Tomsk-kuhnja.ru

Кухни Томска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сетевое издание Современные проблемы науки и образования ISSN 2070-7428 Перечень ВАК ИФ РИНЦ 0,940

Коэф теплопроводности керамического кирпича

Известно, что керамический кирпич по плотности тела делят на пустотелый и полнотелый. Считается, что чем больше пустот (обычно они достигают 50 процентов), тем теплее кирпич. Масса такого кирпича меньше и, стало быть, нагрузка на фундамент тоже уменьшается. Хорошим считается кирпич с маленькими диаметрами отверстий пустот, так как при кладке его отверстия меньше будут забиваться раствором [6]. Однако, в рамках работы [2] эта проблема была решена.

Коэффициент теплопроводности глиняного пустотелого кирпича зависит не только от пустотности материала, но также от формы и расположения пустот. Внешний вид керамических кирпичей представлен на рис. 1, а размеры отверстий кирпича – на рис. 2 [7, 8].

В современной литературе нет четкого обоснования выбора такого расположение и формы пустот. Исключением является кирпич с круглыми пустотами с точки зрения удобства кладки, так как в пустоты не попадает раствор, что не ухудшает теплотехнические характеристики кладки. Однако, авторы считают, что при нынешнем многообразии составов и свойств кладочных растворов, размеры и форма пустот керамических кирпичей должны быть устроены таким образом, чтобы улучшить теплотехнические характеристики материала.

Рис. 1. Внешний вид керамического кирпича

Рис. 2. Размеры отверстий керамического кирпича

В таблице представлен расчет коэффициентов теплопроводности «ложка» и «тычка» керамического кирпича в зависимости от формы и расположения пустот для кирпича с пустотностью 30% [9].

Основные показатели пустотелого кирпича

размер отверстий в мм

Из таблицы видно, что плотность кирпича составляет 1260 кг/м3 во всех трех случаях. В первом и во втором случаях, несмотря на существенное отличие в количестве отверстий в разных образцах кирпича (60 и 31), разница коэффициентов теплопроводности невелика и составляет 0,02 Вт/(м·оС) как для ложка, так и для тычка. В третьем случае кирпич имеет 18 отверстий продолговатой формы и , что на 26% меньше чем в 1-м случае и на 29% чем во 2-м. Коэффициент теплопроводности тычка больше, чем в 1-м и во 2-м случае на 29 и 24% соответственно, и составляет . Возможно, такое большое отличие в величине λ связано с расстоянием lэф, через которое проходит тепловой поток, который движется по черепку и пустотам. При сравнении необходимо также учитывать направление теплового потока.

В работе [10] на примере двухфазной системы рассмотрены предельные случаи наибольшего и наименьшего изолирующего эффектов. Максимальное значение коэффициента теплопроводности системы достигается при расположении материалов обеих фаз в виде чередующихся слоев, разделенных плоскостями, параллельными направлению распространения теплового потока (рис. 3. а).

а б

Рис. 3. Принципиальная схема структуры материала

(q –направление теплового потока)

В этом случае теплопроводность системы λэф можно рассчитать по формуле 1, выведенной из условий аддитивности, т.е.:

где λ1 и λ2 — коэффициенты теплопроводности первой и второй фаз соответственно;

Е – объемная концентрация твердой фазы.

Минимальное значение коэффициента теплопроводности системы достигается при разделении материалов обеих фаз плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку (рис. 3. б). В этом случае термическое сопротивление системы рассчитывается по формуле 2:

Читайте так же:
Леново р780 как восстановить кирпич

Согласно проведенным расчетам зависимость коэффициента теплопроводности керамического кирпича от содержания твердой фазы можно представить в виде графика (рис. 4). При этом в расчетах коэффициент теплопроводности воздуха 0,026 Вт/(м·оС), коэффициент теплопроводности керамического кирпича полнотелого равен 0,97 Вт/(м·оС).

Рис. 4. Зависимость коэффициента теплопроводности системы при расположении материалов обеих фаз в виде чередующихся слоев

Наибольший интерес для производства представляет область с пустотностью от 30 до 60 %. Видно, что коэффициент теплопроводность будет существенно ниже при расположении слоев перпендикулярно. Следует отметить, что керамический кирпич имеет развитый тепловой пограничный слой, что связано с донорно-акцепторным взаимодействием, происходящим между кислородом воздуха в пустотах и черепком, получаемым из легкоплавких глин и суглинков. Таким образом, тепловой поток будет перемещаться по тепловому пограничному слою [1, 5], при этом наличие конвективной составляющей в отверстии при температурах от -20оС до +40оС не играет существенной роли.

Из изложенного следует вывод, что целесообразно изготовления кирпича с пустотами, расположенными перпендикулярно тепловому потоку. Это позволит существенно повысить сопротивление конструкции потерям тепла. Указанные закономерности объясняются тем, что в большей части известных публикаций по важнейшим теплотехническим характеристикам различных пустотных и пористых материалов чрезмерно преувеличена роль конвективной составляющей и мало учитывается роль теплового пограничного слоя на теплотехнические характеристики материалов [2, 4]. При учете его роли легче понять влияние пустотности материала на теплотехнические характеристики. Концепция теплового пограничного слоя позволяет понять причину того, что при одинаковой поровой структуре материалов их теплотехнические характеристики сильно отличаются.

Рецензенты:

Ильина Т.Н., д.т.н., профессор кафедры «Теплогазоснабжение и вентиляция» ФГБОУ ВПО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г.Шухова», г.Белгород.

Череватова А.В., д.т.н., профессор кафедры «Материаловедения и технологии материалов» ФГБОУ ВПО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова», г. Белгород.

Керамические блоки: плюсы и минусы, размеры ГОСТ и вес

Керамические блоки: плюсы и минусы, размеры ГОСТ и вес

Керамические блоки: плюсы и минусы, размеры ГОСТ и вес

В малоэтажном строительстве вместо пустотелого кирпича все чаще применяют керамические блоки. У них больше пустот внутри, а значит и меньше теплопроводность. Плюс керамоблоки больше по размерам, что в 2–4 раза снижает затраты времени на возведение стен кирпичного дома. Керамика эта производится по нормам ГОСТ 530-2012 и согласно ему правильно такие блоки называть «камень керамический».

Теплопроводность керамического кирпича: обзор одного из основных свойств материала

Please enter your name here. You have entered an incorrect email address! Смотрите также:. У пустотелых и полнотелых изделий будет разная величина объемного веса. Построенная из кирпича конструкции будут характеризоваться теплопроводностью тем ниже, чем более пористый материал был использован при строительстве.

Что это такое

Ее добавляют в массу глины. По показателю плотности кирпич делится на 7 категорий — от 2,4 до 0,7. Каждый класс изделия обладает собственной теплопроводностью. Несущие стены не делают из пустотелых материалов, поэтому чаще всего они нуждаются в дополнительном утеплении. Этот тип кирпича получают из смеси силикатов и минералов, воды, тугоплавкой измельченной глины, которую обрабатывают после формовки при высокой температуре до Для этого используют тоннельные печи.

Читайте так же:
Выведение под ноль кирпичами

При соблюдении технологии производства получается продукт без мелкодисперсионных пор с высокой прочностью, натуральных оттенков.

Что влияет на коэффициент теплопроводности?

Параметры готовых изделий определяются ГОСТ Клинкерный кирпич чаще всего получается с точной геометрией. Для повышения теплоизоляционных качеств и облегчения веса конечной конструкции он выполняется пустотелым. Этот вид кирпича делают из специальной глины — желтого шамота. Получаемые изделия являются жаростойким материалом, который в сложных условиях высоких температур даже под высоким давлением способен сопротивляться деформациям.

коэффициент теплопроводности кирпича керамического

Длительный контакт с открытым огнем спокойно им переносится. Оксид алюминия является главным веществом, которое входит в огнеупорную смесь. Он обеспечивает кирпичу устойчивость к агрессивным средам и высокую прочность при механических воздействиях. Материал делят на 8 групп по показателям пустотности. Чем меньше удельный вес изделия, тем ниже прочностные характеристики.

Изготовленный в соответствии с государственными стандартами стройматериал обладают следующими показателями:. Материал получают под давлением 12 атм.

Кирпич – универсальный строительный материал

В его состав входят, кроме модифицирующих добавок, извести, кварцевый песок в соотношении 1 к 9. Стойкие к щелочи пигменты, которые добавляют в сырье на этапе прессования, помогают сделать цветные варианты изделий. ГОСТ, определяют требования к силикатному кирпичу. Вес изделий — от 3,2 до 5,8 кг.

Для анализа теплопроводности изделий из кирпича принимается во внимание закон Фурье. Разница температур оказывает влияние на показатели, которые определяет тепловой поток.

коэффициент теплопроводности кирпича керамического

Применяемые для отделки фасадов силикатные кирпичи имеют тепловые параметры ниже керамических. Поэтому изделия из силикатных материалов более теплые при одинаковых размерах конструкций. Вот они:.

Как данные параметры влияют на проводимость тепла. Плотность материала характеризуется взаимодействием частиц, передающих тепловую энергию, чем плотность выше, тем потери тепла больше.

коэффициент теплопроводности кирпича керамического

Чем больше пористость кирпича или иного материала, тем ниже коэффициент теплопроводности. Если структура пол малого размера и закрытого типа, потери тепла снижаются.

Теплопроводность кирпичной стены

Статистика свидетельствует, что несмотря на последние разработки в области строительства и применением новых технологий, а вместе с ними и новых строительных материалов в домостроении, застройщики по прежнему не забывают о старом добром друге строителя — кирпиче. И все потому, что кирпич обладает множеством

положительных качеств, благодаря которым он продолжает оставаться номером один в строительстве жилых домов.

Свойства кирпичных стен

Во-первых, кирпич относится к негорючим материалам. Во-вторых, его высокая экологичность обусловлена тем, что для его производства используется глина — проверенный временем абсолютно безопасный материал. В-третьих, за счет свойства кирпича пропускать воздух, кирпичные стены «дышат», поэтому внутри кирпичного дома создается благоприятная среда для проживания. К несомненным плюсам стен из кирпича нужно отнести и их устойчивость к природным капризам.

кирпичная стена

Кирпичные стены обладают прекрасными шумоизоляционными свойствами и славятся своей долговечностью. В дополнение ко всему кирпич обладает не только богатой гаммой цветовых решений(красный, белый, кремовый, розовый, желтый и т.д.), но и разнообразием в форме и фактуре. Поэтому если Вы хотите построить для себя, крепкий, красивый и неповторимый по дизайну дом, выбирайте кирпич. Кстати, изготовить кирпич можно и самостоятельно.

Читайте так же:
Как рассчитать лицевой кирпич

И вместе с тем, строительство из кирпича отличается своей высокой стоимостью. Так как кирпичные стены получаются очень тяжелыми, то они требуют для себя более мощного фундамента(возрастают затраты на обустройство фундамента). Кроме того из-за высокой теплопроводности кирпича для постройки домов с круглогодичным проживанием, требуется возведение более толстых стен(минимум 510 мм).

Коэффициент теплопроводности

Способность стены передавать тепло — называется «теплопроводностью стены». Для числового определения параметров теплопроводности применяют коэффициент теплопроводности — λ (лямбда) , измеряемый в Вт/(м2*С°). Суть коэффициента: чем он меньше, тем ниже будут затраты на отопление.

Теплопроводность кирпича сильно варьируется в зависимости от его состава, влажности и плотности. То есть чем выше плотность кирпича, тем его теплопроводность выше. Например теплопроводность силикатного кирпича(90 % — кварцевый песок плюс 10 % извести), ниже теплопроводности керамического кирпича(обожженная глиняно-песчаная смесь). Следовательно силикатный кирпич способен дольше, чем керамический удерживать тепло, поэтому его в основном применяют в отделке кирпичных фасадов.

По плотности кирпичную продукцию делят на три большие группы:

  • обыкновенный кирпич, плотность 1700—1800 кг/м³ ;
  • условно-эффективный кирпич (1400—1600 кг/м³);
  • эффективный кирпич (менее 1100 кг/м³);

В первую группу входят полнотелые кирпичи, коэффициент λ которой составляет 0,6-0,7 Вт/(м2*С°). Вторую группу представляют пустотные кирпичи с долей пустот от 5 до 40 % и λ = 0,35-0,5 Вт/(м2*С°). И наконец третья группа — это группа поризованных кирпичей с коэффициентом λ= 0,18-0,25 Вт/(м2*С°).

Благодаря такому многообразию форм и составу кирпича, а так же широкой вариативности кирпичной кладки, эксплуатационные характеристики и толщину кирпичной стены можно варьировать. Снижение коэффициента теплопроводности достигается путем создания во время кладки замкнутых воздушных камер.

Расчет теплопроводности кирпичной стены

Так какой же толщины должна быть кирпичная стена, чтобы она смогла защитить нас от российских морозов? Как дорого это будет стоить? И тут нам не обойтись без помощи современных технологий в домостроении. Так например применение «эффективной» кладки позволяет нам не только не разориться на строительстве но и позволяет качественно утеплить кирпичную стену. Суть приема в том, что кладется не сплошная кирпичная стена, а всего два ряда кирпичей, с заполнением пространства между ними утеплителем. Существенно уменьшить толщину стены и одновременно снизить ее теплопроводность позволяют последние разработки в области утепления фасадов.

Для того чтобы понять сколько нам придется тратить на отопление дома, при той или иной конструкции кирпичной стены, нам необходимо заранее просчитать теплосопротивление выбранной конструкции кирпичной стены.

Как правило кирпичная стена жилого дома состоит из нескольких слоев. И для того чтобы определить ее теплосопротивление, нужно предварительно рассчитать теплосопротивление каждого ее слоя. Обозначим коэффициент теплосопротивления за R,тогда теплосопротивление стены из одного слоя можно рассчитать по формуле: R = δ / λ

теплопроводность кирпичной стены

где — λ (лямбда) коэффициент теплопроводности материала из которого состоит слой, а δ (дельта) — толщина этого слоя в метрах. Суммируя полученные значения по каждому из слоев получаем теплосопротивление всей конструкции. Ну и для того чтобы понять насколько она получится теплой, нужно полученное значение сравнить с табличным значением теплосопротивления для города или района в котором ведется строительство.

Читайте так же:
Винтовой столб под кирпич

Применяя данную схему, можно самостоятельно просчитать теплосопротивление любой конструкции стены и выбрать в итоге для себя тот вариант, который Вас полностью удовлетворит по оптимальному соотношению цена-качество, и именно для вашего региона строительства.

Теплопроводность керамоблоков

Керамические блоки становятся все более распространенным строительным материалом. Одной из их важнейших характеристик, которая влияет на потребительские качества, является теплопроводность.

Определение термина

В физике теплопроводностью называется способность тела (в нашем случае, поризованного блока) проводить тепло от более нагретых частей к менее нагретым. Количественно она выражается в величине, называемой коэффициентом теплопроводности и обозначается как Вт/(м*С). Еще одни вариант международного обозначения – греческая буква λ (лямбда).

Проще говоря, теплопроводность керамического блока показывает, сколько тепла (в градусах) уходит из здания через внешнюю стену, в пересчете на единицу площади. Важно знать о том, что тем этот показатель ниже, тем меньше тепла будет уходить наружу, и тем более «теплой», при прочих равных условиях, будет стена.

Уровень теплопроводности тесно связан с другими характеристиками керамоблока (как впрочем, и любого другого строительного материала). В их числе:

  • Пустотность.
  • Пористость.
  • Плотность.

Чем выше уровень пустотности, пористости и ниже плотность, тем теплопроводность будет ниже (что в нашем случае – хорошо), и наоборот. Получается, что оптимальная теплопроводность керамоблока достигается путем увеличения технологических пустот, а также пор (от чего и произошло название материала – поризованная керамика). Но при этом, как правило, будет снижаться плотность блока и его марка прочности. Сразу же хочется отметить, что этой прочности, в любом случае, с большим запасом будет достаточно для возведения малоэтажных (2-3 этажа) коттеджей с несущими стенами. И уж тем более ее будет достаточно для заполнения внешних стен и перегородок в многоэтажном каркасно-монолитном строительстве. Для сравнения: марка прочности газобетонных блоков в 2-3 раза ниже, чем у керамических блоков, но даже они вполне подходят для кладки несущих стен коттеджей.

Сравнение разных материалов

Сравним популярные стеновые материалы. Чтобы было понятно, приведенные ниже расчеты в таблицах основаны на СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Учитывалось, что в стенах нет дополнительной теплоизоляции (пенопласт, минеральная вата) или облицовочного кирпича.

МатериалРасчетное содержание влагиТеплопроводность Вт/(м*С) в сухом состоянииТеплопроводность Вт/(м*С) расчетное значениеТолщина стены, см
Древесина*20%0,090,1848
Керамический кирпич полнотелый2%0,560,81219
Керамический кирпич пустотелый2%0,410,58155
Ячеистый бетон**6%0,120,1643
Силикатный кирпич4%0,700,87230
Керамзитобетон10%0,580,79209
Поризованный блок***1%0,130,1438

* – сосна и ель поперек волокон; ** – ячеистый бетон плотностью 500 кг/1м3; *** – керамический блок Porotherm 38 Thermo, кладка на теплосберегающем растворе.

Теперь сравним коэффициент теплопроводности керамических блоков нескольких наиболее распространенных на российском рынке. Источники – официальные сайты производителей.

Наименование блокаТеплопроводность, Вт/(м*С)Толщина стены, ммНужно ли дополнительное утепление*
Porotherm 250,24250Да
Porotherm 380,145380Да
Porotherm 38 Thermo0,123380Нет
Porotherm 440,136440Нет
Porotherm 510,143510Нет
BRAER Ceramic Thermo 10,7 NF0,14380Да
BRAER Ceramic Thermo 12,4 NF0,139440Нет
BRAER Ceramic Thermo 14,3 NF0,14510Нет
KERAKAM 380,19380Да
KAIMAN 38 Самара0,084380Нет
KERAKAM 44 Самара0,128440Нет
KERAKAM 51 Самара0,16510Нет
10,7НФ 250ММ Гжель0,143250Да
12,3НФ Гжель0,131440Нет
14,3НФГжель0,143-0,17510Нет
Читайте так же:
Длинный дюбель для кирпича

* На примере г.Москвы и Московской области. В других городах с разными климатическими условиями потребность в дополнительном утеплении может меняться. Информацию о других регионах на примере блоков Поротерм (Wienerberger) можно узнать на официальном сайте компании.

Кстати, в большинстве случаев небольшие блоки формата 2,1NF, также именуемые двойным поризованным камнем, имеют чуть худшую теплопроводность, по сравнению с более крупными «собратьями». Причем это касается всех производителей.

Коэффициент теплопроводности Поротерм и других перечисленных изготовителей примерно сопоставим. То же самое касается и теплопередачи внутренних перегородочных и доборных блоков. Кстати, о перегородках. В них уровень λ, как правило выше, чем для стеновых блоков и колеблется в пределах 0,20-0,25 Вт/(м*С). Однако это не является проблемой, поскольку они все равно используются только для внутренних работ.

Мои рекомендации по толщине стен

В таблице были рассмотрены лишь 4 производителя из числа наиболее распространенных. Есть и другие, но общая картина видна и так: мы видим, что при строительстве в климатических условиях Московского региона блоки толщиной 440мм и 510мм не требуют дополнительного утепления или использования облицовочного кирпича. В то же время, для всех блоков толщиной 250мм и части 330-миллиметровых требуется дополнительное утепление. В любом случае, ассортимент продукции, представленной на рынке – намного шире, чем в нашей таблице, поэтому в случае с каждым блоком разных производителей, все детали следует узнавать индивидуально.

При этом, теплопроводность поризованного кирпича, предназначенного для перегородок, не столь важна. Он используется для внутренних работ и не от него попросту не требуется таких же характеристик, как и для стеновых блоков.

Общие выводы

Как мы видим, теплопроводность теплой керамики – это исключительно важный параметр. Однако помимо этого, при выборе следует учитывать и другие факторы, в том числе климатические условия региона и отсутствие или наличие дополнительного утепления или отделки облицовочным кирпичом. В целом же, для средней полосы России подходят все керамоблоки. Тем не менее, если вы не хотите использовать дополнительную теплоизоляцию, то имеет смысл купить блоки толщиной 440мм или 510мм, или же некоторые разновидности 380мм блоков. Если же вас не смущает будущий монтаж дополнительной «термошубы», то вполне можно обойтись и блоками для толщины стен 250мм и 380мм, при том условии, что вы обеспечите дополнительную теплоизоляцию в виде минваты или пенопласта, и декоративной штукатурки. Плюс этого варианта в том, что вам будет достаточно более тонкого фундамента, что сократит расходы и сроки его возведения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector