Pembangunan pondok atau rumah pedesaan- itu rumit dan proses padat karya. Dan agar struktur masa depan dapat bertahan selama beberapa dekade, semua norma dan standar harus dipatuhi selama konstruksinya. Oleh karena itu, setiap tahapan konstruksi memerlukan perhitungan dan perhitungan yang akurat eksekusi berkualitas tinggi pekerjaan yang diperlukan.
Salah satu yang paling banyak indikator penting selama konstruksi dan penyelesaian suatu bangunan adalah konduktivitas termal bahan bangunan. SNIP ( Kode bangunan dan aturan) memberikan berbagai informasi lengkap mengenai masalah ini. Hal ini perlu diketahui agar bangunan masa depan nyaman untuk ditinggali baik di musim panas maupun musim dingin.
Rumah hangat yang ideal
Dari fitur desain Kenyamanan dan keekonomian hidup di dalamnya bergantung pada struktur dan material yang digunakan dalam pembangunannya. Kenyamanan terletak pada penciptaan iklim mikro yang optimal di dalam, terlepas dari apa pun di luar kondisi cuaca dan suhu lingkungan. Jika bahan dipilih dengan benar, dan peralatan ketel dan ventilasi dipasang sesuai standar, maka rumah seperti itu akan memiliki suhu yang nyaman dan sejuk di musim panas dan hangat di musim dingin. Selain itu, jika semua bahan yang digunakan dalam konstruksi memiliki sifat insulasi termal yang baik, maka biaya energi untuk pemanas ruangan akan minimal.
Konsep konduktivitas termal
Konduktivitas termal adalah perpindahan energi panas antara benda atau media yang bersentuhan langsung. Dengan kata sederhana Konduktivitas termal adalah kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan suhu. Artinya, ketika memasuki suatu lingkungan dengan suhu berbeda, material mulai mengambil suhu lingkungan tersebut.
Proses ini telah sangat penting dan dalam konstruksi. Dengan demikian, suhu optimal (20-25°C) dipertahankan di dalam rumah dengan menggunakan peralatan pemanas. Jika suhu di luar lebih rendah, maka ketika pemanas dimatikan, semua panas dari rumah akan keluar setelah beberapa saat, dan suhu akan turun. Situasi sebaliknya terjadi di musim panas. Untuk membuat suhu di dalam rumah lebih rendah dibandingkan di luar, Anda harus menggunakan AC.
Koefisien konduktivitas termal
Kehilangan panas di dalam rumah tidak bisa dihindari. Hal ini terjadi setiap saat ketika suhu di luar lebih rendah daripada di dalam. Namun intensitasnya adalah nilai variabel. Hal ini tergantung pada banyak faktor, yang utama adalah:
- Luas permukaan yang terlibat dalam pertukaran panas (atap, dinding, langit-langit, lantai).
- Indeks konduktivitas termal bahan bangunan dan elemen individu bangunan (jendela, pintu).
- Perbedaan suhu di luar dan di dalam rumah.
- Dan lain-lain.
Untuk mengkarakterisasi secara kuantitatif konduktivitas termal bahan bangunan, koefisien khusus digunakan. Dengan menggunakan indikator ini, Anda dapat menghitung dengan mudah isolasi termal yang diperlukan untuk seluruh bagian rumah (dinding, atap, plafon, lantai). Semakin tinggi koefisien konduktivitas termal bahan bangunan, semakin besar intensitas kehilangan panas. Jadi, untuk membangun rumah yang hangat Lebih baik menggunakan bahan dengan nilai lebih rendah dari nilai ini.
Koefisien konduktivitas termal bahan bangunan, seperti zat lainnya (cair, padat atau gas), dilambangkan dengan huruf Yunani λ. Satuan ukurannya adalah W/(m*°C). Dalam hal ini perhitungan dilakukan untuk satu meter persegi tebal dindingnya satu meter. Perbedaan suhu di sini dianggap 1°. Di hampir semua hal buku referensi konstruksi Terdapat tabel konduktivitas termal bahan bangunan, di mana Anda dapat melihat nilai koefisien ini untuk berbagai balok, batu bata, campuran beton, jenis kayu, dan bahan lainnya.
Penentuan kehilangan panas
Selalu ada kehilangan panas di bangunan mana pun, tetapi tergantung pada bahannya, nilainya dapat berubah. Rata-rata, kehilangan panas terjadi melalui:
- Atap (dari 15% menjadi 25%).
- Dinding (dari 15% hingga 35%).
- Jendela (dari 5% hingga 15%).
- Pintu (dari 5% hingga 20%).
- Jenis Kelamin (dari 10% hingga 20%).
Untuk menentukan kehilangan panas, imager termal khusus digunakan, yang menentukan paling banyak bidang masalah. Mereka menonjol dengan warna merah. Kehilangan panas lebih sedikit terjadi di zona kuning, diikuti zona hijau. Area dengan kehilangan panas paling sedikit disorot dengan warna biru. Dan penentuan konduktivitas termal bahan bangunan harus dilakukan di laboratorium khusus, yang dibuktikan dengan sertifikat mutu yang dilampirkan pada produk.
Contoh perhitungan kehilangan panas
Jika kita ambil contoh, sebuah dinding yang terbuat dari bahan dengan koefisien konduktivitas termal 1, maka jika perbedaan suhu pada kedua sisi dinding tersebut adalah 1°, maka kehilangan panasnya adalah 1 W. Kalau tebal dindingnya bukan 1 meter, tapi 10 cm, maka rugi-ruginya sudah 10 W. Jika perbedaan suhunya 10°, maka kehilangan panas juga akan menjadi 10 W.
Sekarang mari kita lihat contoh spesifik perhitungan kehilangan panas seluruh bangunan. Mari kita ambil tingginya 6 meter (8 dengan punggungan), lebar - 10 meter, dan panjang - 15 meter. Untuk mempermudah perhitungan, kami mengambil 10 jendela dengan luas 1 m2. Kita asumsikan suhu di dalam ruangan adalah 25°C, dan suhu di luar ruangan -15°C. Kami menghitung luas semua permukaan tempat terjadinya kehilangan panas:
- Jendela - 10 m2.
- Lantai - 150 m2.
- Dinding - 300 m2.
- Atap (dengan kemiringan sepanjang sisi panjang) - 160 m2.
Rumus konduktivitas termal bahan bangunan memungkinkan Anda menghitung koefisien untuk semua bagian bangunan. Namun lebih mudah menggunakan data yang sudah jadi dari direktori. Ada tabel konduktivitas termal bahan bangunan. Mari kita pertimbangkan setiap elemen secara terpisah dan tentukan ketahanan termalnya. Ini dihitung dengan rumus R = d/λ, di mana d adalah ketebalan material, dan λ adalah koefisien konduktivitas termalnya.
Lantai - beton 10 cm (R=0,058 (m 2 *°C)/W) dan wol mineral 10 cm (R=2,8 (m 2 *°C)/W). Sekarang kita tambahkan kedua indikator ini. Jadi, ketahanan termal lantai adalah 2,858 (m 2 *°C)/W.
Dinding, jendela dan atap dianggap serupa. Bahan - beton seluler (beton aerasi), tebal 30 cm, R=3,75 (m 2 *°C)/W. Resistensi termal jendela plastik - 0,4 (m 2 *°C)/W.
Rumus berikut memungkinkan Anda mengetahui hilangnya energi panas.
Q = S * T / R, dimana S adalah luas permukaan, T adalah perbedaan suhu antara luar dan dalam (40°C). Mari kita hitung kehilangan panas untuk setiap elemen:
- Untuk atap: Q = 160*40/2.8=2.3 kW.
- Untuk dinding: Q = 300*40/3,75=3,2 kW.
- Untuk jendela: Q = 10*40/0,4=1 kW.
- Untuk lantai: Q = 150*40/2.858=2.1 kW.
Selanjutnya, semua indikator ini dirangkum. Jadi, untuk pondok ini, kehilangan panasnya adalah 8,6 kW. Dan untuk mempertahankan suhu optimal diperlukan peralatan boiler dengan kapasitas minimal 10 kW.
Bahan untuk dinding luar
Saat ini banyak sekali bahan bangunan dinding. Namun yang paling populer dalam pembangunan perumahan swasta masih blok bangunan, batu bata dan kayu. Perbedaan utamanya adalah kepadatan dan konduktivitas termal bahan bangunan. Perbandingan memungkinkan untuk memilih mean emas dalam rasio kepadatan/konduktivitas termal. Semakin tinggi kepadatan material, semakin tinggi pula daya dukungnya, dan oleh karena itu, kekuatan struktur secara keseluruhan. Namun pada saat yang sama, ketahanan termalnya lebih rendah, dan akibatnya, biaya energi lebih tinggi. Di sisi lain, semakin tinggi ketahanan termal, semakin rendah kepadatan material. Kepadatan yang lebih rendah biasanya menunjukkan adanya struktur berpori.
Untuk mempertimbangkan pro dan kontra, Anda perlu mengetahui kepadatan material dan koefisien konduktivitas termalnya. Tabel konduktivitas termal bahan bangunan untuk dinding berikut ini memberikan nilai koefisien dan kepadatannya.
Bahan | Konduktivitas termal, W/(m*°C) | Kepadatan, t/m 3 |
Beton bertulang | ||
Blok beton tanah liat yang diperluas | ||
Bata keramik | ||
Batu bata pasir-kapur | ||
Blok beton aerasi | ||
Isolasi untuk dinding
Jika ketahanan termal tidak mencukupi dinding luar mungkin diterapkan berbagai bahan isolasi. Karena nilai konduktivitas termal bahan bangunan untuk insulasi bisa sangat rendah, seringkali ketebalan 5-10 cm sudah cukup untuk membuat suhu nyaman dan iklim mikro dalam ruangan. Saat ini bahan-bahan seperti wol mineral, busa polistiren, busa polistiren, busa poliuretan dan kaca busa.
Tabel konduktivitas termal bahan bangunan berikut yang digunakan untuk insulasi dinding luar memberikan nilai koefisien λ.
Fitur penggunaan insulasi dinding
Penggunaan insulasi untuk dinding luar memiliki beberapa keterbatasan. Hal ini terutama disebabkan oleh parameter seperti permeabilitas uap. Jika dinding terbuat dari bahan berpori, seperti beton aerasi, beton busa atau beton tanah liat yang diperluas, maka lebih baik menggunakan wol mineral, karena parameter ini hampir sama. Penggunaan busa polistiren, busa poliuretan, atau kaca busa hanya dimungkinkan jika terdapat celah ventilasi khusus antara dinding dan insulasi. Ini juga penting untuk kayu. Tapi untuk dinding bata parameter ini tidak begitu penting.
Atap yang hangat
Insulasi atap memungkinkan Anda menghindari pembengkakan biaya yang tidak perlu saat memanaskan rumah Anda. Untuk tujuan ini, semua jenis insulasi, baik format lembaran maupun semprotan (busa poliuretan), dapat digunakan. Pada saat yang sama, kita tidak boleh melupakan penghalang uap dan anti air. Ini sangat penting, karena insulasi basah (wol mineral) kehilangan sifat tahan panasnya. Jika atapnya tidak diisolasi, maka langit-langit antara loteng dan lantai atas perlu diisolasi secara menyeluruh.
Lantai
Insulasi lantai sangat penting tahap penting. Dalam hal ini, perlu juga menerapkan penghalang uap dan anti air. Bahan yang lebih padat digunakan sebagai insulasi. Oleh karena itu, ia memiliki koefisien konduktivitas termal yang lebih tinggi daripada atap. Ukuran tambahan untuk mengisolasi lantai bisa berupa ruang bawah tanah. Kehadiran celah udara memungkinkan Anda meningkatkan perlindungan termal rumah. Dan peralatan sistem lantai berpemanas (air atau listrik) menyediakan sumber panas tambahan.
Kesimpulan
Saat membangun dan menyelesaikan fasad, perlu dipandu oleh perhitungan kehilangan panas yang akurat dan memperhitungkan parameter bahan yang digunakan (konduktivitas termal, permeabilitas uap, dan kepadatan).
Konduktivitas termal- kemampuan suatu bahan untuk memindahkan panas dari satu bagian ke bagian lain karena gerakan termal molekul. Perpindahan panas suatu bahan dilakukan secara konduksi (melalui kontak partikel-partikel bahan), konveksi (pergerakan udara atau gas lain dalam pori-pori bahan) dan radiasi.
Konduktivitas termal tergantung pada kepadatan rata-rata material, strukturnya, porositas, kelembaban dan suhu rata-rata lapisan bahan. Ketika kepadatan rata-rata material meningkat, konduktivitas termal meningkat. Semakin tinggi porositasnya, mis. lebih sedikit kepadatan rata-rata bahan, semakin rendah konduktivitas termalnya. Dengan meningkatnya kadar air material, konduktivitas termal meningkat tajam, sedangkan sifat insulasi termalnya menurun. Oleh karena itu, semua bahan insulasi panas dalam struktur insulasi panas dilindungi dari kelembaban oleh lapisan penutup - penghalang uap.
Data perbandingan bahan bangunan dengan konduktivitas termal yang sama
Koefisien konduktivitas termal bahan
|
Bahan |
Koefisien konduktivitas termal, W/m*K |
| Lembaran pualam | 0,47 |
| Asbes (batu tulis) | 0,35 |
| Asbes berserat | 0,15 |
| Semen asbes | 1,76 |
| Lembaran semen asbes | 0,35 |
| Beton isolasi termal | 0,18 |
| Aspal | 0,47 |
| Kertas | 0,14 |
| Wol mineral ringan | 0,045 |
| Wol mineral berat | 0,055 |
| Kapas | 0,055 |
| Lembaran vermikulit | 0,1 |
| Bahan wol | 0,045 |
| Konstruksi gipsum | 0,35 |
| Alumina | 2,33 |
| Kerikil (pengisi) | 0,93 |
| Granit, basal | 3,5 |
| Tanah 10% air | 1,75 |
| Tanah 20% air | 2,1 |
| Tanah berpasir | 1,16 |
| Tanahnya kering | 0,4 |
| Tanah yang dipadatkan | 1,05 |
| Ter | 0,3 |
| Kayu - papan | 0,15 |
| Kayu - kayu lapis | 0,15 |
| Kayu keras | 0,2 |
| Serpihan kayu papan chip | 0,2 |
| Abu kayu | 0,15 |
| Iporka (resin berbusa) | 0,038 |
| Batu | 1,4 |
| Karton konstruksi multilayer | 0,13 |
| Karet berbusa | 0,03 |
| Karet alam | 0,042 |
| Karet berfluorinasi | 0,055 |
| Beton tanah liat yang diperluas | 0,2 |
| Batu bata silika | 0,15 |
| Bata berongga | 0,44 |
| Bata silikat | 0,81 |
| Bata padat | 0,67 |
| Batu bata terak | 0,58 |
| Lempengan mengandung silika | 0,07 |
| Serbuk gergaji - penimbunan kembali | 0,095 |
| Serbuk gergaji kering | 0,065 |
| PVC | 0,19 |
| Beton busa | 0,3 |
| Styrofoam | 0,037 |
| PS-B polistiren yang diperluas | 0,04 |
| Lembaran busa poliuretan | 0,035 |
| Panel busa poliuretan | 0,025 |
| Kaca busa ringan | 0,06 |
| Kaca busa tebal | 0,08 |
| kaca | 0,17 |
| Perlit | 0,05 |
| Lembaran semen perlit | 0,08 |
| Pasir | |
| kelembaban 0%. | 0,33 |
| kelembaban 10%. | 0,97 |
| kelembaban 20%. | 1,33 |
| Batu pasir yang terbakar | 1,5 |
| Menghadapi ubin | 105 |
| Ubin isolasi termal | 0,036 |
| Polistiren | 0,082 |
| Karet busa | 0,04 |
| papan gabus | 0,043 |
| Lembaran gabus ringan | 0,035 |
| Lembaran gabus itu berat | 0,05 |
| Karet | 0,15 |
| bahan atap | 0,17 |
| Pinus Skotlandia, cemara, cemara (450...550 kg/m3, kelembapan 15%) | 0,15 |
| Pinus resin (600...750 kg/m3, kelembapan 15%) | 0,23 |
| Kaca | 1,15 |
| Benang halus dari kaca | 0,05 |
| fiberglass | 0,036 |
| fiberglass | 0,3 |
| Atap kertas terasa | 0,23 |
| Papan semen | 1,92 |
| Mortar semen-pasir | 1,2 |
| Besi cor | 56 |
| Terak butiran | 0,15 |
| Terak ketel | 0,29 |
| Beton abu | 0,6 |
| Plester kering | 0,21 |
| Plester semen | 0,9 |
| Ebonit | 0,16 |
| Ebonit yang diperluas | 0,03 |
| Linden, birch, maple, oak (kelembaban 15%) | 0,15 |
Tahan lama dan rumah yang hangat– ini adalah persyaratan utama yang dikenakan pada desainer dan pembangun. Oleh karena itu, bahkan pada tahap desain bangunan, dua jenis bahan bangunan dimasukkan dalam struktur: struktural dan insulasi termal. Yang pertama memiliki kekuatan yang meningkat, tetapi konduktivitas termal yang tinggi, dan paling sering digunakan untuk konstruksi dinding, langit-langit, ruang bawah tanah, dan fondasi. Yang kedua adalah bahan dengan konduktivitas termal rendah. Tujuan utamanya adalah untuk menutupi material struktural untuk mengurangi konduktivitas termalnya. Oleh karena itu, untuk memudahkan perhitungan dan pemilihan, digunakan tabel konduktivitas termal bahan bangunan.
Baca di artikel:
Apa itu konduktivitas termal
Hukum fisika mendefinisikan satu postulat yang menyatakan bahwa energi panas cenderung dari medium C suhu tinggi ke lingkungan bersuhu rendah. Pada saat yang sama, melewati bahan bangunan, energi panas menghabiskan waktu. Transisi tidak akan terjadi hanya jika suhu di berbagai sisi bahan bangunan sama.
Artinya, ternyata proses perpindahan energi panas, misalnya melalui dinding, merupakan waktu penetrasi panas. Dan semakin banyak waktu yang dihabiskan untuk ini, semakin rendah konduktivitas termal dinding. Ini adalah rasionya. Misalnya, konduktivitas termal berbagai bahan:
- beton –1,51 W/m×K;
- bata – 0,56;
- kayu – 0,09-0,1;
- pasir – 0,35;
- tanah liat yang diperluas – 0,1;
- baja – 58.
Untuk memperjelas apa yang kita bicarakan, perlu ditunjukkan hal itu struktur beton dalam keadaan apa pun ia tidak akan membiarkan energi panas melewati dirinya sendiri jika ketebalannya berada dalam jarak 6 m Jelas bahwa hal ini tidak mungkin dilakukan dalam konstruksi rumah. Artinya untuk mengurangi konduktivitas termal, Anda harus menggunakan bahan lain yang memiliki indikator lebih rendah. Dan mereka bisa digunakan untuk menutupi struktur beton.
Berapa koefisien konduktivitas termal
Koefisien perpindahan panas atau konduktivitas termal bahan, yang juga ditunjukkan dalam tabel, merupakan karakteristik konduktivitas termal. Ini menunjukkan jumlah energi panas yang melewati ketebalan bahan bangunan selama periode waktu tertentu.
Pada prinsipnya koefisien menunjukkan indikator kuantitatif. Dan semakin kecil, semakin baik konduktivitas termal material tersebut. Dari perbandingan di atas terlihat jelas bahwa profil baja dan desain memiliki yang paling banyak koefisien tinggi. Ini berarti mereka praktis tidak menahan panas. Dari bahan bangunan penahan panas yang digunakan untuk konstruksi struktur penahan beban, ini kayu.
Namun ada hal lain yang perlu diperhatikan. Misalnya baja yang sama. Bahan tahan lama ini digunakan untuk pembuangan panas jika diperlukan perpindahan cepat. Misalnya saja radiator pemanas. Artinya, konduktivitas termal yang tinggi tidak selalu buruk.
Apa yang mempengaruhi konduktivitas termal bahan bangunan
Ada beberapa parameter yang sangat mempengaruhi konduktivitas termal.
- Struktur material itu sendiri.
- Kepadatan dan kelembapannya.
Adapun strukturnya sangat beragam: homogen, padat, berserat, berpori, konglomerat (beton), berbutir lepas, dll. Jadi perlu diperhatikan bahwa semakin heterogen struktur suatu material, semakin rendah konduktivitas termalnya. Intinya adalah melewati suatu zat yang volumenya besar ditempati oleh pori-pori ukuran yang berbeda, semakin sulit energi untuk melewatinya. Tapi di pada kasus ini energi panas adalah radiasi. Artinya, ia tidak lewat secara merata, namun mulai berubah arah, kehilangan kekuatan di dalam material.
Sekarang tentang kepadatan. Parameter ini menunjukkan jarak antar partikel material di dalamnya. Berdasarkan posisi sebelumnya, kita dapat menyimpulkan: semakin kecil jaraknya, maka semakin besar densitasnya, semakin tinggi konduktivitas termalnya. Dan sebaliknya. Bahan berpori yang sama memiliki kepadatan lebih kecil dari bahan homogen.
Kelembaban adalah air yang memiliki struktur padat. Dan konduktivitas termalnya adalah 0,6 W/m*K. Indikator yang cukup tinggi, sebanding dengan koefisien konduktivitas termal batu bata. Oleh karena itu, ketika mulai menembus struktur material dan mengisi pori-pori, ini merupakan peningkatan konduktivitas termal.
Koefisien konduktivitas termal bahan bangunan: cara penggunaannya dalam praktik dan tabel
Nilai praktis dari koefisien adalah perhitungan ketebalan struktur pendukung yang dilakukan dengan benar, dengan mempertimbangkan bahan insulasi yang digunakan. Perlu dicatat bahwa bangunan yang sedang dibangun terdiri dari beberapa struktur penutup tempat terjadinya kebocoran panas. Dan masing-masing dari mereka memiliki persentase kehilangan panasnya sendiri.
- Hingga 30% dari total energi panas melewati dinding.
- Melalui lantai – 10%.
- Melalui jendela dan pintu – 20%.
- Melalui atap - 30%.
Artinya, ternyata jika konduktivitas termal semua pagar salah dihitung, maka orang yang tinggal di rumah seperti itu harus puas hanya dengan 10% energi panas yang dilepaskan. sistem pemanas. 90%, seperti yang mereka katakan, adalah uang yang dibuang begitu saja.
Pendapat ahli
Insinyur desain HVAC (pemanas, ventilasi dan AC) ASP North-West LLC
Tanyakan pada spesialis“Rumah yang ideal harus dibangun dari panas bahan isolasi, di mana 100% panas akan tetap berada di dalam. Namun menurut tabel konduktivitas termal bahan dan bahan insulasi, Anda tidak akan menemukan bahan bangunan yang ideal untuk membangun struktur seperti itu. Karena struktur berporinya rendah kapasitas menahan beban desain. Kayu mungkin merupakan pengecualian, namun kayu juga tidak ideal.”
Oleh karena itu, ketika membangun rumah, mereka mencoba menggunakan bahan bangunan berbeda yang saling melengkapi dalam hal konduktivitas termal. Dalam hal ini, sangat penting untuk mengkorelasikan ketebalan setiap elemen secara keseluruhan Struktur bangunan. Dalam rencana ini rumah ideal dapat dianggap bingkai. Dia dasar kayu, kita sudah bisa berbicara tentang rumah yang hangat, dan insulasi yang diletakkan di antara elemen-elemen rangka bangunan. Tentu saja, dengan mempertimbangkan suhu rata-rata wilayah tersebut, perlu menghitung secara akurat ketebalan dinding dan elemen penutup lainnya. Namun, seperti yang diperlihatkan oleh praktik, perubahan yang dilakukan tidak begitu signifikan sehingga kita bisa membicarakan investasi modal yang besar.
Mari kita lihat beberapa bahan bangunan yang umum digunakan dan bandingkan konduktivitas termalnya berdasarkan ketebalannya.
Konduktivitas termal batu bata: tabel berdasarkan variasi
| Foto | Jenis batu bata | Konduktivitas termal, W/m*K |
|---|---|---|
| Keramik padat | 0,5-0,8 | |
| Slot keramik | 0,34-0,43 | |
| Berpori | 0,22 | |
| Silikat padat | 0,7-0,8 | |
| Silikat ditempatkan | 0,4 | |
| klinker | 0,8-0,9 |
Konduktivitas termal kayu: tabel berdasarkan spesies
Koefisien konduktivitas termal kayu balsa adalah yang terendah dari semua jenis kayu. Gabuslah yang sering digunakan sebagai bahan isolasi termal pada saat melakukan kegiatan isolasi.
Konduktivitas termal logam: tabel
Indikator logam ini berubah seiring suhu penggunaannya. Dan hubungannya adalah ini: semakin tinggi suhunya, semakin rendah koefisiennya. Tabel tersebut menunjukkan logam yang digunakan dalam industri konstruksi.
Sekarang, mengenai hubungannya dengan suhu.
- Aluminium pada suhu -100°C memiliki konduktivitas termal 245 W/m*K. Dan pada suhu 0°C – 238. Pada +100°C – 230, pada +700°C – 0.9.
- Untuk tembaga: pada -100°C –405, pada 0°C – 385, pada +100°C – 380, dan pada +700°C – 350.
Tabel konduktivitas termal untuk bahan lain
Kami terutama akan tertarik pada tabel konduktivitas termal bahan isolasi. Perlu dicatat bahwa jika untuk logam parameter ini bergantung pada suhu, maka untuk insulasi bergantung pada kepadatannya. Oleh karena itu, tabel akan menampilkan indikator dengan mempertimbangkan kepadatan material.
| Bahan isolasi termal | Massa jenis, kg/m³ | Konduktivitas termal, W/m*K |
|---|---|---|
| Wol mineral (basal) | 50 | 0,048 |
| 100 | 0,056 | |
| 200 | 0,07 | |
| Benang halus dari kaca | 155 | 0,041 |
| 200 | 0,044 | |
| Polistiren yang diperluas | 40 | 0,038 |
| 100 | 0,041 | |
| 150 | 0,05 | |
| Busa polistiren yang diekstrusi | 33 | 0,031 |
| Busa poliuretan | 32 | 0,023 |
| 40 | 0,029 | |
| 60 | 0,035 | |
| 80 | 0,041 |
Dan mejanya sifat isolasi termal bahan bangunan. Yang utama sudah dibahas, mari kita tentukan yang tidak termasuk dalam tabel dan termasuk dalam kategori yang sering digunakan.
| Bahan konstruksi | Massa jenis, kg/m³ | Konduktivitas termal, W/m*K |
|---|---|---|
| Konkret | 2400 | 1,51 |
| Beton bertulang | 2500 | 1,69 |
| Beton tanah liat yang diperluas | 500 | 0,14 |
| Beton tanah liat yang diperluas | 1800 | 0,66 |
| Beton busa | 300 | 0,08 |
| Kaca busa | 400 | 0,11 |
Koefisien konduktivitas termal lapisan udara
Semua orang tahu bahwa udara, jika dibiarkan di dalam bahan bangunan atau di antara lapisan bahan bangunan, merupakan isolator yang sangat baik. Mengapa hal ini terjadi, karena udara itu sendiri tidak dapat menahan panas. Untuk melakukan ini, kita perlu mempertimbangkan celah udara itu sendiri, dipagari dengan dua lapisan bahan bangunan. Salah satunya bersentuhan dengan zona suhu positif, yang lain dengan zona suhu negatif.
Energi termal bergerak dari plus ke minus, dan menemui lapisan udara dalam perjalanannya. Apa yang terjadi di dalam:
- Konveksi udara hangat di dalam lapisan.
- Radiasi termal dari suatu material dengan suhu positif.
Oleh karena itu, aliran panas itu sendiri merupakan penjumlahan dari dua faktor dengan penambahan konduktivitas termal bahan pertama. Perlu segera dicatat bahwa radiasi menempati sebagian besar fluks panas. Saat ini, semua perhitungan ketahanan termal dinding dan struktur penutup penahan beban lainnya dilakukan menggunakan kalkulator online. Sedangkan untuk celah udara, perhitungan seperti itu sulit dilakukan, sehingga diambil nilai yang diperoleh dari penelitian laboratorium pada tahun 50-an abad yang lalu.
Mereka dengan jelas menyatakan bahwa jika perbedaan suhu antara dinding yang dibatasi oleh udara adalah 5°C, maka radiasi meningkat dari 60% menjadi 80% jika ketebalan lapisan ditingkatkan dari 10 menjadi 200 mm. Artinya, total volume aliran panas tetap sama, radiasi meningkat, yang berarti konduktivitas termal dinding menurun. Dan perbedaannya signifikan: dari 38% menjadi 2%. Benar, konveksi meningkat dari 2% menjadi 28%. Namun karena ruangnya tertutup, pergerakan udara di dalamnya tidak berpengaruh pada faktor luar.
Perhitungan ketebalan dinding berdasarkan konduktivitas termal secara manual menggunakan rumus atau kalkulator
Menghitung ketebalan dinding tidaklah mudah. Untuk melakukan ini, Anda perlu menjumlahkan semua koefisien konduktivitas termal bahan yang digunakan untuk membangun dinding. Misalnya batu bata mortar plester di luar, ditambah kelongsong luar, jika ada yang akan digunakan. Bahan perata internal, bisa berupa plester yang sama atau lembaran eternit, penutup pelat atau panel lainnya. Jika ada celah udara, maka itu juga diperhitungkan.
Ada yang disebut konduktivitas termal menurut wilayah, yang dijadikan dasar. Jadi begini nilai yang dihitung tidak boleh lebih spesifik. Tabel di bawah menunjukkan konduktivitas termal spesifik menurut kota.
Artinya, semakin jauh Anda pergi ke selatan, seharusnya semakin rendah konduktivitas termal material secara keseluruhan. Dengan demikian, ketebalan dinding bisa dikurangi. Sedangkan untuk kalkulator online, kami sarankan menonton video di bawah ini yang menunjukkan cara menggunakan layanan perhitungan tersebut dengan benar.
Jika Anda mempunyai pertanyaan yang dirasa belum terjawab di artikel ini, silakan tulis di kolom komentar. Editor kami akan mencoba menjawabnya.
Pembangunan rumah apa pun, baik itu pondok atau rumah sederhana rumah pedesaan, harus dimulai dengan pengembangan proyek. Pada tahap ini, tidak hanya tampilan arsitektural dari struktur masa depan yang ditetapkan, tetapi juga karakteristik struktural dan termalnya.
Tugas utama pada tahap proyek bukan hanya pengembangan yang kuat dan tahan lama solusi konstruktif, mampu menjaga iklim mikro yang paling nyaman dengan biaya minimal. Dapat membantu Anda menentukan pilihan tabel perbandingan konduktivitas termal bahan.
Konsep konduktivitas termal
DI DALAM garis besar umum proses konduksi termal ditandai dengan perpindahan energi panas dari partikel yang lebih panas padat ke yang kurang panas. Proses ini akan berlanjut sampai terjadi kesetimbangan termal. Dengan kata lain, sampai suhu menjadi sama.
Sehubungan dengan selubung bangunan (dinding, lantai, langit-langit, atap), proses perpindahan panas akan ditentukan oleh waktu dimana suhu di dalam ruangan menjadi sama dengan suhu lingkungan.
Semakin lama proses ini maka ruangan akan terasa semakin nyaman dan biaya operasionalnya pun semakin hemat.
Secara numerik, proses perpindahan panas ditandai dengan koefisien konduktivitas termal. Arti fisis dari koefisien menunjukkan berapa banyak panas yang melewati suatu satuan permukaan per satuan waktu. Itu. semakin tinggi nilai indikator ini maka panas yang dihantarkan semakin baik, yang berarti akan semakin cepat terjadinya proses pertukaran panas.
Oleh karena itu, di atas panggung pekerjaan desain perlu untuk merancang struktur yang konduktivitas termalnya harus serendah mungkin.
Kembali ke konten
Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai konduktivitas termal
Konduktivitas termal bahan yang digunakan dalam konstruksi bergantung pada parameternya:
- Porositas - adanya pori-pori pada struktur suatu material mengganggu homogenitasnya. Ketika aliran panas lewat, sebagian energi dipindahkan melalui volume yang ditempati oleh pori-pori dan diisi udara. Konduktivitas termal udara kering (0,02 W/(m*°C)) dapat diterima sebagai titik referensi. Oleh karena itu, semakin besar volume yang ditempati pori-pori udara, semakin rendah konduktivitas termal material tersebut.
- Struktur pori – ukuran pori yang kecil dan sifatnya yang tertutup membantu mengurangi laju aliran panas. Dalam hal menggunakan bahan dengan pori-pori penghubung yang besar, selain konduktivitas termal, proses perpindahan panas secara konveksi juga akan terlibat dalam proses perpindahan panas.
- Kepadatan - pada nilai yang lebih tinggi, partikel berinteraksi lebih dekat satu sama lain dan berkontribusi lebih besar terhadap transfer energi panas. Secara umum, nilai konduktivitas termal suatu bahan tergantung pada kepadatannya ditentukan berdasarkan data referensi atau secara empiris.
- Kelembapan - nilai konduktivitas termal air adalah (0,6 W/(m*°C)). Ketika struktur dinding atau insulasi menjadi basah, udara kering dikeluarkan dari pori-pori dan diganti dengan tetesan cairan atau udara lembab jenuh. Konduktivitas termal dalam hal ini akan meningkat secara signifikan.
- Pengaruh suhu terhadap konduktivitas termal suatu bahan tercermin melalui rumus:
=λо*(1+b*t), (1)
dimana, λо - koefisien konduktivitas termal pada suhu 0 °C, W/m*°C;
b - nilai referensi koefisien suhu;
t - suhu.
Kembali ke konten
Penerapan praktis nilai konduktivitas termal bahan bangunan
Konsep ketebalan lapisan material langsung mengikuti konsep konduktivitas termal untuk memperoleh nilai hambatan aliran panas yang diperlukan. Resistansi termal adalah nilai standar.
Rumus sederhana yang menentukan ketebalan lapisan akan terlihat seperti:
dimana, H - ketebalan lapisan, m;
R - ketahanan perpindahan panas, (m2*°C)/W;
λ - koefisien konduktivitas termal, W/(m*°C).
Rumus ini jika diterapkan pada dinding atau langit-langit memiliki asumsi sebagai berikut:
- struktur penutupnya memiliki struktur monolitik yang homogen;
- bahan bangunan yang digunakan memiliki kelembapan alami.
Saat merancang, data standar dan referensi yang diperlukan diambil dari dokumentasi peraturan:
- SNiP23-01-99 - Klimatologi konstruksi;
- SNiP 23/02/2003 - Perlindungan termal bangunan;
- SP 23-101-2004 - Desain perlindungan termal bangunan.
Kembali ke konten
Konduktivitas termal bahan: parameter
Pembagian bahan konvensional yang digunakan dalam konstruksi menjadi isolasi struktural dan termal telah diterima.
Bahan struktural digunakan untuk konstruksi struktur penutup (dinding, partisi, langit-langit). Mereka dibedakan oleh nilai konduktivitas termal yang tinggi.
Nilai koefisien konduktivitas termal dirangkum dalam Tabel 1:
Tabel 1
Dengan mengganti rumus (2) data yang diambil dari dokumentasi peraturan dan data dari Tabel 1, Anda dapat memperoleh ketebalan dinding yang diperlukan untuk wilayah iklim tertentu.
Ketika dinding hanya terbuat dari bahan struktural tanpa menggunakan insulasi termal, ketebalan yang dibutuhkan (dalam kasus beton bertulang) dapat mencapai beberapa meter. Desain dalam hal ini akan menjadi sangat besar dan tidak praktis.
Dimungkinkan untuk membangun dinding tanpa menggunakan insulasi tambahan, mungkin hanya beton busa dan kayu. Itupun, ketebalan dindingnya mencapai setengah meter.
Bahan isolasi termal memiliki nilai konduktivitas termal yang cukup rendah.
Kisaran utamanya berkisar antara 0,03 hingga 0,07 W/(m*°C). Bahan yang paling umum adalah busa polistiren yang diekstrusi, wol mineral, busa polistiren, wol kaca, dan bahan insulasi berbahan dasar busa poliuretan. Penggunaannya memungkinkan untuk secara signifikan mengurangi ketebalan struktur penutup.
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.
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 berbahan kayu dan beton busa tidak perlu digunakan isolasi 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.
