Теплопроводность материалов: Коэффициенты теплопроводности строительных материалов

Содержание

Коэффициенты теплопроводности строительных материалов

Теплопроводность материала зависит от его плотности, влажности и добавок. Таким образом, у строительных материалов разных производителей будут отличаться физические свойства. Поэтому для точности следует брать значения коэффициентов теплопроводности материала из документации производителя.

Для того, чтобы произвести расчет теплопотерь частного дома, чтобы определить необходимую мощность отопления, достаточно взять данные, которые приведены в таблице ниже. В ней приведены коэффициенты теплопроводности λ (Вт/(м*К)), взятые для средней зоны влажности по СНиП 2-3-79.


ВсеБетоныРастворыГипсокартон и гипсовые плитыКирпичная кладка и облицовкаДерево и материалы на его основеУтеплителиЗасыпкиДругое Фильтр по группе материалов

 

 

Таблица коэффициентов теплопроводности строительных материалов
МатериалПлотность, кг/куб.мТеплопроводность, Вт/(м*K)
Железобетон25002.04
Бетон на гравии или щебне2400
1,86
Туфобетон18000.99
*16000.81
*14000.58
*12000.47
Пемзобетон16000.68
*14000.54
*12000.43
*10000.34
*8000.26
Бетон на вулканическом шлаке16000.70
*14000.58
*12000.47
*10000.35
*8000.29
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон
1800
0.92
*16000.79
*14000.65
*12000.52
*10000.41
*8000.31
*6000.26
*5000.23
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией12000.58
*10000.47
*8000.35
Керамзитобетон на перлитовом песке10000.41
*8000.35
Шунгизитобетон14000.64
*12000.50
*
1000
0.38
Перлитобетон12000.50
*10000.38
*8000.33
*6000.23
Шлакопемзобетон (термозитобетон)18000.76
*16000.63
*14000.52
*12000.44
*10000.37
Шлакопемзопенобетон и шлакопемзогазобетон16000.70
*14000.58
*12000.47
*10000.41
*8000.35
Бетон на доменных гранулированных шлаках18000.81
*16000.64
*14000.58
*12000.52
Аглопоритобетон и бетоны на топливных (котельных) шлаках18000.93
*16000.78
*14000.65
*12000.54
*10000.44
Бетон на зольном гравии14000.58
*12000.47
*10000.35
Вермикулитобетон8000.26
*6000.17
*4000.13
*3000.11
Газобетон, пенобетон, газосиликат, пеносиликат10000.47
*8000.37
*6000.26
*4000.15
*3000.13
Газозолобенон и пенозолобетон12000.58
*10000.50
*8000.41
Цементно-песчаный раствор18000.93
Сложный (песок, известь, цемент) раствор17000.87
Известково-песчаный раствор16000.81
Цементно-шлаковый раствор14000.64
*12000.58
Цементно-перлитовый раствор10000.30
*8000.26
Гипсо-перлитовый раствор6000.23
Поризованный гипсо-перлитовый раствор5000.19
*4000.15
Плиты из гипса12000.47
*10000.35
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)8000.21
Кладка из глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе18000.81
Кладка из глиняного кирпича на цементно-шлаковом растворе17000.76
Кладка из глиняного кирпича на цементно-перлитовом растворе16000.70
Кладка из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе18000.87
Кладка из трепельного кирпича на цементно-песчаном растворе12000.52
*10000.47
Кладка из шлакового кирпича на цементно-песчаном растворе15000.70
Кладка из керамического пустотного кирпича плотностью 1400 кг/куб.м.на цементно-песчаном растворе16000.64
Кладка из керамического пустотного кирпича плотностью 1300 кг/куб.м.на цементно-песчаном растворе14000.58
Кладка из керамического пустотного кирпича плотностью 1000 кг/куб.м.на цементно-песчаном растворе12000.52
Кладка из силикатного одиннадцатипустотного кирпича на цементно-песчаном растворе15000.81
Кладка из силикатного четырнадцатипустотного кирпича на цементно-песчаном растворе14000.76
Облицовка гранитом, гнейсом, базальтом28003.49
Облицовка мрамором28002.91
Облицовка известняком20001.28
*18001.05
*16000.81
*14000.58
Облицовка туфом20001.05
*18000.81
*16000.64
*14000.52
*12000.41
*10000.29
Сосна, ель поперек волокон5000.18
Сосна, ель вдоль волокон5000.35
Дуб поперек волокон7000.23
Дуб вдоль волокон7000.41
Фанера клееная5000.18
Картон облицовочный10000.23
Картон строительный многослойный6500.18
ДВП и ДСП10000.29
*8000.23
*6000.16
*4000.13
*2000.08
Плиты фибролитовые и арболитовые на портландцементе8000.30
*6000.23
*
4000.16
*3000.14
Плиты камышитовые3000.14
*2000.09
Плиты торфяные теплоизоляционные3000.08
*2000.064
Пакля1500.07
Маты минераловатные прошивные и на синтетическом связующем1250.07
*750.064
*500.06
Плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих3500.11
*3000.09
*2000.08
*1000.07
*500.06
Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем2000.076
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем2000.08
*1250.064
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем500.064
Маты из стекловолокна прошивные1500.07
Пенополистирол1500.06
*1000.052
*400.05
Пенопласт ПХВ-1 и ПВ-11250.064
*100 и меньше0.052
Пенополиуретан800.05
*600.041
*400.04
Плиты из резольно-фенолформальдегидного пенопласта1000.076
*750.07
*500.064
*400.06
Перлитопластбетон2000.06
*1000.05
Перлитофосфогелевые изделия3000.12
*2000.09
Засыпка гравия керамзитового8000.23
*6000.20
*4000.14
*3000.13
*2000.12
Засыпка гравия шунгизитового8000.23
*6000.20
*4000.14
Засыпка щебня из доменного шлака, шлаковой пемзы и аглопорита8000.26
*6000.21
*4000.16
Засыпка щебня и песка из перлита вспученного6000.12
*4000.09
*2000.08
Засыпка вермикулита вспученного2000.11
*1000.08
Засыпка песка16000.58
Пеностекло или газостекло4000.14
*3000.12
*2000.09
Листы асбестоцементные плоские18000.52
*16000.41
Битумы нефтяные14000.27
*12000.22
*10000.17
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем4000.13
*3000.099
Рубероид6000.17
Линолеум поливинилхлоридный многослойный18000.38
*16000.33
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове18000.35
*16000.29
*14000.23
Сталь стержневая арматурная785058
Чугун720050
Алюминий2600221
Медь8500407
Стекло оконное25000.76

 

 

Теплопроводность строительных материалов - основные понятия, табличные значения, расчеты

Ведущие тенденции современного строительства – это возведение домов с максимальной энергоэффективностью. То есть с возможностью создания и поддержания комфортных условий проживания при минимальных затратах энергоносителей. Понятно, что многим нашим строителям, ведущим возведение своих жилых владений самостоятельно, до таких показателей пока далековато, но стремиться к этому – необходимо всегда.

Теплопроводность строительных материалов

Прежде всего, это касается минимизации тепловых потерь через строительные конструкции. Достигается такое снижение эффективной термоизоляцией, выполненной на основании теплотехнических расчетов. Проектирование в идеале должны проводить специалисты, но часто обстоятельства понуждают владельцев жилья и такие вопросы брать в свои руки. Значит, необходимо иметь общие представления о базовых понятиях строительной теплотехники. Прежде всего – что такое теплопроводность строительных материалов, в чем она измеряется, как просчитывается.

Если разобраться с этими «азами», то будет проще всерьез, со знанием дела , а не по наитию, заниматься вопросами утепления своего жилья.

Что такое теплопроводность, какими единицами измерения она описывается?

Если не рассматривать каких-то теоретических условий, то в реальности все физические тела, жидкости или газы обладают способностью к передаче тепла. Иными словами, чтобы было понятнее, если какой-то объект начинают нагревать с одной из сторон, он становится проводником тепла, нагреваясь сам и передавая тепловую энергию дальше. Точно так же – и при охлаждении, только с «обратным знаком».

Даже на простом бытовом уровне всем понятно, что эта способность выражена у разных материалов в очень отличающейся степени. Например, одно дело мешать готовящееся на плите кипящее блюдо деревянной лопаткой, и совсем другое – металлической ложкой, которая практически моментально разогреется до такой температуры, что ее невозможно будет держать в руках. Этот пример наглядно показывает, что теплопроводность металла во много раз выше, чем у дерева.

«Практическое применение» огромной разницы в теплопроводности материалов – пробка, подсунутая под скобу металлической крышки кастрюли. Снять такую крышку с кипящей на плите посуды можно голыми пальцами, не опасаясь ожога.

И таких примеров – масса, буквально на каждом шагу. Например, прикоснитесь рукой к обычной деревянной двери в комнате, и к металлической ручке, прикрученной на ней. По ощущениям – ручка холоднее. Но такого не может быть – все предметы в помещении имеют примерно равную температуру. Просто металл ручки быстрее отвел на себя тепло тела, что и вызвало ощущения более холодной поверхности.

Коэффициент теплопроводности материала

Существует специальная единица, которая характеризует любой материал, как проводник тепла. Называется она коэффициентом теплопроводности, обозначается обычно греческой буквой λ, и измеряется в Вт/(м×℃). (Во многих встречающихся формулах вместо градусов Цельсия ℃ указаны градусы Кельвина, К, но сути это не меняет).

Этот коэффициент показывает способность материала передавать определенное количество тепла на определённое расстояние за единицу времени. Причем, это показатель характеризует именно материал, то есть без привязки к каким бы то ни было размерам.

Такие коэффициенты рассчитаны для практически любых строительных и иных материалов. Ниже в данной публикации приведены таблицы для различных групп – растворов, бетонов, кирпичной и каменной кладки, утеплителей, древесины, металлов и т.д. Даже беглого взгляда на них достаточно, чтобы убедиться, насколько эти коэффициенты могут отличаться.

Очень часто производители стройматериалов того или иного предназначения в череде паспортных характеристик указывают и коэффициент теплопроводности.

Материалы, которые отличаются высокой проводимостью тепла, например, металлы, как раз и находят часто применение в роли теплоотводов или теплообменников. Классический пример – радиаторы отопления, в которых чем лучше их стенки будут передавать нагрев от теплоносителя, тем эффективнее их работа.

А вот для большинства строительных материалов – ситуация обратная. То есть чем меньше коэффициент теплопроводности материала, из которого возведена условная стенка, тем меньше тепла будет терять здание с приходом холодов. Или, тем меньше можно будет сделать толщину стены при одинаковых показателях теплопроводности.

И на титульной картинке к статье, и на иллюстрации ниже показаны весьма наглядные схемы, как будет различаться толщина стены из разных материалов при равных способностях удержать тепло в доме. Комментарии, наверное, не нужны.

Одинаковая термоизоляционная способность – и совершенно разные толщины. Хороший пример по разнице в теплопроводности.

В справочной литературе часто указывается не одно значение коэффициента теплопроводности для какого-то материала, а целых три. (А иногда – и больше, так как этот коэффициент может меняться с изменением температуры). И это – правильно, так как на теплопроводные качества влияют и условия эксплуатации. И в первую очередь – влажность.

Это свойственно большинству материалов – при насыщении  влагой коэффициент теплопроводности увеличивается. И если ставится цель выполнить расчеты максимально точно, с привязкой к реальным условиям эксплуатации, то рекомендуется не пренебрегать этой разницей.

Итак, коэффициент может даваться расчетный, то есть для совершенно сухого материала и лабораторных условий. Но для реальных расчетов берут его или для режима эксплуатации А, или для режима Б.

Эти режимы складываются консолидировано из климатических особенностей региона и из особенностей эксплуатации конкретного здания (помещения).

Тип своей климатической зоны по уровню влажности можно определить по предлагаемой карте-схеме:

Климатические зоны территории России по уровню влажности: 1 –влажная; 2 – нормальная; 3 – сухая.

Особенности влажностного режима помещений определяются по следующей таблице:

Таблица определения влажностного режима помещений

Влажностной режим помещенияОтносительная влажность внутреннего воздуха при температуре:
до 12°Сот 13 до 24°С 25°С и выше
Сухойдо 60%до 50%до 40%
Нормальныйот 61 до 75%от 51 до 60%от 41 до 50%
Влажный 76% и более от 61 до 75%от 51 до 60%
Мокрый-76% и более61% и более

Кстати, о влажности!..

А хорошо ли вы представляете себе, что такое относительная влажность воздуха. И какой она должна быть в помещениях для поддержания комфортного микроклимата? Если с этим ясности нет – добро пожаловать к специальной публикации нашего портала, посвященной приборам измерения относительной влажности.

Итак, имея данные карты-схемы и таблицы, можно по второй таблице определиться с выбором режима А или Б, от которого будет зависеть реальная величина коэффициента теплопроводности.

Таблица для выбора режима эксплуатации ограждающих конструкций

Влажностной режим помещения (по таблице)Зоны влажности (в соотвествии с картой-схемой)
3 - сухая2 - нормальная1 - влажная
СухойААБ
НормальныйАББ
Влажный или мокрыйБББ

Вот по этому режиму и выбирается из табличных данных наиболее близкий к реальности коэффициент теплопроводности.

Таблицы будут приведены ниже, под теоретической частью.

Сопротивление теплопередаче

Итак, коэффициент теплопроводности характеризует сам материал. Но с практической точки зрения, наверное, важнее иметь какую-то величину, которая будет описывать теплопроводные способности конкретной конструкции. То есть уже с учетом особенностей ее строения и размеров.

Такая единица измерения есть, и называется она сопротивлением теплопередаче. Ее можно считать обратной величиной коэффициенту теплопроводности, с одновременным учетом толщины материала.

Обозначается сопротивление теплопередаче (или, как его часто именуют, термическое сопротивление) латинской буквой R. Если «плясать» от коэффициента теплопроводности, то определяется оно по следующей формуле.

R = h/λ

где:

R — сопротивление теплопередаче однослойной однородной ограждающей конструкции, м²×℃/Вт;

h — толщина этого слоя, выраженная в метрах;

λ — коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлена эта ограждающая конструкция, Вт/(м×℃).

Очень часто в строительстве используются многослойные конструкции. В том числе одним из слоев нередко выступает утеплительный материал с очень низким коэффициентом теплопроводности – специально, чтобы максимально повысить значение термического сопротивления. Дело в том, что общее значение суммируется из сопротивлений всех слоев, составляющих ограждающую конструкцию. И к ним добавляется сопротивление приграничных слоев воздуха на внешней и внутренней поверхностях конструкции.

Формула сопротивления перегородки с n-слоев будет такой:

Rsum = R₁ + R₂ + …+Rn + Rai + Rao

где:

Rsum— суммарное термическое сопротивление ограждающей конструкции;

 R₁ … Rn— сопротивления слоев, от 1 до n;

Rai— сопротивление пристенного слоя воздуха внутри;

Rao— сопротивление пристенного слоя воздуха снаружи.

Для каждого из слоев сопротивление рассчитывается отдельно, исходя из коэффициента теплопроводности материала и толщины.

Есть специальная методика расчета и коэффициентов воздушных прослоек вдоль стены снаружи и внутри. Но для упрощенных расчётов их вполне можно взять равными суммарно 0,16 м²×℃/Вт – большой погрешности не будет.

Кстати, если в конструкции перегородки предусмотрена воздушная полость, не сообщающаяся с внешним воздухом, то она тоже дает весомую добавку к общему сопротивлению теплопередаче. Значения сопротивления теплопередаче воздушных изолированных прослоек показаны в таблице ниже:

Таблица термических сопротивлений замкнутых воздушных прослоек

Толщина воздушной прослойки, в метрахВ и Г ▲Г▼
tв > 0 ℃tв > 0 ℃
0.010.130.150.140.15
0.020.140.150.150.19
0.030.140.160.160.21
0.050.140.170.170.22
0.10.150.180.180.23
0.150.150.180.190.24
0,2-0,30.150.190.190.24
Примечания:
В и Г ▲ - воздушная прослойка вертикальная, или горизонтальная, с рапространением тепла снизу вверх
Г▼ - воздушная прослойка горизонтальная при распространении тепла сверху вниз
tв > 0 ℃ - положительная температура воздуха в прослойке
Если любая из поверхностей воздушной прослойки, или обе одновременно, оклеены алюминиесвой фольгой, то значение сопротивления теплопередаче принимают вдвое большим.

Таблицы коэффициентов теплопроводности различных групп строительных материалов
Таблица коэффициентов теплопроводности кирпичных кладок и каменных облицовок стен
Наименование материалаρ
Средняя плотность материала
кг/м³
λ₀
Коэффициент теплопроводности в идеальных условиях и в сухом состоянии
Вт/(м×℃)
λА
Коэффициент теплопроводности для условий эксплуатации А
Вт/(м×℃)
λБ
Коэффициент теплопроводности для условий эксплуатации Б
Вт/(м×℃)
Кирпичная кладка из сплошного кирпича на различных растворах
Стандартный керамический (глиняный) – на цементно-песчаном кладочном растворе18000,560,700,81
Стандартный керамический на цементно-шлаковом растворе17000,520,640,76
Стандартный керамический на цементно-перлитовом растворе16000,470,580,70
Силикатный на цементно-песчаном кладочном растворе18000,700,760,87
Трепельный термооизоляционный, на цементно-песчаном кладочном растворе12000,350,470,52
- то же, но с плотностью10000,290,410,47
Шлаковый, на цементно-песчаном кладочном растворе15000,520,640,70
Кладка из пустотного кирпича
Кирпич керамический, с плотностью 1400 кг/м³, на цементно-песчаном кладочном растворе16000,470,580,64
- то же, но с плотностью кирпича 1300 кг/м³14000,410,520,58
- то же, но с плотностью кирпича 1000 кг/м³12000,350,470,52
Кирпич силикатный, одиннадцатипустотный, на цементно-песчаном кладочном растворе15000,640,700,81
- то же, четырнадцатипустотный14000,520,640,76
Кладка или облицовка поверхностей натуральным камнем
Гранит или базальт28003,493,493,49
Мрамор28002,912,912,91
Туф20000,760,931,05
- то же, но с плотностью18000,560,700,81
- то же, но с плотностью16000,410,520,64
- то же, но с плотностью14000,330,430,52
- то же, но с плотностью12000,270,350,41
- то же, но с плотностью10000,210,240,29
Известняк20000,931,161,28
- то же, но с плотностью18000,700,931,05
- то же, но с плотностью16000,580,730,81
- то же, но с плотностью14000,490,560,58
Таблица коэффициентов теплопроводности бетонов различного типа
Наименование материалаρ
кг/м³
λ₀
Вт/(м×℃)
λА
Вт/(м×℃)
λБ
Вт/(м×℃)
Бетоны на плотном заполнителе
Железобетон25001.691.922.04
Бетон на натуральном гравии или щебне24001.511.741.86
Бетоны на натуральных пористых заполнителях
Пемзобетон16000.520.60.68
- то же, но с плотностью14000.420.490.54
- то же, но с плотностью12000.340.40.43
- то же, но с плотностью10000.260.30.34
- то же, но с плотностью8000.190.220.26
Туфобетон18000.640.870.99
- то же, но с плотностью16000.520.70.81
- то же, но с плотностью14000.410.520.58
- то же, но с плотностью12000.290.410.47
Бетон на вулканическом шлаке16000.520.640.7
- то же, но с плотностью14000.410.520.58
- то же, но с плотностью12000.330.410.47
- то же, но с плотностью10000.240.290.35
- то же, но с плотностью800200.230.29
Бетоны на искусственных пористых наполнителях
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией12000.410.520.58
- то же, но с плотностью10000.330.410.47
- то же, но с плотностью8000.230.290.35
Керамзитобетон на керамзитовом песке или керамзитопенобетон1800660.80.92
- то же, но с плотностью16000.580.670.79
- то же, но с плотностью14000.470.560.65
- то же, но с плотностью12000.360.440.52
- то же, но с плотностью10000.270.330.41
- то же, но с плотностью8000.210.240.31
- то же, но с плотностью6000.160.20.26
- то же, но с плотностью5000.140.170.23
Керамзитобетон на перлитовом песке10000.280.350.41
- то же, но с плотностью8000.220.290.35
Перлитобетон12000.290.440.5
- то же, но с плотностью10000.220.330.38
- то же, но с плотностью8000.160.270.33
- то же, но с плотностью6000.120.190.23
Шлакопемзобетон18000.520.630.76
- то же, но с плотностью16000.410.520.63
- то же, но с плотностью14000.350.440.52
- то же, но с плотностью12000.290.370.44
- то же, но с плотностью10000.230.310.37
Шлакопемзопено и шлакопемзогазобетон16000.470.630.7
- то же, но с плотностью14000.350.520.58
- то же, но с плотностью12000.290.410.47
- то же, но с плотностью10000.230.350.41
- то же, но с плотностью8000.170.290.35
Вермикулетобетон8000.210.230.26
- то же, но с плотностью6000.140.160.17
- то же, но с плотностью4000.090.110.13
- то же, но с плотностью3000.080.090.11
Ячеистые бетоны
Газобетон, пенобетон, газосиликат, пеносиликат10000.290.410.47
- то же, но с плотностью8000.210.330.37
- то же, но с плотностью6000.140.220.26
- то же, но с плотностью4000.110.140.15
- то же, но с плотностью3000.080.110.13
Газозолобетон, пенозолобетон12000.290.520.58
- то же, но с плотностью10000.230.440.59
- то же, но с плотностью8000.170.350.41
Таблица коэффициентов теплопроводности строительных растворов на цементной, известковой, гипсовой основе
Наименование материалаρ
кг/м³
λ₀
Вт/(м×℃)
λА
Вт/(м×℃)
λБ
Вт/(м×℃)
Обычный цементно-песчаный раствор18000.580.760.93
Сложный раствор из цемента, песка, извести17000.520.70.87
Цементно-шлаковый раствор14000.410.520.64
Цементно-перлитовый раствор10000.210.260.3
- то же, но с плотностью8000.160.210.26
Известково-песчаный раствор16000.470.70.81
- то же, но с плотностью12000.350.470.58
Гипсово-перлитовый раствор6000.140.190.23
Гипсово-перлитовый поризованный раствор5000.120.150.19
- то же, но с плотностью4000.090.130.15
Гипсовые плиты литые конструкционные12000.350.410.47
- то же, но с плотностью10000.230.290.35
Листы гипсокартона (сухая штукатурка)8000.150.190.21
Таблица коэффициентов теплопроводности дерева, изделий на основе древесины, а также других природных материалов
Наименование материалаρ
кг/м³
λ₀
Вт/(м×℃)
λА
Вт/(м×℃)
λБ
Вт/(м×℃)
Хвойная древесина (сосна иди ель) поперек волокон 5000,090,140,18
- они же — вдоль волокон5000,180,290,35
Древесина плотных лиственных пород (дуб, бук, ясень) поперек волокон 7000,10,180,23
- они же — вдоль волокон7000,230,350,41
Клееная фанера6000,120,150,18
Облицовочный картон10000,180,210,23
Картон строительный многослойный 6500,130,150,18
Плиты древесно-волокнистые (ДВП), древесно-стружечные (ДСП), ориентированно-стружечные (ОСП)10000,150,230,29
- то же, но для плотности8000,130,190,23
- то же, но для плотности6000,110,130,16
- то же, но для плотности4000,080,110,13
- то же, но для плотности2000,060,070,08
Плиты фибролитовые, арболит на основе портландцемента8000,160,240,3
- то же, но для плотности6000,120,180,23
- то же, но для плотности4000,080,130,16
- то же, но для плотности3000,070,110,14
Плиты камышитовые3000,070,090,14
- то же, но для плотности2000,060,070,09
Плиты торфяные термоизоляционные 3000,0640,070,08
- то же, но для плотности2000,0520,060,064
Пакля строительная1500,050,060,07
Таблица коэффициентов теплопроводности материалов, применяемых в термоизоляционных целях
Наименование материалаρ
кг/м³
λ₀
Вт/(м×℃)
λА
Вт/(м×℃)
λБ
Вт/(м×℃)
Минеральная вата, стекловата
Маты минеральной ваты прошивные или на синтетическом связующем 1250.0560.0640.07
- то же, но для плотности750.0520.060.064
- то же, но для плотности500.0480.0520.06
Плиты минеральной ваты на синтетическом и битумном связующих — мягкие, полужесткие и жесткие 3500.0910.090.11
- то же, но для плотности3000.0840.0870.09
- то же, но для плотности2000.070.0760.08
- то же, но для плотности1000.0560.060.07
- то же, но для плотности500.0480.0520.06
Плиты минеральной ваты на органофосфатном связующем — повышенной жесткости 2000.0640.070.076
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем 500.0560.060.064
Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные 1500.0610.0640.07
Синтетические утеплители
Пенополистирол 1500.050.0520.06
- то же, но для плотности1000.0410.0410.052
- то же, но для плотности400.0380.0410.05
Пенопласт ПХВ-1 и ПВ-1 1250.0520.060.064
- то же, но для плотности100 и менее0.0410.050.052
Пенополиуретан плитный800.0410.050.05
- то же, но для плотности600.0350.0410.041
- то же, но для плотности400.0290.040.04
Пенополиуретан напылением350.0270.0330.035
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта 1000.0470.0520.076
- то же, но для плотности750.0430.050.07
- то же, но для плотности500.0410.050.064
- то же, но для плотности400.0380.0410.06
Пенополиэтилен300.030.0320.035
Плиты из полиизоцианурата (PIR)350.0240.0280.031
Перлитопласт-бетон 2000.0410.0520.06
- то же, но для плотности1000.0350.0410.05
Перлитофосфогелевые изделия 3000.0760.080.12
- то же, но для плотности2000.0640.070.09
Каучук вспененный850.0350.040.045
Утеплители на натуральной основе
Эковата 600.0410.0540.062
- то же, но для плотности450.0380.050.055
- то же, но для плотности350.0350.0420.045
Пробка техническая500.0370.0430.048
Листы пробковые2200.0350.0410.045
Плиты льнокостричные термоизоляционные2500.0540.0620.071
Войлок строительный шерстяной3000.0570.0650.072
- то же, но для плотности1500.0450.0510.059
Древесные опилки4000.0921.051.12
- то же, но для плотности2000.0710.0780.085
Засыпки минеральные
Керамзит - гравий8000.180.210.23
- то же, но для плотности6000.140.170.2
- то же, но для плотности4000.120.130.14
- то же, но для плотности3000.1080.120.13
- то же, но для плотности2000.0990.110.12
Шунгизит - гравий8000.160.20.23
- то же, но для плотности6000.130.160.2
- то же, но для плотности4000.110.130.14
Щебень из доменного шлака, шлаковой пемзы и аглоперита 8000.180.210.26
- то же, но для плотности6000.150.180.21
- то же, но для плотности4001.1220.140.16
Щебень и песок из вспученного перлита 6000.110.1110.12
- то же, но для плотности4000.0760.0870.09
- то же, но для плотности2000.0640.0760.08
Вермикулит вспученный 2000.0760.090.11
- то же, но для плотности1000.0640.0760.08
Песок строительный сухой16000.350.470.58
Пеностекло или газостекло
Пеностекло или газо-стекло 4000.110.120.14
- то же, но для плотности3000.090.110.12
- то же, но для плотности2000.070.080.09
Таблица коэффициентов теплопроводности кровельных, гидроизоляционных, облицовочных, рулонных и наливных напольных покрытий
Наименование материалаρ
кг/м³
λ₀
Вт/(м×℃)
λА
Вт/(м×℃)
λБ
Вт/(м×℃)
Асбестоцементные
Листы асбестоцементные плоские («плоский шифер») 18000.350.470.52
- то же, но для плотности16000.230.350.41
На битумной основе
Битумы нефтяные строительные и кровельные 14000.270.270.27
- то же, но для плотности12000.220.220.22
- то же, но для плотности10000.170.170.17
Асфальтобетон 21001.051.051.05
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем 4000.1110.120.13
- то же, но для плотности3000.0670.090.099
Рубероид, пергамин, толь, гибкая черепица6000.170.170.17
Линолеумы и наливные полимерные полы
Линолеум поливинилхлоридный многослойный 18000.380.380.38
- то же, но для плотности16000.330.330.33
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове 18000.350.350.35
- то же, но для плотности16000.290.290.29
- то же, но для плотности14000.230.230.23
Пол наливной полиуретановый15000.320.320.32
Пол наливной эпоксидный14500.0290.0290.029
Таблица коэффициентов теплопроводности металлов и стекла
Наименование материалаρ
кг/м³
λ₀
Вт/(м×℃)
λА
Вт/(м×℃)
λБ
Вт/(м×℃)
Сталь, в том числе - арматурная стержневая7850585858
Чугун7200505050
Алюминий2600221221221
Медь 8500407407407
Бронза7500÷930025÷10525÷10525÷105
Латунь8100÷880070÷12070÷12070÷120
Стекло кварцевое оконное 25000.760.760.76

Сейчас для утепления различных строений используются, преимущественно, синтетические материалы. Они имеют отличные характеристики, а также в большинстве своем очень удобны в монтаже.

Исходя из значений в таблицах выше, из категории синтетических утеплителей одним из самых энергоэффективных является PIR-плита. При плотности всего 35 кг/м³ коэффициент теплопроводности у нее в среднем составляет 0,024 Вт/м*К. Но он может быть и меньше в зависимости от технологии производства PIR-плиты у того или иного производителя.

Сравнение теплопроводности PIR-плит и других материалов

Так, например, PIR-плиты LOGICPIR от российского производителя ТЕХНОНИКОЛЬ имеют показатель теплопроводности всего 0,022 Вт/м*К. Почему значение так снижается? Дело в том, что этот вид утеплителя с обеих сторон имеет фольгированный слой. Фольга, как известно, сама по себе способна отлично отражать тепловую энергию в обратную сторону, то есть в помещение. Благодаря этому свойству энергоэффективность материала растет, а теплопотери в доме снижаются. Таким образом PIR-утеплитель, имеющий такой слой с одной и другой стороны, гораздо лучше выполняет свои функции, чем, например, PIR-материал с бумажным технологическим покрытием.

В целом же LOGICPIR — обычная PIR-плита, которая представляет собой пористый материал с множеством микроячеек, наполненных воздухом. Она очень тонкая (толщина варьируется в пределах 2-5 см), легкая, не нагружает строительные конструкции, но при этом прочная и достаточно плотная, чтобы выдерживать некоторые физические воздействия. Инертна к химическим воздействиям, биологически устойчива и, кроме того, не склонна к возгораниям.

PIR-плита ТЕХНОНИКОЛЬ

Во время эксплуатации (а срок использования PIR-плит LOGICPIR составляет 50 лет) материал не теряет своих свойств. Его коэффициент теплопроводности не меняется даже при намокании: сам по себе утеплитель не впитывает воду. Дополнительную парозащиту обеспечивает и тот самый фольгированный слой — если при монтаже плит проклеить все стыки алюминиевым скотчем, то формируется непрерывный слой пароизоляции, не пропускающий влагу. Словом, это неплохой вариант синтетического утеплителя с одними из самых высоких характеристик.

Видео: Утепление каркасного дома PIR плитами

Для чего используются такие расчеты в практическом приложении?

Оценка эффективности имеющейся термоизоляции

А для чего бывает необходимо вычислять это сопротивление, какая от этого практическая польза?

Такими расчетами можно очень точно оценить степень термоизоляции своего жилья.

Дело в том, что для различных климатических регионов России специалистами рассчитаны так называемые нормативные показатели этого сопротивления теплопередаче, отдельно для стен, перекрытий и покрытий. То есть если сопротивление конструкции отвечает этой норме, то за утепление можно быть спокойным.

Значение этих нормированных сопротивлений для разных строительных конструкций можно найти, воспользовавшись предлагаемой картой схемой.

Карта-схема территории России для определения нормированных значений сопротивлений теплопередаче.

Если не дотягивает – надо принимать меры, усиливать термоизоляцию, чтобы минимизировать потери тепла. И, стало быть, решить обратную задачу. То есть с использованием той же формулы (сопротивление от коэффициента теплопроводности и толщины) найти ту толщину утепления, которая восполнит имеющийся «дефицит» до нормы.

Термоизоляционную конструкцию сразу следует делать с опорой на проведенные теплотехнические расчеты.

Ну а если термоизоляции пока нет, то тут и вовсе все просто. Тогда потребуется определить, какой слой выбранного утеплительного материала обеспечит выход на нормированное значение сопротивления теплопередаче.

Определение уровня тепловых потерь

Еще одна важная задача – это определение величины тепловых потерь через ограждающую конструкцию. Такие вычисления бывают необходимы когда, например, определяется требуемая мощность системы отопления. Как по помещениям — для правильной расстановки обогревательных приборов (радиаторов), так и общая — для выбора оптимальной модели котла.

Каждая конструкция характеризуется своим уровнем тепловых потерь, которые необходимо определять и для правильного планирования системы отопления, и для совершенствования системы термоизоляции.

Дело в том, что это сопротивление описывается еще одной формулой, уже от разницы температур и количества тепла, уходящего через ограждающую конструкцию площадью один квадратный метр.

R = Δt / q

Δt — разница температур по обе стороны конструкции, ℃.

q — удельное количество теряемого тепла, Вт.

То есть если известна площадь ограждающей конструкции и ее термическое сопротивление (определенное, например, через толщину и коэффициент теплопроводности), если известно, для каких условий производится расчет (например, нормальная температура в помещении и самые сильные морозы, присущие данной местности), то можно спрогнозировать и тепловые потери через эту конструкцию.

Q = S × Δt/R

Q — теплопотери через ограждающую конструкцию, Вт.

S — площадь этой конструкции, м².

Такие расчеты в помещении проводятся для всех ограждающих конструкций, контактирующих с холодом, и затем определяется суммарные потери, которые должны компенсироваться системой отопления. Или, если эти потери получаются слишком большими – это становится побудительным мотивом к усовершенствованию системы термоизоляции – что-то с ней не так.

Еще одна ремарка. Это мы говорили о конструкциях, состоящих из нескольких слоев разных строительных и утеплительных материалов. А как быть с окнами? Как для них просчитывается сопротивление теплопередаче?

Методика здесь – несколько иная, и самостоятельно заниматься такими расчетами вряд ли имеет смысл. Можно воспользоваться таблицей, в которой уже имеются готовые значения сопротивления для различных типов конструкций окон.

Таблица приведенных значений сопротивления теплопередаче для окон, остекленных балконных дверей, световых проемов (фонарей)

Материал и схема запонения проемаПриведенное термическое Ro, м ² × °С/Вт
Д и ПВХА
Двойное остекление в спаренных переплетах0.4-
Двойное остекление в раздельных переплетах0.440,34*
Тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах0.550.46
Однокамерный стеклопакет:
- из обычного стекла0.380.34
- из стекла с твердым селективным покрытием0.510.43
- из стекла с мягким селективным покрытием0.560.47
Двухкамерный стеклопакет:
- из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 6 мм)0.510.43
- из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 12 мм)0.540.45
- из стекла с твердым селективным покрытием0.580.48
- из стекла с мягким селективным покрытием0.680.52
- из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном0.650.53
Обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах:
- из обычного стекла0.56-
- из стекла с твердым селективным покрытием0.65-
- из стекла с мягким селективным покрытием0.72-
- из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном0.69-
Обычное стекло и двухкамерный стеклопакет в раздельных переплетах:
- из обычного стекла0.68-
- из стекла с твердым селективным покрытием0.74-
- из стекла с мягким селективным покрытием0.81-
- из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном0.82-
Два однокамерных стеклопакета в спаренных переплетах0.7-
Два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах0.74-
Четырехслойное остекление в двух спаренных переплетах0.8-
Блоки стеклянные пустотные (с шириной кладочных швов 6 мм) размером:
-200×200 ×100 мм0,31 (без переплета)
-250×250 ×100 мм0,33 (без переплета)
Примечания:
Д и ПВХ - переплеты из дерева или пластика (поливинилхлорида)
А - переплеты из алюмииия
* - перепеты из стали
все указанные значения даны для площади остекления 75% от площади светового проема

Понятно, что тепловые потери будут считаться,  исходя из площади остекления и разницы температур.

Надо заметить, что профессиональные теплотехнические расчеты учитывают еще и множество различных поправочных коэффициентов, в том числе на инсоляцию (воздействие солнечных лучей), светопоглощающие и отражающие свойства поверхностей, неоднородность конструкций и другие. Но для самостоятельной первичной оценки достаточно и того алгоритма, что приведен выше.

Для любителей же более обстоятельного подхода можно порекомендовать следующий видеосюжет:

Видео: Алгоритмы профессионального расчета сопротивления теплопередаче стен

Мы же завершим публикацию онлайн-калькулятором, который вполне позволяет на бытовом уровне решить ряд задач, о которых шла речь выше.

Калькулятор расчета термического сопротивления ограждающей конструкции

Перейти к расчётам

Пояснения по работе с калькулятором

Программа несложна, но все же требует некоторых пояснений.

Предлагаемый алгоритм расчета позволяет провести вычисления сопротивления теплопередаче для любой ограждающей конструкции, включающей от одного до пяти различных слоев.

  • Первый слой пусть будет считаться по умолчанию основным. Для него указывается:

— его толщина в миллиметрах (так сделано для удобства, а перевод в метры программа выполнит самостоятельно).

— коэффициент теплопроводности материала, из которого создан этот слой. Значение берется из таблиц, с учетом режима эксплуатации А или Б. При вводе значения в калькулятор вместо запятой в качестве десятичного разделителя используется точка.

  • Вторым слоем предлагается указать имеющуюся (если есть) или планируемую термоизоляцию. Здесь уже на выбор – если оставить по умолчанию «нет», то программа проигнорирует этот слой. Если согласиться – появятся поля ввода данных, те же толщина и коэффициент теплопроводности.
  • Аналогично по выбору пользователя вводятся или игнорируются еще три произвольных слоя. Это, кстати, могут быть внешняя и внутренняя отделка, если она выполнена из значимых для теплопроводности материалов, многослойная кладка стены и т.п.
  • Если задача стоит только в определении сопротивления теплопередаче, то можно сразу переходить к клавише «РАССЧИТАТЬ…».
  • Ну а если есть желание еще и найти величину тепловых потерь через рассчитываемую ограждающую конструкцию, то ставится отметка «да, включить дополнительный расчёт». В этом случае появятся еще три поля ввода данных – площадь ограждающей конструкции, температура в помещении и температура на улице.

Уличную температуру для расчетов, как правило, берут минимальную, свойственную самой холодной декаде зимы в регионе проживания. Так задается необходимый запас мощности отопительного оборудования и эффективности системы утепления. Домашнюю температуру обычно считают в пределах 20÷24 ℃ для жилых помещений. Для нежилых (подъезды, коридоры, кладовые и т.п.) можно ограничиться +15 ℃. Для ванных, душевых, бань – порядка 35 ℃.

Рассчитанное термическое сопротивление показывается первой строкой появляющегося результата. Если был выбран вариант с вычислением тепловых потерь, то их значение (в ваттах) будет указано во второй строке.

Таблица теплопроводности строительных материалов и утеплителей

Автор aquatic На чтение 6 мин. Просмотров 10.2k. Обновлено

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.

При выборе утеплителя нужно изучить характеристики каждого варианта

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)

теплопроводность строительных материалов

Теплопроводность строительных материалов это своего рода оценка , которая описывает способность того или иного тела проводить тепло. В данной статье пойдет речь именно об этом, а для большего представления о теплопроводности различных материалов и не только, ниже будет приведена таблица.

Как вы понимаете все материалы обладают разными свойствами и соответственно разную теплопроводность, которая в свою очередь влияет на температуру внутри помещения. Если теплопроводность низкая, значит и теплообмен будет низким. Другими словами, дома зимой тепло будет сохраняться, а летом будет прохладно.

Кстати, очень удобно что теперь все обувные интернет-магазины нижнего новгорода (http://rmau.ru/obuv) собраны на одном сайте. Перейдите по указанной ссылке и выберите обувь для себя и близких из очень большого ассортимента с разными ценовыми категориями.


Существует три вида процессов теплообмена

- Первое - конечно теплопроводность,
- Второе - конвекция,
- Третье - будет тепловым излучением.

Говоря о первом виде теплопроводности можно сказать что, это своего рода передача тепла от тела к телу либо частицами находящиеся внутри тела с разной температурой, за счет активного движения молекулы обмениваются энергией наименьших частиц в теле.

Все это проходит благодаря беспорядочному движению атомов и молекул. Так как данный теплообмен может протекать в разных физических телах, которые имеют неравномерное распределение температуры. Теплопередача будет зависеть от состояния тела в конкретный период времени.
Говоря о втором виде теплопроводности, а именно о конвекции, можно сказать что очень часто все виды теплопередачи протекают вместе. В этом процессе обязательно частицы с различными температурами будут соприкасаться, из чего следует, что конвекция сопровождается теплопроводностью. Конвекция происходит от перемещения участков среды с разными температурами. Само тепло переноситься только совместно с данной средой и зависит от нее. Так же данный процесс иногда называют конвективным теплообменом.

Теплоотдачу можно объяснить как конвективный теплообмен проходящий между стеной которая стоит неподвижно и меняющейся средой.

Третий вид тепловое излучение - благодаря которому происходит процесс передачи тепла между телами с участием электромагнитных волн.

Для того чтобы строить различного вида постройки необходимо обязательно знать теплопроводность утеплителей и строительных материалов, чтобы в итоге получить то что планировалось. Теплопроводность стен зависит от материалов из которых эти стены состоят.

Единицей измерения способности к проведению тепла, является коэффициент теплопроводности. Он равен такому количеству тепла которое пройдет через различные материалы или тела с толщиной 1 м и имеющий площадь 1кв.м/сек с одной температурой по периметру.

Интересный факт: теплопроводность кирпича в отличие от дерева ниже. К примеру- для того чтобы получить с помощью кирпича тот же эффект что от дерева, нужно выложить стену из кирпича толщиной в три раза превышающую толщину стены из дерева.

Теплопроводность пенопласта равна 0,31-0,33 Вт/м*К, с плотностью 15 кг/м3- 50 кг/м3

Теплопроводность стали равна 58 Вт/м*К, с плотностью 7850 кг/м3

Для более расширенного представления о теплопроводности разных материалов, обобщим все в таблицу.


Если материал был полезен, вы можете отправить донат или поделиться данным материалом в социальных сетях:

Теплопроводность твердых материалов

Материал 

Коэффициент

 Теплопроводности

( Вт/м . К)  

Кварцевая вата

0.004 - 0.04

Воздух

0.025

Дерево

0.04 - 0.4

Спирт и масла

0.1 - 0.21

Полипропилен

0.25

Минеральное масло

0.138

Резина

0.16

Цемент

0.29

Эпоксидная смола

с кварцевых наполнением

0.30

Эпоксидная смола

0.59

Вода (жидкая)

0.6

Теплопроводящая смазка

0.7 - 3

Стекло

1.1

Почва

1.5

Бетон, камень

1.7

Лед

2

Кремний

2.4

Нерж. сталь

12.11 ~ 45.0

Свинец

35.3

Алюминий

237 (чистый)
120—180 (сплавы)

Золото

318

Медь

401

Серебро

429

Алмаз

900 - 2320

Графен

(4840±440) - (5300±480)


Примечание: источниками справочных данных являются публикации в Интернете, поэтому они не могут считаться «официальными» и «абсолютно точными». Как правило, в Интернет справочниках не приводятся ссылки на научные работы, являющиеся основой опубликованных данных. Мы стараемся брать информацию из наиболее надежных научных сайтов. Однако если кого-то интересуют ссылки на эксперименты, советуем произвести самостоятельно углубленный поиск в Интернете. Будем признательны за любые комментарии к нашим справочным таблицам, а особенно за уточнения существующей информации или дополнение справочных данных.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов таблица

Первый вопрос, который возникает, у того, кто решил построить собственный дом, – какой использовать для этого материал. От этого зависит выбор фундамента, в свою очередь, а также теплопроводность стен. На это влияет наличие пор, плотность и прочие характеристики стройматериала. Главнейшим из них является теплопроводность. Коэффициенты теплопроводности строительных материалов, конечно, неодинаковы. И выбирать нужно материал наиболее подходящий для постройки дома в данной местности.

Узнать значение коэффициента теплопроводности можно из документации производителя на этот материал. Коэффициент теплопроводности строительных материалов, таблица тоже поможет выяснить интересующую величину. К примеру, теплопроводность дерева лучше, чем у кирпича. Поэтому, кирпичные стены в доме должны быть втрое толще стен из сосновых бревен, чтобы было также тепло.

Определение понятия

Коэффициентом теплопроводности называется физическая величина, показывающая количество тепла, проходящего за час через метровую толщину материала. Температура на той поверхности, через которую тепло выходит, должна быть на 1°С меньше, чем с другой стороны.

Коэффициенты теплопроводности строительных материалов учитываются во многих случаях. Важно их знать, например, при выборе теплоизоляционного материала для стен здания. В этом случае очень важен правильный расчет. Из-за ошибки сместится точка росы, на стенах, в результате, появится влага, в доме будет холодно и сыро.

Поэтому, коэффициент теплопроводности строительных материалов, таблица обязательно должна быть внимательно изучена во избежание промашек.

Комбинация материалов

Качество производимых утеплителей, благодаря современным технологиям, очень высокое, и строительная индустрия получает весьма широкие возможности. В холодных регионах не нужно возводить дома с большой шириной стен. Надо лишь правильно скомбинировать строительный и теплоизоляционный материалы. Если вам нужно узнать коэффициент теплопроводности строительных материалов, таблица поможет в этом.

Поскольку теплопроводность кирпича небольшая, компенсировать это можно путем использования пенополистирола, к примеру, имеющего коэффициент теплопроводности 0,03 Вт/м град. Вместо кирпича выгодно использовать ячеистый бетон с такими же параметрами, как у дерева. Даже в лютые морозы в доме, построенном из этого материала, сохраняется тепло.

Благодаря таким приемам, стоимость постройки зданий сократилась. Также на возведение сооружения требуется меньше времени. Огромный плюс в том, что нет необходимости в массивном основании, что отдельно дает немалую экономию. Иногда нужен просто легкий столбчатый или ленточный фундамент.

Теплопроводность и каркасное строительство

Все вышесказанное особенно актуально при постройке каркасных домов. Использование материалов низкой теплопроводности привело к тому, что сейчас с применением каркасной технологии строится большое количество коттеджей, складов, магазинов и других сооружений. А возводить каркасные здания можно в зонах с любым климатом.

Теплоизоляционный материал в случае с каркасно-щитовыми зданиями помещается между листами фанеры и плитами OSB. Каким именно должен быть утеплитель в данных климатических условиях, определить можно, используя «коэффициент теплопроводности строительных материалов таблица» на нашем сайте. Будет это пенополиуретан или минеральная вата, толщина утеплителя выбирается в зависимости от величины коэффициента теплопроводности теплоизоляционного материала.

Наподобие того, как утраивается комбинация стен и утеплителя, делается и кровля строения. Применение этой технологии позволяет построить здание в короткий срок, а денежные затраты при этом минимальны.

Минеральная вата и пенополистирол являются лидерами среди материалов-утеплителей для фасадов. Насчет минеральной ваты однозначного мнения нет. Одни специалисты утверждают, что этот материал накапливает конденсат, и использоваться может только вместе с паронепроницаемой мембраной. Но в этом случае стены не «дышат», поэтому целесообразность использования этих материалов остается под вопросом.

По мнению других, устранить эту проблему можно путем устройства вентилируемых фасадов.

Пенополистирол помимо того, что хорошо пропускает воздух, имеет невысокую теплопроводность. Этот показатель зависит от плотности материала. Еще одной важной характеристикой является паропроницаемость. Проветривать помещение в этом случае не нужно.

Высокий уровень паронепроницаемости и низкая теплопроводность стен дома обеспечат отличные условия проживания.

У каких строительных материалов выше коэффициент теплопроводности

Теплоизоляция необходима в любом помещении, где температура в какое-либо время года не должна быть равной температуре окружающей среды.

Оптимальная температура в помещении достигается с помощью работы обогревательных или охлаждающих устройств.


Чтобы искусственно настроенная температура внутри здания не изменялась из-за диффузии неодинаково нагретых частей внутри и снаружи здания, используют строительные материалы с наименьшим коэффициентом теплопроводности.

Что такое теплопроводность?

Теплопроводность — физическое свойство тела (тел) обменивать внутреннюю энергию с помощью диффузии атомов и молекул, которые хаотически перемещаются от более нагретых частей к более холодным.

Атомы и молекулы двигаются в хаотичном порядке до тех пор, пока температура по всему занимаемому объёму не выровняется.

Чем больше теплопроводность вещества, тем быстрее сквозь него передаётся более высокая или более низкая температура.

Теплопроводность определяется количеством теплоты в Дж, которая, при разнице температур в противоположно расположенных параллельных плоскостях в 1 К, проходит через 1 м² за 1 ч.

Коэффициент теплопроводности выражают в Вт/м*К.

Роль коэффициента теплопроводности при принятии архитектурно-строительного решения

Теплопроводность твёрдых тел, каковыми являются все строительные материалы, проявляется за счёт переноса тепла, происходящего в результате колебаний кристаллической решётки.

Большая теплопроводность строительного материала недопустима для возведения архитектурных сооружений. Чем больше теплопроводность, тем меньше теплоизоляционные качества материала, необходимые для поддержания в помещении температуры, отличной от температуры окружающей среды.

Строительные материалы с низкой теплопроводностью помогают сохранить достигнутый градус в помещении вне зависимости от погодных условий, благодаря минимальному поддержанию диффузии между разными по температуре частицами.

Чем меньше коэффициент теплопроводности материала, тем лучше его теплоизоляционные качества.

Хорошая теплоизоляция избавит от сквозняков, холодных стен, быстрого остывания, промерзания или нагрева помещения, позволит существенно сэкономить на устройствах обогрева или охлаждения.

Хотите узнать о конструкции ленточного фундамента?

Или почитайте ЗДЕСЬ об установке пластиковых окон своими руками.

Конструкционные материалы и их теплопроводность

Теплопроводность вещества зависит от его плотности. Чем больше плотность вещества, тем выше теплопроводность. С увеличением пористости понижается ее коэффициент.

Низкий коэффициент теплопроводности материала определяет его хорошие теплоизоляционные качества.

Бетон

  • Плотность: 500 кг/м³–2 500 кг/м³. Показатель зависит от состава смеси.
  • Теплопроводность: 1,28–1,51 Вт/м*К. Показатель меняется в зависимости от консистенции бетона.

Бетонная смесь используется для заливки монолитного фундамента, а бетонные блоки – для закладки фундамента и возведения стен.

Железобетон

  • Плотность: 2 500 кг/м3; бетонная смесь без вибрирования (применения глубинного вибратора) – 2 400 кг/м3.
  • Теплопроводность: 1,69 Вт/м*К.

Лёгкий бетон на пористых заполнителях называют ячеистым бетоном.

Используют в качестве конструкционного и теплоизоляционного материала. Самые распространённые строительные материалы из бетона на пористых заполнителях — газобетон, пенобетон, керамзитобетон.

Данные материалы применяются для возведения многоэтажных, частных домов и для дополнительных пристроек: бань, гаражей, сараев.

Керамзитобетон

Полнотелые керамзитобетонные блоки производятся с помощью вибропрессования. Не имеют пустот и отверстий. Часто используются для кладки несущих стен или закладки фундамента.

Пустотелые керамзитобетонные блоки делают с применением специальных форм, позволяющих при заливке смеси сформировать герметичные или сквозные пустоты.

Обладают меньшей прочностью по сравнению с полнотелыми керамзитобетонными блоками. Имеют меньшую теплопроводность, что делает их оптимальным материалом для возведения нетяжёлых конструкций с требуемой высокой теплоизоляцией.

  • Плотность: 500 кг/м³–1 800 кг/м³.
  • Теплопроводность: 0,14–0,66 Вт/м*К.

Газобетон

Изготавливается из газосиликата. С помощью специализированных газообразователей внутри блока формируют приблизительно сферические поры (пустоты), их диаметр 1–3 мм.

  • Плотность: 300–800 кг/м3. Зависит от количества и размера пустот.
  • Теплопроводность: 0,1–0,3 Вт/м*К.

Пенобетон

Изготавливается с применением пенообразующих добавок. Имеет пористую структуру.

  • Плотность: 600–1 000 кг/м3.
  • Теплопроводность: 0,1–0,38 Вт/м*К.

Саманный кирпич

Изготавливается из глины и наполнителя.

  • Плотность: 500 кг/м³–1 900 кг/м³;
  • Теплопроводность: 0,1–0,4 Вт/м*К.

Керамический кирпич

Изготавливается из обожжённой глины.

  • Плотность: полнотелый – 1 600 кг/м³–1 900 кг/м³; пустотелый – 1 100 кг/м³–1 400 кг/м³;
  • Теплопроводность: полнотелый – 0,56–0,86 Вт/м*К; пустотелый–0,35–0,41 Вт/м*К.

Силикатный кирпич

Изготавливается из песка и извести.

  • Плотность: 1 100 кг/м³–1 900 кг/м³;
  • Теплопроводность: 0,81–0,87 Вт/м*К.

Дерево

  • Плотность: 150 кг/м³–2 100 кг/м³;
  • Теплопроводность: 0,2–0,23 Вт/м*К.

Строительные конструкционные материалы, даже с низкой теплопроводностью, нуждаются в дополнительном утеплении.

Хотите узнать о материалах для черновой отделки помещения?

Или почитайте ЗДЕСЬ о несъемной опалубке из пенополистирола.

А в этой статье вы узнаете, как выбрать лотки для ливневки: http://realconstruct.ru/engineer/water/lotki-livnevka.html

Утеплители и их теплопроводность

Используются для утепления фундамента, пола, стен здания внутри и снаружи, потолка и крыши.

Пенопласт

  • Плотность: 15 кг/м³–50 кг/м³;
  • Теплопроводность: 0,31–0,33 Вт/м*К.

Пенополистирол

  • Плотность: 15 кг/м³–50 кг/м³;
  • Теплопроводность: 0,028–0,035 Вт/м*К.

Минеральная вата

Минеральная вата имеет способность впитывать влагу. Вода легко накапливается, но очень долго испаряется из данного звуко- и теплоизоляционного материала.

Если минвата перенасытится влагой, то потеряет свои основные изоляционные свойства. Чтобы не допустить впитывание влаги, минвату с двух сторон герметично закупоривают слоем гидроизоляции.

Стекловата

  • Плотность: 15 кг/м³–45 кг/м³;
  • Теплопроводность: 0,038–0,046 Вт/м*К.

Базальтовая (каменная) вата

  • Плотность: 30 кг/м³–200 кг/м³;
  • Теплопроводность: 0,035–0,042 Вт/м*К.

Эковата

  • Плотность: 30 кг/м³–110 кг/м³;
  • Теплопроводность: 0,032–0,041 Вт/м*К.

Сравнительные характеристики теплопроводности конструкционных строительных материалов и утеплителей необходимо проанализировать, выбрав для постройки или дополнительной теплоизоляции самый подходящий материал.

Видео о характеристиках теплоизоляционных материалов

Теплопроводность обычных материалов

В этой статье представлены данные о теплопроводности для ряда распространенных материалов. Теплопроводность измеряет способность материала пропускать тепло через проводимость.

Теплопроводность измеряет способность материала пропускать тепло через проводимость. Теплопроводность материала сильно зависит от состава и структуры. Вообще говоря, плотные материалы, такие как металлы и камень, являются хорошими проводниками тепла, в то время как вещества с низкой плотностью, такие как газ и пористая изоляция, плохо проводят тепло.

Теплопроводность материалов требуется для анализа сетей теплового сопротивления при изучении теплопередачи в системе.

Дополнительную информацию см. В статье «Значения теплопроводности для других металлов и сплавов».

В следующих таблицах показаны значения теплопроводности для обычных веществ.

Материал Температура
Теплопроводность
Температура
Теплопроводность
Почвы и земля
Глина 20 0.600 68 0,347
Гравий 20 2,50 68 1,44
Недра (Влажность 8%) 20 0,900 68 0,520
Грунт, сухой песок 20 0,300 68 0,173
Влажный песок (Влажность 8%) 20 0,600 68 0,347
Строительные материалы
Кирпич (здание) 20 0.720 68 0,416
Кирпич (глинозем) 430 3,10 806 1,79
Клинкер (цемент) 20 0,700 68 0,404
Бетон, тяжелый 20 1,30 68 0,751
Бетон, изоляция 20 0,207 68 0,120
Бетон легкий 20 0.418 68 0,242
Стекло 20 0,935 68 0,540
Дерево 20 0,170 68 0,098
Изоляция
Асбест 0 0,160 32 0,092
100 0,190 212 0,110
200 0.210 392 0,121
Силикат кальция 20 0,046 68 0,027
Пробка 30 0,043 86 0,025
Стекловолокно 20 0,042 68 0,024
Магнезия 85% 20 0,070 68 0,040
Магнезит 200 3.80 392 2,20
Слюда 50 0,430 122 0,248
Rockwool 20 0,034 68 0,020
Резина, мягкая 20 0,130 68 0,075
Твердая резина 0 0,150 32 0,087
Опилки 20 0.052 68 0,030
Пенополиуретан (жесткий) 20 0,026 68 0,015
Прочие твердые вещества
Алмаз 20 2300 68 1,329
Графит 0 151 32 87,2
Кожа человека 20 0,370 68 0.214
Жидкости
Уксусная кислота, 50% 20 0,350 68 0,202
Ацетон 30 0,170 86 0,098
Анилин 20 0,170 68 0,098
Бензол 30 0,160 86 0,092
Хлорид кальция, 30% 30 0.550 86 0,318
Этанол, 80% 20 0,240 68 0,139
Глицерин, 60% 20 0,380 68 0,220
Глицерин, 40% 20 0,450 68 0,260
Гептан 30 0,140 86 0,081
Ртуть 20 8.54 68 4,93
28 8,36 82 4,83
Серная кислота, 90% 30 0,360 86 0,208
Серная кислота, 60 % 30 0,430 86 0,248
Вода 20 0,613 68 0,354
30 0.620 86 0,358
60 0,660 140 0,381
Газы
Воздух 0 0,024 32 0,014
20 0,026 68 0,015
100 0,031 212 0,018
Диоксид углерода 0 0,015 32 0.009
Этан 0 0,018 32 0,010
Этилен 0 0,017 32 0,010
Гелий 20 0,152 68 0,088
Водород 0 0,170 32 0,098
Метан 0 0,029 32 0.017
Азот 0 0,024 32 0,014
Кислород 0 0,024 32 0,014
Вода (пар) 100 0,025 212 0,014
Статья создана: 5 ноября 2013 г.
Теги статьи

Материалы с экстремальной теплопроводностью, разработанные фононами

  • 1.

    Kittel, C. Введение в физику твердого тела 7-е изд. (Wiley, 1996).

  • 2.

    Peierls, R. Zur kinetischen Theorie der Wärmeleitung in Kristallen. Ann. Phys. 395 , 1055–1101 (1929).

    Google Scholar

  • 3.

    Аллен П. Б. и Фельдман Дж. Л. Теплопроводность неупорядоченных гармонических твердых тел. Phys. Ред. B 48 , 12581–12588 (1993).

    CAS Google Scholar

  • 4.

    Клеменс П. Г. Рассеяние низкочастотных волн решетки статическими дефектами. Proc. Phys. Soc. А 68 , 1113 (1955).

    Google Scholar

  • 5.

    Каллавей Дж. Модель решеточной теплопроводности при низких температурах. Phys. Ред. 113 , 1046–1051 (1959).

    CAS Google Scholar

  • 6.

    Кэхилл, Д.G. et al. Наноразмерный тепловой перенос. J. Appl. Phys. 93 , 793 (2003).

    CAS Google Scholar

  • 7.

    Cahill, D. G. et al. Наноразмерный тепловой перенос. II. 2003–2012 гг. Заявл. Phys. Ред. 1 , 011305 (2014).

    Google Scholar

  • 8.

    Dresselhaus, M. S. et al. Новые направления низкоразмерных термоэлектрических материалов. Adv. Матер. 19 , 1043–1053 (2007).

    CAS Google Scholar

  • 9.

    Волз, С. Г. и Чен, Г. Молекулярно-динамическое моделирование теплопроводности кристаллов кремния. Phys. Ред. B 61 , 2651 (2000).

    CAS Google Scholar

  • 10.

    МакГоги, А. Дж. Х. и Ларкин, Дж. М. Предсказание свойств фононов на основе моделирования равновесной молекулярной динамики. Annu. Преподобный Тепло. Трансф. 17 , 49–87 (2014).

    Google Scholar

  • 11.

    Бройдо Д. А., Малорни М., Бирнер Г., Минго Н. и Стюарт Д. А. Собственная решеточная теплопроводность полупроводников из первых принципов. Заявл. Phys. Lett. 91 , 231922 (2007).

    Google Scholar

  • 12.

    Чжан В., Фишер Т.С. и Минго, Н. Метод атомистической функции Грина: эффективный подход к моделированию наноразмерного переноса фононов. Номер. Высокая температура. Трансф. B 51 , 333–349 (2007).

    CAS Google Scholar

  • 13.

    Марколонго А., Умари П. и Барони С. Микроскопическая теория и квантовое моделирование атомного переноса тепла. Nat. Phys. 12 , 80–84 (2015).

    Google Scholar

  • 14.

    Барток, А. П., Пейн, М. К., Кондор, Р. и Чани, Г. Потенциалы приближения Гаусса: точность квантовой механики без учета электронов. Phys. Rev. Lett. 104 , 136403 (2010).

    Google Scholar

  • 15.

    Дай Дж. И Тиан З. Строгий формализм ангармонической атомистической функции Грина для трехмерных интерфейсов. Phys. Ред. B 101 , 041301 (R) (2020).

    Google Scholar

  • 16.

    Minnich, A.J. et al. Метод спектроскопии теплопроводности для измерения длины свободного пробега фононов. Phys. Rev. Lett. 107 , 095901 (2011).

    CAS Google Scholar

  • 17.

    Siemens, M. E. et al. Квазибаллистический перенос тепла от границ раздела наноразмеров, наблюдаемый с помощью сверхбыстрых когерентных пучков мягкого рентгеновского излучения. Nat. Матер. 9 , 26–30 (2010).

    CAS Google Scholar

  • 18.

    Канг, Дж. С., Ли, М., Ву, Х., Нгуен, Х. и Ху, Ю. Экспериментальное наблюдение высокой теплопроводности в арсениде бора. Наука 361 , 575–578 (2018).

    CAS Google Scholar

  • 19.

    Tian, ​​F. et al. Необычно высокая теплопроводность в объемных кристаллах арсенида бора. Наука 361 , 582–585 (2018).

    CAS Google Scholar

  • 20.

    Li, S. et al. Высокая теплопроводность в кубических кристаллах арсенида бора. Наука 361 , 579–581 (2018).

    CAS Google Scholar

  • 21.

    van Roekeghem, A., Carrete, J., Oses, C., Curtarolo, S. & Mingo, N. Высокопроизводительный расчет теплопроводности высокотемпературных твердых фаз: случай оксидов и фторидные перовскиты. Phys. Ред. 6 , 041061 (2016).

    Google Scholar

  • 22.

    Сейф, Х. Р. и др. Переосмысление фононов: проблема беспорядка. npj Comput. Матер. 3 , 49 (2017).

    Google Scholar

  • 23.

    Kim, W. et al. Снижение теплопроводности и повышение термоэлектрической добротности за счет внедрения наночастиц в кристаллические полупроводники. Phys. Rev. Lett. 96 , 045901 (2006).

    Google Scholar

  • 24.

    Poudel, B. et al. Высокие термоэлектрические характеристики массивных сплавов наноструктурированного теллурида сурьмы висмута. Наука 320 , 634–638 (2008).

    CAS Google Scholar

  • 25.

    Лукьянова М.Н. и др. Когерентная фононная теплопроводность в сверхрешетках. Наука 338 , 936–939 (2012).

    CAS Google Scholar

  • 26.

    Ravichandran, J. et al. Кроссовер от некогерентного к когерентному рассеянию фононов в эпитаксиальных оксидных сверхрешетках. Nat. Матер. 13 , 168–172 (2014).

    CAS Google Scholar

  • 27.

    Лукьянова М.Н. и др. Локализация фононов в теплопроводности. Sci. Adv. 4 , eaat9460 (2018).

    CAS Google Scholar

  • 28.

    Ферми Э., Паста П., С. У. и Цингоу М. Исследования нелинейных задач (Калифорнийский университет, 1955).

  • 29.

    Huberman, S. et al. Наблюдение второго звука в графите при температурах выше 100 К. Science 364 , 375–379 (2019).

    CAS Google Scholar

  • 30.

    Слак, Г. А. Неметаллические кристаллы с высокой теплопроводностью. J. Phys. Chem. Твердые тела 34 , 321–335 (1973).

    CAS Google Scholar

  • 31.

    Линдсей, Л., Бройдо, Д. А. и Рейнеке, Т. Л. Определение из первых принципов сверхвысокой теплопроводности арсенида бора: конкурента алмаза? Phys. Rev. Lett. 111 , 025901 (2013).

    CAS Google Scholar

  • 32.

    Равичандран, Н. К. и Бройдо, Д. Фонон-фононные взаимодействия в прочно связанных твердых телах: правила отбора и процессы высшего порядка. Phys. Ред. 10 , 021063 (2020).

    CAS Google Scholar

  • 33.

    Фен Т., Линдсей Л. и Руан X. Четырехфононное рассеяние значительно снижает внутреннюю теплопроводность твердых тел. Phys. Ред. B 96 , 161201 (R) (2017).

    Google Scholar

  • 34.

    Lv, B. et al. Экспериментальное исследование предложенного сверхтеплопроводника: БА. Заявл. Phys. Lett. 106 , 074105 (2015).

    Google Scholar

  • 35.

    Линдсей, Л., Бройдо, Д. А. и Рейнеке, Т. Л. Фононно-изотопное рассеяние и теплопроводность в материалах с большим изотопным эффектом: исследование из первых принципов. Phys. Ред. B 88 , 144306 (2013).

    Google Scholar

  • 36.

    Zheng, Q. et al.Теплопроводность GaN, 71 GaN и SiC от 150 К до 850 К. Phys. Rev. Mater. 3 , 014601 (2019).

    CAS Google Scholar

  • 37.

    Гу, X., Вэй, Й., Инь, X., Ли, Б. и Ян, Р. Фононно-тепловые свойства двумерных материалов. Ред. Мод. Phys. 90 , 041002 (2018).

    CAS Google Scholar

  • 38.

    Линдсей, Л., Бройдо, Д. А. и Минго, Н. Решеточная теплопроводность однослойных углеродных нанотрубок: за пределами приближения времени релаксации и правил отбора фонон-фононного рассеяния. Phys. Ред. B 80 , 125407 (2009).

    Google Scholar

  • 39.

    Линдси, Л., Бройдо, Д. А. и Минго, Н. Изгибные фононы и тепловой перенос в графене. Phys. Ред. B 82 , 115427 (2010).

    Google Scholar

  • 40.

    Ким П., Ши Л., Маджумдар А. и Макьюэн П. Л. Измерения переноса тепла отдельных многослойных нанотрубок. Phys. Rev. Lett. 87 , 215502 (2001).

    CAS Google Scholar

  • 41.

    Маруяма, С. Молекулярно-динамическое моделирование теплопроводности в ОСНТ конечной длины. Phys. B 323 , 193–195 (2002).

    CAS Google Scholar

  • 42.

    Баландин А.А. и др. Превосходная теплопроводность однослойного графена. Nano Lett. 8 , 902–907 (2008).

    CAS Google Scholar

  • 43.

    Шмидт, А. Дж., Чен, X. и Чен, Г. Накопление импульсов, радиальная теплопроводность и анизотропная теплопроводность в переходном термоотражении насос-зонд. Rev. Sci. Instrum. 79 , 114902 (2008).

    Google Scholar

  • 44.

    Минго, Н. и Бройдо, Д. А. Зависимость теплопроводности углеродных нанотрубок от длины и «проблема длинных волн». Nano Lett. 5 , 1221–1225 (2005).

    CAS Google Scholar

  • 45.

    Лепри, С. Теплопроводность в классических низкоразмерных решетках. Phys. Rep. 377 , 1–80 (2003).

    CAS Google Scholar

  • 46.

    Чанг, К. В., Окава, Д., Гарсия, Х., Маджумдар, А. и Зеттл, А. Нарушение закона Фурье в теплопроводниках из нанотрубок. Phys. Rev. Lett. 101 , 075903 (2008).

    CAS Google Scholar

  • 47.

    Xu, X. et al. Зависимая от длины теплопроводность в подвешенном однослойном графене. Nat. Commun. 5 , 3689 (2014).

    CAS Google Scholar

  • 48.

    Takabatake, T., Suekuni, K., Nakayama, T. & Kaneshita, E. Электронно-кристаллические термоэлектрические клатраты фононного стекла: эксперименты и теория. Ред. Мод. Phys. 86 , 669–716 (2014).

    CAS Google Scholar

  • 49.

    Clarke, D. R. & Phillpot, S.R. Термобарьерные покрытия. Mater. Сегодня 8 , 22–29 (2005).

    CAS Google Scholar

  • 50.

    Weathers, A. et al. Стеклоподобная теплопроводность в наноструктурах сложного анизотропного кристалла. Phys. Ред. B 96 , 214202 (2017).

    Google Scholar

  • 51.

    Christensen, M. et al. Исключение пересечения мод дремоты в термоэлектрических материалах. Nat. Матер. 7 , 811–815 (2008).

    CAS Google Scholar

  • 52.

    Сейлз, Б. К., Мандрус, Д. и Уильямс, Р. К. Заполненные антимониды скуттерудита: новый класс термоэлектрических материалов. Наука 272 , 1325–1328 (1996).

    CAS Google Scholar

  • 53.

    Mukhopadhyay, S. et al. Двухканальная модель сверхнизкой теплопроводности кристаллического Tl 3 VSe 4 . Наука 360 , 1445–1458 (2018).

    Google Scholar

  • 54.

    Hoogeboom-Pot, K. M. et al. Новый режим переноса тепла в наномасштабе: коллективная диффузия увеличивает эффективность рассеивания. Proc. Natl Acad. Sci. США 112 , 4846–4851 (2015).

    CAS Google Scholar

  • 55.

    Lee, S. et al. Резонансное соединение приводит к низкой теплопроводности решетки. Nat. Commun. 5 , 3525 (2014).

    Google Scholar

  • 56.

    Delaire, O. et al. Гигантское ангармоническое рассеяние фононов в PbTe. Nat. Матер. 10 , 614–619 (2011).

    CAS Google Scholar

  • 57.

    Tian, ​​Z. et al. Фононная проводимость в PbSe, PbTe и PbTe 1− x Se x из расчетов из первых принципов. Phys. Ред. B 85 , 184303 (2012).

    Google Scholar

  • 58.

    Li, C. W. et al. Гигантский фононный ангармонизм, управляемый орбитой, в SnSe. Nat. Phys. 11 , 1063–1069 (2015).

    CAS Google Scholar

  • 59.

    Ma, H. et al. Сверхкомпактный и мягкий (CH 3 NH 3 ) 3 Bi 2 I 9 кристалл со сверхнизкой теплопроводностью. Phys. Rev. Lett. 123 , 155901 (2019).

    CAS Google Scholar

  • 60.

    Qian, X., Gu, X. & Yang, R. Решеточная теплопроводность органо-неорганического гибридного перовскита CH 3 NH 3 PbI 3 . Заявл. Phys. Lett. 108 , 063902 (2016).

    Google Scholar

  • 61.

    Pisoni, A. et al.Сверхнизкая теплопроводность в органо-неорганическом гибридном перовските CH 3 NH 3 PbI 3 . J. Phys. Chem. Lett. 5 , 2488–2492 (2014).

    CAS Google Scholar

  • 62.

    Чжу Т. и Эртекин Е. Смешанный фононный и нефононный транспорт в гибридных перовскитах галогенида свинца: двойственность стекла и кристалла, динамический беспорядок и ангармонизм. Energy Environ. Sci. 12 , 216–229 (2019).

    CAS Google Scholar

  • 63.

    Иоффе А.Ф. Полупроводниковые термоэлементы и термоэлектрическое охлаждение. Phys. Сегодня 12 , 42 (1959).

    Google Scholar

  • 64.

    Тамура С. Изотопное рассеяние дисперсионных фононов в Ge. Phys. Ред. B 27 , 858–866 (1983).

    CAS Google Scholar

  • 65.

    Гарг Дж., Бонини Н., Козинский Б. и Марзари Н. Роль беспорядка и ангармонизма в теплопроводности кремний-германиевых сплавов: исследование из первых принципов. Phys. Rev. Lett. 106 , 045901 (2011).

    Google Scholar

  • 66.

    Мураками Т., Шига Т., Хори Т., Эсфарджани К. и Шиоми Дж. Важность локальных силовых полей для снижения теплопроводности решетки в PbTe 1− x Se x сплавов. Europhys. Lett. 102 , 46002 (2013).

    Google Scholar

  • 67.

    Arrigoni, M., Carrete, J., Mingo, N. & Madsen, G.KH. Количественное предсказание решеточной теплопроводности в случайных полупроводниковых сплавах из первых принципов: роль беспорядка силовых постоянных. Phys. Ред. B 98 , 115205 (2018).

    CAS Google Scholar

  • 68.

    Симончелли М., Марзари Н. и Маури Ф. Единая теория теплопереноса в кристаллах и стеклах. Nat. Phys. 15 , 809–813 (2019).

    CAS Google Scholar

  • 69.

    Исаева, Л., Барбалинардо, Г., Донадио, Д. и Барони, С. Моделирование переноса тепла в кристаллах и стеклах на основе единого решеточно-динамического подхода. Nat. Commun. 10 , 3853 (2019).

    Google Scholar

  • 70.

    Янг Р. и Чен Г. Моделирование теплопроводности периодических двумерных нанокомпозитов. Phys. Ред. B 69 , 195316 (2004).

    Google Scholar

  • 71.

    Казимир, Х. Б. Г. Замечание о теплопроводности кристаллов. Physica 5 , 495–500 (1938).

    Google Scholar

  • 72.

    Chiritescu, C. et al. Сверхнизкая теплопроводность в неупорядоченных слоистых кристаллах WSe 2 . Наука 315 , 351–353 (2007).

    CAS Google Scholar

  • 73.

    Vaziri, S. et al. Сверхвысокая теплоизоляция неоднородно-слоистых двумерных материалов. Sci. Adv. 5 , eaax1325 (2019).

    CAS Google Scholar

  • 74.

    Чен Г. Теплопроводность и перенос баллистических фононов в поперечном направлении сверхрешеток. Phys. Ред. B 57 , 14958 (1998).

    CAS Google Scholar

  • 75.

    Маджумдар А. Микромасштабная теплопроводность в тонких диэлектрических пленках. J. Heat. Трансф. 115 , 7–16 (1993).

    Google Scholar

  • 76.

    Chen, G. in Последние тенденции в исследованиях термоэлектрических материалов III Vol. 71 (изд. Тритт, Т. М.) Гл.5, 203–259 (Elsevier, 2001).

  • 77.

    Венкатасубраманян Р. Уменьшение решеточной теплопроводности и поведение, подобное локализации фононов в сверхрешеточных структурах. Phys. Ред. B 61 , 3091 (2000).

    CAS Google Scholar

  • 78.

    Чен Г. Теплопроводность фононных волн в тонких пленках и сверхрешетках. J. Heat. Трансф. 121 , 945–953 (1999).

    Google Scholar

  • 79.

    Янг Б. и Чен Г. Частично когерентная фононная теплопроводность в сверхрешетках. Phys. Ред. B 67 , 195311 (2003).

    Google Scholar

  • 80.

    Maire, J. et al. Настройка теплопроводности волновой природой фононов. Sci. Adv. 3 , e1700027 (2017).

    Google Scholar

  • 81.

    Сперлинг, Л. Х. Введение в физику полимеров (Wiley, 2005).

  • 82.

    Лю, Дж. И Ян, Р. Зависимая от длины теплопроводность одиночных протяженных полимерных цепей. Phys. Ред. B 86 , 104307 (2012).

    Google Scholar

  • 83.

    Zhang, T. & Luo, T. Теплопроводность одиночных цепей и кристаллических волокон полиэтилена под влиянием морфологии. J. Appl. Phys. 112 , 094304 (2012).

    Google Scholar

  • 84.

    Генри А. и Чен Г. Высокая теплопроводность одиночных полиэтиленовых цепей с использованием моделирования молекулярной динамики. Phys. Rev. Lett. 101 , 235502 (2008).

    Google Scholar

  • 85.

    Zhang, T., Wu, X. & Luo, T. Полимерные нановолокна с выдающейся теплопроводностью и термостабильностью: фундаментальная связь между молекулярными характеристиками и макроскопическими термическими свойствами. J. Phys.Chem. C 118 , 21148–21159 (2014).

    CAS Google Scholar

  • 86.

    Шулумба, Н., Хеллман, О. и Минних, А. Дж. Решеточная теплопроводность молекулярных кристаллов полиэтилена из первых принципов, включая ядерные квантовые эффекты. Phys. Rev. Lett. 119 , 185901 (2017).

    Google Scholar

  • 87.

    Ван Х., Кавяны М.И Хуанг, Б. Фононное соединение и транспорт в отдельных полиэтиленовых цепях: сравнительное исследование с объемным кристаллом. Наноразмер 9 , 18022–18031 (2017).

    CAS Google Scholar

  • 88.

    Ван Х., Хо В., Сегалман Р. А. и Кэхилл Д. Г. Теплопроводность высокомодульных полимерных волокон. Макромолекулы 46 , 4937–4943 (2013).

    CAS Google Scholar

  • 89.

    Шен, С., Генри, А., Тонг, Дж., Чжэн, Р., Чен, Г. Полиэтиленовые нановолокна с очень высокой теплопроводностью. Nat. Nanotechnol. 5 , 251–255 (2010).

    CAS Google Scholar

  • 90.

    Shrestha, R. et al. Кристаллические полимерные нановолокна со сверхвысокой прочностью и теплопроводностью. Nat. Commun. 9 , 1664 (2018).

    Google Scholar

  • 91.

    Xu, Y. et al. Наноструктурированные полимерные пленки с металлоподобной теплопроводностью. Nat. Commun. 10 , 1771 (2019).

    Google Scholar

  • 92.

    Singh, V. et al. Высокая теплопроводность цепочечного аморфного политиофена. Nat. Nanotechnol. 9 , 384–390 (2014).

    CAS Google Scholar

  • 93.

    Ronca, S., Игараши, Т., Форте, Г. и Растоги, С. Металлическая теплопроводность в легком изоляторе: ленты и пленки из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, обработанные твердым телом. Полимер 123 , 203–210 (2017).

    CAS Google Scholar

  • 94.

    Zhu, B. et al. Новые полиэтиленовые волокна с очень высокой теплопроводностью благодаря аморфной реструктуризации. ACS Omega 2 , 3931–3944 (2017).

    CAS Google Scholar

  • 95.

    Смит, М. К., Сингх, В., Калаитциду, К. и Кола, Б. А. Поверхности массива поли (3-гексилтиофен) нанотрубок с регулируемым смачиванием и контактным переносом тепловой энергии. ACS Nano 9 , 1080–1088 (2015).

    CAS Google Scholar

  • 96.

    Lu, C. et al. Теплопроводность электропрядения из оксида полиэтилена с ориентированной цепью (ПЭО). Полимер 115 , 52–59 (2017).

    CAS Google Scholar

  • 97.

    Kurabayashi, K., Asheghi, M. & Goodson, K. E. Измерение анизотропии теплопроводности в полиимидных пленках. J. Microelectromech. Syst. 8 , 180–191 (1999).

    CAS Google Scholar

  • 98.

    Wei, X., Zhang, T. & Luo, T. Зависимая от конформации цепи теплопроводность аморфных полимерных смесей: влияние меж- и внутрицепочечных взаимодействий. Phys. Chem. Chem. Phys. 18 , 32146–32154 (2016).

    CAS Google Scholar

  • 99.

    Shanker, A. et al. Высокая теплопроводность аморфных полимеров, полученных электростатическим способом. Sci. Adv. 3 , e1700342 (2017).

    Google Scholar

  • 100.

    Xie, X. et al. Высокая и низкая теплопроводность аморфных макромолекул. Phys. Ред. B 95 , 035406 (2017).

    Google Scholar

  • 101.

    Xu, Y. et al. Конъюгированный полимер, полученный методом молекулярной инженерии, с высокой теплопроводностью. Sci. Adv. 4 , eaar3031 (2018).

    Google Scholar

  • 102.

    Kim, G.H. et al. Высокая теплопроводность в смесях аморфных полимеров за счет искусственных межцепочечных взаимодействий. Nat. Матер. 14 , 295–300 (2015).

    CAS Google Scholar

  • 103.

    Миядзаки, Ю., Нишияма, Т., Такахаши, Х., Ктагири, Ж.-И. & Такезава Ю. Разработка высокотеплопроводных эпоксидных композитов. В 2009 Конференция IEEE по электрической изоляции и диэлектрическим явлениям 638–641 (IEEE, 2009).

  • 104.

    Cui, L. et al. Теплопроводность переходов одиночных молекул. Nature 572 , 628–633 (2019).

    CAS Google Scholar

  • 105.

    Wang, Z. et al. Сверхбыстрая мгновенная теплопроводность молекулярных цепочек. Наука 317 , 787–790 (2007).

    CAS Google Scholar

  • 106.

    Русс, Б., Глауделл, А., Урбан, Дж. Дж., Чабиник, М. Л. и Сегалман, Р. А. Органические термоэлектрические материалы для сбора энергии и контроля температуры. Nat. Rev. Mater. 1 , 16050 (2016).

  • 107.

    Дуда, Дж. К., Хопкинс, П. Э., Шен, Ю. и Гупта, М. С. Исключительно низкая теплопроводность пленок PCBM производного фуллерена. Phys. Rev. Lett. 110 , 015902 (2013).

    Google Scholar

  • 108.

    Liu, J. et al. Сверхнизкая теплопроводность тонких пленок органического и неорганического цинкона, осажденных атомарным / молекулярным слоем. Nano Lett. 13 , 5594–5599 (2013).

    CAS Google Scholar

  • 109.

    Ong, W.-L. И Мален, Дж. А. Тепловой перенос в наноструктурированных органо-неорганических гибридных материалах. Annu. Преподобный Тепло. Трансф. 19 , 67–126 (2016).

    CAS Google Scholar

  • 110.

    Yang, J. et al. Тонкие сверхатомные пленки, обрабатываемые в растворе. J. Am. Chem. Soc. 141 , 10967–10971 (2019).

    CAS Google Scholar

  • 111.

    Li, R., Lee, E. & Luo, T. Единый потенциал глубокой нейронной сети, способный предсказывать теплопроводность кремния в различных фазах. Mater. Сегодня Phys. 12 , 100181 (2019).

    Google Scholar

  • 112.

    Цянь, X., Peng, S., Ли, X., Wei, Y. & Yang, R. Моделирование теплопроводности с использованием возможностей машинного обучения: приложение к кристаллическому и аморфному кремнию. Mater. Сегодня Phys. 10 , 100140 (2019).

    Google Scholar

  • 113.

    Ju, S. et al. Создание наноструктур для транспорта фононов с помощью байесовской оптимизации. Phys. Ред. 7 , 021024 (2017).

    Google Scholar

  • 114.

    Wu, S. et al. Обнаружение полимеров с высокой теплопроводностью с помощью машинного обучения с использованием алгоритма молекулярного дизайна. npj Comput. Матер. 5 , 66 (2019).

    Google Scholar

  • 115.

    Каррет, Дж., Ли, В., Минго, Н., Ван, С. и Куртароло, С. Обнаружение полупроводников Half-Heusler с беспрецедентно низкой теплопроводностью с помощью высокопроизводительного моделирования материалов. Phys. Ред. 4 , 011019 (2014).

    CAS Google Scholar

  • 116.

    Cho, J. et al. Электрохимически регулируемая теплопроводность оксида лития-кобальта. Nat. Commun. 5 , 4035 (2014).

    CAS Google Scholar

  • 117.

    Tomko, J. A. et al. Настраиваемый перенос тепла и обратимое переключение теплопроводности в топологически связанных биологических материалах. Nat. Nanotechnol. 13 , 959–964 (2018).

    CAS Google Scholar

  • 118.

    Ihlefeld, J. F. et al. Фононная теплопроводность, регулируемая по напряжению при комнатной температуре, через реконфигурируемые границы раздела в тонких сегнетоэлектрических пленках. Nano Lett. 15 , 1791–1795 (2015).

    CAS Google Scholar

  • 119.

    Shin, J. et al. Световое переключение теплопроводности в азобензольных полимерах. Proc. Natl Acad. Sci. США 116 , 5973–5978 (2019).

    CAS Google Scholar

  • 120.

    Lu, Q. et al. Двунаправленная настройка переноса тепла в SrCoO x с электрохимически индуцированными фазовыми переходами. Nat. Матер. 19 , 655–662 (2020).

    CAS Google Scholar

  • 121.

    Menyhart, K.& Крарти, М. Потенциальная экономия энергии от развертывания динамических изоляционных материалов для жилых зданий в США. Сборка. Environ. 114 , 203–218 (2017).

    Google Scholar

  • 122.

    Hao, M., Li, J., Park, S., Moura, S. & Dames, C. Эффективное терморегулирование литий-ионных аккумуляторов с пассивным терморегулятором на границе раздела на основе сплава с памятью формы . Nat. Энергетика 3 , 899–906 (2018).

    CAS Google Scholar

  • 123.

    Lyeo, H.-K. и другие. Теплопроводность материала с фазовым переходом Ge 2 Sb 2 Te 5 . Заявл. Phys. Lett. 89 , 151904 (2006).

    Google Scholar

  • 124.

    Caccia, M. et al. Металлокерамические композиты для теплообменников в солнечных электростанциях. Nature 562 , 406–409 (2018).

    CAS Google Scholar

  • 125.

    Глассбреннер, К. Дж. И Слак, Г. А. Теплопроводность кремния и германия от 3 ° К до точки плавления. Phys. Ред. 134 , A1058 – A1069 (1964).

    Google Scholar

  • 126.

    Аллен П. Б., Фельдман Дж. Л., Фабиан Дж. И Вутен Ф. Диффузоны, локоны и пропагоны: характер атомных колебаний в аморфном Si. Philos. Mag. B 79 , 1715–1731 (1999).

    CAS Google Scholar

  • 127.

    Помпе Г. и Хегенбарт Э. Теплопроводность аморфного Si при низких температурах. Phys. Статус Solidi B 47 , 103–108 (1988).

    Google Scholar

  • 128.

    Кэхилл, Д. Г., Фишер, Х. Э., Клитснер, Т., Шварц, Э. Т. и Поль, Р.О. Теплопроводность тонких пленок: измерения и понимание. J. Vac. Sci. Technol. А 7 , 1259–1266 (1989).

    CAS Google Scholar

  • 129.

    Кэхилл Д. Г., Катияр М. и Абельсон Дж. Р. Теплопроводность тонких пленок a -Si: H. Phys. Ред. B 50 , 6077–6081 (1994).

    CAS Google Scholar

  • 130.

    МакГоги, А. Дж. Х., Джайн, А., Ким, Х.-Й. Фононные свойства и теплопроводность из первых принципов, динамики решетки и уравнения переноса Больцмана. J. Appl. Phys. 125 , 011101 (2019).

    Google Scholar

  • 131.

    Шиоми, Дж., Эсфарджани, К. и Чен, Г. Теплопроводность соединений полугейслера на основе расчетов из первых принципов. Phys. Ред. B 84 , 104302 (2011).

    Google Scholar

  • 132.

    Johnson, J. A. et al. Прямое измерение недиффузионного переноса тепла при комнатной температуре на микронные расстояния в силиконовой мембране. Phys. Rev. Lett. 110 , 025901 (2013).

    Google Scholar

  • 133.

    Ху, Й., Зенг, Л., Миннич, А. Дж., Дрессельхаус, М. С. и Чен, Г. Спектральное картирование теплопроводности с помощью баллистического переноса в нанометровом масштабе. Nat. Nanotechnol. 10 , 701–706 (2015).

    CAS Google Scholar

  • 134.

    Chen, K. et al. Сверхвысокая теплопроводность в кубическом нитриде бора, обогащенном изотопами. Наука 367 , 555–559 (2020).

    CAS Google Scholar

  • 135.

    Морелли, Д. Т. и Слэк, Г. А. в Материалы с высокой теплопроводностью (ред. Шинде, С.Л. и Гоэла, Дж. С.) Гл. 2, 37–68 (Springer, 2005).

  • 136.

    Dames, C. Подтверждена сверхвысокая теплопроводность арсенида бора. Наука 361 , 549–550 (2018).

    CAS Google Scholar

  • 137.

    Гири, А. и Хопкинс, П. Достижение лучшего проводника тепла. Nat. Матер. 19 , 481–490 (2020).

    Google Scholar

  • 138.

    Канг, Дж. С., Ву, Х. и Ху, Ю. Тепловые свойства и фононная спектральная характеристика синтетического фосфида бора для применений с высокой теплопроводностью. Nano Lett. 17 , 7507–7514 (2017).

    CAS Google Scholar

  • 139.

    Qian, X., Jiang, P. & Yang, R. Анизотропная теплопроводность карбида кремния 4H и 6H, измеренная с использованием термоотражения во временной области. Mater. Сегодня Phys. 3 , 70–75 (2017).

    Google Scholar

  • 140.

    Cuffe, J. et al. Восстановление вкладов фононов в среднюю длину свободного пробега в теплопроводность с использованием наноразмерных мембран. Phys. Ред. B 91 , 245423 (2015).

    Google Scholar

  • 141.

    Лю В. и Ашеги М. Измерение теплопроводности ультратонких слоев монокристаллического кремния. J. Heat. Трансф. 128 , 75–83 (2006).

    CAS Google Scholar

  • 142.

    Ашеги, М., Леунг, Ю. К., Вонг, С., Гудсон, К. Э. Фононно-граничное рассеяние в тонких слоях кремния. Заявл. Phys. Lett. 71 , 1798–1800 (1997).

    CAS Google Scholar

  • 143.

    Гудсон, К. Э. и Джу, Ю. С. Теплопроводность в новых электронных пленках. Annu. Rev. Mater. Sci. 29 , 261–293 (1999).

    CAS Google Scholar

  • 144.

    Li, D. et al. Теплопроводность индивидуальных кремниевых нанопроволок. Заявл. Phys. Lett. 83 , 2934–2936 (2003).

    CAS Google Scholar

  • 145.

    Дэймс, К. и Чен, Г. Теоретическая фононная теплопроводность нанопроволок сверхрешетки Si / Ge. J. Appl. Phys. 95 , 682–693 (2004).

    CAS Google Scholar

  • 146.

    Чой, К. Л., Вонг, Ю. У., Янг, Г. В., Канамото, Т. Модуль упругости и теплопроводность ультратянутого полиэтилена. J. Polym. Sci. B 37 , 3359–3367 (1999).

    CAS Google Scholar

  • 147.

    Piraux, L., Kinany-Alaoui, M., Issi, J.П., Бегин Д. и Бийо Д. Теплопроводность ориентированной полиацетиленовой пленки. Solid State Commun. 79 , 427–429 (1989).

    Google Scholar

  • 148.

    Андерсон П. В., Гальперин Б. И. и Варма К. М. Аномальные низкотемпературные термические свойства стекол и спиновых стекол. Philos. Mag. 25 , 1–9 (1972).

    CAS Google Scholar

  • 149.

    Кэхилл Д., Уотсон С. и Поль Р. Нижний предел теплопроводности неупорядоченных кристаллов. Phys. Ред. B 46 , 6131–6140 (1992).

    CAS Google Scholar

  • 150.

    Ван Х., Лиман К. Д., Трит Н. Д., Чабиниц М. Л. и Кэхилл Д. Г. Сверхнизкая теплопроводность производных фуллерена. Phys. Ред. B 88 , 075310 (2013).

    Google Scholar

  • 151.

    Чен З. и Деймс К. Анизотропная модель минимальной теплопроводности. Заявл. Phys. Lett. 107 , 1

  • (2015).

    Google Scholar

  • 152.

    Джанноцци П., де Жиронколи С., Павоне П. и Барони С. Ab initio расчет дисперсии фононов в полупроводниках. Phys. Ред. B 43 , 7231–7242 (1991).

    CAS Google Scholar

  • 153.

    Зиман Дж. М. Электроны и фононы: теория явлений переноса в твердых телах (Oxford Univ. Press, 2001).

  • 154.

    Дебернарди, А., Барони, С., Молинари, Э. Время жизни ангармонических фононов в полупроводниках из теории возмущений функционала плотности. Phys. Rev. Lett. 75 , 1819–1822 (1995).

    CAS Google Scholar

  • 155.

    Li, W., Carrete, J., A. Katcho, N.& Минго, Н. ShengBTE: решатель уравнения переноса Больцмана для фононов. Comput. Phys. Commun. 185 , 1747–1758 (2014).

    CAS Google Scholar

  • 156.

    Ян Ф. и Деймс К. Спектры средней длины свободного пробега как инструмент для понимания теплопроводности в объеме и наноструктурах. Phys. Ред. B 87 , 035437 (2013).

    Google Scholar

  • 157.

    Dames, C. & Chen, G. в Справочнике по термоэлектричеству : от макроса до нано (ред. Роу, Д. М.), гл. 42 (Тейлор и Фрэнсис, 2006).

  • 158.

    Эсфарджани К., Чен Г. и Стокс Х. Т. Перенос тепла в кремнии на основе расчетов из первых принципов. Phys. Ред. B 84 , 085204 (2011).

    Google Scholar

  • 159.

    Ли С., Бройдо Д., Эсфарджани К. и Чен Г. Гидродинамический перенос фононов в подвешенном графене. Nat. Commun. 6 , 6290 (2015).

    CAS Google Scholar

  • 160.

    Cepellotti, A. et al. Фононная гидродинамика в двумерных материалах. Nat. Commun. 6 , 6400 (2015).

    CAS Google Scholar

  • 161.

    Минго, Н., Хаузер, Д., Кобаяши, Н. П., Плиссонье, М., Шакури, А. Подход «наночастицы в сплаве» к эффективным термоэлектрикам: силициды в SiGe. Nano Lett. 9 , 711–715 (2009).

    CAS Google Scholar

  • 162.

    Тадано Т. и Цунеюки С. Самосогласованные фононные расчеты динамических свойств решетки в кубическом SrTiO 3 с ангармоническими силовыми постоянными из первых принципов. Phys. Ред. B 92 , 054301 (2015).

    Google Scholar

  • 163.

    Ляо, Б.и другие. Значительное уменьшение решеточной теплопроводности за счет электрон-фононного взаимодействия в кремнии с высокими концентрациями носителей: исследование из первых принципов. Phys. Rev. Lett. 114 , 115901 (2015).

    Google Scholar

  • 164.

    Zhou, J. et al. Ab initio оптимизация эффекта фононного увлечения для низкотемпературного термоэлектрического преобразования энергии. Proc. Natl Acad. Sci. США 112 , 14777–14782 (2015).

    CAS Google Scholar

  • 165.

    Кэхилл Д. и Поль Р. О. Теплопроводность аморфных твердых тел над плато. Phys. Ред. B 35 , 4067–4073 (1987).

    CAS Google Scholar

  • 166.

    Dames, C. Измерение теплопроводности тонких пленок: 3 омега и родственные электротермические методы. Annu. Преподобный Тепло. Трансф. 16 , 7–49 (2013).

    Google Scholar

  • 167.

    Кэхилл, Д. Г. Анализ теплового потока в слоистых структурах для определения термоотражения во временной области. Rev. Sci. Instrum. 75 , 5119–5122 (2004).

    CAS Google Scholar

  • 168.

    Schmidt, A.J., Cheaito, R. & Chiesa, M. Метод термоотражения в частотной области для характеристики тепловых свойств. Rev. Sci. Instrum. 80 , 094901 (2009).

    Google Scholar

  • 169.

    Мазнев А.А., Джонсон Дж. А. и Нельсон К.А. Возникновение недиффузионного фононного транспорта при нестационарном распаде тепловой решетки. Phys. Ред. B 84 , 195206 (2011).

    Google Scholar

  • 170.

    Jiang, P., Qian, X. & Yang, R. Учебное пособие: термоотражение во временной области (TDTR) для определения тепловых свойств объемных и тонкопленочных материалов. J. Appl. Phys. 124 , 161103 (2018).

    Google Scholar

  • 171.

    Qian, X., Ding, Z., Shin, J., Schmidt, A.J. и Chen, G. Точное измерение плоской теплопроводности слоистых материалов без датчика металлической пленки с использованием термоотражения в частотной области. Rev. Sci. Instrum. 91 , 064903 (2020).

    CAS Google Scholar

  • 172.

    Кох, Ю. К. и Кэхилл, Д. Г. Частотная зависимость теплопроводности полупроводниковых сплавов. Phys. Ред. B 76 , 075207 (2007).

    Google Scholar

  • 173.

    Хуа, К., Чен, X., Равичандран, Н. К. и Миннич, А. Дж. Экспериментальная метрология для получения коэффициентов передачи тепловых фононов на твердых границах раздела. Phys. Ред. B 95 , 205423 (2017).

    Google Scholar

  • 174.

    Ляо Б., Мазнев А. А., Нельсон К. А. и Чен Г. Фотовозбужденные носители заряда подавляют суб-терагерцовую фононную моду в кремнии при комнатной температуре. Nat. Commun. 7 , 13174 (2016).

    CAS Google Scholar

  • 175.

    Zhou, J. et al. Прямое наблюдение большого влияния электрон-фононного взаимодействия на перенос тепла фононов. Nat. Commun. 11 , 6040 (2020).

    CAS Google Scholar

  • Что такое теплопроводность? - Matmatch

    Теплопроводность - это мера способности определенного материала передавать или проводить тепло.Проводимость возникает, когда в материале присутствует температурный градиент. Его единицы равны (Вт / мК) и обозначаются либо λ, либо k.

    Второй закон термодинамики определяет, что тепло всегда будет течь от более высокой температуры к более низкой температуре.

    Уравнение теплопроводности рассчитывается по следующей формуле:

    представляет собой тепловую энергию, передаваемую материалом в единицу времени. Это выражается в джоулях в секунду или в ваттах.

      • k - постоянная теплопроводности.
      • A - площадь поверхности, через которую проходит тепловая энергия, измеряется в м2.
      • ∆T - разница температур в градусах Кельвина.
      • L означает толщину материала, через который передается тепло, и измеряется в м.
      • Чтобы вычислить константу теплопроводности, можно использовать следующее уравнение:

    Теплопроводность конкретного материала зависит от его плотности, влажности, структуры, температуры и давления.

    Как это измеряется?

    Некоторые распространенные методы измерения теплопроводности:

    Метод защищенной горячей плиты:

    Метод защищенной горячей пластины - широко используемый метод установившегося состояния для измерения теплопроводности. Материал, который необходимо проверить, помещают между горячей и холодной пластинами. Параметры, используемые для расчета теплопроводности, - это установившаяся температура, тепло, используемое для более теплой пластины, и толщина материала.Его можно использовать для температурных диапазонов 80-1500 К, а также для таких материалов, как пластик, стекло и образцы изоляции. Это очень точно, но на проведение теста уходит много времени.

    Метод горячей проволоки:

    Метод горячей проволоки - это переходный метод, который может использоваться для определения теплопроводности жидкостей, твердых тел и газов. Стандартный метод горячей проволоки, используемый для жидкостей, включает нагретую проволоку, помещаемую в образец. Теплопроводность определяется путем сравнения графика температуры проволоки с логарифмом времени, когда указаны плотность и емкость.

    В случае твердых тел требуется небольшая модификация этого метода, при которой горячая проволока опирается на основу так, чтобы твердое тело не проникало внутрь. Он работает в диапазоне температур 298 - 1800 K и является быстрым и точным методом, но имеет ключевое ограничение в том, что он работает только с материалами с низкой проводимостью.

    Сравнительный метод резки:

    Сравнительный метод отрезного стержня - это метод устойчивого состояния, который может использоваться для испытания металлов, керамики и пластмасс.Тепловой поток проходит через образцы, теплопроводность которых известна и неизвестна, следовательно, можно проводить сравнение температурных градиентов. Он работает в диапазоне температур 293 - 1573 К, но измерения относительно неточны.

    Метод лазерной вспышки:

    Метод лазерной вспышки - это переходный метод, при котором лазерный импульс доставляет короткий тепловой импульс к переднему концу образца, а изменение температуры измеряется на заднем конце образца.Он работает в диапазоне температур 373 - 3273 К и может использоваться как для твердых, так и для жидкостей. Он имеет преимущество в скорости и высокой точности, но стоит довольно дорого.

    Метод теплового расходомера:

    Метод измерителя теплового потока является методом стационарного режима и аналогичен методу с защищенной горячей пластиной, за исключением того, что для измерения теплового потока через образец используются преобразователи теплового потока, а не основной нагреватель. Тепловой поток определяется на основании падения температуры внутри терморезистора.Измерители теплового потока используются в диапазоне температур 373–573 K и могут применяться для пластмасс, керамики, изоляционных материалов и стекла. Основное преимущество расходомеров тепла заключается в том, что они относительно просты в настройке, однако измерения не особенно точны.

    Какие материалы имеют самую высокую / самую низкую теплопроводность?

    Как и ожидалось, материалы, которые хорошо проводят тепло, такие как металлы, имеют более высокую константу теплопроводности, чем материалы, которые не проводят тепло так эффективно, как полимеры и дерево.

    В группе металлов серебро имеет самую высокую константу теплопроводности, а висмут - самую низкую.

    Теплопроводность неметаллических жидкостей намного ниже теплопроводности металлов, а самая низкая теплопроводность наблюдается у газов. Среди газов водород и гелий обладают относительно высокой теплопроводностью.

    Какие приложения требуют высокой / низкой теплопроводности?

    Материалы с фазовым переходом, используемые для аккумуляторов тепловой энергии, таких как системы отопления и охлаждения, должны иметь высокую теплопроводность, чтобы максимизировать эффективность, тогда как материалы с низкой теплопроводностью обычно используются для теплоизоляции.

    Факторы, влияющие на теплопроводность | Sciencing

    Теплопроводность, также называемая теплопроводностью, представляет собой поток энергии от чего-то более высокой температуры к чему-то более низкой температуре. Он отличается от электропроводности, которая имеет дело с электрическими токами. Несколько факторов влияют на теплопроводность и скорость передачи энергии. Как указывает веб-сайт Physics Info, поток измеряется не количеством передаваемой энергии, а скоростью ее передачи.

    Материал

    Тип материала, используемого для теплопроводности, может влиять на скорость потока энергии между двумя областями. Чем больше проводимость материала, тем быстрее течет энергия. Согласно гипертексту физики, материал с наибольшей проводимостью - это гелий II, сверхтекучая форма жидкого гелия, которая существует только при очень низких температурах. Другие материалы с высокой проводимостью - это алмазы, графит, серебро, медь и золото. Жидкости имеют низкий уровень проводимости, а газы еще ниже.

    Длина

    Длина материала, через который должна проходить энергия, может влиять на скорость, с которой она течет. Чем короче длина, тем быстрее будет течь. Теплопроводность может продолжать увеличиваться даже при увеличении длины - просто она может увеличиваться более медленными темпами, чем раньше.

    Разница температур

    Теплопроводность зависит от температуры. В зависимости от материала проводника с повышением температуры часто повышается и теплопроводность материала, увеличивая поток энергии.

    Типы поперечного сечения

    Тип поперечного сечения, например круглый, C- и полый, может влиять на теплопроводность, согласно Журналу материаловедения. В статье сообщается, что коэффициент температуропроводности композитов, армированных углеродным волокном С-образной и полой формы, примерно в два раза выше, чем у композитов круглого типа.

    Электропроводность, теплопроводность, плотность, температура плавления

    Таблица свойств проводящих материалов, металлов и нержавеющей стали:

    Электропроводность и удельное сопротивление, теплопроводность, величина теплового расширения, плотность и температура плавления.

    Электропроводность (10.E6 Сименс / м) Удельное электрическое сопротивление (10.E-8 Ом · м) Теплопроводность (Вт / м · К) Коэффициент теплового расширения 10E-6 (K-1) от 0 до 100 ° C Плотность (г / см3) Температура плавления или ухудшения (° C)
    Серебро 62,1 1,6 420 19,1 10,5 961
    Медь 58,7 1,7 386 17 8,9 1083
    Золото 44,2 2,3 317 14,1 19,4 1064
    Алюминий 36,9 2,7 237 23,5 2,7 660
    Молибден 18,7 5,34 138 4,8 10,2 2623
    цинк 16,6 6,0 116 31 7,1 419
    Литий 10,8 9,3 84,7 56 0,54 181
    Латунь 15,9 6,3 150 20 8,5 900
    Никель 14,3 7,0 91 13,3 8,8 1455
    Сталь 10,1 9,9 80 12,1 7,9 1528
    Палладий 9,5 10,5 72 11 12 1555
    Платиновый 9,3 10,8 107 9 21,4 1772
    Вольфрам 8,9 11,2 174 4,5 19,3 3422
    Олово 8,7 11,5 67 23,5 7,3 232
    Бронза 67Cu33Sn 7,4 13,5 85 17 8,8 1040
    Карбоновая сталь 5,9 16,9 54 12 7,7 1400
    Карбон 5,9 16,9 129 0,2 1,8 2500
    Свинец 4,7 21,3 35 29 11,3 327
    Титан 2,4 41,7 21 8,9 4,5 1668
    Нержавеющая сталь 316L EN1.4404 1,32 76,0 15 16,5 7,9 1535
    Нержавеющая сталь 304 EN1.4301 1,37 73,0 16,3 16,5 7,9 1450
    Нержавеющая сталь 310 EN1.4841 1,28 78 14,2 17 7,75 2650
    Меркурий 1,1 90,9 8 61 13,5 -39
    FeCrAl 0,74 134 16 11,1 7,2 + -1440

    Электропроводность

    Электропроводность

    Электропроводность - мера легкость, с которой электрический заряд или тепло могут проходить через материал.А проводник - это материал, который дает очень небольшое сопротивление потоку электрический ток или тепловая энергия. Материалы классифицируются как металлы, полупроводники и изоляторы. Металлы - самые проводящие и изоляторы. (керамика, дерево, пластик) наименее проводящие.
    Электропроводность говорит нам, насколько хорошо материал позволяет электричеству проходить через него.Многие люди думают о медных проводах как о чем-то, что имеет отличные электрические характеристики. проводимость.
    Теплопроводность говорит нам, с какой легкостью тепловая энергия (тепло для большинства целей) может перемещаться по материалу. Некоторые материалы, такие как металлы, позволяют теплу перемещаться через них довольно быстро. Представьте, что одной рукой вы касаетесь кусок металла, а с другой - кусок дерева.Какой материал становится холоднее? Если бы вы сказали «металл», вы были бы правы. Но, Фактически, оба материала имеют одинаковую температуру. Это относительное теплопроводность. Металл обладает более высокой теплопередачей или термической способностью. проводимость, чем у дерева, позволяя теплу от вашей руки уходить быстрее. Если вы хотите, чтобы что-то оставалось холодным, лучше всего это завернуть во что-нибудь который не обладает высокой теплопередачей или высокой теплопроводностью, это был бы изолятор.Керамика и полимеры обычно являются хорошими изоляторами, но вы должны помнить, что полимеры обычно имеют очень низкую температуру плавления. Это означает, что если вы разрабатываете что-то, что сильно нагревается, полимер может расплавиться в зависимости от температуры плавления.

    Серебро имеет самую высокую электропроводность из всех металлов. Фактически, серебро определяет проводимость - все другие металлы сравниваются с Это.По шкале от 0 до 100 серебро занимает 100 место, медь - 97, а золото. на 76. Из-за этого свойства, а также из-за того, что он не зажигает легко, серебро обычно используется в электрических цепях и контактах. Серебро также используется в аккумуляторах, где надежность является обязательной и применяются ограничения по весу, например, для портативных хирургических инструментов, слуховых аппаратов, кардиостимуляторов и космическое путешествие.

    ССЫЛКИ


    http: // www.Physics4kids.com/files/elec_conduct.html
    План урока для учителей о проводимости - http://www.infinitepower.org/pdf/09-Lesson-Plan.pdf


    Все информация на этой странице взята из U of C - Щелкните по Кембриджскому университету значок для благодарностей.

    Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *