O negócio da construção envolve o uso de qualquer material adequado. Os principais critérios são segurança para a vida e saúde, condutividade térmica, confiabilidade. A seguir, preço, estética, versatilidade etc.
Considere uma das características mais importantes dos materiais de construção - o coeficiente de condutividade térmica, pois é precisamente nessa propriedade que, por exemplo, depende do nível de conforto da casa.
O que é o material de construção KTP?
Teoricamente, e praticamente o mesmo, com materiais de construção, como regra, duas superfícies são criadas - externa e interna. Do ponto de vista da física, uma região quente sempre tende a uma região fria.
Em relação ao material de construção, o calor tenderá de uma superfície (mais quente) para outra (menos quente). Aqui, de fato, a capacidade de um material em relação a essa transição é chamada de coeficiente de condutividade térmica ou, na abreviação, KTP.
Esquema que explica o efeito da condutividade térmica: 1 - energia térmica; 2 - coeficiente de condutividade térmica; 3 - temperatura da primeira superfície; 4 - temperatura da segunda superfície; 5 - espessura do material de construção
As características da subestação transformadora geralmente são baseadas em testes, quando uma amostra experimental de 100x100 cm é coletada e o efeito térmico é aplicado a ela, levando em consideração a diferença de temperatura entre as duas superfícies de 1 grau. O tempo de exposição é de 1 hora.
Por conseguinte, a condutividade térmica é medida em watts por metro por grau (W / m ° C). O coeficiente é indicado pelo símbolo grego λ.
Por padrão, a condutividade térmica de vários materiais para construção com um valor inferior a 0,175 W / m ° C, iguala esses materiais à categoria de isolamento.
A produção moderna domina a tecnologia de fabricação de materiais de construção, cujo nível de KTP é inferior a 0,05 W / m ° C. Graças a esses produtos, é possível obter um efeito econômico pronunciado em termos de consumo de recursos energéticos.
Influência de fatores no nível de condutividade térmica
Cada material de construção individual possui uma estrutura específica e um tipo de condição física.
As bases disso são:
- dimensão dos cristais da estrutura;
- estado de fase da substância;
- grau de cristalização;
- anisotropia da condutividade térmica dos cristais;
- volume de porosidade e estrutura;
- direção do fluxo de calor.
Todos esses são fatores de influência. A composição química e as impurezas também têm um certo efeito no nível de KTP. A quantidade de impurezas, como a prática demonstrou, tem um efeito particularmente expressivo no nível de condutividade térmica dos componentes cristalinos.
Materiais de construção isolantes - uma classe de produtos para construção, criada levando em consideração as propriedades da KTP, próximas às propriedades ideais. No entanto, alcançar a condutividade térmica ideal, mantendo outras qualidades, é extremamente difícil
Por sua vez, o KTP é influenciado pelas condições operacionais do material de construção - temperatura, pressão, umidade, etc.
Materiais de construção com KTP mínimo
Segundo estudos, o valor mínimo de condutividade térmica (cerca de 0,023 W / m ° C) possui ar seco.
Do ponto de vista do uso de ar seco na estrutura de um material de construção, é necessário um projeto em que o ar seco resida dentro de vários espaços fechados de pequeno volume. Estruturalmente, essa configuração é apresentada na imagem de numerosos poros dentro da estrutura.
Daí a conclusão lógica: os materiais de construção, cuja estrutura interna é uma formação porosa, devem ter um nível baixo de KTP.
Além disso, dependendo da porosidade máxima permitida do material, o valor da condutividade térmica se aproxima do valor de KTP do ar seco.
A criação de um material de construção com condutividade térmica mínima é facilitada pela estrutura porosa. Quanto mais poros de volumes diferentes estiverem contidos na estrutura do material, melhor KTP é aceitável para obter
Na produção moderna, várias tecnologias são usadas para obter porosidade do material de construção.
Em particular, as seguintes tecnologias são usadas:
- espumação;
- formação de gás;
- abastecimento de água;
- inchaço;
- introdução de aditivos;
- criar quadros de fibra.
Note-se: o coeficiente de condutividade térmica está diretamente relacionado a propriedades como densidade, capacidade térmica, condutividade térmica.
O valor da condutividade térmica pode ser calculado pela fórmula:
λ = Q / S * (T1-T2) * t,
Onde:
- Q - a quantidade de calor;
- S - espessura do material;
- T1, T2 - temperatura em ambos os lados do material;
- t - Tempo.
O valor médio da densidade e da condutividade térmica é inversamente proporcional ao valor da porosidade. Portanto, com base na densidade da estrutura do material de construção, a dependência da condutividade térmica pode ser calculada da seguinte forma:
λ = 1,16 √ 0,0196 + 0,22d2 – 0,16,
Onde: d É o valor da densidade. Esta é a fórmula de V.P. Nekrasov, demonstrando a influência da densidade de um material em particular no valor de seu KTP.
O efeito da umidade na condutividade térmica de materiais de construção
Mais uma vez, a julgar pelos exemplos do uso de materiais de construção na prática, é revelado o efeito negativo da umidade sobre os materiais de construção KTP. Note-se que quanto mais umidade um material de construção sofre, maior o valor do KTP.
De várias maneiras, eles procuram proteger o material usado na construção da umidade. Esta medida é justificada, dado o aumento do coeficiente de material de construção úmido
É fácil justificar esse momento. O efeito da umidade na estrutura do material de construção é acompanhado pela umidificação do ar nos poros e substituição parcial do ar.
Dado que o parâmetro do coeficiente de condutividade térmica da água é de 0,58 W / m ° C, torna-se claro um aumento significativo na condutividade térmica do material.
Também deve ser observado um efeito mais negativo, quando a água que entra na estrutura porosa é adicionalmente congelada - ela se transforma em gelo.
Assim, é fácil calcular um aumento ainda maior da condutividade térmica, levando em consideração os parâmetros da CFT do gelo, igual ao valor de 2,3 W / m ° C. Um aumento de cerca de quatro vezes na condutividade térmica da água.
Uma das razões para o abandono da construção de inverno em favor da construção no verão deve ser considerada precisamente o fator do possível congelamento de certos tipos de materiais de construção e, como resultado, maior condutividade térmica
A partir disso, os requisitos de construção relativos à proteção de materiais de construção isolantes da penetração de umidade se tornam aparentes. Afinal, o nível de condutividade térmica aumenta em proporção direta à umidade quantitativa.
Não menos importante é outro ponto - o oposto, quando a estrutura do material de construção é submetida a um aquecimento significativo. A temperatura excessivamente alta também provoca um aumento na condutividade térmica.
Isso ocorre devido ao aumento da energia cinemática das moléculas que compõem a base estrutural do material de construção.
É verdade que existe uma classe de materiais cuja estrutura, pelo contrário, adquire as melhores propriedades de condutividade térmica no regime de forte aquecimento. Um desses materiais é metal.
Se, sob forte aquecimento, a maioria dos materiais de construção difundidos altera a condutividade térmica para cima, o forte aquecimento do metal leva ao efeito oposto - o coeficiente de transferência térmica do metal diminui
Métodos de determinação de coeficientes
Diferentes métodos são usados nessa direção, mas, de fato, todas as tecnologias de medição são combinadas por dois grupos de métodos:
- Modo de medição estacionária.
- Modo de medição não estacionário.
A técnica estacionária implica trabalhar com parâmetros que são inalterados ao longo do tempo ou variam insignificantemente. Esta tecnologia, julgada por aplicações práticas, permite contar com resultados mais precisos do KTP.
As ações destinadas a medir a condutividade térmica, o método estacionário podem ser realizadas em uma ampla faixa de temperatura - 20 - 700 ° C. Mas, ao mesmo tempo, a tecnologia estacionária é considerada uma técnica complexa e demorada, exigindo muito tempo para execução.
Um exemplo de um aparelho projetado para realizar medições do coeficiente de condutividade térmica. Este é um dos designs digitais modernos que fornece resultados rápidos e precisos.
Outra tecnologia de medição é não estacionária, parece mais simplificada, exigindo 10 a 30 minutos para concluir o trabalho. No entanto, neste caso, a faixa de temperatura é significativamente limitada. No entanto, a técnica encontrou ampla aplicação no setor manufatureiro.
Tabela de condutividade térmica de materiais de construção
Não faz sentido medir muitos materiais de construção existentes e amplamente utilizados.
Todos esses produtos, como regra, foram testados repetidamente, com base nos quais uma tabela de condutividade térmica dos materiais de construção foi compilada, incluindo quase todos os materiais necessários para o canteiro de obras.
Uma das opções para essa tabela é apresentada abaixo, onde KTP é o coeficiente de condutividade térmica:
Material (material de construção) | Densidade, m3 | KTP seco, W / mºC | % humid_1 | % humid_2 | KTP em umidade_1, W / m ºC | KTP em umidade_2, W / m ºC | |||
Betume para cobertura | 1400 | 0,27 | 0 | 0 | 0,27 | 0,27 | |||
Betume para cobertura | 1000 | 0,17 | 0 | 0 | 0,17 | 0,17 | |||
Ardósia para telhado | 1800 | 0,35 | 2 | 3 | 0,47 | 0,52 | |||
Ardósia para telhado | 1600 | 0,23 | 2 | 3 | 0,35 | 0,41 | |||
Betume para cobertura | 1200 | 0,22 | 0 | 0 | 0,22 | 0,22 | |||
Placa de cimento amianto | 1800 | 0,35 | 2 | 3 | 0,47 | 0,52 | |||
Chapa de fibrocimento | 1600 | 0,23 | 2 | 3 | 0,35 | 0,41 | |||
Concreto asfáltico | 2100 | 1,05 | 0 | 0 | 1,05 | 1,05 | |||
Construção de coberturas | 600 | 0,17 | 0 | 0 | 0,17 | 0,17 | |||
Concreto (em um bloco de cascalho) | 1600 | 0,46 | 4 | 6 | 0,46 | 0,55 | |||
Concreto (em uma almofada de escória) | 1800 | 0,46 | 4 | 6 | 0,56 | 0,67 | |||
Concreto (em cascalho) | 2400 | 1,51 | 2 | 3 | 1,74 | 1,86 | |||
Concreto (em uma almofada de areia) | 1000 | 0,28 | 9 | 13 | 0,35 | 0,41 | |||
Concreto (estrutura porosa) | 1000 | 0,29 | 10 | 15 | 0,41 | 0,47 | |||
Concreto (estrutura sólida) | 2500 | 1,89 | 2 | 3 | 1,92 | 2,04 | |||
Pedra-pomes | 1600 | 0,52 | 4 | 6 | 0,62 | 0,68 | |||
Betume de construção | 1400 | 0,27 | 0 | 0 | 0,27 | 0,27 | |||
Betume de construção | 1200 | 0,22 | 0 | 0 | 0,22 | 0,22 | |||
Lã mineral leve | 50 | 0,048 | 2 | 5 | 0,052 | 0,06 | |||
Lã mineral pesada | 125 | 0,056 | 2 | 5 | 0,064 | 0,07 | |||
Lã mineral | 75 | 0,052 | 2 | 5 | 0,06 | 0,064 | |||
Folha de vermiculita | 200 | 0,065 | 1 | 3 | 0,08 | 0,095 | |||
Folha de vermiculita | 150 | 0,060 | 1 | 3 | 0,074 | 0,098 | |||
Concreto de espuma de gás-cinza | 800 | 0,17 | 15 | 22 | 0,35 | 0,41 | |||
Concreto com espuma de gás-cinza | 1000 | 0,23 | 15 | 22 | 0,44 | 0,50 | |||
Concreto com espuma de gás-cinza | 1200 | 0,29 | 15 | 22 | 0,52 | 0,58 | |||
Concreto com espuma de gás (silicato de espuma) | 300 | 0,08 | 8 | 12 | 0,11 | 0,13 | |||
Concreto com espuma de gás (silicato de espuma) | 400 | 0,11 | 8 | 12 | 0,14 | 0,15 | |||
Concreto com espuma de gás (silicato de espuma) | 600 | 0,14 | 8 | 12 | 0,22 | 0,26 | |||
Concreto com espuma de gás (silicato de espuma) | 800 | 0,21 | 10 | 15 | 0,33 | 0,37 | |||
Concreto com espuma de gás (silicato de espuma) | 1000 | 0,29 | 10 | 15 | 0,41 | 0,47 | |||
Placa de gesso | 1200 | 0,35 | 4 | 6 | 0,41 | 0,46 | |||
Cascalho de argila expandida | 600 | 2,14 | 2 | 3 | 0,21 | 0,23 | |||
Cascalho de argila expandida | 800 | 0,18 | 2 | 3 | 0,21 | 0,23 | |||
Granito (basalto) | 2800 | 3,49 | 0 | 0 | 3,49 | 3,49 | |||
Cascalho de argila expandida | 400 | 0,12 | 2 | 3 | 0,13 | 0,14 | |||
Cascalho de argila expandida | 300 | 0,108 | 2 | 3 | 0,12 | 0,13 | |||
Cascalho de argila expandida | 200 | 0,099 | 2 | 3 | 0,11 | 0,12 | |||
Cascalho de Shungizite | 800 | 0,16 | 2 | 4 | 0,20 | 0,23 | |||
Cascalho de Shungizite | 600 | 0,13 | 2 | 4 | 0,16 | 0,20 | |||
Cascalho de Shungizite | 400 | 0,11 | 2 | 4 | 0,13 | 0,14 | |||
Fibra transversal de madeira de pinho | 500 | 0,09 | 15 | 20 | 0,14 | 0,18 | |||
Contraplacado colado | 600 | 0,12 | 10 | 13 | 0,15 | 0,18 | |||
Pinheiro ao longo das fibras | 500 | 0,18 | 15 | 20 | 0,29 | 0,35 | |||
Carvalho através das fibras | 700 | 0,23 | 10 | 15 | 0,18 | 0,23 | |||
Duralumin Metal | 2600 | 221 | 0 | 0 | 221 | 221 | |||
Concreto reforçado | 2500 | 1,69 | 2 | 3 | 1,92 | 2,04 | |||
Tufo de concreto | 1600 | 0,52 | 7 | 10 | 0,7 | 0,81 | |||
Calcário | 2000 | 0,93 | 2 | 3 | 1,16 | 1,28 | |||
Argamassa com areia | 1700 | 0,52 | 2 | 4 | 0,70 | 0,87 | |||
Areia para obras | 1600 | 0,035 | 1 | 2 | 0,47 | 0,58 | |||
Tufo de concreto | 1800 | 0,64 | 7 | 10 | 0,87 | 0,99 | |||
Revestimento de papelão | 1000 | 0,18 | 5 | 10 | 0,21 | 0,23 | |||
Placa laminada | 650 | 0,13 | 6 | 12 | 0,15 | 0,18 | |||
Borracha de espuma | 60-95 | 0,034 | 5 | 15 | 0,04 | 0,054 | |||
Argila expandida | 1400 | 0,47 | 5 | 10 | 0,56 | 0,65 | |||
Argila expandida | 1600 | 0,58 | 5 | 10 | 0,67 | 0,78 | |||
Argila expandida | 1800 | 0,86 | 5 | 10 | 0,80 | 0,92 | |||
Tijolo (oco) | 1400 | 0,41 | 1 | 2 | 0,52 | 0,58 | |||
Tijolo (cerâmico) | 1600 | 0,47 | 1 | 2 | 0,58 | 0,64 | |||
Construção de reboque | 150 | 0,05 | 7 | 12 | 0,06 | 0,07 | |||
Tijolo (silicato) | 1500 | 0,64 | 2 | 4 | 0,7 | 0,81 | |||
Tijolo (sólido) | 1800 | 0,88 | 1 | 2 | 0,7 | 0,81 | |||
Tijolo (escória) | 1700 | 0,52 | 1,5 | 3 | 0,64 | 0,76 | |||
Tijolo (argila) | 1600 | 0,47 | 2 | 4 | 0,58 | 0,7 | |||
Tijolo (trepelny) | 1200 | 0,35 | 2 | 4 | 0,47 | 0,52 | |||
Cobre metálico | 8500 | 407 | 0 | 0 | 407 | 407 | |||
Gesso seco (folha) | 1050 | 0,15 | 4 | 6 | 0,34 | 0,36 | |||
Lajes de lã mineral | 350 | 0,091 | 2 | 5 | 0,09 | 0,11 | |||
Lajes de lã mineral | 300 | 0,070 | 2 | 5 | 0,087 | 0,09 | |||
Lajes de lã mineral | 200 | 0,070 | 2 | 5 | 0,076 | 0,08 | |||
Lajes de lã mineral | 100 | 0,056 | 2 | 5 | 0,06 | 0,07 | |||
Linóleo em PVC | 1800 | 0,38 | 0 | 0 | 0,38 | 0,38 | |||
Concreto espumado | 1000 | 0,29 | 8 | 12 | 0,38 | 0,43 | |||
Concreto espumado | 800 | 0,21 | 8 | 12 | 0,33 | 0,37 | |||
Concreto espumado | 600 | 0,14 | 8 | 12 | 0,22 | 0,26 | |||
Concreto espumado | 400 | 0,11 | 6 | 12 | 0,14 | 0,15 | |||
Concreto espumado sobre calcário | 1000 | 0,31 | 12 | 18 | 0,48 | 0,55 | |||
Concreto espumado sobre cimento | 1200 | 0,37 | 15 | 22 | 0,60 | 0,66 | |||
Poliestireno expandido (PSB-S25) | 15 – 25 | 0,029 – 0,033 | 2 | 10 | 0,035 – 0,052 | 0,040 – 0,059 | |||
Poliestireno expandido (PSB-S35) | 25 – 35 | 0,036 – 0,041 | 2 | 20 | 0,034 | 0,039 | |||
Folha de espuma de poliuretano | 80 | 0,041 | 2 | 5 | 0,05 | 0,05 | |||
Painel de espuma de poliuretano | 60 | 0,035 | 2 | 5 | 0,41 | 0,41 | |||
Vidro de espuma leve | 200 | 0,07 | 1 | 2 | 0,08 | 0,09 | |||
Vidro de espuma ponderada | 400 | 0,11 | 1 | 2 | 0,12 | 0,14 | |||
Pergamine | 600 | 0,17 | 0 | 0 | 0,17 | 0,17 | |||
Perlite | 400 | 0,111 | 1 | 2 | 0,12 | 0,13 | |||
Laje de cimento perolítico | 200 | 0,041 | 2 | 3 | 0,052 | 0,06 | |||
Mármore | 2800 | 2,91 | 0 | 0 | 2,91 | 2,91 | |||
Tuff | 2000 | 0,76 | 3 | 5 | 0,93 | 1,05 | |||
Concreto de cascalho de cinza | 1400 | 0,47 | 5 | 8 | 0,52 | 0,58 | |||
Placa de aglomerado (aglomerado) | 200 | 0,06 | 10 | 12 | 0,07 | 0,08 | |||
Placa de aglomerado (aglomerado) | 400 | 0,08 | 10 | 12 | 0,11 | 0,13 | |||
Placa de aglomerado (aglomerado) | 600 | 0,11 | 10 | 12 | 0,13 | 0,16 | |||
Placa de aglomerado (aglomerado) | 800 | 0,13 | 10 | 12 | 0,19 | 0,23 | |||
Placa de aglomerado (aglomerado) | 1000 | 0,15 | 10 | 12 | 0,23 | 0,29 | |||
Concreto de poliestireno cimento Portland | 600 | 0,14 | 4 | 8 | 0,17 | 0,20 | |||
Concreto de vermiculita | 800 | 0,21 | 8 | 13 | 0,23 | 0,26 | |||
Concreto de vermiculita | 600 | 0,14 | 8 | 13 | 0,16 | 0,17 | |||
Concreto vermiculita | 400 | 0,09 | 8 | 13 | 0,11 | 0,13 | |||
Concreto vermiculita | 300 | 0,08 | 8 | 13 | 0,09 | 0,11 | |||
Ruberoid | 600 | 0,17 | 0 | 0 | 0,17 | 0,17 | |||
Placa de aglomerado | 800 | 0,16 | 10 | 15 | 0,24 | 0,30 | |||
Aço metálico | 7850 | 58 | 0 | 0 | 58 | 58 | |||
Vidro | 2500 | 0,76 | 0 | 0 | 0,76 | 0,76 | |||
Lã de vidro | 50 | 0,048 | 2 | 5 | 0,052 | 0,06 | |||
Fibra de vidro | 50 | 0,056 | 2 | 5 | 0,06 | 0,064 | |||
Placa de aglomerado | 600 | 0,12 | 10 | 15 | 0,18 | 0,23 | |||
Placa de aglomerado | 400 | 0,08 | 10 | 15 | 0,13 | 0,16 | |||
Placa de aglomerado | 300 | 0,07 | 10 | 15 | 0,09 | 0,14 | |||
Contraplacado colado | 600 | 0,12 | 10 | 13 | 0,15 | 0,18 | |||
Placa Reed | 300 | 0,07 | 10 | 15 | 0,09 | 0,14 | |||
Argamassa de cimento e areia | 1800 | 0,58 | 2 | 4 | 0,76 | 0,93 | |||
Ferro fundido metálico | 7200 | 50 | 0 | 0 | 50 | 50 | |||
Argamassa de cimento e escória | 1400 | 0,41 | 2 | 4 | 0,52 | 0,64 | |||
Solução complexa de areia | 1700 | 0,52 | 2 | 4 | 0,70 | 0,87 | |||
Gesso seco | 800 | 0,15 | 4 | 6 | 0,19 | 0,21 | |||
Placa Reed | 200 | 0,06 | 10 | 15 | 0,07 | 0,09 | |||
Reboco de cimento | 1050 | 0,15 | 4 | 6 | 0,34 | 0,36 | |||
Placa de turfa | 300 | 0,064 | 15 | 20 | 0,07 | 0,08 | |||
Placa de turfa | 200 | 0,052 | 15 | 20 | 0,06 | 0,064 |
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O vídeo é direcionado tematicamente, o que explica com detalhes suficientes o que é KTP e "com o que é comido". Tendo se familiarizado com o material apresentado no vídeo, há grandes chances de se tornar um construtor profissional.
O ponto óbvio é que um construtor em potencial precisa conhecer a condutividade térmica e sua dependência de vários fatores. Esse conhecimento ajudará a criar não apenas alta qualidade, mas com um alto grau de confiabilidade e durabilidade do objeto. Usar o coeficiente em essência é uma economia real de dinheiro, por exemplo, no pagamento pelos mesmos serviços de utilidade pública.
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