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好的地暖保温材料为什么能让你省钱?

   日期:2020-09-27     来源:中国地暖网    
核心提示:保温,即保持温度。在建筑节能领域,通常以各种节能措施和材料来阻止建筑内外部的热传递。
  保温,即保持温度。在建筑节能领域,通常以各种节能措施和材料来阻止建筑内外部的热传递。
 
  要了解保温材料的保温愿意,就不能不了解热传递。
 
  热的传递
 
  热的传递是一种物理现象,主要分为热传导、热辐射和热对流,三种传热方式。生活中,我们能感受的温度都有以上一种及多种热传递的形式存在。
 
  1什么是热传导?
 
  物体各部分之间不发生相对位移时,依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递。 简单来说,就是热量从物体温度较高部位沿着物体传到温度部位的方式叫做热传导。
 
  热传导的机理:
 
  气体中:气体分子不规则热运动时相互碰撞。
 
  导电固体中:自由电子的运动。
 
  非导电固体中:晶格结构振动。
 
  液体中:兼有气体和固体导热的机理。
  例如,你的妈妈端着一大碗香喷喷的“冬瓜炖排骨”向你走来,并喊着“小心烫手”。
 
  这里小心的烫,就是防止碗体热量通过热传导方式对手的烫伤。
 
  2什么是热对流?
 
  指由于流体的宏观运动,从而使流体各部分之间发生相对位移,冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程。流体流过一个物体表面时的热量传递过程,称为对流换热。
 
  热对流的特点:
 
  导热与热对流同时存在的复杂热传递过程。
 
  对流仅发生在流体中,对流必伴随有导热现象。
 
  流体与壁面接触,必须有温差。
 
  壁面处会形成速度梯度很大的边界层。
  例如,你的妈妈又端了一大碗皮蛋廋肉粥给你,由于太烫了,你拿起勺子搅拌起来,甚至还舀起来扬一扬。
 
  这里让粥凉下来的动作,就是通过加快空气对流带走粥的热量。
 
  3什么是热辐射?
 
  由热运动产生的,以电磁波形式传递能量的现象,辐射与吸收过程的综合作用造成了以辐射方式进行的物体间的热量传递。
 
  热辐射的特点:
 
  所有温度大于绝对零度的物体都具有发射热辐射的能力。
 
  温度越高,发射热辐射的能力就越强。
 
  可以不借助中间媒介,可在真空中传播。
 
  物体间以热辐射进行热量传递是双向的。
  再例如,晚上我们跟朋友出去吃夜宵,点了一只烤羊腿和若干的饮品,下面烧红的炭火渐渐使上面的羊腿变得金黄和香脆。
 
  羊腿没有接触炭火却依然变得酥香诱人,这就是炭火的热量通过热辐射的方式传递在食物上。
 
  不要问为什么总拿食物举例,
 
  因为吃货的脑袋里只有美食。
 
  热传导、热对流和热辐射是三种热量传递的基本方式,生活中针对这些传递方式而诞生的产品就有很多,比如热水瓶、保温杯、恒温箱等,我们拿保温瓶为例。
  减少热传导:
 
  玻璃的内胆采用双层结构,并抽成真空,以阻挡热量通过传导方式散热。
 
  减少热对流:
 
  瓶口顶部有瓶塞和瓶盖密封,减少瓶内热水通过瓶口以对流的方式与外界进行热交换。
 
  减少热辐射:
 
  热水瓶的玻璃内胆采用镀铝或镀银处理,使其像镜面一样,生产反射效应,减少热量向外部的辐射。
 
  尽管时间一长,保温瓶的热水依然会慢慢地冷却下来,但我们通过许多保温的措施,大大延缓了热量的传递,这对于我们的生活来说,就是节能的体现。
 
  保温材料
  市场中的保温材料可以分为有机保温材料(EPS板、XPS板、发泡聚氨酯板等)和无机保温材料(玻璃棉、珍珠岩板、发泡水泥、发泡陶瓷等)。
  现在,我们越来越注意到保温材料对于建筑节能的重要性,尤其是房屋的围护结构。我们日常生活中,无论是空调的制冷量,还是地暖的热量,其效率与能耗的高低,都与建筑的保温节能性有密切关系。
  《辐射供暖供冷技术规程》中,对于铺设地板的地暖系统中,向上与向下的热量比到达了3:1,所以,我们需要在地暖的末端铺设保温板来减少向下的热量散失。
 
  讲到保温板,必定绕不开一个参数,那就是「导热系数」。
  导热系数是衡量材料保温效果的重要指标,单位为 W /(m·K),即在传热稳定的情况下,1m厚的保温材料,在T1和T2两侧温差为1度(k)时,在1秒钟(s)内,通过1平方的面积所以传递的热量(W)。一般来说,气体的导热系数在0.006~0.6 W /(m·K),液体的导热系数在0.07~0.7 W /(m·K),金属的导热性较好在6~470 W /(m·K) 区间内,但是这些导热系数的数值并不是完全固定的。
 
  生活中常见材质的导热系数:
  一般来说,气体的导热系数在0.006~0.6 W /(m·K),液体的导热系数在0.07~0.7 W /(m·K),金属的导热性较好在6~470 W /(m·K) 区间内,但是这些导热系数的数值并不是完全固定的。
  在极端高温的状态下,一些气体的导热系数会升高,而金属的导热系数反而会降低。不过,对于我们的地暖环境来说,室内温度通常不超过30度,供水温度一般也不会大于60度,因此,并不受到影响。
 
  根据常见材质的导热系数可以看出,空气的导热系数最低,只有0.026W /(m·K),因此,保温材料的原理基本都是依靠“空气隔热”。
  地暖市场中主流的保温材料为EPS泡沫板和XPS挤塑板,这两种材料的原料均为聚苯乙烯颗粒,只是生产工艺不同。
 
  EPS的生产是PS颗粒通过高温水蒸汽预发、熟化、成型、陈化、切割而成,生产流程相对简单。XPS则由PS颗粒和助剂混炼熔融后,与发泡剂混合,在模具处挤塑成型。
 
  这两种保温材料的板体内部具有大量泡孔结构,不同在于,EPS为颗粒状的球体结构,一般来说,其密度越大,颗粒的直径越小。而XPS为数以万计的微型蜂窝状的闭孔结构,每个闭孔结构内部都充满了空气。
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  因此,在相同密度的情况下,XPS的导热系数要比大部分保温材料低。因此,不仅在采暖中,我们日常中遇到与保温相关的产品时,其材料的导热系数可以作为重要的参考依据。
 
  地暖设计的重要参考数据是热负荷,即达到设计温度所需提供的热量。热负荷的计算参数包括门窗等围护结构、墙体的导热系数、建筑内部的散热设备等。
 
  对于地暖而言,保温材料的作用就在于改善了建筑的维护结构,从而降低了建筑的整体热负荷。
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  比如说,原先50平方的房子,按照120W/㎡的热负荷计算,要达到设计温度所需的热量为6000W;当使用保温材料改变建筑热负荷后,可能每平方热负荷可降低到110W/㎡(具体数值受保温材料品质和施工完善程度影响),整个房子所需热量为5500W,就达到了节约500W热量的效果。
 
  总结
 
  1、热传导、热对流和热辐射三种热量传递方式大多数情况下是同时存在的。
 
  2、保温材料通过独特的密闭泡孔结构阻碍热量传递,从而达到保温效果。
 
  3、保温材料并不能完全保持温度的恒定,只能一定程度上减缓热量传递的程度和时间。
 
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