Coeficiente de condutividade térmica dos materiais de construção: o que significa o indicador + tabela de valores

A construção envolve o uso de quaisquer materiais adequados.Os principais critérios são segurança para a vida e saúde, condutividade térmica e confiabilidade. Isto é seguido por preço, propriedades estéticas, versatilidade de uso, etc.

Consideremos uma das características mais importantes dos materiais de construção - o coeficiente de condutividade térmica, pois é desta propriedade que, por exemplo, depende em grande medida o nível de conforto da casa.

O que é material de construção KTP?

Teoricamente, e também na prática, os materiais de construção, via de regra, criam duas superfícies - externa e interna. Do ponto de vista físico, uma região quente tende sempre para uma região fria.

Em relação aos materiais de construção, o calor tenderá de uma superfície (mais quente) para outra superfície (menos quente). Na verdade, a capacidade de um material passar por tal transição é chamada de coeficiente de condutividade térmica, ou na abreviatura KTP.

Diagrama explicando 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 do CTS são geralmente baseadas em testes, quando é retirado um corpo de prova experimental medindo 100x100 cm e sobre ele é aplicado um efeito térmico, levando em consideração a diferença de temperatura de duas superfícies de 1 grau. Tempo de exposição 1 hora.

Consequentemente, a condutividade térmica é medida em Watts por metro por grau (W/m°C).O coeficiente é denotado pelo símbolo grego λ.

Por defeito, a condutividade térmica de vários materiais para construção com um valor inferior a 0,175 W/m°C equipara estes materiais à categoria de isolantes.

A produção moderna domina tecnologias para a produção de materiais de construção cujo nível de CTP é inferior a 0,05 W/m°C. Graças a estes produtos, é possível obter um efeito económico pronunciado em termos de consumo de energia.

Influência de fatores no nível de condutividade térmica

Cada material de construção individual possui uma estrutura específica e um estado físico único.

A base disso são:

• dimensão da estrutura cristalina;
• estado de fase da matéria;
• grau de cristalização;
• anisotropia da condutividade térmica dos cristais;
• volume de porosidade e estrutura;
• direção do fluxo de calor.

Todos esses são fatores que influenciam. A composição química e as impurezas também têm certa influência no nível de CTP. A quantidade de impurezas, como a prática tem mostrado, tem um efeito particularmente pronunciado no nível de condutividade térmica dos componentes cristalinos.

Os materiais de construção isolantes são uma classe de produtos para construção, criados tendo em conta as propriedades do PTS, próximas das propriedades óptimas. No entanto, alcançar a condutividade térmica ideal mantendo outras qualidades é extremamente difícil.

Por sua vez, o PTS é influenciado pelas condições de operação do material de construção - temperatura, pressão, nível de umidade, etc.

Materiais de construção com transformador de pacote mínimo

Segundo pesquisas, o ar seco tem um valor mínimo de condutividade térmica (cerca de 0,023 W/m°C).

Do ponto de vista da utilização de ar seco na estrutura de um material de construção, é necessária uma estrutura onde o ar seco resida dentro de numerosos espaços fechados de pequeno volume. Estruturalmente, esta configuração é representada na forma de numerosos poros no interior da estrutura.

Daí a conclusão lógica: um material de construção cuja estrutura interna seja uma formação porosa deveria ter um baixo nível de CFC.

Além disso, dependendo da porosidade máxima permitida do material, o valor da condutividade térmica aproxima-se do valor da condutividade térmica do ar seco.

A criação de um material de construção com condutividade térmica mínima é facilitada por uma estrutura porosa. Quanto mais poros de diferentes volumes estiverem contidos na estrutura do material, melhor CTP poderá ser obtido

Na produção moderna, diversas tecnologias são utilizadas para obter a porosidade de um material de construção.

Em particular, são utilizadas as seguintes tecnologias:

• espuma;
• formação de gás;
• vedação de água;
• inchaço;
• introdução de aditivos;
• criando andaimes de fibra.

Deve-se observar: o coeficiente de condutividade térmica está diretamente relacionado a propriedades como densidade, capacidade térmica e condutividade térmica.

O valor da condutividade térmica pode ser calculado usando a fórmula:

λ = Q/S *(T₁-T₂)*t,

Onde:

• P - 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 dele pode ser calculada da seguinte forma:

λ = 1,16 √ 0,0196+0,22d² – 0,16,

Onde: d – valor da densidade. Esta é a fórmula de V.P.Nekrasov, demonstrando a influência da densidade de um determinado material no valor do seu CFC.

A influência da umidade na condutividade térmica dos materiais de construção

Mais uma vez, a julgar pelos exemplos do uso de materiais de construção na prática, revela-se o efeito negativo da umidade na qualidade de vida de um material de construção. Observou-se que quanto mais umidade o material de construção fica exposto, maior se torna o valor do CTP.

De várias maneiras, eles se esforçam para proteger o material usado na construção da umidade. Esta medida é plenamente justificada, dado o aumento do coeficiente para materiais de construção húmidos

Não é difícil justificar este ponto. O efeito da umidade na estrutura de um material de construção é acompanhado pela umidificação do ar nos poros e pela substituição parcial do ar ambiente.

Considerando que o parâmetro de condutividade térmica da água é de 0,58 W/m°C, fica claro um aumento significativo na condutividade térmica do material.

Deve-se notar também que há um efeito mais negativo quando a água que entra na estrutura porosa é adicionalmente congelada e se transforma em gelo.

Assim, é fácil calcular um aumento ainda maior na condutividade térmica, tendo em conta os parâmetros da condutividade térmica do gelo iguais a 2,3 W/m°C. Um aumento de aproximadamente quatro vezes no parâmetro de condutividade térmica da água.

Uma das razões para o abandono da construção de inverno em favor da construção de verão deve ser considerada justamente o fator de possível congelamento de alguns tipos de materiais de construção e, consequentemente, aumento da condutividade térmica.

A partir daqui, os requisitos de construção relativos à proteção dos materiais de construção isolantes contra a umidade tornam-se óbvios. Afinal, o nível de condutividade térmica aumenta em proporção direta à umidade quantitativa.

Outro ponto não parece menos significativo - o contrário, 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 acontece devido ao aumento da energia cinemática das moléculas que constituem a base estrutural do material de construção.

É verdade que existe uma classe de materiais cuja estrutura, pelo contrário, adquire melhores propriedades de condutividade térmica em modo de alto aquecimento. Um desses materiais é o metal.

Se, sob forte aquecimento, a maioria dos materiais de construção amplamente utilizados alteram sua condutividade térmica no sentido de aumentar, o forte aquecimento do metal leva ao efeito oposto - a condutividade térmica do metal diminui

Métodos para determinar o coeficiente

Diferentes técnicas são utilizadas nessa direção, mas na verdade todas as tecnologias de medição estão unidas por dois grupos de métodos:

1. Modo de medição estacionário.
2. Modo de medição não estacionário.

A técnica estacionária envolve trabalhar com parâmetros que permanecem inalterados ao longo do tempo ou mudam ligeiramente. Esta tecnologia, a julgar pelas aplicações práticas, permite-nos contar com resultados de CFT mais precisos.

O método estacionário permite que ações destinadas à medição da condutividade térmica sejam realizadas em uma ampla faixa de temperatura - 20 – 700 °C. Mas, ao mesmo tempo, a tecnologia estacionária é considerada uma técnica complexa e trabalhosa que requer muito tempo para ser executada.

Um exemplo de dispositivo projetado para medir a condutividade térmica. Este é um dos designs digitais modernos que fornece resultados rápidos e precisos.

Outra tecnologia de medição, não estacionária, parece ser mais simplificada, necessitando de 10 a 30 minutos para conclusão do 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 estes produtos, em regra, foram testados repetidamente, com base nos quais foi compilada uma tabela de condutividade térmica dos materiais de construção, que inclui quase todos os materiais necessários num canteiro de obras.

Uma versão dessa tabela é apresentada abaixo, onde KTP é o coeficiente de condutividade térmica:

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1. Isolamento para telhados de sótão.
2. Materiais para isolar o interior de uma casa.
3. Isolamento para teto.
4. Materiais para isolamento térmico externo.
5. Isolamento de pisos em casa de madeira.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O vídeo é orientado tematicamente, explicando com detalhes suficientes o que é KTP e “com o que é consumido”. Depois de se familiarizar com o material apresentado no vídeo, você terá grandes chances de se tornar um construtor profissional.

O ponto óbvio é que um potencial construtor deve conhecer a condutividade térmica e sua dependência de vários fatores. Esse conhecimento o ajudará a construir não apenas com alta qualidade, mas com alto grau de confiabilidade e durabilidade do objeto. Usar um coeficiente significa essencialmente economizar dinheiro, por exemplo, no pagamento dos mesmos serviços públicos.

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