Файл: Слободяник И.Я. Строительные материалы и изделия учебник.pdf

Теплопроводность. Теплопроводностью называют способность материала проводить тепло от одной поверхности к другой при наличии разности температур на его поверхностях.

Способность материала передавать тепло оценивается коэф­ фициентом теплопроводности.

Коэффициент теплопроводности А определяется для однород­

1 м толщины в направлении, перпендикулярном к этой поверх­ ности.

Коэффициент теплопроводности измеряется в ваттах на метр,

меньше объемная масса материала, т. е. чем больше в нем пор и чем мельче воздушные поры, тем ниже коэффициент теплопро­ водности.

Материалы, поры которых заполнены водой, имеют повышен­ ную теплопроводность. Объясняется это тем, что теплопроводность

0,047 — при отрицательных).

Материалы с замкнутыми порами обладают меньшей теплопро­ водностью, чем те же материалы с открытыми порами.

Волокнистые материалы имеют неодинаковый коэффициент теплопроводности в различных направлениях— в направлении вдоль волокон больший, чем поперек. Теплопроводность кристал­ лических веществ выше, чем аморфных. Теплопроводность насы­ щенного водой И замороженного материала сильно повышается, так как коэффициент теплопроводности льда в четыре раза боль­ ше, чем воды.

При изменении температуры теплопроводность материалов изменяется по формуле

Af = А0 at,

где X/ и Х0— коэффициенты теплопроводности соответственно при температуре t и 0° С, вт/м ■град;

t — температура материала,° С

а — температурный коэффициент, представляющий собой изменение коэффициента теплопроводности при из­ менении температуры на 1° С, вт/м • град.

Следует учитывать, что материалы одной и той же объемной массы, но разного происхождения или одной и той же природы, но­ разного структурного состояния могут иметь разные показатели коэффициента теплопроводности. Например, ячеистый или сыпучий материал одинаковой объемной массы будет тем менее тепло­ проводен, чем мельче в нем ячейки.

Одним из веществ с минимальным коэффициентом теплопровод­

Коэффициент теплопроводности характеризует теплофизикеские свойства материалов, определяя их принадлежность к клас­ су теплоизоляционных, конструктивно-теплоизоляционных, конст­ руктивных.

Значение коэффициентов теплопроводности по классам следующие, вт/м ■град.-

Теплопроводность материала можно также характеризовать ве­ личиной, обратной X, термическим сопротивлением {R — у). Для стенового материала толщиной b в м термическое сопротивление

Rb = у м1-градlern.

Теплоемкость. Теплоемкость — это свойство материала погло­ щать или отдавать тепло. Она характеризуется удельной тепло­ емкостью.

Удельная теплоемкость — это количество тепла, необходимое для нагревания единицы массы на 1°С.

Количество тепла, необходимое для нагревания материала в данном температурном интервале h — tu можно определить по формуле

Q = cm (to — tj) дж,

где с — удельная теплоемкость данного материала, дж/кг •град\ т — масса, кг\

U — конечная температура, °С; fi — начальная температура, °С.

Из формулы можно определить коэффициент теплоемкости или удельную теплоемкость:

с - m- ( ^ - 1\) дж/кг-град.

Теплоемкость материалов является важной характеристикой в тех случаях, когда необходимо учитывать аккумуляцию тепла, на­ пример, при расчете и конструировании теплоустойчивых огражде­ ний (стен, перекрытий и т. д.) с целью сохранения температуры в помещении без резких колебаний при изменении теплового ре­ жима.

Общую теплоемкость многослойных конструкций или материа­ лов исчисляют как сумму значений теплоемкости составляющих ■слоев.

Коэффициент удельной теплоемкости конструкции (материа­ ла), состоящей из нескольких слоев разнородных материалов, ■определяют по формуле

где сѵ с2, сп — удельные теплоемкости слоев, дж/кг • град; тѵ тг, тп — массы отдельных слоев, кг.

Удельная теплоемкость материала при увлажнении увеличи­ вается на величину

с' = с0+ 0,015 дж/кг-град,

необходимого для нагревания 1 м3 материала на 1° С. Температуропроводность характеризует распределение темпе­

ратурного поля в материале и численно определяется коэффициен­

Удельная теплоемкость некоторых строительных материалов

Теплоусвоение. При нестационарном тепловом режиме большое значение имеет свойство поверхности материала в большей или меньшей степени воспринимать тепло при периодических коле­ баниях теплового потока или температуры окружающей среды. Указанное свойство носит название теплоусвоения.

Для числовой характеристики способности поверхности мате­ риала воспринимать тепло при колебании температуры вводится; понятие коэффициента теплоусвоения

S = | / " ^ Xc-fo впг/м2град,

где X— теплопроводность, зг/лі • град-,

с — удельная теплоемкость, дж/кг • град; jo — объемная масса, кг/м3\

Т — период колебания температуры, сек.

Акустические свойства материалов. При сооружении зданий большое значение имеет создание оптимальных акустических усло­

Звук — это воспринимаемые ухом упругие механические волны,, возникающие в различных средах с частотой колебаний от 16 до 20 000 гц (1 гц = 1 колебание в 1 сек).

Звуковая волна несет с собой определенную энергию. Объек­ тивную громкость или силу звука определяют количеством звуко­ вой энергии, переносимой звуковой волной в единицу времени че­ рез площадь, перпендикулярную к направлению распространения, звуковой волны.

Единица интенсивности (силы) звука 1 выражается в вт/м2~ Для того чтобы звуковая волна создала ощущение звука, не­ обходимо, чтобы сила звука превышала некоторую минимальную величину, называемую порогом слышимости. Порог слышимости.

■различен для различных частот. Наиболее чувствительно челове­ ческое ухо к колебаниям с частотами 1000—3000 гц. Для этой ■области порог слышимости достигает ІО-12 вт/м2.

Разные уровни громкости соответствуют различным уровням звукового давления, которое измеряется в белах.

Шепот на расстоянии 1,5 м оценивается в 10 дб\ тихий раз­ говор на расстоянии 1 м — в 40 дб, шум легковой машины на асфальтовом шоссе на расстоянии 5—10 м — в 60—85 дб.

Встречая на своем пути преграду, звуковая волна в зависимости ■от вида поверхности частично поглощается, частично отражается.

При отражении от гладких поверхностей звук теряет мало энер­ гии, поэтому до полного его затухания происходит большое коли­ чество отражений и звук затухает постепенно. Звучание, сохраняю­ щееся после прекращения действия источника звука (в результа­ те заполнения помещения звуковыми волнами, отражаемыми от стен помещения), называют реверберацией.

В помещении с развитой поверхностью (ковры, перфорирован­ ные поверхности) звук замирает быстрее, так как большая доля его поглощается.

Величину поглощения звука оценивают коэффициентом звуко­ поглощения, показывающим, какая доля энергии волны, падаю­ щей на 1 м2 поверхности материала, поглощается этим материа­ лом. За единицу величины звукопоглощения принимается погло­ щение звука 1 м2 открытого проема.

Значения коэффициента звукопоглощения некоторых материа­ лов при частоте 128—1024 гц следующие:

Газопроницаемость. Явление газопроницаемости наблюдается как при наличии разности в барометрическом давлении на внут­ реннюю и наружную стороны стенки сооружения (например, в су­ шильных камерах, печах), так и при одинаковом давлении на обе стороны стенки, если омывающие газовые среды (воздух) имеют разные температуры.

У холодного воздуха парциальное давление выше, чем у тепло­ го, и это служит причиной его проникновения через материал (инфильтрации).

Величина газопроницаемости оценивается коэффициентом газо­ проницаемости, который определяется прохождением 1 м3 газа в течение 1 ч через слой материала толщиной 1 м на площади 1 м2 при разности давлений на противолежащих стенках 1 мм вод. ст. Значения коэффициента газопроницаемости (воздухопроницаемо­ сти) некоторых материалов следующие, м3!ч-мм вод. ст.: