Теплопроводность различных материалов

Так как в своей работе я рассматриваю теплопроводность напольный покрытий, то уместно упоминать систему «Теплый пол». Ведь благодаря данной современной системе подогрева пола и происходит перенос тепла от более нагретых тел к менее нагретым (напольным покрытиям). То, как хорошо будет ощущаться эффект теплого пола, напрямую зависит от материала, покрывающего пол. Для этого лучше всего подходят напольные покрытия, у которых высокий коэффициент теплопроводности.

Работая над реализацией проекта, я рассмотрела особенности некоторых видов напольных покрытий.

2.1.1 Линолеум (приложение 10)

Линолеумобладает хорошими теплоизоляционными характеристиками. Уровень теплопроводности линолеума находится в прямой зависимости от его толщины. Так, к примеру, термическое сопротивление покрытия, толщиной 2 мм составляет 0,012 м К/Вт, а толщиной 4 мм уже 0,023 м К/Вт.

2.1.2 Ламинат (приложение 11)

Теплопроводность материала определяется коэффициентом теплового сопротивления (КТС). Чем он выше, тем теплоизоляционные свойства ламината лучше. Согласно европейским стандартам КТС ламинированного покрытия для тёплого пола должен быть порядка 0,15 м²*K/Вт.

2.1.3 Полы из пробки (приложение 13)

Техническая пробка представляет собой агломераты гранулированной коры пробкового дерева с добавлением различных связующих веществ, как натуральных, так и синтетических. Изделия из технической пробки, поступающие в продажу в виде панелей (листов) или в рулонном виде, состоят из спрессованной, хорошо прогретой и предварительно раздробленной коры.

Теплопроводность таких изделий существенно зависит от плотности пробки и типа связующего, использованного при их изготовлении и находится в пределах от 0,042 до 0,13 Вт/(м·град).

Пробковые панели из гранулированной натуральной пробки, не содержащие искусственных связующих, имеют теплопроводность на уровне 0,04 Вт/(м·град).

2.1.4Паркетная доска/паркет (приложение 14)

Дерево, как известно, не обладает теплопроводностью. Именно поэтому паркет, уложенный грамотно, является прекрасным теплосберегающим элементом квартиры.

2.1.5 Ковролин (приложение 15)

Ковролин является одним из самых теплых покрытий, помимо этого, он довольно уютный. Коэффициент теплопроводности равен 0,12, однако этот показатель может меняться в зависимости от материала и толщины ковролина.

Следует отметить, что теплопроводность зависит от разных факторов, одним из которых является толщина напольных покрытий. По мере увеличения толщины происходит и увеличение уровня теплопроводности материала. Поэтому, если в помещении предполагается использование «теплых полов», то для укладки выбирают максимально тонкие покрытия. Чем тоньше, тем быстрее нагревается и остывает материал.

2.1.6 Керамическая плитка (приложение 16)

Напольная плитка, обладающая высокими показателями морозостойкости и теплопроводности, может применяться не только для любых типов помещений, но и для улицы. Эти показатели являются определяющими при выборе керамической облицовки, которая является простой в уходе.

Керамическая плитка для пола изготавливается из водостойкого огнеупорного материала, обладающего особой прочностью. Керамическая облицовка позволяет оформлять интерьеры кухонь и коридоров, ванных комнат. Кафельная плитка для пола может быть использована в качестве напольного покрытия при устройстве теплого пола.

Коэффициент теплопроводности, составляющий 0,3-0,9, считается оптимальным для керамической плитки. Этот показатель меньше, чем у камня, но больше, чем у остальных покрытий. Различный уровень коэффициента теплопроводности обусловлен пористостью, которой обладает напольный кафель. Роль теплоизолятора в ней играют именно пузырьки газа.

Опытные мастера советуют обратить внимание на шероховатость и рельефную глубину поверхности материала. Чем выше уровень этих параметров, тем меньше тепла будет передаваться плиткой.

2.1.7Мармолеум (приложение 17)

Мармолеум — это современное напольное покрытие. По сути, это всем известный линолеум. Однако отличается от линолеума он тем, что его изготовляют из натуральных материалов и служит он гораздо дольше, так как имеет специальное защитное покрытие.

Мармолеум, с точки зрения сопротивления теплопередаче, является идеальным покрытием для теплого пола: небольшая толщина (2-4 мм) и коэффициент теплопроводности, который составляет 0,17 Вт/мК. При соблюдении технологии укладки и правил эксплуатации мармолеум отлично дополняется теплым полом, главное — плавно регулировать температуру и не превышать максимума, установленного производителем.

2.1.9 Полимерные полы (приложение 18)

Теплые полимерные наливные полы. Название говорит само за себя. Они могут быть основным и единственным покрытием, или же служить базой для других. Не прихотливые так, как выполняются под практически любое напольное покрытие.

Итак, материалы, чья теплопроводность наибольшая, - это мрамор (2,9) и керамика/кафель (0,7-1,3). Их лучше использовать не в жилых помещениях или же под них делать «теплые полы», так как данные материалы довольно холодные.

Напольные покрытия с средней теплопроводностью: ковролин (0,12), паркет/паркетная доска (0,15), ламинат (0,15), винипласт (0,163), мармолеум (0,17).

Наименьшая теплопроводность: линолеум (0,023), ПВХ (0,031), пробковое покрытие (0,04-0,13). Под эти материалы не нужен «теплый пол», ведь данные покрытия являются хорошими утеплителями, неплохо удерживают тепло, из этого следует, дома будет уютно и комфортно.

Итак, можно сказать, что наилучшим материалом для жилых помещений с «теплым полом» является керамика, камень, специальный ламинат,натуральная древесина.

Практическая часть

Исследовать теплопроводность различных напольных покрытий, а также определить какое покрытие подойдет для системы «Теплый пол» я решила на довольно простым способом и конечно практическим путем. Для проведения данного опыта мне потребовались необходимые приборы и материалы: керамический обогреватель, напольные покрытия (керамика, доска и линолеум.), секундомер,термометр. И вот, что получилось: (есть видео фиксация опыта).

1эпап:

Измерила испытуемые материалы без нагревания(передачи энергии от более нагретого к менее нагретым телам) с помощью термометра и увидела, что начальная температура унапольных покрытий (керамики, доски и линолеума) была равна 20 .

2 этап:

Воспользовавшись керамическим обогревателем, нагретым до высокой температуры, я засекала 5 минут и наблюдала за тем, как нагреваются керамика, доска и линолеум.

3 этап:

Итак, что я увидела после проделанной работы у керамики температура росла быстрее всего можно было и не ждать положенных 5 минут времени на термометре показатель поднялся до .

Дерево же за это время нагрелось на 1,5 и составила . Температура у линолеума увеличилась всего лишь на 1 и составила .(приложение 19-21)

Итак на основании данной практической части можно сделать вывод о том, что керамический нагреватель передал телам энергию (тепло) менее нагретым телам керамике, доске и линолеуму и данные тела нагрелись в разной степени, а это означает, что различные напольные покрытия имеют разную теплопроводность. Соответственно, чем больше температура, тем выше коэффициент теплопроводности. Что и требовалось доказать у керамики действительно самый высокий коэффициент теплопроводности.

Заключительный этап

Вывод о проделанной исследовательской работе:

В данной работе, я исследовала теплопроводность различных напольных покрытий, а также определила какое покрытие подойдет для системы «Теплый пол». Итак, проверив данные утверждения на опыте, я убедилась, что керамика самый подходящий вид напольного покрытия для системы

«Теплый пол» и именно этот материал имеет наибольший коэффициент теплопроводности!

В ходе работы я выполнила следующие задачи:

1. изучила литературу и материалы интернета по вопросу теплопроводности напольных покрытий;

2. рассмотрела теплопроводность различных материалов (напольных покрытий);

3. определила покрытие с наибольшим коэффициентом теплопроводности –керамика.

4. подтвердила экспериментальным путем напольное покрытие с наибольшим коэффициентом теплопроводности- напольное покрытие керамического типа)

Список использованной литературы

ü https://otvet-master.ru/19317939/стихотворение-теплопроводность

ü https://ru.wikipedia.org/wiki/Теплопроводность

ü https://toppols.ru/napolnye-pokrytia/sobstvennaya-istoriya-napolnyh-pokrytij/

ü https://polsdelat.ru/materialy/vidy-pokrytij-dlya-pola.html

ü https://izplitki.com/vybor-i-dizajn/tehnicheskie-harakteristiki-i-osobennosti-vybora-napolnoj-plitki.html