Коэффициент теплопроводности дерева и других строительных материалов — понимание теплопередачи
Наши клиенты часто выражают интерес по поводу тепла в деревянных домах. Какая должна быть толщина стен, чтобы обеспечить достаточное тепло? Какую породу древесины выбрать для строительства дома или бани? Чтобы предоставить обоснованные ответы на эти вопросы, мы разместили на нашем веб-сайте таблицы из строительного справочника (см. «коэффициент теплопроводности дерева»).
Чем меньше коэффициент теплопроводности, тем лучше материал удерживает тепло.
Из приведенных ниже таблиц можно сделать следующие выводы:
Лучше всего сохраняет тепло кедр, затем идет ель, далее лиственница и только потом сосна. Это не означает, что дом из сосны будет холодным. Это означает, что при прочих равных условиях (диаметр бревна, влажность древесины, подгонка и утепление межвенцовых стыков), сосна проиграет по теплопроводности кедру и лиственнице.
Стена из древесины сосны, толщиной 100 мм эквивалентна по теплопроводности стене из кирпичной кладки, толщиной 580 мм или стене из железобетона толщиной 1130 мм.
Межвенцовый джутовый утеплитель в 3,5 раза лучше удерживает тепло, чем древесина сосны. То есть стыки между бревнами, при условии плотного заполнения их джутовым утеплителем, будут самым «теплым местом» в стене.
При условии плохой герметизации межвенцовых стыков, в тех местах, где возможно образование инея, теплопотери будут в 3 раза выше, чем через деревянную сосновую стену.
Использование металлических нагелей (шкантов) не допустимо, так как теплопотери через них будут в 350 раз (!) выше, чем через деревянные шканты.
Подытоживая все вышесказанное можно отметить, что деревянный дом будет теплым, при соблюдении правильной геометрии бревен, качественном монтаже сруба и хорошем утеплении межвенцовых стыков.
Не все, доступные для строительства, породы древесины имеют одинаковую теплопроводность, то есть одни породы древесины лучше сохраняют тепло, а другие хуже. Эти характеристики древесины необходимо учитывать при выборе материала для строительства дома или бани.
Кроме коэффициента теплопроводности, древесина обладает и другими качественными показателями. Кедр, например, имеет благородный красноватый цвет, приятный аромат. Кроме этого его древесина мягче (лучше обрабатывается) всех остальных хвойных деревьев. Как уже упоминалось, кедр – самое «теплое» дерево.
Лиственница – самое тяжелое хвойное дерево, произрастающее в России. Древесина свежесрубленной лиственницы тяжелее воды, то есть тонет в воде. При этом, распространенное мнение, что дом из лиственницы будет холодным не верен, так как теплопроводность лиственницы хуже (она «теплее»), например, сосны. Кроме того, древесина лиственницы меньше других пород подвержена гниению, а также имеет очень красивую структуру.
Сосна – самое распространенное дерево в России. Это хороший и самый доступный материал для строительства дома или бани. Сосна хорошо обрабатывается, ее древесина имеет красивую структуру и будет долго радовать своим видом ценителя природной красоты.
Теплопроводность древесины (при -30/+40°C): |
|
Древесина |
λ, в 10 -3 Вт/(мК) = в мВт/(мК) |
Береза |
150 |
Дуб (поперек волокон) |
200 |
Дуб (вдоль волокон) |
400 |
Ель |
110 |
Кедр |
95 |
Клен |
190 |
Лиственница |
130 |
Липа |
150 |
Пихта |
150 |
Пробковое дерево |
45 |
Сосна (поперек волокон) |
150 |
Сосна (вдоль волокон) |
400 |
Тополь |
170 |
Теплопроводность строительных материалов (при -30/+40°C):
Стройматериалы |
λ, в 10 -3 Вт/(мК) = в мВт/(мК) |
Алебастр |
270 — 470 |
Асбест волокнистый |
160 — 240 |
Асбестовая ткань |
120 |
Асбест (асбестовый шифер) |
350 |
Асбестоцемент |
1760 |
Асфальт в крышах |
720 |
Асфальт в полах |
800 |
Пенобетон |
110 — 700 |
Бакелит |
230 |
Бетон сплошной |
1750 |
Бетон пористый |
1400 |
Битум |
470 |
Бумага |
140 |
Железобетон |
1700 |
40 — 55 |
|
Войлок строительный |
44 |
Гипс строительный |
350 |
Глинозем |
2330 |
Гранит, базальт |
3500 |
Грунт сухой глинистый |
850 — 1700 |
Грунт сухой утрамбованный |
1050 |
Грунт песчаный сухой =0% влаги / |
1100 — 2100 |
Грунт сухой |
400 |
Гудрон |
300 |
Железобетон |
1550 |
Известняк |
1700 |
Камень |
1400 |
Камышит |
105 |
Картон плотный |
230 |
Картон гофрированный |
70 |
Кирпич красный |
450 — 650 |
Кладка из красного кирпича на |
810 |
Кирпич силикатный |
800 |
Кладка из силикатного кирпича на |
870 |
Кладка из силикатного |
810 |
Кирпич шлаковый |
580 |
Кладка из керамического |
580 |
ПВХ поливинилхлорид — «сайдинг» |
190 |
Пеностекло |
75 — 110 |
Пергамин |
170 |
Песчаник обожженный |
1500 |
Песок обычный |
930 |
Песок 0% влажности — очень сухой |
330 |
Песок 10% влажности — мокрый |
970 |
Песок 20% влажности — очень |
1330 |
Плитка облицовочная |
10500 |
Раствор цементный |
470 |
Раствор цементно-песчаный |
1200 |
Резина |
150 |
Рубероид |
170 |
Сланец |
2100 |
Стекло |
1150 |
Стекловата |
52 |
Стекловолокно |
40 |
Толь бумажный |
230 |
Торфоплита |
65 — 75 |
Фанера |
150 |
Шлакобетон |
700 |
Штукатурка сухая |
210-790 |
Засыпка из гравия |
360-930 |
Засыпка из золы |
150 |
Засыпка из опилок |
93 |
Засыпка из стружки |
120 |
Засыпка из шлака |
190 — 330 |
Цементные плиты, цемент |
1920 |
Коэффициенты теплопроводности строительных металлов (при -30/+40°C)
Материал |
в 10 -3 Вт/(мК) = в мВт/(мК) |
Сталь |
52000 |
Медь |
380000 |
Латунь |
110000 |
Чугун |
56000 |
Алюминий |
230000 |
Дюралюминий |
160000 |
Коэффициенты теплопроводности инея, льда и снега
Материал |
в 10 -3 Вт/(мК) = в мВт/(мК) |
Иней |
470 |
Лед 0°С |
2210 |
Лед -20°С |
2440 |
Лед -60°С |
2910 |
Снег |
1500 |
Что называется коэффициентом теплопроводности и от чего он зависит?
Коэффициент теплопроводности — это величина, характеризующая способность материала проводить тепло. Он определяется как количество тепла, которое пройдет через единицу материала толщиной 1 метр при разности температур между гранями материала в 1 градус Цельсия и выражается в Вт/(м·К).
Коэффициент теплопроводности зависит от свойств материала, из которого изготовлен объект, а также от его структуры. Например, металлы и проводники тепла обладают высокой теплопроводностью, а диэлектрики и изоляционные материалы — низкой. Плотность, твердость и температура также влияют на коэффициент теплопроводности материала.
Знание коэффициента теплопроводности позволяет рассчитывать теплоотдачу или теплопередачу в различных инженерных системах, таких как теплообменники, трубопроводы, стены зданий и другие.