El proceso de transferir energía de una parte más caliente del cuerpo a otra menos caliente se llama conducción térmica. El valor numérico de tal proceso refleja la conductividad térmica del material. Este concepto es muy importante en la construcción y reparación de edificios. Los materiales seleccionados adecuadamente le permiten crear un microclima favorable en la habitación y ahorrar una cantidad significativa en calefacción.
El concepto de conductividad térmica
La conductividad térmica es el proceso de intercambio de energía térmica, que ocurre debido a la colisión de las partículas más pequeñas del cuerpo. Además, este proceso no se detendrá hasta que llegue el momento del equilibrio de temperatura. Esto toma una cierta cantidad de tiempo. Cuanto más tiempo se dedique al intercambio de calor, menor será la conductividad térmica.
Este indicador se expresa como un coeficiente de conductividad térmicamateriales La tabla contiene valores ya medidos para la mayoría de los materiales. El cálculo se realiza en función de la cantidad de energía térmica que ha pasado por una determinada superficie del material. Cuanto mayor sea el valor calculado, más rápido el objeto cederá todo su calor.
Factores que afectan la conductividad térmica
La conductividad térmica de un material depende de varios factores:
Densidad del material. Con un aumento en este indicador, la interacción de las partículas materiales se vuelve más fuerte. En consecuencia, transferirán la temperatura más rápido. Esto significa que con un aumento en la densidad del material, la transferencia de calor mejora
La porosidad de una sustancia. Los materiales porosos son heterogéneos en su estructura. Hay mucho aire dentro de ellos. Y esto significa que será difícil que las moléculas y otras partículas muevan la energía térmica. En consecuencia, aumenta la conductividad térmica
La humedad también afecta la conductividad térmica. Las superficies de material húmedo permiten que pase más calor. Algunas tablas incluso indican el coeficiente calculado de conductividad térmica del material en tres estados: seco, medio (normal) y húmedo
A la hora de elegir un material para el aislamiento de una habitación, también es importante tener en cuenta las condiciones en las que se utilizará.
El concepto de conductividad térmica en la práctica
La conductividad térmica se tiene en cuenta en la etapa de diseño del edificio. Esto tiene en cuenta la capacidad de los materiales para retener el calor. Gracias a su correcta selección, los residentes en el interior del recinto estarán siempre cómodos. Durante la operación, el dinero para la calefacción se ahorrará significativamente.
El aislamiento en la etapa de diseño es la mejor solución, pero no la única. No es difícil aislar un edificio ya terminado realizando trabajos internos o externos. El espesor de la capa de aislamiento dependerá de los materiales elegidos. Algunos de ellos (por ejemplo, madera, hormigón celular) en algunos casos pueden usarse sin una capa adicional de aislamiento térmico. Lo principal es que su grosor supere los 50 centímetros.
Se debe prestar especial atención al aislamiento del techo, las aberturas de ventanas y puertas, los pisos. La mayor parte del calor se escapa a través de estos elementos. Visualmente, esto se puede ver en la foto al principio del artículo.
Materiales de construcción y sus indicadores
Para la construcción de edificios se utilizan materiales con un bajo coeficiente de conductividad térmica. Los más populares son:
- Concreto. Su conductividad térmica está dentro de 1.29-1.52W/mK. El valor exacto depende de la consistencia de la solución. Este indicador también se ve afectado por la densidad del material de origen, que es 500-2500 kg/m3. Este material se utiliza en forma de mortero para cimientos, en forma de bloques, para la construcción de muros y cimientos.
- Hormigón armado cuyo valor de conductividad térmica es de 1,68W/mK. La densidad del material alcanza los 2400-2500 kg/m3.
- Madera que se ha utilizado como material de construcción desde la antigüedad. Su densidad y conductividad térmica, dependiendo de la roca, son 150-2100 kg/m3 y 0.2-0.23W/mK, respectivamente.
Otro material de construcción popular es el ladrillo. Dependiendo de la composición, tiene los siguientes indicadores:
adobe (hecho de arcilla): 0,1-0,4 W/mK;
cerámica (cocida): 0,35-0,81 W/mK;
silicato (de arena con cal): 0,82-0,88 W/mK
Materiales de hormigón con adición de áridos porosos
La conductividad térmica del material le permite utilizar este último para la construcción de garajes, cobertizos, casas de verano, baños y otras estructuras. Este grupo incluye:
- Hormigón celular. Producido con la adición de agentes espumantes, por lo que se caracteriza por una estructura porosa con una densidad de 500-1000 kg/m3. Al mismo tiempo, la capacidad de transferir calor está determinada por el valor 0,1-0,37 W/mK.
Hormigón expandido, cuyo comportamiento depende de su tipo. Los bloques sólidos no tienen huecos ni agujeros. Los bloques huecos están hechos con huecos en el interior, que son menos duraderos que la primera opción. En el segundo caso, la conductividad térmica será menor. Si consideramos las cifras generales, la densidad del hormigón de arcilla expandida es de 500-1800 kg / m3. Su indicador está en el rango de 0.14-0.65W/mK
Hormigón aireado, dentro del cual se forman poros de 1-3milímetro. Esta estructura determina la densidad del material (300-800kg/m3). Debido a esto, el coeficiente alcanza 0,1-0,3 W/mK.
Indicadores de materiales de aislamiento térmico
Coeficiente de conductividad térmica de los materiales de aislamiento térmico, los más populares en nuestro tiempo:
- espuma, que tiene una densidad de 15-50 kg/m3, con una conductividad térmica de 0,031-0,033 W/mK;
poliestireno expandido, cuya densidad es la misma que la del material anterior. Pero al mismo tiempo, el coeficiente de transferencia de calor está en el nivel de 0.029-0.036W/mK;
lana de vidrio. Se caracteriza por un coeficiente igual a 0.038-0.045W/mK;
lana de roca 0,035-0,042 W/mK
Marcador
Para facilitar el trabajo, el coeficiente de conductividad térmica del material generalmente se ingresa en la tabla. Además del coeficiente en sí, se pueden reflejar indicadores como el grado de humedad, la densidad y otros. Los materiales con un alto coeficiente de conductividad térmica se combinan en la tabla con indicadores de baja conductividad térmica. A continuación se muestra un ejemplo de esta tabla:
Usar la conductividad térmica del material le permitirá construir el edificio deseado. Lo principal: elegir un producto que cumpla con todos los requisitos necesarios. Entonces el edificio será cómodo para vivir; mantendrá un microclima favorable.
Material aislante seleccionado correctamentereducirá la pérdida de calor, por lo que ya no será necesario "calentar la calle". Gracias a esto, los costos financieros para la calefacción se reducirán significativamente. Dichos ahorros devolverán pronto todo el dinero que se gastará en la compra de un aislante térmico.
