|
|
Теплопроводность деревянных стенТеплопроводность древесины и других строительных материаловЧасто наши заказчики задаются вопросами: тепло ли будет в доме из дерева? Какая толщина стен необходима для того, чтобы дом был теплым? Какую породу древесины выбрать для строительства дома или бани? Для того, чтобы аргументировано ответить на эти вопросы, мы разместили на нашем сайте таблицы из строительного справочника (см. ниже), в которых приведен коэффициент теплопроводности различных пород древесины, а также других строительных материалов. 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 строительных материалов (при -30/+40°C):
Коэффициенты теплопроводности строительных металлов (при -30/+40°C)
Коэффициенты теплопроводности инея, льда и снега
xn--45-mlcmkdp5a.xn--p1ai Шельф 93 - Теплопроводность стенТеплопроводность стенЕсть у меня один товарищ, Андрей. Решил он построить себе хороший загородный дом. Главное — теплый и уютный. Первым делом возник вопрос из чего, собственно говоря, этот дом делать? И как добиться того, чтобы не мерзнуть зимой и на отоплении не разориться. И стал он спрашивать у знакомых, искать ответы "в интернетах". Вопреки мнению большинства людей, тепло в доме зависит не от толщины стен, а от их теплопроводности и теплоемкости. Оказалось, что по СНиПу II-3-79, тепловое сопротивление стены должно составлять 3,16 м2°C/Вт. И тут Андрей начал считать: 3,16 м2°C/Вт * 0,15 Вт/м°C = 0,474 м. «Так что же получается, чтобы построить деревянный дом, нужно делать стены толщиной полметра?» - спросил себя Андрей. Но так же никто не делает! Он стал размышлять: «Из какого бы материала дом не был бы построен, его необходимо утеплять, чтобы помимо комфорта и уюта зимой, его отопление было бы экономным и рациональным. Вот и получается, что делать толстые стены, не имеет никакого смысла, так как их все равно придется обшивать утеплителем, чтобы свести теплопотери к минимуму. А что же будет, если использовать брус меньшей толщины и положить больше утеплителя? Ведь куб утеплителя в разы дешевле куба дерева. Так...» Берем брус 90 мм с коэффициентом теплового сопротивления 1 м2°C/Вт, утепляем его базальтовой ватой слоем 100 мм (коэф-т 2 м2°C/Вт) и обшиваем. Так как дерево – материал живой и обладает способностью «дышать», то стена из бруса или бревна производит «возврат тепла». Это позволяет снизить тепловые потери на 30%, поэтому полученную при расчете величину теплового сопротивления стены следует умножить на 1.3 (соответственно уменьшению теплопотерь): (1+2)*1,3=3,9 м2°C/Вт, что превышает норму в 3,16 м2°C/Вт. По расчетам получилось, что надо делать стены из нетолстого бруса, и весь периметр дома обшить утеплителем. Так он и сделал. Теперь круглый год можно жить в этом доме, зимой здесь не холодно, а летом — не жарко. На те деньги, которые он сумел сэкономить, сделав стены тонкими, он не только утеплил дом, но и купил более современную систему отопления. И теперь вся семья Андрея счастливо живет в теплом, комфортном и очень уютном доме. А если говорить серьезно, то выбирая материал для стен будущего дома необходимо понимать, как Вы будете его использовать. И самое главное, исходить не из того «как все делают» или «Дядя Вася сосед построил себе и живет нормально», а отталкиваться хоть от каких-нибудь цифр. В этой статье мы не будем приводить расчеты по отоплению, или углубляться в споры какой материал самый лучший для строительства... Мы хотим создать почву для размышлений. Коэффициент теплового сопротивления строганного профилированного бруса, который мы производим:
Профиль бруса. Пропилы увеличивают тепловое сопротивление. Рассматривая схему с утеплением наружных стен по принципу: коробка из строганного бруса 90х135 мм + 100 мм базальтового утеплителя + обшивка — получается, что даже этого достаточно, чтобы круглогодично жить в доме.
Итого коэффициент теплового сопротивления пирога стены с самым тонким брусом: (1+2)*1,3=3,9 м2°C/Вт, что превышает норму 3,16 м2°C/ВтC Но не стоит забывать про теплоемкость стен, коэффициент которой так же увеличивается с ростом теплового сопротивления. А это значит, что накапливать тепло стены будут дольше, следовательно, если Вы используете дом не для постоянного проживания, то утепление наружных стен будет только во вред. Так же немалую роль играет паропроницаемость стены. Можно до бесконечности утеплять стены, потолок и пол, но при этом тратить больше энергии на нагрев воздуха, который необходим для вентиляции жилого помещения. А это минимум 30 м.куб на человека в час. Выдержка из статьи «О паропроницаемости стен». Авторы: Б. Гусев, член корреспондент РАН, В. Дементьев, доктор технических наук, профессор: «Тепловой поток выходит из помещения поперек бруса. В процессе охлаждения наступает момент, когда температура снижается до «точки росы». Выделяющийся пар «покидает» тепловой поток и удаляется в перпендикулярном (вдоль годовых колец) направлении, имеющим в 5.33 раза больший коэффициент диффузии. В итоге пар до наружних (холодных) слоев не доходит и выделяется с торцов бруса. Аналогично ведет себя воздух, содержащий СО2, антропотоксины – токсичные вещества жизнедеятельности человека, димитиламины, сероводород, аммиак, оксиды азота и углерода, фенол, бензол, метил, стирол и др. Так как коэффициент сопротивления вдоль бруса в 45 раз меньше, чем поперечном направлении.»
А это значит, что в доме из строганного профилированного бруса воздухообмен (естественное проветривание) лучше в 135 раз, чем в клееном и в 90 раз, чем в бетонном доме. Практические исследования показали, что в доме в 120 кв.м., 2 этажа (стена из бруса 90х135 мм, утепленная 2-мя слоями утеплителя и обшитая имитацией бруса) зимой, когда на улице -30, а в доме +22 градуса за ночь (10 часов) при выключенном отоплении, температура упала на 2 градуса. Летом же при температуре +28 на улице в доме стабильно +22 градуса, без использова-ния каких либо охлаждающих приборов. shelf93.ru Теплопроводность древесины таблицаРасширение древесины от тепла определяется коэффициентоом линейного расширения, который зависит от направления: вдоль волокон расширение от тепла в несколько раз меньше, чем поперек волокон. По сравнению с другими строительными материалами (железом, кирпичом, бетоном) коэффициент линейного расширения вдоль волокон значительно меньше (в 5—10 раз), что является весьма ценной особенностью, позволяющей отказаться в деревянных конструкциях от температурных швов. ТеплоемкостьСпособность поглощать тепло называется теплоемкостью и характеризуется удельной теплоемкостью. Теплоемкость абсолютно сухой древесины почти не зависит от породы и в пределах температуры от 0 до 160° в среднем равна 0.327, т. е. в три раза меньше, чем для воды (Dunlap). Колебания удельной теплоемкости для разных пород не выходят из пределов = 3°0. Большое влияние на теплоемкость оказывает ее влажность; во влажной древесине общая теплоемкость складывается из теплоемкости древесного вещества и воды, а т. к. теплоемкость воды больше воздуха, который она заменяет, то теплоемкость увеличивается с возрастанием влажности. Теплоемкость древесины имеет большое значение в тех случаях, когда она подвергается нагреванию. Например при расчете сушильных, парильных и варочных устройств необходимо знать теплоемкость, т. к. от этого зависит количество тепла, теряемого с выгружаемым материалом. Равным образом при сухой перегонке - количество топлива, необходимого, для нагрева до начала разложения, зависит от теплоемкости древесины. ТеплопроводностьСпособность проводить тепло называется теплопроводностью и характеризуется коэффициентом внутренней теплопроводности древесины. Сухая древесины благодаря тому, что пустоты внутри ее заполнены воздухом, отличается весьма малой теплопроводностью. Деревянные стены при равных условиях могут быть значительно (примерно в 2,5 раза) тоньше кирпичных коэффициентов теплопроводности вдоль волокон примерно в 2—3 раза больше, чем поперек волокон, что видно из данных Мюнхенской лаборатории технической физики (табл.). Табл. 1. Теплопроводность волокон
* В один час через стенку площади 1 м2, толщиной 1 м при разности t в 1°. С повышением объемного веса теплопроводность, особенно поперек волокон, увеличивается. Более сильное влияние оказывает влажность: вода, заменяя воздух в полостях клеток, увеличивает теплопроводность влажной древесины. ЗвукопроводностьОтношение древесины к звуковым колебаниям определяется звукопроводностью, звукопоглощением, звуконепроницаемостью и способностью резонировать. Звукопроводность характеризуется скоростью распространения в ней звука. Звук распространяется гораздо быстрее, чем по воздуху, причем скорость распространения вдоль волокон значительно больше, чем поперек. Если скорость распространения звука в воздухе принять за 1, то скорость в древесине по разным направлениям будет больше в 2— 17 раз, как это видно из табл. 5. Табл 2. Распространение звука в древесине
* По сравнению с воздухом. Как видно, наиболее медленно звук распространяется но годовым слоям. 3вукопоглощение3вукопоглощение характеризуется коэффициентом звукопоглощения, который определяет ту часть звуковой энергии, падающей на испытуемый предмет, которая от него не отражается. Определенный по методу стоячих волн коэффициент звукопоглощения имеет следующие величины (табл. 3). Поглощение звука зависит от высоты тона и для древесины меньше, чем для кирпича. Способность материалов поглощать звук имеет первостепенное значение при устройстве аудиторий, концертных зал, театров и тому подобных помещений.
ЗвуконроницаемостьЗвуконроницаемостью называется способность материала пропускать звук; эта способность характеризуется коэффициентом звукопроницаемости, т. е. отношением количества звуковой энергии, прошедшей через данный предмет (стену, перегородку), к количеству энергии, падающей на него. Если звукопроницаемость открытого окна принять за единицу, то для стеклянной пластины коэф. звукопроницаемости будет равен 0,37, а для сосновой панели — 0,19. Звукопроницаемость материалов имеет огромное значение в жилищном строительстве, где для звукоизоляции помещений принимают специальные меры. Звук может передаваться из помещения в помещение по воздуху (громкий разговор, игра на музыкальных инструментах и пр.) или путем материального переноса (стук, ходьба и пр.).
В первом случае хорошим изолятором будет материал большой плотности, по которому хорошо распространяется звук; зато во втором случае такие материалы совершенно непригодны. Здесь необходимо употреблять материал малой плотности, с малой скоростью распространения в нем звука. Звукоизоляционная способность материалов поэтому может быть характеризована произведением скорости распространения звука в данном материале на его объемный вес. Это произведение, иногда называемое звуковым сопротивлением, для различных материалов неодинаково (табл. 4). Табл. 4. 3вукоизоляционная способность различных материалов.
ЭлектропроводностьЭлектропроводность, или способность проводить электричество, определяется величиной сопротивления, которое древесина оказывает прохождению по ней электрического тока. Сухая обладает довольно высоким сопротивлением и может быть отнесена к полупроводникам. С повышением влажности сопротивление уменьшается, и она становится уже проводником. Понижение сопротивления имеет место до точки насыщения волокон, после чего электропроводность не меняется. Сопротивление древесины прохождению электрического тока вдоль волокон значительно меньше, чем поперек, уменьшается с увеличением температуры. В табл. 5 приведено удельное сопротивление в Q-cм.u при t° 20° для некоторых пород (по Михайлову). Табл. 4. Удельное сопротивление древесины
Зависимость электропроводности древесины от ее влажности использована при построении электрического прибора для быстрого определения влажности. Измеряя таким прибором сопротивление прохождению тока, можно по специальным таблицам (или непосредственно по шкале прибора) определить влажность. Этот способ определения влажности требует весьма мало времени, но точность таких приборов пока невысокая (1—2%). Кроме того эти приборы непригодны для определения влажности, когда она выше точки насыщения волокон. Тем не менее в складской практике эти приборы могут быть полезны для быстрой сортировки древесины по влажности. Электрическая прочностьЭлектрическая прочность характеризуется пробивным напряжением в V на 1 см толщины материала. Электрическая прочность резко падает с увеличением влажности и кроме того зависит от направления: вдоль волокон она наименьшая, в тангентальном направлении — наибольшая. www.masterovoi.ru Теплопроводность стен срубаПотери тепла в домах происходят по нескольким направлениям. 1) Щели в деревянных конструкциях (плохой сруб), приток холодного воздуха через полы; отток теплого воздуха через перекрытия, крышу. 2) Конвекция через остекление. 3) Переток воздуха через открытые окна, двери, работающую климатическую систему; теплопроводность через деревянные стены. Теплопроводность - меньшая из зол, работающая на благо. Каждая из трех основных групп теплопотерь настолько реальна, что может претендовать в некоторых случаях на половину общих теплопотерь всего дома. В наше время регулярного роста цен на источники энергии проблему надо решать комплексно. Устранение одной из основных причин (герметизация щелей к примеру) уменьшит общие теплопотерь лишь на 25%. На теплопроводность сосны повлиять не получиться, но принимать во внимание ее стоит. Теплопроводность любого материала - это способность, при разнице температур на противоположных поверхностях, проводить тепловой поток через себя в сторону низкого значения. Прямой противоположностью теплопроводности является термическое сопротивление. Эти понятия настолько связаны, что их стоит рассматривать вместе. Коэффициент теплопроводности волокнистых материалов зависит от плотности и текущей влажности древесины. Влага значительно увеличивает теплопроводность. В массиве дерева она всегда присутствует, регулируется естественными процессами, протекающими в стенах дома. Разница в направлении теплового потока по отношению к волокнам дерева. Вдоль волокон (по длине бревна сруба) теплопроводность на порядок выше, чем поперек. Ниже приведена сравнительная таблица теплопроводности некоторых материалов, из которой понятно, почему бетон ледяной зимой и прохладный летом.
Теплопроводность сосны и ели выше искусственных материалов. Выражается это в быстром прогревании стен, соответственно эффективном возврате тепла окружающему воздуху. Что напрямую влияет на комфорт в деревянном доме. Чем толще венцы сруба, тем прогреваются медленнее. Но, когда прогреются, дольше не остывают. В доме из бревна солидного диаметра банально теплее, так как больше теплоемкость сруба. Растрескивание (на рубленном бревне трещин меньше бывает) есть в любом деревянном доме. На теплопроводность стен особо не влияет. Сквозные трещины только на брусе бывают. Важно понимать: не холод в дом идет, тепло из дома уходит. Есть зависимость теплоты стен от плотности породы древесины. В еловом срубе теплее (меньше плотность), чем в сосновом (средняя). В доме из лиственницы (высокая плотность) всех холоднее. Так же обратите внимание на теплопроводность воды из таблицы. Например, в клееном брусе тепло сразу после сборки. Там влажность дерева с производства 7-8% внутри и 17-18% в наружном ламеле. Плюс клей препятствует выходу тепла на улицу через стену. Бревно только через пару лет просохнет до таких значений. Но, стоит более доступных денег + подогревает воздух, проходящий через стену. Склеенный брус так не умеет. xn----9sbjfsfefvbc3afg.xn--p1ai Теплопроводность - какое дерево самое теплоеКак и обещал ранее, выкладываю подробную таблицу по теплопроводности древесины различных пород. Чем хорошо дерево? Тем, что его легко обрабатывать, из него легко строить дом, дерево пока еще можно легко получить в России в виде строительного материала. Одним из плюсов дерева является то, что оно не меняет показателей теплопроводности при широком диапазоне температур. Показатели для пиломатериалов стабильны от -40С до +40С. Наибольшее же влияние на теплопроводность оказывает влажность дерева. Рассмотрим Таблицу 5 – теплопроводность древесины различных пород:
Оставим пока в стороне пробку – кору пробкового дуба, поговорим о ней позже. Из всех пород дерева самым теплым является кедр. Его показатели теплопроводности поперек волокон являются самыми низкими – 0,095 Вт/(м*С). Дом из кедра будет самым теплым – чтобы получить показатель теплосопротивления R = 3, вам понадобится стена из кедра толщиной 30 сантиметров. Следующим по теплоизолирующим свойствам идет древесина ели — 0,110 Вт/(м*С). Для того, чтобы достичь R = 3, вам понадобится стена потолще – в 33-35 сантиметров. Далее, с большим отрывом, следуют сосна, липа, пихта и береза. Их показатель теплосопротивления равен 0,150 Вт/(м*С). Для того, чтобы получить дом с теплосопротивлением R = 3, вам понадобятся сосновые или липовые стены толщиной в 45 сантиметров. И наконец, самые «холодные» деревья – это тополь, дуб и клен. При их теплосопротивлении в 0,170-0,200 Вт/(м*С) вам понадобится строить дом со стенами в 50-60 сантиметров. Давно ли вы видели в продаже кругляк с минимальным диаметром стволов в полметра? Стандартные деревянные дома собирают из бруса в 100-150 миллиметров, изготовленного из древесины хвойных пород. Это значит, что и брусовые и рубленые стены нуждаются в утеплении в тех регионах, где столбик термометра опускается ниже -20С в зимний период. Что касается показателей теплосопротивления для древесины вдоль волокон. Почти для всех пиломатериалов он равен 0,4 Вт/(м*С). Что это значит? Это значит, что древесина вдоль волокон промерзает в зимний период почти в 4 раза сильнее, чем поперек. Видели промерзшие углы в деревянных домах? А еще это значит, что любые торцы брусьев или стропил будут промерзать вдоль волокон и нести холод в дом. То есть, торцы пиломатериалов должны быть укрыты от внешней температуры. Либо они должны быть утеплены в том случае, если далее брус или балка проходит сквозь ограждающие конструкции и попадает внутрь дома. Что же касается пробки, то ее нельзя будет использовать как строительный материал для ограждающих конструкций в силу малой прочности. Однако, ее можно использовать как превосходный экологически чистый утеплитель для деревянного дома. dom-data.ru Теплопроводность клееного брусаПри выборе материалов для строительства дома учитываются различные факторы, среди которых немаловажное значение имеют показатели теплопроводности. Чтобы дом был теплым и уютным, а затраты на его отопление небольшими, важно минимизировать тепловые потери. Деревянные дома всегда отличались прекрасными теплоизоляционными характеристиками. Например, коэффициент теплопроводности сосны – 0,18 Вт/м*С. 
Но этот показатель может меняться в зависимости от плотности, влажности и других особенностей древесины. Поэтому пиломатериалы предварительно проходят специальную подготовку. Благодаря использованию современных технологий, застройщики получили отличную альтернативу оцилиндрованным бревнам – клееный брус. Он превосходит другие стройматериалы по многим параметрам, включая и коэффициент теплопроводности – у клееного бруса этот параметр равен 0,1 Вт/м*С. Сравнение теплопроводности клееного бруса и других стройматериаловТеплопроводность – важное свойство стройматериала, отражающее его способность принимать тепло от более нагретых объектов или передавать его менее теплым телам. Чем ниже коэффициент теплопроводности, тем лучше материал сохраняет тепло. В нижеприведенной таблице можно наглядно оценить, насколько клееный брус превосходит другие стройматериалы по способности противостоять тепловым потерям.
Прекрасные эксплуатационные характеристики клееных брусьев обеспечиваются благодаря особой технологии их изготовления – тщательно высушенные доски из хвойных пород древесины составляются в пакеты и склеиваются между собой с применением специального экологически безопасного клея и прессования. Такая слоистая конструкция обладает многочисленными достоинствами, одним из которых является высокая энергоэффективность. Она достигается благодаря низкой теплопроводности древесины и клея, которые используются при создании клееного бруса. Поскольку плотность этого материала сравнительно низкая (порядка 500 кг/м3), показатели его теплопроводности также невысоки, что позволяет строить из клееного бруса уютные и комфортные дома. При этом стены домов можно делать более тонкими, чем при использовании других материалов. Например, стены из клееного бруса толщиной 150 мм обеспечивают примерно такую же защиту от тепловых потерь, как и стены из оцилиндрованного бревна диаметром 240 мм. Преимущества клееного бруса по сравнению с обычнымСравним клееный и обычный брус по теплопроводности и ряду других важных критериев.
Коэффициент сопротивления теплопередачиПоскольку коэффициент теплопроводности не связан с толщиной материала, его практическое использование затруднительно. Поэтому на практике широко используется обратный параметр – коэффициент сопротивления теплопередачи. Он рассчитывается как отношение толщины материала к его коэффициенту теплопроводности. Требования к данному параметру при строительстве жилых зданий значатся в СНиП II-3-79 и СНиП 23-02-2003. В зависимости от региона, в котором планируется строительство дома, рекомендованные значения коэффициента сопротивления теплопередачи материала могут быть различными:
Для расчета термического сопротивления стены из конкретного материала нужно разделить толщину стены на коэффициент теплопроводности материала, из которого она сделана. Таким образом, для расчета рекомендуемой толщины стен нужно умножить коэффициент теплопроводности на значение теплового сопротивления. Выходит, что при строительстве дома из клееного бруса в Подмосковье или Санкт-Петербурге рекомендуемая толщина стен составляет 350 мм. 
В действительности дома и коттеджи из клееного бруса с толщиной стен от 200 мм не нуждаются в дополнительном утеплении и стойко выдерживают даже сильные морозы на севере нашей страны. Дополнительное утепление может потребоваться стенам дачных домов и других сооружений, выполненных из клееного бруса с меньшей толщиной. Выбор сечения клееного брусаВыбор ширины сечения клееного бруса зависит от особенностей его использования, прежде всего – от назначения строительного объекта и региона страны, в котором планируется его возведение.
Независимо от того, брус какой толщины вы выберете, стоит учесть, что тепловые потери через стены дома не превышают 33%. Остальное теряемое тепло уходит через оконные и дверные проемы (27%), подвальные и чердачные перекрытия (21%) и вентиляционную систему (19%). Поэтому толщина бруса играет не самую важную роль для обеспечения общей энергетической эффективности дома. ВыводыДома из клееного бруса – теплые и комфортные. Они хорошо сохраняют тепло зимой и прохладу летом, требуют сравнительно небольших затрат на отопление и отличаются приятным микроклиматом. Но чтобы построенный дом был максимально уютным и защищенным от существенных тепловых потерь, нужно еще на этапе его проектирования использовать комплексный подход к обеспечению его энергоэффективности. Дома для постоянного проживания обычно строятся из клееного бруса с сечением 200х280 или 212х192 мм, а в наиболее холодных регионах применяется брус с сечением 240х192 или 240х280 мм. www.greenside.ru Анализ теплотехнических свойств домов из разных материалов: какой дом теплее Постоянный рост затрат на отопление жилья заставляет задуматься о выборе технологии строительства с максимальными показателями по энергоэффективности. Строительство энергосберегающих домов является сегодня не прихотью, а острой необходимостью, закрепленной законодательно в федеральном законе РФ за № 261-ФЗ «Об энергосбережении». Эффективность стеновой конструкции жилого дома напрямую зависит от показателей по теплопотерям, которые происходят через разные элементы ограждающих конструкций дома. Основное тепло теряется именно через наружные стены. Вот почему их теплопроводность серьезно влияет на микроклимат внутри помещений. Нет смысла говорить об эффективных стеновых конструкциях без учета показателей теплопроводности. Стена может быть толстая, прочная и дорогая, но вовсе не энергоэффективная. Возникает закономерный вопрос, какой дом теплее, а точнее, какой из популярных в нашей стране материалов лучше сохраняет тепло? Простое сравнение коэффициентов теплопередачи в данном случае является не совсем корректным. Прежде всего, следует оценивать способность сохранять тепло внешней ограждающей конструкцией, как единой системы. Рассмотрим загородные дома, построенные по различным технологиям, с различными типами стен, и посмотрим какой дом имеет наименьшие потери тепла. В малоэтажном жилищном строительстве наибольшее распространение получили следующие виды домов:
Каждый из названных вариантов имеет несколько подвидов, параметры которых существенно различаются. Для получения объективного ответа на вопрос, какой дом самый теплый, сравнивать будем только лучшие образцы по одному из числа представленных в списке. Характеристики теплопроводности |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Каждая порода дерева имеет свою теплопроводность
Пихту используют только как запасной материал
Данный материал легко воспламеняется
| Условная плотность, кг 1м3 | Кр | Условная плотность, кг 1м3 | Кр |
| 340 | 0,98 | 500 | 1,22 |
| 360 | 1,00 | 550 | 1,36 |
| 380 | 1,02 | 600 | 1,56 |
| 400 | 1,05 | 650 | 1,86 |
| 450 | 1,12 |
В табл. приведены значения коэффициента, учитывающего условную плотность древесины. Коэффициент Кх в тангенциальном направлении поперек волокон для всех пород принят равным 1,0, а в радиальном — 1,15; вдоль волокон для хвойных и рассеяннососудистых пород — 2,20, а для кольцесосудистых — 1,60.
Пример. Определить теплопроводность березы вдоль волокон при температуре 50°С и влажности 70%. По диаграмме рис. 43 находим, что номинальное значение теплопроводности при указанном состоянии древесины равно 0,22 ккал/м х ч х град. По табл. 19 определяем условную плотность березы русл = 500 кг/м3. По табл. 20 находим величину коэффициента КР = 1,22. Значение коэффициента Кх в данном случае равно 2,20.
температуропроводность древесины
Температуропроводность определяет способность древесины выравнивать температуру по своему объему. Коэффициент температуропроводности а характеризует скорость распространения температуры внутри тела при нестационарных тепловых процессах (нагревании, охлаждении) . Размерность его м2/ч, или, в системе СИ, м2/сек. Между тремя основными теплофизическими характеристиками существует следующая зависимость: а = λ/ср.
Температуропроводность зависит главным образом от влажности древесины и в меньшей степени температуры. С увеличением влажности температуропроводность древесины падает; это объясняется тем, что температуропроводность воздуха значительно больше, чем воды. На диаграмме рис. 44 показано влияние влажности на температуропроводность древесины сосны в трех направлениях. На диаграмме, кроме того, видно, что температуропроводность вдоль волокон значительно больше, чем поперек волокон, а между температуропроводностью в радиальном и тангенциальном направлениях разница оказывается очень небольшой. С повышением температуры температуропроводность древесины возрастает. Чем выше плотность древесины, тем ниже температуропроводность.
температурные деформации древесины
Температурные деформации древесины характеризуются коэффициентом линейного расширения а (изменение единицы длины при нагревании на 1°С), который для древесины имеет малую величину и зависит от направления по отношению к волокнам; расширение от тепла наименьшее вдоль волокон и наибольшее поперек волокон в тангенциальном направлении. Коэффициенты линейного расширения древесины вдоль волокон в 7—10 раз меньше, чем поперек волокон. Незначительная величина линейного расширения древесины вдоль волокон от тепла позволяет в практике не считаться с этим явлением (отказ от тепловых швов).
коэффициенты линейного расширения поперек волокон
| Порода | Коэффициент линейного расширения а поперек волокон в направлении | |
| радиальном | тангенциальном | |
| Береза | 27,9 х 10-6 | 33,7 х 10-6 |
| Сосна | 29,7 х 10-6 | 31,3 х 10-6 |
| Осина | 26,0 х 10-6 | 35,9 х 10-6 |
Опубликовано: 14 мая 2015
общие сведения о механических свойствах древесины При использовании древесины в качестве конструкционного и поделочного материала, а также в технологических процессах обработки проявляются ее механические свойства, характеризующие способность древесины сопротивляться механическим усилиям. Показатели этих свойств древесины определяют путем специальных экспериментов — механических испытаний, при которых создают различные напряженные и деформированные состояния образцов древесины. Задачи механических испытаний […]
Опубликовано: 14 мая 2015
Свойства древесины, проявляющиеся при воздействии электромагнитных излучений. Различные виды излучений, представляющих собой электромагнитные колебания, образуют спектр, охватывающий огромный диапазон длин волн. Наибольшую длину имеют радиоволны (от десятков километров до миллиметров). Действие на древесину этих видов излучений частично изложено при рассмотрении электрических свойств древесины. Ниже будут рассмотрены свойства древесины, проявляющиеся при действии излучений, занимающих остальную часть […]
Опубликовано: 14 мая 2015
показатели, характеризующие распространение звука в древесине Как известно, звук представляет собой колебания, волнообразно распространяющиеся в упругих средах. Особенности распространения звуковых колебаний зависят от физических свойств среды и характеризуются рядом показателей. Скорость распространения звука тем больше, чем меньше плотность среды р и выше ее жесткость (модуль упругости Е). При распространении волны в направлении колебательного движения частиц […]
Опубликовано: 14 мая 2015
электропроводность древесины Способность проводить электрический ток характеризует электрическое сопротивление древесины. В общем случае полное сопротивление образца древесины, размещенного между двумя электродами, определяется как результирующее двух сопротивлений: объемного и поверхностного. Объемное сопротивление численно характеризует препятствие прохождению тока сквозь толщу образца, а поверхностное сопротивление определяет препятствие прохождению тока по поверхности образца. Показателями электрического сопротивления служат удельное объемное […]
Опубликовано: 14 мая 2015
теплоемкость древесины Способность древесины поглощать тепло характеризуется теплоемкостью. В качестве меры используется удельная теплоемкость с, которая представляет собой количество тепла, необходимое для того, чтобы нагреть древесину массой 1 кг на 1о С. Размерность удельной теплоемкости — ккал/кг х град или в международной системе единиц СИ-дж/кг х град. В пределах изменения температуры от 0 до 100° […]
Опубликовано: 14 мая 2015
влага в древесине Наличие влаги в древесине обусловлено нормальной жизнедеятельностью живого растущего организма. В древесине срубленного дерева содержание влаги (в зависимости от условий хранения, и эксплуатации изделий) может увеличиваться или уменьшаться. В большинстве случаев практики влагу из древесины удаляют, чтобы избежать ряда отрицательных явлений. Для количественной характеристики содержания влаги в древесине используют показатель влажности древесины. […]
Опубликовано: 14 мая 2015
Свойства древесины, проявляющиеся при взаимодействии ее с внешней средой, но не связанные с изменением химического состава древесинного вещества, принято называть физическим. Из этого обширного ряда свойств несколько условно выделяются свойства древесины, обнаруживающиеся под действием механических усилий. Ниже рассматриваются физические свойства, показатели которых определяются методами, регламентированными действующими стандартами. Кроме того, освещается ряд пока мало распространенных, но […]
Опубликовано: 14 мая 2015
химический состав древесины Древесина состоит из органических веществ, в состав которых входят углерод С, водород Н, кислород О и немного азота. Элементарный химический состав древесины разных пород практически одинаков. В среднем абсолютно сухая древесина независимо от породы содержит 49,5% углерода, 44,2% кислорода (с азотом) и 6,3% водорода. Азота в древесине содержится около 0,12%. Элементарный химический […]
Опубликовано: 14 мая 2015
макроскопическое строение древесины — заболонь, ядро, спелая древесина У большинства наших лесных пород древесина окрашена в светлые цвета, причем у одних пород нет разницы в окраске всей массы древесины, а у других — периферическая, прилегающая к коре часть древесины окрашена светлее. Эта более светлая часть ствола называется заболонью. Центральная темноокрашенная часть ствола называется ядром (см. […]
Опубликовано: 14 мая 2015
строение древесины — части растущего дерева Растения делятся на низшие и высшие. К низшим относятся бесстебельные растения: бактерии, водоросли, грибы, лишайники. К высшим растениям принадлежат мхи, папоротники, голосемянные и покрытосемянные. Древесные растения, которые дают древесину как материал для разнообразного применения, входят в состав двух последних групп. Широко распространенные на территории России хвойные породы относятся к […]
ad-a.ru
Теплопроводность бревна и строительных материалов
Теплопроводность оцилиндрованного бревна является значительным достоинством дерева. Камень или кирпич уступает в разы. Кроме того, экологичность и уют индивидуального дома из оцилиндрованных бревен способствует профилактике нервных расстройств, бессонницы и действует укрепляюще на общее самочувствие. Настоящая атмосфера хвойного леса в комнатах и спальне способствует профилактике заболеваний дыхательных путей. По сути, дома из оцилиндрованного бревна являются "современной классикой" деревянного домостроения.
Однако, как показывает опыт, значительное число людей, заказывающих строительство деревянных домов, исходят вовсе не из приведенных доводов, а оценивают непосредственно материальные затраты. По мнению большинства, расходы – это основной критерий выбора того или иного жилого помещения.
Так вот. Экономия на доме из оцилиндрованного бревна налицо. И как раз теплопроводность стен из дерева тому подтверждение. Мы гарантируем, что на обогрев дома из оцилиндрованного бревна уйдет практически в 2 раза меньше времени и ресурсов, чем на отапливание жилья равной площади в каменном доме. А все потому, что дома из оцилиндрованного бревна аккумулируют тепло, надолго сохраняя комфортную температуру. Экономия в значительной степени зависит от качества сборки сруба, применяемом утеплителе и качестве обработки самой древесины. Если дождаться максимальной усадки жилого деревянного дома (не менее года) и после этого произвести контрольную конопатку, то дом из оцилиндрованного бревна становится настоящей крепостью. В таком жилье Вам точно не будут страшны морозы и летний зной.
Теперь давайте взглянем на диаграммы, и станет ясно, как отличается теплопроводность бревна от других материалов.
Первая диаграмма демонстрирует теплопроводность оцилиндрованного бревна и бетона.
Теплопроводность камня чуть меньше, чем бетона. Это можно видеть из следующей диаграммы.
Теперь сравним теплопроводность стены из бревна различного диаметра и кирпича.
На очереди силикатный кирпич.
А теперь пенобетон.
Как мы смогли убедиться, дерево значительно экономичнее любого строительного материала. Лишь пенобетон слегка приблизился к бревну, потеснив остальные стройматериалы.
Все публикации →
www.cgstroy.ru
