На главнуюСайт адаптирован для смартфонов, планшетов, ноутбуков, настольных компьютеров...

Подписка с целью получения новостей канала


Главная > Расчеты > Формула удельной теплоемкости материалов. Что и зачем?

127  Формула удельной теплоемкости материалов. Что и зачем?


Что такое теплоемкость стройматериалов и насколько этот параметр важен при строительстве своего дома? Речь, конечно же, идет о доме с индивидуальным отоплением, особенно тем, которое является периодическим. При таком отоплении в холодные дни котел топится один или два раза в сутки.

Чтобы разобраться с этим параметром, чтобы логически понять, что такое теплоемкость, давай, Мастер, посмотрим на ее единицу измерения: кДж/(кг•°С). Это обозначение совершенно ясно говорит о том, какое количество тепловой энергии содержится в 1 кг материала с температурой в 1°С.

Надо сказать, что единица измерения нам недвусмысленно говорит о формуле удельной теплоемкости: C = Q/(m•dT). Соответственно, количество теплоты будет Q = C•m•dT), то бишь, произведение удельной теплоемкости на массу и разность температур.

Теперь возьмем для примера два распространенных материала: бетон и дерево. Посмотрим на значения удельной теплоемкости в СНИП II-3-79. Видим: бетон 0,84 кДж/(кг•°С), а дерево 2,3 кДж/(кг•°С).

И что же тогда получается? Получается, что дерево гораздо более теплоемкий материал?

Да. Дерево действительно содержит в своей массе в три раза больше тепловой энергии, нежели бетон. Для нагрева 1 кг деревянной стены на 1°С потребуется 2300 джоулей тепловой энергии. Но и при остывании этого 1 кг дерева на 1°С оно отдаст в окружающую среду 2300 джоулей.

А что же бетон? А бетон, получается быстрее нагреется и быстрее отдаст свои 840 джоулей...

Не спеши, Мастер! Давай посчитаем это на квадратный метр стены толщиной, например, 20 см, бетонной и деревянной. Скока весит 1 м2 бетонной стены? А весит он 2400 кг/м3 * 0,2 м3 = 480 кг.

А скока весит 1 м2 деревянной стены? А ее вес 500 кг/м3 * 0,2 м3 = 100 кг.

А теперь посчитаем, какое количество тепла содержат в себе бетонная и деревянная стена при изменении температуры на 1 градус. Это просто: надо значение удельной теплоемкости материала перемножить с его весом и температурой.

Бетон: 0,84 * 480 * 1 = 403,2 кДж.

Дерево: 2,3 * 100 * 1 = 230 кДж.

Вот оно как! Оказывается, дерево-то в два раза меньше тепла в своем объеме содержит, чем бетон.

А вот, например, кирпичная кладка толшиной 20 см из глиняного кирпича полнотелого при ее плотности 1800 кг/м3 будет обладать таким весом одного квадрата: 1800 * 0,2 = 360 кг. И, соответственно, тепла в ней на 1 градус изменения температуры будет содержаться 0,88 * 360 * 1 = 316,8 кДж. То есть, промежуточно между деревом и бетоном.

А что же газобетон? А газобетон, если его плотность составляет 600 кг/м3, будет содержать в себе 0,84 * 120 * 1 = 100,8 кДж. Вот так. В два с лишним раза меньше дерева.

Одако же, если реально подходить к делу, какая бывает толщина деревянной стены? 150, максимум 200 мм. Брус. А газобетон можно положить плашмя в один ряд, а то и в два. При ширине блока 300 мм... Вобщем, понятно...

А что мы вообще затеяли этот разговор про теплоемкость? Чем она так важна?

Давай опять возьмем два примера. Дом бетонный и дом каркасный. Для начала посмотрим на строение их стен.

Структура бетонной стены Вот стена бетонная. Толщина бетона, скажем, 20 см. Толщину теплоизоляции не будем обсчитывать, просто будем знать, что она есть, и толщина теплоизоляции бетонной стены равна толщине теплоизоляции каркасной стены. При толщине бетона в 20 см на нагрев 1 квадратного метра стены на 1 градус потребуется 0,84 * 480 * 1 = 403 кДж.

Структура стены А вот это стена каркасная. Состоит она из утеплителя, ограниченного с двух сторон, например, фанерой. Вобщем, деревом, толщину определим в 2 см. При нагреве учитываем только внутреннюю обшивку, наружная здесь не принимает участия. Ведь она за утеплителем. И, значит, для нагрева 1 квадратного метра внутренней обшивки этой стены на 1 градус потребуется 2,3 * 10 * 1 = 23 кДж. 10 - это вес одного квадратного метра обшивки.

Итак, что же мы видим и что понимаем? Чтобы нагреть 1 м2 бетонной стены на 1 градус, надо выработать, почитай, в 20 раз больше тепловой энергии. Правильно говорят, что каркасный дом прогреть гораздо быстрее. Это обстятельство очень ценят те, кто появляются на своей даче зимой набегами, 1-2 раза в месяц.

Для человека же более практичного и живущего в своем доме постоянно эта скорость не нужна. Ведь стена не только нагревается на один градус, она впоследствии и остывает на этот градус. То есть, отдает тепло. И бетонная стена отдаст в двадцать раз больше тепла, чем каркасная.

О чем это говорит? А это говорит о том, что каркасный дом придется топить чаще и меньшими порциями, в то время как бетонный можно протапливать реже и бОльшим количеством топлива. Итоговое количество выработанного тепла (и сгоревшего топлива) будет одинаковым, соответствующим теплопотерям, а вот удобство проживания в бетонном доме, несомненно, выше.

Кроме того, внутренняя обшивка каркасной стены прогревается быстрее, поэтому зачастую температура ее повышается больше. В результате разность температур между внутренней и наружной поверхностью стены повышается, что неизбежно ведет к повышению теплопотерь.

Надо сказать еще, что в этих процессах принимают участие не только стены, но и вообще все, что находится в доме, включая мебель, полы, перекрытия и т.п. Поэтому совсем немаловажное значение имеет, какой котел используется для отопления. Любая металлическая буржуйка не идет ни в какое сравнение с массивной, теплоемкой кирпичной печью.

А если, вдобавок ко всему, к кирпичному котлу пристегнут еще и водяной тепловой аккумулятор, то общая теплоемкость всех составляющих в сумме повышается на серьезную величину. В таких случаях уже можно говорить о том, что периодическое отопление переходит в разряд постоянного или очень близко к таковому.

Причем, имеется абсолютная независимость от ЖКХ, от их правил и самодурства чиновников, от состояния тепловых сетей и вообще от всего, что связано с централизованным отоплением. Хотя, это уже совсем другая тема.

Вот так влияет на нашу жизнь, казалось бы, неприметная графа в нормативах, определяющая удельную теплоемкость материалов, и ее формулой вряд ли стоит пренебрегать.


Система отопления с аккумулятором тепла



Чтобы добавить в закладки, нажмите Ctrl+D Поделитесь этой страницей со своими друзьями:

RSS новостная лента



Ваш комментарий
Защитный код 6 цифр с картинки.
(Неразборчиво? Щелкни по ней.)

Еще можно почитать:

Математические формулы.
Математические формулы расчета. Длина окружности, дуги окружности. Площадь треугольника, круга, сектора, поверхности шара, поверхности цилиндра, поверхности конуса. Объем шара, цилиндра, конуса.

Далее...


Сопротивление воздухопроницанию материалов и конструкций.
Сопротивление воздухопроницанию материалов и конструкций. Выборка из СНиП II-3-79 отсортирована по возрастанию сопротивления воздухопроницанию.

Далее...


Паропроницаемость строительных материалов.
Коэффициент паропроницаемости строительных материалов. Выборка из СНиП II-3-79 отсортирована по возрастанию коэффициента паропроницаемости материалов.

Далее...


Таблица теплоемкости некоторых материалов.
Значения теплоемкости строительных материалов в значительной степени влияют на тепловой баланс внутри помещений, поэтому эти свойства нельзя не учитывать при проектировании, например, тех же систем отопления.

Далее...

Размещено: 31.01.13
Обновлено: 17.11.14
Просмотров всего: 11654
сегодня: 5

ЕгорЕгор
Закрепить провод на клеммах батарейки Крона можно трубочкой, отрезанной от колпачка медицинской иголки.
Смотреть все [124] Добавьте ваш совет
Главная > Расчеты > Формула удельной теплоемкости материалов. Что и зачем?

© 2010 - 2017 GoAndSee.ru
Копирование материалов сайта допустимо с указанием прямой работающей ссылки на источник.
Яндекс.Метрика