Физика среды и ограждающих конструкций. Естественное освещение помещений естественное освещение, страница 2

Но ограждения по своей конструкции практически не бывают однородными, а включают несколько слоев, например штукатурку, воздушный прослоек и др., поэтому термическое сопротивление многослойного ограждения складывается из термических сопротивлений отдельных слоев, входящих в состав ограждения. Коэффициент теплопроводности X — это количество тепла, которое проходит через 1 м2 поверхности материала толщиной 1 м за единицу времени при разности температур обеих поверхностей 1°. Значения его для различных материалов приводятся в СНиП. Зависит коэффициент теплопроводности от многих факторов, основным из которых является объем¬ный вес у в кг/м3 [объемная масса, или плотноть, р в кг/м3]. Чем меньше объемный вес материала [объемная масса], то есть чем больше его пористость, тем меньшей теплопроводностью он обладает и тем ниже его коэффициент теплопроводности и наоборот.

Так, например, кладка на «тяжелом» растворе из кирпича глиняного обыкновенного (у = 1800 кг/м3) имеет коэффициент теплопроводности X =0,6 ккал/м; из железобетона (у = 2500) — 1,2 [1,396]; шлакобетона (у = 1600) — 0,6 [0,698]; ваты минеральной (у = 150) — 0,045 [0,0523] и т. д. На коэффициент теплопроводности значительное влияние оказывают размер, форма, а также характер расположения пор и пустот в материале.

 Мелкие замкнутые поры, заполненные воздухом, обладают очень низким коэффициентом теплопроводности. С увеличением размера пор и пустот коэффициент теплопроводности резко возрастает. Так, замкнутые воздушные поры размером до 1 мм имеют X =0,02 [0,023]; при значительном увеличении ячеек, например до 15 см, значение X возрастает до 0,62 [0,721 ]. Меньший коэффициент теплопроводности имеют замкнутые (несообщающиеся) поры и пустоты.

Один и тот же материал или изделие, например пустотелый камень, может иметь различную теплопроводность в зависимости от того, как он будет уложен в конструкцию. Камни со щелевидными пустотами придают лучшие теплотехнические качества ограждению при размещении их щелями поперек теплового потока (вдоль стены),чем параллельно тепловому потоку. При этом разница в показателях коэффициентов теплопроводности может быть значительной.

Например, керамического камня с семью щелевидными пустотами при укладке его тычком на фасад, то есть щелями перпендикулярно к тепловому потоку, равен 0,46 [0,534]; тот же камень, уложенный ложком на фасад, будет иметь X =0,65 [0,756]. Поэтому при возведении стен эти камни стараются укладывать так, чтобы на фасад стены, по возможности, выходило больше тычковых рядов. Большим коэффициентом теплопроводности обладает вода: X = 0,5 [0,5811, еще большим лед: X = 2 [2,326 ].

Поэтому увлажнение материалов и тем более замерзание их в увлажненном состоянии ухудшают теплотехнические показатели ограждающих конструкций в связи с увеличением коэффициента теплопроводности материала конструкции. Из формулы определения термического сопротивления однородных ограждающих конструкций вытекает, что для повышения теплоизоляционных свойств ограждений необходимо увеличить их толщину или уменьшить коэффициент теплопроводности.

Более выгодным по экономическим соображениям является применение материалов с малым коэффициентом теплопроводности, а также эффективных (слоистых, с воздушным прослойком) конструкций при обеспечении необходимой прочности ограничения. Последнее в большинстве случаев удается легко достигнуть в стеновых ограждениях зданий малой этажности, а также каркасных, так как здесь толщина стен обычно определяется условиями теплоизоляции, а не прочности.