Стройматериалы
Теплопроводность строительных материалов является одной из важнейших их характеристик. Теплопроводность – это свойство материалов передавать тепло путем теплового движения элементарных частиц от участков с более высокой температурой к участкам с более низкой. При строительстве зданий и сооружений, жилых или производственных, в которых необходимо поддержание того или иного теплового режима, чем ниже теплопроводность материалов, из которых сделаны их стены, тем легче создать и поддерживать в них необходимую температуру, тем меньше на это нужно энергии, тем ниже на это затраты. Естественно, что при этом необходимо учитывать и другие свойства, такие как прочность на сжатие, плотность, экологичность, упругость, пожаробезопасность и т.д.
Широкое распространение в течении многих веков использование дерева для строительства домов, особенно в местностях с суровыми, длинными зимами, в первую очередь связано с его низкой теплопроводностью. Коэффициент теплопроводности сосны и ели (поперек волокон) при плотности 500 кг/м3 составляет 0,18 Вт/м*К. Такие дома легко нагреваются и долго держат тепло. Но и в краях с жарким климатом такие дома тоже хороши, они хорошо сохраняют прохладу.
Каменные дома конечно более прочные, способные веками сохранять неизменными свою прочность, функциональность, не теряя внешней привлекательности. Однако согреть каменный дом достаточно сложно.
Такой замечательный по своей прочности материал как железобетон широко используется для строительства фундаментов, плит перекрытия, дорожных плит и других изделий, но для строительства стен отапливаемых зданий практически не применяется, так как его коэффициент теплопроводности в среднем составляет 2,4 Вт/м*К. Топить дом из железобетона почти то же, что отапливать улицу.
Такой широко распространенный материал, как керамический (красный) кирпич, имеет коэффициент теплопроводности для полнотелого 0,5 – 0,8 Вт/м*К, щелевой или с техническими пустотами в пределах 0,34 – 0,57 Вт/м*К, а так называемая теплая керамика вообще 0,11 Вт/м*К.
Коэффициент теплопроводности полнотелого силикатного кирпича – 0,7 – 0,8 Вт/м*К, его же щелевого или с техническими пустотами – 0,4 – 0,66 Вт/м*К.
Газоблок и щелевой керамический кирпич
Коэффициенты теплопроводности таких материалов как стеновые блоки так же различаются очень сильно. К примеру, коэффициенты теплопроводности ячеистых блоков, к которым относятся газобетонные блоки и пеноблоки с плотностью от 500 до 900 кг/м3, имеют коэффициенты теплопроводности в пределах от 0,23 до 0,35 Вт/м*К. У керамзитобетонных блоков при плотности 800 – 1000 кг/м3 – 0,19 – 0,27 Вт/м*К. У арболитовых блоков при плотности от 500 до 600 кг/м3 – 0,095 – 0,12 Вт/м*К. Наиболее ходовые полистиролбетонные блоки с плотностью 450 – 600 кг/ м3 имеют коэффициент теплопроводности0,115 – 0,145 Вт/м*К.
Наиболее широко распространенные пенопласты – пенополистиролы ПСБ-С 15 – ПСБ-С 50, имеют коэффициенты теплопроводности в пределах 0,038 – 0,043 Вт/м*К. Минераловатные плиты – в пределах 0,07 – 0,08 Вт/м*К.
Наиболее высокая теплопроводность у металлов. У стали (плотность 7850 кг/м3) 58 Вт/м*К, у алюминия (плотность 2600 кг/м3) – 221 Вт/м*К, у меди (плотность 8500 кг/м3) – 407 Вт/м*К. При этом теплопроводность чистых металлов заметно выше теплопроводности сплавов.
Для ориентировочной оценки теплосберегающих свойств материалов часто используют сравнение с кирпичной стеной, то есть какой-либо материал во столько-то раз теплее, чем кирпичная стена, или по сравнению с таким-то материалом кирпичная стена с такими же теплосберегающими свойствами была бы во столько-то раз толще. Эти сравнения не всегда корректны. Во-первых, кирпич в этом случае принимается красный (керамический) полнотелый, хотя сейчас при строительстве чаще используют щелевой с более низкой теплопроводностью. Во-вторых, говоря о теплопроводности какого-либо материала, например газобетона, как правило не упоминают о том, что стена, построенная из него, имеет более высокую теплопроводность, чем он сам, за счет потерь через так называемые «мостики холода» – швы между блоками. А это тоже надо учитывать. Ну а при строительстве стараться мостики холода уменьшать, например за счет кладки не на кладочный раствор, а на клеевые строительные тонкодисперсные смеси, позволяющие уменьшить толщину швов до 1 – 2 мм.
При выбор материалов для строительства дома конечно нужно учитывать далеко не одну только теплопроводность, а целый ряд характеристик. Но и пренебрежение тщательным подбором материалов с учетом и их теплосберегающих свойств тоже, может привести к повышенным энергозатратам во время эксплуатации.