Bisnis konstruksi melibatkan penggunaan bahan yang cocok. Kriteria utama adalah keselamatan untuk kehidupan dan kesehatan, konduktivitas termal, keandalan. Berikut ini adalah harga, estetika, keserbagunaan, dll.
Pertimbangkan salah satu karakteristik paling penting dari bahan bangunan - koefisien konduktivitas termal, karena justru pada sifat inilah, misalnya, tergantung pada tingkat kenyamanan di rumah.
Apa bahan bangunan KTP?
Secara teori, dan praktis sama, dengan bahan bangunan, sebagai aturan, dua permukaan dibuat - eksternal dan internal. Dari sudut pandang fisika, daerah yang hangat selalu cenderung ke daerah yang dingin.
Sehubungan dengan bahan bangunan, panas akan cenderung dari satu permukaan (lebih hangat) ke permukaan lain (kurang hangat). Di sini, pada kenyataannya, kemampuan bahan sehubungan dengan transisi semacam itu disebut koefisien konduktivitas termal atau, dalam singkatan, KTP.
Skema yang menjelaskan efek konduktivitas termal: 1 - energi termal; 2 - koefisien konduktivitas termal; 3 - suhu permukaan pertama; 4 - suhu permukaan kedua; 5 - ketebalan bahan bangunan
Karakteristik gardu transformator biasanya didasarkan pada tes, ketika spesimen eksperimental 100x100 cm diambil dan efek termal diterapkan padanya, dengan mempertimbangkan perbedaan suhu dua permukaan 1 derajat. Waktu pencahayaan adalah 1 jam.
Dengan demikian, konduktivitas termal diukur dalam watt per meter per derajat (W / m ° C). Koefisien ditunjukkan oleh simbol Yunani λ.
Secara default, konduktivitas termal berbagai material untuk konstruksi dengan nilai kurang dari 0,175 W / m ° C, menyamakan material ini dengan kategori isolasi.
Produksi modern telah menguasai teknologi pembuatan bahan bangunan, tingkat KTP-nya kurang dari 0,05 W / m ° C. Berkat produk-produk tersebut, dimungkinkan untuk mencapai efek ekonomi yang nyata dalam hal konsumsi energi.
Pengaruh faktor pada tingkat konduktivitas termal
Setiap bahan bangunan individu memiliki struktur tertentu dan memiliki semacam kondisi fisik.
Dasar dari ini adalah:
- dimensi kristal struktur;
- keadaan fase zat;
- tingkat kristalisasi;
- anisotropi dari konduktivitas termal kristal;
- volume porositas dan struktur;
- arah aliran panas.
Semua ini adalah faktor pengaruh. Komposisi kimia dan kotoran juga memiliki efek tertentu pada tingkat KTP. Jumlah pengotor, seperti yang telah ditunjukkan oleh praktik, memiliki efek yang sangat ekspresif pada tingkat konduktivitas termal komponen kristal.
Mengisolasi bahan bangunan - kelas produk untuk konstruksi, dibuat dengan mempertimbangkan sifat-sifat KTP, dekat dengan sifat-sifat yang optimal. Namun, mencapai konduktivitas termal yang ideal dengan tetap mempertahankan kualitas lain sangat sulit
Pada gilirannya, KTP dipengaruhi oleh kondisi operasi bahan bangunan - suhu, tekanan, kelembaban, dll.
Bahan bangunan dengan KTP minimal
Menurut penelitian, nilai minimum konduktivitas termal (sekitar 0,023 W / m ° C) memiliki udara kering.
Dari sudut pandang penggunaan udara kering dalam struktur bahan bangunan, diperlukan suatu desain di mana udara kering berada di dalam beberapa ruang tertutup dengan volume kecil. Secara struktural, konfigurasi seperti itu disajikan dalam gambar banyak pori dalam struktur.
Oleh karena itu kesimpulan logis: bahan bangunan, struktur internal yang merupakan formasi berpori, harus memiliki tingkat KTP yang rendah.
Selain itu, tergantung pada porositas maksimum yang diizinkan dari material, nilai konduktivitas termal mendekati nilai KTP udara kering.
Penciptaan bahan bangunan dengan konduktivitas termal minimal berkontribusi pada struktur berpori. Semakin banyak pori-pori dari volume yang berbeda terkandung dalam struktur bahan, semakin baik KTP dapat diterima
Dalam produksi modern, beberapa teknologi digunakan untuk mendapatkan porositas bahan bangunan.
Secara khusus, teknologi berikut digunakan:
- berbusa;
- formasi gas;
- pengisian air;
- pembengkakan;
- pengenalan aditif;
- buat bingkai serat.
Perlu dicatat: koefisien konduktivitas termal berhubungan langsung dengan sifat-sifat seperti kepadatan, kapasitas panas, konduktivitas termal.
Nilai konduktivitas termal dapat dihitung dengan rumus:
λ = Q / S * (T1-T2) * t,
Dimana:
- Q - Jumlah panas;
- S - ketebalan bahan;
- T1, T2 - suhu di kedua sisi material;
- t - waktu.
Nilai rata-rata densitas dan konduktivitas termal berbanding terbalik dengan nilai porositas. Oleh karena itu, berdasarkan kepadatan struktur bahan bangunan, ketergantungan konduktivitas termal padanya dapat dihitung sebagai berikut:
λ = 1,16 √ 0,0196 + 0,22d2 – 0,16,
Dimana: d Apakah nilai kerapatan. Ini adalah formula dari V.P. Nekrasov, menunjukkan pengaruh kepadatan material tertentu pada nilai KTP-nya.
Efek kelembaban pada konduktivitas termal bahan bangunan
Sekali lagi, dilihat dari contoh penggunaan bahan bangunan dalam praktiknya, efek negatif kelembaban pada bahan konstruksi KTP terungkap. Perlu dicatat bahwa semakin banyak kelembaban yang dialami bahan bangunan, semakin tinggi nilai KTP.
Dengan berbagai cara, mereka berupaya melindungi bahan yang digunakan dalam konstruksi dari kelembaban. Ukuran ini dibenarkan, mengingat peningkatan koefisien untuk bahan bangunan basah
Sangat mudah untuk membenarkan momen seperti itu. Efek kelembaban pada struktur bahan bangunan disertai dengan pelembapan udara di pori-pori dan penggantian sebagian udara.
Mengingat bahwa parameter koefisien konduktivitas termal untuk air adalah 0,58 W / m ° C, peningkatan yang signifikan dalam konduktivitas termal material menjadi jelas.
Juga harus dicatat efek yang lebih negatif, ketika air yang masuk ke dalam struktur berpori juga dibekukan - itu berubah menjadi es.
Dengan demikian, mudah untuk menghitung peningkatan konduktivitas termal yang lebih besar, dengan mempertimbangkan parameter CFT es sama dengan 2,3 W / m ° C. Peningkatan sekitar empat kali terhadap konduktivitas termal air.
Salah satu alasan ditinggalkannya konstruksi musim dingin yang mendukung konstruksi di musim panas harus dipertimbangkan sebagai faktor kemungkinan pembekuan jenis bahan bangunan tertentu dan, sebagai konsekuensinya, peningkatan konduktivitas termal
Dari ini, persyaratan konstruksi mengenai perlindungan bahan bangunan isolasi dari penetrasi kelembaban menjadi jelas. Bagaimanapun, tingkat konduktivitas termal meningkat dalam proporsi langsung dengan kelembaban kuantitatif.
Tidak kalah penting adalah titik lain - sebaliknya, ketika struktur bahan bangunan mengalami pemanasan yang signifikan. Temperatur yang terlalu tinggi juga memicu peningkatan konduktivitas termal.
Ini terjadi karena peningkatan energi kinematik dari molekul yang membentuk dasar struktural dari bahan bangunan.
Benar, ada kelas bahan, struktur yang, sebaliknya, memperoleh sifat konduktivitas termal terbaik dalam rezim pemanasan yang kuat. Salah satu bahan tersebut adalah logam.
Jika, di bawah pemanasan yang kuat, sebagian besar bahan bangunan yang tersebar luas mengubah konduktivitas termal ke atas, pemanasan yang kuat dari logam mengarah ke efek sebaliknya - koefisien perpindahan panas logam menurun
Metode penentuan koefisien
Metode yang berbeda digunakan dalam arah ini, tetapi pada kenyataannya semua teknologi pengukuran dikombinasikan oleh dua kelompok metode:
- Mode pengukuran stasioner.
- Mode pengukuran non-stasioner.
Teknik stasioner menyiratkan bekerja dengan parameter yang tidak berubah dari waktu ke waktu atau bervariasi tidak signifikan. Teknologi ini, dilihat dari aplikasi praktis, memungkinkan penghitungan hasil KTP yang lebih akurat.
Tindakan yang bertujuan mengukur konduktivitas termal, metode stasioner dapat dilakukan dalam kisaran suhu yang luas - 20 - 700 ° C. Tetapi pada saat yang sama, teknologi stasioner dianggap sebagai teknik yang memakan waktu dan kompleks, membutuhkan banyak waktu untuk eksekusi.
Contoh peralatan yang dirancang untuk melakukan pengukuran koefisien konduktivitas termal. Ini adalah salah satu desain digital modern yang memberikan hasil yang cepat dan akurat.
Teknologi pengukuran lain adalah non-stasioner, tampaknya lebih disederhanakan, membutuhkan 10 hingga 30 menit untuk menyelesaikan pekerjaan. Namun, dalam hal ini, kisaran suhu sangat terbatas. Namun demikian, teknik ini telah menemukan aplikasi luas di sektor manufaktur.
Tabel konduktivitas termal bahan bangunan
Tidak masuk akal untuk mengukur banyak bahan bangunan yang ada dan banyak digunakan.
Semua produk ini, sebagai suatu peraturan, telah diuji berulang kali, berdasarkan tabel konduktivitas termal bahan bangunan yang telah disusun, yang mencakup hampir semua bahan yang diperlukan untuk lokasi konstruksi.
Salah satu opsi untuk tabel tersebut disajikan di bawah ini, di mana KTP adalah koefisien konduktivitas termal:
Bahan (bahan bangunan) | Kepadatan, m3 | KTP kering, W / mºC | % humid_1 | % humid_2 | KTP di damp_1, W / m ºC | KTP di damp_2, W / m ºC | |||
Bitumen atap | 1400 | 0,27 | 0 | 0 | 0,27 | 0,27 | |||
Bitumen atap | 1000 | 0,17 | 0 | 0 | 0,17 | 0,17 | |||
Batu tulis atap | 1800 | 0,35 | 2 | 3 | 0,47 | 0,52 | |||
Batu tulis atap | 1600 | 0,23 | 2 | 3 | 0,35 | 0,41 | |||
Bitumen atap | 1200 | 0,22 | 0 | 0 | 0,22 | 0,22 | |||
Lembar semen asbes | 1800 | 0,35 | 2 | 3 | 0,47 | 0,52 | |||
Lembar semen asbes | 1600 | 0,23 | 2 | 3 | 0,35 | 0,41 | |||
Beton aspal | 2100 | 1,05 | 0 | 0 | 1,05 | 1,05 | |||
Atap Bangunan | 600 | 0,17 | 0 | 0 | 0,17 | 0,17 | |||
Beton (pada bantalan kerikil) | 1600 | 0,46 | 4 | 6 | 0,46 | 0,55 | |||
Beton (di atas bantal terak) | 1800 | 0,46 | 4 | 6 | 0,56 | 0,67 | |||
Beton (di atas kerikil) | 2400 | 1,51 | 2 | 3 | 1,74 | 1,86 | |||
Beton (di atas bantal pasir) | 1000 | 0,28 | 9 | 13 | 0,35 | 0,41 | |||
Beton (struktur berpori) | 1000 | 0,29 | 10 | 15 | 0,41 | 0,47 | |||
Beton (struktur padat) | 2500 | 1,89 | 2 | 3 | 1,92 | 2,04 | |||
Batu apung beton | 1600 | 0,52 | 4 | 6 | 0,62 | 0,68 | |||
Aspal konstruksi | 1400 | 0,27 | 0 | 0 | 0,27 | 0,27 | |||
Aspal konstruksi | 1200 | 0,22 | 0 | 0 | 0,22 | 0,22 | |||
Wol mineral ringan | 50 | 0,048 | 2 | 5 | 0,052 | 0,06 | |||
Wol mineral berat | 125 | 0,056 | 2 | 5 | 0,064 | 0,07 | |||
Wol mineral | 75 | 0,052 | 2 | 5 | 0,06 | 0,064 | |||
Daun vermikulit | 200 | 0,065 | 1 | 3 | 0,08 | 0,095 | |||
Daun vermikulit | 150 | 0,060 | 1 | 3 | 0,074 | 0,098 | |||
Beton gas-busa-abu | 800 | 0,17 | 15 | 22 | 0,35 | 0,41 | |||
Beton gas-busa-abu | 1000 | 0,23 | 15 | 22 | 0,44 | 0,50 | |||
Beton gas-busa-abu | 1200 | 0,29 | 15 | 22 | 0,52 | 0,58 | |||
Beton gas busa (foam silikat) | 300 | 0,08 | 8 | 12 | 0,11 | 0,13 | |||
Beton gas busa (foam silikat) | 400 | 0,11 | 8 | 12 | 0,14 | 0,15 | |||
Beton gas busa (foam silikat) | 600 | 0,14 | 8 | 12 | 0,22 | 0,26 | |||
Beton gas busa (foam silikat) | 800 | 0,21 | 10 | 15 | 0,33 | 0,37 | |||
Beton gas busa (foam silikat) | 1000 | 0,29 | 10 | 15 | 0,41 | 0,47 | |||
Lempengan gipsum | 1200 | 0,35 | 4 | 6 | 0,41 | 0,46 | |||
Kerikil tanah liat yang diperluas | 600 | 2,14 | 2 | 3 | 0,21 | 0,23 | |||
Kerikil tanah liat yang diperluas | 800 | 0,18 | 2 | 3 | 0,21 | 0,23 | |||
Granit (basal) | 2800 | 3,49 | 0 | 0 | 3,49 | 3,49 | |||
Kerikil tanah liat yang diperluas | 400 | 0,12 | 2 | 3 | 0,13 | 0,14 | |||
Kerikil tanah liat yang diperluas | 300 | 0,108 | 2 | 3 | 0,12 | 0,13 | |||
Kerikil tanah liat yang diperluas | 200 | 0,099 | 2 | 3 | 0,11 | 0,12 | |||
Kerikil shungizite | 800 | 0,16 | 2 | 4 | 0,20 | 0,23 | |||
Kerikil shungizite | 600 | 0,13 | 2 | 4 | 0,16 | 0,20 | |||
Kerikil shungizite | 400 | 0,11 | 2 | 4 | 0,13 | 0,14 | |||
Kayu pinus melintang serat | 500 | 0,09 | 15 | 20 | 0,14 | 0,18 | |||
Kayu lapis terpaku | 600 | 0,12 | 10 | 13 | 0,15 | 0,18 | |||
Pohon pinus di sepanjang serat | 500 | 0,18 | 15 | 20 | 0,29 | 0,35 | |||
Pohon Oak Di Serat | 700 | 0,23 | 10 | 15 | 0,18 | 0,23 | |||
Logam Duralumin | 2600 | 221 | 0 | 0 | 221 | 221 | |||
Beton bertulang | 2500 | 1,69 | 2 | 3 | 1,92 | 2,04 | |||
Beton tuff | 1600 | 0,52 | 7 | 10 | 0,7 | 0,81 | |||
Batu gamping | 2000 | 0,93 | 2 | 3 | 1,16 | 1,28 | |||
Lumpang dengan pasir | 1700 | 0,52 | 2 | 4 | 0,70 | 0,87 | |||
Pasir untuk pekerjaan konstruksi | 1600 | 0,035 | 1 | 2 | 0,47 | 0,58 | |||
Beton tuff | 1800 | 0,64 | 7 | 10 | 0,87 | 0,99 | |||
Menghadapi kardus | 1000 | 0,18 | 5 | 10 | 0,21 | 0,23 | |||
Papan dilaminasi | 650 | 0,13 | 6 | 12 | 0,15 | 0,18 | |||
Karet busa | 60-95 | 0,034 | 5 | 15 | 0,04 | 0,054 | |||
Tanah liat yang diperluas | 1400 | 0,47 | 5 | 10 | 0,56 | 0,65 | |||
Tanah liat yang diperluas | 1600 | 0,58 | 5 | 10 | 0,67 | 0,78 | |||
Tanah liat yang diperluas | 1800 | 0,86 | 5 | 10 | 0,80 | 0,92 | |||
Bata (berlubang) | 1400 | 0,41 | 1 | 2 | 0,52 | 0,58 | |||
Bata (keramik) | 1600 | 0,47 | 1 | 2 | 0,58 | 0,64 | |||
Konstruksi derek | 150 | 0,05 | 7 | 12 | 0,06 | 0,07 | |||
Bata (silikat) | 1500 | 0,64 | 2 | 4 | 0,7 | 0,81 | |||
Bata (padat) | 1800 | 0,88 | 1 | 2 | 0,7 | 0,81 | |||
Bata (terak) | 1700 | 0,52 | 1,5 | 3 | 0,64 | 0,76 | |||
Bata (tanah liat) | 1600 | 0,47 | 2 | 4 | 0,58 | 0,7 | |||
Brick (trepelny) | 1200 | 0,35 | 2 | 4 | 0,47 | 0,52 | |||
Tembaga logam | 8500 | 407 | 0 | 0 | 407 | 407 | |||
Plester kering (lembaran) | 1050 | 0,15 | 4 | 6 | 0,34 | 0,36 | |||
Lembaran wol mineral | 350 | 0,091 | 2 | 5 | 0,09 | 0,11 | |||
Lembaran wol mineral | 300 | 0,070 | 2 | 5 | 0,087 | 0,09 | |||
Lembaran wol mineral | 200 | 0,070 | 2 | 5 | 0,076 | 0,08 | |||
Lembaran wol mineral | 100 | 0,056 | 2 | 5 | 0,06 | 0,07 | |||
PVC linoleum | 1800 | 0,38 | 0 | 0 | 0,38 | 0,38 | |||
Beton busa | 1000 | 0,29 | 8 | 12 | 0,38 | 0,43 | |||
Beton busa | 800 | 0,21 | 8 | 12 | 0,33 | 0,37 | |||
Beton busa | 600 | 0,14 | 8 | 12 | 0,22 | 0,26 | |||
Beton busa | 400 | 0,11 | 6 | 12 | 0,14 | 0,15 | |||
Busa beton di batu kapur | 1000 | 0,31 | 12 | 18 | 0,48 | 0,55 | |||
Busa beton di semen | 1200 | 0,37 | 15 | 22 | 0,60 | 0,66 | |||
Expanded polystyrene (PSB-S25) | 15 – 25 | 0,029 – 0,033 | 2 | 10 | 0,035 – 0,052 | 0,040 – 0,059 | |||
Expanded polystyrene (PSB-S35) | 25 – 35 | 0,036 – 0,041 | 2 | 20 | 0,034 | 0,039 | |||
Lembar busa poliuretan | 80 | 0,041 | 2 | 5 | 0,05 | 0,05 | |||
Panel busa poliuretan | 60 | 0,035 | 2 | 5 | 0,41 | 0,41 | |||
Gelas busa ringan | 200 | 0,07 | 1 | 2 | 0,08 | 0,09 | |||
Gelas busa tertimbang | 400 | 0,11 | 1 | 2 | 0,12 | 0,14 | |||
Pergamin | 600 | 0,17 | 0 | 0 | 0,17 | 0,17 | |||
Perlite | 400 | 0,111 | 1 | 2 | 0,12 | 0,13 | |||
Lempengan semen pearlitic | 200 | 0,041 | 2 | 3 | 0,052 | 0,06 | |||
Marmer | 2800 | 2,91 | 0 | 0 | 2,91 | 2,91 | |||
Tuff | 2000 | 0,76 | 3 | 5 | 0,93 | 1,05 | |||
Beton Abu Kerikil | 1400 | 0,47 | 5 | 8 | 0,52 | 0,58 | |||
Plat papan fiber (chipboard) | 200 | 0,06 | 10 | 12 | 0,07 | 0,08 | |||
Plat papan fiber (chipboard) | 400 | 0,08 | 10 | 12 | 0,11 | 0,13 | |||
Plat papan fiber (chipboard) | 600 | 0,11 | 10 | 12 | 0,13 | 0,16 | |||
Plat papan fiber (chipboard) | 800 | 0,13 | 10 | 12 | 0,19 | 0,23 | |||
Plat papan fiber (chipboard) | 1000 | 0,15 | 10 | 12 | 0,23 | 0,29 | |||
Portland semen polistiren beton | 600 | 0,14 | 4 | 8 | 0,17 | 0,20 | |||
Beton vermikulit | 800 | 0,21 | 8 | 13 | 0,23 | 0,26 | |||
Beton vermikulit | 600 | 0,14 | 8 | 13 | 0,16 | 0,17 | |||
Beton vermikulit | 400 | 0,09 | 8 | 13 | 0,11 | 0,13 | |||
Beton vermikulit | 300 | 0,08 | 8 | 13 | 0,09 | 0,11 | |||
Ruberoid | 600 | 0,17 | 0 | 0 | 0,17 | 0,17 | |||
Piring papan serat | 800 | 0,16 | 10 | 15 | 0,24 | 0,30 | |||
Baja logam | 7850 | 58 | 0 | 0 | 58 | 58 | |||
Kaca | 2500 | 0,76 | 0 | 0 | 0,76 | 0,76 | |||
Benang halus dari kaca | 50 | 0,048 | 2 | 5 | 0,052 | 0,06 | |||
Fiberglass | 50 | 0,056 | 2 | 5 | 0,06 | 0,064 | |||
Piring papan serat | 600 | 0,12 | 10 | 15 | 0,18 | 0,23 | |||
Piring papan serat | 400 | 0,08 | 10 | 15 | 0,13 | 0,16 | |||
Piring papan serat | 300 | 0,07 | 10 | 15 | 0,09 | 0,14 | |||
Kayu lapis terpaku | 600 | 0,12 | 10 | 13 | 0,15 | 0,18 | |||
Piring buluh | 300 | 0,07 | 10 | 15 | 0,09 | 0,14 | |||
Mortar pasir semen | 1800 | 0,58 | 2 | 4 | 0,76 | 0,93 | |||
Besi cor dari logam | 7200 | 50 | 0 | 0 | 50 | 50 | |||
Semen mortar | 1400 | 0,41 | 2 | 4 | 0,52 | 0,64 | |||
Solusi pasir kompleks | 1700 | 0,52 | 2 | 4 | 0,70 | 0,87 | |||
Plester kering | 800 | 0,15 | 4 | 6 | 0,19 | 0,21 | |||
Piring buluh | 200 | 0,06 | 10 | 15 | 0,07 | 0,09 | |||
Plester semen | 1050 | 0,15 | 4 | 6 | 0,34 | 0,36 | |||
Piring gambut | 300 | 0,064 | 15 | 20 | 0,07 | 0,08 | |||
Piring gambut | 200 | 0,052 | 15 | 20 | 0,06 | 0,064 |
Kami juga merekomendasikan membaca artikel kami yang lain, di mana kami berbicara tentang bagaimana memilih isolasi yang tepat:
- Isolasi untuk atap loteng.
- Bahan untuk menghangatkan rumah dari dalam.
- Isolasi untuk langit-langit.
- Bahan untuk isolasi termal eksternal.
- Isolasi untuk lantai di rumah kayu.
Video ini diarahkan secara tematis, yang menjelaskan dengan cukup rinci apa itu KTP dan “dengan apa ia dimakan”. Setelah terbiasa dengan materi yang disajikan dalam video, ada peluang besar untuk menjadi pembangun profesional.
Poin yang jelas adalah bahwa pembangun potensial perlu tahu tentang konduktivitas termal dan ketergantungannya pada berbagai faktor. Pengetahuan ini akan membantu membangun tidak hanya kualitas, tetapi dengan tingkat keandalan dan daya tahan objek yang tinggi. Menggunakan koefisien pada dasarnya adalah penghematan uang yang nyata, misalnya, dalam membayar untuk layanan utilitas yang sama.
Jika Anda memiliki pertanyaan atau memiliki informasi berharga tentang topik artikel, silakan tinggalkan komentar Anda di blok di bawah ini.