Теплоємність матеріалів - таблиця

У будівництві дуже важливою характеристикою є теплоємність будівельних матеріалів. Від неї залежать теплоізоляційні властивості стін будівлі, а відповідно, і можливість комфортного перебування всередині будівлі. Перш, ніж приступити до ознайомлення з теплоізоляційними характеристиками окремих будівельних матеріалів, необхідно зрозуміти, що собою являє теплоємність і як вона визначається.

Питома теплоємність матеріалів

Теплоємність - це фізична величина, що описує здатність того чи іншого матеріалу накопичувати в собі температуру від нагрітої навколишнього середовища. Кількісно питома теплоємність дорівнює кількості енергії, яка вимірюється в Дж, необхідної для того, щоб нагріти тіло масою 1 кг на 1 градус.
Нижче представлена таблиця питомої теплоємності найбільш поширених в будівництві матеріалів.

Для того, щоб розрахувати теплоємність того чи іншого матеріалу, необхідно володіти такими даними, як:

вид і обсяг нагрівається матеріалу (V);
показник питомої теплоємності цього матеріалу (Суд);
питома вага (mуд);
початкову і кінцеву температури матеріалу.

Теплоємність будівельних матеріалів

Теплоємність матеріалів, таблиця по якій наведена вище, залежить від щільності і коефіцієнта теплопровідності матеріалу.

А коефіцієнт теплопровідності, в свою чергу, залежить від крупності і замкнутості пір. Дрібнопористий матеріал, який має замкнуту систему пір, має більшу теплоізоляцією і, відповідно, меншу теплопровідність, ніж великопористий.

Це дуже легко простежити на прикладі найбільш поширених в будівництві матеріалів. На малюнку, представленому нижче, показано яким чином впливає коефіцієнт теплопровідності і товщина матеріалу на теплозахисні якості зовнішніх огороджень.

З малюнка видно, що будівельні матеріали з меншою щільністю володіють меншим коефіцієнтом теплопровідності.
Однак так буває не завжди. Наприклад, існують волокнисті види теплоізоляції, для яких діє протилежна закономірність: чим менше щільність матеріалу, тим вище буде коефіцієнт теплопровідності.

Тому не можна довіряти виключно показником відносної щільності матеріалу, а варто враховувати й інші його характеристики.

Порівняльна характеристика теплоємності основних будівельних матеріалів

Для того, щоб порівняти теплоємність найбільш популярних будівельних матеріалів, таких дерево, цегла і бетон, необхідно розрахувати величину теплоємності для кожного з них.

В першу чергу потрібно визначитися з питомою масою дерева, цегли і бетону. Відомо, що 1 м3 дерева важить 500 кг, цегли - 1700 кг, а бетону - 2300 кг. Якщо ми беремо стінку, товщина якої становить 35 см, то шляхом нехитрих розрахунків отримаємо, що питома маса 1 кв.м дерева складе 175 кг, цегли - 595 кг, а бетону - 805 кг.
Далі виберемо значення температури, при якій буде відбуватися накопичення теплової енергії в стінах. Наприклад, це буде відбуватися в спекотний літній день з температурою повітря 270С. Для обраних умов розраховуємо теплоємність обраних матеріалів:

Стіна з дерева: С = СудхmудхΔТ; Сдер = 2,3х175х27 = 10867,5 (кДж);
Стіна з бетону: С = СудхmудхΔТ; Сбет = 0,84х805х27 = 18257,4 (кДж);
Стіна з цегли: С = СудхmудхΔТ; Скірп = 0,88х595х27 = 14137,2 (кДж).

З проведених розрахунків видно, що при однаковій товщині стіни найбільшим показником теплоємності має бетон, а найменшим - дерево. Про що це говорить? Це говорить про те, що в спекотний літній день максимальну кількість тепла буде накопичуватися в будинку, виконаному з бетону, а найменше - з дерева.

Цим пояснює той факт, що в дерев'яному будинку в жарку погоду прохолодно, а в холодну погоду тепло. Цегла і бетон легко накопичують в собі досить велику кількість тепла з навколишнього середовища, але так само легко і розлучаються з ним.

Теплоємність і теплопровідність матеріалів

Теплопровідність - це фізична величина матеріалів, що описує здатність проникнення температури з однієї поверхні стіни на іншу.

Для створення комфортних умов в приміщенні необхідно, щоб стіни мали високий показником теплоємності і низьким коефіцієнтом теплопровідності. В цьому випадку стіни будинку будуть в змозі накопичувати теплову енергію навколишнього середовища, але при цьому перешкоджати проникненню теплового випромінювання всередину приміщення.