Теплопроводность дерева: свойства и характеристики

Теплопроводность древесины - один из ключевых показателей при выборе материала для строительства. От него напрямую зависит энергоэффективность будущего дома и экономия на отоплении. Давайте разберемся, какие породы деревьев лучше всего сохраняют тепло и почему.

Понятие теплопроводности

Теплопроводность - это способность материала проводить тепло. Она характеризует скорость переноса тепловой энергии через материал от более нагретых участков к менее нагретым.

Чем ниже теплопроводность, тем меньше тепла теряется через конструкцию. Соответственно, чем выше этот показатель, тем активнее идет отдача тепла в окружающую среду.

Теплопроводность не стоит путать с теплоемкостью - способностью вещества аккумулировать тепловую энергию и отдавать ее при остывании.

Для строительной отрасли теплопроводность имеет важное значение. Например, при возведении энергоэффективных пассивных домов коэффициент теплопроводности является одним из ключевых параметров при подборе материалов ограждений, утеплителей и т.д.

Теплопроводность измеряется в Вт/(м·К). Эта величина показывает, сколько тепловой энергии в Вт проходит через материал площадью 1 м² при градиенте температуры 1°С.

Теплопроводность разных пород древесины

Каждая порода древесины имеет свой коэффициент теплопроводности.

Самой низкой теплопроводностью обладает пробковое дерево - всего 45 мВт/(м·K). За ним следуют ель и лиственница. А вот сосна уступает им, ее показатель выше.

Важно отметить, что на теплопроводность существенно влияют:

• влажность древесины
• направление волокон
• плотность

По мере увеличения влагосодержания теплопроводность дерева заметно возрастает. Теплопроводность вдоль волокон всегда в несколько раз выше, чем поперек. Более плотные породы также хуже сохраняют тепло.

Другие характеристики древесины

Помимо теплопроводности, при выборе древесины для строительства важно ориентироваться и на другие показатели:

• Плотность
• Твердость
• Влагостойкость
• Сопротивление гниению
• Технологичность обработки
• Эстетические качества
• Стоимость

Рассмотрим некоторые породы подробнее:

Кедр. Древесина мягкая, приятного красноватого оттенка. Хорошо поддается обработке. Обладает высокой стойкостью к гниению. Дорогая порода.

Лиственница. Очень тяжелая и прочная древесина. Поверхность имеет красивый рисунок. Хорошо противостоит внешним воздействиям и гниению. Трудоемка в обработке.

Сосна. Доступный и распространенный материал. Легко поддается механической обработке. Имеет хороший внешний вид. Менее устойчива к гниению по сравнению с лиственницей.

Теплопроводность прочих материалов

Для сравнения рассмотрим теплопроводность других распространенных материалов, используемых в строительстве.

Кирпич

Керамический кирпич обладает теплопроводностью 0,56-0,81 Вт/(м·К), силикатный - 0,47-0,67 Вт/(м·К). Это в несколько раз выше, чем у всех видов древесины.

Однако благодаря возможности создания толстой кладки, общее сопротивление теплопередаче получается на достаточном уровне.

Бетон

Теплопроводность бетона составляет 1,7-3,5 Вт/(м·К). Это объясняется наличием в его составе каменного заполнителя с высокой теплопроводностью.

Поэтому бетонные конструкции требуют обязательного утепления, особенно в районах с суровым климатом.

Металл

Сталь и чугун характеризуются очень высокими значениями теплопроводности - соответственно 45-58 Вт/(м·К) и 52-64 Вт/(м·К).

Это объясняет, почему металлические трубы и радиаторы так эффективно передают тепло. Но в то же время металлоконструкции не годятся для несущих стен без дополнительной теплоизоляции.

Стекло

Обычное оконное стекло имеет теплопроводность 0,78 Вт/(м·К).

Хотя это несколько ниже, чем у кирпича и бетона, окна с одинарным остеклением сильно теряют тепло. Поэтому применяют двух- и трехкамерные стеклопакеты с инертным газом.

Расчет оптимальной толщины стены

Оптимальную толщину деревянной стены для конкретного дома рекомендуется рассчитывать по специальной методике согласно действующим нормам СП 50.13330.

При этом учитываются такие факторы, как:

• Климатический район строительства
• Минимальная расчетная температура наружного воздуха
• Требуемая температура воздуха внутри помещений
• Продолжительность отопительного периода
• Теплопроводность и толщина всех слоев ограждающей конструкции
• Теплопотери через окна, двери, стыки и т.д.

Результаты расчета позволяют определить оптимальную как по теплозащите, так и по экономическим показателям толщину стены из бревен, бруса или других материалов.