Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Materialien

In den letzten Jahren wurde beim Bau oder der Renovierung eines Hauses viel Wert auf Energieeffizienz gelegt. Bei bereits bestehenden Kraftstoffpreisen ist dies sehr wichtig. Darüber hinaus scheinen weitere Einsparungen immer wichtiger zu werden. Um die Zusammensetzung und Dicke der Materialien im Kreis der umschließenden Strukturen (Wände, Boden, Decke, Dach) richtig auswählen zu können, muss die Wärmeleitfähigkeit der Baumaterialien bekannt sein. Diese Eigenschaft ist auf Verpackungen mit Materialien angegeben und bereits in der Entwurfsphase erforderlich. Schließlich muss entschieden werden, aus welchem ​​Material die Wände gebaut werden sollen, wie sie isoliert werden sollen und wie dick jede Schicht sein soll.

Was ist Wärmeleitfähigkeit und Wärmewiderstand

Bei der Auswahl der Baustoffe ist auf die Eigenschaften der Werkstoffe zu achten. Eine der Schlüsselpositionen ist die Wärmeleitfähigkeit. Es wird durch den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten angezeigt. Dies ist die Wärmemenge, die ein Material pro Zeiteinheit leiten kann. Das heißt, je niedriger dieser Koeffizient ist, desto schlechter leitet das Material Wärme. Umgekehrt ist die Wärmeableitung umso besser, je höher die Zahl ist.

Diagramm, das den Unterschied in der Wärmeleitfähigkeit von Materialien veranschaulicht

Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit werden zur Isolierung verwendet, mit hoher Wärmeleitfähigkeit zur Wärmeübertragung. Beispielsweise bestehen Heizkörper aus Aluminium, Kupfer oder Stahl, da sie Wärme gut übertragen, dh einen hohen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten aufweisen. Zur Isolierung werden Materialien mit einem niedrigen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten verwendet - sie speichern die Wärme besser. Wenn ein Objekt aus mehreren Materialschichten besteht, wird seine Wärmeleitfähigkeit als Summe der Koeffizienten aller Materialien bestimmt. Bei den Berechnungen wird die Wärmeleitfähigkeit jeder der Komponenten des "Kuchens" berechnet, die gefundenen Werte werden summiert. Im Allgemeinen erhalten wir die Wärmedämmkapazität der umschließenden Struktur (Wände, Boden, Decke).

Die Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen zeigt die Wärmemenge, die sie pro Zeiteinheit abgeben.

Es gibt auch so etwas wie Wärmewiderstand. Es spiegelt die Fähigkeit eines Materials wider, zu verhindern, dass Wärme durch das Material gelangt. Das heißt, es ist der Kehrwert der Wärmeleitfähigkeit. Wenn Sie ein Material mit hohem Wärmewiderstand sehen, kann es zur Wärmedämmung verwendet werden. Ein Beispiel für Wärmedämmstoffe kann die beliebte Mineral- oder Basaltwolle, Schaum usw. sein. Materialien mit geringem Wärmewiderstand werden benötigt, um Wärme abzuleiten oder zu übertragen. Beispielsweise werden Heizkörper aus Aluminium oder Stahl zum Heizen verwendet, da sie Wärme gut abgeben.

Wärmeleitfähigkeitstabelle für Wärmedämmstoffe

Um es im Haus einfacher zu machen, im Winter warm und im Sommer kühl zu bleiben, muss die Wärmeleitfähigkeit der Wände, des Bodens und des Daches mindestens eine bestimmte Zahl betragen, die für jede Region berechnet wird. Die Zusammensetzung des "Kuchens" der Wände, des Bodens und der Decke sowie die Dicke der Materialien werden so gewählt, dass die Gesamtzahl nicht weniger (oder besser - zumindest ein wenig mehr) für Ihre Region empfohlen wird.

Wärmeübergangskoeffizient moderner Baustoffe für Gebäudehüllen

Bei der Auswahl der Materialien sollte berücksichtigt werden, dass einige (nicht alle) von ihnen Wärme unter Bedingungen hoher Luftfeuchtigkeit viel besser leiten. Wenn während des Betriebs eine solche Situation für längere Zeit auftreten kann, verwenden die Berechnungen die Wärmeleitfähigkeit für diesen Zustand.Die Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten der zur Isolierung verwendeten Hauptmaterialien sind in der Tabelle aufgeführt.

Einige der Informationen stammen aus Normen, die die Eigenschaften bestimmter Materialien vorschreiben (SNiP 23-02-2003, SP 50.13330.2012, SNiP II-3-79 * (Anhang 2)). Die Materialien, die nicht in den Normen aufgeführt sind, finden Sie auf den Websites der Hersteller. Da es keine Standards gibt, können sie von Hersteller zu Hersteller erheblich variieren. Achten Sie daher beim Kauf auf die Eigenschaften jedes von Ihnen gekauften Materials.

Wärmeleitfähigkeitstabelle von Baustoffen

Wände, Decken und Böden können aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, aber es kam vor, dass die Wärmeleitfähigkeit von Baumaterialien normalerweise mit Mauerwerk verglichen wird. Jeder kennt dieses Material, es ist einfacher, es zu assoziieren. Am beliebtesten sind Diagramme, die den Unterschied zwischen verschiedenen Materialien deutlich machen. Es gibt ein solches Bild im vorherigen Absatz, das zweite - ein Vergleich einer Mauer und einer Mauer aus Holz - ist unten angegeben. Aus diesem Grund werden Wärmedämmstoffe für Wände aus Ziegeln und anderen Werkstoffen mit hoher Wärmeleitfähigkeit gewählt. Zur Vereinfachung der Auswahl ist die Wärmeleitfähigkeit der Hauptbaustoffe tabellarisch aufgeführt.

Vergleichen Sie eine Vielzahl von Materialien

Holz ist einer der Baustoffe mit relativ geringer Wärmeleitfähigkeit. Die Tabelle enthält indikative Daten für verschiedene Rassen. Achten Sie beim Kauf unbedingt auf die Dichte und den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten. Nicht alle von ihnen sind die gleichen wie in behördlichen Dokumenten vorgeschrieben.

Metalle leiten Wärme sehr gut. Sie sind oft die kalte Brücke in der Struktur. Dies muss auch berücksichtigt werden, um einen direkten Kontakt durch die Verwendung von wärmeisolierenden Schichten und Dichtungen auszuschließen, die als thermische Trennung bezeichnet werden. Die Wärmeleitfähigkeit von Metallen ist in einer anderen Tabelle zusammengefasst.

Wie berechnet man die Wandstärke?

Damit das Haus im Winter warm und im Sommer kühl ist, müssen die umschließenden Strukturen (Wände, Boden, Decke / Dach) einen bestimmten Wärmewiderstand aufweisen. Dieser Wert ist für jede Region unterschiedlich. Dies hängt von den Durchschnittstemperaturen und der Luftfeuchtigkeit in einem bestimmten Gebiet ab.

Wärmewiderstand des Gehäuses
Strukturen für die Regionen Russlands

Damit die Heizkosten nicht zu groß werden, müssen die Baumaterialien und ihre Dicke so gewählt werden, dass ihr Gesamtwärmewiderstand nicht geringer ist als der in der Tabelle angegebene.

Berechnung von Wandstärke, Dämmstärke, Deckschichten

Für das moderne Bauen ist eine Situation typisch, wenn die Wand mehrere Schichten hat. Neben der Tragstruktur gibt es Isolations- und Veredelungsmaterialien. Jede der Schichten hat ihre eigene Dicke.Wie wird die Dicke der Isolierung bestimmt? Die Berechnung ist einfach. Basierend auf der Formel:

Formel zur Berechnung des Wärmewiderstands

R ist der Wärmewiderstand;

p ist die Schichtdicke in Metern;

k - Wärmeleitfähigkeitskoeffizient.

Zunächst müssen Sie sich für die Materialien entscheiden, die Sie während des Baus verwenden. Darüber hinaus müssen Sie genau wissen, welche Art von Wandmaterial, Dämmung, Dekoration usw. Schließlich trägt jeder von ihnen zur Wärmedämmung bei, und die Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen wird bei der Berechnung berücksichtigt.

Zuerst wird der Wärmewiderstand des Strukturmaterials berücksichtigt (aus dem die Wand, der Boden usw. gebaut werden), dann wird die Dicke der ausgewählten Isolierung "nach dem Rest" -Prinzip ausgewählt. Sie können auch die Wärmedämmeigenschaften von Endbearbeitungsmaterialien berücksichtigen, diese sind jedoch in der Regel ein "Plus" für die Hauptmaterialien. So wird ein bestimmter Bestand "nur für den Fall" gelegt. Mit dieser Reserve können Sie Heizkosten sparen, was sich anschließend positiv auf das Budget auswirkt.

Ein Beispiel für die Berechnung der Dicke der Isolierung

Nehmen wir ein Beispiel. Wir werden eine Mauer aus Ziegeln bauen - eineinhalb Ziegel, wir werden mit Mineralwolle isolieren. Gemäß der Tabelle sollte der Wärmewiderstand der Wände für die Region mindestens 3,5 betragen. Die Berechnung für diese Situation ist unten gezeigt.

1. Berechnen wir zunächst den Wärmewiderstand der Mauer. Eineinhalb Ziegel sind 38 cm oder 0,38 Meter, die Wärmeleitfähigkeit von Mauerwerk beträgt 0,56. Wir zählen nach der obigen Formel: 0,38 / 0,56 = 0,68. Eine Wand aus 1,5 Ziegeln hat einen solchen Wärmewiderstand.
2. Wir subtrahieren diesen Wert vom gesamten Wärmewiderstand für die Region: 3,5-0,68 = 2,82. Dieser Wert muss durch Wärmedämm- und Veredelungsmaterialien "aufgenommen" werden.
   

   Alle umschließenden Strukturen müssen berechnet werden

3. Wir betrachten die Dicke der Mineralwolle. Sein Wärmeleitfähigkeitskoeffizient beträgt 0,045. Die Dicke der Schicht beträgt: 2,82 · 0,045 = 0,1269 m oder 12,7 cm. Das heißt, um die erforderliche Isolationsstufe bereitzustellen, muss die Dicke der Mineralwollschicht mindestens 13 cm betragen.

Wenn das Budget begrenzt ist, können Sie 10 cm Mineralwolle nehmen, und die fehlende wird mit Veredelungsmaterialien bedeckt. Sie werden innen und außen sein. Wenn Sie jedoch möchten, dass die Heizkosten minimal sind, ist es besser, mit einem "Plus" für den berechneten Wert zu beginnen. Dies ist Ihre Reserve für die Zeit der niedrigsten Temperaturen, da die Wärmewiderstandsnormen für umschließende Strukturen auf der Grundlage der Durchschnittstemperatur über mehrere Jahre berechnet werden und die Winter ungewöhnlich kalt sind. Daher wird die Wärmeleitfähigkeit der zur Dekoration verwendeten Baustoffe einfach nicht berücksichtigt.