Теплопровідність деревини

Ми всі знайомі з відносною теплопровідністю дерева. Вірніше буде сказати, з його не-теплопровідністю, оскільки дерево відоме своїми якостями теплоізоляції, а не теплопровідності. Образ «теплого» дерева цілком зрозумілий з точки зору теорії теплопровідності. Відчуття теплоти або холоду залежить не тільки від температури предмета, до якого ми торкаємося, але і від швидкості, з якою він передає або відбирає тепло нашої шкіри. Наприклад, якщо ви торкаєтеся холодного металу, то він відбирає тепло в сотні разів швидше, ніж холодне дерево. Хоча їх температура і однакова, ваші відчуття такі: дерево тепліше.
Саме тому протягом багатьох століть дерево використовують в якості матеріалу для виготовлення ложа для рушниць, сидінь і рукояток інструментів. Порівняльні значення теплопровідності різних матеріалів наведені в таблиці:

Матеріал	К *	R **
Повітря	0.16	6,25
Вода	4	0,25
Лід	15	0,07
Скло	5	0,2
Цегла	4,5	0,22
Бетон	7,5	0,13
Мармур	17	0,06
Сталь	310	0,003
Алюміній	1400	0,0007
Теплоізоляція (скловата, хв. Вата, пінополіуретан, і т.д.)	0,2-0,3	3,3-5,0
Дерево  (сухе, в напрямку перпендикулярно волокну)	0,4-1,2	0,8-2,5

* К - коефіцієнт теплопровідності (виражений як кількість BTU, що проходять через матеріал на годину, на дюйм товщини, на квадратний фут поверхні, на різницю в градусах температури за Фаренгейтом між теплою і холодною стороною.

** R = 1 / К - тепловий опір матеріалу, являє собою теплоізоляційне якість матеріалу

Очевидно, що чим вище значення R, тим кращі теплоізоляційні властивості матеріалу. Наведені в таблиці значення для дерева показують різницю між властивостями різних порід в сухому вигляді. Взагалі, теплопровідність дерева залежить від його щільності та рівня вологості наступним чином:


де К - коефіцієнт теплопровідності в BTU/ft2/0F/hr/in., S - щільність, а МС - рівень вологості в %. Тобто збільшення щільності та рівня вологості веде до підвищення теплопровідності, або до втрати теплоізоляційних якостей.

Для більшості хвойних порід, що застосовуються в будівництві, значення К буде дорівнює або трохи менше 1, а значення R трохи більше 1. Наприклад, для ялинової дошки з щільністю 0.40 і середнім рівнем вологості в 10%,


Беручи до уваги критичний стан наших енергетичних ресурсів, зрозуміло, що втрата тепла в будівлях і спорудах - серйозна турбота. З даних, наведених у таблиці, чітко видно, що дерево - кращий теплоізолятор, ніж інші будівельні матеріали. Воно в сім разів ефективніше бетону, в 300 разів ефективніше сталі і в 1400 разів ефективніше алюмінію тієї ж товщини. Хоча матеріали, вироблені спеціально для теплоізоляції (скловата, мінеральна вата, пінополіуретанова піна і т.п.) і перевершують дерево за своїми властивостями в три-чотири рази, у багатьох випадках, особливо там, де потрібні міцність, краса і теплоізоляція, дерево залишається прийнятним компромісом і логічним вибором.

Значення К для води становить 4, а для льоду -15, з чого можна зробити висновок, що для того, щоб зберегти теплоізолюючий потенціал, дерево та інші матеріали необхідно підтримувати в сухому стані.