Теплопроводность древесины
Теплопроводность является одним из ключевых показателей строительных материалов, используемых для возведения стен, кровли и обустройства напольных покрытий. Теплопроводность материала означает его способность проводить сквозь себя тепло (за счет движения частиц внутренней структуры: молекул, атомов).
Таким образом, теплопроводность каких-либо ограничивающих конструкций (стены, например), влияет на перенос тепла с одной стороны – через материал – на другую. Иными словами, показатель теплопроводности определенного материала влияет на энергетическую эффективность объекта, построенного из данного материала.
В силу климатических особенностей нашей страны, важным показателем качественного жилья является способность сохранять тепло внутри помещений. Если этой способностью жилье не обладает, то первая же зима потребует весьма серьезных затрат на отопление.
Давно замечено, чем плотнее среда – тем лучше теплопроводность, и тем быстрее будут происходить потери тепла. В этом кроется основное противоречие, с которым столкнулось человечество еще на заре осмысленного строительства: чем крепче материал, тем он плотнее. К счастью, древесина представляет собой идеальный баланс данных характеристик. Теплопроводность дерева является низкой (0,12 – 0,4 Вт на кубометр), но при этом древесные материалы отличаются хорошими прочностными показателями. Именно поэтому строительство из дерева получило столь широкое распространение.
Для сравнения, укажем во сколько раз выше теплопроводность других материалов:
- пустотелый кирпич - в 3 раза;
- силикатный кирпич – в 8 раз;
- бетон – в 9 раз;
- железо – в 11 раз.
Иными словами, для того, чтобы обеспечить такой же уровень теплоизоляции, как у деревянной стены, необходимо возводить стену в 3 раза шире, если вы используете пустотелый кирпич.
Плотность дерева |
Плотность стройматериалов |
||
| ДСП, ОСП | 0,15 | железобетон | 1,69 |
| древесина твердых пород | 0,2 | кирпич кремнеземный | 0,15 |
| дуб - вдоль волокон | 0,23 | кирпич пустотелый | 0,44 |
| дуб - поперек волокон | 0,1 | кирпич силикатный | 0,81 |
| клен - вдоль волокон | 0,37 | кирпич сплошной | 0,67 |
| клен - поперек волокон | 0,15 | кирпич шлаковый | 0,58 |
| сосна или ель - вдоль волокон | 0,18 | пенобетон (1000 кг/м3) | 0,29 |
| сосна или ель - поперек волокон | 0,09—0,15 | пенобетон (300 кг/м3) | 0,08 |
| сосна смолистая (600...750 кг/м3, 15% влажности) | 0,23 | пенопласт | 0,037-0,05 |
| опилки древесные | 0,070—0,093 | поролон | 0,04 |
| фанера клееная | 0,12 | стекловата | 0,05 |
Отметим, что теплопроводность древесины меняется под воздействием некоторых факторов. Основным из них является влажность.
Рассмотрим механизм подробнее.
Причина относительно низкой теплопроводности дерева кроется в его волокнистой структуре. Между волокнами имеются пустоты, которые заполнены воздухом. Так как воздух отличается весьма малой плотностью, это и обеспечивает высокий показатель теплоизоляции.
Если же влажность древесины увеличивается, то пространство между волокнами заполняются влагой. Плотность воды выше (примерно в 25 раз) плотности воздуха, а потому и теплопроводность сырой древесины выше.
Кстати, на похожем принципе пустот создан целый ряд новых материалов, как правило, относящихся к группе вспененных полимеров, которые имеют очень низкий показатель теплопроводности (пенопласт).
Так же теплопроводность дерева зависит от сорта древесины. Скажем, дуб является более плотным, чем сосна, поэтому его теплопроводность выше. Так же теплопроводность любой древесины выше в направлении вдоль волокон, что следует учитывать при отделочных работах.
К слову, аналогично теплопроводности изменяется и звукопроводимость дерева: чем выше плотность и влажность, тем лучше передается звук.