Drevmaster18.ru

ДревМастер
24 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Теплопроводность кирпичей

Теплопроводность кирпичей

теплопроводность кирпичной стены

Актуальность именно такого выбора подтверждается его неоспоримыми преимуществами. Среди них экологичность, морозостойкость, пожароустойчивость — и все это уже не говоря о прочности и долгой службе, которая подразумевается априори. Наряду с этим при возведении объектов важно учитывать теплопроводность кирпичной стены.

В настоящее время активно распространены несколько видов. Среди них выделяют следующие:

Подобные блоки могут быть самой различной формы и фактуры. Похожи они только своими геометрическими параметрами. На самом деле различия гораздо глубже:

  1. В составе керамического лежит глина и различные добавки.
  2. Силикатный получают из кварцевого песка, извести и воды.

Теплопроводность красного кирпича (керамического типа) имеет настоящее народное признание. И это неспроста: он встречается в самых различных интерпретациях (пусто- и полнотелый, облицовочный и имеющий интересную фактуру), но каждое из них будет уникальным и подойдет для возведения любого типа зданий.

Рассчет теплопроводности стен: таблица теплосопротивления материалов

Во многих случаях при выборе материала для строительства дома мы не вникаем, каково теплосопротивление строительных материалов, а полагаемся на «народные» методики. Самые популярные из них: «как у соседа», «как раньше», «смотри, какой толстый слой», и – венец искусства – «вроде, должно быть нормально». Что ж, ваш дом – вам и решать, какому методу отдать предпочтение. Но чтобы точно ответить на вопрос, достаточно ли тепло будет в вашем доме зимой (и достаточно ли прохладно в летний зной), нужно знать теплосопротивление стены. Откуда его можно узнать, как считать теплопроводность стены и как это поможет при ответе на ваш вопрос? Давайте разберемся по порядку.

Итак, немного теории, чтобы определиться с терминами и понять, как рассчитать теплосопротивление стены.

Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной. Такой вид теплопередачи, обусловленный тепловыми движениями и столкновениями молекул, называется теплопроводностью.
Итак, теплопроводность – это количественная оценка способности конкретного вещества проводить тепло.
Теплосопротивление – величина обратная теплопроводности. (Хорошо проводит тепло – значит, слабо теплу сопротивляется. Следовательно, обладает высокой теплопроводностью и низким теплосопротивлением).
То есть, при строительстве лучше использовать материалы с низкой теплопроводностью (высоким теплосопротивлением) для лучшего сохранения тепла.

Как рассчитать теплопроводность стены?

Чтобы рассчитать теплосопротивление слоя нужно его толщину в метрах разделить на коэффициент теплосопротивления материалов, из которых он выполнен.
Как рассчитать коэффициент теплопроводности? Эти расчеты делаются в лабораторных условиях. Тем не менее, узнать его несложно: нормальный производитель всегда предоставляет эти данные, указан он и в СНиПе в разделе «Строительная теплотехника», правда, там представлены не все современные материалы. Если вы хотите знать теплосопротивление материалов, таблица с некоторыми из них представлена на данной странице.

Как пользоваться коэффициентом теплопроводности? В СНИПе указано два режима эксплуатации А и Б. Режим А подходит для сухих помещений (влажность меньше 50%) и для районов, удаленных от морских берегов. Для московского региона, например, подходит режим А. Таким образом, теплосопротивление стен по регионам может отличаться.

Теплосопротивление слоя =толщина слоя (м)
Коэффициент теплопроводности материала ( )

Теплосопротивление многослойной конструкции считается как сумма теплосопротивлений каждого слоя. (В случае с одним слоем все просто – его теплосопротивление и будет теплосопротивлением всей конструкции.)

Теплосопротивление конструкции = теплососпротивление слоя 1 + теплосоротивление слоя 2 + и т.д.

Единицы измерения теплосопротивления —

Рассмотрим, как рассчитать толщину стены по теплопроводности на конкретных примерах.

Пример 1

Стена толщиной в полтора кирпича, или, если перевести в международную систему измерения, 0,37 метра (37 сантиметров). Как посчитать теплопроводность стены?

Все, кто имел опыт работы с кирпичом, знают, что кирпич может быть разным. И коэффициент теплопроводности кирпичной кладки, соответственно, тоже разный. Кроме того, теплопроводность кирпичной стены на обычном цементно-песчаном растворе будет ниже, чем коэффициент отдельного кирпича. Как посчитать коэффициент теплопроводности стены в таком случае? Для расчетов будет правильно использовать именно значение для кладки.

Вид кирпичаКоэффициент
теплопро-
водности*,
Кирпичная кладка
на цементно-песчаном
растворе, плотность
1800 кг/м³*
Теплосопроти-
вление стены толщи-
ной 0,37 м,
Красный глиняный (плотность 1800 кг/м³)0,560,700,53
Силикатный, белый0,700,850,44
Керамический пустотелый (плотность 1400 кг/м³)0,410,490,76
Керамический пустотелый (плотность 1000 кг/м³)0,310,351,06

(*из межгосударственного стандарта ГОСТ 530-2007)

Итак, мы убедились, что не все кирпичи одинаковы. И теплопроводность кирпичной кладки в зависимости от вида кирпича может отличаться в 2 раза. Ваш дом из какого кирпича? А мы рассмотрим самый лучший результат (плотность кирпичной кладки полтора керамических пустотелых кирпича). В данном случае теплосопротивление кирпича 1,06 . Запомним результат и перейдем к следующему примеру.

Пример 2

Допустим, мы хотим построить дачный домик из бруса сечением 15 см. Снаружи и изнутри отделаем вагонкой. Что получим? Коэффициент теплосопротивления дерева поперек волокон (данные из СНиПов) составляет 0,14 . Теперь делаем расчет теплосопротивления стены: толщину материала разделим на коэффициент теплопроводности.

Для бруса (это 0,15 м дерева) теплосопротивление составит (0,15/0,14) 1,07 .

Для вагонки (толщина 20 мм или 0,02 м) – 0,143 . Да, вагонка с двух сторон, значит 0.143 х 2 = 0,286 . Справедливости ради заметим, что на практике теплосопротивлением вагонки чаще всего пренебрегают, так как на стыках она имеет еще меньшую толщину, следовательно, меньшее теплосопротивление материала.

Запомним общее расчетное теплосопротивление стены из 15-исантиметрового бруса, обшитого изнутри и снаружи вагонкой, –
1,356 .

Чтобы не было необходимости делать расчёт теплосопротивления стены для каждого материала, в приведенной здесь таблице мы собрали данные по теплосопротивлению материалов, часто используемых при строительстве домов.

Таблица теплосопротивления материалов

МатериалТолщина
материала (мм)
Расчетное теплосо-
противлениеа (м² * °С / Вт)
Брус1000,71
Брус1501,07
Кладка из красного кирпича
(плотность 1800 кг/м³)
380
(полтора кирпича)
0,53
Кладка из белого силикатного кирпича380
(полтора кирпича)
0,44
Кладка из керамического пустотелого кирпича (плотность 1400 кг/м³)380
(полтора кирпича)
0,76
Кладка из керамического пустотелого кирпича (плотность 1000 кг/м³)380
(полтора кирпича)
1,06
Кладка из красного кирпича
(плотность 1800 кг/м³)
510
(два кирпича)
0,72
Кладка из белого силикатного кирпича510
(два кирпича)
0,6
Кладка из керамического пустотелого кирпича (плотность 1400 кг/м³)510
(два кирпича)
1,04
Кладка из керамического пустотелого кирпича (плотность 1000 кг/м³)510
(два кирпича)
1,46
Кладка на клей из газо- пенобетонных блоков (плотность 400 кг/м³)2001,11
Кладка на клей из газо- пенобетонных блоков (плотность 600 кг/м³)2000,69
Кладка на клей керамзитобетонных блоков на керамзитовом песке и керамзитобетоне (плотность 800 кг/м³)2000,65
Теплоизоляционные материалы
Плиты из каменной ваты ROCKWOOL ФАСАД БАТТС501,25
Ветрозащитные плиты Изоплат250,45
Теплозащитные плиты Изоплат120,27

Снова обратимся к СНиПам: теплосопротивление наружной стены, например, в Московской области должно быть не меньше 3 . Помните цифры, которые мы получили? В Российской Федерации нет районов, для которых эта величина составляла хотя бы 1,5 (не говоря уже о значениях еще ниже). Для сравнения приведем такие данные: в Германии эта норма определена не менее 3,4 , в Финляндии — не менее 5 (это, разумеется, уже не по нашим СНиПам, а по их регламентирующим документам).

Эти требования — для домов постоянного проживания. Если дом (как написано в СНиПах) предназначен для сезонного проживания, либо отапливается менее 5 дней в неделю, эти требования на него не распространяются.
Итак мы можем сделать вывод, что в домах со стенами в 1,5 кирпича, либо из бруса в 15 см проживать постоянно… нежелательно. Но ведь живем же! Да, только цена отопления 1 м³ из года в год становится все выше. Со временем все домовладельцы перейдут к эффективному утеплению домов — экономические соображения заставят заранее рассчитать теплопроводность стены и выбрать наилучшее техническое решение.

По назначению кирпич подразделяется на строительный, специальный и облицовочный. Строительный применяется для кладки стен, облицовочный – для дизайна фасадов и интерьера, а специальный идет на фундаменты, дорожное покрытие, кладку печей и каминов.

Более узкая специализация обусловлена различной структурой изделий.

Полнотелый кирпич

Представляет собой сплошной брусок со случайными пустотами, составляющими менее 13 %.

Полнотелыми бывают кирпичи:

Силикатный, керамический – используются для возведения самонесущих стен, перегородок, колонн, столбов и так далее. Конструкции из полнотелого кирпича надежны, морозоустойчивы, способны нести дополнительные нагрузки. Перегородки обеспечивают хорошую звукоизоляцию при небольшой толщине, сохраняют большое количество тепла.

К тому же материал довольно декоративен и популярен у многих современных дизайнеров. Но высокий коэффициент теплопроводности и водопоглощения вынуждает сооружать наружные стены большой толщины или делать их трехслойными, сочетая с изоляционными материалами и другими видами кирпича.

Шамотный – изготавливается из специальной огнеупорной измельченной глины и порошка шамота путем обжига с повышенным температурным режимом. Применяется для выкладки каминов, печей и других сооружений, где требуется огнеупорность. Специфика применения определила большое разнообразие форм изделия:

  • клиновидные и прямые;
  • больших средних и малых размеров;
  • фасонные с профилями различной сложности;
  • специальные, лабораторные и промышленные тигли, трубки и другой инвентарь.

Клинкерный – изготавливается из тугоплавких глин с разнообразными добавками. Обжигается при очень высоких температурах до полного запекания. Различные компоненты и вариативность режима обжига придают кирпичам повышенную прочность, водостойкость и широкую палитру оттенков от зеленоватого, при обжиге с торфом, до бордового с угольными подпалами. Раньше широко применялся для мощения тротуаров, теперь используется в кладке и облицовке фундаментов. Теплопроводность керамического кирпича довольно высока.

Пустотелый кирпич

Материал допускает 45 % пустот от общего объема, а также отличается по форме, структуре и расположению пустот в бруске. Теплопроводность пустотелого кирпича напрямую зависит от количества воздуха в его теле – чем больше воздуха, тем лучше теплоизоляция.

Кирпич с пустотами – брусок с двумя-тремя большими сквозными отверстиями, которые служат скорее облегчению и удешевлению, нежели улучшению теплоизоляции. Применяется наравне с полнотелым аналогом, за исключением фундаментов и других конструкций, требующих повышенной прочности.

Щелевой кирпич – все тело блока пронизано отверстиями различной формы размеров.

  • прямоугольными;
  • треугольными;
  • ромбовидными;
  • сквозными и закрытыми с одной стороны;
  • вертикальными и горизонтальными.

Довольно хорошая прочность и низкая теплопроводность определяют его востребованность для возведения наружных стен жилых зданий.

Важно! Горизонтальное расположение пустот значительно снижает прочность материала.

Поризованный кирпич – выпускается нескольких размеров. Кроме большого числа отверстий обладает пористой структурой материала, которая образуется при выгорании специальных мелких фракций, добавленных в глину. Обладает лучшим набором качеств для строительства наружных стен. Прочность, низкая теплопроводность и большие габариты сокращают сроки строительства в разы, при этом с соблюдением последних требований СНиП. Теплая керамика характеризуется самыми низкими показателями теплопроводности, но из-за хрупкости пока имеет ограниченное применение.

Облицовочный кирпич – тоже является пустотелым, удачно сочетая художественные и утеплительные свойства.

Таблица показателей теплопроводности строительных материалов

Наименование материалаКоэффициент теплопроводности, Вт/(м*К)
Блок керамический0,17- 0,21
Поризованный кирпич0,22
Керамический щелевой кирпич0,34–0,43
Силикатный щелевой кирпич0,4
Керамический кирпич с пустотами0,57
Керамический полнотелый кирпич0,5-0,8
Силикатный кирпич с пустотами0,66
Силикатный кирпич полнотелый0,7–0,8
Клинкерный кирпич0,8–0,9

Почти всегда в строительстве дома для разных конструктивных элементов используются несколько видов кирпича с соответствующими характеристиками.

Теплопроводность разных видов лицевого кирпича

Внешний вид здания это его визитная карточка. Использование лицевого кирпича позволяет создать эффектный внешний вид и улучшить защитные функции от потери тепла и от повреждения стен природными факторами, как действие ветра, солнца, дождя.

Облицовочный кирпич отличается от рядового по теплопроводности, по привлекательности внешнего вида. Классификация кирпича по теплопроводности, выглядят так:

  1. Лидером является гиперпрессованный вид кирпича, с показателем: 1,1 Вт/м °С.
  2. Следующим будет клинкерный кирпич, у него показатели 0,8 — 0,9 Вт/м °С.
  3. Более низкие показатели у силикатного кирпича 0,4-0,8 Вт/м °С.
  4. У полнотелого керамического облицовочного показатель 0,36-0,52 Вт/м °С.
  5. Лидером является поризованный или пустотелый керамический, его коэффициент равен 0,22-0,43 Вт/м °С.

Во время планирования можно подобрать сочетание разных материалов, чтобы создать комфортную атмосферу в помещениях. При планировании желательно предусмотреть все возможные варианты потерь тепла. Если в строительстве применяются традиционные материалы: бетон, кирпич, в таком случае обязательно использовать дополнительные средства утепления.

Для сохранности качества облицовочных изделий следует придерживаться правил:

  • Хранить облицовочную керамику в закрытом сухом месте, укрытом от дождя, снега и ветра на подставке.
  • При осадках монтаж изделий не допускается!

Полнотелый керамический кирпич

Керамический кирпич создан на предприятиях из натурального сырья. У него много достоинств, но величина теплопроводимости не постоянна. Если в условиях лаборатории

это значение будет 0,56 Вт/(м∙К). В реальных условия, где действуют разные природные факторы, показатель теплопроводности будет зависеть от:

  • Влажности, то есть сухой кирпич лучше сохраняет тепло. Во влажных условиях теплоизоляционные свойства снижаются.
  • Цементный шов хороший проводник тепла. Очень толстый шов является дополнительным мостиком промерзания.
  • Строения и структура изделия. Важным является процентный состав сырья, соблюдение технологии обжига, пористость готового изделия.

Коэффициент теплопроводности условно можно принять как 0,65 – 0,69 Вт/(м∙К).

Пористая керамика

Пористый или пустотелый кирпич считается относительно новым материалом. Ценят его за качества:

  • Производство его менее материальноемкое.
  • Не большой удельный вес.
  • Низкая теплопроводимость.

Низкая теплопроводность пористой кирпичной керамики это результат присутствия воздушных камер. Как известно теплопроводность воздуха 0,024 Вт/(м∙К). Теплопроводность пустотелой керамики зависит от марки и качества. Этот показатель может колебаться от 0,42 до 0,468 Вт/(м∙К).

Силикатный кирпич

Для его изготовления в качестве сырья используют природные материалы: песок, известь и воду. Иногда вводят шлак, золу. Эти составляющие влияют на качество. Изготавливают его в вариантах как полнотелый, так и пористый.

Силикатный кирпич наделен качествами:

  • Выдержать 100 циклов замораживания и размораживания.
  • Стоек к перепадам температур.
  • Его можно использовать в строительстве сооружений разной этажности.
  • Показатель влагопоглощения колеблется от 5 до 16%.
  • Не горит.
  • Не ядовит.
  • Срок службы не меньше 50 лет.
  • Способствует созданию комфортного климата в помещениях.

Теплопроводность изделий зависит от марки.

Газосиликат и вспененный бетон

Новые технологии позволяют изготавливать вспененные строительные материалы.

  1. Газосиликат отличается большим количеством воздушных камер. Образованы они реакцией извести с газообразователем. Теплопроводность такого материала колеблется в пределах 0,08 – 0,12 Вт/(м∙К); способен выдержать морозостойкость от 35 до 150 циклов. Изготавливают его разной пористости и прочности, в зависимости от его назначения.
  2. Пенобетон или вспененный бетон имеет пористую структуру. Размер воздушной камеры составляет примерно 5 мм. Концентрация камер достигает 80% общей массы. Материал прочный, обладает хорошей термоизоляцией 0,15 – 0,21 Вт/(м∙К) и звуковой изоляцией. Экологически нейтрален.

Гибкий облицовочный кирпич

Этот искусственный материал с имитацией кирпичной кладки. Этот материал обладает износостойкостью и стойкостью к атмосферным влиянием. Используют его для отделки зданий. Он выдерживает температурные перепады от -40 до +100°С. Удельный вес его легок, поэтому он не создает дополнительной нагрузки на фундамент.

Из-за его гибкости, процесс монтаж не сложен. Устанавливать его можно на старые стены, на штукатурку и пористую поверхность. Для увеличения теплосбережения используют дополнительную изоляцию. К примеру, нижним слоем минвата с армированной сеткой, а покрытие гибкой облицовкой.

Фасадный клинкерный кирпич

Фасадный клинкерный кирпич прочен и стоек к действиям природы. Он защищает стены от атмосферных влияний. На его изготовление клинкера используют воду и глину с дальнейшим обжигом.

В результате получается материал:

  • стойким к действию влаги;
  • не изменяет физические свойства под действием температур;
  • морозостоек;
  • длительного срока эксплуатации.

Производят его в разнообразной цветовой гамме. Внешний вид с имитацией фактуры под камень. Клинкерный фасадный кирпич используют для облицовки фасадов, для оформления заборов. Разные варианты укладки позволят создать различные рисунки.

Гиперпрессованный облицовочный кирпич

Изготавливают его прессованием высоким давлением, при котором молекулы свариваются между собой. Этот процесс гиперпрессования получил название холодной сварки. Полученный материал обладает прочностью превышающую силикатный кирпич. Используют его для декорирования стен, колон и других несущих конструкций.

Качества гиперпрессованного кирпича:

  • Теплопроводимость в пределах 0,41 – 1,1 Вт.
  • Материал не поддерживает горение.
  • Влагопоглощение от 3% до 7%.
  • Пригоден для покрытия конструкций не ограниченной этажности.
  • Требует гидрозащиты.

Промышленность изготавливает разные варианты с имитацией под природный камень и кирпичной кладки.

Огнестойкость полнотелого керамического кирпича

Огнестойкость кирпича это его способность ограничивать распространение огня и не менять своих технических свойств под воздействием высоких температур.

Огнестойкость полнотелого кирпича характеризуют такие показатели как

– негорючесть, то есть он не подвержен возгоранию и поддержанию огня;

– сохранение механической прочности при нагреве до высоких температур;

– низкая теплопроводность, то есть при контакте одной стороны с высокой температурой, вторая сторона должна сохранять температуру ниже температуры возгорания материалов с которым контактирует кирпичная стена, например если это пластик, бумажные и картонные изделия, а так же материалы из дерева. Но как правило, такие материалы могут контактировать с кирпичной стеной только внутри дома и не снаружи и причиной их возгораний очевидно не будет является нагретый кирпич.

Стены и конструкции, элементы зданий выполненные из кирпича, в частности полнотелого кирпича являются самыми огнеупорными, потому то из них и складывают печи, камины и дымоходные трубы. Такое свойство обеспечивает безопасность жильцам дома из кирпича.

Во время случайных пожарах внутри кирпичного дома и рядом с ним, можно с уверенностью утверждать что дом не сгорит и не лишит его владельца жилья, стены и целостность дома сохранится.

Факторы зависимости переноса тепла

Несущие ограждающие конструкции зданий делают из железобетонных панелей, блоков различного исполнения, кирпича, дерева. Физические свойства, определяющие их теплопроводность, одинаковы для всех материалов:

  • плотность способствует взаимодействию частиц, являющихся носителями энергии, поэтому с её возрастанием потери увеличиваются;
  • пористость создаёт проблемы для передачи тепла из-за промежутков воздуха с показателем λ, равном 0,026 Вт/м·°C при комнатной температуре;
  • структура отверстий в теле предмета — присутствие мелких каверн закрытого типа снижает потери тепла;
  • влажность влечёт вытеснение сухого воздуха из пор, а потому энергообмен частиц возрастает, и остывание или нагревание происходит быстрее.

Самым холодным из стеновых материалов считается железобетон с λ=1,29, а пеноблоки, имеющие коэффициент теплопроводности 0,08, сохраняют климат лучше всего. Керамиты также подчиняются приведённым закономерностям: теплопроводность пустотелого кирпича находится в пределах 0,4-0,7 Вт/м·°C, полнотелого — в 1,5 раза выше.

Что влияет на показатели

Теплопроводность стройматериала — способность сквозь свою толщину передавать тепло и стационарные внутренние процессы, происходящие внутри него при этом. Тесный контакт является обязательным условием для передачи теплоты от 1 объекта к другому, поэтому в чистом виде теплопроводность имеют только твердые тела.

На показатель λ оказывает влияние:

  • влажность;
  • температура;
  • пористость;
  • формы и структура пор;
  • фазовый состав влаги;
  • плотность.

Сильно снижает теплопроводность наличие замкнутых и мелких пор. Снижают эффективную теплоизоляцию конвективные потоки воздуха, которые возникают в сообщающихся между собой крупных порах. Ориентация, размер и форма пор важны для теплопередачи.

Входящие в состав материала вещества своей химической природой определяют способность удерживать тепловую энергию. Величина λ тем меньше, чем слабее связаны между собой образующие кристаллическую решетку вещества атомные группы или тяжелые атомы.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Сколько нужно кирпича на 1 кв м
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector