Теплоемкость материалов строительных: Теплоемкость строительных материалов - Энциклопедия по машиностроению XXL - Стройматериалы в Иркутске

Теплоемкость строительных материалов — Энциклопедия по машиностроению XXL

Удельная теплоемкость материала зависит от его влажности. С повышением влажности материала повышается и его теплоемкость, что объясняется присутствием воды, имеющей теплоемкость, значительно превышающую теплоемкость строительных материалов. [c.31]

В приложении 1 теплоемкости строительных материалов даны для их нормальной влажности. Если по каким-либо причинам влажность материала в конструкции будет отличаться от нормальной, то его удельная теплоемкость подсчитывается по формуле (14) для этого вместо Со берется удельная теплоемкость при нормальной влажности и вместо сов — разность между этой влажностью и нормальной. [c.31]

Удельные теплоемкости с некоторых употребительных в практике теплоизоляционных и строительных материалов для интервала температур 0°, +20° С [c.243]

Т и м р о т Д. Л. Определение теплопроводности и теплоемкости строительных it изоляционных материалов.

Гостехиздат, 1932, [c.69]

Промышленные приборы для измерения теплоемкости конструкционных и строительных материалов. Для измерения теплоемкости конструкционных и строительных материалов различной структуры разработан ряд промышленных приборов (см. табл. 7.5). [c.415]

В приведенных выше примерах ( 2—7) использование данных по теплоемкостям имеет не только научное, но нередко и большое прикладное значение. Кроме того, в промышленности часто возникают специфические вопросы, которые не охватываются рассмотренными случаями. Так, знание теплоемкостей чистых веществ и их смесей необходимо для расчета тепловых балансов реакторов, печных установок и т. д., что имеет большое значение при проектировании и строительстве предприятий химической и металлургической промышленности, в производстве строительных материалов и многих других областях народного хозяйства. Для технического усовершенствования и повышения экономичности паровых двигателей нужно знать с большой точностью теплоемкость и энтальпию воды и водяного пара до весьма высоких значений температуры и давления.

Эти и многие другие потребности не всегда могут быть удовлетворены имеющимися в литературе данными и нуждаются в постановке специальных работ по экспериментальному определению теплоемкостей и теплот фазовых переходов. [c.256]

ТАБЛИЦА 16 плотность, УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ НЕКОТОРЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ [c.21]

Для строительных материалов удельная теплоемкость изменяется в пределах от с=0,18 (для минеральной ваты) до с= [c.31]

Плотность р, коэффициент теплопроводности X и теплоемкость с строительных, теплоизоляционных и других материалов [24] [c.257]

Объемный вес Y коэффициент теплопроводности Л и теплоемкость с строительных, теплоизоляционных и некоторых других материалов [c.190]

Если строительный материал состоит из нескольких различных материалов, то его удельная теплоемкость определяется по формуле

[c.31]

Соответственно осн6вн йазнаяеиию для каждой группы материалов есть определяющие свойства. Так, для подупроводниковых материалов наиболее характерными являются коэффициент теплопроводности и его составляющие, для строительных материалов—коэффициент термического расширения, для полимерных— теплоемкость, а для конструкционных металлов — практически все теплофизические свойства (роль их может меняться в зависимости от конкретного назначения материала).

[c.3]

Величина удельной теплоемкости для строительных материалов колеблется в незначительных пределах и в среднем составляет 0,2 ккал1кг град. Наибольшую удельную теплоемкость имеет вода — 1 ккал1кг град. [c.9]

Теплопроводность и теплоемкость — испытание, имеющее особенную важность для стеновых материалов. Назначение последних в стене — предохранить огражденное стеной пространство от охлаждения. При проектировании здания обычно производят теплотехнич. расчеты на материалы, исходя И8 климатич. и метеорологич. условий местности, в к-рой производится постройка здания. При теплотехнич.

расчете ограждающих конструкций наибольшее значение имеют два свойства строительных материалов теплопроводность и теплоемкость. Предположим, что в комнате мы имеем совершенно однородную внешнюю стену ив какого-либо материала толщиной С м п площадью Предположим далее, что внутри комнаты все время поддерживается постоянная темп-ра 01, а снаружи имеется более низкая темп-ра Тогда в силу постоянной разности темп-р между внутренней и наружной поверхностью стены в последней будет наблюдаться непрерывный тепловой поток. При установившемся тепловом состоянии и потоке, перпендикулярном к поверхности стены, практически рассуждая, можно сказать, что количество тепла Q, прошедшее при описанных условиях через стену, будет прямо пропорционально площади стены Р, разности темп-р (01 — 62) и времени г и обратно пропорционально толщине стены С. Кроме того это количество тепла будет зависеть от материала стены. Вышеуказанную зависимость можно выразить след, обр.
[c.223]

По сравнению с другими строительными материалами (железом, кирпичом, бетоном) коэф. линейного расширения Д. вдоль волокон значительно меньше (в 5—10 раз), что является весьма пенной особенностью Д., позволяющей отказаться в деревянных конструкциях от темп-рных швов. Способность поглощать тепло называется теплоемкостью и характеризуется удельной теплоемкостью. Теплоемкость абсолютно сухой Д. почти не зависит от породы и в пределах темп-ры от О до 160° в среднем равна 0,327, т. е. в три раза меньше, чем для поды (Dunlap). Колебания удельной теплоемкости для Д. разньсх пород не выходят из пределов 3%. Большое влияние на теплоемкость Д. оказывает ее влажность во влажной Д. об[цая теплоемкость складывается из теплоемкости древесного вещества и воды, а т. к. теплоемкость воды больше воздуха, к-рый она заменяет в Д., то теплоемкость Д. увеличивается с возрастанием влажности. Теплоемкость Д. имеет большое значение в тех случаях, когда Д. подвергается нагреванию. Напр, при расчете сушильных, парильных и варочных устройств необходимо знать теплоемкость Д., т. к. от этого зависит количество тепла, теряемого с выгружаемым материалом.

Равным образом при сухой перегонке [c.100]

П3,3, Удельная теплоемкость сухих строительных материалов при I = (+20,,.-20) °С (1кКал = 4186 кДж) [87, с, 64] [c.141]

Теплотехнические свойства строительных материалов

Строительные материалы, используемые для ограждающих конструкций, должны быть не только прочными и долговечными, но и обладать надлежащими теплотехническими свойствами, например теплопроводностью, теплоемкостью, огнестойкостью, огнеупорностью, термической стойкостью.

Теплопроводность — способность материала передавать теплоту через свою толщу при наличии разности температур по обе стороны материала. Теплопроводность зависит от вида материала, пористости, характера пор, его влажности и плотности, а также от средней температуры, при которой происходит передача теплоты. Значение теплопроводности характеризуется коэффициентом теплопроводности λ, равным количеству теплоты, проходящей через образец материала толщиной 1 м, площадью 1 м2 за 1 ч при разности температур на противоположных поверхностях образца в 1 °С, Вт/(м · °С):

где Q — количество проходящей теплоты, Дж; а — толщина слоя материала, м; А — площадь, через которую проходит тепловой поток, м ; t2 — t1 — разность температур по обеим сторонам слоя материала, °С; Z — время прохождения теплового потока, ч.

В строительной технике коэффициент теплопроводности является одной из главных характеристик стеновых и теплоизоляционных материалов. Ниже приводится теплопроводность некоторых теплоизоляционных материалов.

Теплопроводность некоторых теплоизоляционных материалов

Теплоемкость — способность материала поглощать при нагревании определенное количество теплоты. Она характеризуется коэффициентом теплоемкости С, Дж/ (кг·°С):

где Q — количество теплоты, затраченной на нагревание материала от t1 до t2, Дж; m — масса материала, кг; t2 — t1 — разность температур до и после нагревания, °С.

Теплоемкость материалов необходимо учитывать при теплотехнических расчетах ограждающих конструкций, при расчете степени подогрева материалов для зимних бетонных и каменных работ, а также при проектировании печей.

Огнестойкость — способность материалов выдерживать без разрушений одновременное действие высоких температур и воды.

Пределом огнестойкости конструкции называется время (в часах) от начала огневого испытания до появления одного из следующих признаков: сквозных трещин, обрушения, повышения температуры на необогреваемой поверхности более чем на 140 °С в среднем или на 180 °С в любой точке по сравнению с температурой до испытания. Предел огнестойкости кирпичной стены толщиной в один кирпич равен 5,5 ч; незащищенных стальных колонн — 0,25; балок, ферм, плит, панелей стен из железобетона — 0,5 ч.

По огнестойкости строительные материалы делятся на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Несгораемые материалы (бетон, кирпич, асбестовые материалы) под действием высокой температуры или огня не тлеют и не обугливаются; трудносгораемые материалы (например, арболит, фибролит, асфальтобетон) с трудом воспламеняются, тлеют и обугливаются, но происходит это только при наличии источника огня; сгораемые материалы (дерево, толь, пластмассы) воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня.

Огнеупорность — способность материала противостоять длительному воздействию высоких температур, не деформируясь и не расплавляясь. По степени огнеупорности материалы подразделяются на огнеупорные (например, шамотные изделия) — выдерживающие действие температур от 1580 °С и выше, тугоплавкие (например, гжельский кирпич), выдерживающие температуру 1360 … 1580 °С, легкоплавкие (обыкновенный керамический кирпич), выдерживающие температуру ниже 1350 °С.

Термическая стойкость материала характеризуется максимальной величиной длительно действующей температуры, при которой конструкционные свойства материала сохраняются. Например, для древесины термическая стойкость равна 50 °С, обычного бетона — 200 … 250, полимербетона — 140 °С.

Теплотехнические свойства строительных материалов

Теплоемкость — способность материала поглощать при нагревании определенное количество теплоты. Она характеризуется коэффициентом теплоемкости С, Дж/ (кг·°С):

где Q — количество теплоты, затраченной на нагревание материала от t1 до t2, Дж; m — масса материала, кг; t2 — t1 — разность температур до и после нагревания, °С.

Огнестойкость — способность материалов выдерживать без разрушений одновременное действие высоких температур и воды. Пределом огнестойкости конструкции называется время (в часах) от начала огневого испытания до появления одного из следующих признаков: сквозных трещин, обрушения, повышения температуры на необогреваемой поверхности более чем на 140 °С в среднем или на 180 °С в любой точке по сравнению с температурой до испытания. Предел огнестойкости кирпичной стены толщиной в один кирпич равен 5,5 ч; незащищенных стальных колонн — 0,25; балок, ферм, плит, панелей стен из железобетона — 0,5 ч.

По огнестойкости строительные материалы делятся на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Справка. Плотность, теплопроводность, теплоемкость строительных, теплоизоляционных и других материалов.

Материал	Плотность, кг/м³	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град)	Теплоемкость, Дж/(кг·град)
ABS (АБС пластик)	1030…1060	0. 13…0.22	1300…2300
Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках	1000…1800	0.29…0.7	840
Акрил (акриловое стекло, полиметилметакрилат, оргстекло) ГОСТ 17622—72	1100…1200	0.21
Альфоль	20…40	0.118…0.135
Алюминий (ГОСТ 22233-83)	2600	221	840
Асбест волокнистый	470	0.16	1050
Асбестоцемент	1500…1900	1.76	1500
Асбестоцементный лист	1600	0.4	1500
Асбозурит	400…650	0.14…0.19
Асбослюда	450…620	0.13…0.15
Асботекстолит Г ( ГОСТ 5-78)	1500…1700		1670
Асботермит	500	0.116…0.14
Асбошифер с высоким содержанием асбеста	1800	0. 17…0.35
Асбошифер с 10-50% асбеста	1800	0.64…0.52
Асбоцемент войлочный	144	0.078
Асфальт	1100…2110	0.7	1700…2100
Асфальтобетон (ГОСТ 9128-84)	2100	1.05	1680
Асфальт в полах		0.8
Ацеталь (полиацеталь, полиформальдегид) POM	1400	0.22
Аэрогель (Aspen aerogels)	110…200	0.014…0.021	700
Базальт	2600…3000	3.5	850
Бакелит	1250	0.23
Бальза	110…140	0.043…0.052
Береза	510…770	0.15	1250
Бетон легкий с природной пемзой	500…1200	0.15…0.44
Бетон на гравии или щебне из природного камня	2400	1. 51	840
Бетон на вулканическом шлаке	800…1600	0.2…0.52	840
Бетон на доменных гранулированных шлаках	1200…1800	0.35…0.58	840
Бетон на зольном гравии	1000…1400	0.24…0.47	840
Бетон на каменном щебне	2200…2500	0.9…1.5
Бетон на котельном шлаке	1400	0.56	880
Бетон на песке	1800…2500	0.7	710
Бетон на топливных шлаках	1000…1800	0.3…0.7	840
Бетон силикатный плотный	1800	0.81	880
Бетон сплошной		1.75
Бетон термоизоляционный	500	0.18
Битумоперлит	300…400	0.09…0.12	1130
Битумы нефтяные строительные и кровельные (ГОСТ 6617-76, ГОСТ 9548-74)	1000…1400	0. 17…0.27	1680
Блок газобетонный	400…800	0.15…0.3
Блок керамический поризованный		0.2
Бронза	7500…9300	22…105	400
Бумага	700…1150	0.14	1090…1500
Бут	1800…2000	0.73…0.98
Вата минеральная легкая	50	0.045	920
Вата минеральная тяжелая	100…150	0.055	920
Вата стеклянная	155…200	0.03	800
Вата хлопковая	30…100	0.042…0.049
Вата хлопчатобумажная	50…80	0.042	1700
Вата шлаковая	200	0.05	750
Вермикулит (в виде насыпных гранул) ГОСТ 12865-67	100…200	0.064…0.076	840
Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67) ― засыпка	100…200	0. 064…0.074	840
Вермикулитобетон	300…800	0.08…0.21	840
Войлок шерстяной	150…330	0.045…0.052	1700
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат	300…1000	0.08…0.21	840
Газо- и пенозолобетон	800…1200	0.17…0.29	840
Гетинакс	1350	0.23	1400
Гипс строительный	1650	0.3…0.35	800
Гипс формованный сухой	1100…1800	0.43	1050
Гипсокартон	500…900	0.12…0.2	950
Гипсоперлитовый раствор		0.14
Гипсошлак	1000…1300	0.26…0.36
Глина	1600…2900	0.7…0.9	750
Глина огнеупорная	1800	1.04	800
Глиногипс	800…1800	0. 25…0.65
Глинозем	3100…3900	2.33	700…840
Гнейс (облицовка)	2800	3.5	880
Гравий (наполнитель)	1850	0.4…0.93	850
Гравий керамзитовый (ГОСТ 9759-83) ― засыпка	200…800	0.1…0.18	840
Гравий шунгизитовый (ГОСТ 19345-83) ― засыпка	400…800	0.11…0.16	840
Гранит (облицовка)	2600…3000	3.5	880
Грунт 10% воды		1.75
Грунт 20% воды	1700	2.1
Грунт песчаный		1.16	900
Грунт сухой	1500	0.4	850
Грунт утрамбованный		1.05
Гудрон	950…1030	0.3
Доломит плотный сухой	2800	1. 7
Дуб вдоль волокон	700	0.23	2300
Дуб поперек волокон (ГОСТ 9462-71, ГОСТ 2695-83)	700	0.1	2300
Дюралюминий	2700…2800	120…170	920
Железо	7870	70…80	450
Железобетон	2500	1.7	840
Железобетон набивной	2400	1.55	840
Зола древесная	780	0.15	750
Золото	19320	318	129
Известняк (облицовка)	1400…2000	0.5…0.93	850…920
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем (ГОСТ 16136-80)	300…400	0.067…0.11	1680
Изделия вулканитовые	350…400	0.12
Изделия диатомитовые	500…600	0. 17…0.2
Изделия ньювелитовые	160…370	0.11
Изделия пенобетонные	400…500	0.19…0.22
Изделия перлитофосфогелевые	200…300	0.064…0.076
Изделия совелитовые	230…450	0.12…0.14
Иней		0.47
Ипорка (вспененная смола)	15	0.038
Каменноугольная пыль	730	0.12
Камни многопустотные из легкого бетона	500…1200	0.29…0.6
Камни полнотелые из легкого бетона DIN 18152	500…2000	0.32…0.99
Камни полнотелые из природного туфа или вспученной глины	500…2000	0.29…0.99
Камень строительный	2200	1.4	920
Карболит черный	1100	0. 23	1900
Картон асбестовый изолирующий	720…900	0.11…0.21
Картон гофрированный	700	0.06…0.07	1150
Картон облицовочный	1000	0.18	2300
Картон парафинированный		0.075
Картон плотный	600…900	0.1…0.23	1200
Картон пробковый	145	0.042
Картон строительный многослойный (ГОСТ 4408-75)	650	0.13	2390
Картон термоизоляционный (ГОСТ 20376-74)	500	0.04…0.06
Каучук вспененный	82	0.033
Каучук вулканизированный твердый серый		0.23
Каучук вулканизированный мягкий серый	920	0.184
Каучук натуральный	910	0. 18	1400
Каучук твердый		0.16
Каучук фторированный	180	0.055…0.06
Кедр красный	500…570	0.095
Кембрик лакированный		0.16
Керамзит	800…1000	0.16…0.2	750
Керамзитовый горох	900…1500	0.17…0.32	750
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией	800…1200	0.23…0.41	840
Керамзитобетон легкий	500…1200	0.18…0.46
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон	500…1800	0.14…0.66	840
Керамзитобетон на перлитовом песке	800…1000	0.22…0.28	840
Керамика	1700…2300	1.5
Керамика теплая		0. 12
Кирпич доменный (огнеупорный)	1000…2000	0.5…0.8
Кирпич диатомовый	500	0.8
Кирпич изоляционный		0.14
Кирпич карборундовый	1000…1300	11…18	700
Кирпич красный плотный	1700…2100	0.67	840…880
Кирпич красный пористый	1500	0.44
Кирпич клинкерный	1800…2000	0.8…1.6
Кирпич кремнеземный		0.15
Кирпич облицовочный	1800	0.93	880
Кирпич пустотелый		0.44
Кирпич силикатный	1000…2200	0.5…1.3	750…840
Кирпич силикатный с тех. пустотами		0.7
Кирпич силикатный щелевой		0. 4
Кирпич сплошной		0.67
Кирпич строительный	800…1500	0.23…0.3	800
Кирпич трепельный	700…1300	0.27	710
Кирпич шлаковый	1100…1400	0.58
Кладка бутовая из камней средней плотности	2000	1.35	880
Кладка газосиликатная	630…820	0.26…0.34	880
Кладка из газосиликатных теплоизоляционных плит	540	0.24	880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе	1600	0.47	880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе	1800	0.56	880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-шлаковом растворе	1700	0. 52	880
Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе	1000…1400	0.35…0.47	880
Кладка из малоразмерного кирпича	1730	0.8	880
Кладка из пустотелых стеновых блоков	1220…1460	0.5…0.65	880
Кладка из силикатного 11-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе	1500	0.64	880
Кладка из силикатного 14-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе	1400	0.52	880
Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379-79) на цементно-песчаном растворе	1800	0.7	880
Кладка из трепельного кирпича (ГОСТ 648-73) на цементно-песчаном растворе	1000…1200	0.29…0.35	880
Кладка из ячеистого кирпича	1300	0.5	880
Кладка из шлакового кирпича на цементно-песчаном растворе	1500	0. 52	880
Кладка «Поротон»	800	0.31	900
Клен	620…750	0.19
Кожа	800…1000	0.14…0.16
Композиты технические		0.3…2
Краска масляная (эмаль)	1030…2045	0.18…0.4	650…2000
Кремний	2000…2330	148	714
Кремнийорганический полимер КМ-9	1160	0.2	1150
Латунь	8100…8850	70…120	400
Лед -60°С	924	2.91	1700
Лед -20°С	920	2.44	1950
Лед 0°С	917	2.21	2150
Линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632-79)	1600…1800	0.33…0.38	1470
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове (ГОСТ 7251-77)	1400…1800	0. 23…0.35	1470
Липа, (15% влажности)	320…650	0.15
Лиственница	670	0.13
Листы асбестоцементные плоские (ГОСТ 18124-75)	1600…1800	0.23…0.35	840
Листы вермикулитовые		0.1
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) ГОСТ 6266	800	0.15	840
Листы пробковые легкие	220	0.035
Листы пробковые тяжелые	260	0.05
Магнезия в форме сегментов для изоляции труб	220…300	0.073…0.084
Мастика асфальтовая	2000	0.7
Маты, холсты базальтовые	25…80	0.03…0.04
Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные (ТУ 21-23-72-75)	150	0. 061	840
Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) и на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-82)	50…125	0.048…0.056	840
МБОР-5, МБОР-5Ф, МБОР-С-5, МБОР-С2-5, МБОР-Б-5 (ТУ 5769-003-48588528-00)	100…150	0.038
Мел	1800…2800	0.8…2.2	800…880
Медь (ГОСТ 859-78)	8500	407	420
Миканит	2000…2200	0.21…0.41	250
Мипора	16…20	0.041	1420
Морозин	100…400	0.048…0.084
Мрамор (облицовка)	2800	2.9	880
Накипь котельная (богатая известью, при 100°С)	1000…2500	0.15…2.3
Накипь котельная (богатая силикатом, при 100°С)	300…1200	0.08…0.23
Настил палубный	630	0. 21	1100
Найлон		0.53
Нейлон	1300	0.17…0.24	1600
Неопрен		0.21	1700
Опилки древесные	200…400	0.07…0.093
Пакля	150	0.05	2300
Панели стеновые из гипса DIN 1863	600…900	0.29…0.41
Парафин	870…920	0.27
Паркет дубовый	1800	0.42	1100
Паркет штучный	1150	0.23	880
Паркет щитовой	700	0.17	880
Пемза	400…700	0.11…0.16
Пемзобетон	800…1600	0.19…0.52	840
Пенобетон	300…1250	0.12…0.35	840
Пеногипс	300…600	0. 1…0.15
Пенозолобетон	800…1200	0.17…0.29
Пенопласт ПС-1	100	0.037
Пенопласт ПС-4	70	0.04
Пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78)	65…125	0.031…0.052	1260
Пенопласт резопен ФРП-1	65…110	0.041…0.043
Пенополистирол (ГОСТ 15588-70)	40	0.038	1340
Пенополистирол (ТУ 6-05-11-78-78)	100…150	0.041…0.05	1340
Пенополистирол «Пеноплекс»	35…43	0.028…0.03	1600
Пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75)	40…80	0.029…0.041	1470
Пенополиуретановые листы	150	0.035…0.04
Пенополиэтилен		0. 035…0.05
Пенополиуретановые панели		0.025
Пеносиликальцит	400…1200	0.122…0.32
Пеностекло легкое	100..200	0.045…0.07
Пеностекло или газо-стекло (ТУ 21-БССР-86-73)	200…400	0.07…0.11	840
Пенофол	44…74	0.037…0.039
Пергамент		0.071
Пергамин (ГОСТ 2697-83)	600	0.17	1680
Перекрытие армокерамическое с бетонным заполнением без штукатурки	1100…1300	0.7	850
Перекрытие из железобетонных элементов со штукатуркой	1550	1.2	860
Перекрытие монолитное плоское железобетонное	2400	1.55	840
Перлит	200	0.05
Перлит вспученный	100	0. 06
Перлитобетон	600…1200	0.12…0.29	840
Перлитопласт-бетон (ТУ 480-1-145-74)	100…200	0.035…0.041	1050
Перлитофосфогелевые изделия (ГОСТ 21500-76)	200…300	0.064…0.076	1050
Песок 0% влажности	1500	0.33	800
Песок 10% влажности		0.97
Песок 20% влажности		1.33
Песок для строительных работ (ГОСТ 8736-77)	1600	0.35	840
Песок речной мелкий	1500	0.3…0.35	700…840
Песок речной мелкий (влажный)	1650	1.13	2090
Песчаник обожженный	1900…2700	1.5
Пихта	450…550	0.1…0.26	2700
Плита бумажная прессованая	600	0. 07
Плита пробковая	80…500	0.043…0.055	1850
Плитка облицовочная, кафельная	2000	1.05
Плитка термоизоляционная ПМТБ-2		0.04
Плиты алебастровые		0.47	750
Плиты из гипса ГОСТ 6428	1000…1200	0.23…0.35	840
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ГОСТ 4598-74, ГОСТ 10632-77)	200…1000	0.06…0.15	2300
Плиты из керзмзито-бетона	400…600	0.23
Плиты из полистирол-бетона ГОСТ Р 51263-99	200…300	0.082
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916-75)	40…100	0.038…0.047	1680
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-78)	50	0. 056	840
Плиты из ячеистого бетона ГОСТ 5742-76	350…400	0.093…0.104
Плиты камышитовые	200…300	0.06…0.07	2300
Плиты кремнезистые		0.07
Плиты льнокостричные изоляционные	250	0.054	2300
Плиты минераловатные на битумной связке марки 200 ГОСТ 10140-80	150…200	0.058
Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки 200 ГОСТ 9573-96	225	0.054
Плиты минераловатные на синтетической связке фирмы «Партек» (Финляндия)	170…230	0.042…0.044
Плиты минераловатные повышенной жесткости ГОСТ 22950-95	200	0.052	840
Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем (ТУ 21-РСФСР-3-72-76)	200	0. 064	840
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем	125…200	0.056…0.07	840
Плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих		0.048…0.091
Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом и битумном связующих (ГОСТ 9573-82, ГОСТ 10140-80, ГОСТ 12394-66)	50…350	0.048…0.091	840
Плиты пенопластовые на основе резольных фенолформальдегидных смол ГОСТ 20916-87	80…100	0.045
Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86 безпрессовые	30…35	0.038
Плиты пенополистирольные (экструзионные) ТУ 2244-001-47547616-00	32	0.029
Плиты перлито-битумные ГОСТ 16136-80	300	0.087
Плиты перлито-волокнистые	150	0. 05
Плиты перлито-фосфогелевые ГОСТ 21500-76	250	0.076
Плиты перлито-1 Пластбетонные ТУ 480-1-145-74	150	0.044
Плиты перлитоцементные		0.08
Плиты строительный из пористого бетона	500…800	0.22…0.29
Плиты термобитумные теплоизоляционные	200…300	0.065…0.075
Плиты торфяные теплоизоляционные (ГОСТ 4861-74)	200…300	0.052…0.064	2300
Плиты фибролитовые (ГОСТ 8928-81) и арболит (ГОСТ 19222-84) на портландцементе	300…800	0.07…0.16	2300
Покрытие ковровое	630	0.2	1100
Покрытие синтетическое (ПВХ)	1500	0.23
Пол гипсовый бесшовный	750	0.22	800
Поливинилхлорид (ПВХ)	1400…1600	0. 15…0.2
Поликарбонат (дифлон)	1200	0.16	1100
Полипропилен (ГОСТ 26996 – 86)	900…910	0.16…0.22	1930
Полистирол УПП1, ППС	1025	0.09…0.14	900
Полистиролбетон (ГОСТ 51263)	200…600	0.065…0.145	1060
Полистиролбетон модифицированный на активированном пластифицированном шлакопортландцементе	200…500	0.057…0.113	1060
Полистиролбетон модифицированный на композиционном малоклинкерном вяжущем в стеновых блоках и плитах	200…500	0.052…0.105	1060
Полистиролбетон модифицированный монолитный на портландцементе	250…300	0.075…0.085	1060
Полистиролбетон модифицированный на шлакопортландцементе в стеновых блоках и плитах	200…500	0.062…0.121	1060
Полиуретан	1200	0. 32
Полихлорвинил	1290…1650	0.15	1130…1200
Полиэтилен высокой плотности	955	0.35…0.48	1900…2300
Полиэтилен низкой плотности	920	0.25…0.34	1700
Поролон	34	0.04
Портландцемент (раствор)		0.47
Прессшпан		0.26…0.22
Пробка гранулированная	45	0.038	1800
Пробка минеральная на битумной основе	270…350	0.28
Пробка техническая	50	0.037	1800
Ракушечник	1000…1800	0.27…0.63
Раствор гипсовый затирочный	1200	0.5	900
Раствор гипсоперлитовый	600	0.14	840
Раствор гипсоперлитовый поризованный	400…500	0. 09…0.12	840
Раствор известковый	1650	0.85	920
Раствор известково-песчаный	1400…1600	0.78	840
Раствор легкий LM21, LM36	700…1000	0.21…0.36
Раствор сложный (песок, известь, цемент)	1700	0.52	840
Раствор цементный, цементная стяжка	2000	1.4
Раствор цементно-песчаный	1800…2000	0.6…1.2	840
Раствор цементно-перлитовый	800…1000	0.16…0.21	840
Раствор цементно-шлаковый	1200…1400	0.35…0.41	840
Резина мягкая		0.13…0.16	1380
Резина твердая обыкновенная	900…1200	0.16…0.23	1350…1400
Резина пористая	160…580	0.05…0. 17	2050
Рубероид (ГОСТ 10923-82)	600	0.17	1680
Руда железная		2.9
Сажа ламповая	170	0.07…0.12
Сера ромбическая	2085	0.28	762
Серебро	10500	429	235
Сланец глинистый вспученный	400	0.16
Сланец	2600…3300	0.7…4.8
Слюда вспученная	100	0.07
Слюда поперек слоев	2600…3200	0.46…0.58	880
Слюда вдоль слоев	2700…3200	3.4	880
Смола эпоксидная	1260…1390	0.13…0.2	1100
Снег свежевыпавший	120…200	0.1…0.15	2090
Снег лежалый при 0°С	400…560	0. 5	2100
Сосна и ель вдоль волокон	500	0.18	2300
Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486-66, ГОСТ 9463-72)	500	0.09	2300
Сосна смолистая 15% влажности	600…750	0.15…0.23	2700
Сталь стержневая арматурная (ГОСТ 10884-81)	7850	58	482
Стекло оконное (ГОСТ 111-78)	2500	0.76	840
Стекловата	155…200	0.03	800
Стекловолокно	1700…2000	0.04	840
Стеклопластик	1800	0.23	800
Стеклотекстолит	1600…1900	0.3…0.37
Стружка деревянная прессованая	800	0.12…0.15	1080
Стяжка ангидритовая	2100	1.2
Стяжка из литого асфальта	2300	0. 9
Текстолит	1300…1400	0.23…0.34	1470…1510
Термозит	300…500	0.085…0.13
Тефлон	2120	0.26
Ткань льняная		0.088
Толь (ГОСТ 10999-76)	600	0.17	1680
Тополь	350…500	0.17
Торфоплиты	275…350	0.1…0.12	2100
Туф (облицовка)	1000…2000	0.21…0.76	750…880
Туфобетон	1200…1800	0.29…0.64	840
Уголь древесный кусковой (при 80°С)	190	0.074
Уголь каменный газовый	1420	3.6
Уголь каменный обыкновенный	1200…1350	0.24…0.27
Фарфор	2300…2500	0. 25…1.6	750…950
Фанера клееная (ГОСТ 3916-69)	600	0.12…0.18	2300…2500
Фибра красная	1290	0.46
Фибролит (серый)	1100	0.22	1670
Целлофан		0.1
Целлулоид	1400	0.21
Цементные плиты		1.92
Черепица бетонная	2100	1.1
Черепица глиняная	1900	0.85
Черепица из ПВХ асбеста	2000	0.85
Чугун	7220	40…60	500
Шевелин	140…190	0.056…0.07
Шелк	100	0.038…0.05
Шлак гранулированный	500	0.15	750
Шлак доменный гранулированный	600…800	0. 13…0.17
Шлак котельный	1000	0.29	700…750
Шлакобетон	1120…1500	0.6…0.7	800
Шлакопемзобетон (термозитобетон)	1000…1800	0.23…0.52	840
Шлакопемзопено- и шлакопемзогазобетон	800…1600	0.17…0.47	840
Штукатурка гипсовая	800	0.3	840
Штукатурка известковая	1600	0.7	950
Штукатурка из синтетической смолы	1100	0.7
Штукатурка известковая с каменной пылью	1700	0.87	920
Штукатурка из полистирольного раствора	300	0.1	1200
Штукатурка перлитовая	350…800	0.13…0.9	1130
Штукатурка сухая		0.21
Штукатурка утепляющая	500	0. 2
Штукатурка фасадная с полимерными добавками	1800	1	880
Штукатурка цементная		0.9
Штукатурка цементно-песчаная	1800	1.2
Шунгизитобетон	1000…1400	0.27…0.49	840
Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832-83) ― засыпка	200…600	0.064…0.11	840
Щебень из доменного шлака (ГОСТ 5578-76), шлаковой пемзы (ГОСТ 9760-75) и аглопорита (ГОСТ 11991-83) ― засыпка	400…800	0.12…0.18	840
Эбонит	1200	0.16…0.17	1430
Эбонит вспученный	640	0.032
Эковата	35…60	0.032…0.041	2300
Энсонит (прессованный картон)	400…500	0.1…0.11
Эмаль (кремнийорганическая)		0. 16…0.27

Гигиеническая характеристика строительных материалов

Создание оптимального микроклимата в животноводческих помещениях во многом определяется гигиеническими свойствами строительных материалов и теплоизоляционными качествами наружных ограждений. В гигиенической оценке строительных материалов важное значение имеют их теплопроводность, теплоемкость, теплоусвоение, гигроскопичность, паропроницаемость и воздухопроницаемость.

Теплопроводностью материала называют способность его передавать тепло со стороны нагретой на сторону менее нагретую. Выражают теплопроводность коэффициентом К (лямбда). Коэффициент теплопроводности строительного материала равен количеству тепла в килокалориях, которое в течение одного часа проходит через 1 м2 материала толщиной в 1 м при разности температур на противоположных поверхностях 1°.

Коэффициент теплопроводности уменьшается с повышением пористости материала и увеличивается с увеличением его объемного веса. Пористые материалы содержат больше воздуха, являющегося плохим проводником тепла, и имеют меньшую величину теплопроводности. Однако теплопроводность одного и того же материала зависит и от степени его влажности. Чем больше материал содержит в себе влаги, тем он больше весит и тем более теплопроводен. Пористые материалы вследствие своей капиллярной структуры, подобно губке, впитывают влагу. Поэтому при использовании строительных материалов с низким коэффициентом теплопроводности необходимо устранять высокую влажность воздуха помещений путем осуществления комплекса мероприятий.

Величина коэффициента теплопроводности разных строительных материалов колеблется в широких пределах. Так, коэффициент теплопроводности тяжелого бетона с объемным весом 1900 кг/м3 равен 1, ячеистого бетона с объемным весом 600 кг/м3—0,21, а сосновой пластины поперек волокна с объемным весом 600 кг/м3—0,15.

Таким образом, конструкции ограждений из материалов малотеплопроводных надежнее обеспечивают нормальное тепловое состояние воздуха помещений. Здания из таких материалов теряют меньше тепла через наружные ограждения.

Теплоемкостью называется свойство материала поглощать тепло при нагревании. Показателем теплоемкости материала (удельная теплоемкость) является коэффициент теплоемкости (С) (ккал/кг С°). Измеряется он количеством килокалорий тепла, которое необходимо затратить на повышение температуры 1 кг материала на 1°. Чем выше теплопроводность материала, тем ниже его теплоемкость и, наоборот, с понижением теплопроводности повышается теплоемкость материала. Теплоемкость материала повышается с увеличением его влажности. Например, теплоемкость сырой кирпичной кладки при весовой влажности 14% равна 0,35 ккал/кг, а после просушки при влажности 0,60%—0,21 ккал/кг. Значение теплоемкости в гигиенической оценке строительных материалов состоит в том, что наряду с теплопроводностью и объемным весом материала теплоемкость оказывает влияние на величину коэффициента теплоусвоения.

Теплоусвоение материалов важное гигиеническое их свойство. Коэффициент теплоусвоения (S) определяет способность материала воспринимать тепло при колебании температуры на его поверхности. Материалы с большим теплоусвоением отнимают много тепла от тела животных; например, при соприкосновении животных с поверхностью бетонного пола.

Гигроскопичностью, или водопоглощением, называется способность материала впитывать и удерживать в себе воду, в том числе и водяные пары из воздуха. Гигроскопичность определяется по разности между весом насыщенного влагой материала и его весом в абсолютно сухом состоянии и выражается в процентах от веса сухого материала. Иногда в строительных материалах содержатся нитриты или хлориды кальция, магния и натрия, отличающиеся большой гигроскопичностью, поэтому применение их для возведения зданий является причиной сырости спн, покрытий и т. п.

Паропроницаемость — свойство материалов, которое характеризуется коэффициентом паропроницаемости. Под коэффициентом паропроницаемости понимают количество граммов водяных паров, проходящих в течение часа через материал площадью 1 м2 и толщиной 1 м, при разности в упругости водяных паров у противоположных поверхностей 1 мм ртутного столба. Гигиеническое значение паропроницаемости наружных ограждений помещений состоит в том, что задержка влаги в материале является причиной сырости стены или покрытия. Минимальной паропроницаемостью обладает руберойд и толь, средней плотности без щелей древесина, хорошая паропроницаемость у кирпичной кладки.

Воздухопроницаемость строительного материала способствует более высоким теплозащитным свойством и воздухообмену в помещениях. Однако этот воздухообмен не столь значителен, чтобы придавать ему значение. В строительстве применяют материалы с различной воздухопроницаемостью. Кроме перечисленных качеств, строительные материалы должны по возможности обладать достаточной прочностью, стойкостью во времени, огнестойкостью и огнеупорностью.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Основные свойства строительных материалов — Материалы для арматурных работ

Основные свойства строительных материалов

Строительные материалы, как и все окружающие нас предметы и явления, обладают рядом признаков и характеристик, которые проявляются в большей или меньшей степени. По совокупности этих признаков и характеристик, отражающих свойства материалов, судят о качестве продукции.

Диалектическую природу качества подчеркивал Ф. Энгельс: «Во-первых, всякое качество имеет бесконечно много количественных градаций, например оттенки цветов, жесткость и мягкость, долговечность и т. д., и, хотя они качественно различны, они доступны измерению и познанию.

Во-вторых, существуют не качества, а только вещи, обладающие качествами, и притом бесконечно многими качествами.

Из всего разнообразия присущих каждому предмету или материалу свойств для оценки выбирают только те, которые определяют пригодность продукции при использовании по прямому назначению. Например, для бетона важны такие свойства, как прочность, плотность, долговечность, водопроницаемость, теплопроводность. Некоторые другие характеристики, в частности цвет, для конструкционных бетонов не имеют никакого значения. Наоборот, цвет для отделочных материалов — это одно из главных свойств, а теплопроводность — второстепенное.

Все свойства строительных материалов подразделяют на следующие группы.

Физические свойства. Данную группу составляют параметры физического состояния материалов и свойства, определяющие отношение материалов к различным физическим процессам. К первым относят плотность и пористость материала, его химический, фазовый и минеральный состав, степень измельчения порошков, ко вторым — гидрофизические свойства (во-допоглощение, влажность, водопроницаемость), тепло-физические (теплопроводность, теплоемкость, температурное расширение), стойкость против физической коррозии (водостойкость, морозостойкость) и некоторые другие.

Механические свойства. В группу входят характеристики, отражающие отношение материала к действию механических нагрузок: прочность, твердость, деформативность, упругость, пластичность, хрупкость, истираемость.

Химические свойства. Настоящая группа включает в себя свойства, характеризующие стойкость материала к разрушающим химическим воздействиям окружающей среды (коррозионная стойкость), а также способность материала к химическим превращениям (например, способность цемента после затворения водой самопроизвольно затвердевать в прочное камневидное тело).

Для численного определения свойств используют результаты испытания стандартных образцов строительных материалов. Методы испытаний регламентируют Государственные стандарты СССР (ГОСТы), требования которых необходимо неукоснительно выполнять на всех стройках. Стандарты в области строительства и строительных материалов утверждает Государственный строительный комитет СССР (Госстрой СССР).

Стандарты содержат всесторонние требования к качеству продукции: технические условия, типы и основные параметры продукции, методы испытаний, правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения. Соответствие свойств материалов указанным в стандартах параметрам — залог высокого качества продукции.

Свойства материалов зависят от их состава и строения. Различают химический, минеральный и фазовый состав.

Химический состав, выражаемый процентным содержанием различных оксидов, влияет на химическую стойкость, огнестойкость, механические свойства материала.

Минеральный состав показывает, какие именно минералы и в каких соотношениях находятся в материале. Так, состав гранита определяется содержанием породообразующих минералов — полевого шпата, кварца, слюды и роговой обманки. Точно так же используют характеристики минерального состава клинкера для оценки свойств цемента. Если материал обладает полиминеральным составом, его свойства зависят от количественного соотношения между минералами, поскольку индивидуальные характеристики минералов неодинаковы. Следовательно, при создании искусственных строительных материалов можно сознательно управлять их свойствами, изменяя химический и минеральный состав.

Фазовый состав материала также оказывает большое влияние на его свойства. В твердой фазе выделяют кристаллическую и аморфную составляющие. Кристаллическое состояние характеризуется тем, что атомы или молекулы вещества ориентированы в строгом геометрическом порядке, в то время как в аморфном состоянии они расположены беспорядочно. Кристаллическая форма состояния вещества более .устойчива. Аморфная форма по сравнению с кристаллической характеризуется большим запасом потенциальной энергии, поэтому аморфные вещества в химическом отношении активнее. Например, кварц (кристаллическая форма диоксида кремния) способен вступать во взаимодействие с известью лишь при температуре выше 170 °С, опал (аморфная форма диоксида кремния), который входит в состав диатомита, трепела, реагирует с известью уже при нормальной температуре. Высокую химическую активность аморфной формы используют при изготовлении клинкера портландцемента, формируя в его составе некоторое количество (6…15%) стекловидной фазы. Это позволяет повышать прочность цемента.

В структуре пористого материала, например бетона, выделяют твердую фазу, образующую его каркас, и поры, которые могут быть заполнены воздухом и водой. При замерзании насыщенного водой материала вода превращается в лед, увеличиваясь в объеме. В каркасе, т. е. в стенках пор, возникают большие растягивающие напряжения, разрушающие материал.

—

Общие сведения. Строительными материалами называют материалы и изделия, применяемые при возведении зданий и сооружений и отличающиеся структурой, физико-механическими свойствами, технологией изготовления, исходным сырьем и т. п. Строительные материалы разделяют на природные (естественные) и искусственные. К первым относят различные плотные горные породы (каменные материалы) и рыхлые горные породы или грунтовые материалы (глина, песок), древесина и др., ко вторым — вяжущие вещества (цемент, известь), искусственные каменные материалы (кирпич, блоки), бетоны, растворы, тепло- и гидроизоляционные, металлические строительные материалы, краски, облицовочные плитки и т. п.

В настоящее время строительная промышленность располагает большим, с каждым годом увеличивающимся количеством материалов. Каждый вид материалов имеет свои преимущества и недостатки, а следовательно, и свои рациональные области применения. В связи с этим одной из важнейших задач экономистов является установление целесообразности применения каждого вида материалов в конкретном случае. Для этого необходимо знать номенклатуру, основные свойства и требования, предъявляемые к строительным материалам.

Строительные изделия жилых и общественных зданий и сооружений в процессе эксплуатации испытывают воздействие различных разрушающих факторов. Так, кровля подвергается снеговой и ветровой нагрузкам, а также увлажнению и высыханию, попеременному -замораживанию и оттаиванию, воздействию солнечной радиации и т. п.; чердачные перекрытия — статическим нагрузкам и воздействию перепадов температур воздуха; стеновые панели — статическим нагрузкам, атмосферным воздействиям и перепадам температур в отапливаемых зданиях; междуэтажные перекрытия — воздействию статических нагрузок; полы — увлажнению, статическим нагрузкам и истиранию. Таким образом, применяя различные материалы и изделия для строительства зданий и сооружений, следует учитывать не только условия, в которых изделие или материал будет эксплуатироваться, но и их основные качества, определяющиеся прежде всего физико-механическими свойствами.

Физические свойства строительных материалов. Физические свойства характеризуют какую-либо особенность физического состояния материала (например, плотность, объемную массу и т. п.) или определяют отношение материала к различным физическим процессам (например, физическому воздействию воды, прохождению-тепла и т. п.).

Плотность представляет собой массу единицы -объема вещества, т. е. отношение покоящейся массы к ее объему. Измеряется плотность в г/см3. Этот показатель используют для определения пористости и пустотности материала. Объемная масса — вес единицы объема материала в естественном состоянии (с порами и пустотами). Объемную массу рыхлых материалов называют насыпной объемной массой. Эта величина характеризуется не только пористостью самого материала, но и наличием пустот между его частицами.

Плотность большинства строительных материалов превышает их объемную массу, однако для жидкостей, металлов и других плотных веществ эти физические показатели мало отличаются друг от друга. Величина объемной массы в значительной мере влияет на физические и механические свойства строительных материалов. Например, при увеличении объемной массы повышаются прочность и теплопроводность материалов, снижаются влагоемкость, усадка, набухание и т. п. Объемная масса определяет массу здания или сооружения; при его снижении, т. е. при применении легких строительных изделий, сокращается расход материалов, уменьшаются трудовые затраты на возведение здания или сооружения, снижается стоимость механизации (в результате применения кранов меньшей грузоподъемности) и транспортные расходы, а также стоимость фундаментов вследствие уменьшения их размеров. Таким образом, объемная масса является важнейшей экономической характеристикой; особенно в условиях широкого капитального строительства в нашей стране. При применении рациональных строительных материалов и изделий и снижении в результате ‘ этого веса возводимых в СССР зданий и сооружений только на 1% можно получить экономию в расходе строительных материалов в десятки миллионов тонн. А если учесть, что стоимость материалов составляет 50—70% общей стоимости зданий и сооружений, очевидно, какой огромный экономический эффект можно получить в этом случае.

Многие физические свойства материалов зависят от их объемной массы и плотности. Пористость — отношение объема пор к общему объему материала в % (характеризуется объемом пустот в данном материале). Различают поры закрытые й открытые. Открытые поры сообщаются с внешней средой, а закрытые нет. Водопоглощением называется степень заполнения объема материала водой. Водопоглощение определяется по разности массы образца материала в насыщенном водой и в абсолютно сухом состоянии и выражается в процентах массы сухого материала или объема образца. Влагоотдача — свойство материала отдавать воду при изменении условий в окружающей среде; определяется количеством воды (в процентах массы или объема стандартного образца материала), теряемым в сутки при относительной влажности воздуха 60%, и температуре 20 °С.

Теплопроводность — способность материала пропускать через себя тепло при наличии разности температур между внутренней и внешней его поверхностями. Теплопроводность (коэффициент теплопроводности) измеряется в ккал/(ч-м-°С). Теплопроводность зависит от пористости и вида пор, от разности температур внутренней и внешней поверхностей, от структуры материала и других факторов. Теплопроводность вещества уменьшается при увеличении пористости (особенно при закрытых порах), так как в теле вещества образуются замкнутые полости воздуха, являющиеся хорошим теплоизолятором. Открытые поры улучшают теплотехнические свойства материала только в том* случае, когда в нем отсутствует вода (вода обладает в 25 раз большей теплопроводностью, чем воздух). Теплопроводность увеличивается при росте разности температур. Технико-экономическая целесообразность использования материала определяется его теплопроводностью. Например, чем больше теплопроводность, тем большей толщины приходится проектировать ограждающие конструкции отапливаемых зданий, а это приводит к повышению стоимости их строительства. Морозостойкость — способность строительных материалов сопротивляться разрушающему воздействию попеременного замораживания и оттаивания — зависит от объема открытых пор материала или его влагоемко-сти, а также от теплопроводности. При увеличении перечисленных показателей соответственно уменьшается морозостойкость материала, а следовательно, сокращается область его применения в строительной промышленности.

Важнейшим физическим свойством материала является его теплоемкость — способность поглощать определенное количество тепла при нагревании. Теплоемкость (коэффициент теплоемкости) измеряется в ккал/кг-°С. Теплоемкостью определяется теплоустойчивость строительных изделий, применяемых для стен и перекрытий зданий и сооружений. По теплоемкости рассчитывается подогрев материалов при производстве строительных работ в зимнее время. Под теплоустойчивостью материала понимают его способность сохранять на внутренней поверхности постоянную температуру, несмотря на изменение теплового потока вследствие неравномерного отопления. При проектировании стеновых панелей и перекрытий отапливаемых зданий следует применять материалы с низкой теплопроводностью и высокой теплоемкостью.

Огнестойкость строительных материалов и конструкций— это отношение их к воздействию высоких положительных температур окружающей среды. По огнестойкости материалы делят на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Материалы первой группы под воздействием огня не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются, второй — с трудом воспламеняются, тлеют, обугливаются и продолжают гореть или тлеть только при наличии источника огня; после его удаления горение и тление прекращаются. Материалы третьей группы воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня. Огнестойкость — свойство строительных конструкций сопротивляться действию высоких температур, сохраняя свои основные качества. Предел огнестойкости, выражаемый в часах, устанавливают стандартными испытаниями конструкций. Огнеупорность — способность материала не разрушаться при длительном воздействии на него высоких температур. Огнеупорные материалы применяют при устройстве различных отопительных установок (печей, труб, при обмуровке котлов и пр.).

Механические свойства строительных материалов определяют способность материалов сопротивляться разрушающему воздействию различных механических сил (сжатию, растяжению, истиранию). Прочность определяет способность материалов сопротивляться разрушающему воздействию внутренних напряжений (сжатия, растяжения, изгибов), возникающих в результате воздействия внешних сил. Напряжение, соответствующее нагрузке, при которой происходит разрушение образца материала, называется пределом прочности. Предел прочности определяют по максимальному напряжению в материале, которое вызывает в нем разрушающая внешняя нагрузка. Этот показатель (в кгс/см2) является условной величиной, так как зависит от многих факторов, главными из которых являются форма, размер образцов и влажность, скорость приложения нагрузки. Поэтому для каждого вида строительных материалов этот показатель определяется ГОСТом. Строительные изделия рассчитываются по нормативным нагрузкам, которые являются частью предела прочности. Это обусловлено тем, что структура большинства материалов неоднородна, а поэтому разрушение происходит по наиболее слабым местам раньше, чем напряжение в материале достигнет средней величины предела прочности. Кроме того, значительное количество материалов под действием атмосферных разрушающих факторов и нагрузок подвергается старению, т. е. их качества резко снижаются.

Предел прочности является важнейшим показателем механических свойств материалов, так как он позволяет определить коэффициент конструктивного качества, т. е. отношение расчетного напряжения к объемной массе. Ограждающие конструкции с высоким коэффициентом конструктивного качества отличаются повышенной прочностью и малой объемной массой, что дает возможность проектировать стены небольшой толщины, сохраняя при этом необходимый тепловой режим внутри зданий.

Истираемость характеризует способность материалов под действием истирающих усилий уменьшать объемную массу (этот показатель особенно важен для полов, дорожных покрытий). Критерием служит степень истираемости материалов — уменьшение объемной массы в%, отнесенное к 1 м2 поверхности покрытия (при испытании на специальном приборе). Измеряется истираемость в г/см2. Сопротивление ударным нагрузкам — свойство материалов сопротивляться разрушающему воздействию динамических усилий (показатель, важный для материалов, из которых изготовляют конструкции, работающие на ударную нагрузку). Критерием является суммарная работа, потребная на разрушение образца, отнесенная к объемной массе материала.

Упругость — способность материала под действием внешних нагрузок принимать новую форму и восстанавливать старую после удаления нагрузок. При малых нагрузках может произойти полное восстановление, при больших — частичное. В последнем случае говорят об остаточных деформациях, т. е. о частичной потере старой формы. Пределом упругости называют такое напряжение, при котором остаточные деформации достигают заданной величины, установленной техническими условиями на данный материал под воздействием внешних нагрузок Пластичностью называют свойство материала изменять форму без появления трещин и сохранять ее после удаления груза. Хрупкость — способность материала быстро разрушаться под воздействием динамических сил (явление, обратное упругости). К пластичным материалам относят битумы, резиноподобные вещества, к хрупким — стекло, природные каменные материалы, бетон и др. Хрупкие строительные материалы хорошо сопротивляются только сжимающим усилиям и плохо — растягивающим, изгибающим и ударным нагрузкам.

Химическая стойкость — свойство материала сопротивляться разрушающему воздействию кислот, щелочей, растворенных в воде солей и газов.

Читать далее:
Теплоизоляционные материалы
Фиксаторы арматуры
Материалы для смазывания форм
Сборные бетонные и железобетонные конструкции
Арматурные изделия и закладные детали
Проволочная арматура
Стержневая арматура
Классификация арматуры и технические требования к сталям
Обработка давлением
Термическая и химико-термическая обработка стали

Физические свойства строительных материалов

Свойства материалов, связанные с изменением температуры, относят к теплофизическим. Они важны для теплоизоляционных и жаростойких материалов, для материалов ограждающих конструкций и изделий, твердеющих при тепловой обработке.

Теплоемкость — свойство материала поглощать при нагревании и отдавать при охлаждении определенное количество теплоты.
Теплоемкость — мера энергии, необходимой для повышения температуры материала.
Теплоемкость, отнесенную к единице массы, называют удельной теплоемкостью С [Дж/(кг • °С)].

Удельная теплоемкость равна количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 кг материала на 1 °С. У органических материалов она обычно выше, чем у неорганических [кДж/(кг • °С)]: древесина — 2,38…2,72; сталь — 0,46, вода — 4,187.
Наибольшую теплоемкость имеет вода, поэтому с повышением влажности материалов их теплоемкость возрастает.

Теплопроводность — свойство материала передавать через свою толщу тепловой поток, возникающий вследствие разности температур на противоположных поверхностях. Это свойство имеет важное значение для строительных материалов, применяемых при устройстве ограждающих конструкций (стен, перекрытий, покрытий), и материалов, предназначенных для теплоизоляции.
Теплопроводность материала зависит от его строения, химического состава, пористости и характера пор, от влажности и температуры, при которой проходит передача теплоты.

Теплопроводность характеризуют коэффициентом теплопроводности, показывающим, какое количество теплоты (Дж) способен пропустить материал через 1 м2 поверхности при толщине материала 1 м и разности температур на противоположных поверхностях 1 °С в течение 1 часа.

Коэффициент теплопроводности [Вт/м-°С|:
воздуха — 0,023, древесины вдоль волокон — 0,35 и поперек волокон—0,175, воды — 0,59, керамического кирпича — 0,82, льда — 2,3. Следовательно, воздушные поры в материале резко снижают его теплопроводность, а увлажнение — сильно увеличивает, так как коэффициент теплопроводности воды в 25 раз выше, чем у воздуха.

При замерзании воды в порах материала еще больше увеличивается теплопроводность, так как лед примерно в 4 раза проводнее воды и в сто раз теплопроводное воздуха. Чем меньше пор, т.е. чем плотнее материал, тем он теплопроводнее.
При повышении температуры теплопроводность большинства материалов возрастает.

Тепловое расширение — свойство материала расширятся при нагревании и сжиматься при охлаждении, оно характеризуется изменением линейных размеров, и объема в зависимости от температуры.
В конструкциях, объединяющих несколько материалов, необходимо учитывать ТКЛР каждого; например, в железобетоне хорошо сочетаются сталь и бетон, так как ТКЛР этих материалов почти одинаков.

В результате значительного различия ТКЛР в композиционных материалах возникают напряжения, которые могут привести не только к появлению микротрещин и коробления, но и к разрушению материалов.

Огнестойкость — свойство материала выдерживать без разрушения воздействие высоких температур, пламени и воды в условиях пожара.
Материал в этих условиях либо сгорает, либо растрескивается, сильно деформируется, либо разрушается от потери прочности.
По огнестойкости различают несгораемые, трудносгораемые и сгораемые материалы.

Несгораемые материалы под действием огня или высокой температуры не горят и не обугливаются. Это кирпич, бетон и др.
Между тем, некоторые несгораемые материалы — мрамор, стекло, асбестоцемент — при резком нагревании разрушаются, а стальные конструкции — сильно деформируются и теряют прочность.

Трудносгораемые материалы под действием огня или высокой температуры медленно воспламеняются, но после удаления источника огня их горение или тление прекращается. К таким материалам относятся асфальтобетон, фибролит, пропитанная антипиренами древесина.

Сгораемые материалы под действием огня или высокой температуры горят и продолжают гореть после удаления источника огня. Это древесина, обои, битумы, полимеры, бумага и др.
Для повышения огнестойкости материалы пропитывают или обрабатывают огнезащитными составами — антипиренами.
При нагревании они выделяют газы, не поддерживающие горения, или образуют на материале пористый защитный слой, замедляющий нагрев.

Огнестойкость материалов нельзя отождествлять с огнестойкостью конструкций зданий и сооружений, так как конструкции, выполненные, например, из сгораемых материалов, но обработанные антипиренами или защищенные от огня штукатуркой или облицовкой из несгораемых материалов, по своей огнестойкости относятся к трудносгораемым.

Для повышения огнестойкости материалов применяют различные огнезащитные покрытия, в том числе краски. Связующими в таких красках служат жидкое стекло, известь, перхлорвиниловые и карбамидные смолы, фосфорброморганические полимеры. Силикатные и другие огнезащитные краски одновременно защищают материалы от огня и выполняют функцию отделочного покрытия.

Огнеупорность — свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры (от 1580 °С и выше), не деформируясь и размягчаясь.
Огнеупорные материалы, применяемые для внутренней футеровки промышленных печей, — динас, шамот, хромомагнезит, корунд — не деформируются и не размягчаются при температуре 1580° и выше.

Тугоплавкие материалы (тугожкий печной кирпич) выдерживают без расплавления темперагуру 1350…1580 °С, а легкоплавкие (кирпич керамический строительный) — до 1350°С.

Тепловая масса — Энергетическое образование

Рис. 1. Схема стены Тромба, эта установка будет использовать тепловую массу на крайней правой стене для улавливания тепла. ^[1]

Термическая масса относится к материалу внутри здания, который может помочь уменьшить колебания температуры в течение дня; тем самым снижая потребность в отоплении и охлаждении самого здания. Материалы из термомассы достигают этого эффекта, поглощая тепло в периоды высокой солнечной инсоляции и выделяя тепло, когда окружающий воздух начинает остывать.При включении в технологии пассивного солнечного отопления и охлаждения тепловая масса может играть большую роль в снижении энергопотребления зданий.

Свойства тепловой массы

Идеальный материал для тепловой массы будет иметь:

Теплоемкость вещества – это количество тепловой энергии, необходимое для изменения температуры объекта на заданную величину. Единицей СИ для теплоемкости является Джоуль на Кельвин ( Дж/К ). Общее количество энергии, хранимой системой с тепловой массой, пропорционально размеру системы или материала, поэтому удельная теплоемкость ( Дж/м ² К ), теплоемкость на единицу массы и объемная теплоемкость ( Дж/м ³ K ), теплоемкость на единицу объема, являются общими показателями, используемыми для определения хорошей теплоемкости материала.

Термомассовые материалы

Ниже приведена таблица общих строительных материалов, их теплоемкости, плотности и удельной теплоемкости. Как упоминалось ранее, хороший материал для термомассы должен иметь высокую объемную теплоемкость.

Избранная теплоемкость различных материалов ^[2]
Материал	Теплоемкость ( Дж/К )	Плотность ( кг/м ³ )	Объемная тепловая мощность Мощность ( МДж/м ³ K )
Вода	4. 18	1000	4.18
Гипс	1,09	1602	1,746
Воздух	1.0035	1,204	0,0012
Бетон	0,88	2371	2,086
Кирпич	0,84	2301	2,018
Известняк	0,84	2611	2.193
Гранит	0,79	2691	2,125
Дерево	0,42	550	0,231

Вода обладает очень привлекательными свойствами тепломассы и может быть привлекательным материалом для пассивных солнечных конструкций; однако потенциальные проблемы с утечкой воды и повреждением обходят его широкое использование в качестве теплоносителя. Бетон и кирпич имеют относительно высокую объемную теплоемкость и являются обычными строительными материалами. При правильном использовании с солнечной стеной или стеной тромба потребление энергии для отопления и охлаждения здания может быть значительно снижено.

Материалы с фазовым переходом

Традиционные термомассовые материалы используют ощутимое тепло для накопления и высвобождения пассивной энергии солнечного излучения. Материалы с фазовым переходом используют накопление скрытого тепла и могут поглощать такое же количество солнечной энергии, используя гораздо меньший объем материала. ^[3] При повышении температуры материал переходит из твердого состояния в жидкое, это эндотермическая реакция, поэтому он поглощает тепло.Когда окружающая среда охлаждается (ночью), материал превращается из жидкого в твердое, происходит экзотермическая реакция, высвобождающая аккумулированное тепло в здание. Использование материалов с фазовым переходом является относительно новой концепцией в строительной науке, существует множество различных материалов, используемых для самых разных применений.

Термическая масса и климат

В теплых погодных условиях термальная масса может поглощать тепло, полученное от солнечного света. Это сделает внутреннее пространство более комфортным и значительно снизит потребности в охлаждении и затраты на кондиционирование воздуха.Ночью, когда здание охлаждается, накопленная тепловая энергия высвобождается во внутреннее пространство здания, уменьшая потребность в отоплении. Тепловая масса наиболее полезна в климате, где есть большие колебания между дневной и ночной температурой окружающей среды. В районах с высокими ночными температурами все еще можно использовать тепловую массу, поэтому здание необходимо проветривать ночью более прохладным ночным воздухом, чтобы отводить накопленную тепловую энергию. ^[4]

Ссылки

↑ Викисклад.(6 августа 2015 г.). Стена Тромба [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3d/Illust_passive_solar_d2_319pxW.gif
↑ Строить Зеленую Канаду. (28 августа 2015 г.). Объяснение тепловой массы [Online]. Доступно: http://www.buildgreen.ca/2008/09/an-explanation-of-thermal-mass/
↑ Ф. Кузник, Д. Дэвид, К. Йоханнес и Ж.-Ж. Ру, «Обзор материалов с фазовым переходом, интегрированных в стены зданий», Renew. Поддерживать. Энергия преп., том. 15, нет. 1, стр. 379–391, январь 2011 г.
↑ Г. П. Хенце, Т. Х. Ле, А. Р. Флорита и К. Фельсманн, «Анализ чувствительности оптимального управления тепловой массой здания», J. Sol. Инженер по энергетике, вып. 129, нет. 4, с. 473, 2007. 129, вып. 4, с. 473, 2007.

Характеристика теплового поведения зданий и его влияние на городской остров тепла в тропических районах

Радивоевич, А., Недич, М.: Экологическая оценка строительных материалов: пример двух жилых зданий в Белграде.Факта унив. Сер.: Архит. Гражданский англ. 6 (1), 97–111 (2008). https://doi.org/10.2298/FUACE0801097R

Артикул Google Scholar

Суреш С.П. (2014) Воздействие строительных материалов и технологий на окружающую среду, Диссертация 2014, Национальный институт управления строительством и исследований. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.2581.0001

bt Асмави, М.З.: Связь между строительством и окружающей средой: перспективы системы городского планирования, отчет о строительстве EDW A10-611, Департамент городского и регионального планирования Международного исламского университета Малайзии (2010)

Родригес, О.О., Кастельс, Ф., Зоннеманн, Г.: Воздействие строительства и эксплуатации дома на окружающую среду: оценка конечного использования строительных материалов и электроэнергии в жилом районе провинции Норте-де-Сантандер, Колумбия. Инж. ун-т Богота (Колумбия) 16 (1), 147–161 (2012)

Google Scholar

Аль-Хафиз, Б.: Вклад в изучение влияния строительных материалов на городской остров тепла и энергопотребление зданий. Инженерия окружающей среды. Энса Нант, (2017). Английский

Карут, Л.: Снижение воздействия строительных материалов на окружающую среду: анализ воплощенной энергии высокоэффективного здания, Диссертация, Университет Висконсин-Милуоки (2017)

Гауена, Б. ., Бородинец, А., Земитис, Дж., Прозументс, А.: Влияние тепловой массы оболочки здания на расчетную температуру отопления. В: Серия конференций IOP: Материаловедение 96 , 012031 (1–10) (2015).https://doi.org/10.1088/1757-899X/96/1/012031

Артикул Google Scholar

Броунен, Д., Кок, Н., Куигли, Дж. М.: Использование и сохранение энергии в жилых домах: экономика и демография. Евро. Экон. 56 , 931–945 (2012)

Статья Google Scholar

Longhi, S.: Расходы на электроэнергию в жилых помещениях и актуальность изменений в домашних условиях.Энергия Экон. 49 , 440–450 (2015)

Статья Google Scholar

10.

Филиппини, М., Пачаури, С.: Эластичность спроса на электроэнергию в городских индийских домохозяйствах. Энергетическая политика 32 , 429–436 (2004)

Статья Google Scholar

11.

Бесаньи, Г., Боргарелло, М.: Факторы, определяющие расходы на энергию в жилых домах в Италии. Энергетика 165 , 369–386 (2018)

Статья Google Scholar

12.

Гэлвин, Р., Бланк, М.С.: Экономическая жизнеспособность политики тепловой модернизации: уроки 10 летнего опыта в Германии. Энергетическая политика 54 , 343–351 (2013)

Статья Google Scholar

13.

Michelsen, C., Müller-Michelsen, S.: Energieeffizienz im Altbau: Werden die Sanierungspotenziale überschätzt? Ergebnisse auf Grundlage des ista-IWH-Energieeffizienzindex, Wirtschaft im Wandel, ISSN 2194-2129, Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung Halle (IWH), Halle (Saale), 16 (9), pp. 447–455. (2010)

14.

Ховард, Л.: Климат Лондона: на основе метеорологических наблюдений, сделанных в разных местах в окрестностях мегаполиса. В: Two Volumes, Volume 1. Издатель: Philips W, продается также J. и A. Arch. (1818)

15.

Howard, L.: Климат Лондона: выведен из метеорологических наблюдений, сделанных в разных местах в окрестностях мегаполиса. В: Two Volumes, Volume 2. Издатель: Philips W, продается также J.и А. Арч. (1820)

16.

Wonorahardjo, S.: Новые концепции планирования районов, основанные на исследовании теплового острова. Procedia Soc. Поведение науч. 36 , 235–242 (2012). https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2012.03.026

Артикул Google Scholar

17.

Андони, Х., Вонорахарджо, С.: Обзор технологий смягчения последствий для контроля эффекта городского острова тепла в жилых и населенных пунктах. В: Серия конференций IOP: Науки об окружающей среде Земли 152 , 012027 (1–10) (2018). https://doi.org/10.1088/1755-1315/152/1/012027

Артикул Google Scholar

18.

Ян, X., Чжао, Л.: Суточная тепловая характеристика тротуаров, растительности и водоема в жарком и влажном городе. Здания 6 (1), 2 (2016). https://doi.org/10.3390/buildings6010002

MathSciNet Статья Google Scholar

19.

Аль-Моханнади, М.С.: Моторизованный транспорт и эффект UHI в Дохе: влияние дорожного движения на эффект острова тепла, Диссертация Катарского университета (2017)

20.

Тан, Дж., Чжэн, Ю., Тан, X., Го, К., Ли, Л., Сун, Г., Чжэнь, X., Юань, Д., Калькштейн, А., Ли, Ф. , Чен, Х.: Городской остров тепла и его влияние на волны тепла и здоровье человека в Шанхае. Междунар. Дж. Биометеорол. 54 , 75–84 (2009). https://doi.org/10.1007/s00484-009-0256-x

Артикул Google Scholar

21.

Ян, Дж., Сантамоурис, М.: Городской остров тепла и технологии смягчения последствий в азиатских и австралийских городах: воздействие и смягчение последствий.Городская наука. 2 (3), 74 (2018). https://doi.org/10.3390/urbansci2030074

Артикул Google Scholar

22.

Афлаки, А., Мирнежад, М., Гаффарианхосейни, А., Омрани, Х., Ван, З., Акбари, Х.: Стратегии смягчения последствий городских островов тепла: современное состояние обзор Куала-Лумпура, Сингапура и Гонконга. Города 62 , 131–145 (2017). https://doi.org/10.1016/j.cities.2016.09.003

Артикул Google Scholar

23.

Нуруззаман, М.: Городской остров тепла: причины, последствия и меры по смягчению последствий: обзор. Междунар. Дж. Окружающая среда. Монит. Анальный. 3 (2), 67–73 (2015). https://doi.org/10.11648/j.ijema.20150302.15

Артикул Google Scholar

24.

Араби, Р., Шахидан, М.Ф., Камаль, М.С.М., Джаафар, М.Ф.З.Б., Рахшандехру, М.: Смягчение последствий городского теплового острова с помощью зеленых крыш. Курс. Окружающий мир. 10 (1), 918–927 (2017). https://дои.org/10.12944/CWE.10.Специальный выпуск 1.111

Артикул Google Scholar

25.

Акбари Х., Карталис К., Колокоца Д., Мусцио А., Писелло А.Л., Росси Ф., Сантамоурис М., Синнеф А., Вонг Н.Х., Зинзи , М.: Методы смягчения локального изменения климата и городских островов тепла: современное состояние. Дж. Гражданский. англ. Управление 22 (1), 1–16 (2016). https://doi.org/10.3846/13923730.2015.1111934

Артикул Google Scholar

26.

Морини, Э., Кастеллани, Б., Прешутти, А., Андерини, Э., Филиппони, М., Николини, А., Росси, Ф.: Экспериментальный анализ влияния геометрии и фасадных материалов на эквивалент городского района альбедо. Устойчивое развитие 9 , 1245 (2017). https://doi.org/10.3390/su

Артикул Google Scholar

27.

Yamamoto, Y.: Меры по смягчению последствий городского острова тепла. Ежеквартальный обзор № 18 (2006)

28.

Synnefa, A., Santamouris, M.: Покрытия холодного цвета борются с эффектом городского теплового острова. Отдел новостей SPIE (2007 г.). https://doi.org/10.1117/2.1200706.0777

Артикул Google Scholar

29.

Роман, К.К., О’Брайен, Т., Алви, Дж.Б., Ву, О.: Моделирование эффектов прохладной крыши и крыши на основе ПКМ (материалы с фазовым переходом) для смягчения UHI (городского теплового острова) в известные города США. Энергия 96 , 103–117 (2016). https://дои.org/10.1016/j.energy.2015.11.082

Артикул Google Scholar

30.

Кандья, А., Мохан, М.: Смягчение эффекта городского теплового острова посредством модификации ограждающих конструкций. Энергетическая сборка. 164 , 266–277 (2018). https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.01.014

Артикул Google Scholar

31.

Дерни Д., Гаспари Дж.: Наружная облицовка ограждающих конструкций: влияние на энергетический баланс и микроклимат.Здания 5 , 715–735 (2015). https://doi.org/10.3390/buildings5020715

Артикул Google Scholar

32.

Карлесси, Т., Сантамоурис, М., Синнефа, А., Ассимакопулос, Д., Дидаскалопулос, П., Апостолакис, К.: Разработка и испытания легированных ПКМ покрытий холодного цвета для смягчения теплового острова в городах и крутые здания. Строить. Окружающая среда. 46 , 570–576 (2011). https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2010.09.003

Артикул Google Scholar

33.

DOE Fundamentals Handbook Термодинамика, теплопередача и поток жидкости Vol. 1–3. DOE-HDBK-1012/1-92 ИЮНЬ Министерство энергетики США FSC-6910 Washington, DC, 20585 (1992)

34.

Yehuda, S.: Физика для архитекторов. Infinity Publishing.com, США (2003)

Google Scholar

35.

Грондзик, В.Т., Квок, А.Г.: Механическое и электрическое оборудование для строительства, 12-е изд. Уайли, Индианаполис (2015)

Google Scholar

36.

Беннетт, Д.: Устойчивая бетонная архитектура. Издательство RIBA, Лондон (2010)

Google Scholar

37.

Надь, Б., Неме, С.Г., Сагри, Д.: Тепловые свойства и моделирование фибробетона. Energy Procedia 78 , 2742–2747 (2015). https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.11.616

Артикул Google Scholar

38.

Чан, Дж.: Тепловые свойства бетона с различными шведскими заполнителями, Отчет о магистерской диссертации TVBM-5095, Лундский университет, декабрь (2013 г.)

39.

Рахманян, И. : Тепловые и механические свойства гипсокартонных плит и их влияние на огнестойкость систем на основе гипсокартона, докторская диссертация, Манчестерский университет (2011)

40.

Парк, С.Х., Манцелло, С.Л., Бенц, Д.П., Мизуками Т.: Определение термических свойств гипсокартона при повышенных температурах. Матерь Огня. (2009). https://doi.org/10.1002/fam.1017

Артикул Google Scholar

41.

Вакили, К.Г., Хуги, Э., Карвонен, Л., Шневлин, П., Виннефельд, Ф.: Тепловые характеристики автоклавного ячеистого бетона при воздействии огня. Цем. Бетонные композиции. 62 , 52–58 (2015)

Статья Google Scholar

42.

Унгкун, Ю., Ситтипунт, К., Нампракай, П., Джетипаттаранат, В., Ким, К.С., Чаринпаниткул, Т.: Анализ микроструктуры и свойств стеновых строительных материалов из автоклавного ячеистого бетона. Дж.Инд.Инж. хим. 13 (7), 1103–1108 (2007)

Google Scholar

43.

Wolde, A.T., McNatt, J.D., Krahn, L.: Тепловые свойства изделий из деревянных панелей, строительная древесина и для использования в зданиях. Окриджская национальная лаборатория (1988)

44.

Справочник по финской фанере, ^® Федерация лесной промышленности Финляндии, ISBN 952-9506-63-5

45.

Госс, В.П., Миллер, Р.Г. древесины и изделий из дерева.В: ASHRAE Handbook-Fundamentals, стр. 193–203 (1989)

46.

Twiga, Изоляция сегодня для лучшего завтра, UP. Twiga Fiberglass Limited, Нью-Дели, Индия (2016)

47.

Engineering ToolBox: удельная теплоемкость обычных веществ. https://www.engineeringtoolbox.com/specific-heat-capacity-d_391.html. По состоянию на 16 марта 2019 г.

48.

Чжоу, Б., Рыбски, Д., Кропп, Дж. П.: Роль размера и формы города в поверхностном городском острове тепла.науч. Респ. 7 , 4791 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-04242-2

Артикул Google Scholar

49.

Алобейди, Д., Бакарман, М.А., Обейдат, Б.: Влияние конфигурации городской формы на городской остров тепла: тематическое исследование Багдада, Ирак. Procedia англ. 145 , 820–827 (2016). https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.04.107

Артикул Google Scholar

50.

Стоун, Б., Роджерс, М.О.: Форма города и тепловая эффективность: как дизайн городов влияет на эффект городского острова тепла. Варенье. План. доц. 67 (2), 186–198 (2001)

Статья Google Scholar

51.

Томас, Д., Андони, Х., Юризат, А., Стивен, С., Аксани, Р.А., Сутьяхья, И.М., Мардияти, М., Вонорахарджо, С.: Управление тепловым потоком на блочных конструкциях и Многослойные стены, Международная конференция по проектированию и применению инженерных материалов (IC-DAEM) 2018, Бандунг, Индонезия (представлено)

52.

Андони, Х., Юризат, А., Стивен, С., Томас, Д., Аксани, Р. А., Сутджахья, И.М., Мардияти, М., Вонорахарджо, С.: Исследования теплового поведения стен здания на основе типа и состава of Material, Международная конференция по проектированию и применению инженерных материалов (IC-DAEM) 2018, Бандунг, Индонезия (представлено)

53.

Xie, C.: Интерактивное моделирование теплопередачи для всех. физ. Учат. 50 (4), 237–240 (2012). https://doi.org/10.1119/1.3694080

Артикул Google Scholar

54.

Аверса П., Палумбо Д., Донателли А., Тамборрино Р., Анкона Ф., Галиетти У., Лупрано В.А.М.: Инфракрасная термография для исследования динамического теплового поведения непрозрачных строительных элементов: сравнение между пустой и наполненной конопляными волокнами стенками-прототипами. Энергетическая сборка. 152 , 264–272 (2017). https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.07.055

Артикул Google Scholar

55.

Вонорахарджо С., Сутьяхья И.М.: Bangunan Gedung Hijau untuk Daerah Tropis. ITB Press, Бандунг (2018)

Google Scholar

56.

Wonorahardjo, S., Sutjahja, I.M., Kurnia, D., Fahmi, Z., Putri, W.A.: Возможности накопления тепловой энергии с использованием кокосового масла для контроля температуры воздуха. Здания 8 , 95 (2018). https://doi.org/10.3390/buildings8080095

Артикул Google Scholar

57.

Дамиати, С.А., Заки, С.А., Риджал, Х.Б., Вонорахарджо, С.: Полевое исследование адаптивного теплового комфорта в офисных зданиях в Малайзии, Индонезии, Сингапуре и Японии в жаркий и влажный сезон. Строить. Окружающая среда. 109 , 208–223 (2016). https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2016.09.024

Артикул Google Scholar

58.

Акбари, Х., Гартланд, Л., Конопаки, С.: Измерение энергосбережения светлых крыш: результаты трех демонстрационных площадок в Калифорнии. Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли, отдел экологических энергетических технологий, Беркли, Калифорния (США) (1998)

59.

Чжоу, А., Вонг, К.В., Лау, Д.: Конструкция теплоизоляционных бетонных стеновых панелей для устойчивого строительства окружающая обстановка. науч. World J. 2014 , 1–12 (2014). https://doi.org/10.1155/2014/279592

Артикул Google Scholar

60.

Альварес, Х.Л., Муньос, Н.А.Р., Домингес, И.Р.М.: Влияние теплоизоляции крыш и стен на затраты на энергию в малообеспеченном жилье в Мексике.Устойчивость. 8 (7), 590 (2016). https://doi.org/10.3390/su8070590

Артикул Google Scholar

61.

Дин, К.В., Ван, Г., Инь, В.Ю.: Применение композитных сэндвич-панелей в строительстве. заявл. мех. Матер. 291–294 , 1172–1176 (2013). https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.291-294.1172

Артикул Google Scholar

62.

Соррелл, С., Димитропулос, Дж.: Эффект отскока: микроэкономические определения, ограничения и расширения. Экол. Экон. 65 (3), 636–649 (2008). https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2007.08.013

Артикул Google Scholar

63.

Виванко Д.Ф., Кемп Р., ван дер Воэт Э.: Как бороться с эффектом отскока? Политический подход. Энергетическая политика. 94 , 114–125 (2016)

Статья Google Scholar

64.

Гросманн, К., Бирвирт, А., Бартке, С., Йенсен, Т., Кабиш, С., фон Малоттки, К., Майер, И., Рюгамер, Дж.: Energetische Sanierung: Sozialräumliche Strukturen von Städten berucksichtigen (Энергетическая модернизация: учет социально-пространственных структур городов). ГЕЯ. 23 (4), 309–312 (2014)

Статья Google Scholar

65.

Фрейре-Гонсалес, Дж.: Новый способ оценки прямого и косвенного эффекта отскока и других индикаторов отскока. Энергия. 128 , 394–402 (2017)

Статья Google Scholar

66.

Peraturan Menteri ENERGI DAN DAN Sumber Daya Mineral Republik Индонезия № 13 Tahun Tentang Penghematan Pemakaian Tenaga Listrik (2012)

67.

SNI 03-6572-2001 Tata Cara Perencanaan Sistem Ventilasi Dan Pengkondisian Udara Pada Bangunan Gedung

68.

Prosedur Audit Energy Pada Bagunan Gedung, Badan Standardisasi National, SNI 03-6196-2000, ICS 91.Тел. ., Пэдли, М.: Стандарт минимального дохода, Университет Лафборо (2017)

71.

http://iesr.or.id/pengentasan-kemiskinan-energi-membutuhkan-perubahan-cara-pandang-dan-reformasi-program-di-sektor-energi/. По состоянию на 1 августа 2019 г.

72.

Чен, С., Равальон, М.: Развивающиеся страны беднее, чем мы думали, но не менее успешны в борьбе с бедностью, Всемирный банк, Группа исследований в области развития, август 2008 г., WPS4703, Разрешено публичное раскрытие Разрешено публичное раскрытие

73.

Surjamanto, W., Sahid.: Возможности городской среды, Практический пример: Городской Кампонг в Бандунге, 3-й Международный семинар по тропическим экопоселениям, Городские лишения: вызов устойчивым городским поселениям, Министерство общественных работ , Научно-исследовательский институт населенных пунктов, Джакарта (2012 г.)

74.

Радемэкерс, К., Йервуд, Дж., Феррейра, А. (Триномика), Пай, С., Гамильтон, И., Аньолуччи, П., Гровер, Д. (Лигерский колледж Лондона), Карасек, Дж., Анисимова, Н. (SEVEn): Выбор показателей для измерения энергетической бедности, окончательный отчет пилотного проекта «Энергетическая бедность — оценка воздействия кризиса и обзор существующих и возможных новых мер в государствах-членах», Trinomics (2016)

Измерения конкретных теплоемкость обычных строительных материалов при повышенных температурах: сравнение DSC и HDA

Драйсдейл Д. Введение в динамику пожаров. Хобокен: Джон Вили и сыновья; 2011.

Книга Google Scholar

McGrattan K, McDermott R, Weinchenk C, Overholt K, Hostikka S, Floyd J. Руководство пользователя симулятора динамики пожара (шестое издание). Гейтерсбург: Национальный институт стандартов и технологий; 2015.

Google Scholar

Абу-Бакар А.С., Мойнуддин К.А.М., ред.Влияние изменения скорости нагрева, массы образца и расхода азота на химическую кинетику пиролиза. В: 18-я австралийская конференция по гидромеханике Лонсестон, Австралия; 2012 г.; Лонсестон, TAS.

Kousksou T, Jamil A, El Omari K, Zeraouli Y, Le Guer Y. Влияние скорости нагрева и геометрии образца на кажущуюся удельную теплоемкость: приложения DSC. Термохим Акта. 2011;519(1–2):59–64. https://doi.org/10.1016/j.tca.2011.02.033.

Артикул Google Scholar

Абу-Бакар А.С. Характеристика свойств огня для совместного моделирования пиролиза и горения и их оптимизированное использование [PhD]. Колледж инженерии и науки: Университет Виктории; 2015.

Linteris GT, Gewuerz L, McGrattan KB, Forney GP. Моделирование горения твердого образца с помощью FDS. Nat Inst Stand Technol NISTIR. 2004; 7178:36.

Google Scholar

Чихос Х., Сайто Т., Смит Л.Е. Справочник Springer по методам измерения материалов.Берлин: Springer Science + Business Media; 2007.

Google Scholar

Меттлер-Толедо. Определение теплоемкости при высоких температурах с помощью ТГА/ДСК Часть 1: Стандартные процедуры ДСК. Шверценбах, Швейцария; 2010.

Гудрич Т.В. Теплофизические свойства и микроструктурные изменения композиционных материалов при повышенной температуре. Блэксбург: Технологический институт Вирджинии; 2009.

Google Scholar

10.

Кодур ВКР, Хармати ТЗ. Свойства строительных материалов. В: DiNenno PJ, Drysdale D, Beyler CL, Walton WD, Custer RLP, Hall Jr JR и др., редакторы. Справочник SFPE по технике противопожарной защиты. 3-е изд. Куинси: Национальная ассоциация противопожарной защиты; 2002. с. 155–81.

Google Scholar

11.

Hohne GWH, Hemminger WF, Flammersheim HJ. Дифференциальная сканирующая калориметрия. Берлин: Springer-Verlag; 2003.

Книга Google Scholar

12.

Абу-Бакар А.С., Кран М., Мойнуддин К.А.М. Экспериментальное исследование влияния изменения скорости нагрева, температуры и теплового потока на огнестойкость необугливаемого полимера. J Термальный анальный калорим. 2019;137(2):447–59. https://doi.org/10.1007/s10973-018-7941-0.

КАС Статья Google Scholar

13.

Абу-Бакар А.С., Кран М., Вадхвани Р., Мойнуддин К.А.М. Характеристика параметров пиролиза и горения обугленных материалов, наиболее часто встречающихся в зданиях. J Термальный анальный калорим. 2019. https://doi.org/10.1007/s10973-019-08688-6.

Артикул Google Scholar

14.

Thermtest I, изобретатель Thermtest Inc, правопреемник. Руководство по эксплуатации анализатора тепловых констант Hot Disk. Канада; 2012.

15.

Mettler T, изобретатель DSC1 Руководство пользователя. Швейцария; 2011.

16.

Меттлер-Толедо. Калибровка ДСК, температура и тепловой поток. Меттлер-Толедо, Швейцария.2018. https://www.mt.com/au/en/home/supportive_content/matchar_apps/MatChar_HB805.html. По состоянию на 14 октября 2018 г.

17.

Shaw T, Carrol J. Применение методов базовой коррекции к «методу отношений» для определения удельной теплоемкости DSC. Int J Thermophys. 1998;19(6):1671–80. https://doi.org/10.1007/BF03344918.

КАС Статья Google Scholar

18.

Милосавлевич И., Оя В., Сууберг Э. М. Термические эффекты при пиролизе целлюлозы: связь с процессами образования угля.Ind Eng Chem Res. 1996;35(3):653–62. https://doi.org/10.1021/ie950438l.

КАС Статья Google Scholar

19.

Шалаев Е.Ю., Степонкус ПЛ. Коррекция массы образца в герметически закрытых чашках ДСК. Термохим Акта. 2000;345(2):141–3. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(99)00357-3.

КАС Статья Google Scholar

20.

Rath J, Wolffinger MG, Steiner G, Krammer G, Barontini FC, Cozzani V.Теплота пиролиза древесины. Топливо. 2003;82(1):81–91. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(02)00138-2.

Артикул Google Scholar

21.

Рудч С. Погрешность измерения теплоемкости дифференциальными сканирующими калориметрами. Термохим Акта. 2002;382(1–2):17–25. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(01)00730-4.

КАС Статья Google Scholar

22.

Стрезов В., Паттерсон М., Зимла В., Фишер К., Эванс Т.Дж., Нельсон П.Ф.Основные аспекты карбонизации биомассы. J Anal Appl Пирол. 2007;79(1–2):91–100. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2006.10.014.

КАС Статья Google Scholar

23.

Дик Р.Х. Неопределенность измерения: методы и приложения. ЭТО; 2007.

24.

Höhne G, Hemminger WF, Flammersheim HJ. Дифференциальная сканирующая калориметрия. Берлин: Springer Science & Business Media; 2013.

Google Scholar

25.

Gaur U, Sf Lau, Wunderlich BB, Wunderlich B. Теплоемкость и другие термодинамические свойства линейных макромолекул VI. Акриловые полимеры. J Phys Chem Ref Data. 1982; 11 (4): 1065–89. https://doi.org/10.1063/1.555671.

КАС Статья Google Scholar

26.

Солдера А., Метатла Н., Бодуан А., Саид С., Гроэнс Ю. Теплоемкость обоих стереомеров ПММА: сравнение атомистического моделирования и экспериментальных данных. Полимер.2010;51(9):2106–11. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2010.03.003.

КАС Статья Google Scholar

27.

Ассаэль М.Дж., Боциос С., Гиалоу К., Метакса И.Н. Теплопроводность полиметилметакрилата (ПММА) и боросиликатного краун-стекла ВК7. Int J Thermophys. 2005;26(5):1595–605. https://doi.org/10.1007/s10765-005-8106-5.

КАС Статья Google Scholar

28.

Янссон Р. Измерение термических свойств при повышенных температурах — Брандфорск, проект 328-031. СП Респ. 2004; 2004:46.

Google Scholar

29.

Гупта М., Ян Дж., Рой С. Удельная теплоемкость и теплопроводность частиц коры хвойных пород и обугленных частиц хвойных пород☆. Топливо. 2003;82(8):919–27. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(02)00398-8.

КАС Статья Google Scholar

30.

Харада Т., Хата Т., Исихара С. Термические константы древесины в процессе нагрева, измеренные методом лазерной вспышки. Дж. Вуд Научный. 1998;44(6):425–31. https://doi.org/10.1007/BF00833405.

КАС Статья Google Scholar

31.

Gronli MG, Antal J, Varhegyi G. Круговое исследование кинетики пиролиза целлюлозы методом термогравиметрии. Ind Eng Chem Res. 1999;38(6):2238–44. https://doi.org/10.1021/ie980601n.

КАС Статья Google Scholar

32.

Кох П. Удельная теплоемкость сушки еловой древесины и коры сосны. Вуд науч. 1968; 1 (4): 203–14.

Google Scholar

33.

Куфопанос С., Луккези А., Маскио Г. Кинетическое моделирование пиролиза биомассы и компонентов биомассы. Может ли J Chem Eng. 1989;67(1):75–84. https://doi.org/10.1002/cjce.5450670111.

КАС Статья Google Scholar

34.

Айени Н., Адени А., Абдуллахи Н., Бернард Э., Огунлейе А.Термогравиметрическое и кинетическое исследование хлопчатобумажной ткани, обработанной метилолмеламинфосфатом. Bayero J Pure Appl Sci. 2012;5(2):51–5. https://doi.org/10.4314/bajopas.v5i2.9.

Артикул Google Scholar

35.

Мейлерт К., Лауб Д., Киви Дж. Фотокаталитическая самоочистка модифицированных хлопчатобумажных тканей с помощью кластеров TiO2, прикрепленных химическими прокладками. J Mol Catal A: Chem. 2005; 237(1–2):101–8. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2005.03.040.

КАС Статья Google Scholar

36.

Харрис В.М. Справочник текстильных волокон. Вашингтон: Исследовательские лаборатории Харриса; 1954.

Google Scholar

37.

Horrocks AR, Price D. Огнезащитные материалы. Абингтон: Woodhead Publishing Limited; 2001.

Книга Google Scholar

38.

Bras ML, Camino G, Bourbigot S, Delobel R. Огнезащита полимеров: использование вспучивающихся материалов. Кембридж: R Soc Chem; 1998.

Google Scholar

39.

Тузку Т. Гигротермические свойства изоляции из овечьей шерсти. Делфт: Делфтский технологический университет; 2007.

Google Scholar

Роль теплоизоляции и аккумулирования тепла в энергетических характеристиках стеновых материалов: имитационное исследование

Abstract

Высокоэффективная оболочка является предпосылкой и основой для здания с нулевым потреблением энергии.Теплопроводность и объемная теплоемкость стены являются двумя теплофизическими свойствами, которые сильно влияют на энергетические характеристики. Несмотря на то, что было проведено множество тематических исследований, результаты не дали полной картины роли этих свойств в энергетических характеристиках активного здания. В этой работе впервые было проведено сквозное исследование энергетических характеристик стандартного помещения со всеми возможными материалами стен. Выявлено, что для наружных стен подходят как теплоаккумулирующие, так и изоляционные материалы.Однако важность этих материалов в разных ситуациях различна: аккумулирование тепла играет основную роль, когда теплопроводность материала относительно высока, но эффект теплоизоляции преобладает, когда теплопроводность относительно низкая. Что касается внутренних стен, то они менее значимы с энергетической точки зрения, чем наружные, и для них нужны исключительно теплоаккумулирующие материалы с высокой теплопроводностью. Эти требования к материалам неизменны в различных климатических условиях.Это исследование может стать дорожной картой для материаловедов, заинтересованных в разработке стеновых материалов с высокими эксплуатационными характеристиками.

Общее конечное потребление энергии во всем мире увеличилось с 4 672 млн т н.э. (миллион тонн нефтяного эквивалента, 1 млн т н. в 1973 г., а в 2012 г. эта доля увеличилась до 19,1% (данные 2014 Key World Energy Statistics , опубликованные Международным энергетическим агентством). В 2011 году соотношение энергопотребления зданий к потреблению энергии по стране в целом составило 19,74% в Китае ¹ . Применение зданий с нулевым потреблением энергии (ZEB) было воспринято как многообещающий способ сократить потребление энергии и выбросы углекислого газа ² ^,3 ^,4 ^,5 . По сути, ZEB — это современное здание, чья операционная энергия незначительна или может быть компенсирована за счет выработки возобновляемой энергии, обеспечивая при этом удовлетворительную степень теплового комфорта.Несмотря на то, что точное определение ZEB по-прежнему неоднозначно ⁶ , высокоэффективная оболочка здания является предпосылкой и основой для ZEB ⁷ .

Ограждающие конструкции состоят, как правило, из двух частей: прозрачной и непрозрачной. Прозрачные части ограждающих конструкций обычно оптимизируются с точки зрения их радиационных свойств ⁸ и характеристик теплоизоляции ⁹ . Непрозрачные части оболочки можно разделить еще на два типа: внешние, находящиеся в непосредственном контакте с внешней средой (в том числе с солнечным излучением, наружным воздухом и т.) и внутренние. Широко изученные стратегии оптимизации непрозрачной оболочки заключаются в повышении их способности аккумулировать тепло, а также в теплоизоляционных характеристиках ¹⁰ ^,11 ^,12 .

Cabeza et al ., например, провели ряд экспериментов для подтверждения эффективности высокой внутренней тепловой инерции в средиземноморском климате ¹³ ^,14 , и Stazi et al . подчеркнул эффективность внешней изоляции в том же климате ¹⁵ ^,16 ^,17 ^,18 .Большинство этих исследований было проведено экспериментально или численно с использованием метода тематических исследований, которые эффективны для прямого сравнения конкретных случаев. Однако смысл результатов неизбежно ограничен: сравнивать и оценивать можно лишь несколько типов материалов или конфигураций стен. Учитывая эти ограниченные результаты, влияние теплоизоляции и аккумулирования тепла на энергоэффективность вряд ли можно всесторонне исследовать, и всегда отсутствует общая картина в целом.

В отличие от вышеупомянутых тематических исследований, Чжан и его группа представили метод обратной задачи ¹¹ ^,19 ^,20 ^,21 ^,22 и метод оптимизации, основанный на концепции

2 2 23 для определения идеальных теплофизических свойств стен. Тем не менее, эти методы, сопровождаемые множеством математических выводов, относительно сложны, и с их помощью нельзя установить общую зависимость между расходом энергии и различными материалами стен.
В связи с тем, что теплоизоляция и аккумулирование тепла являются неотъемлемыми и сопутствующими свойствами оболочек, некоторые вопросы еще предстоит решить. Как эти характеристики стены влияют на энергетические характеристики здания? Существует ли какое-либо взаимодействие между этими способностями? Как различаются результаты для наружных и внутренних стен? Чтобы ответить на эти вопросы, требуется общее представление о роли теплоизоляции и аккумулирования тепла в энергетических характеристиках оболочек.
Нанесение такой большой картины стеновых материалов подразумевает необходимость тщательного исследования зданий. Однако здание состоит из огромного количества конфигураций, включая размер, ориентацию, тип окна, соотношение окон и стен, внутренние нагрузки, расписание и т. д., что делает недоступным тщательное исследование, содержащее все конфигурации. С другой стороны, любые стены в различных конфигурациях могут быть сгруппированы на внешние и внутренние в зависимости от того, подвергаются ли они непосредственному воздействию внешней среды.В результате, несмотря на разнообразие конфигураций зданий, помещение с наружными и внутренними стенами является рациональным и типичным физическим представлением здания для исследования общего влияния стеновых материалов. Сначала были исключены окна и внутренние теплопритоки стандартного помещения, чтобы сосредоточиться на непрозрачной части ограждающих конструкций, а также для дальнейшего упрощения модели. Хотя исследование такой специальной комнаты имеет смысл для непрозрачных оболочек, влияние окон и притока тепла все же включается позже, чтобы изучить универсальность исследования.Климатические условия также могут влиять на результаты исследования, поэтому рассматриваются три типа климата (климат жаркого лета и холодной зимы, климат холодного климата и климат жаркого лета и теплой зимы).
В этой работе мы стремимся впервые провести сквозное исследование энергетических характеристик стандартного помещения со всеми потенциальными материалами стен. Однако как мы можем обозначить разновидности материалов, а затем выяснить все потенциальные материалы? С точки зрения инженерной теплофизики материал стенки можно охарактеризовать такими теплофизическими свойствами, как теплопроводность k , массовая плотность ρ и удельная теплоемкость c _p , и эти параметры равны естественно интерес.Как уже известно, k измеряет способность материала проводить тепловую энергию. Два других параметра, ρ и c _p , всегда перемножаются в уравнениях энергетического баланса (см. дополнительную информацию), поэтому их можно интегрировать в один параметр: объемную теплоемкость, C _V , который измеряет способность материала аккумулировать тепло на единицу объема. Чтобы облегчить всестороннее исследование, включающее все возможные материалы стен, k от 0.001 до 5 Вт/(м·K) и C _V от 50 до 5000 кДж/(м ³ ·K), в результате чего было получено 2160 типов материалов с различными комбинациями k и C _В . Энергетические характеристики непрозрачных оболочек из каждого материала были рассчитаны с помощью инструмента моделирования под названием BuildingEnergy.

Результаты

Материалы для наружных стен

Все потенциальные материалы k и C _V в пределах вышеупомянутых диапазонов были рассчитаны в BuildingEnergy для наружных или внутренних стен.Предполагалось, что помещение будет расположено в Хэфэй, Китай, где летний/охлаждающий сезон длится с 15 июня по 5 сентября, а отопительный/зимний сезон – с 5 декабря по 5 марта следующего года. Климатические данные, используемые в BuildingEnergy, были типичными ежегодными метеорологическими данными, предоставляемыми наборами метеорологических данных для китайской архитектуры для анализа тепловой среды. Толщина внешних и внутренних стен была установлена равной 240 и 100 мм соответственно, и другие толщины стенок могут быть эквивалентно преобразованы в эти значения посредством обработки, описанной в дополнительной информации.Благодаря такой обработке выводы из фиксированных толщин будут универсальными для всех значений толщин.

приведены контуры энергопотребления для наружных стен из различных материалов, в которых материалы внутренних стен закреплены в виде обычных кирпичей. Теплофизические свойства кирпича приведены в . Как показано, как теплопроводность, так и объемная теплоемкость материалов наружных стен оказывают значительное влияние на энергетические характеристики, а потребление энергии сильно варьируется вместе с k и C _V .Нулевое значение может быть достигнуто при чрезвычайно низком k из-за отсутствия окна и внутреннего источника тепла.

Контуры энергопотребления, относящиеся к наружным стенам.

При изменении теплопроводности и объемной теплоемкости материалов наружной стены материалы внутренней стенки остаются неизменными. ( a ) Результаты для лета в Хэфэй и ( b ) для зимы в Хэфэй. Некоторые распространенные строительные материалы также расположены на рисунках в соответствии с их свойствами.

Таблица 1

Теплофизические свойства типичных строительных материалов.

Массовая плотность [ KG / M ³]^A0^A

Материалы	Теплопроводность [Вт/м·K]	Объемная теплоемкость [кДж/м ³ ·K]	Удельная теплоемкость [Дж/кг·K]
	0.027	66.55	66.55	1210	55

Hardwood ^A	0.16	903,6	1 255	720
Кирпич, общая ^б	0,58	1470	1050	1400
Цементный раствор ^б	0,93	1890	1050	1800	1800
Железобетона ^B	1,74	2300	920	920	2500
Гранит, Barre ^A	2.79	2038.25	2038.25	775	2630	2630

2.80	2224.4	2224.4	830	2680

Для летнего применения (), как правило, либо уменьшение проводимость или увеличение объемной теплоемкости материалов вызывает снижение энергопотребления на охлаждение помещения. Низкий K и высокий C и высокий C _V подразумевают небольшую тепловую диффузность α , который определяется как K / C _V или K / ( ρc _P). α влияет на переходный процесс теплопроводности через стену: в материалах с малым α теплопередача медленная, и поэтому внешняя среда оказывает меньшее влияние на внутреннюю среду, чем ситуация с материалами с большим α. В дополнение к замедлению теплопроводности внутри стены через небольшой α низкий k также способствует блокированию теплопередачи через границу внешней стены. Если значение k достаточно низкое, тепло может редко достигать внутренней поверхности из внешней среды, поэтому C _V не может оказывать влияние на процесс теплопередачи внутри помещения.Как следствие, когда k ниже 0,25 Вт/(м·K) в , контурные линии почти горизонтальны, что означает, что C _V оказывает незначительное влияние на энергетические характеристики и что низкое k имеет приоритет над большим C _V .

С увеличением k увеличиваются и наклоны контурных линий, а именно увеличивается значимость C _V. Когда к больше 3.0 Вт/(м·K), линии почти вертикальны, что означает, что на энергетические характеристики почти исключительно влияет C _V . Такое явление может быть объяснено из приближения сосредоточенной емкости. При выполнении этого приближения, т. е. допущении о равномерном распределении температуры внутри твердого тела, можно пренебречь градиентами температуры внутри твердого тела, поэтому изменение теплопроводности оказывает незначительное влияние на теплопроводность.В основном приближение сосредоточенной емкости удовлетворяется для ситуации, когда сопротивление проводимости внутри твердого тела намного меньше, чем сопротивление конвекции между поверхностью и жидкостью ²⁴ . В нашем случае, если k достаточно велико, стена может вести себя как твердое тело с сосредоточенной емкостью, в результате чего на энергетические характеристики индивидуально влияют C _V .

Для зимнего применения () общая тенденция того, как свойства материала влияют на энергетические характеристики, согласуется с летней, но наклоны контурных линий практически равны нулю, когда m ³ ·K), что указывает на то, что зимой C _V оказывает ограниченное влияние.

Некоторые типичные строительные материалы, свойства которых представлены в , также нанесены в . При изготовлении из одного из этих материалов соответствующая наружная стена разнообразна по энергетическим характеристикам. Тенденция обычно такова, что потребление энергии уменьшается с уменьшением проводимости. Для близких значений k (гранит и мрамор, например) потребление энергии определяется C _V : материал с более высоким C _V приводит к меньшему потреблению энергии.

Как упоминалось выше, энергоэффективность обсуждалась при фиксированной толщине стенок. В практических ситуациях толщина при тех же энергетических характеристиках также может быть эталонным параметром. иллюстрирует сравнение толщины и массы некоторых типичных материалов, чьи энергетические характеристики охлаждения приближаются к характеристикам кирпичной стены толщиной 240 мм. Толщина полистирола всего 2% мрамора и 7,5% кирпича. Кроме того, масса на единицу площади стены полистироловой стены намного меньше, чем у других материалов, из-за низкой плотности полистирола.Небольшая масса на единицу площади означает более низкую стоимость строительства, а меньшая толщина приводит к большей полезной площади. Поэтому наружная стена из легких изоляционных материалов, таких как полистирол, будет рекомендована в зданиях после улучшения механической прочности.

Сравнение толщины и массы на единицу площади стенки типичных материалов.

Энергетические характеристики наружной стены из различных материалов близки к кирпичу толщиной 240 мм. Например, потребление энергии на охлаждение помещения с наружной стеной из мрамора толщиной 850 мм примерно равно потреблению энергии с наружной стеной из кирпича толщиной 240 мм.

Материалы для внутренних стен

Теперь рассмотрим энергетические характеристики материалов для внутренних стен. Аналогичные контурные карты представлены на , в которых материалами наружных стен являются рядовые кирпичи. Можно заметить, что потребление энергии уменьшается по мере того, как k увеличивается, когда k ≲ 0,5 Вт/(м·K). Высокое значение k облегчает теплопроводность. Летом, например, температура поверхности внутри помещения может быть снижена за счет передачи некоторого количества тепла внутрь стены, что приводит к снижению потребления энергии на охлаждение (согласно уравнению(8) поясняется в дополнительной информации). Для материалов k выше 0,5 Вт/(м·K) контурные линии вертикальны, поэтому на энергетические характеристики влияет исключительно объемная теплоемкость. Увеличение C _V приводит к снижению потребления энергии как на охлаждение, так и на обогрев. Что касается материалов в , железобетон, чья объемная теплоемкость самая высокая, является лучшим кандидатом для материала внутренней стены.

Контуры энергопотребления, относящиеся к внутренним стенам.

При изменении материалов внутренних стен материалы внешних стен остаются неизменными. ( a ) Результаты для лета в Хэфэй и ( b ) для зимы в Хэфэй. На рисунках также показаны несколько распространенных строительных материалов.

Обратите внимание, что при изменении k и C _V потребление энергии изменяется от 7,2 до 8,3 кВтч/м ² летом, а диапазон составляет 35,88 ~ 2~ 36,28 36,28 000 кВтч02/м зимой. Тем не менее, соответствующие диапазоны составляют 0 ~ 22.5 и 0 ~ 87,2 кВтч/м ² . Гораздо более широкие диапазоны подразумевают более значительную роль внешней стены в энергетических характеристиках, в то же время больший потенциал для улучшения.

Теплопроводность и объемная теплоемкость являются неотъемлемыми теплофизическими свойствами материала. Тем не менее, материалы воплощены в некоторых компонентах здания, таких как стена, окно, пол и т. д. По этой причине инженеры предпочитают использовать параметры, которые могут описать весь компонент для конкретных материалов.Общий коэффициент теплопередачи, также называемый U -значением, и общая теплоемкость обычно используются для характеристики теплоизоляционных характеристик и теплоаккумулирующей способности стены соответственно. С анализом, разработанным в дополнительной информации, требования к материалам стен также могут быть сформулированы как требования к стене в целом, что можно резюмировать следующим образом: общая теплоемкость как внешних, так и внутренних стен должна быть высокой. , а значение U внешней стены должно быть низким.

Влияние окон и внутреннее тепловыделение

Как было заявлено ранее, до сих пор мы игнорировали потенциальное влияние окон. Здесь изображены представления комнаты с окном. Одинарное остекление, расположенное в центре внешней стены, имеет размер 1,5 × 1,5 м ² и коэффициент пропускания солнечного света 77%. Сравнивая ситуации с окном и без него, обнаруживается, что наличие окна увеличивает потребление энергии на охлаждение, но не меняет тенденцию того, как материалы стен влияют на энергоэффективность.Из-за отсутствия окна наименьшее потребление энергии, которое можно получить за счет улучшения внешней стены, равно нулю в , в то время как соответствующее значение с окном составляет 11,4 кВтч/м ² дюймов . Разрыв между нижними пределами создается прозрачной частью оболочки, т. е. окном, и может быть заполнен за счет непрерывного развития окон, показывая, что высокоэффективная оболочка здания должна быть достигнута за счет одновременных улучшений в прозрачные и непрозрачные части.

Энергозатраты на охлаждение различных материалов для помещения с окном и внутренние теплопритоки в Хэфэй.

( a,b ) В комнате одинарное остекление размером 1,5 м×1,5 м. ( c,d ) В дополнение к окну также учитываются внутренние притоки тепла. Эти цифры могут обобщить открытия для более практических ситуаций.

Чтобы еще больше обобщить результаты, в комнате с окном также учитывался внутренний приток тепла, чтобы смоделировать более реалистичную ситуацию.Приток тепла от людей и оборудования принимается равным 4,3 Вт на единицу площади пола, а от освещения – 3,5 Вт на единицу площади пола при включенном освещении с 18:00 до 22:00 каждый день. Результаты представлены на графике, который иллюстрирует, что учет внутренних теплопритоков не меняет общих закономерностей влияния материалов стен на энергетические характеристики. Влияние других конфигураций комнаты на общие правила, например, ориентацию, размер комнаты, также оказалось незначительным, а подробности можно увидеть в дополнительной информации.

Влияние климатических условий

Вышеизложенные рассуждения были установлены для города Хэфэй, климат которого характеризуется жарким летом и холодной зимой. Чтобы изучить влияние климата, показаны ситуации для Пекина с холодным климатом и Гуанчжоу с климатом с жарким летом и теплой зимой. Отопительный период для Гуанчжоу отсутствует в связи с тем, что средняя температура самого холодного месяца по-прежнему составляет 14 °С. Тенденции влияния свойств материалов на потребление энергии совершенно такие же, как и в Хэфэй, что означает, что эти тенденции не зависят от климата.Единственная разница заключается в диапазонах энергопотребления: комнаты в Гуанчжоу потребляют больше энергии на охлаждение, чем комнаты в Хэфэе, а комнаты в Пекине потребляют больше энергии на обогрев. Результаты для более экстремальных климатических условий представлены в дополнительной информации, и общие тенденции по-прежнему согласуются.

Влияние на энергопотребление материалов наружных и внутренних стен в различных климатических регионах.

( a,d ) Результаты для Пекина с холодным климатом и ( e,f ) для Гуанчжоу с климатом с жарким летом и теплой зимой.Неизменные правила свойств в разном климате экстраполируют результаты.

Обсуждение

В этом исследовании изучалось влияние теплопроводности и объемной теплоемкости стеновых материалов на энергетические характеристики, что выявило роль теплоизоляции и накопления тепла наружных и внутренних стен в активном здании за счет обходное исследование и теоретический анализ.

Энергосберегающая внутренняя стена требует большой емкости для хранения тепла, а также высокой k , которая способствует процессу накопления/выделения тепла.Однако внутренняя стена оказывает менее существенное влияние на энергетические характеристики, чем внешняя. Для наружной стены в большинстве случаев как теплоизоляция, так и аккумулирование тепла могут сильно влиять на энергоэффективность — материалы с низкой теплопроводностью и высокой объемной теплоемкостью, т. е. малым коэффициентом температуропроводности, благоприятствуют энергоэффективности в зданиях. . Когда теплопроводность материала составляет 3,0 Вт/(м·К) или выше, основную роль играет аккумулирование тепла, но его влияние исчезает, когда k меньше 0.3 Вт/(м·К). Ожидается, что k будет как можно меньше, и его значение более заметно зимой, чем летом. Кроме того, требования к материалам стен универсальны и не зависят от климата и включения прозрачных ограждающих конструкций.

С помощью этих теоретических указаний можно дать предложения по улучшению фактических стеновых материалов. Эффективная наружная стена требует материалов с отличной теплоизоляцией и большой способностью аккумулировать тепло.Однако роль аккумулирования тепла, по-видимому, ранее недооценивалась, но результаты этого исследования показывают, что материалы для аккумулирования тепла, например материалы с фазовым переходом ²⁵ ^,26 , также подходят для наружных стен. Изоляционные материалы, которые, как известно, используются в качестве материалов для наружных стен, хорошо работают из-за того, что они препятствуют передаче тепла как через границу, так и в среде стены, а также обладают высокой механической прочностью, например.г., NanoCon ²⁷ (новый материал с нанопористой структурой, обладающий как низкой теплопроводностью, так и строительными свойствами, не уступающими бетону), станет идеальным выбором для будущих наружных стен. Что касается внутренних стен, то также востребованы материалы с большой теплоемкостью, а теплоаккумулирующие материалы уже широко применяются для внутренних стен. Следует отметить, что для полного использования их теплоемкости необходимо повысить теплопроводность материалов.

Методы

Описание помещения

Стандартное помещение предполагается в среднем этаже многоэтажного жилого дома. Комната имеет внутренние размеры 4 × 4 × 4 м ³ и имеет одну внешнюю стену, обращенную на юг. Другие стены, потолок и пол не подвергаются прямому воздействию внешней среды. Толщина наружной стены 240 мм, внутренней 100 мм. Температура в помещении поддерживается с помощью систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) на уровне 18 и 26 °C в отопительный и охлаждающий периоды соответственно в соответствии с отраслевым стандартом Китая JGJ 134–2010 ( Стандарт проектирования на энергоэффективность жилых зданий в жарком летнем и холодном зимнем поясах ).

Диапазоны теплопроводности и объемной теплоемкости

Сообщается, что нижний предел теплопроводности строительных элементов достигается за счет вакуумной изоляционной панели (ВИП). С пористой сердцевиной, обернутой многослойной оболочкой, VIP является одним из наиболее высокоэффективных изоляционных компонентов, чья эффективная теплопроводность может составлять всего 0,002 Вт/(м·K) ²⁸ ^,29 ^,30 . В практических приложениях теплопроводность некоторых горных пород высока по сравнению с другими строительными материалами, кроме металлов, и может быть установлена как верхний предел.Например, кварцит (Sioux) имеет проводимость 5,38 Вт/(м·K) (адаптировано из Приложения A ²⁴). В данном исследовании мы установили коэффициент теплопроводности в диапазоне от 0,001 до 5 Вт/(м·К).

Массовая плотность строительных материалов обычно ниже 3000 кг/м ³ , а удельная теплоемкость обычно менее 3000 Дж/кг (за исключением материалов с фазовым переходом в процессе их плавления). Однако материалы с высокой плотностью обычно имеют низкую удельную теплоемкость, а материалы с высокой удельной теплоемкостью часто имеют низкую плотность.Например, мрамор (Halston) имеет высокую плотность 2680 кг/м ³ , а удельную теплоемкость 830 Дж/кг; древесина желтой сосны имеет высокую удельную теплоемкость 2805 Дж/кг, тогда как плотность 640 кг/м ³ (адаптировано из Приложения А ²⁴ ). Эти факты делают произведение плотности на удельную теплоемкость, т. е. объемную теплоемкость, примерно ниже 3000 кДж/(м ³ ·К). Консервативно верхний предел объемной теплоемкости принимается равным 5000 кДж/(м ³ ·К).Однако этот верхний предел все еще намного ниже, чем объемная теплоемкость материалов с фазовым переходом, которые обычно имеют гораздо более высокую теплоемкость, чем материалы, аккумулирующие ощутимую теплоту. Для ПКМ, такого как парафин, его эквивалентная объемная теплоемкость в процессе фазового перехода может достигать 8 × 10 ⁴ кДж/(кг·К). Тем не менее, вместо того, чтобы исследовать в этом исследовании производительность приложений PCM, мы будем заниматься нашими будущими исследованиями. Нижний предел C _V установлен как 50 кДж/(м ³ ·K), что относится к полиуретану.А именно, диапазон объемной теплоемкости составляет от 50 до 5000 кДж/(м ³ ·К).

Программа BuildingEnergy

Энергетическая эффективность помещения моделируется с помощью программы моделирования энергопотребления BuildingEnergy. Эта программа составлена с нестационарной моделью теплообмена, в которой ограждающие конструкции здания, а также воздух внутри и снаружи помещений разделены на сотни узлов. Для каждого узла уравнение сохранения энергии основано на методе неявных разностей.Уравнения для всех узлов поля температуры образуют матрицу. Поле температуры определяется путем решения матрицы методом итераций Гаусса–Зейделя. Физические и численные модели, используемые в программе, подробно описаны в дополнительных материалах этого исследования.

BuildingEnergy был утвержден с использованием стандарта ANSI/ASHRAE 140-2004 («Стандартный метод испытаний для оценки компьютерных программ анализа энергопотребления зданий») в нашей предыдущей работе ³¹.Мы также проверили программу с помощью серии экспериментов, проведенных в полноразмерных комнатах ³² ^,33, и подробности проверки отображаются в дополнительной информации.

Microsoft Word — Titelsida_TVBM-3164_ENG

%PDF-1.6 % 1 0 объект > эндообъект 7 0 объект > эндообъект 2 0 объект > ручей 2012-04-13T16:44:52+02:002012-04-12T22:43:27+02:002012-04-13T16:44:52+02:00Adobe Acrobat Pro 9.5.0application/pdf

Microsoft Word — Titelsida_TVBM- 3164_RUS

lars_w

uuid:e7439400-f72a-4463-8dae-3bc739065ce3uuid:237df390-0b5a-420e-820a-20f3cfd858acAdobe Acrobat Pro 9.5,0 конечный поток эндообъект 3 0 объект > эндообъект 4 0 объект > эндообъект 5 0 объект > эндообъект 6 0 объект > эндообъект 8 0 объект 24 0 Р] >> эндообъект 9 0 объект > эндообъект 10 0 объект > эндообъект 11 0 объект > эндообъект 12 0 объект > эндообъект 13 0 объект > эндообъект 14 0 объект > эндообъект 15 0 объект > эндообъект 16 0 объект > эндообъект 17 0 объект > /F (Нажмите Качество.варианты работы) /Тип /Filespec /УФ >> эндообъект 18 0 объект > /F (Нажмите Quality.joboptions) /Тип /Filespec /УФ >> эндообъект 19 0 объект > /F (Нажмите Quality.joboptions) /Тип /Filespec /УФ >> эндообъект 20 0 объект > /F (Нажмите Quality.joboptions) /Тип /Filespec /УФ >> эндообъект 21 0 объект > /F (Нажмите Quality.joboptions) /Тип /Filespec /УФ >> эндообъект 22 0 объект > /F (Нажмите Quality.joboptions) /Тип /Filespec /УФ >> эндообъект 23 0 объект > /F (Нажмите Quality.joboptions) /Тип /Filespec /УФ >> эндообъект 24 0 объект > /F (Нажмите Качество.варианты работы) /Тип /Filespec /УФ >> эндообъект 25 0 объект > эндообъект 26 0 объект > эндообъект 27 0 объект > эндообъект 28 0 объект > эндообъект 29 0 объект >> эндообъект 30 0 объект > эндообъект 31 0 объект > эндообъект 32 0 объект > эндообъект 33 0 объект > эндообъект 34 0 объект > эндообъект 35 0 объект > эндообъект 36 0 объект > эндообъект 37 0 объект > эндообъект 38 0 объект > эндообъект 39 0 объект > эндообъект 40 0 объект > эндообъект 41 0 объект > эндообъект 42 0 объект > эндообъект 43 0 объект > эндообъект 44 0 объект > эндообъект 45 0 объект > эндообъект 46 0 объект > эндообъект 47 0 объект > эндообъект 48 0 объект > эндообъект 49 0 объект > эндообъект 50 0 объект > эндообъект 51 0 объект > эндообъект 52 0 объект > эндообъект 53 0 объект > эндообъект 54 0 объект > эндообъект 55 0 объект > эндообъект 56 0 объект > эндообъект 57 0 объект > эндообъект 58 0 объект > эндообъект 59 0 объект > эндообъект 60 0 объект > ручей h;rƒ lwU)WIEĶtD99 (Gd>mLO{.= ̧d֖]E-]{5Y)[,7=i+Ӷ|D]tj~,`otu7A»|kyiVM{@5L]OnB~

Тепловая масса — Удовлетворительное кондиционирование

Материалы с более плотной тепловой массой являются более эффективными пассивными солнечными материалами. Таким образом, чем плотнее материал, тем лучше он накапливает и отдает тепло.

Используйте тепловую массу в климате с большим диапазоном дневных температур. Как правило, суточные колебания температуры менее 6°C недостаточны; 7°-10°C могут быть полезны в зависимости от климата; Для дневного диапазона температур более 10°C желательна конструкция с большой массой (плита на земле и некоторые или все стены с большой массой).Умеренная масса лучше всего подходит для дневного диапазона 6–10 ° C (плита на земле, легкие стены, такие как кирпичный шпон). Исключения из правил бывают в более экстремальных климатических условиях. В прохладном или холодном климате, где часто используется дополнительное отопление, дома выигрывают от массивной конструкции независимо от дневного диапазона. В тропическом климате с суточными колебаниями температуры 7–8 °C конструкция с большой массой может вызвать тепловой дискомфорт, если она не будет тщательно спроектирована, хорошо затенена и изолирована.

Интеграция тепловой массы с эффективной пассивной солнечной конструкцией, это означает наличие соответствующих площадей остекления, обращенных в соответствующих направлениях, с соответствующими уровнями затенения, вентиляции, изоляции и эффективно расположенной и распределенной тепловой массы.

Уровни массы должны варьироваться в зависимости от доступа солнечного света (тип остекления, ориентация, площадь и затенение) прохладного бриза и доступа прохладного ночного воздуха (включая механическое) рассеянного и окружающего тепла в летнее время комфортного ночного сна схемы занятий и системы отопления/охлаждения использовать сезонные крайности (климатические зоны).

Выберите соответствующий цвет массы с низким коэффициентом отражения. Темные, матовые или текстурированные поверхности поглощают и переизлучают больше энергии, чем светлые, гладкие, отражающие поверхности.

Не заменяйте изоляцию термомассой. Его следует использовать вместе с изоляцией.

Разместите тепловую массу внутри здания на первом этаже для идеальной эффективности летом и зимой. Пол обычно является наиболее экономичным местом для размещения тяжелых материалов, а заземление обеспечивает дополнительную термическую стабилизацию как летом, так и зимой в этих климатических условиях. Расположите термальную массу в комнатах, выходящих на южную сторону, с хорошим доступом к солнечным лучам, подверженным воздействию прохладного ночного бриза летом и дополнительным источникам нагрева или охлаждения (обогреватели или испарительные охладители).Расположите дополнительную тепловую массу ближе к центру здания, особенно если там расположен обогреватель или охладитель. Можно использовать декоративные кирпичные стены, плиты, водные объекты и большие горшки с землей или водой. (www.yourhome.gov.au)

Зимой тепломасса позволяет поглощать тепло в течение дня от прямых солнечных лучей или от лучистых обогревателей. Он излучает это тепло обратно в дом в течение ночи. (www.yourhome.gov.au)

Летом позвольте прохладному ночному бризу и/или конвекционным потокам проходить над термальной массой, вытягивая всю накопленную энергию.В течение дня защитите термальную массу от чрезмерного летнего солнца, при необходимости затеняя и утепляя (www.yourhome.gov.au)

Жаркий влажный (тропический) климат: Использование массивных конструкций обычно не рекомендуется в жарком влажном климате из-за их ограниченного дневного диапазона. Пассивное охлаждение в этом климате обычно более эффективно в маломассивных зданиях. Легкая конструкция быстро реагирует на прохладный ветерок. Высокая масса может полностью свести на нет эти преимущества за счет медленного повторного высвобождения тепла, поглощенного в течение дня.(www.yourhome.gov.au)

Жаркий сухой климат: В этих климатических условиях очень важны как обогрев зимой, так и охлаждение летом. Массивная конструкция в сочетании с надежными принципами пассивного нагрева и охлаждения является наиболее эффективным и экономичным средством поддержания теплового комфорта. Суточные диапазоны, как правило, весьма значительны и могут быть экстремальными. В этих условиях идеальна массивная конструкция с высоким уровнем изоляции. (www.yourhome.gov.au)

Холодный климат. Отопление в зимнее время является основной потребностью, хотя летом обычно требуется некоторое охлаждение. Потолочные вентиляторы обычно обеспечивают адекватное охлаждение в этом климате с низкой влажностью. Массивная конструкция в сочетании со звуковой пассивной солнечной конструкцией и высокоуровневой изоляцией является идеальным решением. Зимой необходим хороший солнечный доступ для обогрева термальной массы. Отношение стекла к массе имеет решающее значение. Используйте солнечную оранжерею в сочетании с тепловой массой, чтобы увеличить приток тепла. Солнечная оранжерея представляет собой застекленное помещение, выходящее на южную сторону, которое на ночь может быть отгорожено от жилища.Летом затеняйте оранжерею и обеспечьте хорошую вентиляцию, чтобы свести к минимуму перегрев. Светоотражающие внутренние жалюзи также уменьшают потери тепла зимой. (www.yourhome.gov.au)

Определение удельной теплоемкости

Удельная теплоемкость указывает на способность вещества накапливать тепло. Этот размер вещества соответствует количеству тепла, необходимому для нагревания определенного количества вещества на один Кельвин . Он характерен для каждого вещества и может использоваться для идентификации материалов. Единицей измерения удельной теплоемкости является килоджоуль на килограмм, умноженный на Кельвин [кДж/(кг * К)] .

В принципе проводится различие между удельной теплоемкостью для изменения температуры при постоянном давлении (cp) и при постоянном объеме (cv) . Подвод тепла под постоянным давлением одновременно вызывает увеличение объема, на что расходуется часть энергии. Различие имеет значение только при рассмотрении газов и паров.

Удельная теплоемкость твердых тел используется главным образом в строительной отрасли для оценки поведения строительного материала. Летом ткани с высокой теплоемкостью надолго сохраняют прохладу в помещении. Зимой они дольше сохраняют тепло в постройках. Теплоаккумулирующая способность также является основой для выбора материалов в конструкции печи и отопления .

Первоначально удельную теплоемкость измеряли путем погружения нагретого образца материала в воду .После температурной компенсации по разности температур между началом и концом эксперимента рассчитывали удельную теплоемкость образца. Поскольку в формуле нужно было учитывать теплоемкость экспериментальной установки, процесс был несколько громоздким.

Современные измерительные приборы Linseis основаны на дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и дифференциальном термическом анализе (ДТА). Эти методы обеспечивают высокоточные результаты измерений за короткое время .

Теплоемкость материалов строительных: Теплоемкость строительных материалов — Энциклопедия по машиностроению XXL

Теплоемкость строительных материалов — Энциклопедия по машиностроению XXL

Теплотехнические свойства строительных материалов

Теплотехнические свойства строительных материалов

Теплотехнические свойства строительных материалов

Справка. Плотность, теплопроводность, теплоемкость строительных, теплоизоляционных и других материалов.

Гигиеническая характеристика строительных материалов

Основные свойства строительных материалов — Материалы для арматурных работ

Основные свойства строительных материалов

Физические свойства строительных материалов

Тепловая масса — Энергетическое образование

Свойства тепловой массы

Термомассовые материалы

Материалы с фазовым переходом

Термическая масса и климат

Ссылки

Характеристика теплового поведения зданий и его влияние на городской остров тепла в тропических районах

Измерения конкретных теплоемкость обычных строительных материалов при повышенных температурах: сравнение DSC и HDA

Роль теплоизоляции и аккумулирования тепла в энергетических характеристиках стеновых материалов: имитационное исследование

Abstract

2

Результаты

Материалы для наружных стен

Таблица 1

Материалы для внутренних стен

Влияние окон и внутреннее тепловыделение

Влияние климатических условий

Обсуждение

Методы

Описание помещения

Диапазоны теплопроводности и объемной теплоемкости

Программа BuildingEnergy

Microsoft Word — Titelsida_TVBM-3164_ENG

Тепловая масса — Удовлетворительное кондиционирование

Определение удельной теплоемкости

Добавить комментарий Отменить ответ