Būvmateriālu siltumvadītspējas koeficients: ko nozīmē rādītājs + vērtību tabula

Celtniecība paredz jebkuru piemērotu materiālu izmantošanu. Galvenie kritēriji – drošība dzīvībai un veselībai, siltumvadītspēja, uzticamība. Tālāk seko cena, estētiskās īpašības, pielietojuma universālums utt.

Apskatīsim vienu no svarīgākajām būvmateriālu īpašībām – siltumvadītspējas koeficientu, jo tieši no šīs īpašības lielā mērā ir atkarīgs, piemēram, komforta līmenis mājā.

Kas ir būvmateriāla KTP?

Teorētiski un arī praktiski ar būvmateriāliem parasti tiek izveidotas divas virsmas – ārējā un iekšējā. No fizikas viedokļa siltā zona vienmēr tiecas uz auksto zonu.

Attiecībā uz būvmateriālu siltums tiecas no vienas virsmas (siltākas) uz otru virsmu (vēsāku). Faktiski materiāla spēja attiecībā uz šādu pāreju tiek saukta par siltumvadītspējas koeficientu jeb saīsināti – KTP.

Shēma, kas izskaidro siltumvadītspējas efektu: 1 – siltuma enerģija; 2 – siltumvadītspējas koeficients; 3 – pirmās virsmas temperatūra; 4 – otrās virsmas temperatūra; 5 – būvmateriāla biezums

KTP raksturlielums parasti balstās uz testiem, kad tiek ņemts eksperimentāls paraugs ar izmēriem 100x100 cm un tam tiek pielietota termiskā iedarbība, ņemot vērā divu virsmu temperatūras starpību 1 grāds. Iedarbības laiks 1 stunda.

Attiecīgi siltumvadītspēju mēra vatos uz metru uz grādu (W/m°C). Koeficientu apzīmē ar grieķu simbolu λ.

Pēc noklusējuma dažādu būvmateriālu siltumvadītspēja ar vērtību, kas mazāka par 0,175 W/m°C, pielīdzina šos materiālus izolācijas klasei.

Mūsdienu ražošana ir apguvusi tehnoloģijas būvmateriālu ražošanai, kuru KTP līmenis ir mazāks par 0,05 W/m°C. Pateicoties šādiem izstrādājumiem, ir iespējams panākt izteiktu ekonomisku efektu enerģijas resursu patēriņa ziņā.

Faktoru ietekme uz siltumvadītspējas līmeni

Katram atsevišķam būvmateriālam ir noteikta uzbūve un savdabīgs fiziskais stāvoklis.

Pamats tam ir:

• struktūras kristālu izmēri;
• vielas fāzes stāvoklis;
• kristalizācijas pakāpe;
• kristālu siltumvadītspējas anizotropija;
• porainības un struktūras tilpums;
• siltuma plūsmas virziens.

Tas viss ir ietekmējošie faktori. Noteiktu ietekmi uz siltumvadītspējas koeficienta (SVK) līmeni ietekmē arī ķīmiskais sastāvs un piemaisījumi. Piemaisījumu daudzums, kā rāda prakse, īpaši izteikti ietekmē kristālisko komponentu siltumvadītspējas līmeni.

Izolācijas būvmateriāli ir produktu klase būvniecībai, kas radīti, ņemot vērā SVK īpašības, kas tuvinātas optimālajām īpašībām. Tomēr sasniegt ideālu siltumvadītspēju, saglabājot citas īpašības, ir ārkārtīgi sarežģīti.

Savukārt ietekmi uz SVK rada būvmateriāla ekspluatācijas apstākļi – temperatūra, spiediens, mitruma līmenis un citi.

Būvmateriāli ar minimālu KTP

Saskaņā ar pētījumiem minimālā siltumvadītspēja (aptuveni 0,023 W/m°C) ir sausam gaisam.

No sausā gaisa pielietošanas viedokļa būvmateriāla struktūrā ir nepieciešama konstrukcija, kurā sausais gaiss atrodas slēgtu, daudzu, neliela tilpuma telpu iekšpusē. Konstruktīvi šāda konfigurācija ir attēlota kā daudzas poras struktūras iekšpusē.

No tā loģisks secinājums: būvmateriālam, kura iekšējā struktūra ir porains veidojums, ir jābūt ar zemu SVK līmeni.

Turklāt, atkarībā no materiāla maksimāli pieļaujamās porainības, siltumvadītspējas vērtība tuvojas sausā gaisa SVK vērtībai.

Būvmateriāla ar minimālu siltumvadītspēju izveidei veicina poraina struktūra. Jo vairāk dažāda tilpuma poru ir materiāla struktūrā, jo labāku SVK ir iespējams iegūt.

Mūsdienu ražošanā tiek izmantotas vairākas tehnoloģijas, lai iegūtu būvmateriāla porainību.

Jo īpaši tiek izmantotas tehnoloģijas:

• putošana;
• gāzu veidošana;
• ūdens aizture;
• uzbriedināšana;
• piedevu ieviešana;
• šķiedru karkasu izveide.

Jāatzīmē: siltumvadītspējas koeficients ir tieši saistīts ar tādām īpašībām kā blīvums, siltumietilpība, temperatūras vadītspēja.

Siltumvadītspējas vērtību var aprēķināt pēc formulas:

λ = Q / S * (T₁-T₂)*t,

Kur:

• Q – siltuma daudzums;
• S – materiāla biezums;
• T₁, T₂ – temperatūra no abām materiāla pusēm;
• t – laiks.

Vidējais blīvums un siltumvadītspēja ir apgriezti proporcionāli porainības lielumam. Tāpēc, pamatojoties uz būvmateriāla struktūras blīvumu, siltumvadītspējas atkarību no tā var aprēķināt šādi:

λ = 1,16 √ 0,0196+0,22d² – 0,16,

Kur: d – blīvuma vērtība. Šī ir V.P. Ņekrasova formula, kas parāda konkrēta materiāla blīvuma ietekmi uz tā SVK vērtību.

Mitruma ietekme uz būvmateriāla siltumvadītspēju

Atkal, spriežot pēc būvmateriālu izmantošanas piemēriem praksē, atklājas mitruma negatīvā ietekme uz būvmateriāla siltumvadītspējas koeficientu (SVK). Ir novērots – jo vairāk būvmateriāls tiek mitrināts, jo augstāka kļūst SVK vērtība.

Ar dažādiem paņēmieniem cenšas pasargāt būvniecībā izmantoto materiālu no mitruma iedarbības. Šis pasākums ir pilnībā pamatots, ņemot vērā koeficienta paaugstināšanos mitram būvmateriālam.

Šādu momentu pamatot nav grūti. Mitruma ietekmi uz būvmateriāla struktūru pavada gaisa mitrināšana porās un daļēja gaisa vides aizvietošana.

Ņemot vērā, ka ūdens siltumvadītspējas koeficienta parametrs ir 0,58 W/m°C, kļūst saprotams būvmateriāla SVK būtiskais pieaugums.

Jāatzīmē arī vēl negatīvāks efekts, kad ūdens, kas nokļūst porainajā struktūrā, papildus tiek sasaldēts – pārvēršas ledū.

Attiecīgi, nav grūti aprēķināt vēl lielāku siltumvadītspējas pieaugumu, ņemot vērā ledus SVK parametrus, kas vienādi ar 2,3 W/m°C. Pieaugums ir aptuveni četras reizes salīdzinājumā ar ūdens siltumvadītspējas parametru.

Par vienu no iemesliem atteikties no ziemas būvniecības par labu būvniecībai vasarā jāuzskata tieši dažu būvmateriālu veidu iespējamās apsalšanas faktors un tā rezultātā – siltumvadītspējas paaugstināšanās.

Līdz ar to kļūst acīmredzamas būvniecības prasības attiecībā uz izolācijas būvmateriālu aizsardzību no mitruma iekļūšanas. Jo siltumvadītspējas līmenis pieaug tieši proporcionāli kvantitatīvajam mitrumam.

Ne mazāk nozīmīgs šķiet arī cits moments – pretējs, kad būvmateriāla struktūra tiek pakļauta būtiskai sildīšanai. Pārmērīgi augsta temperatūra arī provocē siltumvadītspējas pieaugumu.

Tas notiek tādēļ, ka palielinās molekulu kinemātiskā enerģija, kas veido būvmateriāla strukturālo pamatu.

Tiesa, pastāv materiālu klase, kuru struktūra, gluži pretēji, iegūst labākas siltumvadītspējas īpašības spēcīgas sildīšanas režīmā. Viens no šādiem materiāliem ir metāls.

Ja spēcīgas sildīšanas ietekmē lielākā daļa plaši izplatīto būvmateriālu maina siltumvadītspēju uz palielināšanos, spēcīga metāla sildīšana rada pretēju efektu – metāla SVK samazinās.

Koeficienta noteikšanas metodes

Šajā virzienā tiek izmantotas dažādas metodikas, bet faktiski visas mērīšanas tehnoloģijas ir apvienotas divās metožu grupās:

1. Stacionāro mērījumu režīms.
2. Nestacionāro mērījumu režīms.

Stacionārā metode paredz darbu ar parametriem, kas laika gaitā nemainās vai mainās nenozīmīgā pakāpē. Šī tehnoloģija, spriežot pēc praktiskā lietojuma, ļauj cerēt uz precīzākiem KTP rezultātiem.

Darbības, kas vērstas uz siltumvadītspējas mērījumiem, stacionārā metode atļauj veikt plašā temperatūras diapazonā – 20 – 700 °C. Taču vienlaikus stacionārā tehnoloģija tiek uzskatīta par darbietilpīgu un sarežģītu metodiku, kas prasa lielu laika daudzumu izpildei.

Aparāta piemērs, kas paredzēts siltumvadītspējas koeficienta mērījumu veikšanai. Šī ir viena no modernajām digitālajām konstrukcijām, kas nodrošina ātra un precīza rezultāta iegūšanu.

Cita mērījumu tehnoloģija – nestacionārā, šķiet vienkāršotāka, kas darbu izpildei prasa no 10 līdz 30 minūtēm. Tomēr šajā gadījumā temperatūras diapazons ir būtiski ierobežots. Neskatoties uz to, metodika ir atradusi plašu pielietojumu ražošanas sektora apstākļos.

Būvmateriālu siltumvadītspējas tabula

Nav jēgas pakļaut mērījumiem daudzus esošos un plaši izmantotos būvmateriālus.

Visi šie produkti parasti ir atkārtoti pārbaudīti, uz kā pamata ir sastādīta būvmateriālu siltumvadītspējas tabula, kurā ietilpst praktiski visi būvniecībā nepieciešamie materiāli.

Viens no šādas tabulas variantiem ir parādīts zemāk, kur KTP – siltumvadītspējas koeficients:

Iesakām izlasīt arī citus mūsu rakstus, kuros stāstām par to, kā pareizi izvēlēties siltumizolācijas materiālu:

1. Siltumizolācijas materiāli mansarda jumtam.
2. Materiāli mājas siltināšanai no iekšpuses.
3. Siltumizolācijas materiāli griestiem.
4. Materiāli ārējai siltumizolācijai.
5. Siltumizolācija grīdai koka mājā.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Tematisks videoklips, kurā pietiekami detalizēti tiek izskaidrots – kas ir KTP un “ar ko to ēd”. Iepazīstoties ar klipā sniegto materiālu, ir lielas iespējas kļūt par profesionālu būvnieku.

Acīmredzams moments – potenciālajam būvniekam obligāti jāzina par siltumvadītspēju un tās atkarību no dažādiem faktoriem. Šīs zināšanas palīdzēs būvēt ne tikai kvalitatīvi, bet ar augstu objekta uzticamības un ilgmūžības pakāpi. Koeficienta izmantošana būtībā ir reāla naudas taupīšana, piemēram, maksājot par tiem pašiem komunālajiem pakalpojumiem.

Ja jums ir radušies jautājumi vai ir vērtīga informācija par raksta tēmu, lūdzu, atstājiet savus komentārus zemāk esošajā blokā.