p>
Огороджувальні конструкції будинку, як правило, є плоско-паралельними стінками , теплоперенос в яких здійснюється в одному напрямку. Крім того, зазвичай при теплотехнічних розрахунках зовнішніх огороджувальних конструкцій приймається, що теплопередача відбувається при стаціонарних теплових умовах , тобто при сталості в часі всіх характеристик процесу: теплового потоку, температури в кожній точці, теплофізичних характеристик будівельних матеріалів. Тому важливо розглянути процес одновимірної стаціонарної теплопровідності в однорідному матеріалі , який описується рівнянням Фур'є:
, (2.1)
де q T - Поверхнева щільність теплового потоку , що проходить через площину, перпендикулярну тепловому потоку , Вт/м 2 ;
О» - теплопровідність матеріалу , Вт/м . про С;
t - температура, що змінюється уздовж осі x, оС;
Ставлення, носить назву градієнта температури , про С/м, і позначається grad t . Градієнт температури спрямований у бік зростання температури, яке пов'язане з поглинанням теплоти і зменшенням теплового потоку. Знак мінус, що стоїть в правій частині рівняння (2.1), показує, що збільшення теплового потоку не збігається з збільшенням температури.
Теплопровідність О» є однією з основних теплових характеристик матеріалу. Як випливає з рівняння (2.1) теплопровідність матеріалу - це міра провідності теплоти матеріалом, чисельно дорівнює тепловому потоку, що проходить крізь 1 м 2 площі, перпендикулярної напрямку потоку, при градієнті температури вздовж потоку, що дорівнює 1 про С/м (рис.1). Чим більше значення О», тим інтенсивніше в такому матеріалі процес теплопровідності, більше теплової потік. Тому теплоізоляційними матеріалами прийнято вважати матеріали з теплопровідністю менше 0,3 Вт/м . про С.
В
Рис.1 Напрями теплового потоку і градієнта температури.
_______ - ізотерми; -------- лінії струму теплоти.
Зміна теплопровідності будівельних матеріалів із зміною їх щільності відбувається через те, що практично будь-який будівельний матеріал складається з скелета - основного будівельного речовини і повітря. К.Ф. Фокін [38] для прикладу наводить такі дані: теплопровідність абсолютно щільного речовині (без пор) в Залежно від природи має теплопровідність від 0,1 Вт/м про С (у пластмаси) до 14 Вт/м про С (у кристалічних речовин при потоці теплоти вздовж кристалічної поверхні), в той час як повітря має теплопровідність близько 0,026 Вт/м про С. Чим вище щільність матеріалу (менше пористість), тим більше значення його теплопровідності. Зрозуміло, що легені теплоізоляційні матеріали мають порівняно невелику щільність.
Відмінності в пористості і в теплопровідності скелета призводить до розбіжності в теплопровідності матеріалів, навіть при однаковій їх щільності. Наприклад, наступні матеріали (табл.1) при одній і тієї ж щільності, ПЃ 0 = 1800 кг/м 3 , мають різні значення теплопровідності [38]:
Таблиця 1.
Теплопровідність матеріалів з однаковою щільністю 1800 кг/м 3 [38]. span align=center>
Матеріал
Теплопровідність, Вт/(м про С)
Цементно-піщаний розчин
0,93
Цегла
0,76
Асфальт
0,72
Портландцементний камінь
0,46
Азбестоцемент
0,35
З зменшенням щільності матеріалу його теплопровідність l зменшується, так як знижується вплив кондуктивной складової теплопровідності скелета матеріалу, але, однак при цьому зростає вплив радіаційної складової. Тому, зменшення щільності нижче деякого значення призводить до зростання теплопровідності. Тобто існує деякий значення щільності, при якому теплопровідність має мінімальне значення. Існують оцінки того, що при 20 про С в порах діаметром 1мм теплопровідність випромінюванням становить 0,0007 Вт/(м В° С), діаметром 2 мм - 0,0014 Вт/(М В° С) і т.д. Таким чином, теплопровідність випромінюванням стає значущою у теплоізоляційних матеріалів з малою щільністю і значними розмірами пор.
Теплопровідність матеріалу збільшується з підвищенням температури, при якій відбувається передача теплоти. Збільшення теплопровідності матеріалів пояснюється зростанням кінетичної енергії молекул скелета речовини. Збільшується також і теплопровідність повітря в порах матеріалу, і інтенс...
