Теплоизоляция и теплопроводность

При проектировании зданий и сооружений необходимо учитывать элементы теплоизоляции. Теплоизоляция строительных конструкций, а также оборудования и трубопроводов уменьшает теплообмен между внутренним пространством теплоизолируемого сооружения и внешней средой. Это позволяет поддерживать температуру внутреннего пространства относительно стабильной. Для зданий это означает, что зимой в помещении сохраняется тепло, а летом – прохлада. Для промышленных сооружений теплоизоляция обеспечивает стабилизацию требуемой технологической температуры и выполнение требований техники безопасности, например, для горячих производств.

Теплоизоляция достигается применением специальных теплоизоляционных материалов, основной рабочей характеристикой которых является теплопроводность. Теплопроводность представляет собой способность материала пропускать тепло, т.е. она определяет, насколько быстро температура внутри материала выравнивается с температурой окружающей среды. Например, большинство металлов быстро нагреваются и также быстро остывают – у них высокая теплопроводность. А чтобы нагреть кирпичи или камни в русской печи, требуется достаточно долго её топить, зато и остывает она дольше – у керамики более низкая теплопроводность.

Согласно современным представлениям теплопроводность материалов, не проводящих электричество, обеспечивается передачей теплоты в ходе колебаний атомов, входящих в кристаллическую решётку. В проводящих электричество материалах теплота передаётся посредством движения свободных электронов. При этом перемещения электронов переносят теплоту более эффективно – материалы, проводящие электричество, как правило, имеют более высокую теплопроводность.