность строительных материалов (видео)

Сравнение теплопроводности строительных материалов по толщине

Основные характеристики утеплителей

Теплопроводность. От этого показателя напрямую зависит качество проведенного утеплительного процесса, а также необходимое количество материала для обеспечения желаемого результата. Чем ниже теплопроводность, тем эффективнее использование утеплителя.
Влагопоглощение. Показатель особо важен при утеплении внешних частей конструкции, на которые может периодически воздействовать влага. К примеру, при утеплении фундамента в грунтах с высокими водами или повышенным уровнем содержания воды в своей структуре.
Толщина. Применение тонких утеплителей позволяет сохранить внутреннее пространство жилого сооружения, а также напрямую влияет на качество утепления.
Горючесть. Это свойство материалов особенно важно при использовании для понижения теплопроводной способности наземных частей сооружения жилых домов, а также зданий специального назначения. Качественная продукция отличается способностью к самозатуханию, не выделяет при воспламенении ядовитых веществ.
Термоустойчивость. Материал должен выдерживать критические температуры. К примеру, низкие температуры при наружном использовании.
Экологичность. Нужно прибегать к использованию материалов безопасных для человека. Требования к этому фактору может изменяться в зависимости от будущего назначения сооружения.
Звукоизоляция. Это дополнительное свойство утеплителей в некоторых ситуациях позволяет добиться хорошего уровня защиты помещения от шума, а также посторонних звуков.

Важность конкретной характеристики напрямую зависит от условий использования и выделенного бюджета.

Сравнение популярных утеплителей

СРЕДНЯЯ ТОЛЩИНА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ СТЕНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Теплоизоляционный материал	Кирпичная кладка (полтора кирпича)	Газобетон 30 см	Деревянный брус 30 см	Каркас из OSB
Экотермикс	7 см	З см	5 см	10 см
Минеральная вата	13 см	8 см	10 см	15 см
Пенополистирол	12 см	7 см	8 см	13 см
Пеностекло	11 см	6,5 см	7 см	13 см

Давайте рассмотрим несколько материалов, применяемых для повышения энергоэффективности сооружений:

Минеральная вата. Производится из естественных материалов. Устойчива к огню и отличается экологичностью, а также низкой теплопроводностью. Но невозможность противостоять воздействию воды сокращает возможности использования.
Пенопласт. Легкий материал с отличными утеплительными свойствами. Доступный, легко устанавливается и влагоустойчив. Недостатки: хорошая воспламеняемость и выделение вредных веществ при горении. Рекомендуется его использовать в нежилых помещениях.
Бальзовая вата. Материал практически идентичный минвате, только отличается улучшенными показателями устойчивости к влаге. При изготовлении его не уплотняют, что значительно продлевает срок службы.
Пеноплэкс. Утеплитель хорошо противостоит влаге, высоким температурам, огню, гниению, разложению. Отличается отличными показателями теплопроводности, прост в монтаже и долговечен. Можно использовать в местах с максимальными требованиями способности материала противостоять различным воздействиям.
Пенофол. Многослойный утеплитель естественного происхождения. Состоит из полиэтилена, предварительно вспененного перед производством. Может иметь различные показатели пористости и ширины. Часто поверхность покрыта фольгой, благодаря чему достигается отражающие эффект. Отличается легкостью, простотой монтажа, высокой энергоэффективностью, влагостойкостью, небольшим весом.

Коэффициент теплопроводности размерность

Сравнение с помощью таблицы

N	Наименование	Плотность	Теппопроводность		Цена , евро за куб.м.		Затраты энергии на
кг/куб.м	мин	макс	Евросоюз	Россия	квт*ч/куб. м.
1	целлюлозная вата	30-70	0,038	0,045	48-96	15-30	6
2	древесноволокнистая плита	150-230	0,039	0,052	150	800-1400
3	древесное волокно	30-50	0,037	0,05	200-250	13-50
4	киты из льняного волокна	30	0,037	0,04	150-200	210	30
5	пеностекло	100-150	0.05	0,07	135-168	1600
6	перлит	100-150	0,05	0.062	200-400	25-30	230
7	пробка	100-250	0,039	0,05	300	80
8	конопля, пенька	35-40	0,04	0.041	150	55
9	хлопковая вата	25-30	0,04	0,041	200	50
10	овечья шерсть	15-35	0,035	0,045	150	55
11	утиный пух	25-35	0,035	0,045	150-200
12	солома	300-400	0,08	0,12	165
13	минеральная (каменная) вата	20-80	0.038	0,047	50-100	30-50	150-180
14	стекповопокнистая вата	15-65	0,035	0,05	50-100	28-45	180-250
15	пенополистирол (безпрессовый)	15-30	0.035	0.047	50	28-75	450
16	пенополистирол экструзионный	25-40	0,035	0,042	188	75-90	850
17	пенополиуретан	27-35	0,03	0,035	250	220-350	1100

SMART и токопроводящие ткани, пряжа или ткани

Следующий JEC world пройдет с 8 по 10 марта 2022 года! … Сделайте перчатки тактильными! используйте нашу кондукторную швейную нить SILVERPAM

Металлическая нагревательная или токопроводящая пряжа и гибкие конструкции для технического текстиля или композитов функционализация:

Мы проектируем и производим гибкую, металлическую, токопроводящую или нагревательную пряжу для передачи энергии или функциональности материалов.
Вы можете разместить их в тканях или встроить в гибкие конструкции или композиты.

Что мы подразумеваем под

Передача энергии :
Электроэнергия
Оптическая энергия
Тепловая энергия (передача, контролируемая материалами или жидкостями)

Что мы подразумеваем под
проводящими или резистивными волокнами :
ультратонкие волокна или мультифиламенты из сплавов металлов или нержавеющей стали;
Волокна металлические, привитые или с покрытием
Многокомпонентная пряжа с добавками термопластов или смол
Оптоволокно
Капилляры или микротрубки для теплоносителей

Что мы подразумеваем под
гибкими конструкциями :
Металл или нержавеющая сталь Устойчивые к высоким температурам микроволокна, ленты или пряжа:
В виде токопроводящих жил:
На основе гибких функциональных тканей:
Металлические нагревательные или токопроводящие волокна, пряжа и гибкие конструкции

для функционализации тканей или композитов SMART

Ориентация на несколько проводящих сырьевых материалов
Мы работаем с рядом ультратонких металлических или проводящих волокон, выбранных с учетом их особых свойств.

Трансверсальность: мы используем множество технологий трансформации текстиля
Благодаря собственным производственным мощностям или известным партнерам мы оптимизируем свойства наших функциональных материалов для удовлетворения потребностей наших клиентов.

Работаем на трех основных рынках
Нагревательные нити или ткани для функциональности многослойных или композитных деталей
Гибкие элементы для электроники: смарт-текстиль, антенны RFID, связанная одежда, подключение
Высокотемпературная фильтрация и катализ горячих газов

Во что мы верим:
«Самый большой инновационный потенциал лежит на перекрестке материалов, технологий и человека»
«Прошлые или будущие инновации очень часто вдохновлены тем, что уже существует в Природе!»
10 лучших теплопроводящих материалов
Теплопроводность – это мера способности материала пропускать через него тепло.Материалы с высокой теплопроводностью могут эффективно передавать тепло и легко забирать тепло из окружающей среды. Плохие теплопроводники сопротивляются тепловому потоку и медленно извлекают тепло из окружающей среды. Теплопроводность материала измеряется в ваттах на метр на градус Кельвина (Вт / м • К) в соответствии с рекомендациями S.I (Международная система).
10 лучших измеряемых теплопроводных материалов и их значения приведены ниже. Эти значения проводимости являются средними из-за разницы в теплопроводности в зависимости от используемого оборудования и среды, в которой были получены измерения.
Материалы теплопроводящие
Diamond – 2000 – 2200 Вт / м • K
Алмаз является ведущим теплопроводным материалом и имеет измеренные значения проводимости в 5 раз выше, чем у меди, самого производимого металла в Соединенных Штатах. Атомы алмаза состоят из простой углеродной основы, которая представляет собой идеальную молекулярную структуру для эффективной передачи тепла. Часто материалы с простейшим химическим составом и молекулярной структурой имеют самые высокие значения теплопроводности.
Diamond – важный компонент многих современных портативных электронных устройств. Их роль в электронике – способствовать рассеиванию тепла и защищать чувствительные части компьютера. Высокая теплопроводность алмазов также оказывается полезной при определении подлинности камней в ювелирных изделиях. Добавление небольшого количества алмаза в инструменты и технологии может сильно повлиять на свойства теплопроводности.
Серебро – 429 Вт / м • K
Серебро – относительно недорогой и распространенный теплопроводник.Серебро входит в состав многих бытовых приборов и является одним из самых универсальных металлов из-за его ковкости. 35% серебра, производимого в США, используется для производства электрических инструментов и электроники (US Geological Survey Mineral Community 2013). Вспомогательный продукт серебра, серебряная паста, пользуется все большим спросом из-за его использования в экологически чистых источниках энергии. Серебряная паста используется в производстве фотоэлементов, которые являются основным компонентом солнечных батарей.
Медь – 398 Вт / м • K
Медь – наиболее часто используемый металл для производства токопроводящих приборов в США.Медь имеет высокую температуру плавления и умеренную скорость коррозии. Это также очень эффективный металл для минимизации потерь энергии при передаче тепла. Металлические кастрюли, трубы для горячей воды и автомобильные радиаторы – все это приборы, в которых используются проводящие свойства меди.
Золото – 315 Вт / м • K
Золото – редкий и дорогой металл, который используется в особых проводящих целях. В отличие от серебра и меди, золото редко тускнеет и может выдерживать большие количества коррозии.
Карбид кремния – 270 Вт / м • K
Карбид кремния – это полупроводник, состоящий из сбалансированной смеси атомов кремния и углерода. При изготовлении и сплавлении кремний и углерод соединяются, образуя чрезвычайно твердый и прочный материал. Эта смесь часто используется в качестве компонента автомобильных тормозов, турбинных машин и стальных смесей.
Оксид бериллия– 255 Вт / м • K
Оксид бериллия используется во многих высокопроизводительных деталях для таких приложений, как электроника, поскольку он обладает высокой теплопроводностью и является хорошим электрическим изолятором.
Алюминий – 247 Вт / м • K
Алюминий обычно используется в качестве экономичной замены меди. Хотя алюминий не такой проводящий, как медь, его много, и с ним легко манипулировать из-за его низкой температуры плавления. Алюминий является важным компонентом светильников L.E.D (светоизлучающих диодов). Медно-алюминиевые смеси набирают популярность, поскольку они могут использовать свойства как меди, так и алюминия и могут производиться с меньшими затратами.
Вольфрам – 173 Вт / м • K
Вольфрам имеет высокую температуру плавления и низкое давление пара, что делает его идеальным материалом для приборов, которые подвергаются воздействию высоких уровней электричества.Химическая инертность вольфрама позволяет использовать его в электродах, являющихся частью электронных микроскопов, без изменения электрических токов. Он также часто используется в лампах и как компонент электронно-лучевых трубок.
Графит 168 Вт / м • K
Графит – это распространенная, недорогая и легкая альтернатива другим углеродным аллотропам. Его часто используют в качестве добавки к смесям полимеров для улучшения их теплопроводных свойств. Батареи – знакомый пример устройства, использующего высокую теплопроводность графита.
Цинк 116 Вт / м • K
Цинк – один из немногих металлов, которые можно легко комбинировать с другими металлами для создания металлических сплавов (смеси двух или более металлов). 20% цинковых приборов в США состоят из цинковых сплавов. При цинковании используется 40% производимого чистого цинка. Цинкование – это процесс нанесения цинкового покрытия на сталь или железо, которое предназначено для защиты металла от атмосферных воздействий и ржавчины.
Список литературы
Мохена, Т.К., Мочане, М. Дж., Сефади, Дж. С., Мотлунг, С. В., и Андала, Д. М. (2018). Теплопроводность полимерных композитов на основе графита. Влияние теплопроводности на энергетические технологии. DOI: 10.5772 / intechopen.75676
Оксид бериллия Получено с https://thermtest.com/materials-database#Beryllium-Oxide
База данных материалов Thermtest. https://thermtest.com/materials-database
Автор: Каллиста Уилсон, младший технический писатель Thermtest
Электросопротивление, измеренное миллисекундным импульсным нагревом, в сравнении с теплопроводностью суперсплава инконель 625 при повышенной температуре
1.
L.E. Shoemaker, в Superalloys 718, 625, 706 и производных , изд. Э.А. Лориа (TMS, Warrendale, 2005), стр. 409
Глава Google Scholar
2.
В. Шанкар, К. Бхану Санкара Рао, С.Л.Дж. Маннан, Nucl. Матер. 288 , 222 (2001)
ADS Статья Google Scholar
3.
M.J. Cieslak, T.J. Хедли, Т. Колли, А.Д. Ромиг, Металл.Пер. А 19А , 2319 (1988)
ADS Статья Google Scholar
4.
J.N. DuPont, Металл. Матер. Пер. А 27А , 3612 (1996)
ADS Статья Google Scholar
5.
К.Д. Маглич, Н.Л. Перович, А.М. Станимирович, Инт. J. Thermophys. 15 , 741 (1994)
ADS Статья Google Scholar
6.
http://www.specialmetals.com/assets/smc/documents/alloys/inconel/inconel-alloy-625.pdf. Доступ 5 ноября 2018 г.
7.
http://www.hightempmetals.com/techdata/hitempInconel625data.php. По состоянию на 5 ноября 2018 г.
8.
E. Kaschnitz, P. Hofer, W. Funk, Int. J. Thermophys. 34 , 843 (2013)
ADS Статья Google Scholar
9.
М.Дж. Ричардсон, в Сборник методов измерения теплофизических свойств: рекомендуемые методы и методы измерения , т. 2, изд. автор: К.Д. Маглич, А. Чезайрлиян, В. Пелецкий (Пленум Пресс, Нью-Йорк, 1992), с. 519
Глава Google Scholar
10.
J.P. Cali, Сертификат NBS, стандартный эталонный материал 781, молибден – теплоемкость (Национальное бюро стандартов, Вашингтон, округ Колумбия, 1977)
Google Scholar
11.
R.K. Кирби, в Сборник методов измерения теплофизических свойств: рекомендуемые методы и методы измерения , т. 2, изд. автор: К.Д. Маглич, А. Чезайрлиян, В. Пелецкий (Пленум Пресс, Нью-Йорк, 1992), с. 549
Глава Google Scholar
12.
С. Хойгенхаузер, Э. Кашниц, Плотность и тепловое расширение суперсплава на основе никеля Inconel 625 в твердом и жидком состояниях, High Temp. Высокий пресс. [в печати]
13.
Г. Бройер, Л. Дуза, Б. Шульц, Interceramics 41 , 489 (1992)
Google Scholar
14.
П. Райтер, Э. Кашниц, High Temp. Высокий пресс. 33 , 505 (2001)
Артикул Google Scholar
15.
E. Kaschnitz, P. Reiter, J. Therm. Анальный. Калорим. 64 , 351 (2001)
Артикул Google Scholar
16.
Э. Кашниц, В. Функ, Т. Пабель, High Temp. Высокий пресс. 43 , 175 (2014)
Google Scholar
17.
Э. Кашниц, Х. Кашниц, Т. Шлейткер, А. Гюльхан, Б. Бонвуазен, High Temp. Высокий пресс. 46 , 353 (2017)
Google Scholar
18.
P.G. Клеменс, Р. Уильямс, Int. Встретились. Ред. 31 , 197 (1986)
Артикул Google Scholar
19.
C.S. Smith, E.W. Palmer, Trans. Являюсь. Inst. Мин. 117 , 225 (1935)
Google Scholar
20.
A.S. Добросавлевич, К. Маглич, High Temp. Высокий пресс. 21 , 411 (1989)
Google Scholar
Коэффициент теплопроводности – обзор
2.5 Обнаружение и анализ тепловых свойств
Что касается тепловых свойств наноматериалов, физические величины, требующие определения характеристик, включают коэффициент теплопроводности, удельную теплоемкость, тепловое расширение, термическую стабильность и температуру плавления. .
Когда тонкопленочный слой материала достигает определенной толщины, эффект границ зерен будет оказывать все более значительное влияние на теплопроводность. Кроме того, коэффициент теплопроводности перпендикулярно пленке имеет тенденцию к уменьшению с уменьшением толщины пленки.
Теоретические предсказания и экспериментальные результаты подтвердили, что наноструктурированные материалы имеют удельную теплоемкость намного выше, чем у обычных объемных материалов. Наноматериалы имеют сравнительно хаотичное распределение атомов по структуре, которая имеет больший объем по сравнению с объемными аналогами.Таким образом, энтропийные вклады из-за этой некристаллической поверхности вносят гораздо больший вклад в удельную теплоемкость, чем средние крупнокристаллические материалы, что приводит к увеличению удельной теплоемкости.
Нанокристаллы почти в два раза больше средних кристаллов по коэффициенту теплового расширения, причем увеличение t в основном связано с составом кристаллических границ. Основной инструмент для измерения коэффициента теплового расширения материалов известен как анализатор теплового расширения, но он также известен как термодилатометрический анализатор или термомеханический анализатор .Анализ коэффициента теплового расширения материалов может дать представление о молекулярном движении, структурных изменениях и поведении при тепловом расширении. Для решения таких проблем, как термическое соединение различных материалов при производстве полупроводниковых устройств, анализатор теплового расширения является лучшим инструментом для анализа.
Точка плавления – это температура, при которой материал переходит из твердого состояния в жидкость. Для кристаллических объектов существует четкая точка плавления; однако некристаллические объекты имеют плохо определенную температуру плавления.Температура может увеличиваться до значения, при котором небольшое количество атомов в общей структуре начинает двигаться одновременно с жидким поведением. Эта температура известна как температура стеклования ( T _г). При температуре ниже T _г стекломатериал находится в твердом состоянии; при температурах выше T _г – это переохлажденная жидкость. Выражаясь механически, если температура ниже T _g, то произойдет упругая деформация; если температура выше Т _г, то начинается вязкостная (жидкая) деформация.
Температура термического разложения – это значение, при котором связи материала могут быть нагреты до разорванного состояния и диссоциированы на другие вещества.
Для пластифицированных некристаллических или аморфных наноматериалов температура стеклования и температура термической диссоциации, отличные от точки плавления, также являются очень важными тепловыми свойствами. Таблица 2.4 показывает температуру плавления нескольких видов материалов в разных масштабах.
Таблица 2.4. Точка плавления нескольких материалов в разных масштабах
9039 2 Обычные насыпные материалы 9039 2 9039 2 9039 нм
Тип материала Размер частиц: диаметр (нм) или общее количество атомов Точка плавления (K)
Au Обычные сыпучие материалы 1340
300 нм 1336
100 нм 1205
20 нм 800
2 нм 600
903 555
500 480
Pb Обычные насыпные материалы 600
30–45 583
CdS ≈910
1.5 нм ≈600
Cu Обычные сыпучие материалы 1358
20 нм ≈312
Термические свойства наноматериалов обычно обнаруживаются и анализируются с помощью анализа (TGA) и производная термогравиметрия (DTG).
ТГА может обеспечивать непрерывное измерение на основе изменения веса материалов в процессе нагрева во время измерения.В частности, изменения массы отслеживаются как функция температуры с заданной температурной скоростью и могут быть соотнесены с потерями массы и тепловыми переходами в материале. Одновременно можно проводить дифференцированное лечение. А именно, запись изменений качества составляет метод измерения DTG.
С помощью TGA (или DTG) можно определить ряд термических свойств материалов, например температуру старения во время пиролиза и динамику старения, поведение при старении при разных температурах и в различных газовых средах, упаковочные материалы IC, используемые в процесс изготовления исполняемых полупроводниковых устройств, гибких печатных плат и стеклянных подложек, керамических подложек и других компонентов анализа.
В коллоидной системе соответствующие термические свойства частиц также включают, среди прочего, броуновское движение, баланс диффузии и седиментации.
При броуновском движении среднее смещение частицы X¯ может быть выражено как:
X¯ = RTN0Z3πηr
где R – постоянная идеального газа, T – абсолютная температура, N ₀ – постоянная Авогадро, Z – интервал времени наблюдения, η – вязкость дисперсионной среды, r – радиус частицы.
Броуновское движение оказывает существенное влияние на природу коллоидных частиц. Броуновское движение – важный фактор, который может повлиять на стабильность дисперсной системы коллоидных частиц. Из-за броуновского движения осаждение коллоидных частиц происходит не из-за гравиметрических сил, а из-за коллоидной агрегации, вызванной столкновениями между частицами, что приводит к осаждению.
Явление диффузии связано с переносом массы, который возникает из-за броуновского движения частиц (броуновское движение) при наличии градиента концентрации.Чем крупнее частицы и чем меньше тепловая скорость, тем менее заметной становится диффузия. Обычно коэффициент диффузии используется для измерения скорости диффузии. Это физическое количество материала, указывающее на диффузионную способность.
В коллоидной системе коэффициент диффузии D можно выразить как:
D = RTN0⋅16πηr
Здесь R – постоянная идеального газа, T – абсолютная температура, N ₀ – постоянная Авогадро, η – вязкость дисперсионной среды, r – радиус частицы.
Поскольку коэффициент диффузии коррелирует со средним смещением, полученный коэффициент диффузии D можно также выразить как:
D = X¯22Z
Здесь Z – это определенный интервал времени наблюдения, а X¯ – среднее смещение частицы при броуновском движении. В таблице 2.5 показан коэффициент диффузии золя, образующегося из наночастиц золота, при 291 К.
Таблица 2.5. Коэффициент диффузии золя, образующегося из частиц нано-Au при 291 K
0 .213
Размер частиц нано-Au (нм) Коэффициент диффузии (109 м ² / с)
1
10 0,0213
100 0,00213
Когда частицы, взвешенные в жидкости, показывают скорость осаждения, равную скорости диффузии, система достигает состояния равновесия, а именно равновесия седиментации. . В состоянии седиментационного равновесия концентрация коллоидных частиц подчиняется закону распределения Гаусса.
Закон распределения Гаусса для коллоидных частиц может быть выражен как:
n2 = n1e − N0RT⋅43r3 (ρp − ρ0) (x2 − x1) g
Здесь n ₁ и n ₂ – концентрация частиц в поперечном сечении на высоте x ₁ и x ₂ соответственно, R – постоянная идеального газа, T – абсолютная температура, A – Константа Авогадро, r – радиус частицы, ρ0 – плотность коллоидных частиц, ρp – плотность дисперсионной среды, г, – ускорение свободного падения.
Проводимость | Физика
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
Рассчитать теплопроводность.
Наблюдать за теплопроводностью при столкновении.
Изучение теплопроводности обычных веществ.
Рис. 1. Изоляция используется для ограничения теплопроводности изнутри наружу (зимой) и снаружи внутрь (летом). (кредит: Джайлз Дуглас)
Вам холодно в ногах, когда вы идете босиком по ковру в гостиной в холодном доме, а затем ступаете на плиточный пол кухни.Этот результат интригует, так как ковер и кафельный пол имеют одинаковую температуру. Различные ощущения, которые вы испытываете, объясняются разной скоростью теплопередачи: потери тепла в течение одного и того же промежутка времени больше для кожи, контактирующей с плиткой, чем с ковром, поэтому перепад температуры больше на плитке.
Некоторые материалы проводят тепловую энергию быстрее, чем другие. В целом, хорошие проводники электричества (металлы, такие как медь, алюминий, золото и серебро) также являются хорошими проводниками тепла, тогда как изоляторы электричества (дерево, пластик и резина) являются плохими проводниками тепла.На рисунке 2 показаны молекулы в двух телах при разных температурах. (Средняя) кинетическая энергия молекулы в горячем теле выше, чем в более холодном теле. Если две молекулы сталкиваются, происходит передача энергии от горячей молекулы к холодной. Кумулятивный эффект от всех столкновений приводит к чистому потоку тепла от горячего тела к более холодному телу. Таким образом, тепловой поток зависит от разности температур Δ Τ = Τ _{горячий} – T _{холодный}.Таким образом, вы получите более сильный ожог от кипятка, чем от горячей воды из-под крана. И наоборот, если температуры одинаковы, чистая скорость теплопередачи падает до нуля и достигается равновесие. Благодаря тому, что количество столкновений увеличивается с увеличением площади, теплопроводность зависит от площади поперечного сечения. Если прикоснуться ладонью к холодной стене, рука остынет быстрее, чем при прикосновении к ней кончиком пальца.
Рис. 2. Молекулы в двух телах при разных температурах имеют разные средние кинетические энергии.Столкновения, происходящие на контактной поверхности, имеют тенденцию передавать энергию из высокотемпературных областей в низкотемпературные области. На этой иллюстрации молекула в области более низких температур (правая сторона) имеет низкую энергию перед столкновением, но ее энергия увеличивается после столкновения с контактной поверхностью. Напротив, молекула в области более высоких температур (слева) имеет высокую энергию до столкновения, но ее энергия уменьшается после столкновения с контактной поверхностью.
Третий фактор в механизме теплопроводности – это толщина материала, через который передается тепло.На рисунке ниже показана плита из материала с разными температурами с каждой стороны. Предположим, что T ₂ больше, чем T ₁, так что тепло передается слева направо. Передача тепла с левой стороны на правую осуществляется серией столкновений молекул. Чем толще материал, тем больше времени требуется для передачи того же количества тепла. Эта модель объясняет, почему толстая одежда зимой теплее тонкой и почему арктические млекопитающие защищаются толстым салом.
Рис. 3. Теплопроводность происходит через любой материал, представленный здесь прямоугольной полосой, будь то оконное стекло или моржовый жир. Температура материала составляет T ₂ слева и T ₁ справа, где T ₂ больше, чем T ₁. Скорость теплопередачи прямо пропорциональна площади поверхности A, разности температур T ₂ – T ₁ и проводимости вещества k .Скорость теплопередачи обратно пропорциональна толщине d .
Наконец, скорость теплопередачи зависит от свойств материала, описываемых коэффициентом теплопроводности. Все четыре фактора включены в простое уравнение, выведенное из экспериментов и подтвержденное экспериментами. Скорость кондуктивной теплопередачи через пластину материала, такую как показанная на рисунке 3, равна
.
[латекс] \ displaystyle \ frac {Q} {t} = \ frac {kA \ left (T_2-T_1 \ right)} {d} \\ [/ latex],
, где [латекс] \ frac {Q} {t} \\ [/ latex] – скорость теплопередачи в ваттах или килокалориях в секунду, k – теплопроводность материала, A и d – это его площадь поверхности и толщина, как показано на Рисунке 3, а ( T ₂ – T ₁) – разность температур на плите.В таблице 1 приведены типичные значения теплопроводности.
Пример 1. Расчет теплопроводности: скорость теплопроводности через ледяной ящик
Ледяной ящик из пенополистирола имеет общую площадь 0,950 м ² и среднюю толщину стенок 2,50 см. В коробке есть лед, вода и напитки в банках с температурой 0 ° C. Внутренняя часть ящика охлаждается за счет таяния льда. Сколько льда тает за сутки, если хранить ледяной ящик в багажнике автомобиля при температуре 35,0ºC?
Стратегия
Этот вопрос включает как тепло для фазового перехода (таяние льда), так и передачу тепла за счет теплопроводности.{\ circ} \ text {C}; \\ t & = & 1 \ text {day} = 24 \ text {hours} = 86 400 \ text {s}. \ end {array} \\ [/ latex]
Определите неизвестные. Нам нужно найти массу льда, м . Нам также нужно будет вычислить чистое тепло, передаваемое для таяния льда, Q . Определите, какие уравнения использовать. Скорость теплопередачи за счет теплопроводности определяется по формуле
.
[латекс] \ displaystyle \ frac {Q} {t} = \ frac {kA \ left (T_2-T_1 \ right)} {d} \\ [/ latex]
Тепло используется для плавления льда: Q мл _f.{\ circ} \ text {C} \ right)} {0,0250 \ text {m}} = 13,3 \ text {J / s} \\ [/ latex]
Умножьте скорость теплопередачи на время (1 день = 86 400 с): Q = [латекс] \ left (\ frac {Q} {t} \ right) t \\ [/ latex] = ( 13,3 Дж / с) (86400 с) = 1,15 × 10 ⁶ Дж
Установите равным теплу, передаваемому для таяния льда: Q = мл _f. Решить относительно массы м :
[латекс] \ displaystyle {m} = \ frac {Q} {L _ {\ text {f}}} = \ frac {1.3 \ text {Дж / кг}} = 3,44 \ text {кг} \\ [/ latex]
Обсуждение
Результат 3,44 кг, или около 7,6 фунта, кажется примерно правильным, если судить по опыту. Вы можете рассчитывать использовать мешок льда весом около 4 кг (7–10 фунтов) в день. Если вы добавляете горячую пищу или напитки, потребуется немного льда.
Проверка проводимости в таблице 1 показывает, что пенополистирол – очень плохой проводник и, следовательно, хороший изолятор. Среди других хороших изоляторов – стекловолокно, шерсть и перья из гусиного пуха. Как и пенополистирол, все они включают в себя множество маленьких карманов с воздухом, благодаря низкой теплопроводности воздуха.
Таблица 1. Теплопроводность обычных веществ
Вещество Теплопроводность k (Дж / с⋅м⋅ºC)
Серебро 420
Медь 390
Золото 318
Алюминий 220
Стальной чугун 80
Сталь (нержавеющая) 14
Лед 2.2
Стекло (среднее) 0,84
Бетонный кирпич 0,84
Вода 0,6
Жировая ткань (без крови) 0,2
Асбест 0,16
Гипсокартон 0,16
Дерево 0,08–0,16
Снег (сухой) 0,10
Пробка 0.042
Стекловата 0,042
Шерсть 0,04
Пуховые перья 0,025
Воздух 0,023
Пенополистирол 0,010
Рис. 4. Стекловолокно используется для изоляции стен и потолков, чтобы предотвратить теплопередачу между внутренней частью здания и внешней средой.
Комбинацией материала и толщины часто манипулируют для создания хороших изоляторов – чем меньше проводимость k и чем больше толщина d , тем лучше.Соотношение [латекс] \ гидроразрыва {d} {k} \\ [/ латекс], таким образом, будет большим для хорошего изолятора. Отношение [латекс] \ frac {d} {k} \\ [/ latex] называется коэффициентом R . Скорость кондуктивной теплопередачи обратно пропорциональна R . Чем больше значение R , тем лучше изоляция. R Коэффициент чаще всего указывается для бытовой теплоизоляции, холодильников и т.п. – к сожалению, он все еще выражается в неметрических единицах футов ² · ° F · ч / британских тепловых единиц, хотя единицы обычно не указываются (1 британский тепловая единица [BTU] – это количество энергии, необходимое для изменения температуры на 1.0 фунтов воды при температуре 1,0 ° F). Пара типичных значений: коэффициент R, , равный 11, для стекловолоконных войлоков (кусков) изоляции толщиной 3,5 дюйма и коэффициент R, , равный 19, для стекловолоконных войлоков толщиной 6,5 дюймов. Стены обычно утепляются 3,5-дюймовыми ватными покрытиями, а потолки – 6,5-дюймовыми. В холодном климате для потолков и стен можно использовать более толстые войлоки.
Обратите внимание, что в таблице 1 лучшие теплопроводники – серебро, медь, золото и алюминий – также являются лучшими электрическими проводниками, что опять же связано с плотностью свободных электронов в них.Кухонная утварь обычно изготавливается из хороших проводников.
Пример 2. Расчет разницы температур, поддерживаемой теплопередачей: теплопроводность через алюминиевую сковороду
Вода кипит в алюминиевой кастрюле, поставленной на электрический элемент на плите. Дно кастрюли имеет толщину 0,800 см и диаметр 14,0 см. Кипящая вода испаряется со скоростью 1,00 г / с. Какая разница температур на дне сковороды?
Стратегия
Проводимость через алюминий является здесь основным методом теплопередачи, поэтому мы используем уравнение для скорости теплопередачи и решаем разницу температур _.
[латекс] \ displaystyle {T} _2-T_1 = \ frac {Q} {t} \ left (\ frac {d} {kA} \ right) \\ [/ latex]
Решение
Определите известные значения и преобразуйте их в единицы СИ. Толщина поддона, d = 0,900 см = 8,0 × 10 ⁻³ м площадь поддона, A = π (0,14 / 2) ² м ² = 1,54 × 10 ⁻² м ², а теплопроводность k = 220 Дж / с ⋅ м ⋅ ° C.
Рассчитайте необходимую теплоту испарения 1 г воды: Q = мл _v = (1.{\ circ} \ text {C} \\ [/ latex]
Обсуждение
Значение теплопередачи [латекс] \ frac {Q} {t} \ [/ latex] = 2,26 кВт или 2256 Дж / с типично для электрической плиты. Это значение дает очень небольшую разницу температур между плитой и сковородой. Учтите, что конфорка печи раскалилась докрасна, а температура внутри сковороды почти 100ºC из-за контакта с кипящей водой. Этот контакт эффективно охлаждает дно сковороды, несмотря на его близость к очень горячей конфорке плиты.Алюминий является настолько хорошим проводником, что достаточно лишь этой небольшой разницы температур для передачи тепла в сковороду 2,26 кВт.
Проводимость вызывается случайным движением атомов и молекул. По сути, это неэффективный механизм переноса тепла на макроскопические расстояния и короткие временные расстояния. Возьмем, к примеру, температуру на Земле, которая была бы невыносимо низкой ночью и чрезвычайно высокой днем, если бы перенос тепла в атмосфере происходил только за счет теплопроводности.В другом примере автомобильные двигатели будут перегреваться, если не будет более эффективного способа отвода избыточного тепла от поршней.
Проверьте свое понимание
Как изменяется скорость теплопередачи за счет теплопроводности, когда все пространственные размеры удваиваются?
Решение
Поскольку площадь является произведением двух пространственных измерений, она увеличивается в четыре раза, когда каждое измерение удваивается ( A _final = (2 d ) ² = 4 d ² = 4 А _{начальный}).А расстояние просто удваивается. Поскольку разница температур и коэффициент теплопроводности не зависят от пространственных размеров, скорость теплопередачи за счет теплопроводности увеличивается в четыре раза, деленные на два или два:
[латекс] \ left (\ frac {Q} {t} \ right) _ {\ text {final}} = \ frac {kA _ {\ text {final}} \ left (T_2-T_1 \ right)} {d_ {\ text {final}}} = \ frac {k \ left (4A _ {\ text {initial}} \ right) \ left (T_2-T_1 \ right)} {2d _ {\ text {initial}}} = 2 \ frac {kA _ {\ text {initial}} \ left (T_2-T_1 \ right)} {d _ {\ text {initial}}} = 2 \ left (\ frac {Q} {t} \ right) _ {\ text {initial}} \\ [/ latex]
Сводка раздела
Теплопроводность – это передача тепла между двумя объектами, находящимися в непосредственном контакте друг с другом.
Скорость теплопередачи [латекс] \ frac {Q} {t} \\ [/ latex] (энергия в единицу времени) пропорциональна разнице температур T ₂ – T ₁ и площадь контакта A и обратно пропорциональна расстоянию d между объектами: [latex] \ frac {Q} {t} = \ frac {\ text {kA} \ left ({T} _ {2} – {T} _ {1} \ right)} {d} \\ [/ latex].
Концептуальные вопросы
Некоторые электроплиты имеют плоскую керамическую поверхность со скрытыми нагревательными элементами.Кастрюля, поставленная над нагревательным элементом, будет нагрета, при этом безопасно прикасаться к поверхности всего в нескольких сантиметрах от нее. Почему керамика с проводимостью меньше, чем у металла, но больше, чем у хорошего изолятора, является идеальным выбором для плиты?
Свободная белая одежда, закрывающая большую часть тела, идеальна для обитателей пустыни как на жарком солнце, так и в холодные вечера. Объясните, чем выгодна такая одежда и днем, и ночью.
Рисунок 5.Джеллабию носят многие мужчины в Египте. (кредит: Зерида)
Задачи и упражнения
(a) Рассчитайте коэффициент теплопроводности через стены дома толщиной 13,0 см, у которых средняя теплопроводность в два раза выше, чем у стекловаты. Предположим, что нет ни окон, ни дверей. Площадь стен составляет 120 м 2 ², их внутренняя поверхность имеет температуру 18,0ºC, а внешняя поверхность – 5,00ºC. (b) Сколько комнатных обогревателей мощностью 1 кВт потребуется для уравновешивания теплопередачи за счет теплопроводности?
Скорость теплопроводности из окна в зимний день достаточно высока, чтобы охладить воздух рядом с ним.Чтобы увидеть, насколько быстро окна передают тепло за счет теплопроводности, рассчитайте коэффициент теплопроводности в ваттах через окно размером 3,00 м ² толщиной 0,635 см (1/4 дюйма), если температура внутренней и внешней поверхностей составляет 5,00 ºC и −10,0ºC соответственно. Такая высокая скорость не будет поддерживаться – внутренняя поверхность остынет и даже может образоваться иней.
Рассчитайте скорость отвода тепла от тела человека, предполагая, что внутренняя температура ядра составляет 37,0 ° C, а температура кожи равна 34.0ºC, толщина тканей в среднем составляет 1,00 см, а площадь поверхности составляет 1,40 м ².
Предположим, вы стоите одной ногой на керамическом полу и одной ногой на шерстяном ковре, соприкасаясь каждой ногой на площади 80,0 см. ². И керамика, и ковер имеют толщину 2,00 см и температуру на нижней стороне 10,0 ° C. С какой скоростью должна происходить теплопередача от каждой ступни, чтобы верхняя часть керамики и ковра поддерживала температуру 33,0 ° C?
Человек потребляет 3000 ккал пищи за один день, преобразовывая большую ее часть для поддержания температуры тела.Если он теряет половину этой энергии из-за испарения воды (при дыхании и потоотделении), сколько килограммов воды испаряется?
(a) Огнеходящий бежит по раскаленной угли, не получив ожогов. Рассчитайте теплопроводность, передаваемую подошве одной ступни огнехожника, учитывая, что нижняя часть ступни представляет собой мозоль толщиной 3,00 мм с проводимостью на нижнем пределе диапазона для древесины, а ее плотность составляет 300 кг / м 2. ³. Площадь контакта 25,0 см ², температура углей 700ºC, время контакта 1.00 с. (b) Какое повышение температуры происходит в 25,0 см ³ пораженной ткани? (c) Как вы думаете, какое влияние это окажет на ткань, учитывая, что каллус состоит из мертвых клеток?
(а) Какова скорость теплопроводности через мех толщиной 3 см у крупного животного с площадью поверхности 1,40 м ²? Предположим, что температура кожи животного составляет 32,0 ° C, температура воздуха -5,00 ° C и мех имеет такую же теплопроводность, что и воздух.(б) Какой прием пищи потребуется животному в течение одного дня, чтобы восполнить эту теплопередачу?
Морж передает энергию путем теплопроводности через свой жир с мощностью 150 Вт при погружении в воду с температурой –1,00 ° C. Внутренняя температура моржа составляет 37,0ºC, а его площадь поверхности составляет 2,00 м ². Какова средняя толщина его подкожного жира, который имеет проводимость жировых тканей без крови?
Рис. 6. Морж на льду. (Источник: капитан Бадд Кристман, Корпус NOAA)
Сравните коэффициент теплопроводности через 13.Стена толщиной 0 см, имеющая площадь 10,0 м ² и удвоенную теплопроводность стекловаты, со скоростью теплопроводности через окно толщиной 0,750 см и площадью 2,00 м ² , предполагая одинаковую разницу температур между ними.
Предположим, что человек покрыт с головы до ног шерстяной одеждой средней толщины 2,00 см и передает энергию путем теплопроводности через одежду со скоростью 50,0 Вт. Какова разница температур в одежде, учитывая, что площадь поверхности равна 1.40 м ²?
Некоторые поверхности плит сделаны из гладкой керамики, что облегчает их очистку. Если керамика имеет толщину 0,600 см и теплопроводность происходит через ту же площадь и с той же скоростью, что и в примере 2, какова разница температур в ней? Керамика имеет такую же теплопроводность, как стекло и кирпич.
Один из простых способов сократить расходы на отопление (и охлаждение) – это добавить дополнительную изоляцию на чердаке дома. Предположим, что в доме уже есть 15 см стекловолоконной изоляции на чердаке и на всех внешних поверхностях.Если добавить на чердак еще 8,0 см стеклопластика, то на какой процент упадет стоимость отопления дома? Возьмем одноэтажный дом размером 10 м на 15 м на 3,0 м. Не обращайте внимания на проникновение воздуха и потерю тепла через окна и двери.
(a) Рассчитайте коэффициент теплопроводности через окно с двойным остеклением, которое имеет площадь 1,50 м ² и состоит из двух стекол толщиной 0,800 см, разделенных воздушным зазором 1,00 см. Температура внутренней поверхности 15.0ºC, а снаружи −10,0ºC. (Подсказка: на двух стеклянных панелях наблюдаются одинаковые перепады температуры. Сначала найдите их, а затем перепад температуры в воздушном зазоре. Эта проблема не учитывает усиление теплопередачи в воздушном зазоре из-за конвекции.) теплопроводность через окно толщиной 1,60 см той же площади и с такими же температурами. Сравните свой ответ с ответом на часть (а).
Многие решения принимаются на основе периода окупаемости: времени, которое потребуется за счет экономии, чтобы равняться капитальным затратам на инвестиции.Приемлемые сроки окупаемости зависят от бизнеса или философии. (Для некоторых отраслей период окупаемости составляет всего два года.) Предположим, вы хотите установить дополнительную изоляцию, о которой идет речь в вопросе 12. Если стоимость энергии составляет 1 доллар США за миллион джоулей, а стоимость изоляции составляет 4 доллара США за квадратный метр, тогда рассчитайте простой срок окупаемости. . Возьмем среднее значение Δ T для 120-дневного отопительного сезона равным 15,0 ° C.
Для человеческого тела, какова скорость теплопередачи через ткани тела при следующих условиях: толщина ткани 3.00 см, изменение температуры 2,00ºC, а площадь кожи 1,50 м ². Как это соотносится со средней скоростью передачи тепла телу в результате потребления энергии около 2400 ккал в день? (Никакие упражнения не включены.)
Глоссарий
R-фактор: отношение толщины материала к проводимости
скорость кондуктивной теплопередачи: скорость теплопередачи от одного материала к другому
теплопроводность: способность материала проводить тепло
Избранные решения проблем и упражнения
1.а) 1,01 × 10 ³ Вт; (б) Один
3. 84.0 Вт
5. 2,59 кг
7. (а) 39,7 Вт; (б) 820 ккал
9. 35 к 1, окно к стене
11. 1,05 × 10 ³ К
13. (а) 83 Вт; (b) в 24 раза больше, чем у окна с двойным остеклением.
15. 20,0 Вт, 17,2% от 2400 ккал в день
Теплопроводность материалов с термоинтерфейсом, оцененная методом источника с переходной плоскостью (Журнальная статья)
Ван, Синь, Имс, Дэвид В., Бранденбург, Скотт Д. и Сальвадор, Джеймс Р. Теплопроводность материалов с термоинтерфейсом, оцененная методом источника с нестационарной плоскостью. США: Н. п., 2019. Интернет. https://doi.org/10.1007/s11664-019-07244-0.
Ван, Синь, Имс, Дэвид В., Бранденбург, Скотт Д. и Сальвадор, Джеймс Р. Теплопроводность материалов с термоинтерфейсом, оцененная методом источника с переходной плоскостью. Соединенные Штаты.https://doi.org/10.1007/s11664-019-07244-0
Ван, Синь, Имс, Дэвид В., Бранденбург, Скотт Д. и Сальвадор, Джеймс Р. Ту. «Теплопроводность материалов с термоинтерфейсом, оцененная методом источника с нестационарной плоскостью». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1007/s11664-019-07244-0. https://www.osti.gov/servlets/purl/1570138.
@article {osti_1570138, title = {Теплопроводность материалов с термоинтерфейсом, оцененная методом источника с нестационарной плоскостью}, автор = {Wang, Hsin and Ihms, David W.и Бранденбург, Скотт Д. и Сальвадор, Джеймс Р.}, abstractNote = {Теплопроводность материалов с термоинтерфейсом (TIM) была исследована с использованием метода нестационарного плоского источника (TPS). В термоэлектрических генераторах, предназначенных для рекуперации отработанного тепла транспортных средств, необходимы материалы с высокой теплопроводностью для стыка холодной стороны между гибкой схемой из полиамида и алюминиевым пластинчатым теплообменником. Традиционный метод теплового потока, описанный в ASTM D5470, часто используется для определения сопротивления теплового контакта границы раздела с тонким слоем материала раздела.Значения кажущейся теплопроводности, предоставленные производителями материалов, используются для расчета теплопередачи через границу раздела. Тем не менее, оценочные параметры, основанные на теплопроводности TIM, часто не согласуются с фактической теплопередачей через границу раздела. Теплопроводность серии из 10 коммерческих TIM была оценена путем нанесения небольшого количества на встроенный датчик TPS. Датчик с радиусом 2 мм мог работать в стандартном режиме измерения сыпучих материалов и обеспечивать согласованные измерения теплопроводности материалов границы раздела.Показано, что метод TPS эффективен при ранжировании доступных материалов интерфейса по теплопроводности и гарантирует, что материал с постоянными характеристиками может быть выбран для применения в термоэлектрических генераторах.}, doi = {10.1007 / s11664-019-07244-0 }, journal = {Journal of Electronic Materials}, number = 7, volume = 48, place = {United States}, year = {2019}, month = {5} }
Сравнительное исследование характеристик древесно-пластиковых композитов и типичных оснований в качестве теплого пола :: BioResources
Yi, X., Чжао, Д., Оу, Р., Ма, Дж., Чен, Ю., и Ван, К. (2017). «Сравнительное исследование характеристик древесно-пластиковых композитов и типичных оснований в качестве теплого пола», BioRes. 12 (2), 2565-2578.
Abstract
Исследованы термические свойства древесно-пластиковых композитов (ДПК) и типичных подложек для теплого пола, нагретого электротермической пленкой. Их влияние на человеческие чувства и вегетативную нервную систему человека также было исследовано. Температурные изменения образцов во время нагрева и охлаждения анализировали с помощью инфракрасного тепловизора.Субъективные ощущения людей от прикосновения к различным материалам анализировались с помощью метода семантического дифференциала (SD), а их электрокардиография записывалась с помощью многоканальной системы сбора физиологических сигналов. Были исследованы теплопроводность, изменение температуры, тактильное впечатление и вариабельность сердечного ритма WPC и других оснований для теплого пола. ДПК демонстрируют заметно более низкую теплопроводность и превосходное тактильное впечатление по сравнению с керамической плиткой, которая имеет такую же плотность, как и ДПК.Наблюдалась отрицательная корреляция между оценками ощущения тепла-холода и плотностью основания пола с подогревом при комнатной температуре (19 ° C ± 1 ° C) и положительная корреляция при нагревании (33 ° C ± 1 ° C). . Теплопроводность и теплоемкость ДПК были выше, чем у цельной древесины. Композитные полы с электрическим подогревом, обладающие высоким уровнем комфорта и хорошими тепловыми свойствами, можно изготавливать, комбинируя ДПК и массивную древесину.
Скачать PDF
Полная статья
Сравнительное исследование характеристик древесно-пластиковых композитов и типичных оснований в качестве полов для обогрева
Xin Yi, ^a Dawei Zhao, ^a Rongxian Ou, ^b Junbao Ma, ^a Yuan Chen, ^a и Qingwen Wang ^{a, b} *
Изучены термические свойства древесно-пластиковых композитов (ДПК) и типичных подложек для теплого пола, нагретого электротермической пленкой.Их влияние на человеческие чувства и вегетативную нервную систему человека также было исследовано. Температурные изменения образцов во время нагрева и охлаждения анализировали с помощью инфракрасного тепловизора. Субъективные ощущения людей от прикосновения к различным материалам анализировались с помощью метода семантического дифференциала (SD), а их электрокардиография записывалась с помощью многоканальной системы сбора физиологических сигналов. Были исследованы теплопроводность, изменение температуры, тактильное впечатление и вариабельность сердечного ритма WPC и других оснований для теплого пола.ДПК демонстрируют заметно более низкую теплопроводность и превосходное тактильное впечатление по сравнению с керамической плиткой, которая имеет такую же плотность, как и ДПК. Наблюдалась отрицательная корреляция между оценками ощущения тепла-холода и плотностью основания пола с подогревом при комнатной температуре (19 ° C ± 1 ° C) и положительная корреляция при нагревании (33 ° C ± 1 ° C). . Теплопроводность и теплоемкость ДПК были выше, чем у цельной древесины. Композитные полы с электрическим подогревом, обладающие высоким уровнем комфорта и хорошими тепловыми свойствами, можно изготавливать, комбинируя ДПК и массивную древесину.
Ключевые слова: теплый пол; Композиты древесно-пластиковые; Тепловые свойства; Инфракрасное тепловидение; Строительные материалы
Контактная информация: a: Ключевая лаборатория биологических материаловедения и технологий (Министерство образования), Северо-восточный лесной университет, Харбин 150040, Китай; b: Колледж материалов и энергии, Южно-китайский сельскохозяйственный университет, Гуанчжоу 510642, Китай;
* Автор для переписки: qwwang2006 @ 126.com
ВВЕДЕНИЕ
Пол с подогревом повышает комфорт в помещении и может использоваться для быстрого восстановления старых домов. Место нагрева и мощность нагрева регулируются, что помогает снизить потребление энергии (Qi et al. 2012). По сравнению с трубами отопления, встроенными в пол или стены, полы с подогревом обеспечивают более гибкий способ обогрева определенной области (Blomqvist 2008; Jin et al. 2010). По сравнению с другими материалами, материалы на основе древесины проще в производстве.Их удобство, приятный внешний вид и теплый цвет хорошо подходят для использования в помещениях и приветствуются жителями зданий (Kim et al. 2008; Ximenes and Grant 2013; Seo et al .2014). Эти характеристики делают древесные материалы многообещающими кандидатами в качестве высокоэффективных оснований для теплого пола (Obata et al. 2005; Wastiels et al. 2012). Свойства различных материалов на основе древесины сильно различаются, что делает необходимым их определение при поиске подходящих материалов для теплого пола (Farag 2008; Fontana 2011; Guo et al. 2016).
Влияние различных материалов деревянного пола на тепловой поток и распределение температуры поверхности было изучено с использованием систем водяного отопления (Mi et al. 2015). Когда сравнивались тепловые свойства четырех различных деревянных покрытий и половиц трех различных структур, твердая древесина более высокой плотности оказалась наиболее подходящей для отопления помещений (Chen et al. 2015). Чтобы повысить энергоэффективность и найти материалы для пола с лучшей теплопроводностью, исследователи, использующие электротермические пленки в качестве источника тепла, изучили тепловые свойства половиц, изготовленных из массивной древесины и древесноволокнистых плит высокой плотности, и сравнили их коэффициенты теплопередачи и свойства аккумулирования тепла (Seo ). и другие. 2011). В качестве нового экологически чистого строительного материала древесно-пластиковый композит (ДПК), который получают из лигноцеллюлозных волокон и термопластичных полимеров, в последнее время привлекает все большее внимание. При использовании ДПК для внутренней отделки есть несколько потенциально выгодных характеристик, включая огнестойкость, подавление дыма, укрепление структуры, водонепроницаемость, устойчивость к гниению и подавление микробов (Ou et al. 2012; Yu et al. 2015 ; Хуанг и др. 2016). Исследования жизненного цикла, механических свойств и затрат, связанных с напольным покрытием из ДПК по сравнению с полом из цельной древесины, показывают, что ДПК имеет лучшую атмосферостойкость и долговечность, чем пол из цельного дерева (Feifel et al. 2015). Вышеупомянутые исследования не рассматривают возможность производства теплых полов из ДПК. Тем не менее, они по-прежнему являются важным эталоном для производства композитных полов с укладкой из нагревательного материала, а также для повышения эффективности производства и снижения затрат, а их результаты подтверждают возможность производства полов с подогревом из ДПК.Хотя тепловые свойства WPC и типичных оснований пола сравнительно редко изучались, об их влиянии на чувства и физиологическое / психологическое состояние людей никогда не сообщалось. Исследования тепловых свойств могут послужить важным ориентиром для определения того, является ли ДПК подходящей подложкой для обогрева полов, а также для разработки новых деревянных полов с подогревом.
В настоящем исследовании были определены термические свойства плит ДПК, цельной древесины, фанеры, ДВП и керамической плитки.Сравнивались свойства различных оснований пола во время нагрева и охлаждения и после длительного нагрева, и для дальнейшего анализа были выбраны материалы на основе древесины, которые продемонстрировали превосходные свойства. Обсуждается возможное применение древесных материалов в производстве теплого пола. Кроме того, были количественно проанализированы ощущения холода / тепла и вариабельность сердечного ритма у людей при контакте с различными древесными материалами. Характеристика тепловых свойств материалов и анализ субъективных ощущений людей дает ссылки на проектирование и разработку деревянных полов с подогревом.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Материалы
Образцы плит
Pinus sylvestris var. mongolica Лит . образца твердой древесины (SW) были приготовлены на кругло-обрезной доске на строгальном станке (влажность от 5% до 8%). Образцы фанеры (PW) были приготовлены из трехслойной фанеры, в которой фанеры уложены переплетенными (толщина шпона 1,7 мм, толщина фанеры 5 мм, влажность от 5% до 8%).Образцы древесноволокнистых плит средней плотности (МДФ) были вырезаны из древесноволокнистых плит средней плотности (Nature Flooring Holding Company Limited, Шунде, Китай) с использованием листовой пилы. Образцы древесно-пластикового композита (WPC) были приготовлены из полипропилена (PP, тип T30s, Daqing Petrochemical Co., Daqing, China), муки из древесины тополя (размер частиц приблизительно от 177 мкм до 420 мкм), полипропилена с привитым малеиновым ангидридом (MAPP; тип 9801, Shanghai Sunny New Technology Development Co. Ltd., Шанхай, Китай) и полиэтиленовый воск в весовом соотношении 36: 60: 3: 1.Образцы керамической плитки (КТ) были приготовлены из керамической плитки, которая была отшлифована до толщины 5 мм и имела гладкую нижнюю поверхность. Размеры, плотность и теплопроводность образцов из пяти различных материалов приведены в таблице 1.
Таблица 1. Размеры, плотность и теплопроводность образцов из пяти различных материалов
Клеи
Двухкомпонентные клеи на основе эпоксидной смолы (эпоксидная смола и отвердитель) (Shanghai Xiali decoration material Co.Ltd., Шанхай, Китай) перед использованием смешивали в соотношении 1: 1.
Нагревательный материал
Электротермические пленки (толщина 0,34 мм; World Electron, Кумчон-гу, Корея) состояли из полиэфирной пленки, сеток проводящих чернил из углеродного волокна, медного электрода и проводящей серебряной пасты. Сетки проводящих чернил из углеродного волокна, медный электрод и проводящая серебряная паста были помещены между двумя слоями полиэфирных пленок (рис. 1а).
Фиг.1. Схема, показывающая (а) структуру электротермической пленки и (б) прикрепление образцов к электротермической пленке
Оборудование
Термодетектор (Benetech GM900, Jumaoyuan Science and Technology, Шэньчжэнь, Китай) использовался для измерения температуры окружающей среды в диапазоне температур от -50 ° C до 900 ° C, с разрешением 0,1 ° C и точностью ± 1,5. ° C.
Тепловизор инфракрасного излучения (Ti200 9Hz, Fluke Corporation, Сиэтл, Вашингтон, США) использовался в диапазоне температур от -20 ° C до 650 ° C и имел значение ≤ 0.Чувствительность 075 ° C и точность ± 2 ° C. Его использовали для определения температурных изменений образцов при нагреве и охлаждении.
Измеритель теплопроводности (модель FOX314, TA Instruments, New Castle, DE, USA) использовался для проверки теплопроводности образцов со следующими параметрами: метод измерения горячей проволоки; проводимость 0,023 Вт / мк ^-1 до 12 Вт / мк ^-1; и точность ± 5%.
Многоканальная система регистрации физиологического сигнала (RM6280C, Chengdu Instrument Factory, Чэнду, Китай) использовалась для мониторинга электрокардиографии со следующими параметрами: входное сопротивление усилителя ≥ 100 МОм; коэффициент подавления синфазного сигнала ≥ 100 дБ; и входной диапазон от 5 мкВ до 250 мВ.
Методы
Нагрев и охлаждение электротермических пленок
Полосы электротермической пленки были подключены к источнику питания, как показано на рис. 1а. Во время измерений полоски электротермической пленки подвешивались, и их температура и температура окружающей среды регистрировались инфракрасной камерой. Коэффициент излучения был установлен на уровне 0,95; диапазон и уровень температуры были установлены в соответствии с температурой окружающей среды. Медные электроды электротермической пленки были подключены к переменному току 220 В, и инфракрасные тепловые изображения ее поверхности регистрировались с помощью инфракрасного тепловизора.После того, как температура электротермической пленки достигла постоянного значения, ее отключали от переменного тока и регистрировали изменения температуры ее поверхности до тех пор, пока она не достигла комнатной температуры. Были исследованы девять повторов.
Нагрев и охлаждение образцов картона
Образцы прикрепляли к графитовой электротермической пленке с помощью клея из эпоксидной смолы для обеспечения плотного контакта (рис. 1b) и подвешивали горизонтально на высоте 20 см от пола.Образцы / электротермические пленки были подключены к переменному току, и процессы их нагрева и охлаждения были измерены, как указано выше.
Теплые / холодные чувства людей
Согласно предыдущим сообщениям, разные материалы могут вызывать у людей разные чувства тепла / холода, даже если они находятся при одинаковых температурах (Fenko et al .2010; Fujisaki et al. 2015). Следовательно, было важно исследовать влияние различных материалов на ощущение тепла / холода у людей, прикасающихся к теплым и неотапливаемым полам с подогревом.Испытуемые были случайным образом отобраны из соответствующих критериям субъектов (некурящие, возраст 23 ± 3 года) в Северо-восточном лесном университете. Из 2000 подходящих кандидатов было отобрано 10 мужчин и 10 женщин, и эксперименты проводились с 19:00 до 22:00 в тихой обстановке с мягким светом и свежим воздухом, чтобы предотвратить помехи от экстремальных погодных условий, разговоров, интенсивной активности, глубокой активности. дыхание субъектов и другие возможные нарушения. Испытуемых просили прикоснуться к нагретым (группа нагрева) и комнатной температуре (группа RT) образцам, которые достигли равновесной температуры во время электротермического нагрева пленки и при комнатной температуре, соответственно.
Ощущения испытуемых при прикосновении к пяти различным материалам из группы нагрева и группы RT были собраны с помощью метода семантического дифференциала (SD). Испытуемые оценивали свои теплые / холодные чувства от 1 до 5, что соответствовало «холоду» и «горячему» соответственно (Shang et al. 2000; Desmet and Hekkert 2007).
Электрокардиография людей, соприкасающихся с нагретыми древесными материалами
Пациентов попросили лечь на спину, и их электрокардиография (ЭКГ) была записана многоканальной системой сбора физиологического сигнала с отведениями от конечностей (Biel et al. 2001; Ueno et al. 2007; Chi et al. 2010). Каждому испытуемому позволяли лечь на спину и расслабиться, и когда ЭКГ испытуемого была стабильной через 5 минут, сигнал ЭКГ регистрировался как пустой контроль (Ctrl). Затем испытуемых просили прикоснуться руками к нагретым образцам из четырех различных материалов, и их ЭКГ регистрировали в течение 5 минут каждый. Сигналы ЭКГ анализировали с использованием программного обеспечения для анализа физиологических сигналов RM6280 (версия 4.7, Чэнду, Китай) и рассчитывали вариабельность сердечного ритма (ВСР) субъектов.
Анализ ВСР проводился методами временной и частотной областей. Методы временной области дали индексы, включая среднюю частоту сердечных сокращений (mHR), стандартное отклонение средних интервалов NN (SADNN), среднеквадратическое значение последовательных разностей (RMSSD) и треугольную интерполяцию интервалов NN (TINN), которые могут указывать на активность симпатическая и парасимпатическая нервная система и баланс вегетативной нервной системы.
Методы частотной области дают индексы, включая 5-минутную общую мощность (TP), очень низкую частоту (VLF), низкую частоту (LF), высокую частоту (HF) и отношение низких / высоких частот (LF / HF).VLF в некоторой степени указывает на состояние терморегуляции и жидкостного баланса; LF указывает на интенсивность активности симпатической нервной системы и коррелирует с возбуждением и стрессом. LF / HF – это индекс, показывающий общую регуляцию сердечно-сосудистой системы вегетативной нервной системой (Hejjel and Kellenyi 2005; Balocchi et al. 2006).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Тепловые свойства материалов для теплого пола
Температурные изменения электротермической пленки во время нагрева и охлаждения (температура окружающей среды 18 ° C) регистрировались инфракрасным тепловизором (рис.2). После подключения к переменному току средняя температура электротермической пленки постепенно увеличивалась и достигла 36 ° C за 150 с и не показывала дальнейшего повышения в течение следующих 150 с (рис. 2а). Это говорит о том, что максимальная температура достигается при 150 с. Электроэнергия была отключена после 300 с нагрева, и снижение температуры поверхности электротермической пленки было сначала быстрым, а затем замедленным, почти достигнув плато примерно через 400 с. Это говорит о том, что температура электротермической пленки может упасть с максимального уровня до комнатной за 100 с.
Средние температуры поверхности образцов с электротермической пленкой показаны на рис. 2б. Рис. 2в и 2г – увеличенные кривые рис. 2б в диапазонах температур от 0 до 10 и от 10 до 30 мин соответственно. Скорости повышения температуры SW, PW, MDF, WPC и CT были рассчитаны по наклону линейных участков соответствующих кривых, которые составили 2,65, 2,69, 2,01, 1,79 и 1,94 ° C / мин соответственно. Коэффициенты теплоотдачи были рассчитаны как 0,16, 0,23, 0,23, 0.31 и 0,91 Вт / мК соответственно. Как правило, материалы с более высокими коэффициентами теплопередачи повышаются быстрее. Однако такие корреляции не наблюдались в настоящем исследовании, что можно объяснить типом, структурой и скоростью рассеивания тепла на поверхности испытуемых материалов. SW, PW, MDF и WPC – это органические материалы, а CT – неорганический материал. Ячеистые структуры в SW и PW хорошо сохраняются, в то время как в MDF и WPC они явно не сохраняются, несмотря на то, что последние также являются материалами на основе древесины и содержат микропоры.Кроме того, ДПК отличается от других материалов плотностью и пористостью; Что наиболее важно, полимер в WPC представляет собой сплошную среду, которая в значительной степени способствует различию тепловых свойств между WPC и другими материалами. Равновесные температуры образцов были измерены как CT> WPC> PW> MDF> SW, что соответствовало последовательности их коэффициентов теплопередачи. Рис. 2e и 2f представлены инфракрасные изображения электротермической пленки и образцов при их максимальной температуре.
Рис. 2. Температурные изменения образцов толщиной 5 мм в процессе нагрева и охлаждения: а) изменения температуры электротермической пленки; (б) изменения температуры различных материалов; (в) температуры образцов в первые 10 мин; (d) температуры образцов от 10 до 30 минут; (д) инфракрасное изображение электротермической пленки графита после 280 с нагрева; и (е) инфракрасное изображение образцов после 75 мин нагрева
Различия между равновесными температурами верхней и нижней поверхностей образцов ( T _v ) показаны в таблице 2.Материалы на основе древесины показали более высокие значения T _v , чем CT, и их последовательность была SW> PW> MDF> WPC, что предполагало корреляцию между плотностью и теплопроводностью материала (Chen et al. 2015). Плотностью WPC можно управлять, регулируя его рецептуру и методы обработки (Leu et al. 2012; Prisco 2014), так что теплопроводность WPC может быть спроектирована в соответствии с требованиями для производства теплых полов.Это делает ДПК перспективным материалом для изготовления высокопроизводительных полов с подогревом.
Таблица 2. Температура поверхности ( T _s ), средняя температура поверхности ( T _до ), нижняя температура ( T _b ) и разница между равновесными температурами верхней и нижней поверхностей ( T _v ) образцов (стандартное отклонение в скобках).
Температурные изменения образцов во время процессов нагрева (измерения каждые 5 минут) и охлаждения (измерения каждые 2 минуты) показаны в таблицах 3 и 4, соответственно.В первые 5 мин нагрева температура образцов SW и PW увеличивалась до 9,8 ° C и 10 ° C соответственно быстрее, чем у образцов из других материалов (таблица 3). Однако между 10 мин и 25 мин температуры других образцов увеличивались быстрее, чем температуры SW и PW. Температура образцов SW не показала дальнейшего повышения через 25 мин и оставалась на уровне примерно 32 ° C до конца процесса нагрева (55 мин). Образцы PW и MDF не показали дальнейшего повышения температуры после 30 минут нагрева и оставались на уровне около 34 ° C.Температура WPC продолжала повышаться до 40 мин, а затем оставалась примерно 35 ° C. Эти результаты предполагают корреляцию между теплопроводностью этих материалов и их плотностью и согласуются с их коэффициентами теплопередачи при комнатной температуре (таблица 1).
Таблица 3. Изменение температуры поверхности образцов при нагревании
Примечания: Стандартные отклонения этих значений составляли от 0,08 до 0,4
В процессе охлаждения (таблица 4) температуры образцов PW, SW и CT снижались быстрее, чем температуры MDF и WPC в первые 4 мин.Температура образцов WPC падала медленнее, чем у любого другого протестированного материала, что предполагает медленное, устойчивое и непрерывное снижение температуры.
Таким образом, SW продемонстрировал лучшие теплоизоляционные свойства среди материалов на основе древесины, так как его температура после ≥ 20 минут нагрева была заметно ниже, чем у других материалов, а WPC показал лучшую теплопроводность и более медленные процессы охлаждения, чем другие материалы.
Таблица 4. Изменение температуры поверхности образцов при охлаждении
Примечания: Стандартные отклонения этих значений составляли от 0,04 до 0,6
Ощущения холода / тепла у людей при прикосновении к образцам, изготовленным из различных материалов
Чувства холода / тепла у людей были собраны и оценены с использованием метода сематической дифференциации (таблица 5). При комнатной температуре большинство испытуемых считали КТ «прохладным», а УВ – «теплым». Прикасаясь к нагретым образцам, испытуемые сообщали, что КТ чувствовал себя «горячим», а SW – «умеренным».Субъекты сообщали об аналогичных ощущениях холода / тепла при прикосновении к трем другим материалам на древесной основе, которые количественно находились между SW и CT. Сравнивая результаты в Таблице 1 и Таблице 5, авторы суммировали корреляции между тепловыми свойствами этих материалов и холодными / теплыми ощущениями людей при прикосновении к образцам при 19 ° C ± 1 ° C или 33 ° C ± 1. ° C. Ощущения холода / тепла испытуемых коррелировали с плотностью и коэффициентом теплопередачи материала.Плотность материалов и ощущение холода / тепла у испытуемых отрицательно коррелировали при комнатной температуре, а положительно коррелировали при нагревании образцов. Это связано с тем, что тепло текло от человеческих тел к образцам при комнатной температуре, поэтому материалы с более высокой плотностью (и, следовательно, с лучшей теплопроводностью) казались более холодными, в то время как тепло текло от нагретых образцов к человеческим телам, так что материалы с более высокой плотность (а значит и лучшая теплопроводность) ощущается теплее.
Таблица 5. Баллы чувствительности к холоду / теплу при прикосновении к пяти различным материалам (стандартное отклонение в скобках)
Очки: 1 холодный, 2 холодный, 3 умеренный, 4 теплый и 5 горячий
Анализ вариабельности сердечного ритма у людей при прикосновении к образцам, изготовленным из различных материалов
Средняя частота сердечных сокращений (мЧСС) субъектов, прикоснувшихся к нагретым образцам из древесины, была выше, чем их мЧСС, когда они не касались никаких образцов (таблица 6).По сравнению с Ctrl, испытуемые, прикоснувшиеся к разогретым образцам SW, показали заметно более низкие значения SDANN, RMSSD и TINN, что свидетельствует о том, что при прикосновении к образцам активность их вегетативной нервной системы была низкой, их парасимпатическая нервная система преобладала, и испытуемые находились в состоянии покоя. состояние (Mizuno et al. 2014). По сравнению с SW, нагретые образцы WPC вызвали более низкий mHR, но гораздо более высокий SDANN, что свидетельствует о том, что активность симпатической нервной системы способствовала гомеостазу субъектов в период прикосновения.
Таблица 6. Анализ ВСР во временной области субъектов, соприкасающихся с четырьмя различными материалами в группе нагрева
VLF субъектов была ниже 15%, когда они касались образцов SW, а их LF / HF в это время была ниже, чем их LF / HF, когда они не касались никаких образцов (Ctrl) (Таблица 7). Это указывало на то, что их система терморегуляции не была в очень активном состоянии, и указывало на то, что их температура и тактильные ощущения были более комфортными.Значения LF испытуемых при прикосновении ко всем древесным материалам были низкими, что свидетельствует о том, что прикосновение к образцам не вызывает у испытуемых никакого стресса. У испытуемых были относительно высокие значения LF / HF, когда они касались WPC, что свидетельствует об усилении регуляции сердечно-сосудистой системы вегетативной нервной системой и повышенной активности парасимпатической нервной системы.
Таблица 7. Анализ ВСР в частотной области субъектов, соприкасающихся с четырьмя различными материалами в группе нагрева (процент TP в скобках)

Сравнение тепловых свойств WPC и SW
Температурные изменения образцов WPC и SW в процессе нагрева и охлаждения показаны на рис.3. По сравнению с образцами толщиной 5 мм, температура поверхности образцов толщиной 2 мм непрерывно увеличивалась в процессе нагрева, никогда не достигала равновесной температуры и имела большие отклонения, что свидетельствует о том, что более тонкие образцы имеют более высокую скорость рассеивания тепла и меньшая теплоемкость.
Образцы WPC толщиной 2 мм и 5 мм показали более высокие температуры поверхности, чем SW после определенного периода нагрева (рис. 3a, b), что могло быть результатом анизотропии и пористости SW.Твердая древесина содержит просветы ячеек, и эти пустоты препятствуют теплопередаче. Напротив, полимер делает внутреннюю часть WPC более однородной и, таким образом, способствует теплопередаче. Лучшая теплопроводность WPC может способствовать более высокой температуре поверхности полов с подогревом.
Рис. 3. Температура поверхности образцов WPC и SW: (а) температурные изменения образцов толщиной 2 мм; б) изменения температуры образцов толщиной 5 мм; (в) Инфракрасные изображения образцов толщиной 2 мм во время нагрева; (г) Инфракрасные изображения образцов толщиной 2 мм при охлаждении
В процессе нагрева температура окружающей среды также увеличивалась с течением времени в результате передачи тепла от нагретых образцов (рис.3в, г). Средняя температура окружающей среды через 53 минуты, когда образцы достигли самых высоких температур, составила 18,3 ° C, что свидетельствует о том, что вместо передачи в окружающую среду большая часть теплопередачи происходила внутри образцов. Это соответствует основному закону теплопередачи. Следовательно, эти нагревательные плиты будут более эффективны в передаче тепла человеческому телу при использовании в качестве напольных покрытий, а не стеновых панелей.
Температура поверхности как образцов SW, так и WPC начала снижаться при отключении от электрического тока.Поскольку у WPC была более высокая начальная температура, чем у SW, температуры WPC всегда были выше, чем у SW во время процесса охлаждения, даже несмотря на то, что на более поздних стадиях процесса охлаждения их разница уменьшалась. Это предполагает, что образцы WPC сохраняют больше тепла, чем образцы SW того же объема.
Инфракрасные изображения образцов WPC и SW толщиной 2 мм и 5 мм после нагрева в течение 50 мин и кривая распределения температуры их диагоналей показаны на рис.4. Образцы WPC толщиной 2 мм и 5 мм показали более высокую температуру, чем образцы SW. После 50 мин нагрева средние диагональные температуры образца SW толщиной 2 мм (линия A) и образца WPC (линия B) составили 32,8 ° C и 35,9 ° C, соответственно, с разницей в 3,1 ° C. Средние диагональные температуры образца SW толщиной 5 мм (линия C) и образца WPC (линия D) составляли 32 ° C и 34,5 ° C, соответственно, с разницей в 2,5 ° C.
Рис. 4. Распределение температуры WPC и SW после 50 мин нагрева: (а) Инфракрасные изображения образцов толщиной 2 мм; (б) распределение температуры по линиям A и B; (в) Инфракрасные изображения образцов толщиной 5 мм; (г) распределение температуры по линиям C и D
Распределение температуры поверхности двух материалов соответствовало положению нагревательных полос в графитовых электротермических пленках, и такое постоянство было более очевидным для WPC и менее очевидным для SW.Температура поверхности образцов SW толщиной 2 мм не превышала 35 ° C, в то время как образцы WPC той же толщины показали максимальную температуру более 37 ° C. Соответствующая разница температур в более толстых (5 мм) образцах была меньше.
Сравнивая инфракрасные изображения с распределением зерен на поверхности образцов SW, авторы обнаружили, что на распределение температуры поверхности как 2 мм, так и 5 мм образцов SW влияют их зерна. Следовательно, чтобы воспользоваться преимуществами как SW, так и WPC, при исследовании и разработке систем обогрева полов следует учитывать комбинацию этих двух материалов.
ВЫВОДЫ
WPC имел более высокую плотность, коэффициент теплопередачи и теплоемкость, чем PW, MDF и SW. Теплопроводность каждого из этих материалов положительно коррелировала с его плотностью.
КТ с подогревом и комнатной температурой вызывала наиболее интенсивную стимуляцию при прикосновении людей. Стимуляция, вызванная WPC, PW и MDF, была менее интенсивной, а стимуляция SW была самой слабой.Согласно анализу ВСР во временной и частотной области, ПВ влияло на вегетативную нервную систему испытуемых наиболее незначительно среди тестируемых материалов, которые предполагали, что это было более комфортно, чем другие. Комбинация WPC и SW может способствовать созданию теплого пола, который будет одновременно комфортным и с лучшими тепловыми свойствами.
Сравнивая изменения температуры образцов WPC и SW толщиной 2 и 5 мм во время процессов нагрева и охлаждения, авторы обнаружили, что при нагревании до равновесной температуры средние температуры WPC были выше, чем у SW.Кроме того, во время процесса охлаждения температура образцов WPC снижалась медленно, стабильно и непрерывно, что свидетельствует о лучшей теплоемкости WPC по сравнению с SW. Эти результаты служат теоретическим ориентиром для разработки теплых полов из ДПК с большей теплоемкостью.
Композитные полы с электрическим обогревом с высоким уровнем комфорта и хорошими тепловыми свойствами могут быть изготовлены путем комбинирования ДПК и массивной древесины. Оптимальное конструктивное решение композитных полов и их устойчивость к теплу и влажности при практическом применении в архитектуре – это наши будущие исследования.
БЛАГОДАРНОСТИ
Работа поддержана фондами фундаментальных исследований центральных университетов под номерами проектов 2572015BX014 и 2572015AB21. Rongxian Ou благодарен за поддержку Национальному фонду естественных наук Китая (31600459).
ССЫЛКИ
Бломквист, К. (2008). «Преобразование электрического отопления в зданиях: нетрадиционная альтернатива», Энерг. Корпуса 40 (12), 2188-2195.DOI: 10.1016 / j.enbuild.2008.06.012
Биль, Л., Петтерссон, О., Филипсон, Л., и Уайд, П. (2001). «Анализ ЭКГ: новый подход к идентификации человека», IEEE Trans. Instrum. Измер. 50 (3), 808-812. DOI: 10.1109 / 19.930458
Балокки Р., Кантини Ф., Варанини М., Раймонди Г., Леграманте Дж. М. и Мачерата А. (2006). «Пересмотр потенциала индексов во временной области в краткосрочном анализе ВСР», Biomed. Англ. 51 (4), 190-3. DOI: 10.1515 / BMT.2006.034
Чен, К., Го, X., Цзи, Ф., Ван, Дж., Ван, Дж., И Цао, П. (2015). «Влияние декоративного шпона и структуры на теплопроводность инженерных деревянных полов», BioResources 10 (2), 2213-2222. DOI: 10.15376 / biores.10.2.2213-2222
Чи, Ю. М., Юнг, Т. П., и Каувенберг, Г. (2010). «Сухие контактные и бесконтактные биопотенциальные электроды: методологический обзор», IEEE Rev. Biomed. Англ. 3, 106-119. DOI: 10.1109 / RBME.2010.2084078
Десмет, П., и Хеккерт, П. (2007). Структура опыта работы с продуктом , Int. J. Des. 1 (1), 57-66.
Фонтана, Л. (2011). «Тепловые характеристики полов с лучистым обогревом в закрытых меблированных помещениях», Прил. Therm. Англ. 31 (10), 1547-1555. DOI: 10.1016 / j.applthermaleng.2010.12.014
Фараг, М. М. (2008). «Количественные методы замены материалов: применение к автомобильным компонентам», Mater. Des . 29 (2), 374-380. DOI: 10.1016 / j.matdes.2007.01.028
Фейфель, С., Штюбс, О., Зайберт, К., и Хартл, Дж. (2015). «Сравнение древесно-полимерных композитов с массивной древесиной: пример устойчивости террасных полов», евро. Дж. Вуд. Древесина. Prod. 73 (6), 829-836. DOI: 10.1007 / s00107-015-0953-6
Фенко, А., Шифферштейн, Х. Н. Дж., И Хеккерт, П. (2010). «Горячий вид или ощущение тепла: что определяет ощущение тепла от продукта?», Mater. Des . 31 (3), 1325-1331. DOI: 10.1016 / j.matdes.2009.09.008
Фудзисаки В., Токита М. и Кария К. (2015). «Восприятие свойств древесины на основе зрения, слуха и прикосновения», Vision. Res . 109, 185-200. DOI: 10.1016 / j.visres.2014.11.020
Го, Л. М., Ван, В. Х., Ван, К. В., и Ян, Н. (2016). «Декорирование композитов древесной муки / HDPE деревянным шпоном», Polym. Compos. DOI: 10.1002 / pc.24043
Hejjel, L., and Kellenyi, L. (2005). «Угловые частоты усилителя ЭКГ для анализа вариабельности сердечного ритма», Physiol.Измер. 26 (1), 39-47. DOI: 10.1088 / 0967-3334 / 26/1/004
Хуанг, Л., Ван, Х., Ван, В., Ван, К., и Сун, Ю. (2016). «Неизотермическая кинетика кристаллизации композитов древесная мука / полипропилен в присутствии β-зародышеобразователя», J. For. Res . 27 (4), 1-10. DOI: 10.1007 / s11676-016-0209-2
Цзинь, X., Чжан, X., Луо, Y., и Цао, Р. (2010). «Численное моделирование системы водяного охлаждения полов: влияние теплового сопротивления трубы и скорости воды на производительность», Build.Environ. 45 (11), 2545-2552. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2010.05.016
Ким С. С., Канг Д. Х., Чой Д. Х., Йео М. С. и Ким К. В. (2008). «Сравнение стратегий по улучшению качества воздуха в помещениях на этапе до заселения в новых многоквартирных домах», Build. Environ. 43 (3), 320-328. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2006.03.026
Лей, С. Ю., Янг, Т. Х., Ло, С. Ф., и Янг, Т. Х. (2012). «Оптимизированный состав материала для улучшения физико-механических свойств экструдированных древесно-пластиковых композитов (ДПК)», Constr.Строить. Матер. 29 (7), 120-127. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2011.09.013
Ми, С. С., Ри, К. Н., Рю, С. Р., Йео, М. С., и Ким, К. В. (2015). «Проектирование панелей излучающего теплого пола с учетом температуры поверхности пола», Build. Environ. 92, 559-577. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2015.05.006
Мизуно К., Тадзима К., Ватанабэ Ю. и Курацунэ Х. (2014). «Усталость коррелирует со снижением модуляции парасимпатического синуса, вызванной когнитивной проблемой», Behav.Мозг. Функц. 10 (1), 25-25. DOI: 10.1186 / 1744-9081-10-25
Обата Ю., Такеучи К., Фурута Ю. и Канаяма К. (2005). «Исследования по лучшему использованию древесины для устойчивого развития: количественная оценка хорошей тактильной теплоты древесины», Energy 30 (8), 1317-1328. DOI: 10.1016 / j.energy.2004.02.001
Оу, Р., Се, Ю., Го, К., и Ван, К. (2012). «Кинетика изотермической кристаллизации древесной муки, армированной кевларовым волокном / композитов из полиэтилена высокой плотности», J.Прил. Polym. Sci. 126 (S1), E2-E9. DOI: 10.1002 / app.36425
Приско, У. (2014). «Теплопроводность плоских прессованных древесно-пластиковых композитов при различных температурах и содержании наполнителя», Sci. Англ. Compos. Матер. 21 (2), 197-204. DOI: 10.1515 / secm-2013-0013
Ци, Х. Б., Хе, Ф. Ю., Ван, К. С., Ли, Д., и Лин, Л. (2012). «Имитационный анализ теплопередачи при низкотемпературном водяном водяном водяном отоплении и электрическом лучистом напольном отоплении», Прикладная механика и материалы 204-208, 4234-4238.DOI: 10.4028 / www.scientific.net / AMM.204-208.4234
Со, Дж., Пак, Ю., Ким, Дж., Ким, С., Ким, С., и Ким, Дж. Т. (2014). «Сравнение характеристик теплопередачи деревянных полов в зависимости от способа укладки», Энерг. Корпуса 70 (1), 422-426. DOI: 10.1016 / j.enbuild.2013.11.085
Со, Дж., Чон, Дж., Ли, Дж. Х. и Ким, С. (2011). «Анализ тепловых характеристик конструкции деревянных полов для энергосбережения в системах лучистого теплого пола», Energ.Корпуса 43 (8), 2039-2042 гг. DOI: 10.1016 / j.enbuild.2011.04.019
Шан, Х. Х., Мин, К. К. и Чанг, К. С. (2000). «Исследование семантического дифференциала восприятия формы продукта дизайнерами и пользователями», Int. J. Ind. Ergon 25 (4), 375-391. DOI: 10.1016 / S0169-8141 (99) 00026-8
Уэно А., Акабане Ю., Като Т., Хосино Х., Катаока С. и Исияма Ю. (2007). «Емкостное определение электрокардиографического потенциала через ткань на дорсальной поверхности тела в положении лежа на спине: предварительное исследование», IEEE Trans. Биомед. Англ. 54 (4), 759-766. DOI: 10.1109 / TBME.2006.889201
Wastiels, L., Schifferstein, H. N.J., Heylighen, A., and Wouters, I. (2012). «Красный или грубый, что делает материалы теплее?», Mater. Des . 42, 441-449. DOI: 10.1016 / j.matdes.2012.06.028
Ксименес, Ф.А., и Грант, Т. (2013). «Количественная оценка преимуществ использования деревянных изделий для теплиц в двух популярных проектах домов в Сиднее, Австралия», Int. J. Life. Цикл. Ass. 18 (4), 891-908. DOI: 10.1007 / s11367-012-0533-5
Ю, Ф., Сюй, Ф., Сун, Ю., Фанг, Ю., Чжан, З., Ван, К., и Ван, Ф. (2015). «Универсальность и синергизм расширяемого графита с углеродной сажей и полифосфатом аммония в улучшении антистатических и огнезащитных свойств композитов из древесной муки и полипропилена», Polym.

Тип материала	Размер частиц: диаметр (нм) или общее количество атомов	Точка плавления (K)
Au	Обычные сыпучие материалы	1340
	300 нм	1336
	100 нм	1205
	20 нм	800
	2 нм	600

903 555
500	480
Pb	Обычные насыпные материалы	600
Pb	30–45	583
CdS	≈910
	1.5 нм	≈600
	Cu	Обычные сыпучие материалы	1358
20 нм	Cu	≈312

Таблица 1. Теплопроводность обычных веществ
Вещество	Теплопроводность k (Дж / с⋅м⋅ºC)
Серебро	420
Медь	390
Золото	318
Алюминий	220
Стальной чугун	80
Сталь (нержавеющая)	14
Лед	2.2
Стекло (среднее)	0,84
Бетонный кирпич	0,84
Вода	0,6
Жировая ткань (без крови)	0,2
Асбест	0,16
Гипсокартон	0,16
Дерево	0,08–0,16
Снег (сухой)	0,10
Пробка	0.042
Стекловата	0,042
Шерсть	0,04
Пуховые перья	0,025
Воздух	0,023
Пенополистирол	0,010