Coefficient de conductivité thermique des matériaux

Ces dernières années, lors de la construction ou de la rénovation d'une maison, une grande attention a été portée à l'efficacité énergétique. Avec les prix du carburant déjà existants, c'est très important. De plus, il semble que de nouvelles économies deviendront de plus en plus importantes. Pour sélectionner correctement la composition et l'épaisseur des matériaux dans le gâteau des structures enveloppantes (murs, sol, plafond, toit), il est nécessaire de connaître la conductivité thermique des matériaux de construction. Cette caractéristique est indiquée sur les emballages avec des matériaux, et elle est nécessaire même au stade de la conception. Après tout, il est nécessaire de décider à partir de quel matériau construire les murs, comment les isoler, quelle doit être l'épaisseur de chaque couche.

Qu'est-ce que la conductivité thermique et la résistance thermique

Lors du choix des matériaux de construction pour la construction, il est nécessaire de faire attention aux caractéristiques des matériaux. L'une des positions clés est la conductivité thermique. Il est affiché par le coefficient de conductivité thermique. Il s'agit de la quantité de chaleur qu'un matériau particulier peut conduire par unité de temps. Autrement dit, plus ce coefficient est bas, plus le matériau conduit la chaleur. Inversement, plus le nombre est élevé, meilleure est la dissipation thermique.

Schéma illustrant la différence de conductivité thermique des matériaux

Schéma illustrant la différence de conductivité thermique des matériaux

Des matériaux à faible conductivité thermique sont utilisés pour l'isolation, avec des matériaux élevés pour le transfert ou l'élimination de la chaleur. Par exemple, les radiateurs sont en aluminium, en cuivre ou en acier, car ils transfèrent bien la chaleur, c'est-à-dire qu'ils ont un coefficient de conductivité thermique élevé. Pour l'isolation, des matériaux à faible coefficient de conductivité thermique sont utilisés - ils retiennent mieux la chaleur. Si un objet se compose de plusieurs couches de matériau, sa conductivité thermique est déterminée comme la somme des coefficients de tous les matériaux. Dans les calculs, la conductivité thermique de chacun des composants du "gâteau" est calculée, les valeurs trouvées sont additionnées. De manière générale, on obtient la capacité d'isolation thermique de la structure d'enceinte (murs, sol, plafond).

La conductivité thermique des matériaux de construction indique la quantité de chaleur qu'ils transmettent par unité de temps.

La conductivité thermique des matériaux de construction indique la quantité de chaleur qu'ils transmettent par unité de temps.

Il existe également une résistance thermique. Il reflète la capacité d'un matériau à empêcher la chaleur de le traverser. Autrement dit, c'est l'inverse de la conductivité thermique. Et, si vous voyez un matériau à haute résistance thermique, il peut être utilisé pour l'isolation thermique. Un exemple de matériaux d'isolation thermique peut être la laine minérale ou de basalte populaire, la mousse, etc. Des matériaux à faible résistance thermique sont nécessaires pour dissiper ou transférer la chaleur. Par exemple, des radiateurs en aluminium ou en acier sont utilisés pour le chauffage, car ils dégagent bien de la chaleur.

Tableau de conductivité thermique des matériaux d'isolation thermique

Pour faciliter le maintien au chaud en hiver et au frais en été, la conductivité thermique des murs, du sol et du toit doit être d'au moins un certain chiffre, calculé pour chaque région. La composition du «gâteau» des murs, du sol et du plafond, l'épaisseur des matériaux sont prises pour que le chiffre total ne soit pas moins (ou meilleur - au moins un peu plus) recommandé pour votre région.

Coefficient de transfert de chaleur des matériaux des matériaux de construction modernes pour les enveloppes de bâtiment

Coefficient de transfert de chaleur des matériaux des matériaux de construction modernes pour les enveloppes de bâtiment

Lors du choix des matériaux, il faut tenir compte du fait que certains d'entre eux (pas tous) conduisent beaucoup mieux la chaleur dans des conditions d'humidité élevée. Si, pendant le fonctionnement, une telle situation peut survenir pendant une longue période, les calculs utilisent la conductivité thermique pour cet état.Les coefficients de conductivité thermique des principaux matériaux utilisés pour l'isolation sont indiqués dans le tableau.

Nom du matériauCoefficient de conductivité thermique W / (m ° C)
SecÀ une humidité normaleAvec une humidité élevée
Feutre de laine0,036-0,0410,038-0,0440,044-0,050
Laine de roche minérale 25-50 kg / m30,0360,0420,,045
Laine de roche minérale 40-60 kg / m30,0350,0410,044
Laine de roche minérale 80-125 kg / m30,0360,0420,045
Laine de roche minérale 140-175 kg / m30,0370,0430,0456
Laine minérale de roche 180 kg / m30,0380,0450,048
Laine de verre 15 kg / m30,0460,0490,055
Laine de verre 17 kg / m30,0440,0470,053
Laine de verre 20 kg / m30,040,0430,048
Laine de verre 30 kg / m30,040,0420,046
Laine de verre 35 kg / m30,0390,0410,046
Laine de verre 45 kg / m30,0390,0410,045
Laine de verre 60 kg / m30,0380,0400,045
Laine de verre 75 kg / m30,040,0420,047
Laine de verre 85 kg / m30,0440,0460,050
Polystyrène expansé (polystyrène, PPS)0,036-0,0410,038-0,0440,044-0,050
Mousse de polystyrène extrudé (EPS, XPS)0,0290,0300,031
Béton mousse, béton cellulaire sur mortier de ciment, 600 kg / m30,140,220,26
Béton mousse, béton cellulaire sur mortier de ciment, 400 kg / m30,110,140,15
Béton mousse, béton cellulaire sur mortier de chaux, 600 kg / m30,150,280,34
Béton mousse, béton cellulaire sur mortier de chaux, 400 kg / m30,130,220,28
Verre mousse, miettes, 100-150 kg / m30,043-0,06
Verre mousse, miettes, 151 - 200 kg / m30,06-0,063
Verre mousse, miettes, 201-250 kg / m30,066-0,073
Verre mousse, miettes, 251 - 400 kg / m30,085-0,1
Bloc de mousse 100-120 kg / m3 0,043-0,045
Bloc de mousse 121-170 kg / m30,05-0,062
Bloc de mousse 171-220 kg / m30,057-0,063
Bloc de mousse 221-270 kg / m30,073
Écowool0,037-0,042
Mousse polyuréthane (PPU) 40 kg / m30,0290,0310,05
Mousse polyuréthane (PPU) 60 kg / m30,0350,0360,041
Mousse polyuréthane (PPU) 80 kg / m30,0410,0420,04
Mousse polyéthylène réticulée0,031-0,038
Vide0
Air + 27 ° C 1 atm0,026
Xénon0,0057
Argon0,0177
Aérogel (aérogels Aspen)0,014-0,021
Scories 0,05
La vermiculite0,064-0,074
Caoutchouc mousse0,033
Feuilles de liège 220 kg / m30,035
Feuilles de liège 260 kg / m30,05
Tapis de basalte, toile0,03-0,04
Remorquer0,05
Perlite, 200 kg / m30,05
Perlite expansée, 100 kg / m30,06
Plaques isolantes en lin, 250 kg / m30,054
Béton de polystyrène, 150-500 kg / m30,052-0,145
Liège granulé, 45 kg / m30,038
Liège minéral à base de bitume, 270-350 kg / m30,076-0,096
Revêtement de sol en liège, 540 kg / m30,078
Fiche technique, 50 kg / m30,037

Certaines informations sont tirées de normes qui prescrivent les caractéristiques de certains matériaux (SNiP 23-02-2003, SP 50.13330.2012, SNiP II-3-79 * (Annexe 2)). Les matériaux qui ne sont pas mentionnés dans les normes se trouvent sur les sites Web des fabricants. Comme il n'y a pas de normes, elles peuvent varier considérablement d'un fabricant à l'autre, alors lors de l'achat, faites attention aux caractéristiques de chaque matériau que vous achetez.

Tableau de conductivité thermique des matériaux de construction

Les murs, les plafonds et les sols peuvent être fabriqués à partir de différents matériaux, mais il se trouve que la conductivité thermique des matériaux de construction est généralement comparée à la maçonnerie. Tout le monde connaît ce matériel, il est plus facile de s'y associer. Les plus populaires sont les diagrammes qui montrent clairement la différence entre différents matériaux. Il y a une telle image dans le paragraphe précédent, la seconde - une comparaison d'un mur de briques et d'un mur de rondins - est donnée ci-dessous. C'est pourquoi les matériaux d'isolation thermique sont choisis pour les murs en briques et autres matériaux à haute conductivité thermique. Pour faciliter la sélection, la conductivité thermique des principaux matériaux de construction est tabulée.

Comparez une variété de matériaux

Comparez une variété de matériaux

Nom du matériau, densité Coefficient de conductivité thermique
secà une humidité normaleà une humidité élevée
CPR (mortier ciment-sable)0,580,760,93
Mortier chaux-sable 0,470,70,81
Plâtre0,25
Béton mousse, béton cellulaire sur ciment, 600 kg / m30,140,220,26
Béton mousse, béton cellulaire sur ciment, 800 kg / m30,210,330,37
Béton mousse, béton cellulaire sur ciment, 1000 kg / m30,290,380,43
Béton mousse, béton cellulaire sur chaux, 600 kg / m30,150,280,34
Béton mousse, béton cellulaire sur chaux, 800 kg / m30,230,390,45
Béton mousse, béton cellulaire sur chaux, 1000 kg / m30,310,480,55
Verre de fenêtre0,76
Arbolit 0,07-0,17
Béton avec pierre concassée naturelle, 2400 kg / m31,51
Béton léger avec pierre ponce naturelle, 500-1200 kg / m30,15-0,44
Béton sur laitier granulé, 1200-1800 kg / m30,35-0,58
Béton de laitier de chaudière, 1400 kg / m30,56
Béton de pierre concassée, 2200-2500 kg / m30,9-1,5
Béton sur laitier combustible, 1000-1800 kg / m30,3-0,7
Bloc céramique poreux0,2
Béton vermiculite, 300-800 kg / m30,08-0,21
Béton d'argile expansé, 500 kg / m30,14
Béton d'argile expansé, 600 kg / m30,16
Béton d'argile expansé, 800 kg / m30,21
Béton d'argile expansé, 1000 kg / m30,27
Béton d'argile expansé, 1200 kg / m30,36
Béton d'argile expansé, 1400 kg / m30,47
Béton d'argile expansé, 1600 kg / m30,58
Béton d'argile expansé, 1800 kg / m30,66
échelle en briques de céramique solides sur le CPR0,560,70,81
Maçonnerie en brique creuse en céramique sur CPR, 1000 kg / m3)0,350,470,52
Maçonnerie en briques creuses en céramique sur le chantier centralisé, 1300 kg / m3)0,410,520,58
Maçonnerie de briques creuses en céramique sur le bloc central, 1400 kg / m3)0,470,580,64
Maçonnerie en brique silico-calcaire pleine sur CPR, 1000 kg / m3)0,70,760,87
Maçonnerie en brique creuse silico-calcaire sur CPR, 11 vides0,640,70,81
Maçonnerie creuse en brique silico-calcaire sur CPR, 14 vides0,520,640,76
Calcaire 1400 kg / m30,490,560,58
Calcaire 1 + 600 kg / m30,580,730,81
Calcaire 1800 kg / m30,70,931,05
Calcaire 2000 kg / m30,931,161,28
Sable de construction, 1600 kg / m30,35
Granit3,49
Marbre2,91
Argile expansée, gravier, 250 kg / m30,10,110,12
Argile expansée, gravier, 300 kg / m30,1080,120,13
Argile expansée, gravier, 350 kg / m30,115-0,120,1250,14
Argile expansée, gravier, 400 kg / m30,120,130,145
Argile expansée, gravier, 450 kg / m30,130,140,155
Argile expansée, gravier, 500 kg / m30,140,150,165
Argile expansée, gravier, 600 kg / m30,140,170,19
Argile expansée, gravier, 800 kg / m30,18
Panneaux de plâtre, 1100 kg / m30,350,500,56
Panneaux de plâtre, 1350 kg / m30,230,350,41
Argile, 1600-2900 kg / m30,7-0,9
Argile réfractaire, 1800 kg / m31,4
Argile expansée, 200-800 kg / m30,1-0,18
Béton d'argile expansé sur sable de quartz avec porisation, 800-1200 kg / m30,23-0,41
Béton d'argile expansé, 500-1800 kg / m30,16-0,66
Béton d'argile expansé sur sable perlite, 800-1000 kg / m30,22-0,28
Briques de clinker, 1800-2000 kg / m30,8-0,16
Briques de parement en céramique, 1800 kg / m30,93
Maçonnerie en moellons de densité moyenne, 2000 kg / m31,35
Plaques de plâtre, 800 kg / m30,150,190,21
Plaques de plâtre, 1050 kg / m30,150,340,36
Contreplaqué, collé0,120,150,18
Panneau de fibres de bois, aggloméré, 200 kg / m30,060,070,08
Panneau de fibres de bois, aggloméré, 400 kg / m30,080,110,13
Panneau de fibres de bois, aggloméré, 600 kg / m30,110,130,16
Panneau de fibres de bois, aggloméré, 800 kg / m30,130,190,23
Panneau de fibres de bois, aggloméré, 1000 kg / m30,150,230,29
PVC linoléum sur une base calorifuge, 1600 kg / m30,33
PVC linoléum sur une base calorifuge, 1800 kg / m30,38
Linoléum PVC à base de tissu, 1400 kg / m30,20,290,29
Linoléum PVC à base de tissu, 1600 kg / m30,290,350,35
Linoléum PVC à base de tissu, 1800 kg / m30,35
Tôles plates en amiante-ciment, 1600-1800 kg / m30,23-0,35
Tapis, 630 kg / m30,2
Polycarbonate (feuilles), 1200 kg / m30,16
Béton de polystyrène, 200-500 kg / m30,075-0,085
Coquille de roche, 1000-1800 kg / m30,27-0,63
Fibre de verre, 1800 kg / m30,23
Tuiles en béton, 2100 kg / m31,1
Carreau de céramique, 1900 kg / m30,85
Tuile PVC, 2000 kg / m30,85
Enduit à la chaux, 1600 kg / m30,7
Enduit ciment-sable, 1800 kg / m31,2

Le bois est l'un des matériaux de construction à conductivité thermique relativement faible. Le tableau fournit des données indicatives pour différentes races. Lors de l'achat, assurez-vous de regarder la densité et le coefficient de conductivité thermique. Tous ne sont pas les mêmes que ceux prescrits dans les documents réglementaires.

NomCoefficient de conductivité thermique
SecÀ une humidité normaleAvec une humidité élevée
Pin, épicéa dans le sens du grain0,090,140,18
Pin, épicéa dans le sens du fil0,180,290,35
Chêne dans le sens du fil0,230,350,41
Chêne à travers le grain0,100,180,23
Arbre de liège0,035
arbre de bouleau0,15
Cèdre0,095
Caoutchouc naturel0,18
Érable0,19
Tilleul (15% d'humidité)0,15
Mélèze0,13
Sciure0,07-0,093
Remorquer0,05
Parquet en chêne0,42
Parquet en pièces0,23
Parquet à panneaux0,17
Sapin0,1-0,26
Peuplier0,17

Les métaux conduisent très bien la chaleur. Ils sont souvent le pont froid dans la structure. Et cela doit également être pris en compte, pour exclure le contact direct à l'aide de couches et de joints calorifuges, appelés rupture thermique. La conductivité thermique des métaux est résumée dans un autre tableau.

NomCoefficient de conductivité thermique NomCoefficient de conductivité thermique
Bronze22-105Aluminium202-236
Cuivre282-390Laiton97-111
argent429Le fer92
Étain67Acier47
Or318

Comment calculer l'épaisseur de paroi

Pour que la maison soit chaude en hiver et fraîche en été, il est nécessaire que les structures d'enceinte (murs, sol, plafond / toit) aient une certaine résistance thermique. Cette valeur est différente pour chaque région. Cela dépend des températures moyennes et de l'humidité dans une zone particulière.

Résistance thermique des structures enveloppantes pour les régions russes

Résistance thermique de l'enveloppe
structures pour les régions de la Russie

Pour que les factures de chauffage ne soient pas trop importantes, les matériaux de construction et leur épaisseur doivent être choisis de manière à ce que leur résistance thermique totale ne soit pas inférieure à celle indiquée dans le tableau.

Calcul de l'épaisseur de la paroi, de l'épaisseur de l'isolant, des couches de finition

Pour la construction moderne, une situation est typique lorsque le mur comporte plusieurs couches. En plus de la structure porteuse, il existe des matériaux d'isolation et de finition. Chacune des couches a sa propre épaisseur.Comment déterminer l'épaisseur de l'isolant? Le calcul est simple. Basé sur la formule:

Formule de calcul de la résistance thermique

Formule de calcul de la résistance thermique

R est la résistance thermique;

p est l'épaisseur de la couche en mètres;

k - coefficient de conductivité thermique.

Tout d'abord, vous devez décider des matériaux que vous utiliserez pendant la construction. De plus, vous devez savoir exactement quel type de matériau mural, d'isolation, de décoration, etc. Après tout, chacun d'eux contribue à l'isolation thermique et la conductivité thermique des matériaux de construction est prise en compte dans le calcul.

Tout d'abord, la résistance thermique du matériau de structure est considérée (à partir de laquelle le mur, le sol, etc. seront construits), puis l'épaisseur de l'isolant sélectionné est choisie "selon le principe résiduel". Vous pouvez également prendre en compte les caractéristiques d'isolation thermique des matériaux de finition, mais ils sont généralement un «plus» pour les principaux. C'est ainsi qu'un certain stock est posé «au cas où». Cette réserve vous permet d'économiser sur le chauffage, ce qui a par la suite un effet positif sur le budget.

Un exemple de calcul de l'épaisseur de l'isolant

Prenons un exemple. Nous allons construire un mur de briques - une brique et demie, nous allons isoler avec de la laine minérale. Selon le tableau, la résistance thermique des murs de la région doit être d'au moins 3,5. Le calcul de cette situation est présenté ci-dessous.

  1. Tout d'abord, calculons la résistance thermique du mur de briques. Une brique et demie mesure 38 cm ou 0,38 mètre, la conductivité thermique de la maçonnerie est de 0,56. Nous comptons en utilisant la formule ci-dessus: 0,38 / 0,56 = 0,68. Un mur de 1,5 brique a une telle résistance thermique.
  2. Nous soustrayons cette valeur de la résistance thermique totale de la région: 3,5-0,68 = 2,82. Cette valeur doit être «captée» par l'isolation thermique et les matériaux de finition.

    Toutes les structures englobantes devront être calculées

    Toutes les structures englobantes devront être calculées

  3. Nous considérons l'épaisseur de la laine minérale. Son coefficient de conductivité thermique est de 0,045. L'épaisseur de la couche sera: 2,82 * 0,045 = 0,1269 m ou 12,7 cm, c'est-à-dire que, afin de fournir le niveau d'isolation requis, l'épaisseur de la couche de laine minérale doit être d'au moins 13 cm.

Si le budget est limité, vous pouvez prendre 10 cm de laine minérale, et celle qui manque sera recouverte de matériaux de finition. Ils seront à l'intérieur et à l'extérieur. Mais, si vous voulez que les factures de chauffage soient minimes, il vaut mieux commencer par finir par un «plus» à la valeur calculée. C'est votre réserve pour le temps des températures les plus basses, car les normes de résistance thermique des structures enveloppantes sont calculées en fonction de la température moyenne sur plusieurs années, et les hivers sont anormalement froids. Par conséquent, la conductivité thermique des matériaux de construction utilisés pour la décoration n'est tout simplement pas prise en compte.

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