Почему дерево плохой проводник тепла по теплопроводности кратко

8 класс

В предыдущем параграфе мы выяснили, что при опускании металлической спицы в стакан с горячей водой очень скоро конец спицы становился тоже горячим. Следовательно, внутренняя энергия, как и любой вид энергии, может быть передана от одних тел к другим.

Передача внутренней энергии от одной части гвоздя к другой при нагревании

Внутренняя энергия может передаваться и от одной части тела к другой. Так, например, если один конец гвоздя нагреть в пламени, то другой его конец, находящийся в руке, постепенно нагреется и будет жечь руку.

Явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их непосредственном контакте называется теплопроводностью.

Изучим это явление, проделав ряд опытов с твёрдыми телами, жидкостью и газом.

Внесём в огонь конец деревянной палки. Он воспламенится. Другой конец палки, находящийся снаружи, будет холодным. Значит, дерево обладает плохой теплопроводностью.

Нагревание стеклянной палочки в горячей воде, свидетельствующее о плохой теплопроводности стекла

Поднесём к пламени спиртовки конец тонкой стеклянной палочки. Через некоторое время он нагреется, другой же конец останется холодным. Следовательно, и стекло имеет плохую теплопроводность.

Если же мы будем нагревать в пламени конец металлического стержня, то очень скоро весь стержень сильно нагреется. Удержать его в руках мы уже не сможем.

Значит, металлы хорошо проводят тепло, т. е. имеют большую теплопроводность. Наибольшей теплопроводностью обладают серебро и медь.

Рассмотрим передачу тепла от одной части твёрдого тела к другой на следующем опыте.

Закрепим один конец толстой медной проволоки в штативе. К проволоке прикрепим воском несколько гвоздиков. При нагревании свободного конца проволоки в пламени спиртовки воск будет таять. Гвоздики начнут постепенно отваливаться (рис. 5). Сначала отпадут те, которые расположены ближе к пламени, затем по очереди все остальные.

Рис. 5. Передача тепла от одной части твёрдого тела к другой

Выясним, как происходит передача энергии по проволоке. Скорость колебательного движения частиц металла увеличивается в той части проволоки, которая ближе расположена к пламени. Поскольку частицы постоянно взаимодействуют друг с другом, то увеличивается скорость движения соседних частиц. Начинает повышаться температура следующей части проволоки и т. д.

Следует помнить, что при теплопроводности не происходит переноса вещества от одного конца тела к другому.

Рассмотрим теперь теплопроводность жидкостей. Возьмём пробирку с водой и станем нагревать её верхнюю часть. Вода у поверхности скоро закипит, а у дна пробирки за это время она только нагреется (рис. 6). Значит, у жидкостей теплопроводность невелика, за исключением ртути и расплавленных металлов.

Рис. 6. Теплопроводность жидкости

Это объясняется тем, что в жидкостях молекулы расположены на больших расстояниях друг от друга, чем в твёрдых телах.

Исследуем теплопроводность газов. Сухую пробирку наденем на палец и нагреем в пламени спиртовки донышком вверх (рис. 7). Палец при этом долго не почувствует тепла.

Рис. 7. Теплопроводность газа

Это связано с тем, что расстояние между молекулами газа ещё больше, чем у жидкостей и твёрдых тел. Следовательно, теплопроводность у газов ещё меньше.

Итак, теплопроводность у различных веществ различна.

Опыт, изображённый на рисунке 8, показывает, что теплопроводность у различных металлов неодинакова.

Рис. 8. Теплопроводность разных металлов

Плохой теплопроводностью обладают шерсть, волосы, перья птиц, бумага, пробка и другие пористые тела. Это связано с тем, что между волокнами этих веществ содержится воздух. Самой низкой теплопроводностью обладает вакуум (освобождённое от воздуха пространство).

Объясняется это тем, что теплопроводность — это перенос энергии от одной части тела к другой, который происходит при взаимодействии молекул или других частиц. В пространстве, где нет частиц, теплопроводность осуществляться не может.

Если возникает необходимость предохранить тело от охлаждения или нагревания, то применяют вещества с малой теплопроводностью. Так, для кастрюль, сковородок ручки изготавливают из пластмассы. Дома строят из брёвен или кирпича, обладающих плохой теплопроводностью, а значит, предохраняющих помещения от охлаждения.

Вопросы

1. Как происходит передача энергии по металлической проволоке?

2. Объясните опыт (см. рис. 8), показывающий, что теплопроводность меди больше, чем теплопроводность стали. 3. Какие вещества имеют наибольшую и наименьшую теплопроводность? Где их применяют? 4. Почему мех, пух, перья на теле животных и птиц, а также одежда человека защищают от холода?

Упражнения

Упражнение № 3

1. Почему глубокий рыхлый снег предохраняет озимые хлеба от вымерзания?

2. Подсчитано, что теплопроводность сосновых досок в 3,7 раза больше, чем сосновых опилок. Чем объяснить такую разницу?

3. Почему вода не замерзает под толстым слоем льда?

4. Почему выражение «шуба греет» неверно?

Задания

Возьмите чашку с горячей водой и одновременно опустите в воду металлическую и деревянную ложки. Какая из ложек быстрее нагреется? Каким способом осуществляется теплообмен между водой и ложками? Как изменяется внутренняя энергия воды и ложек?

Почему, сидя у костра, люди ощущают тепло?

Передача тепловой энергии от одного тела к другому осуществляется двумя способами (рис. 9.11). При первом способе передача тепловой энергии происходит посредством контакта двух тел с разным нагревом. При втором способе передача тепловой энергии происходит в ходе излучения, т. е. световыми (видимыми) и инфракрасными (невидимыми) лучами.

Рис. 9.11. Теплопередача: 1 — конвекция: 2 — теплопроводность; 3 — излучение

Существует два варианта контактной передачи тепловой энергии: конвекцией и теплопроводностью.

Передача тепла конвекцией происходит в газах или жидкостях и заключается в следующем. Слои молекул газа или жидкости очень подвижны. Те из них, что прилегают к нагретому телу или донцу, при соприкосновении с ними нагреваются и уносятся вверх. На их место приходят всё новые и новые слои молекулы. Касаясь уже холодных тел или стенок, они отдают им тепло и опускаются вниз. Такой перенос тепла от стенки к жидкости или газу, а также, наоборот, от жидкости или газа называют конвекционной теплоотдачей.

Передача тепла за счёт теплопроводности происходит в твёрдых телах. В нагреваемой части твёрдых тел молекулы начинают совершать сильные колебания. «Толкая » соседние молекулы, они заставляют и их также колебаться сильнее. Усиление колебаний молекул приводит к росту температуры. Тепло тем самым от одной части тела передаётся другой.

Разные вещества, из которых могут состоять твёрдые тела, обладают разной теплопроводностью.

Высокая теплопроводность у металлов, низкая у стекла, пластмасс, древесины, керамики. Самой низкой теплопроводностью обладают газы.

На производстве и в быту при использовании деталей или изделий, изготовленных из тех или иных материалов, учитывают их теплопроводность. Например, ручки для сковородок и кастрюль делают из древесины и пластмасс. Эти материалы очень плохо передают тепловую энергию. А вот днища и корпус посуды делают из металлов, обладающих очень хорошей теплопроводностью, например из меди, алюминия и их сплавов.

Свойство низкой теплопроводности газов используют для утепления. Например, зимняя одежда делается многослойной и содержит вату, синтепон, поролон или другие подобные материалы. В их структуре много воздуха, который обладает низкой теплопроводностью, и такая одежда хорошо сохраняет тепло.

Керамической ватой утепляют каменные и бетонные дома. При таком утеплении каменную кладку можно делать не такой толстой, как это было в старину. Многослойными делают и окна. В средних широтах и на Севере без таких окон пришлось бы постоянно сильно отапливать дома.

Передача тепловой энергии может происходить путём излучения молекулами нагретых тел видимых и невидимых лучей. Для передачи тепла этим способом уже не нужна материальная среда. Тепловая энергия с помощью излучения передаётся даже в космическом вакууме. В частности, так к нам в виде излучения приходит энергия от Солнца.

Профессии и производство

В сфере энергетики занято множество различных специалистов. Одной из самых распространённых профессий является инженер-энергетик. Такой специалист занимается разработкой и обслуживанием систем теплового и энергетического обеспечения. Инженер-энергетик оценивает необходимость замены того или оборудования и материалов, следит за правильной эксплуатацией энергетических установок, контролирует расход топлива и энергии.

Диспетчер энергосистемы обеспечивает безаварийную работу энергосистемы. Такой специалист всегда должен быть готов к экстренным действиям по стабилизации системы при возникновении проблем. Самый важный и ответственный этап работы диспетчера — ликвидация аварий, поэтому такой профессионал должен уметь в условиях ограниченного времени принять правильное решение и осуществить необходимые действия. При нормальном функционировании системы диспетчер наблюдает за её работой, осуществляет контроль всех её частей.

Словарь

излучение; конвекция; теплопроводность.

1. Почему конвекция возможна только в жидкостях и газах?

2*. Почему древесина плохо проводит тепло посредством теплопроводности?

3. Почему у некоторых кастрюль и сковородок делают толстое днище?

* Подумайте, как может передаваться тепловая энергия в ртути: конвекцией, теплопроводностью или и тем и другим одновременно.

Наиболее удобным материалом для строительства дома или коттеджа является древесина, так как её теплопроводность остается постоянной в широком интервале температур от -40 до +40 градусов. Но существуют и другие факторы, влияющие на проводимость тепла материалов, в том числе древесины. Например, влажность, от которой зависит в большей степени теплопроводность дерева.

Сосна — часто применяемая в строительстве древесина

Что такое показатель теплопроводности

В каждом доме наружная и внутренняя поверхности имеют разную температуру. От более теплого места к холодному поступает поток тепла и в различных материалах тепло передается с разной скоростью. Это зависит от особого свойства материалов, которое называется показателем теплопроводности.

Свойство материалов проводить теплоту от более горячего места к холодному путем беспорядочного движения атомов и молекул называется теплопроводностью. Тепло передается путем хаотичного столкновения данных частиц между собой.

При рассмотрении вопроса строительства зданий передача тепла, его потеря при условии ровных стен теплопроводностью считают не беспорядочный поток, а направленный. В этом случае берется в учет температура снаружи и внутри здания, а не на поверхности стены. Отсюда и рассчитывается теплопроводность дерева.

Теплопроводность древесины

Из древесины удобно строить дома, дачи и другие объекты разных размеров. Самым главным фактором является малая теплопроводность этого материала. Тепло лучше всего сохраняется в доме, построенном из кедра. После него идет ель, затем лиственница. Сосна больше всего проводит тепла, как и дуб.

Различие в структуре волокон древесины кедра, соны, ели в разрезе

Теплоизоляционные свойства древесины человеку известны издавна. В древнем мире люди применяли дерево для изготовления различных построек, кроватей, стульев и даже посуды. Сухая древесины почти не проводит тепло, так как внутренняя структура имеет много воздушных пор. Если прислонить руку к деревянной поверхности, то ощущается тепло. Это происходит по причине медленной отдачи энергии с тела человека.

Сегодня стало популярным покрытие полов в квартирах ламинатом. Но этот материал намного холоднее натурального дерева. Проводимость тепла древесиной во многом зависит от ее плотности. Чем она больше, тем лучше проводится тепло. Кроме того, важное значение имеют направление волокон древесины и влажность. С повышением содержания воды в дереве резко возрастает его теплопроводность.

Древесина как строительный материал

Древесина во все времена применялась в качестве строительного материала. Она уступает по массовости только камню. Химические свойства дерева довольно сложны, но люди с успехом использовали уникальные свойства этого материала для строительства.

Дерево широко применяется для постройки домов, лодок, домашней мебели. Большим достоинством древесины является то, что она является природным материалом. Это делает его экономически выгодным и доступным. Древесина обладает достаточной прочностью, обеспечивает необходимую теплоизоляцию.

Дерево легко поддается обработке, ее можно придать разные размеры и формы, чтобы создать любую конструкцию. Древесина относится к биологически разлагаемым, экологически устойчивым продуктам. У нее наиболее низкий след углерода, по сравнению с другими строительными материалами.

https://youtube.com/watch?v=io0KppGTgG8%3Ffeature%3Doembed

Для добычи древесины не нужны высокоэнергетические виды топлива, по сравнению с пластиком, железом или кирпичом. С течением времени дерево в природе постепенно возобновляется. При строительстве объектов древесина в сочетании с другими материалами обеспечивает длительный срок службы, огнестойкость, изоляцию от влаги, шума и холода.

Расположение волокон

Величина теплопроводности различается в зависимости от того, как расположены волокна. Каждый вид дерева имеет свой коэффициент теплопроводности вдоль волокон. Чаще всего он составляет величину 0.4. В сильные морозы древесина промерзает вдоль волокон намного сильнее, чем поперек. Это можно увидеть в промерзших углах деревянных домов.

Показатель теплопроводности древесины различается в зависимости от распила

Интересной особенностью обладает пробковое дерево. Оно имеет наименьший коэффициент проводимости тепла, по сравнению с другими породами деревьев. Но применять его для постройки домов и других сооружений нецелесообразно, так как пробка не обладает достаточной прочностью. Но для утепления помещений она подходит как нельзя лучше.

Ниже приведена таблица теплопроводности древесины в зависимости от влажности и расположения волокон.

При повышении влажности и плотности деревянного изделия увеличивается проведение тепла как поперек, так и вдоль волокон. В следующей таблице указаны величины теплопроводности дерева поперек волокон при разной влажности, отрицательных и положительных температурах.

Теплопроводность и другие свойства древесины разных пород деревьев

Если проанализировать данные из таблицы, то можно понять, что показатель проводимости тепла древесины меньше аналогичной характеристики других стеновых материалов. Только некоторые инновационные материалы могут соперничать с деревом.

Большое влияние на проведение тепла оказывают влажность и плотность древесины. Кроме того, одна и та же порода может проявлять себя по-разному, в зависимости от региона произрастания. Поэтому в таблице можно увидеть несколько параметров для одного вида дерева.

Самым «теплым» деревом считается кедр. Он меньше всего проводит тепло, поэтому дома из такого материала будут наиболее экономичными в плане расходов на отопление.

Ель и пихта тоже будут неплохим выбором для постройки теплого дома. Однако, пихта не должна содержать много смолы, которая намного снижает сохранение тепла.

Плотность хвойных пород деревьев во многом зависит от региона произрастания, что влияет на теплопроводность древесины. Например, славится астраханская сосна, из которой делают мачты. В Вологодской области строители чаще выбирают не сосну, а ель.

При строительстве часто в расчет берут среднее значение теплопроводности по древесине сосны – 0.15 Вт на м*С. На самом деле, если взять сухое дерево, то для ели, сосны и пихты коэффициент теплопроводности равен 0.13, а для кедра не более 0.1. Примерно такие же характеристики имеют газосиликатные блоки, которые изготавливаются в автоклавах.

Может быть интересно:

Толщина стены из дерева

Если взять в расчет коэффициент теплопроводности 0.13 для средней полосы России, то стены домов необходимо делать толщиной 0.11 х 3 = 0.33 метра. Отсюда и берется среднее значение толщины стены из сосновой древесины. Это норматив для условий сбережения тепла и энергетических запасов.

Все привыкли в доме видеть стены плоскими и ровными. Из физики известно, что тепло передается через беспорядочное движение частиц. Но, когда стена ровная, то теплота передается прямолинейно и направленно от места с большим нагревом к меньшему.

Если стены здания бревенчатые, то ситуация несколько меняется. Круглая поверхность бревен создает векторы направления тепла в разные стороны. В итоге толщиной стены является диаметр бревна, а узкое место не учитывается. Участок межвенцового паза (теплового моста) часто принимают за «мостик холода» по аналогии раствора при строительстве кирпичной стены.

Но, кроме толщины стены, большую роль играет температура в помещении. Также может получиться, что постройка теплого дома получится экономически невыгодным. Ведь расходы на его последующий ремонт могут оказаться слишком велики и не покроют стоимость отопления.

https://youtube.com/watch?v=ssmc591-ldY%3Ffeature%3Doembed

Особенности конструкций из древесины

Чаще всего для строительства теплого дома, коттеджа или дачи применяют брус со стандартным сечением 150х150 мм. Он выполнен из хвойных пород деревьев, которые обладают правильным отношением стоимости и теплопроводности.

Стена должна иметь толщину 450 мм, чтобы сохранить нужное количество тепла, а брус имеет размер всего 150 мм.

Вопрос в том, что при строительстве, кроме древесины применяются и другие новые материалы. Ведь чисто деревянный дом получится очень дорогим. Наиболее выгодно будет сделать тонкие деревянные стены, а потом утеплить их синтетическими материалами.

Особенно это подойдет для северных регионов России, где морозы могут достигать -50 градусов. Кроме отличного сохранения тепла, дерево имеет и другие важные свойства, которые отсутствуют у кирпича, камня или бетона. Например, упругость, износостойкость, удобство обработки.

Дерево плохо проводит тепло (как и другие формы энергии), потому что оно ковалентно связано в виде соединения. В результате у него нет свободных электронов, которые вот-вот разлетаются. проводят различные формы энергии, как металлы и другие сильные проводники.

В древесине не только отсутствуют свободные электроны, но и много воздушных карманов, и в ней даже есть крахмалы и белки. Эти три свойства заставляют его удерживать тепло, а не выделять его. Древесина довольно пористая, и поры также имеют тенденцию впитывать волны тепла; вот почему можно положить деревянную ложку в кастрюлю с кипящей водой и через несколько минут дотронуться до ручки, не обжигая руку, но почему то же самое с металлической ложкой приводит к покраснению и боли в пальцах.

Металлы, напротив, делятся электронами на атомном уровне, и проходящие электроны позволяют энергии (формой которой является тепло) перемещаться гораздо более свободно. Последнее различие касается задействованных поверхностей. Даже отшлифованная древесина грубее металла, а более грубые поверхности передают меньше тепла, потому что их края не так сильно контактируют с получателем, как гладкие поверхности, такие как металл.

В любом здании внутренняя и внешняя поверхности нагреваются различно. В результате от точки большего нагрева к точке меньшего нагрева начинается поток тепла. Передача тепла в разных материалах происходит по-разному. На это влияет такое свойства материалов как теплопроводность.

Теплопроводность — свойство материалов проводить тепло от нагретой части к не нагретой вследствие хаотического движения частиц (молекул, атомов и т.д.). Происходит это в результате столкновения частиц. Столкновения именно хаотичного, а не направленного.

В рамках строительства домов при рассмотрении вопроса теплопроводности, потери тепла, когда стены имеют ровную поверхность, условно принимают передачу тепла как прямой, а не хаотичный поток. При этом и температура рассматривается не поверхности материала, а температуры внутри помещения и снаружи.

Рассмотрим особенности теплопроводности и потери тепла в деревянных домах.

Неоднократно уже указывалось в наших статьях, что строительный материал изначально, впрочем, часто и сейчас, привязывался к регионам строительства. Вполне естественно, что в России основным строительным материалом стала древесина разных пород деревьев с учетом места их произрастания.

В местах отсутствия леса, например, в степных районах, таким строительным материалом становился саман — смесь глины с соломой (именно эта идея лежит в изготовлении современного арболита). В местах выхода скалистых пород строительным материалом мог становиться натуральный камень. В первую очередь известняк, так как он легче поддавался обработке.

Но даже при наличии других строительных материалов предпочтение часто отдавалось древесине. Более того, происходит это и в настоящее время даже при условии наличия развитой транспортной сети и грузоперевозок строительных материалов.

Строительство домов из дерева ведется как в отношении маленьких дачных домиков, небольших домов для постоянного проживания или загородного отдыха, так и в отношении больших коттеджей. Одним из важнейших факторов является достаточно низкая теплопроводность древесины. Сравним данные на конкретных примерах.

* Данные из СНиП II-А.7-62 Строительная теплотехника и СНиП II-3-79 Строительная теплотехника

Строительный материал
Плотность, кг/м3
Теплопроводность, Вт/(м*град)
Теплоемкость, Дж/(кг*град)

Бетон на гравии или щебне из камня*
2400
1,51
840

Бетон на песке
1800..2500
0,7
710

Блок керамический поризованный
—
0,2
—

Газо- и пенобетон*
800
0,21
840

Известняк (облицовка)*
1400 — 2000
0,49 — 0,93
850 — 920

Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией*
1200
0,41
840

Керамзитобетон легкий
500 — 1200
0,18 — 0,46
—

Керамзитобетон на керамзитовом песке*
1800
0,66
840

Кирпич красный плотный
1700 — 2100
0,67
840 — 880

Кирпич красный пористый
1500
0,44
—

Кирпич силикатный
1000 — 2200
0,5 — 1,3
750 — 840

Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе*
1800
0,56
880

Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе*
1200 — 1600
0,35 — 0,47
880

Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379-79) на цементно-песчаном растворе*
1800
0,7
880

Ракушечник
1000 — 1800
0,27 — 0,63
—

Дуб вдоль волокон*
700
0,23
2300

Дуб поперек волокон (ГОСТ 9462-71, ГОСТ 2695-83)*
700
0,1
2300

Кедр
500 — 570
0,095
—

Клён
620 — 750
0,19
—

Липа, (15% влажности)
320 — 650
0,15
—

Пихта
450 — 550
0,1 — 0,26
2700

Сосна и ель вдоль волокон*
500
0,18
2300

Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486-66, ГОСТ 9463-72)*
500
0,09
2300

Сосна смолистая 15% влажности
600 — 750
0,15 — 0,23
2700

Тополь
350 — 500
0,17
—

Если сравнить показатели в таблицах, то хорошо видно, что теплопроводность древесины ниже теплопроводности многих стеновых материалов. Лишь некоторые современные материалы приближаются, поэтому показатель с деревом (в таблицу не выведены данные по утеплителям, т.к. это не конструктивный материал, который будет рассмотрен в отдельной статье).

Изменение требований к теплосопротивлению ограждающих конструкций: слева R~1, справа R~2

При сравнении разных видов пород необходимо отметить, что на показатель теплопроводности древесины оказывает влияние её плотность и влажность. Плотность одной и тоже породы дерева может зависеть от места произрастания. По этой причине в таблице местами указаны несколько показателей.

Одной из самых «теплых» пород деревьев является кедр. Его коэффициент теплопроводности составляет 0,095 Вт/(м*С). Дом, построенный из кедра, будет очень хорошим вложением, так как позволит экономить на отоплении.

Ель также является хорошим решением для строительства в плане экономии на отоплении. Схожа с елью пихта, но только при условии, что нет повышенной смолистости. Именно смолистость сосны и её плотность отодвигает её на следующую позицию.

Плотность деревьев, особенно хвойных, очень зависит от места их произрастания, а это сказывается на теплопроводности. Показательным примером является именно сосна.

Так в северных районах России, например, Астраханская область, которая славится мачтовыми соснами с малой сбежестью ствола, годовой прирост у сосны не большой, древесина плотная. В Вологодской области часто предпочитают строить из ели, а не из сосны. В то же время в южной тайге сосна имеет резкий прирост летом с древесиной меньшей плотности. В результате теплопроводность такой сосны ниже, но и сбежесть больше.

В строительстве закрепилась практика применения для расчетов усредненного коэффициента теплопроводности для деревянных домов на основе средних данных по сосне, то есть 0,15 Вт/(м*0С). В действительности, если рассматривать сухую древесину, то коэффициент теплопроводности составит 0,11 — 0,13 для ели, пихты, сосны и лиственницы и менее 0,1 Вт/(м*0С) для кедра. Эти показатели сопоставимы, например, с газосиликатным блоком автоклавного производства.

С учетом коэффициента теплопроводности 0,11 — 0,13 1 Вт/(м*0С) и сопротивления теплопередаче для средней полосы европейской части России равной 3 м2*0С/Вт. Таким образом, толщина стены должна равняться 0,11*3=0,33 метра или 0,13*3=0,39 метра. С учетом этих показателей и применяется усредненный вариант толщины стены для сосны 37 см. Это норма для энерго- и теплосберегающих условий.

Для нас привычно, что стена в доме ровная, плоская. Учитывая тот факт, что тепло передается благодаря хаотичному движению частиц, но в условиях плоской стены можно говорить о прямолинейной передаче тепла от зоны с высокой температурой в зону с низкой. В условиях со стеной из бруса и лафета для энергоэффективного дома потребуется толщина стены 37 см.

Но в условиях с бревном ситуация будет выглядеть иначе. Закругленная поверхность «создаст» разнонаправленные векторы передачи тепла. В результате чего за толщину стены необходимо принимать диаметр бревна, а не его половину по самому узкому месту. Зону межвенцового паза или, как еще называют, теплового моста можно рассматривать как «мостик холода» аналогично раствору в кирпичной кладке.

Иными словами, в случае строительства дома из бревна, он должен строиться из бревна диаметром 37 см.

Здесь необходимо заметить, что толщина стены это только одно из условий энергоэффективности. Существует еще и понятие допустимых к эксплуатации условий когда, например, рассматривается температура помещений не 24 0С, а 18 — 20 0С.

Кроме этого возможна ситуация, когда строительство энергоэффективного дома оказывается нерациональным с учетом стоимости строительство и дальнейшего ремонта, расход на которые может оказаться выше экономии на отоплении. Если же посмотреть СНиП 30-ти летней давности, то выяснится, что достаточной была толщина стены из дерева в 2 — 3 раза тоньше.

Строить дом с большей толщиной стены и меньше тратить на отоплении или построить дом дешевле, но на отоплении тратить больше — это вопрос, на который каждый должен ответить для себя лично. Проектирование дома должно вестись с учетом ответа на этот вопрос.

Материаловедение для столяров и плотниковОсновы древесиноведения

Теплопроводностью древесины называется ее способность проводить тепло через свою толщу от одной поверхности к другой. Теплопроводность сухой древесины незначительна, что объясняется пористостью ее строения. Коэффициент теплопроводности древесины равен 0,1—0,35 ккал/м.град.ч. Полости, межклеточные и внутриклеточные пространства в сухой древесине заполнены воздухом, который является плохим проводником тепла. Благодаря низкой теплопроводности древесина получила широкое распространение как стеновой материал.

Плотная древесина проводит тепло несколько лучше рыхлой, Влажность древесины повышает ее теплопроводность, так как вода по сравнению с воздухом является лучшим проводником тепла. Кроме того, теплопроводность древесины зависит от направления ее волокон и породы. Например, теплопроводность древесины вдоль волокон примерно вдвое больше, чем поперек.

Звукопроводностью называется свойство материала проводить звук; она характеризуется скоростью распространения звука в материале. В древесине быстрее всего звук распространяется вдоль волокон, медленнее в радиальном и очень медленно в тангентальном направлениях. Звукопроводность древесины в продольном направлении в 16 раз, а в поперечном в 3—4 раза больше звукопроводности воздуха. Это отрицательное свойство древесины требует при устройстве деревянных перегородок, полов и потолков применения звукоизолирующих материалов. Звукопроводность древесины и ее способность резонировать (усиливать звук без искажения тона) широко используются при изготовлении музыкальных инструментов. Повышенная влажность древесины понижает ее звукопроводность.

Наилучшей древесиной для изготовления музыкальных инструментов является древесина ели, пихты кавказской и сибирского кедра.

Электропроводность древесины характеризуется ее сопротивлением прохождению электрического тока. Электропроводность древесины зависит от породы, температуры, направления волокон и ее влажности. Электропроводность сухой древесины незначительна. Это позволяет применять ее в качестве изоляционного материала. При увеличении влажности в диапазоне от 0 до 30% электрическое сопротивление падает в миллионы раз, а при увеличении влажности свыше 30% — в десятки раз. Электрическое сопротивление древесины вдоль волокон меньше в несколько раз, чем поперек волокон. Повышение температуры древесины приводит к уменьшению ее сопротивления примерно в 2 раза.