Przewodność cieplna materiałów budowlanych - wykład

Notatkę dodano: 01.07.2013,
Pobrań: 6,
Wyświetleń: 283
Podgląd dokumentu

Przewodność cieplna materiałów budowlanych

W punkcie 1.1 przyjęliśmy, że współczynnik λ jest wielkością stałą dla danego materiału. W rzeczywistości większość materiałów wykazuje anizotropię termiczną (materiały krystaliczne i włókniste), co oznacza, że λ zależy od kierunku przepływu ciepła. Ma to np. miejsce w przypadku drewna. Dla drewna sosnowego przy przepływie w poprzek włókien λ =0,16 W/m2*K zaś przy przepływie wzdłuż włókien λ =0,35 W/m2*K . Podobne zjawisko występuje w takich materiałach jak maty i płyty z wełny szklanej i mineralnej.

W materiałach porowatych, włóknistych lub ziarnistych ma miejsce nie tylko przewodzenie ciepła, ale złożona wymiana ciepła: przez przewodzenie w substancji stałej oraz przez przewodzenie i promieniowanie w komórkach powietrznych. Ponieważ współczynnik przewodzenia ciepła dla powietrza jest znacznie mniejszy niż dla substancji stałej, więc ze spadkiem gęstości materiału (a tym samym wzrostem porowatości) maleje również jego przewodność cieplna. Między poszczególnymi materiałami o tej samej substancji stałej i tej samej gęstości mogą istnieć znaczne różnice wartości współczynników przewodzenia ciepła. Wynika to z faktu, że przewodność cieplna zależy również od struktury porów, tj. od udziału porów różnej średnicy w ogólnej objętości porów.

Rys. 1.1. Wpływ porowatości na współczynnik przewodzenia ciepła.

Współczynnik λ zależy również od temperatury i zwiększa się wraz z jej wzrostem. W przypadku materiałów budowlanych i w zakresie temperatur występujących w przegrodach w normalnych warunkach ich użytkowania zmiany te są pomijalnie małe. O wiele istotniejszy jest wpływ zawilgocenia na współczynnik przewodności cieplnej. Woda zapełniająca pory materiałów budowlanych ma współczynnik przewodności cieplnej około dwudziestokrotnie większy niż powietrze; λ dla wody wynosi ok. 0,56 W/m2*K dla powietrza w temperaturze 0 Cº wynosi 0,024 W/m2*K. Z tego względu współczynnik przewodności cieplnej w znacznym stopniu zależy od wilgotności materiału i warunków eksploatacyjnych pomieszczeń. Dla niektórych przegród wykonywanych przy użyciu procesów mokrych lub z materiałów o znacznej początkowej ilości wilgoci technologicznej wzrost współczynnika λ może być nawet dwukrotny w porównaniu do λ dla wilgotności eksploatacyjnej. Natomiast wiele materiałów ma w warunkach eksploatacji wartość λ 1,5-krotnie większą niż dla materiału suchego.

Rys. 1.2. Wpływ wilgotności na współczynnik przewodzenia ciepła.