Intekoufa.ru

Ремонт и стройка
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Характеристики теплопроводности разных видов кирпича

Характеристики теплопроводности разных видов кирпича

Теплопроводность кирпича

Водостойкость, морозоустойчивость, теплопроводность кирпича, а также другие характеристики этого материала делают его прочным и долговечным. Данный вид строительной продукции способен выдержать не только сильные нагрузки, но и долгое испытание временем в процессе эксплуатации конструкции.

Теплопроводность кирпичной стены

Удержание тепла в доме зависит от материала стен. Кирпичные стены удерживают тепло на хорошем уровне.

Возможность материала пропускать через себя тепло независимо от температурных изменений, которым подвергается кирпич, — теплопроводность. Она, как и другие полезные свойства изделия, делает этот материал одним из лучших видов строительной продукции.

Краткое описание закона Фурье

Теплопроводность, как и водопоглощение или морозостойкость кирпича, играет очень важную роль при выборе строительного материала, необходимого для возведения несущих стен, каких-либо облицовочных работ, кирпичной кладки при устройстве межкомнатных перегородок. Изделие не только позволяет создать неповторимый стиль, но и обеспечивает тепло и уют в доме. Этот фактор является важным при его выборе.

Закон Фурье при расчете теплопроводностиЗакон Фурье при расчете теплопроводности.

Показатели, позволяющие анализировать тепловой поток, находятся под влиянием различных температур. Это объясняется постепенным переходом тепловой энергии из горячего состояния в холодное. Если температура довольно высокая, то данный процесс можно наблюдать открыто. При высокоинтенсивной передаче тепла наблюдается градация в уровне температур.

Чтобы глубже исследовать теплопроводность и тепловой поток, учитывая площадь поперечного сечения, ученый Фурье открыл закон, который показывает, по каким причинам материалы способны прекрасно задерживать тепло, улучшая свою изоляцию. Степень переноса теплоты может быть обозначена специальным коэффициентом (КТ) — λ.

Значение тепловой энергии измеряется в таких единицах, как ватт, сокращенно Вт. Этот показатель способен уменьшать свой уровень на 1°С в результате прохождения расстояния в 1 мм при температурном различии. В процессе лабораторных исследований Фурье было обнаружено, что чем меньше коэффициент теплопроводности, тем выше уровень сохранения тепла строительным материалом, поэтому его можно отнести к более теплому.

Данный показатель, который важен в строительстве, в наибольшей степени обусловлен плотностью строительной продукции. Если уровень значения плотности материала понижается, это приводит к снижению его теплового показателя. Для плотных тяжелых экземпляров характерно повышенное значение коэффициента.

Если строительный материал обладает более легким весом и меньшей прочностью, то его величина является небольшой. Коэффициент, который зависит от плотности строительного материала, находится под влиянием таких характеристик, как водопоглощение кирпича и его морозостойкость.

Уровень показателя силикатных изделий

Теплопроводность основных видов кирпичей Теплопроводность основных видов кирпичей, и другие характеристики кирпича.

Сфера применения силиката зависит от его качественных характеристик. Сюда входят теплопроводность, водопоглощение и морозостойкость кирпича. Силикат обладает повышенной склонностью к водопоглощению, поэтому он не используется при кладке фундаментов, подвалов или цоколей, так как эти сооружения имеют высокий уровень влажности.

Сухой силикатный материал обладает теплопроводностью (Т), составляющей 0,8 Вт/м*К. Керамические изделия имеют более высокую величину данного параметра, поэтому Т кладки сооружений из них составляет 0,9 Вт/м*К, что на 0,2 Вт/м*К больше, чем в первом случае. Показатель, составляющий 0,35-0,70 Вт/(м°С), а также средняя плотность сухого силикатного кирпича находятся в линейной зависимости, поэтому данная величина не зависит от количества и расположения пустот.

Силикатные изделия имеют значение теплового показателя переноса энергии меньше, чем керамические, поэтому они применяются для отделки фасадов. Для получения теплоэффективных стен применяется многопустотный силикатный кирпич, а также камень. Их плотность не более 1450 кг/м³. Эффект достигается только при аккуратном ведении кирпичной кладки, предполагающей использование нежирного кладочного раствора, который наносится тонким слоем и имеет плотность не более 1800 кг/м³. Раствор не должен заполнять пустоты в изделии.

Читайте так же:
Расчет кирпича для помпейской печи

Величина показателя красного кирпича

Для полнотелого красного кирпича характерна самая низкая способность к сохранению тепла, составляющая 0,6-0,8 Вт/м*К. По этой причине возводить энергоэкономичные сооружения целесообразно из пустотелых изделий. Их показатели теплопроводности намного ниже и составляют около 0,56 Вт/м*К.

Теплопроводность кирпича зависит не только от производственной технологии. Этот показатель находится в зависимости от множества факторов: влажности, объемного веса, пористости (размера пор материала). Достаточная плотность и пустотность этого изделия, составляющая 40-50%, соответствует показателю Т, равному 0,2-0,3 Вт/м*К. При этом толщина стен должна быть значительно меньше, чем в постройках из силиката.

Коэффициент теплопроводности, единица измерения которого исчисляется в ваттах, определяет количество тепла, способного проникнуть через кирпичную стену, имеющую метровую толщину.

Разница температуры должна составлять в 1°C по обе стороны стены. Чем выше данное значение, тем хуже характеристики коэффициента.

Наиболее важным свойством шамотного кирпича является тепловой эффект, что следует учитывать в процессе кладки печей и каминов. Чтобы обеспечить тепло в жилье, необходимо выбирать строительные материалы, обладающие низким коэффициентом теплопроводности, единицей измерения которого являются Вт/м°С или Вт/м*К.

Заключение

Показатель указывает на то, до какой степени может сохраняться тепло кирпичных стен сооружения. Это свойство объясняет, как данный материал не только проводит, но и передает тепло. Определить этот показатель можно с помощью коэффициента теплопроводности кирпича, который был получен на основе лабораторных исследований ученых.

Теплоемкость материалов — таблица

В строительстве очень важной характеристикой является теплоемкость строительных материалов. От нее зависят теплоизоляционные характеристики стен постройки, а соответственно, и возможность комфортного пребывания внутри здания. Прежде, чем приступить к ознакомлению с теплоизоляционными характеристиками отдельных строительных материалов, необходимо понять, что собой представляет теплоемкость и как она определяется.

Удельная теплоемкость материалов

Теплоемкость – это физическая величина, описывающая способность того или иного материала накапливать в себе температуру от нагретой окружающей среды. Количественно удельная теплоемкость равна количеству энергии, измеряемой в Дж, необходимой для того, чтобы нагреть тело массой 1 кг на 1 градус.
Ниже представлена таблица удельной теплоемкости наиболее распространенных в строительстве материалов.

Таблица удельной теплоемкости

Для того, чтобы рассчитать теплоемкость того или иного материала, необходимо обладать такими данными, как:

  • вид и объем нагреваемого материала (V);
  • показатель удельной теплоемкости этого материала (Суд);
  • удельный вес (mуд);
  • начальную и конечную температуры материала.

Теплоемкость строительных материалов

Теплоемкость материалов, таблица по которой приведена выше, зависит от плотности и коэффициента теплопроводности материала.

Таблица плотности и теплопроводности

А коэффициент теплопроводности, в свою очередь, зависит от крупности и замкнутости пор. Мелкопористый материал, имеющий замкнутую систему пор, обладает большей теплоизоляцией и, соответственно, меньшей теплопроводностью, нежели крупнопористый.

Пористый материал

Это очень легко проследить на примере наиболее распространенных в строительстве материалов. На рисунке, представленном ниже, показано каким образом влияет коэффициент теплопроводности и толщина материала на теплозащитные качества наружных ограждений.

Коэффициент теплопроводности и толщина материала

Из рисунка видно, что строительные материалы с меньшей плотностью обладают меньшим коэффициентом теплопроводности.
Однако так бывает не всегда. Например, существуют волокнистые виды теплоизоляции, для которых действует противоположная закономерность: чем меньше плотность материала, тем выше будет коэффициент теплопроводности.

Читайте так же:
Что делать если кирпич плавится

Волокнистые виды теплоизоляции

Поэтому нельзя доверять исключительно показателю относительной плотности материала, а стоит учитывать и другие его характеристики.

Сравнительная характеристика теплоемкости основных строительных материалов

Для того, чтобы сравнить теплоемкость наиболее популярных строительных материалов, таких дерево, кирпич и бетон, необходимо рассчитать величину теплоемкости для каждого из них.

Дерево и кирпич

В первую очередь нужно определиться с удельной массой дерева, кирпича и бетона. Известно, что 1 м3 дерева весит 500 кг, кирпича – 1700 кг, а бетона – 2300 кг. Если мы берем стенку, толщина которой составляет 35 см, то путем нехитрых расчетов получим, что удельная масса 1 кв.м дерева составит 175 кг, кирпича – 595 кг, а бетона – 805 кг.
Далее выберем значение температуры, при которой будет происходить накопление тепловой энергии в стенах. Например, это будет происходить в жаркий летний день с температурой воздуха 270С. Для выбранных условий рассчитываем теплоемкость выбранных материалов:

  1. Стена из дерева: С=СудхmудхΔТ; Сдер=2,3х175х27=10867,5 (кДж);
  2. Стена из бетона: С=СудхmудхΔТ; Сбет=0,84х805х27= 18257,4 (кДж);
  3. Стена из кирпича: С=СудхmудхΔТ; Скирп=0,88х595х27= 14137,2 (кДж).

Из произведенных расчетов видно, что при одинаковой толщине стены наибольшим показателем теплоемкости обладает бетон, а наименьшим – дерево. О чем это говорит? Это говорит о том, что в жаркий летний день максимальное количество тепла будет накапливаться в доме, выполненном из бетона, а наименьшее – из дерева.

В деревянном доме в жаркую погоду прохладно

Этим объясняет тот факт, что в деревянном доме в жаркую погоду прохладно, а в холодную погоду тепло. Кирпич и бетон легко накапливают в себе достаточно большое количество тепла из окружающей среды, но так же легко и расстаются с ним.

Теплоемкость и теплопроводность материалов

Теплопроводность – это физическая величина материалов, описывающая способность проникновения температуры с одной поверхности стены на другую.

Теплопроводность материалов

Для создания комфортных условий в помещении необходимо, чтобы стены обладали высоким показателем теплоемкости и низким коэффициентом теплопроводности. В этом случае стены дома будут в состоянии накапливать тепловую энергию окружающей среды, но при этом препятствовать проникновению теплового излучения внутрь помещения.

Сравнения и расчеты теплопроводности

Сравнения и расчеты теплопроводности

Сравнение эффективности популярных материалов-утеплителей.

В домах современного типа наибольшие потери тепла происходят через стены. Согласно СНиП 23-01-99 теплосопротивление стен жилых и производственных зданиий, в среднем по России, должно иметь значение не ниже R=3,0.

Теплосопротивление (R=м² * °С / Вт) стены зависит от материала, из которого она сделана.

Теплосопротивление материалов

Кладка из красного кирпича, толщина стены 0,25 м. (в один кирпич)0,36
Кладка из красного кирпича, толщина стены 0,38 м. (полтора кирпича)0,53
Кладка из силикатного кирпича, толщина стены 0,25 м. (в один кирпич)0,30
Кладка из силикатного кирпича, толщина стены 0,38 м. (полтора кирпича)0,44
Кладка из газо-пеноблоков, толщина стены 0,2 м.0,69
Кладка из газо-пеноблоков, толщина стены 0,3 м.0,81
Брус деревянный, 100 мм.0,71
Брус деревянный, 150 мм.1,07
Металл 0,5 – 1,0 мм. (ангары, павильоны, строит. вагончики, крыши домов)0,1

Из таблицы следует, что в соответствии с требованиями СНиП толщина стен жилого дома должна быть:

Исполнение данных условий в современной действительности абсолютно нереально. Вот почему использование утеплителей сегодня – вынужденная необходимость. Чем ниже коэффициент теплопроводности утеплителя, тем меньше его слой.

Читайте так же:
Проекты башен водонапорных кирпич

Коэффициент теплопроводности, ЭФФЕКТИВНЫЙ срок службы и толщина слоя

НаименованиеКоэффициент теплопроводностиСрок службыТолщина слоя
Пенополиуретан0,02550 лет5 см
Пенополистирол0,03515 лет8 см
Пенопласт0,0410 лет10 см
Минвата, базальтовое волокно0,0458 лет12 см
Стекловата0,055 лет15 см
Керамзит0,1540 лет35 см

Примеры расчета толщины утеплителей

ДЛЯ ТЕХ КТО СТРОИТ

Для того, чтобы добиться требуемого минимального значения теплосопротивления R=3,0 приведем четыре примера.

Стены дома из силикатного кирпича, толщина стены 0,38 м. R= 0,44.

Требуемое значение R — R_стены = 3,0 — 0,44 = 2,56. Теперь 2,56 умножаем на коэффициент теплопроводности ППУ = 0,025. Получаем:

2,56 х 0,025 = 6 см ППУ.

(пенополистирол — 9 см., пенопласт – 12 см., минвата и т.п. – 15 см., стекловата – 20 см., керамзит – 35-40 см. )

Все материалы кроме ППУ еще нужно крепить к поверхности. Керамзит нужно засыпать. ППУ наносится сразу в готовом виде.

Стены дома из деревянного бруса 150 мм. R=1,07.

1,93 х 0,025 = 5 см ППУ.

Стены дома из пено- газобетонного блока 40 см. R= 1,1

1,9 х 0.025 = 5 см ППУ.

Утепление крыши из листового металла (профнастил, металлочерепица) или ангаров. R=0,1

2,9 х 0,025 = 7 см ППУ.

Таким образом, сооружение из металла, утепленное ППУ слоем 7 см приобретает требуемое значение теплосопротивления R=3,0 и пригодно для круглогодичного проживания.

Теперь сравните это с тем, что мы видим вокруг. Практически нигде нет такого уровня теплоизоляции зданий, а ведь R=3,0 — это необходимый минимум!

Легкий каркасный дом на столбчатом фундаменте, обшитый снаружи ЦСП или сайдингом и утепленный ППУ слоем 7 см в ДВА РАЗА ТЕПЛЕЕ коттеджа с толщиной стен в два кирпича. А стоимость этих домов несопоставима. Утепленный ППУ каркасный дом размером 12 х 9 обойдется в 800-900 тыс. руб., а утепленный дом такого же размера из кирпича или блоков будет стоить 2 — 2,5 млн. руб.

Если же такой дом построить своими руками (технология доступна каждому, было бы желание), то его стоимость не превысит 600 тыс. руб. Основной материал — брус 150х50 или 200х50. Вряд ли существует более выгодное предложение: за сравнительно небольшие деньги получить теплый дом для круглогодичного проживания, не опасаясь за качество утеплителя и ежегодно экономить на отоплении круглую сумму.

В таком теплом доме абсолютно не нужны громоздкие и дорогие водные системы отопления в виде электрических или газовых котлов, труб и радиаторов. Для обогрева 80 кв.м. достаточно несколько нагревателей с общей потребляемой мощностью 3 КВт. и бензиновый генератор на 5 КВт для аварийных случаев.

Если же средства позволяют построить кирпичный дом, то ППУ позволить существенно снизить первоначальные затраты на фундамент и кирпич, а затем существенно сократить расходы на отопление.

Для примера. В Самаре есть дом утепленный жестким ППУ слоем 15 см. Материал стен — силикатный кирпич. Общая площадь дома — 365 кв.м., 1-й этаж и мансарда.

Отопление — электрические инфракрасные нагреватели, котла и радиаторов нет.

Общая потребляемая мощность в зимний период, включая отопление и все бытовые приборы — 3 500 КВт/мес. или 4,9 КВт/час.

По ценам на электроэнергию в 2015 году расходы на дом в зимний период составляют не более 5 000 руб/мес.

Какой дом лучше: деревянный или кирпичный?

Строительство своего дома – это огромные хлопоты. Причем хлопоты начинаются еще на стадии проектирования, так как зачастую в семье возникает много споров по поводу того, какой дом выбрать, какого дизайна и из какого материала его строить. Чаще всего битвы гремят, когда выбирают, деревянный или кирпичный дом станет семейным гнездом. Сторонники обоих вариантов находят массу аргументов в пользу своего выбора, ищут в интернете мнения специалистов, обсчитывают стоимость строительства кирпичного дома и деревянного сруба, прикидывают сроки возведения, долговечность, эксплуатационные достоинства и недостатки. Давайте рассмотрим основные плюсы и минусы таких строений и решим, что лучше, деревянный дом или кирпичный.

Кирпич и дерево

Кирпич и дерево – вот основные материалы из которых строят дома, у каждого из этих материалов есть свои достоинства и недостатки.

Кирпичный дом и его преимущества

Основное преимущество кирпичных домов перед деревянными – это их прочность.

Да, кирпичный дом прослужит намного дольше и будет более устойчив перед агрессивными проявлениями природы, годами не теряя свой внешний вид и эксплуатационные характеристики.

Таблица сравнения дерева и кирпича

Таблица сравнения дерева и кирпича по толщине и теплопроводности.

Второе преимущество – это большая пожарная безопасность каменного или кирпичного строения, по сравнению с любыми деревянными сооружениями. Это всем и так понятно. Кирпич не горит сам по себе и уже этим снижается риск пожара. Конечно, многие пожары начинаются вовсе не от того, что загораются стены, источник всегда внутри дома и горит в первую очередь отделка, мебель и т.п. Но даже в этом случае каменный коттедж имеет то преимущество, что от пожара он страдает меньше, стены его не сгорят, и можно будет со временем восстановить дом. Никакому дому пожар на пользу не идет, но кирпичный лишь незначительно снизит свои прочностные характеристики после него, а деревянный может погибнуть полностью.

Но если проводить монтаж электросетей и отопления с соблюдением всех мер безопасности, соблюдать правила эксплуатации, то риск пожара можно снизить до крайне незначительных величин, и тогда неважно, деревянный или кирпичный у вас дом. Эти факторы гораздо более важны в плане безопасности, чем материал стен вашего коттеджа.

Таблица сравнения свойств кирпича с другими материалами по различным параметрам.

Третье преимущество кирпича и камня заключается в предоставлении больших возможностей в плане выбора дизайна. Дерево – прекрасный и красивый материал, из которого наши предки создавали настоящие шедевры архитектурного зодчества, но все же современные стройматериалы способны предоставить гораздо более широкую палитру возможностей для фантазии. Из камня вы можете построить дом любой формы и архитектурного стиля – округлые углы, причудливые арки, красивая колоннада и т.д. – все это сложно сделать из бруса, но легко из кирпича. А если прибавить к этому возможность использования различных отделочных материалов: от мраморной плитки до лепнины, то становится понятным, что в этом плане сравнение покажет безусловное преимущество кирпичного, а не деревянного терема.

Недостатки кирпичных строений

Характеристики кирпича

Характеристики кирпича различных видов.

Самым главным недостатком дома из кирпича является его цена. Подобные здания всегда намного дороже своих деревянных конкурентов. Это связано со многими факторами: тут не только стоимость материалов, но и такой простой факт, как то, что кирпич обладает гораздо большей теплопроводностью, чем дерево, а значит, для того чтобы сохранить в коттедже тепло, необходимо делать толстые стены, да еще и дополнительно утеплять их. Дерево в этом плане гораздо лучше. Если сделать сруб правильно, то отопление его будет потреблять совсем немного ресурсов, а тепло будет держаться дольше и проще. Так что если для кого-то вопрос цены и затрат на отопление принципиален, выбирая кирпичный или деревянный дом, вам придется отдать предпочтение последнему.

Еще один недостаток, близкий к указанному выше, – это то, что каменные дома не могут использовать для временного проживания. Стоит оставить дом даже ненадолго, как он станет холодным и сырым, и дух нежилого помещения будет очень долго вас преследовать. Для того чтоб избавиться от него, вам придется затратить массу времени и топлива на обогрев. Если вы хотите использовать строящийся дом не для постоянного, а сезонного проживания, откажитесь от кирпича.

Плюсы и минусы деревянного дома

Сравнительная схема теплопроводности дерева и кирпича.

Минус кирпичного строительства выливается в плюс для деревянного, это напрямую касается цены на материалы и монтаж. Стоимость строения из бруса или бревен будет существенно ниже, чем у конкурирующего материала. К тому же в некоторых регионах приобрести лес хорошего качества не только относительно дешево, но и просто, а значит, себестоимость доставки также может существенно повлиять на конечную себестоимость коттеджа.

Вторым важным преимуществом является экологическая безопасность древесины. Дерево живое и обладает массой полезных свойств. Выделяющиеся запахи способны оказывать благоприятное воздействие на здоровье и настроение человека. Приятный древесный цвет стен привлекателен для глаза и позволяет легко расслабиться и настроиться на позитивную волну. К тому же дерево, как живой материал, способно «дышать», пропуская частично воздух, благодаря чему в деревянном доме сырость и затхлость – редкие гости.

Как уже говорилось, дерево обладает лучшей теплопроводностью, а это не только тепло зимой, но и прохлада летом, которая будет естественной, а не искусственно вызванной приборами климатического контроля. Большая теплопроводность означает меньшую толщину стен, а меньшая толщина стен – это не только экономия материала, но еще и низкий вес строения. А низкий вес дома означает существенную экономию на глубине и ширине фундамента, цена которого может достигать трети от всей стоимости дома.

Таблица физических свойств древесины

Таблица физических свойств древесины разных пород.

К условным недостаткам, как уже говорилось, можно отнести меньшую архитектурную свободу дерева. Но если вспомнить о том, как выглядели города наших предков, то можно слегка усомниться в этом, а узнав, что на брус или оцилиндрованное бревно можно легко установить современный полимерный сайдинг и придать дому любой вид, то сомнения вырастут до уровня уверенности в ошибочности подобного мнения.

Долговечность дерева можно существенно увеличить с помощью современных технологий.

Вам придется тщательно продумать свою ситуацию и выбрать подходящий именно для себя вариант.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector