Rozszerzalność cieplna aluminium
Ile wydłuży się element z aluminium przy zmianie temperatury, jaki luz zostawić przy montażu i jak wypada aluminium na tle stali, miedzi i PVC.
-
1Wprowadź dane
Wpisz treść, wklej tekst lub załaduj plik z dysku. -
2Kliknij przycisk
Narzędzie natychmiast przetworzy Twoje dane w przeglądarce. -
3Pobierz wynik
Skopiuj gotowy tekst lub zapisz plik na urządzeniu.
return "Wynik gotowy w 0.1s";
}
Z listy albo własny z karty materiału.
Ciemna elewacja w słońcu nagrzewa się do 70–80 °C.
Ruch dylatacyjny — zmiana długości w całym zakresie pracy
Element 6 m z aluminium (α 23,1) w zakresie −20…70 °C.
Wydłużenie przy max (od montażu)
Skrócenie przy min (od montażu)
Zmiana na 1 m i 10 K
Różnica względem stali
Tyle więcej pracuje aluminium niż stal o tej samej długości w tym zakresie.
Zmiana długości w zakresie pracy — porównanie
Ten sam element z innych materiałów
| Materiał | α (×10⁻⁶/K) | Zmiana w zakresie | Względem aluminium |
|---|
Ile wydłuża się aluminium — tabela
Wydłużenie aluminium (α = 23,1 × 10⁻⁶/K) dla różnych długości i różnic temperatury. Dla stali (α ≈ 12 × 10⁻⁶/K) wartości są mniej więcej o połowę mniejsze.
| Długość | ΔT = 20 K | ΔT = 40 K | ΔT = 60 K | ΔT = 80 K |
|---|---|---|---|---|
| 1 m | 0,46 mm | 0,92 mm | 1,39 mm | 1,85 mm |
| 2 m | 0,92 mm | 1,85 mm | 2,77 mm | 3,70 mm |
| 3 m | 1,39 mm | 2,77 mm | 4,16 mm | 5,54 mm |
| 6 m | 2,77 mm | 5,54 mm | 8,32 mm | 11,09 mm |
| 10 m | 4,62 mm | 9,24 mm | 13,86 mm | 18,48 mm |
| 20 m | 9,24 mm | 18,48 mm | 27,72 mm | 36,96 mm |
Wzór
ΔL = α · L · ΔT, gdzie α to współczynnik rozszerzalności liniowej (dla aluminium ok. 23 × 10⁻⁶ na kelwin, czyli 0,023 mm na metr i stopień), L — długość, ΔT — zmiana temperatury. Różnica 1 K to to samo co 1 °C.
Dlaczego dylatacja
Element zamocowany sztywnie na obu końcach nie może się wydłużyć, więc w materiale powstają naprężenia: wybrzusza się, ciągnie mocowania albo pęka uszczelnienie. Dlatego w elewacjach, rynnach, profilach okiennych i szynach z aluminium zostawia się szczeliny dylatacyjne i otwory podłużne.
Aluminium i stal razem
Aluminium rozszerza się prawie dwa razy bardziej niż stal. Gdy oba materiały są połączone na długim odcinku (np. okładzina na stalowej konstrukcji), różnicę ruchów trzeba przejąć mocowaniami przesuwnymi. Kafelek „Różnica względem stali” pokazuje tę wartość dla Twoich danych.
Wartości α są typowe
Współczynniki z listy to wartości typowe z kart materiałowych dla 20–100 °C. Współczynnik rośnie lekko z temperaturą, a dla konkretnego stopu i stanu dostawca może podawać nieco inną wartość — wpisz ją wtedy w polu α.
Oceń to narzędzie:
Powiązane narzędzia
Inne narzędzia, które mogą Ci się przydać
Podaj dalej
Komuś też się przyda?
Wyślij znajomemu link. Otworzy narzędzie od razu, bez konta i bez opłat.
Aluminium ma współczynnik rozszerzalności liniowej ok. 23 × 10⁻⁶/K: każdy metr wydłuża się o 0,023 mm na każdy stopień. Profil o długości 6 m nagrzany o 50 °C wydłuży się o 6,93 mm — prawie dwa razy więcej niż stal (3,6 mm).
Wzór na wydłużenie cieplne
ΔL = α · L · ΔT, gdzie α to współczynnik rozszerzalności liniowej, L — długość początkowa, ΔT — zmiana temperatury (1 K = 1 °C różnicy). Narzędzie liczy wydłużenie od temperatury montażu do najwyższej temperatury pracy, skrócenie do najniższej oraz całą zmianę w zakresie pracy — to ona decyduje o szerokości szczeliny dylatacyjnej.
Jak dobrać dylatację
Przy montażu zostaw luz co najmniej równy wydłużeniu od temperatury montażu do najwyższej temperatury pracy, a mocowanie zaprojektuj tak, by przejęło całą zmianę długości w zakresie pracy. Elewacja z ciemnych paneli aluminiowych potrafi nagrzać się w słońcu do 70–80 °C, a zimą wychłodzić do −20 °C i niżej, więc zakres 90–100 K nie jest przesadą. Dla panelu 4 m daje to ok. 9,2 mm ruchu.
Aluminium a stal
Gdy aluminium łączy się ze stalą na długim odcinku (okładziny na stalowej konstrukcji, szyny i prowadnice, ramy), różnica rozszerzalności — ok. 11 × 10⁻⁶/K — wywołuje ruchy względne albo naprężenia. Kafelek „Różnica względem stali” podaje tę wartość dla wpisanych danych. W takich połączeniach stosuje się otwory podłużne, mocowania przesuwne i przekładki.
Współczynniki dla stopów
Współczynnik zależy nieco od stopu: od ok. 23,1 × 10⁻⁶/K dla czystego aluminium do ok. 24 × 10⁻⁶/K dla stopów z magnezem (5083). Wartości z listy są typowe dla zakresu 20–100 °C; współczynnik rośnie lekko z temperaturą. Jeśli dostawca podaje inną wartość, wpisz ją w polu α. Ogólny kalkulator dla dowolnych materiałów znajdziesz w kalkulatorze rozszerzalności liniowej.
Normy i dokładność
Do obliczeń konstrukcyjnych PN-EN 1999-1-1 (Eurokod 9) przyjmuje dla aluminium współczynnik α = 23 × 10⁻⁶/K, gęstość 2700 kg/m³ i moduł sprężystości E = 70 000 MPa. Eurokod 3 (PN-EN 1993-1-1) przyjmuje dla stali 12 × 10⁻⁶/K, a Eurokod 2 (PN-EN 1992-1-1) dla betonu 10 × 10⁻⁶/K — te wartości są na liście materiałów. Wyniki możesz pobrać jako CSV albo udostępnić linkiem.
Najczęściej zadawane pytania
Ile wynosi współczynnik rozszerzalności cieplnej aluminium?
Ok. 23 × 10⁻⁶/K (23,1 dla czystego aluminium), czyli 0,023 mm na metr i stopień. Stopy mają 23–24 × 10⁻⁶/K.
O ile wydłuży się aluminium na 1 m przy 10 °C?
O ok. 0,23 mm (23,1 × 10⁻⁶ × 1000 mm × 10 K).
Czy aluminium rozszerza się bardziej niż stal?
Tak, prawie dwa razy: aluminium ok. 23 × 10⁻⁶/K, stal węglowa ok. 12 × 10⁻⁶/K.
Jaką dylatację zostawić w elewacji z aluminium?
Co najmniej tyle, ile wynosi wydłużenie od temperatury montażu do najwyższej temperatury powierzchni. Dla panelu 4 m i 50 K to ok. 4,6 mm; zalecenia systemodawcy mają pierwszeństwo.
Czy 1 K to to samo co 1 °C?
Jako różnica temperatur — tak. Zmiana o 1 kelwin to zmiana o 1 stopień Celsjusza.