T.Kisilewicz – Polit. Krakowska

1

Cechy fizyczne materiałów

Cechy fizyczne materiałów

izolacyjnych i przegród budowlanych

izolacyjnych i przegród budowlanych

Dr in . Tomasz Kisilewicz

Politechnika Krakowska

Cechy fizyczne izolacyjnych

Cechy fizyczne izolacyjnych

materiałów budowlanych

materiałów budowlanych

-

-

masa obj

masa obj

to

to

ciowa lub g

ciowa lub g

sto

sto

pozorna

pozorna

, kg/m

, kg/m

3

3

,

,

-

-

porowato

porowato

: V

: V

por

por

ó

ó

w

w

/V

/V

materia

materia

ł

ł

u

u

-

-

struktura por

struktura por

ó

ó

w: kszta

w: kszta

ł

ł

t, wielko

t, wielko

i po

i po

ł

ł

czenia

czenia

-

-

ciep

ciep

ł

ł

o w

o w

ł

ł

a

a

ciwe: c

ciwe: c

p

p

, J/(kg K)

, J/(kg K)

-

-

emisja/absorpcja promieniowania

emisja/absorpcja promieniowania

Cechy fizyczne materiałów

Cechy fizyczne materiałów

budowlanych zwi zane z wilgoci

budowlanych zwi zane z wilgoci

-

-

sorpcyjno

sorpcyjno

,

,

-

-

kapilarno

kapilarno

,

,

-

-

paroprzepuszczalno

paroprzepuszczalno

,

,

-

-

higroskopijno

higroskopijno

.

.

Współczynnik

Współczynnik

przewodzenia

przewodzenia

ciepła

ciepła

materiału

materiału

(w rzeczywisto

(w rzeczywisto

ci w ciele porowatym wyst

ci w ciele porowatym wyst

puj

puj

wszystkie mo

wszystkie mo

liwe formy

liwe formy

ruchu ciep

ruchu ciep

ł

ł

a)

a)

[W/(mK)]

[W/(mK)]

Warto

Warto

wsp

wsp

ó

ó

ł

ł

czynnika

czynnika

zale

zale

y od...:

y od...:

-

-

materia

materia

ł

ł

u szkieletu

u szkieletu

-

-

porowato

porowato

ci materia

ci materia

ł

ł

u (jaka zmiana wraz z g

u (jaka zmiana wraz z g

sto

sto

ci

ci

?)

?)

-

-

struktury por

struktury por

ó

ó

w

w

-

-

kierunku przep

kierunku przep

ł

ł

ywu ciep

ywu ciep

ł

ł

a (materia

a (materia

ł

ł

y w

y w

ł

ł

ó

ó

kniste)

kniste)

-

-

wilgotno

wilgotno

ci materia

ci materia

ł

ł

u

u

-

-

temperatury (praktycznie tylko materia

temperatury (praktycznie tylko materia

ł

ł

y lekkie)

y lekkie)

Podstawowe formy transportu ciepła

Podstawowe formy transportu ciepła

* Konwekcja

* Konwekcja

* Przewodzenie

* Przewodzenie

* Promieniowanie

* Promieniowanie

Współczynnik

Współczynnik

przewodzenia

przewodzenia

ciepła

ciepła

materiałów izolacji termicznej

materiałów izolacji termicznej

Warto

Warto

wsp

wsp

ó

ó

ł

ł

czynnika

czynnika

zale

zale

y

y

od g

od g

sto

sto

ci:

ci:

Warto

Warto

wsp

wsp

ó

ó

ł

ł

czynnika

czynnika

zale

zale

y

y

od temperatury:

od temperatury:

T.Kisilewicz – Polit. Krakowska

2

Współczynnik przewodzenia ciepła

Współczynnik przewodzenia ciepła

materiału

materiału

0.025

powietrze (nieruchome)

0.6

woda (nieruchoma)

0.025 - 0.04

izolacja termiczna

0.16 / 0.35

drewno

0.77

mur z cegły pełnej

1.0

szkło zwykłe

2.5

elbet

3.5

marmur

17

stal nierdzewna

50

stal zwykła

226

aluminium

380

mied

413

srebro

, W/(mK)

Materiał

Współczynnik przewodzenia ciepła

Współczynnik przewodzenia ciepła

materiału, wg PN EN ISO 10456

materiału, wg PN EN ISO 10456

0,005

ksenon

0,009

krypton

0,017

argon

0,014

dwutlenek w gla

0,025

powietrze

, W/(mK)

Gazy (nieruchome)

0,67

woda 80

o

C

0,60

woda 10

o

C

0,60

nieg zag szczony

0,12

nieg mi kki 30 do 70 mm

0,05

wie y nieg <30 mm

2,20

lód 0

o

C

2,30

lód –10

o

C

, W/(mK)

Lód/woda

Współczynnik przewodzenia ciepła

Współczynnik przewodzenia ciepła

materiału

materiału

Przewodzenie ciepła w konwencjonalnych materiałach

izolacyjnych (włóknistych i piankowych) jest zdominowane przez

przewodno ciepln gazu

w

sp

ół

cz

yn

ni

k

pr

ze

w

od

ze

ni

a

ci

ep

ła

,

10

-3

W

/(m

K

)

całkowity

powietrze

promieniowanie

szkielet

g sto , kg/m

3

http://www.vip-bau.ch

Przewodzenie ciepła w konwencjonalnych

materiałach izolacyjnych

Współczynnik przewodzenia ciepła

Współczynnik przewodzenia ciepła

materiału

materiału

Izolacja VIP

http://www.vip-bau.ch

VIP

=

V

acuum

I

nsulation

P

anel

Współczynnik przewodzenia ciepła

Współczynnik przewodzenia ciepła

materiału budowlanego:

materiału budowlanego:

–

–

z tablic

z tablic

–

–

pomiarowy

pomiarowy

(pomiar w aparacie p

(pomiar w aparacie p

ł

ł

ytowym)

ytowym)

-

-

deklarowany przez producenta,

deklarowany przez producenta,

zgodnie z PN

zgodnie z PN

–

–

EN 10456 : 2008,

EN 10456 : 2008,

warto

warto

oczekiwana, kwantyl 90% i poziom ufno

oczekiwana, kwantyl 90% i poziom ufno

ci 90 %

ci 90 %

–

–

obliczeniowy, zgodnie z PN

obliczeniowy, zgodnie z PN

–

–

EN 10456 : 2008

EN 10456 : 2008

konwersja z uwagi na temperatur

konwersja z uwagi na temperatur

, wilgotno

, wilgotno

, starzenie

, starzenie

materia

materia

ł

ł

u

u

Sk d mo na wzi warto

Sk d mo na wzi warto

?

?

Przepływ ciepła przez przegrod

Przepływ ciepła przez przegrod

budowlan , przyjmowane zało enia:

budowlan , przyjmowane zało enia:

Przep

Przep

ł

ł

yw ciep

yw ciep

ł

ł

a jest :

a jest :

-

-

jednowymiarowy

jednowymiarowy

(jeden kierunek przep

(jeden kierunek przep

ł

ł

ywu

ywu

ciep

ciep

ł

ł

a, przegroda idealnie ci

a, przegroda idealnie ci

g

g

ł

ł

a i ....

a i ....

o nieograniczonych rozmiarach,

o nieograniczonych rozmiarach,

-

-

stacjonarny

stacjonarny

(niezmienny w czasie).

(niezmienny w czasie).

T.Kisilewicz – Polit. Krakowska

3

Konwekcyjne przejmowanie ciepła na

Konwekcyjne przejmowanie ciepła na

powierzchni przegrody:

powierzchni przegrody:

T

i

T

e

d

T

1

T

2

T

q

e

q

i

Rozkład temperatury w przegrodzie

Rozkład temperatury w przegrodzie

)

(

e

i

T

x

i

x

T

T

R

R

T

T

−

−

=

U

T

T

R

T

T

e

i

x

i

x

)

(

−

−

=

)

(

e

i

T

si

i

si

T

T

R

R

T

T

−

−

=

lub

gdzie:
R

si

to np.:

0,25

zamiast 0,13 m

2

K/W

gdzie: R

x

to ł czny opór cieplny cz ci przegrody od wn trza

do płaszczyzny x, wł cznie z oporem R

si

Rozkład temperatury

Rozkład temperatury

w przegrodzie

w przegrodzie

T

2

T

1

T

si

T

i

T

se

T

e

Kolejno układu warstw ma wpływ na ... ?

Kolejno układu warstw nie ma wpływu na

... ?

Rozkład temperatury w przegrodzie

Rozkład temperatury w przegrodzie

T

i

= +20

o

C

T

e

= -20

o

C

-19.43

o

C

18.14

o

C

16.25

o

C

T

e

= -20

o

C

T

i

= +20

o

C

-19.43

o

C

18.14

o

C

-17.53

o

C

beton 1.5 W/(mK), 20 cm

wełna mineralna 0.04 W/(mK), 10 cm

Rozkład temperatury w przegrodzie

Rozkład temperatury w przegrodzie

T

i

= +20

o

C

T

i

= +20

o

C

T

e

= +40

o

C

T

e

= +40

o

C

T

e

= -20

o

C

T

e

= -20

o

C

16.25

o

C

21.88

o

C

-17.53

o

C

38.77

o

C