ScanImage001 (8)

Wykład 2: Współczynnik przewodzenia ciepła X.

Rozkład temperatury w obrębie jednorodnej przegrody jednowarstwowej.

O    d

W przegrodzie wystąpi prostoliniowy rozkład temperatury opisany równaniem:

T(x)=T,+(T₂-Ti)*x/d

*

Gęstość strumienia cieplnego przepływającego przez jednorodną warstwę materiału zgodnie z prawem Fouriera dana będzie wzorem:

Q= -^(lyro/d

Definicja współczynnika przewodności cieplnej 2- jest to gęstość ustalonego strumienia ciepła przepływającego przez jednolitą warstwę materiału, gdy spadek temperatury AT w stosunku do grubości warstwy d wynosi lK/m.

A,=Q*d/[(Ti-T₂)*A*t]    [W/(m*K)]

Q- ilość ciepła [J]

d- grubość ścianki danego materiału [m]

Ti,T₂- temperatura na powierzchniach ścianki [K]

A- powierzchnia ścianki [m²] t- czas przepływu ciepła [s]

Współczynnik X [W/(m*K)]jest jednym z ważniejszych fizycznych parametrów materiału budowlanego, decydującym o jego przydatności do wykonywania przegród zewnętrznych.

Współczynnik przewodzenia ciepła różnych materiałów budowlanych.

1.    Metale charakteryzują się bardzo wysoką przewodnością cieplną: od ok. 17 W/(m*K) w przypadku stali nierdzewnej, oraz ok. 50 W/(m*K) w przypadku stali niskowęglowych, do ok. 160 W/(m*K) w przypadku stopów aluminium i ok. 370 W/(m*K) w przypadku miedzi.

2.    Po metalach wysoką przewodnością cieplną mają betony konstrukcyjne. Zależy ona głównie od rodzaju kruszywa i gęstości. Współczynnik X ciężkich betonów specjalnych (stosowanych w osłonach reaktorów jądrowych) zawierających np. kruszywo hematytowe, sięga 4,0 W/(m*K). Współczynnik X betonu zwykłego na kruszywie np. bazaltowym wynosi ok. 1,5 W/(m*K).

3.    Zdecydowanie niższą przewodność cieplną mają betony z lekkimi kruszywami sztucznymi. Zależy ona od rodzaju i gęstości kruszywa, oraz od porowatości betonu. Zwykle wynosi 0,4-0,7 W/(m*K), chociaż spotyka się specjalne kruszywa i składy mieszanki dające X rzędu 0,25 W/(m*K).

4.    Współczynnik X cegły ceramicznej pełnej stanowiącej podstawowy materiał konstrukcyjny w ścianach budynków wznoszonych w XIX w. i znacznej części XX w. wynosi ok. 0,80 W/(m*K).

Przez stosowanie różnego typu drążeń (dziurawka, kratówka) obniżono przewodność cieplną do ok. 0,45 W/(m*K).

5.    Współczynnik X cegły wapienno- piaskowej jest wyższy niż ceramicznej. Dla cegły pełnej wynosi ok. 0,90 W/(m*K), dla wyrobów drążonych ok. 0,70 W/(m*K).

6.    Obecnie dość powszechnie stosowane są lekkie betony komórkowe i drążona ceramika poryzowana. Współczynnik X drążonej ceramiki poryzowanej wynosi 0,15-0,20 W/(m*K). Współczynnik X lekkich betonów komórkowych w zależności od gęstości (odmiany), składu surowcowego i receptury wynosi 0,09-0,18 W/(m*K).