T.Kisilewicz – Polit. Krakowska
1
Cechy fizyczne materiałów
Cechy fizyczne materiałów
izolacyjnych i przegród budowlanych
izolacyjnych i przegród budowlanych
Dr in . Tomasz Kisilewicz
Politechnika Krakowska
Cechy fizyczne izolacyjnych
Cechy fizyczne izolacyjnych
materiałów budowlanych
materiałów budowlanych
-
-
masa obj
masa obj
to
to
ciowa lub g
ciowa lub g
sto
sto
pozorna
pozorna
, kg/m
, kg/m
3
3
,
,
-
-
porowato
porowato
: V
: V
por
por
ó
ó
w
w
/V
/V
materia
materia
ł
ł
u
u
-
-
struktura por
struktura por
ó
ó
w: kszta
w: kszta
ł
ł
t, wielko
t, wielko
i po
i po
ł
ł
czenia
czenia
-
-
ciep
ciep
ł
ł
o w
o w
ł
ł
a
a
ciwe: c
ciwe: c
p
p
, J/(kg K)
, J/(kg K)
-
-
emisja/absorpcja promieniowania
emisja/absorpcja promieniowania
Cechy fizyczne materiałów
Cechy fizyczne materiałów
budowlanych zwi zane z wilgoci
budowlanych zwi zane z wilgoci
-
-
sorpcyjno
sorpcyjno
,
,
-
-
kapilarno
kapilarno
,
,
-
-
paroprzepuszczalno
paroprzepuszczalno
,
,
-
-
higroskopijno
higroskopijno
.
.
Współczynnik
Współczynnik
przewodzenia
przewodzenia
ciepła
ciepła
materiału
materiału
(w rzeczywisto
(w rzeczywisto
ci w ciele porowatym wyst
ci w ciele porowatym wyst
puj
puj
wszystkie mo
wszystkie mo
liwe formy
liwe formy
ruchu ciep
ruchu ciep
ł
ł
a)
a)
[W/(mK)]
[W/(mK)]
Warto
Warto
wsp
wsp
ó
ó
ł
ł
czynnika
czynnika
zale
zale
y od...:
y od...:
-
-
materia
materia
ł
ł
u szkieletu
u szkieletu
-
-
porowato
porowato
ci materia
ci materia
ł
ł
u (jaka zmiana wraz z g
u (jaka zmiana wraz z g
sto
sto
ci
ci
?)
?)
-
-
struktury por
struktury por
ó
ó
w
w
-
-
kierunku przep
kierunku przep
ł
ł
ywu ciep
ywu ciep
ł
ł
a (materia
a (materia
ł
ł
y w
y w
ł
ł
ó
ó
kniste)
kniste)
-
-
wilgotno
wilgotno
ci materia
ci materia
ł
ł
u
u
-
-
temperatury (praktycznie tylko materia
temperatury (praktycznie tylko materia
ł
ł
y lekkie)
y lekkie)
Podstawowe formy transportu ciepła
Podstawowe formy transportu ciepła
* Konwekcja
* Konwekcja
* Przewodzenie
* Przewodzenie
* Promieniowanie
* Promieniowanie
Współczynnik
Współczynnik
przewodzenia
przewodzenia
ciepła
ciepła
materiałów izolacji termicznej
materiałów izolacji termicznej
Warto
Warto
wsp
wsp
ó
ó
ł
ł
czynnika
czynnika
zale
zale
y
y
od g
od g
sto
sto
ci:
ci:
Warto
Warto
wsp
wsp
ó
ó
ł
ł
czynnika
czynnika
zale
zale
y
y
od temperatury:
od temperatury:
T.Kisilewicz – Polit. Krakowska
2
Współczynnik przewodzenia ciepła
Współczynnik przewodzenia ciepła
materiału
materiału
0.025
powietrze (nieruchome)
0.6
woda (nieruchoma)
0.025 - 0.04
izolacja termiczna
0.16 / 0.35
drewno
0.77
mur z cegły pełnej
1.0
szkło zwykłe
2.5
elbet
3.5
marmur
17
stal nierdzewna
50
stal zwykła
226
aluminium
380
mied
413
srebro
, W/(mK)
Materiał
Współczynnik przewodzenia ciepła
Współczynnik przewodzenia ciepła
materiału, wg PN EN ISO 10456
materiału, wg PN EN ISO 10456
0,005
ksenon
0,009
krypton
0,017
argon
0,014
dwutlenek w gla
0,025
powietrze
, W/(mK)
Gazy (nieruchome)
0,67
woda 80
o
C
0,60
woda 10
o
C
0,60
nieg zag szczony
0,12
nieg mi kki 30 do 70 mm
0,05
wie y nieg <30 mm
2,20
lód 0
o
C
2,30
lód –10
o
C
, W/(mK)
Lód/woda
Współczynnik przewodzenia ciepła
Współczynnik przewodzenia ciepła
materiału
materiału
Przewodzenie ciepła w konwencjonalnych materiałach
izolacyjnych (włóknistych i piankowych) jest zdominowane przez
przewodno ciepln gazu
w
sp
ół
cz
yn
ni
k
pr
ze
w
od
ze
ni
a
ci
ep
ła
,
10
-3
W
/(m
K
)
całkowity
powietrze
promieniowanie
szkielet
g sto , kg/m
3
http://www.vip-bau.ch
Przewodzenie ciepła w konwencjonalnych
materiałach izolacyjnych
Współczynnik przewodzenia ciepła
Współczynnik przewodzenia ciepła
materiału
materiału
Izolacja VIP
http://www.vip-bau.ch
VIP
=
V
acuum
I
nsulation
P
anel
Współczynnik przewodzenia ciepła
Współczynnik przewodzenia ciepła
materiału budowlanego:
materiału budowlanego:
–
–
z tablic
z tablic
–
–
pomiarowy
pomiarowy
(pomiar w aparacie p
(pomiar w aparacie p
ł
ł
ytowym)
ytowym)
-
-
deklarowany przez producenta,
deklarowany przez producenta,
zgodnie z PN
zgodnie z PN
–
–
EN 10456 : 2008,
EN 10456 : 2008,
warto
warto
oczekiwana, kwantyl 90% i poziom ufno
oczekiwana, kwantyl 90% i poziom ufno
ci 90 %
ci 90 %
–
–
obliczeniowy, zgodnie z PN
obliczeniowy, zgodnie z PN
–
–
EN 10456 : 2008
EN 10456 : 2008
konwersja z uwagi na temperatur
konwersja z uwagi na temperatur
, wilgotno
, wilgotno
, starzenie
, starzenie
materia
materia
ł
ł
u
u
Sk d mo na wzi warto
Sk d mo na wzi warto
?
?
Przepływ ciepła przez przegrod
Przepływ ciepła przez przegrod
budowlan , przyjmowane zało enia:
budowlan , przyjmowane zało enia:
Przep
Przep
ł
ł
yw ciep
yw ciep
ł
ł
a jest :
a jest :
-
-
jednowymiarowy
jednowymiarowy
(jeden kierunek przep
(jeden kierunek przep
ł
ł
ywu
ywu
ciep
ciep
ł
ł
a, przegroda idealnie ci
a, przegroda idealnie ci
g
g
ł
ł
a i ....
a i ....
o nieograniczonych rozmiarach,
o nieograniczonych rozmiarach,
-
-
stacjonarny
stacjonarny
(niezmienny w czasie).
(niezmienny w czasie).
T.Kisilewicz – Polit. Krakowska
3
Konwekcyjne przejmowanie ciepła na
Konwekcyjne przejmowanie ciepła na
powierzchni przegrody:
powierzchni przegrody:
T
i
T
e
d
T
1
T
2
T
q
e
q
i
Rozkład temperatury w przegrodzie
Rozkład temperatury w przegrodzie
)
(
e
i
T
x
i
x
T
T
R
R
T
T
−
−
=
U
T
T
R
T
T
e
i
x
i
x
)
(
−
−
=
)
(
e
i
T
si
i
si
T
T
R
R
T
T
−
−
=
lub
gdzie:
R
si
to np.:
0,25
zamiast 0,13 m
2
K/W
gdzie: R
x
to ł czny opór cieplny cz ci przegrody od wn trza
do płaszczyzny x, wł cznie z oporem R
si
Rozkład temperatury
Rozkład temperatury
w przegrodzie
w przegrodzie
T
2
T
1
T
si
T
i
T
se
T
e
Kolejno układu warstw ma wpływ na ... ?
Kolejno układu warstw nie ma wpływu na
... ?
Rozkład temperatury w przegrodzie
Rozkład temperatury w przegrodzie
T
i
= +20
o
C
T
e
= -20
o
C
-19.43
o
C
18.14
o
C
16.25
o
C
T
e
= -20
o
C
T
i
= +20
o
C
-19.43
o
C
18.14
o
C
-17.53
o
C
beton 1.5 W/(mK), 20 cm
wełna mineralna 0.04 W/(mK), 10 cm
Rozkład temperatury w przegrodzie
Rozkład temperatury w przegrodzie
T
i
= +20
o
C
T
i
= +20
o
C
T
e
= +40
o
C
T
e
= +40
o
C
T
e
= -20
o
C
T
e
= -20
o
C
16.25
o
C
21.88
o
C
-17.53
o
C
38.77
o
C