Salah satu indikator terpenting bahan bangunan, terutama di iklim Rusia, adalah konduktivitas termalnya, yang mana pandangan umum didefinisikan sebagai kemampuan suatu benda untuk menukar panas (yaitu, mendistribusikan panas dari lingkungan yang lebih panas ke lingkungan yang lebih dingin).
DI DALAM pada kasus ini lingkungan yang lebih dingin adalah jalanan, dan lingkungan yang lebih panas adalah ruang batin(di musim panas sering kali terjadi sebaliknya). Karakteristik komparatif diberikan dalam tabel:
Koefisien dihitung sebagai banyaknya kalor yang melewati suatu bahan setebal 1 meter dalam waktu 1 jam bila perbedaan suhu antara dalam dan luar adalah 1 derajat Celcius. Oleh karena itu, satuan ukuran bahan bangunan adalah W/ (m*oC) - 1 Watt dibagi dengan hasil kali meter dan derajat.
| Bahan | Konduktivitas termal, W/(m derajat) | Kapasitas panas, J/(kg derajat) | Kepadatan, kg/m3 |
| Semen asbes | 27759 | 1510 | 1500-1900 |
| Lembaran semen asbes | 0.41 | 1510 | 1601 |
| Asbozurit | 0.14-0.19 | — | 400-652 |
| Asbomika | 0.13-0.15 | — | 450-625 |
| Asbotekstolit G (GOST 5-78) | — | 1670 | 1500-1710 |
| Aspal | 0.71 | 1700-2100 | 1100-2111 |
| Beton aspal (GOST 9128-84) | 42856 | 1680 | 2110 |
| Aspal di lantai | 0.8 | — | — |
| Asetal (poliasetal, poliformaldehida) POM | 0.221 | — | 1400 |
| Birch | 0.151 | 1250 | 510-770 |
| Beton ringan dengan batu apung alami | 0.15-0.45 | — | 500-1200 |
| Beton di atas kerikil abu | 0.24-0.47 | 840 | 1000-1400 |
| Beton di atas batu pecah | 0.9-1.5 | — | 2200-2500 |
| Beton pada terak ketel | 0.57 | 880 | 1400 |
| Beton di atas pasir | 0.71 | 710 | 1800-2500 |
| Beton berbahan dasar terak bahan bakar | 0.3-0.7 | 840 | 1000-1800 |
| Beton silikat padat | 0.81 | 880 | 1800 |
| perlit aspal | 0.09-0.13 | 1130 | 300-410 |
| Blok beton aerasi | 0.15-0.3 | — | 400-800 |
| Blok keramik berpori | 0.2 | — | — |
| Wol mineral ringan | 0.045 | 920 | 50 |
| Wol mineral berat | 0.055 | 920 | 100-150 |
| beton busa, gas dan busa silikat | 0.08-0.21 | 840 | 300-1000 |
| Beton gas dan abu busa | 0.17-0.29 | 840 | 800-1200 |
| Dapatkaninax | 0.230 | 1400 | 1350 |
| Gipsum cetakan kering | 0.430 | 1050 | 1100-1800 |
| dinding kering | 0.12-0.2 | 950 | 500-900 |
| Solusi gipsum perlit | 0.140 | — | — |
| Tanah liat | 0.7-0.9 | 750 | 1600-2900 |
| Tanah liat tahan api | 42826 | 800 | 1800 |
| Kerikil (pengisi) | 0.4-0.930 | 850 | 1850 |
| Kerikil tanah liat yang diperluas (GOST 9759-83) - penimbunan kembali | 0.1-0.18 | 840 | 200-800 |
| Kerikil Shungizite (GOST 19345-83) - penimbunan kembali | 0.11-0.160 | 840 | 400-800 |
| Granit (pelapis) | 42858 | 880 | 2600-3000 |
| Tanah 10% air | 27396 | — | — |
| Tanah berpasir | 42370 | 900 | — |
| Tanahnya kering | 0.410 | 850 | 1500 |
| Ter | 0.30 | — | 950-1030 |
| Besi | 70-80 | 450 | 7870 |
| Beton bertulang | 42917 | 840 | 2500 |
| Beton bertulang | 20090 | 840 | 2400 |
| Abu kayu | 0.150 | 750 | 780 |
| Emas | 318 | 129 | 19320 |
| Debu batu bara | 0.1210 | — | 730 |
| Batu keramik berpori | 0.14-0.1850 | — | 810-840 |
| Karton bergelombang | 0.06-0.07 | 1150 | 700 |
| Menghadapi karton | 0.180 | 2300 | 1000 |
| Karton berlapis lilin | 0.0750 | — | — |
| Karton tebal | 0.1-0.230 | 1200 | 600-900 |
| Karton gabus | 0.0420 | — | 145 |
| Karton konstruksi multilayer | 0.130 | 2390 | 650 |
| Karton isolasi termal | 0.04-0.06 | — | 500 |
| Karet alam | 0.180 | 1400 | 910 |
| Karet padat | 0.160 | — | — |
| Karet berfluorinasi | 0.055-0.06 | — | 180 |
| Pohon cedar merah | 0.095 | — | 500-570 |
| Tanah liat yang diperluas | 0.16-0.2 | 750 | 800-1000 |
| Beton tanah liat ringan yang diperluas | 0.18-0.46 | — | 500-1200 |
| Batu bata tanur tinggi (tahan api) | 0.5-0.8 | — | 1000-2000 |
| Batu bata diatom | 0.8 | — | 500 |
| Bata isolasi | 0.14 | — | — |
| Batu bata karborundum | — | 700 | 1000-1300 |
| Bata merah padat | 0.67 | 840-880 | 1700-2100 |
| Bata merah berpori | 0.440 | — | 1500 |
| Bata klinker | 0.8-1.60 | — | 1800-2000 |
| Batu bata silika | 0.150 | — | — |
| Menghadapi batu bata | 0.930 | 880 | 1800 |
| Bata berongga | 0.440 | — | — |
| Bata silikat | 0.5-1.3 | 750-840 | 1000-2200 |
| Bata silikat dari itu. kekosongan | 0.70 | — | — |
| Bata silikat berlubang | 0.40 | — | — |
| Bata padat | 0.670 | — | — |
| Bata konstruksi | 0.23-0.30 | 800 | 800-1500 |
| Batu bata tiga kali lipat | 0.270 | 710 | 700-1300 |
| Batu bata terak | 0.580 | — | 1100-1400 |
| Lembaran gabus tebal | 0.05 | — | 260 |
| Magnesia berupa segmen untuk insulasi pipa | 0.073-0.084 | — | 220-300 |
| damar wangi aspal | 0.70 | — | 2000 |
| Tikar basal, kanvas | 0.03-0.04 | — | 25-80 |
| Tikar wol mineral yang dijahit | 0.048-0.056 | 840 | 50-125 |
| Nilon | 0.17-0.24 | 1600 | 1300 |
| Serbuk gergaji kayu | 0.07-0.093 | — | 200-400 |
| Menyeret | 0.05 | 2300 | 150 |
| Panel dinding plester | 0.29-0.41 | — | 600-900 |
| Parafin | 0.270 | — | 870-920 |
| Parket kayu ek | 0.420 | 1100 | 1800 |
| Parket sepotong | 0.230 | 880 | 1150 |
| Parket panel | 0.170 | 880 | 700 |
| Batu apung | 0.11-0.16 | — | 400-700 |
| Beton batu apung | 0.19-0.52 | 840 | 800-1600 |
| Beton busa | 0.12-0.350 | 840 | 300-1250 |
| Busa membuka kembali FRP-1 | 0.041-0.043 | — | 65-110 |
| Panel busa poliuretan | 0.025 | — | — |
| Penosilalsit | 0.122-0.320 | — | 400-1200 |
| Kaca busa ringan | 0.045-0.07 | — | 100..200 |
| Kaca busa atau kaca gas | 0.07-0.11 | 840 | 200-400 |
| Penofol | 0.037-0.039 | — | 44-74 |
| Perkamen | 0.071 | — | — |
| Pasir dengan kadar air 0%. | 0.330 | 800 | 1500 |
| Pasir dengan kadar air 10%. | 0.970 | — | — |
| Pasir dengan kelembaban 20%. | 12055 | — | — |
| Piring gabus | 0.043-0.055 | 1850 | 80-500 |
| Menghadapi ubin, ubin | 42856 | — | 2000 |
| Poliuretan | 0.320 | — | 1200 |
| Polietilen Kepadatan Tinggi | 0.35-0.48 | 1900-2300 | 955 |
| Polietilen densitas rendah | 0.25-0.34 | 1700 | 920 |
| Karet busa | 0.04 | — | 34 |
| Semen portland (mortir) | 0.470 | — | — |
| Rentang tekan | 0.26-0.22 | — | — |
| Butiran gabus | 0.038 | 1800 | 45 |
| Gabus mineral berbahan dasar bitumen | 0.073-0.096 | — | 270-350 |
| Steker teknis | 0.037 | 1800 | 50 |
| Lantai gabus | 0.078 | — | 540 |
| Batu cangkang | 0.27-0.63 | 835 | 1000-1800 |
| Mortar nat gipsum | 0.50 | 900 | 1200 |
| Karet berpori | 0.05-0.17 | 2050 | 160-580 |
| Ruberoid (GOST 10923-82) | 0.17 | 1680 | 600 |
| Benang halus dari kaca | 0.03 | 800 | 155-200 |
| fiberglass | 0.040 | 840 | 1700-2000 |
| Beton Tufo | 0.29-0.64 | 840 | 1200-1800 |
| Batubara keras biasa | 0.24-0.27 | — | 1200-1350 |
| Beton batu apung terak (beton termosit) | 0.23-0.52 | 840 | 1000-1800 |
| Plester gipsum | 0.30 | 840 | 800 |
| Batu pecah dari terak tanur tinggi | 0.12-0.18 | 840 | 400-800 |
| wol ramah lingkungan | 0.032-0.041 | 2300 | 35-60 |
Perbandingan konduktivitas termal bahan bangunan, serta kepadatan dan permeabilitas uapnya disajikan dalam tabel.
Bahan paling efektif yang digunakan dalam konstruksi rumah ditandai dengan huruf tebal.
Dibawah ini adalah diagram visual, dari situ mudah untuk melihat seberapa tebal dinding itu seharusnya bahan yang berbeda sehingga dapat mempertahankan jumlah panas yang sama.
Jelas, dalam indikator ini, bahan buatan (misalnya busa polistiren) memiliki keunggulan.
Gambaran yang kurang lebih sama dapat dilihat jika Anda membuat diagram bahan bangunan yang paling sering digunakan dalam pekerjaan.
Di mana sangat penting memiliki syarat lingkungan. Di bawah ini adalah tabel konduktivitas termal bahan bangunan yang digunakan:
- dalam kondisi normal (A);
- dalam kondisi kelembaban tinggi (B);
- di iklim kering.
Data diambil berdasarkan relevansi Kode bangunan dan aturan (SNiP II-3-79), serta dari sumber Internet terbuka (halaman web produsen materi yang relevan). Jika tidak ada data tentang kondisi pengoperasian tertentu, maka kolom pada tabel tidak diisi.
Semakin tinggi indikatornya, semakin banyak panas yang dipindahkan dalam kondisi lain. kondisi yang setara. Jadi, untuk beberapa jenis busa polistiren angkanya 0,031, dan untuk busa poliuretan - 0,041. Di sisi lain, beton memiliki koefisien yang jauh lebih tinggi - 1,51, oleh karena itu, beton mentransmisikan panas jauh lebih baik daripada bahan buatan.
Kehilangan panas komparatif melalui permukaan yang berbeda rumah dapat dilihat pada diagram (100% - total kerugian).
Tentunya sebagian besar berasal dari dinding, jadi menyelesaikan bagian ruangan ini adalah tugas yang paling penting, terutama di iklim utara.
Video untuk referensi
Penggunaan bahan dengan konduktivitas termal rendah dalam isolasi rumah
Saat ini, bahan buatan terutama digunakan - busa polistiren, wol mineral, busa poliuretan, busa polistiren dan lain-lain. Mereka sangat efektif, terjangkau dan cukup mudah dipasang, tanpa memerlukan keahlian khusus.
- saat membangun dinding (diperlukan ketebalan yang lebih sedikit, karena beban utama konservasi panas ditanggung oleh bahan insulasi termal);
- saat merawat rumah (lebih sedikit sumber daya yang dihabiskan untuk pemanasan).
Styrofoam
Ini adalah salah satu pemimpin di kategorinya, yang banyak digunakan untuk insulasi dinding baik luar maupun dalam. Koefisiennya sekitar 0,052-0,055 W/(oC*m).
Bagaimana memilih isolasi berkualitas
Saat memilih sampel tertentu, penting untuk memperhatikan labelnya - ini berisi semua informasi dasar yang mempengaruhi properti.
Misalnya PSB-S-15 artinya sebagai berikut:
Wol mineral
Bahan isolasi lain yang cukup umum digunakan baik di dalam maupun di luar ruangan. dekorasi eksterior tempat adalah wol mineral.
Bahannya cukup tahan lama, murah dan mudah dipasang. Pada saat yang sama, tidak seperti busa polistiren, busa ini menyerap kelembapan dengan baik, sehingga harus digunakan saat menggunakannya bahan anti air, yang meningkatkan biaya pekerjaan instalasi.
Selama pembangunan swasta dan bangunan apartemen banyak faktor yang harus diperhitungkan dan sejumlah besar norma dan standar. Selain itu, sebelum pembangunan, denah rumah dibuat, perhitungan beban dilakukan struktur bantalan(fondasi, dinding, langit-langit), komunikasi dan ketahanan termal. Perhitungan ketahanan terhadap perpindahan panas tidak kalah pentingnya dengan yang lain. Ini tidak hanya menentukan seberapa hangat rumah itu, dan, sebagai hasilnya, penghematan energi, tetapi juga kekuatan dan keandalan struktur. Bagaimanapun, dinding dan elemen lainnya bisa membeku. Siklus pembekuan dan pencairan es menghancurkan bahan bangunan dan menyebabkan kebobrokan dan kegagalan bangunan.
Konduktivitas termal
Bahan apapun dapat menghantarkan panas. Proses ini dilakukan karena pergerakan partikel yang mentransmisikan perubahan suhu. Semakin dekat satu sama lain, semakin cepat proses pertukaran panas terjadi. Dengan demikian, bahan dan zat yang lebih padat mendingin atau memanas lebih cepat. Intensitas perpindahan panas terutama bergantung pada kepadatan. Hal ini dinyatakan secara numerik melalui koefisien konduktivitas termal. Ini ditandai dengan simbol λ dan diukur dalam W/(m*°C). Semakin tinggi koefisien ini, semakin tinggi konduktivitas termal material tersebut. Kebalikan dari konduktivitas termal adalah ketahanan termal. Diukur dalam (m2*°C)/W dan ditandai dengan huruf R.
Penerapan konsep dalam konstruksi
Untuk menentukan sifat isolasi termal dari bahan bangunan tertentu, koefisien ketahanan perpindahan panas digunakan. Pentingnya untuk berbagai bahan diberikan di hampir semua buku referensi konstruksi.
Karena sebagian besar bangunan modern memiliki struktur dinding berlapis-lapis, terdiri dari beberapa lapisan bahan berbeda ( plester luar, isolasi, dinding, plester bagian dalam), maka konsep seperti berkurangnya resistensi terhadap perpindahan panas diperkenalkan. Ini dihitung dengan cara yang sama, tetapi analog homogen diambil dalam perhitungan dinding berlapis-lapis, mentransmisikan jumlah panas yang sama per waktu tertentu dan pada perbedaan suhu yang sama antara di dalam dan di luar ruangan.
Hambatan yang diberikan dihitung bukan untuk 1 meter persegi, tetapi untuk seluruh struktur atau sebagiannya. Ini merangkum konduktivitas termal semua bahan dinding.
Ketahanan termal struktur
Semua dinding luar, pintu, jendela, atap merupakan struktur penutup. Dan karena mereka melindungi rumah dari dingin dengan cara yang berbeda (mereka memiliki koefisien konduktivitas termal yang berbeda), ketahanan terhadap perpindahan panas dari struktur penutup dihitung secara individual untuk mereka. Struktur tersebut meliputi dinding bagian dalam, partisi dan langit-langit, jika ada perbedaan suhu di dalam ruangan. Ini mengacu pada ruangan di mana perbedaan suhunya signifikan. Ini termasuk bagian-bagian rumah yang tidak dipanaskan berikut ini:
- Garasi (jika berbatasan langsung dengan rumah).
- Lorong.
- Serambi.
- Sepen.
- Loteng.
- Ruang bawah tanah.
Jika ruangan-ruangan ini tidak dipanaskan, maka dinding antara ruangan-ruangan tersebut dan ruang tamu juga harus diisolasi, seperti dinding luar.
Ketahanan termal jendela
Di udara, partikel-partikel yang ikut serta dalam pertukaran panas terletak pada jarak yang cukup jauh satu sama lain, dan oleh karena itu, udara yang diisolasi dalam ruang tertutup adalah isolasi terbaik. Oleh karena itu, semua jendela kayu biasanya dibuat dengan dua baris ikat pinggang. Berkat celah udara di antara bingkai, ketahanan jendela terhadap perpindahan panas meningkat. Prinsip yang sama berlaku untuk pintu masuk di rumah pribadi. Untuk menciptakan celah udara seperti itu, mereka menempatkan dua pintu agak jauh satu sama lain atau membuat ruang ganti.
Prinsip ini tetap ada di zaman modern jendela plastik. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa ketahanan perpindahan panas yang tinggi dari jendela berlapis ganda dicapai bukan karena celah udara, tetapi karena ruang kaca tertutup tempat udara dievakuasi. Di ruangan seperti itu, udara menjadi lebih tipis dan praktis tidak ada partikel, yang berarti tidak ada tempat untuk memindahkan suhu. Oleh karena itu, sifat isolasi termal dari jendela berlapis ganda modern jauh lebih tinggi daripada yang lama. jendela kayu. Ketahanan termal dari jendela berlapis ganda tersebut adalah 0,4 (m2*°C)/W.
Modern pintu masuk untuk rumah pribadi mereka memiliki struktur multilayer dengan satu atau beberapa lapisan insulasi. Selain itu, ketahanan termal tambahan disediakan dengan memasang karet atau segel silikon. Berkat ini, pintu menjadi hampir kedap udara dan pemasangan yang kedua tidak diperlukan.
Perhitungan ketahanan termal
Perhitungan resistensi perpindahan panas memungkinkan Anda memperkirakan kehilangan panas dalam W dan menghitung jumlah yang dibutuhkan isolasi tambahan dan kehilangan panas. Berkat ini, Anda dapat memilih dengan bijak kekuatan yang dibutuhkan peralatan pemanas dan menghindari pengeluaran yang tidak perlu untuk peralatan atau sumber energi yang lebih kuat.
Agar lebih jelas, mari kita hitung tahanan termal dinding rumah berbahan merah batu bata keramik. Dinding luar akan diisolasi dengan busa polistiren ekstrusi setebal 10 cm, ketebalan dinding adalah dua batu bata - 50 cm.
Resistansi perpindahan panas dihitung menggunakan rumus R = d/λ, dimana d adalah ketebalan material, dan λ adalah konduktivitas termal material. Dari panduan konstruksi diketahui bahwa untuk batu bata keramik λ = 0,56 W/(m*°C), dan untuk busa polistiren ekstrusi λ = 0,036 W/(m*°C). Jadi R( tembok bata) = 0,5 / 0,56 = 0,89 (m 2 *°C)/W, dan R (busa polistiren yang diekstrusi) = 0,1 / 0,036 = 2,8 (m 2 *°C)/W. Untuk mengetahui resistansi termal total dinding, Anda perlu menambahkan dua nilai berikut: R = 3,59 (m 2 * °C)/W.
Tabel ketahanan termal bahan bangunan
Semua informasi yang perlu untuk perhitungan individu bangunan tertentu, tabel ketahanan perpindahan panas yang disajikan di bawah ini diberikan. Contoh perhitungan yang diberikan di atas, bersama dengan data dalam tabel, juga dapat digunakan untuk memperkirakan hilangnya energi panas. Untuk melakukannya, gunakan rumus Q = S * T / R, di mana S adalah luas struktur penutup, dan T adalah perbedaan suhu antara luar dan dalam ruangan. Tabel menunjukkan data untuk tembok setebal 1 meter.
| Bahan | R, (m 2 * °C)/W |
| Beton bertulang | 0,58 |
| Blok beton tanah liat yang diperluas | 1,5-5,9 |
| Bata keramik | 1,8 |
| Batu bata pasir-kapur | 1,4 |
| Blok beton aerasi | 3,4-12,29 |
| Pinus | 5,6 |
| Wol mineral | 14,3-20,8 |
| Polistiren yang diperluas | 20-32,3 |
| Busa polistiren yang diekstrusi | 27,8 |
| Busa poliuretan | 24,4-50 |
Desain, metode, bahan yang hangat
Untuk meningkatkan ketahanan terhadap perpindahan panas seluruh struktur rumah pribadi, biasanya digunakan bahan bangunan dengan koefisien konduktivitas termal yang rendah. Berkat diperkenalkannya teknologi baru dalam konstruksi, bahan-bahan tersebut menjadi semakin tersedia. Diantaranya yang paling populer:
- Pohon.
- Panel sandwich.
- Blok keramik.
- Blok beton tanah liat yang diperluas.
- Blok beton aerasi.
- Blok busa.
- Blok beton polistiren, dll.
Kayunya sangat hangat dan ramah lingkungan bahan murni. Oleh karena itu, ketika membangun rumah pribadi, banyak orang yang memilihnya. Ini bisa berupa rumah kayu, kayu bulat atau balok persegi panjang. Bahan yang digunakan sebagian besar adalah pinus, cemara atau cedar. Namun, ini adalah bahan yang agak berubah-ubah dan memerlukan tindakan perlindungan tambahan dari kondisi cuaca dan serangga.
Panel sandwich merupakan produk yang cukup baru di pasar bahan bangunan dalam negeri. Namun demikian, popularitasnya dalam konstruksi swasta telah meningkat pesat Akhir-akhir ini. Bagaimanapun, keunggulan utamanya adalah biayanya yang relatif rendah dan ketahanan yang baik terhadap perpindahan panas. Hal ini dicapai karena strukturnya. Pada sisi luarnya terdapat yang keras bahan lembaran(Papan OSB, kayu lapis, profil logam), dan di dalamnya ada insulasi busa atau wol mineral.
Blok bangunan
Ketahanan perpindahan panas yang tinggi dari semua blok bangunan dicapai karena adanya ruang udara atau struktur busa dalam strukturnya. Misalnya, beberapa keramik dan jenis balok lainnya memiliki lubang khusus yang sejajar dengan dinding saat diletakkan. Dengan demikian, mereka tercipta ruang tertutup dengan udara, itu cantik ukuran yang efektif hambatan perpindahan panas.
Di tempat lain blok bangunan resistensi perpindahan panas yang tinggi terletak pada struktur berpori. Hal ini dapat dicapai berbagai metode. Dalam beton busa blok beton aerasi struktur berpori terbentuk karena reaksi kimia. Cara lainnya adalah dengan menambahkan campuran semen bahan berpori. Ini digunakan dalam produksi beton polistiren dan balok beton tanah liat yang diperluas.
Nuansa penggunaan isolasi
Jika ketahanan terhadap perpindahan panas dinding tidak mencukupi untuk suatu wilayah tertentu, maka insulasi dapat digunakan sebagai tindakan tambahan. Isolasi dinding biasanya dilakukan dari luar, namun bila perlu dapat juga digunakan dari bagian dalam dinding penahan beban.
Saat ini ada banyak berbagai bahan isolasi, di antaranya yang paling populer adalah:
- Wol mineral.
- Busa poliuretan.
- Polistiren yang diperluas.
- Busa polistiren yang diekstrusi.
- Kaca busa, dll.
Semuanya memiliki koefisien konduktivitas termal yang sangat rendah, sehingga ketebalan 5-10 mm biasanya cukup untuk mengisolasi sebagian besar dinding. Tetapi pada saat yang sama, faktor seperti permeabilitas uap bahan insulasi dan dinding harus diperhitungkan. Menurut aturan, angka ini harus meningkat ke arah luar. Oleh karena itu, isolasi dinding yang terbuat dari beton aerasi atau beton busa hanya dimungkinkan dengan bantuan wol mineral. Bahan insulasi lainnya dapat digunakan untuk dinding tersebut jika dibuat celah ventilasi khusus antara dinding dan insulasi.
Kesimpulan
Ketahanan termal material merupakan faktor penting yang perlu dipertimbangkan selama konstruksi. Tapi, sebagai suatu peraturan, apa bahan dinding Semakin hangat suhunya, semakin rendah kepadatan dan kuat tekannya. Ini harus diperhitungkan saat merencanakan rumah Anda.
Proses perpindahan energi dari bagian tubuh yang lebih panas ke bagian tubuh yang kurang panas disebut konduktivitas termal. Nilai numerik dari proses tersebut mencerminkan koefisien konduktivitas termal material. Konsep ini sangat penting dalam pembangunan dan renovasi bangunan. Bahan yang dipilih dengan benar memungkinkan Anda menciptakan iklim mikro yang menguntungkan di dalam ruangan dan menghemat banyak pemanasan.
Konsep konduktivitas termal
Konduksi termal adalah proses pertukaran energi panas yang terjadi akibat tumbukan partikel terkecil suatu benda. Apalagi proses ini tidak akan berhenti sampai terjadi kesetimbangan suhu. Hal ini memerlukan jangka waktu tertentu. Semakin banyak waktu yang dihabiskan untuk pertukaran panas, semakin rendah konduktivitas termalnya.
Indikator ini dinyatakan sebagai koefisien konduktivitas termal bahan. Tabel tersebut berisi nilai yang sudah diukur untuk sebagian besar bahan. Perhitungannya dilakukan berdasarkan jumlah energi panas yang melewati suatu luas permukaan material tertentu. Semakin tinggi nilai yang dihitung, semakin cepat benda melepaskan seluruh panasnya.
Faktor-faktor yang mempengaruhi konduktivitas termal
Koefisien konduktivitas termal suatu bahan bergantung pada beberapa faktor:
- Dengan meningkatnya indikator ini, interaksi antar partikel material menjadi lebih kuat. Dengan demikian, mereka akan mentransmisikan suhu lebih cepat. Ini berarti bahwa dengan meningkatnya kepadatan material, perpindahan panas juga meningkat.
- Porositas suatu zat. Bahan berpori memiliki struktur yang heterogen. Ada banyak udara di dalamnya. Artinya, akan sulit bagi molekul dan partikel lain untuk memindahkan energi panas. Sejalan dengan itu, koefisien konduktivitas termal meningkat.
- Kelembaban juga mempengaruhi konduktivitas termal. Permukaan basah bahan tersebut memungkinkan lebih banyak panas untuk melewatinya. Beberapa tabel bahkan menunjukkan koefisien konduktivitas termal bahan yang dihitung dalam tiga keadaan: kering, sedang (normal) dan basah.
Saat memilih bahan untuk insulasi ruangan, penting juga untuk mempertimbangkan kondisi penggunaannya.
Konsep konduktivitas termal dalam praktiknya
Konduktivitas termal diperhitungkan pada tahap desain bangunan. Dalam hal ini, kemampuan bahan untuk menahan panas diperhitungkan. Terima kasih kepada mereka pemilihan yang benar Penghuni di dalam lokasi akan selalu merasa nyaman. Selama pengoperasian akan ada penghematan yang signifikan uang tunai untuk pemanasan.
Isolasi pada tahap desain adalah solusi optimal, tetapi bukan satu-satunya. Tidak sulit untuk mengisolasinya selesai membangun dengan melakukan pekerjaan internal atau eksternal. Ketebalan lapisan insulasi akan tergantung pada bahan yang dipilih. Beberapa di antaranya (misalnya, kayu, beton busa) dalam beberapa kasus dapat digunakan tanpa lapisan insulasi termal tambahan. Yang utama adalah ketebalannya melebihi 50 sentimeter.
Perhatian khusus harus diberikan pada isolasi atap, jendela dan pintu keluar masuk, lantai. Sebagian besar panas hilang melalui elemen-elemen ini. Hal ini terlihat secara visual pada foto di awal artikel.
Bahan struktural dan indikatornya
Untuk konstruksi bangunan, bahan dengan koefisien konduktivitas termal rendah digunakan. Yang paling populer adalah:
- Beton bertulang yang nilai konduktivitas termalnya 1,68 W/m*K. Kepadatan materialnya mencapai 2400-2500 kg/m3.
- Kayu telah digunakan sejak zaman kuno sebagai bahan bangunan. Kepadatan dan konduktivitas termalnya, tergantung pada batuannya, masing-masing adalah 150-2100 kg/m3 dan 0,2-0,23 W/m*K.
Bahan bangunan populer lainnya adalah batu bata. Tergantung pada komposisinya, ia memiliki ciri-ciri sebagai berikut:
- adobe (terbuat dari tanah liat): 0,1-0,4 W/m*K;
- keramik (dibuat dengan cara dibakar): 0,35-0,81 W/m*K;
- silikat (dari pasir dengan penambahan kapur): 0,82-0,88 W/m*K.
Bahan beton dengan penambahan agregat berpori
Koefisien konduktivitas termal material memungkinkannya digunakan untuk konstruksi garasi, gudang, rumah musim panas, pemandian dan bangunan lainnya. DI DALAM kelompok ini dapat dikaitkan:
- Beton tanah liat yang diperluas, kinerjanya tergantung pada jenisnya. Balok padat tidak memiliki rongga atau lubang. Mereka dibuat dengan rongga di dalamnya yang kurang tahan lama dibandingkan opsi pertama. Dalam kasus kedua, konduktivitas termal akan lebih rendah. Kalau dilihat angka umumnya 500-1800 kg/m3. Indikatornya berada pada kisaran 0,14-0,65 W/m*K.
- Beton aerasi, di dalamnya terbentuk pori-pori berukuran 1-3 milimeter. Struktur ini menentukan kepadatan material (300-800kg/m3). Oleh karena itu, koefisiennya mencapai 0,1-0,3 W/m*K.
Indikator bahan isolasi termal
Koefisien konduktivitas termal bahan isolasi termal, yang paling populer saat ini:
- polistiren yang diperluas, yang kepadatannya sama dengan bahan sebelumnya. Namun pada saat yang sama, koefisien perpindahan panas berada pada level 0,029-0,036 W/m*K;
- benang halus dari kaca Ditandai dengan koefisien sebesar 0,038-0,045 W/m*K;
- dengan indikator 0,035-0,042 W/m*K.
Tabel indikator
Untuk kemudahan pekerjaan, koefisien konduktivitas termal material biasanya dimasukkan ke dalam tabel. Selain koefisien itu sendiri, dapat mencerminkan indikator seperti derajat kelembaban, kepadatan dan lain-lain. Bahan dengan koefisien tinggi konduktivitas termal digabungkan dalam tabel dengan indikator konduktivitas termal rendah. Contoh tabel ini ditunjukkan di bawah ini:
Penggunaan koefisien konduktivitas termal material akan memungkinkan Anda membangun bangunan yang diinginkan. Hal utama: pilih produk yang cocok untuk semua orang persyaratan yang diperlukan. Maka bangunan itu akan nyaman untuk ditinggali; itu akan menjaga iklim mikro yang menguntungkan.
Dipilih dengan benar akan mengurangi alasan mengapa Anda tidak perlu lagi “memanaskan jalan”. Dengan demikian biaya keuangan biaya pemanasan akan berkurang secara signifikan. Penghematan seperti itu akan memungkinkan Anda segera mengembalikan semua uang yang akan dihabiskan untuk pembelian insulator panas.
Kami akan mengirimkan materi kepada Anda melalui email
Setiap pekerjaan konstruksi dimulai dengan pembuatan proyek. Dalam hal ini, penataan ruangan di dalam gedung direncanakan, dan indikator termal utama dihitung. Nilai-nilai ini menentukan seberapa hangat, tahan lama, dan ekonomis konstruksi masa depan. Memungkinkan Anda menentukan konduktivitas termal bahan bangunan - tabel yang menampilkan koefisien utama. Perhitungan yang benar adalah jaminan keberhasilan konstruksi dan penciptaan iklim mikro dalam ruangan yang menguntungkan.
Agar rumah menjadi hangat tanpa sekat, diperlukan ketebalan dinding tertentu, yang berbeda-beda tergantung jenis bahannya.
Konduksi termal adalah proses perpindahan energi panas dari bagian yang dipanaskan ke bagian yang dingin. Proses metabolisme terjadi hingga suhu mencapai keseimbangan sempurna.
Proses perpindahan panas ditandai dengan periode waktu di mana nilai suhu disamakan. Semakin banyak waktu berlalu, semakin rendah konduktivitas termal bahan bangunan, yang sifat-sifatnya ditunjukkan pada tabel. Untuk menentukan indikator ini digunakan konsep yang disebut koefisien konduktivitas termal. Ini menentukan berapa banyak energi panas yang melewati satuan luas permukaan tertentu. Semakin tinggi indikator ini, semakin cepat bangunan menjadi dingin. Tabel konduktivitas termal diperlukan ketika merancang perlindungan bangunan dari kehilangan panas. Hal ini dapat mengurangi anggaran operasional.
Oleh karena itu, ketika membangun sebuah bangunan, ada baiknya digunakan Bahan tambahan. Dalam hal ini, konduktivitas termal bahan bangunan penting, tabel menunjukkan semua nilai.
Informasi bermanfaat! Untuk bangunan yang terbuat dari kayu dan beton busa tidak perlu menggunakan insulasi tambahan. Bahkan ketika menggunakan bahan dengan konduktivitas rendah, ketebalan struktur tidak boleh kurang dari 50 cm.
Fitur konduktivitas termal dari struktur jadi
Saat merencanakan desain rumah masa depan Anda, Anda harus memperhitungkan kemungkinan hilangnya energi panas. Sebagian besar panas keluar melalui pintu, jendela, dinding, atap, dan lantai.
Jika Anda tidak melakukan perhitungan konservasi panas di rumah, ruangan akan menjadi sejuk. Direkomendasikan agar bangunan yang terbuat dari beton dan batu juga diisolasi.
Saran yang bermanfaat! Sebelum mengisolasi rumah Anda, Anda perlu mempertimbangkan kedap air berkualitas tinggi. Bahkan pada saat yang sama kelembaban tinggi tidak akan mempengaruhi sifat isolasi termal ruangan.
Jenis isolasi struktur
Bangunan yang hangat akan diperoleh bila kombinasi optimal desain dari bahan tahan lama dan lapisan insulasi panas berkualitas tinggi. Struktur tersebut meliputi yang berikut:
- bangunan yang terbuat dari bahan standar: cinder block atau batu bata. Dalam hal ini, isolasi sering dilakukan dari luar.
Cara menentukan koefisien konduktivitas termal bahan bangunan: tabel
Tabel ini membantu menentukan koefisien konduktivitas termal bahan bangunan. Ini berisi semua arti dari materi yang paling umum. Dengan menggunakan data tersebut, Anda dapat menghitung ketebalan dinding dan insulasi yang digunakan. Tabel nilai konduktivitas termal:
Untuk menentukan nilai konduktivitas termal, standar Gost khusus digunakan. Nilai indikator ini berbeda-beda tergantung jenis betonnya. Jika bahan mempunyai nilai 1,75, maka komposisi berpori mempunyai nilai 1,4. Jika solusinya dibuat menggunakan batu pecah, maka nilainya adalah 1,3.
Kerugian melalui struktur langit-langit penting bagi mereka yang masih hidup lantai atas. Area lemahnya meliputi ruang antara langit-langit dan dinding. Daerah seperti ini dianggap sebagai jembatan dingin. Kalau di atas apartemen ada lantai teknis, maka kehilangan energi panas lebih sedikit.
Pada lantai atas diproduksi secara eksternal. Langit-langit juga bisa diisolasi di dalam apartemen. Untuk tujuan ini, busa polistiren atau papan insulasi termal digunakan.
Sebelum mengisolasi permukaan apa pun, ada baiknya mengetahui konduktivitas termal bahan bangunan, tabel SNiP akan membantu dalam hal ini. Menyekat lantai tidak sesulit permukaan lainnya. Bahan seperti tanah liat yang diperluas, wol kaca atau busa polistiren digunakan sebagai bahan isolasi.
Untuk menentukan seberapa tebal dinding yang akan dibangun saat membangun rumah, Anda perlu mempelajari cara menghitung konduktivitas termal dinding. Indikator ini tergantung pada bahan bangunan yang digunakan dan kondisi iklim.
Standar ketebalan dinding di wilayah selatan dan utara akan berbeda. Jika Anda tidak membuat perhitungan sebelum memulai pembangunan, mungkin rumah akan menjadi dingin dan lembap di musim dingin, dan terlalu lembab di musim panas.
Mengapa Anda memerlukan perhitungan?
Ketebalan dinding di selatan dan garis lintang utara harus berbeda Untuk menghemat biaya pemanasan dan membantu menciptakan iklim mikro dalam ruangan yang sehat, Anda perlu melakukannya dengan benar dan bahan isolasi, yang akan kami gunakan selama konstruksi. Menurut hukum fisika, bila di luar dingin dan di dalam hangat, maka menembus dinding dan atap energi termal keluar.
- di musim dingin dinding akan membeku;
- dana yang signifikan akan dihabiskan untuk memanaskan ruangan;
- pergeseran, yang akan menyebabkan pembentukan kondensasi dan kelembapan di dalam ruangan, jamur akan tumbuh;
- di musim panas rumah akan terasa panas seperti di bawah terik matahari.
Untuk menghindari masalah ini, sebelum memulai konstruksi, Anda perlu menghitung konduktivitas termal material dan memutuskan seberapa tebal dinding yang akan dibangun dan bahan penghemat panas apa yang akan digunakan untuk mengisolasinya.
Konduktivitas termal bergantung pada apa?
Konduktivitas panas sangat bergantung pada bahan dinding Konduktivitas panas dihitung berdasarkan jumlah energi panas yang melewati suatu material dengan luas 1 meter persegi. m. dan tebal 1 m dengan perbedaan suhu antara dalam dan luar satu derajat. Pengujian dilakukan selama 1 jam.
Konduktivitas energi panas bergantung pada:
- sifat fisik dan komposisi materi;
- komposisi kimia;
- kondisi operasi.
Bahan dengan indeks kurang dari 17 W/ (m °C) dianggap hemat panas.
Kami melakukan perhitungan
Resistensi perpindahan panas harus lebih besar dari minimum yang ditentukan dalam peraturan Konduktivitas termalnya adalah faktor penting dalam konstruksi. Saat mendesain bangunan, arsitek menghitung ketebalan dinding, namun hal ini memerlukan biaya tambahan. Untuk menghemat uang, Anda dapat mengetahui sendiri cara menghitung indikator yang diperlukan.
Laju perpindahan panas suatu bahan tergantung pada komponen penyusunnya. Resistansi perpindahan panas harus lebih besar dari nilai minimum yang ditentukan dalam dokumen peraturan « Isolasi termal bangunan."
Mari kita lihat cara menghitung ketebalan dinding tergantung bahan yang digunakan dalam konstruksi.
Rumus perhitungan:
R=δ/ λ (m2 °C/W), dimana:
δ adalah ketebalan bahan yang digunakan untuk membangun dinding;
eksponen λ konduktivitas termal, dihitung dalam (m2·°С/W).
Saat Anda membeli bahan bangunan, koefisien konduktivitas termal harus ditunjukkan di paspor.
Nilai parameter untuk bangunan tempat tinggal ditentukan dalam SNiP II-3-79 dan SNiP 23/02/2003.
Nilai yang dapat diterima tergantung wilayah
Minimum nilai yang diperbolehkan konduksi panas untuk wilayah yang berbeda ditunjukkan dalam tabel:
Setiap bahan memiliki indeks konduktivitas panasnya masing-masing. Semakin tinggi, semakin banyak panas yang ditransmisikan bahan tersebut melalui dirinya sendiri.
Laju perpindahan panas untuk berbagai bahan
Nilai konduktivitas panas bahan dan kepadatannya ditunjukkan dalam tabel:
Konduktivitas termal bahan bangunan bergantung pada kepadatan dan kelembapannya. Bahan yang dibuat sama oleh produsen yang berbeda, propertinya mungkin berbeda, jadi koefisiennya harus dilihat dalam instruksinya.
Perhitungan struktur multilayer
Saat menghitung konstruksi multilapis merangkum indikator ketahanan termal semua bahan Jika kita membangun dinding dari bahan yang berbeda, misalnya wol mineral, plester, nilainya harus dihitung untuk masing-masing bahan. bahan terpisah. Mengapa menjumlahkan angka-angka yang dihasilkan?
Dalam hal ini, Anda harus bekerja sesuai rumus:
Rtot= R1+ R2+…+ Rn+ Ra, dimana:
R1-Rn- ketahanan termal lapisan bahan yang berbeda;
Ra.l adalah ketahanan termal dari lapisan udara tertutup. Nilainya dapat dilihat pada tabel 7 ayat 9 SP 23-101-2004. Celah udara tidak selalu disediakan saat membangun dinding. Untuk detail lebih lanjut tentang perhitungan, tonton video ini:
Berdasarkan perhitungan tersebut, kita dapat menyimpulkan apakah bahan bangunan yang dipilih dapat digunakan dan berapa ketebalannya.
Pengurutan
Pertama-tama, Anda perlu memilih bahan bangunan yang akan Anda gunakan untuk membangun rumah. Setelah itu, kami menghitung ketahanan termal dinding sesuai dengan skema yang dijelaskan di atas. Nilai yang diperoleh harus dibandingkan dengan data dalam tabel. Jika cocok atau lebih tinggi, bagus. 
Jika nilainya lebih rendah dari pada tabel, maka Anda perlu menambah salah satu dinding dan melakukan perhitungan lagi. Jika struktur memiliki celah udara yang berventilasi dengan udara luar, maka lapisan yang terletak di antara ruang udara dan jalan tidak boleh diperhitungkan.
Cara melakukan perhitungan menggunakan kalkulator online
Untuk mendapatkan nilai yang diperlukan, Anda harus memasukkan ke dalam kalkulator online wilayah di mana bangunan akan dioperasikan, bahan yang dipilih, dan perkiraan ketebalan dinding.
Layanan ini berisi informasi untuk setiap zona iklim:
- t udara;
- suhu rata-rata selama musim pemanasan;
- durasi musim pemanasan;
- kelembaban udara.
Suhu dan kelembapan dalam ruangan sama untuk setiap wilayah Informasi yang sama untuk semua wilayah:
- suhu dan kelembaban udara dalam ruangan;
- koefisien perpindahan panas permukaan internal dan eksternal;
- perbedaan suhu.
Untuk menjaga rumah tetap hangat dan menjaga iklim mikro yang sehat, saat tampil Ada Pekerjaan Konstruksi Penting untuk menghitung konduktivitas termal bahan dinding. Ini mudah dilakukan sendiri atau digunakan kalkulator daring di internet. Untuk informasi lebih lanjut tentang cara menggunakan kalkulator, tonton video ini:
Untuk menjamin penentuan ketebalan dinding secara akurat, Anda dapat menghubungi perusahaan konstruksi. Spesialisnya akan melakukan segalanya perhitungan yang diperlukan sesuai dengan persyaratan dokumen peraturan.