![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Строительная теплофизика
- •Содержание
- •1 Теплообмен в помещении
- •1.1 Общая схема теплообмена в помещении
- •2 Общий теплообмен на поверхности в помещении
- •3 Тепловой баланс воздуха в помещении
- •4 Микроклимат помещения и система его обеспечения
- •5 Теплоустойчивость ограждающих конструкций (аналитическое решение задачи о затухании температурных колебаний)
- •6 Инженерный метод расчёта устойчивости
- •7 Воздушный режим здания и учет воздухопроницания в процессе теплопередачи через ограждения
- •8 Воздухопроницаемость конструкций
- •9 Воздушный режим здания
- •10 Теплопередача через ограждения при наличии воздухопроницаемости
- •11 Учет воздушного режима здания при выборе основных схем систем отопления и вентиляции
- •12 Теплопроводность и влажностный режим ограждения
- •13 Влага воздуха помещения
- •14 Теплофизические характеристики строительных материалов
- •15 Расчет влажностного режима наружных ограждений
- •16 Проверка на возможность конденсации в толще наружного ограждения
- •Литература
14 Теплофизические характеристики строительных материалов
Строительные материалы являются сложными капильрно-пористыми телами, поры которых могут быть заполнены влажным воздухом, жидкой влагой и льдом.
1. Влага, поглощенная строительным материалом удерживается силой взаимодействия молекул воды с молекулами материала на поверхности его твердой части и силами поверхностного натяжения воды.
Энергия связи влаги с твердым скелетом зависит от количества влаги, наиболее прочно удерживается в материале влага, содержащаяся в нем в малых количествах. В сильно увлажненном материале влага слабо связана, сравнительно свободно перемещается.
2.
Теплопроводность
,
Вт/(м∙°C),
характеризует свойства материалов
проводить тепло. В толще влажного
строительного материала передача тепла
происходит несколькими путями:
- через твердый скелет;
- пленки жидкой влаги;
- лед.
В порах заполненных влажным воздухом, кроме теплопроводности теплообмен происходит конвекцией и излучением.
При влагообмене тепло может переноситься жидкой и парообразной влагой, а так же вследствие фазовых превращений.
Определенное количество тепла переносится фильтрующим через материал воздухом.
3. Строительные материалы различаются составом и строением их твердой части – скелета.
Проводимость тепла скелетов материалов не ограниченна происхождения значительно выше, чем у органических. Величины теплопроводности твердой части неорганичных материалов равны:
при аморфной структуре 0,7÷3,5;
при кристаллической строение 4,6÷14.
Твердая
часть материалов органического
происхождения имеет
=0,29÷0,41;
пластмассы – 0,16÷0,35. Материалы волокнистой
структуры в большинстве случаев имеют
значения теплопроводности при направлении
теплового потока вдоль волокон в 2÷3
раза больше, чем при направлении потока
поперек волокон.
4. Свойства теплопроводности при прочих равных условиях зависят и от крупности пор. В сообщающихся порах могут возникать конвективные токи воздуха, которые повышают проводимость тепла.
Увеличение пористости в таких материалах приводит к возрастанию общей теплопроводности.
5.
Коэффициент теплопроводности отдельных
видов материалов зависит от их объемной
массы влажности и температуры. В основном
эти зависимости определяется соотношением
составляющих, которыми может быть
заполнен объем материала. Теплопроводность
материала сильно отличается от
теплопроводности воздуха
0,023.
Влага,
заполняющая поры имеет коэффициент
теплопроводности около 0,58, т.е. в 25 раз
больше, чем у воздуха. При переходе в
лед жидкой влаги теплопроводность
увеличивается в 4 раза, т.к.
.
С увеличением объемной массы теплопроводность одного и того же материала увеличивается.
6.
Зависимость
от влажности является очень важным, с
увеличением влажности материала
возрастает. Увеличение
связано с замещением в порах жидкой
влаги на воздух, имеющих более высокий
.
На стыках между частицами материала пленки воды создают «водяные манжеты», которые увеличивают площадь контакта между частями и способствует теплообмену между ними.
7.
При высоких температурах
с увеличением влажности растет быстрее.
Перенос тепла в следствие влагообмена
оказывается, тем больше, чем выше
температура.
8. При переходе в зону отрицательных температур не вся влага сразу превращается в лед. С начала замерзает только свободная влага не связанная со скелетами в больших порах и капиллярах.
По мере понижения температуры количество твердых фаз влаги увеличивается за счет замерзания связанной влаги (обожженная керамика, песок), где почти вся масса влаги замерзает при температуре от -1 до -3 °С.
Значительно
сильнее это свойство проявляется в
коллоидных телах (глина). Теплопроводность
мерзлого материала заметно выше, чем
талого, но при малых содержаниях льда
в сравнительно крупных порах может
образовываться рыхлый иней, вследствие
чего
уменьшается.
9. Влажность материала в ограждениях изменяется и во времени. В начальный период это связано с внесением в конструкцию «строительной влаги».
В процессе эксплуатации, после того, как часть влаги испарится, материалы стен или перекрытий входят в некоторый установившейся влажный режим (квазистационарный). Влажность в этот период зависит от положения материалов в конструкции, внутренних условий помещения, климата, района постройки.
Значение
для расчета теплового режима зданий
принято устанавливать по так называемой
«нормальной» влажности в период
эксплуатации.