Влияние структурного фактора на теплопроводность эффективных минераловатных теплоизоляционных строительных материалов
Исследовано влияние структуры волокнистых плит на теплопроводность минераловатного утеплителя. Показано наличие разной теплопроводности у минераловатных плит одной плотности, но различной структуры. Полученные результаты могут быть использованы при расчете термического сопротивления и монтаже теплоизоляции ограждающих конструкций.
Influence of structure of fibrous plates on heat conductivity at mineral wool a heater is investigated. Presence of different heat conductivity at mineral wool plates of one density, but various structures is shown. The received results can be used at calculation of thermal resistance and installation thermal isolation protecting designs.
Ключевые слова: теплопроводность, теплоизоляционные, строительные материалы, волокнистые плиты
Keywords: heat conductivity, warm-saving, building materials, fibrous plates.
Результирующая теплопроводность волокнистого теплоизоляционного материала складывается из кондукционной составляющей теплопроводности воздуха в порах, кондукционной и радиационной составляющих теплопроводности минеральной матрицы [1-4]. При этом принимается, что для эффективной волокнистой теплоизоляции, конвективной составляющей теплопередачи можно пренебречь в связи с соизмеримостью эффективного размера пор с длиной свободного пробега молекул воздуха. Под эффективным размером пор принималось расстояние (просвет) между двумя соседними волокнами. теплопроводность минераловатный термический
Моделирование процесса теплопередачи с вышеперечисленными допущениями показало, что величины, входящие в результирующую теплопроводность, могут отличаться для плит различной ориентации волокон, следствием чего является изменение расчетной теплопроводности.
Для плит слоистой структуры (рисунок 1) обеспечение максимального термического сопротивления реализуется при ориентации теплового потока поперек слоев минеральных волокон, эксплуатируемых в условиях стеновой изоляции отапливаемого здания [5], когда они расположены параллельно друг другу, без переплетений и защемлений, образуя поры, за эффективный размер которых принимается расстояние между двумя соседними параллельными волокнами.
Условные обозначения диаметра волокон:
Рисунок 1 - Зависимость теплопроводности от плотности волокнистой плиты слоистой структуры и диаметра минерального волокна
Условные обозначения диаметра волокон:
Рисунок 2 - Зависимость теплопроводности от плотности волокнистой плиты пространственной структуры и диаметра минерального волокна
Для плит однородной пространственной структуры (рисунок 2) волокна того же состава и диаметра имеют взаимно ортогональное пересечение в пространстве, образуя одинаковые по размеру в трех направлениях эффективные поры.
Все остальные варианты взаимного расположения минеральных волокон в теле плиты, могут рассматриваться как частные случаи или комбинации этих двух базовых вариантов моделей.
Как показывают расчеты, результирующая теплопроводность волокнистых плит различной структуры при одной средней плотности и диаметре волокон отличается друг от друга. Зависимость теплопроводности для плит одной и той же структуры характеризуется увеличением теплопроводности с увеличением средней плотности и диаметра минерального волокна. Это объясняется разной величиной эквивалентного размера пор при различной упаковке волокон.
Однако влияние составляющих теплопроводности носит неоднозначный характер, что иллюстрируется повышением результирующей теплопроводности при уменьшении средней плотности плит ниже определенной для каждого диаметра волокон величины (наличие перегиба кривых на рисунках 1 и 2).
Наибольшее влияние в формировании отличий имеет кондукционная составляющая теплопроводности воздуха, которая для плит горизонтальной структуры меньше за счет более малого эффективного размера пор. Однако это справедливо для теплового потока, направленного строго поперек волокон, для других направлений игнорирование конвекционной составляющей теплопередачи может привести к переоценке величины термического сопротивления материала.
Для плит любой структуры наличие разноплотности или локальной переориентации волокон в теле плиты сказывается на теплопередаче за счет изменения эффективного размера пор. Для плит слоистой структуры направление вектора теплопередачи потока вдоль слоя волокон увеличивает значение кондукционной составляющей теплопроводности воздуха за счет резкого увеличения эквивалентного размера пор, что должно быть указано в строительной технологической документации в целях исключения произвольной ориентации утеплителя анизотропной структуры в ограждающих конструкциях.
При расчете термического сопротивления ограждающей конструкции создание многослойных ограждающих конструкций из разноплотных слоев или однородных по плотности, но различных по структурной ориентации к тепловому потоку, должно учитываться на стадии проектирования. Для минераловатной теплоизоляции различной структуры при проектировании и монтаже необходимо учитывать ее оптимальное расположение в конструкциях в соответствии со структурными особенностями.
Литература
- 1. Allcult E. A. General discussion on heat transfer. - London, 1951. 91p. 2. Tye R. P. Termal conductiviti. London - N. Y,, 1969.-vol. 1. - 441 p. 3. Fishenden M. An introduction to heat transfer. - Oxford, 1961. - 105 p. 4. Verschoor J. D. Theoretical design requirements for improving the insulating properties of fibrous materials // Trans. Amer. Soc. Mechan. Eng. - 1952. - № 74. - P. 961-974. 5. Киселев И. Я. Зависимость теплопроводности современных теплоизоляционных строительных материалов от плотности, диаметра волокон или пор, температуры. // Строительные материалы. 2003. №7. С.17-18.
Похожие статьи
-
Химический состав веществ оказывает существенное влияние на их теплопроводность. Вещества, простые по химическому составу и строению, имеют большую...
-
Необходимо отметить, что даже небольшие изменения химического состава материалов, их физического состояния и структуры приводят к существенному изменению...
-
Теплопроводность - Физические свойства теплоизоляционных материалов
Строительный материал теплопроводность изоляция Базовой характеристикой, которая должна быть присуща теплоизоляционному материалу, является низкая...
-
А) Средняя плотность Средняя плотность г, кг/м3 - физическая величина, определяемая отношением массы тела или вещества ко всему занимаемому ими объему,...
-
Теплолит - уникальный строительный материал, представляющий собой вспененный бетон с пенополистирольным наполнителем и специальными добавками,...
-
А) Теплопроводность Теплопроводность - важнейшая характеристика теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных материалов. Единица измерения...
-
Марки стали для строительных конструкций Выбор стали производиться по нормам созданных на основе конструктивного проектирования по вариантам и...
-
Пластмассы, как материал для строительных конструкций
Пластическими массами (или пластмассами) называют материалы, которые в качестве основного компонента содержат синтетический полимер. Полимеры - это...
-
Воздухопроницаемость строительных материалов - Строительная теплофизика
Строительные материалы в основной своей массе являются пористыми телами. Размеры и структура пор у различных материалов неодинакова, поэтому...
-
Строительные материалы - композиты, Полимеры в строительстве - Композиционные материалы
Полимеры в строительстве Говоря о применении новых материалов на основе пластиков в стройиндустрии, стоит заметить следующее. Если в гражданском...
-
Инъекционные растворы фирмы "Триада Холдинг" успешно решают проблемы протечек в строительстве. Они представляют, собой однокомпонентные полиуретановые...
-
Физико-механические основы получения изделий из строительных материалов - Строительные материалы
Удельное значение в народном хозяйстве нашей страны строительных материалов и изделий по объему производства и стоимости велико; потребление их с каждым...
-
Классификация теплоизоляционных материалов - Классификация и свойства теплоизоляционных материалов
Теплоизоляционные материалы классифицируются (ГОСТ 16381-77) по следующим признакам: - виду основного исходного сырья; - структуре; - форме; -...
-
Подбор размольного оборудования - Разновидность и применение строительных материалов
В производстве древесноволокнистых плит для размола щепы применяют дефибраторы и рафинеры. Для получения высококачественных плит при размоле щепы на...
-
Основы теплопередачи в здании Перемещение теплоты всегда происходит от более теплой среды к более холодной. Процесс переноса теплоты из одной точки...
-
Введение - Разновидность и применение строительных материалов
Древесноволокнистая плита - листовой материал, изготовленный путем горячего прессования или сушки ковра из древесных волокон с введением при...
-
Каковы важнейшие физико-механические свойства древесины - Анализ строительных материалов и изделий
Истинная плотность древесиныопределяется совокупностью веществ, слагающих оболочку клеток. Так как клетки имеют схожее строение для всех пород,...
-
В наше время широко ведутся строительные работы, возводится все больше зданий, как жилых, так и промышленных. Поэтому разработка перспективных материалов...
-
Известно, что основными преимуществами пенобетона являются: экологическая чистота, влагостойкость, низкая теплопроводность, монолитность, негорючесть....
-
Для обеспечения современных требований по теплозащите зданий с целью экономии энергоресурсов на отопление толщина однослойных стен из традиционных...
-
Введение - Современные строительные материалы для отделки фасадов
Целью изучения строительных материалов является: получение необходимых знаний о классификации, физической сущности свойств, основах производства,...
-
Пеностекло: основы производства и область применения - Строительные материалы
Пеностекло (ячеистое стекло, вспененное стекло) - это высокопористый ячеистый неорганический теплоизоляционный материал, получаемый спеканием...
-
Векторно-скалярные характеристики структурной помехи в строительных конструкциях
В различных методах неразрушающего контроля, работающих с деформационными полями, точность диагностики во многом зависит от интенсивности структурной...
-
Монтажная зона крана Определяется исходя из высотности здания составляет 7 м от контура здания так как высота здания превышает 20 м [ 7, табл. 2.3 ]....
-
Заключение, Библиографический список - Разновидность и применение строительных материалов
Древесноволокнистые плиты (ДВП) это перспективный материал. Он находит широкое применение при производстве мебели и в отделочных работах в виде ламината....
-
Рассмотрены теплоизоляционные и звукоизоляционные материалы на основе жидкого стекла, отверждаемые при повышенной температуре. Данные материалы...
-
Керамические плитки для внутренней облицовки ваиных комнат, бань, прачечных, больничных и других помещений прочно вошли в строительную практику. В...
-
Водопоглощение - Физические свойства теплоизоляционных материалов
Водопоглощение -- способность материала впитывать и удерживать в своих порах влагу при непосредственном соприкосновении с водой (например, при...
-
История развития строительных материалов и конструкций
История развития строительных материалов и конструкций Чтобы уяснить сущность строительных материалов и конструкций, необходимо представить историю их...
-
Классификация бетонов. Основные требования - Строительные материалы
Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и твердения правильно подобранной бетонной смеси, состоящей из...
-
Это своего рода сплав, который состоит из цинка с добавлением меди и титана. Цинк обеспечивает коррозионную стойкость, медь и титан -- пластичность и...
-
Область и эффективность применения карты Карта предназначена для организации труда рабочих при монтаже самоходным гусеничным краном панелей покрытия...
-
Свойства, строение и состав строительных материалов - Строительные материалы
Свойства строительного материала определяются его структурой. Для получения материала заданных свойств следует создать его внутреннюю структуру,...
-
Основы производства керамических материалов - Керамические строительные материалы
Основным сырьевым компонентом керамических строительных материалов является Глина - осадочная горная порода, состоящая из природных водных алюмосиликатов...
-
Поэлементные поставки: 1) местные строительные материалы: щебень, бетон; Производственный запас (временной): бетон - 5 дней, щебень 5 дней. 2)...
-
Потребность в строительных конструкциях, деталях, полуфабрикатах, материалах для постройки здания находим исходя из объемов работ и построим график их...
-
Заключение - Керамические строительные материалы
Керамическими называют каменные изделия, получаемые из минерального сырья путем его формования и обжига при высоких температурах. Термин "керамика"...
-
Свойства, Эстетические свойства - Керамические строительные материалы
Эксплуатационно-технические свойства керамических материалов непосредственно связаны с характером их структуры, образующейся в процессе обжига. Выделяют...
-
Надстраивание жилой домостроение конструкция Рекомендации включают 4 варианта конструктивных систем надстраиваемых этажей, основные характеристики и...
-
Номенклатура - Керамические строительные материалы
По конструктивному назначению различают керамические изделия: для стен (кирпич и керамические камни); облицовки фасадов (лицевой кирпич, плитки);...
Влияние структурного фактора на теплопроводность эффективных минераловатных теплоизоляционных строительных материалов