Мінеральні вовни з наукової точки зору Filmm
Ми представляємо вам деякі основні поняття для розуміння фізичних явищ.
Щільність
Об'ємна маса (позначається ρ): це коефіцієнт видимої маси матеріалу (кг) у звичайному сухому стані за його обсягом (м 3). Це виражається в кг/м 3 .
Мінеральні вовни мають щільність від 10 до 200 кг/м 3, залежно від застосування, для якого вони призначені.
Маса на одиницю площі
поверхнева маса: це маса продукту на площі в один квадратний метр. Це виражається в кг/м 2. Поверхневі маси можуть складатися.
Теплопровідність
Теплопровідність (позначається λ): він представляє тепловий потік, що проходить через одиницю площі понад метр товщини матеріалу, зазнаючи різниці температур в один градус між його 2 гранями. Це виражається у ватах на метр на Кельвін (Вт/м.К).
Чим вище теплопровідність, тим більше теплопровідний матеріал. Чим він нижчий, тим більше ізолюючий виріб.
У випадку мінеральної вовни ця провідність залежить, зокрема, від щільності продукту (що змінює обмін за допомогою провідності, конвекції та випромінювання).
Термічний опір
Тепловий опір (зазначається R): це зворотна величина теплового потоку на одиницю площі стіни або виробу. Це виражається в м 2. Кельвін на ват (м 2. К/Вт).
Це залежить від товщини виробу та теплопровідності цього виробу: R = e/λ
Отже, тим більше, чим більша, чим більша товщина ізоляції або менша її теплопровідність (або обидва разом у поєднанні).
Термічний опір складає, щоб сформувати тепловий опір стіни (також додаючи поверхневий опір обох сторін).
Мінеральні вовни забезпечують термостійкість до R = 10 м 2 .K/W.
Термічний опір - це не лише питання товщини:
це поєднання між товщиною виробу та його
теплопровідність.
"Все про термостійкість"
ФІЛЬМ
Поверхневий коефіцієнт теплопередачі
коефіцієнт теплопропускання поверхні (позначається U): це тепловий потік у стаціонарному режимі на одиницю площі стіни для різниці температур в один градус К між середовищами, розташованими по обидва боки стіни. U виражається у Вт/м 2 .K.
Ми говоримо про Uc в поточній частині стіни (без інтегрованих теплових мостів).
Ми говоримо про збільшення Uc = Uc, враховуючи будь-які теплові мости, вбудовані в стіну.
Питома теплоємність
питома теплоємність (позначається Cp): це кількість тепла, необхідна для підвищення температури одного кілограма матеріалу на один градус. Він також відображає здатність накопичувати тепло по відношенню до маси продукту. Його ще називають питомою теплоємністю або питомою теплоємністю. Це виражається в Джоулях на кг на Кельвін (Дж/кг.К).
Питома теплоємність мінеральної вовни (скла або гірської породи) становить 1030 Дж/кг.К.
Об'єм теплоємності
питома теплоємність або щільність нагрівання матеріалу - це кількість тепла, необхідна для підвищення температури одного кубічного метра матеріалу на 1 ° C. Він також відображає здатність накопичувати тепло відносно його обсягу. Це виражається в Джоулях на кубічний метр на Кельвін (Дж/м 3 .K).
Це добуток щільності (ρ) матеріалу та його питомої теплоємності (Cp). Отже, воно не є постійним значенням, оскільки воно залежить від щільності продукту на відміну від питомої теплоємності.
Таким чином, мінеральна вата має питому теплоємність від 10300 до 206000 Дж/м 3 .K залежно від їх щільності.
Існує також поверхнева теплоємність (виражена в Дж/м 2 .K). Можна додати поверхневу ємність кожного шару стіни.
Теплова дифузійність
теплова дифузійність (позначається D): це швидкість, з якою тепло дифузується через матеріал. Він виражається в м 2/с.
Розраховується за такою формулою: D = λ/(ρ.Cp)
Для скляної вати 20 кг/м 3 її дифузійність становить 1,69 10 -6 м 2/с.
Для кам’яної вати 40 кг/м 3 її дифузійність становить 0,85 10 -6 м 2/с.
Теплова ефузивність
теплова ефузивність (позначається Е): це здатність матеріалу обмінюватися тепловою енергією зі своїм середовищем. Це виражається в J/M.m 2 .s 1/2 .
Його формула розрахунку така: .
Не плутайте теплову випромінюваність з тепловою дифузійністю. Ці два значення, очевидно, пов’язані між собою, оскільки ми також можемо написати формулу для виснаженості таким чином:.
І ті, і інші є важливими величинами для кількісної оцінки теплової інерції.
На відміну від теплової дифузійності, яка описує, як швидко калорії рухаються по масі матеріалу, ефузійність описує, як швидко матеріал поглинає калорії. Чим вище ефузійність, тим більше енергії поглинає матеріал, не помітно нагріваючись.
Зсув фази в стіні
Це час, коли теплова хвиля проходить крізь стіну, між часом її поглинання на одній стороні стіни та її викидом на протилежній стороні стіни. Це виражається в годинах (год).
Він розрахований відповідно до NF EN ISO 13786.
Коливання температури на внутрішній стороні стіни відбуватиметься з певним часовим зсувом (фазовим зсувом). Фазовий зсув не впливає на температуру як таку. Саме ізоляція забезпечує ослаблення максимальної температури, що спостерігається всередині. Чим більше утеплена стіна, тим нижчою буде максимальна температура, що спостерігається всередині.
Розрахунок фазового зсуву: на стіні, що складається лише з ізоляції та фінішної облицювання (тип утеплювача покрівлі), збільшення щільності ізоляції призводить до збільшення теплового зсуву фаз.
Щоб отримати фазовий зсув порядку 10 годин на такій стіні, потрібно було б використовувати ізолятори, які не використовуються для цього застосування.
Але перш за все, ми не повинні забувати, що в будівлі маса, яку забезпечує утеплювач, дуже низька.
Співвідношення мас, наявне для стандартного утепленого будинку площею 100 м 2:
- У мінеральній ваті: 550 кг (0,55 т)
(на даху R = 6 м 2. К/Вт (240 мм λ = 0,040 Вт/м. К порядку 10-20 кг/м 3)),
(у стіні R = 3,15 м 2 .K/W (100 мм λ = 0,032 Вт/м. K порядку від 20 до 30 кг/м 3)).
- У деревній вовні: 2000кг (2 т)
(На даху та стіні однаковий тепловий опір (щільність близько 70 кг/м 3 та λ = 0,040 Вт/м. К)).
Важить лише підлога, бетонна більше 24 тонн, тобто коефіцієнт маси коефіцієнта 10.
Теплова інерція будівлі
LТеплова інерція будівлі: це його здатність зберігати, а потім виділяти тепло дифузної речовини. Чим більша інерція будівлі, тим повільніше вона нагрівається і охолоджується. Теплова інерція дозволяє отримати тепловий фазовий зсув, відставання в часі внутрішньої температури порівняно із зовнішніми температурами.
Що стосується матеріалу, це його схильність підтримувати початкову температуру, коли є порушення його теплової рівноваги. Чим щільніше матеріали з однаковими Cp, тим вони більш інертні, тому ми також говоримо про "теплову масу".
Характерний час, пов'язаний з тепловою інерцією, залежить від двох параметрів товщини та теплової дифузійності, оскільки він має порядок e 2/D .