Le processus de transfert d'énergie d'une partie plus chaude du corps à une partie moins chauffée s'appelle la conduction thermique. La valeur numérique d'un tel processus reflète la conductivité thermique du matériau. Ce concept est très important dans la construction et la réparation de bâtiments. Des matériaux correctement sélectionnés vous permettent de créer un microclimat favorable dans la pièce et d'économiser beaucoup sur le chauffage.
Le concept de conductivité thermique
La conductivité thermique est le processus d'échange d'énergie thermique, qui se produit en raison de la collision des plus petites particules du corps. De plus, ce processus ne s'arrêtera qu'au moment de l'équilibre de température. Cela prend un certain temps. Plus le temps consacré à l'échange de chaleur est long, plus la conductivité thermique est faible.
Cet indicateur est exprimé en coefficient de conductivité thermiquematériaux. Le tableau contient des valeurs déjà mesurées pour la plupart des matériaux. Le calcul est effectué en fonction de la quantité d'énergie thermique qui a traversé une surface donnée du matériau. Plus la valeur calculée est grande, plus l'objet abandonnera rapidement toute sa chaleur.
Facteurs affectant la conductivité thermique
La conductivité thermique d'un matériau dépend de plusieurs facteurs:
Densité du matériau. Avec une augmentation de cet indicateur, l'interaction des particules de matériau devient plus forte. En conséquence, ils transféreront la température plus rapidement. Cela signifie qu'avec une augmentation de la densité du matériau, le transfert de chaleur s'améliore
La porosité d'une substance. Les matériaux poreux sont hétérogènes dans leur structure. Il y a beaucoup d'air à l'intérieur. Et cela signifie qu'il sera difficile pour les molécules et autres particules de déplacer l'énergie thermique. En conséquence, la conductivité thermique augmente
L'humidité affecte également la conductivité thermique. Les surfaces de matériaux humides laissent passer plus de chaleur. Certains tableaux indiquent même le coefficient calculé de conductivité thermique du matériau dans trois états: sec, moyen (normal) et humide
Lors du choix d'un matériau pour l'isolation d'une pièce, il est également important de tenir compte des conditions dans lesquelles il sera utilisé.
Le concept de conductivité thermique en pratique
La conductivité thermique est prise en compte dès la conception du bâtiment. Cela tient compte de la capacité des matériaux à retenir la chaleur. Grâce à leur sélection correcte, les résidents à l'intérieur des locaux seront toujours à l'aise. Pendant le fonctionnement, l'argent pour le chauffage sera considérablement économisé.
L'isolation au stade de la conception est la meilleure solution, mais pas la seule. Il n'est pas difficile d'isoler un bâtiment déjà fini en réalisant des travaux intérieurs ou extérieurs. L'épaisseur de la couche isolante dépendra des matériaux choisis. Certains d'entre eux (par exemple, le bois, le béton cellulaire) peuvent dans certains cas être utilisés sans couche supplémentaire d'isolation thermique. L'essentiel est que leur épaisseur dépasse 50 centimètres.
Une attention particulière doit être portée à l'isolation du toit, des ouvertures de portes et fenêtres, des sols. La majeure partie de la chaleur s'échappe par ces éléments. Visuellement, cela se voit sur la photo au début de l'article.
Matériaux de construction et leurs indicateurs
Pour la construction de bâtiments, des matériaux à faible coefficient de conductivité thermique sont utilisés. Les plus populaires sont:
- Béton. Sa conductivité thermique est comprise entre 1,29 et 1,52 W/mK. La valeur exacte dépend de la consistance de la solution. Cet indicateur est également affecté par la densité du matériau source, qui est de 500 à 2 500 kg/m3. Ce matériau est utilisé sous forme de mortier pour fondations, sous forme de blocs - pour la construction de murs et de fondations.
- Béton armé dont la valeur de conductivité thermique est de 1,68W/mK. La densité du matériau atteint 2400-2500 kg/m3.
- Bois utilisé comme matériau de construction depuis l'Antiquité. Sa densité et sa conductivité thermique, selon la roche, sont de 150-2100 kg/m3 et 0,2-0,23W/mK, respectivement.
Un autre matériau de construction populaire est la brique. Selon la composition, il a les indicateurs suivants:
adobe (fabriqué à partir d'argile): 0,1-0,4 W/mK;
céramique (cuite): 0,35-0,81W/mK;
silicate (de sable avec de la chaux): 0,82-0,88 W/mK
Matériaux en béton avec ajout de granulats poreux
La conductivité thermique du matériau vous permet d'utiliser ce dernier pour la construction de garages, remises, maisons d'été, bains et autres structures. Ce groupe comprend:
- Béton mousse. Produit avec l'ajout d'agents moussants, grâce à quoi il se caractérise par une structure poreuse d'une densité de 500-1000 kg/m3. Dans le même temps, la capacité de transfert de chaleur est déterminée par la valeur 0,1-0,37W/mK.
Béton expansé dont les performances dépendent de son type. Les blocs solides n'ont pas de vides et de trous. Les blocs creux sont fabriqués avec des vides à l'intérieur, qui sont moins durables que la première option. Dans le second cas, la conductivité thermique sera plus faible. Si l'on considère les chiffres généraux, la densité du béton d'argile expansée est de 500 à 1800 kg / m3. Son indicateur est compris entre 0,14 et 0,65 W/mK
Béton cellulaire, à l'intérieur duquel se forment des pores de 1 à 3millimètre. Cette structure détermine la densité du matériau (300-800kg/m3). De ce fait, le coefficient atteint 0,1-0,3 W/mK.
Indicateurs de matériaux d'isolation thermique
Coefficient de conductivité thermique des matériaux d'isolation thermique, le plus populaire à notre époque:
- mousse, qui a une densité de 15-50kg/m3, avec une conductivité thermique de 0,031-0,033W/mK;
polystyrène expansé dont la densité est la même que celle du matériau précédent. Mais en même temps, le coefficient de transfert de chaleur est au niveau de 0,029-0,036W/mK;
laine de verre. Il est caractérisé par un coefficient égal à 0,038-0,045W/mK;
laine de roche 0,035-0,042W/mK
Tableau de bord
Pour la commodité du travail, le coefficient de conductivité thermique du matériau est généralement entré dans le tableau. En plus du coefficient lui-même, des indicateurs tels que le degré d'humidité, la densité et d'autres peuvent y être reflétés. Les matériaux à coefficient de conductivité thermique élevé sont combinés dans le tableau avec des indicateurs de faible conductivité thermique. Un exemple de ce tableau est illustré ci-dessous:
L'utilisation de la conductivité thermique du matériau vous permettra de construire le bâtiment souhaité. L'essentiel: choisir un produit qui répond à toutes les exigences nécessaires. Ensuite, le bâtiment sera confortable à vivre; il maintiendra un microclimat favorable.
Matériau isolant correctement sélectionnéréduira les pertes de chaleur, grâce auxquelles il ne sera plus nécessaire de «chauffer la rue». Grâce à cela, les coûts financiers du chauffage seront considérablement réduits. De telles économies rendront bientôt tout l'argent qui sera dépensé pour l'achat d'un isolant thermique.
