При строительстве частных и многоквартирных домов приходится учитывать множество факторов и соблюдать большое количество норм и стандартов. К тому же перед строительством создается план дома, проводятся расчеты по нагрузке на несущие конструкции (фундамент, стены, перекрытия), коммуникациям и теплосопротивлению. Расчет сопротивления теплопередаче не менее важен, чем остальные. От него не только зависит, насколько будет дом теплым, и, как следствие, экономия на энергоносителях, но и прочность, надежность конструкции. Ведь стены и другие элементы ее могут промерзать. Циклы заморозки и разморозки разрушают строительный материал и приводят к обветшалости и аварийности зданий.

Теплопроводность

Любой материал способен проводить тепло. Этот процесс осуществляется за счет движения частиц, которые и передают изменение температуры. Чем они ближе друг к другу, тем процесс теплообмена происходит быстрее. Таким образом, более плотные материалы и вещества гораздо быстрее охлаждаются или нагреваются. Именно от плотности прежде всего зависит интенсивность теплопередачи. Она численно выражается через коэффициент теплопроводности. Он обозначается символом λ и измеряется в Вт/(м*°C). Чем выше этот коэффициент, тем выше теплопроводность материала. Обратной величиной для коэффициента теплопроводности является тепловое сопротивление. Оно измеряется в (м2*°C)/Вт и обозначается буквой R.

Применение понятий в строительстве


Для того чтобы определить теплоизоляционные свойства того или иного строительного материала, используют коэффициент сопротивления теплопередаче. Его значение для различных материалов дается практически во всех строительных справочниках.

Так как большинство современных зданий имеет многослойную структуру стен, состоящую из нескольких слоев различных материалов (внешняя штукатурка, утеплитель, стена, внутренняя штукатурка), то вводится такое понятие, как приведенное сопротивление теплопередаче. Оно рассчитывается так же, но в расчетах берется однородный аналог многослойной стены, пропускающий то же количество тепла за определенное время и при одинаковой разности температур внутри помещения и снаружи.

Приведенное сопротивление теплопередаче

Приведенное сопротивление рассчитывается не на 1 м кв., а на всю конструкцию или какую-то ее часть. Оно обобщает показатель теплопроводности всех материалов стены.

Тепловое сопротивление конструкций


Все внешние стены, двери, окна, крыша являются ограждающей конструкцией. И так как они защищают дом от холода по-разному (имеют различный коэффициент теплопроводности), то для них индивидуально рассчитывается сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции. К таким конструкциям можно отнести и внутренние стены, перегородки и перекрытия, если в помещениях имеется разность температур. Здесь имеются в виду помещения, в которых разность температур значительная. К ним можно отнести следующие неотапливаемые части дома:

  • Гараж (если он непосредственно примыкает к дому).
  • Прихожая.
  • Веранда.
  • Кладовая.
  • Чердак.
  • Подвал.

Расчет сопротивления теплопередаче

В случае если эти помещения не отапливаются, то стену между ними и жилыми помещениями необходимо также утеплять, как и наружные стены.

Тепловое сопротивление окон

В воздухе частицы, которые участвуют в теплообмене, находятся на значительном расстоянии друг от друга, а следовательно, изолированный в герметичном пространстве воздух является лучшим утеплителем. Поэтому все деревянные окна раньше делались с двумя рядами створок. Благодаря воздушной прослойке между рамами сопротивление теплопередаче окон повышается. Этот же принцип применяется для входных дверей в частном доме. Для создания подобной воздушной прослойки ставят две двери на некотором расстоянии друг от друга или делают предбанник.


Такой принцип остался и в современных пластиковых окнах. Единственное отличие – высокое сопротивление теплопередачи стеклопакетов достигается не за счет воздушной прослойки, а за счет герметичных стеклянных камер, из которых откачан воздух. В таких камерах воздух разряжен и практически нет частиц, а значит, и передавать температуру нечему. Поэтому теплоизоляционные свойства современных стеклопакетов намного выше, чем у старых деревянных окон. Тепловое сопротивление такого стеклопакета – 0,4 (м2*°C)/Вт.

Сопротивление теплопередаче окон

Современные входные двери для частных домов имеют многослойную структуру с одним или несколькими слоями утеплителей. К тому же дополнительное теплосопротивление дает установка резиновых или силиконовых уплотнителей. Благодаря этому дверь становится практически герметичной и установка второй не требуется.

Расчет теплового сопротивления

Расчет сопротивления теплопередаче позволяет оценить потери тепла в Вт и рассчитать необходимое дополнительное утепление и потери тепла. Благодаря этому можно грамотно подобрать необходимую мощность отопительного оборудования и избежать лишних трат на более мощное оборудование или энергоносители.


Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции

Для наглядности рассчитаем тепловое сопротивление стены дома из красного керамического кирпича. Снаружи стены будут утеплены экструдированным пенополистиролом толщиной 10 см. Толщина стен будет два кирпича – 50 см.

Сопротивление теплопередаче вычисляется по формуле R = d/λ, где d – это толщина материала, а λ – коэффициент теплопроводности материала. Из строительного справочника известно, что для керамического кирпича λ = 0,56 Вт/(м*°C), а для экструдированного пенополистирола λ = 0,036 Вт/(м*°C). Таким образом, R (кирпичной кладки) = 0,5 / 0,56 = 0,89 (м2*°C)/Вт, а R (экструдированного пенополистирола) = 0,1 / 0,036= 2,8 (м2*°C)/Вт. Для того чтобы узнать общее теплосопротивление стены, нужно сложить эти два значения: R = 3,59 (м2*°C)/Вт.

Таблица теплового сопротивления строительных материалов

Всю необходимую информацию для индивидуальных расчетов конкретных построек дает представленная ниже таблица сопротивления теплопередаче. Образец расчетов, приведенный выше, в совокупности с данными таблицы может также использоваться и для оценки потери тепловой энергии. Для этого используют формулу Q = S * T / R, где S – площадь ограждающей конструкции, а T – разность температур на улице и в помещении. В таблице приведены данные для стены толщиной 1 метр.


Материал R, (м2 * °C)/Вт
Железобетон 0,58
Керамзитобетонные блоки 1,5-5,9
Керамический кирпич 1,8
Силикатный кирпич 1,4
Газобетонные блоки 3,4-12,29
Сосна 5,6
Минеральная вата 14,3-20,8
Пенополистирол 20-32,3
Экструдированный пенополистирол 27,8
Пенополиуретан 24,4-50

Теплые конструкции, методы, материалы

Для того чтобы повысить сопротивление теплопередаче всей конструкции частного дома, как правило, используют строительные материалы с низким показателем коэффициента теплопроводности. Благодаря внедрению новых технологий в строительстве таких материалов становится все больше. Среди них можно выделить наиболее популярные:

  • Дерево.
  • Сэндвич-панели.
  • Керамический блок.
  • Керамзитобетонный блок.
  • Газобетонный блок.
  • Пеноблок.
  • Полистиролбетонный блок и др.

Дерево является весьма теплым, экологически чистым материалом. Поэтому многие при строительстве частного дома останавливают выбор именно на нем. Это может быть как сруб, так и оцилиндрованное бревно или прямоугольный брус. В качестве материала в основном используется сосна, ель или кедр. Тем не менее это довольно капризный материал и требует дополнительных мер защиты от атмосферных воздействий и насекомых.

Сопротивление теплопередачи стены

Сэндвич-панели – это довольно новый продукт на отечественном рынке строительных материалов. Тем не менее его популярность в частном строительстве очень возросла в последнее время. Ведь его основными плюсами является сравнительно невысокая стоимость и хорошее сопротивление теплопередаче. Это достигается за счет его строения. С наружных сторон находится жесткий листовой материал (ОСП-плиты, фанера, металлический профиль), а внутри — вспененный утеплитель или минеральная вата.

Сопротивление теплопередаче

Строительные блоки


Высокое сопротивление теплопередаче всех строительных блоков достигается за счет наличия в их структуре воздушных камер или вспененной структуры. Так, например, некоторые керамические и другие виды блоков имеют специальные отверстия, которые при кладке стены идут параллельно ей. Таким образом, создаются закрытые камеры с воздухом, что является довольно эффективной мерой препятствия теплопередачи.

В других строительных блоках высокое сопротивление теплопередачи заключается в пористой структуре. Это может достигаться различными методами. В пенобетонных газобетонных блоках пористая структура образуется благодаря химической реакции. Другой способ – это добавление в цементную смесь пористого материала. Он применяется при изготовлении полистиролбетонных и керамзитобетонных блоков.

Таблица сопротивления теплопередаче образец

Нюансы применения утеплителей

Если сопротивление теплопередачи стены недостаточно для данного региона, то в качестве дополнительной меры могут применяться утеплители. Утепление стен, как правило, производится снаружи, но при необходимости может применяться и по внутренней части несущих стен.

На сегодняшний день существует множество различных утеплителей, среди которых наибольшей популярностью пользуются:

  • Минеральная вата.
  • Пенополиуретан.
  • Пенополистирол.
  • Экструдированный пенополистирол.
  • Пеностекло и др.

Все они имеют очень низкий коэффициент теплопроводности, поэтому для утепления большинства стен толщины в 5-10 мм, как правило, достаточно. Но при этом следует учесть такой фактор, как паропроницаемость утеплителя и материала стен. По правилам, этот показатель должен возрастать наружу. Поэтому утепление стен из газобетона или пенобетона возможно только с помощью минеральной ваты. Остальные утеплители могут применяться для таких стен, если делается специальный вентиляционный зазор между стеной и утеплителем.

Заключение

Теплосопротивление материалов – это важный фактор, который следует учитывать при строительстве. Но, как правило, чем стеновой материал теплее, тем меньше плотность и прочность на сжатие. Это следует учитывать при планировке дома.

businessman.ru

Изделия из кирпича — характеристики

Клинкерный кирпич обладает самым высоким коэффициентом теплопроводимости, благодаря чему его применение очень узкоспециализированное – для кладки стен материал с такими свойствами использовать было бы нецелесообразно и затратно в плане дальнейшего утепления здания — заявленная теплопроводимость этого материала (λ) находится в диапазоне 04-09 Вт/(м·К). Поэтому клинкерный кирпич чаще всего идет для дорожных покрытий и укладки прочного пола в производственных сооружениях.


Свойства клинкерных изделий Параметры
Размеры в мм 250 x 120 x 65
Вес в кг 3
Удельная масса в кг/м3 1500-2000
Показатель пустотности 34%
Морозоустойчивость 100
Влагопоглощение 3-5%
Теплопроводимость (Вт/м·С) 0,4
Единиц в поддоне 504
Характеристики различных видов кирпича
Характеристики различных видов кирпича

 

 

У силикатных изделий теплопередача прямо пропорциональна массе изделия. То есть, у двойного кирпича из силиката марки M 150 теплопотери составляют λ = 0,7-0,8, а у щелевого силикатного изделия коэффициент передачи тепла будет равняться λ = 0,4, то есть — в два раза лучше. Но стены из силикатного кирпича рекомендуется дополнительно утеплять, к тому же прочность этого стройматериала оставляет желать лучшего.

Керамический кирпич производится в разных вариантах форм и характеристик:


  1. Полнотелые изделия с коэффициентом теплопроводности λ = 0,5-0,9;
  2. Пустотелые изделия — λ принимается равным 0,57;
  3. Рядовой огнеупорный материал: коэффициент теплопроводности шамотного кирпича равен λ = 06-08 Вт/(мК);
  4. Щелевой с коэффициентом λ = 0,4;
  5. Керамический кирпич с повышенными теплоизоляционными характеристиками и λ = 0,11 очень хрупкий, что значительно сужает ареал его применения.
Размеры кирпича
Размеры кирпича

Из всех разновидностей керамического кирпича можно возводить стены дома, но у каждого – свои теплотехнические параметры, исходя из которых, производится расчет будущего наружного утепления стен.

Параметр Марка – стандартный показатель
ШАК ША ШБ ШВ ШУС ПБ ПВ
Огнеупорность 1730°C 1690°C 1650°C 1630°C 1580°C 1670°C 1580°C
Пористость 23% 24% 24% 30% 24%
Предельная прочность 23 Н/мм2 20 Н/мм2 22 Н/мм2 12 Н/мм2 20 Н/мм2 15 Н/мм2
Процент добавок
Оксид алюминия Al2 O2 33% 30% 28% 28% 28%
Оксид алюминия Al2 O3 14-28% 14-28%
Диоксид кремния SiO2 65-85% 65-85%
Параметры шамотного кирпича
Параметры шамотного кирпича

 

Показатели теплопроводности изделий из керамики — самые низкие среди перечисленных выше вариантов.

Керамический кирпич, средние значения Клинкерный кирпич Керамический кирпич
Размеры 250 х 120 х 65; 240 х 115 х 71; 210 х 100 х 65; 210 х 100 х 50 и т.д. 250 х 120 х 65
Удельная масса, кг/м3 1450 1100
Предельная прочность M 350 M 200
Теплопроводность, Вт/м°С 0,6 0,4
Морозоустойчивость ≥ 300 60
Влагопоглощение, % ≤ 6 ≥ 10
Достоинства Прочность

Долговечность

Прочность

Долговечность

Не нужен специальный уход

Недостатки Высокая стоимость Возможность появления высолов

Высокая стоимость

Поризованный кирпич как материал с характеристиками теплопроводности является самым лучшим, как и теплая кирпичная керамика. Поризованное изделие делается так, что кроме щелей в теле, материал имеет особую структуру, уменьшающую собственный вес кирпича, что и повышает его теплонепроницаемость.

Поризованный кирпич
Поризованный кирпич

 

Любой кирпич теплопроводность которого может достигать показателей 0,8-0,9, имеет свойство накапливать в теле изделия влагу, что особенно негативно проявляется в морозы – превращение воды в лед может вызвать разрушение структуры кирпича, да и постоянный конденсат в стене – это причина появления плесени, препятствие для прохождения воздуха сквозь стены и уменьшение теплопроводности стен в целом.

Чтобы не допустить или максимально уменьшить накопление влаги в стенах, кирпичная кладка делается с воздушными зазорами. Как правильно обеспечить постоянную воздушную прослойку:

  1. Начиная с первого ряда кирпича, между изделиями оставляют воздушные зазоры до 10 мм толщиной, не заполняемые раствором. Шаг таких зазоров — 1 метр;
  2. Между кирпичом и материалом теплоизолятора по всей высоте стены оставляют воздушный зазор толщиной 25-30 мм – по типу вентилируемого фасада. По этим воздушным каналам будут проходить постоянные воздушные потоки, которые не дадут стене потерять свои теплоизоляционные свойства, и обеспечат постоянную температуру в доме при условии работающего зимой отопления.
Воздушные пустоты в кирпичной кладке
Воздушные пустоты в кирпичной кладке

 

Важно: не рекомендуется обустраивать бетонную стяжку или перекрытие из любых стройматериалов на последнем ряду кладки из кирпича – нужно, чтобы воздух по каналам циркулировал постоянно.

Существенного уменьшения коэффициента теплопроводимости кладки из кирпича можно добиться, не понеся при этом больших расходов, что важно для индивидуального строительства. Качество жилья при реализации вышеперечисленных методов не пострадает, а это – самое главное.

Если в строительстве дома использовать огнеупорный шамотный кирпич, то можно заметно повысить и пожарную безопасность жилья, опять же без существенных затрат, кроме ценовой разницы в марках кирпича. Коэффициент теплопроводности у огнеупорного кирпича немного выше, чем у клинкерного, но безопасность тоже имеет большое значение при эксплуатации дома.

Повышение уровня звукоизоляции кирпичной стены утеплителем
Повышение уровня звукоизоляции кирпичной стены утеплителем

Уровень звукоизоляции стен равен из керамического кирпича ≈ 50 Дб, что близко к стандартным требованиям СНиП – 54 Дб. Такой уровень звукоизоляции может обеспечить кирпичная стена, выложенная в два кирпича – это 50 см толщины. Все остальные размеры нуждаются в дополнительной шумоизоляции, реализованной в самых разных вариантах. Например, железобетонные стены панельного стандартной толщины 140 мм имеют степень шумоизоляции 50 дБ. Повысить свойства звукоизоляции дома можно, увеличив толщину кирпичных стен, но выйдет это дороже, чем при прокладке дополнительного слоя шумоизоляции.

jsnip.ru

Используемые виды

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:

  •  белый (силикатного типа);
  •  (глиняный).

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.

Состав и назначение в использовании

Здесь принята градация. Она идет по следующим функциям:

  • строительная (возводят поверхности);
  •  специальная (для сооружения печной трубы, камина или простой печи);
  •  облицовочная (с его помощью облагораживают фасады).

Если решено использовать полнотелый вид, то следует знать, что в таком блоке будет не больше 13% пустот и он подойдет для того, чтобы возводить поверхности, колонн, столбов и так далее. Как повлияет на характеристики кирпича теплопроводность? В этом случае нельзя сказать о слишком больших данных по сопротивлению к отдаче тепла (в связи с этим стены домов необходимо будет дополнительно утеплять).

Теплопроводность пустотелого керамического кирпича во много раз больше. Это связано с тем, что объем его пустот достигает 45% от общего. Все это сказывается в его весе, который гораздо меньше предыдущего вида. Такие блоки можно смело использовать в строительстве как внутренних перегородок, так и внешних фасадов. Им обычно принято заполнять каркасы у зданий с большим количеством этажей. Главный бонус здесь будет заключаться в том, что теплопроводность клинкерного кирпича с пустотами внутри имеет отличные показатели (но это правило действует в том случае, когда раствор делают достаточно густым, чтобы он не забивал воздушные полости).

Коэффициент теплоотдачи кирпича: общие сведения

Теплопроводность кирпича характеризуется способностью проводить энергию тепла. Такой «талант» принято выводить в специальном показателе. Каждый вид будет представлять свои данные в этом отношении:

  1. Клинкерный кирпич теплопроводность имеет в диапазоне от 0,8 до 0,9 Вт/м К.
  2. Теплопроводность силикатного кирпича зависит от количества содержащихся в нем пустот (для щелевого он будет равен 0,4 Вт/м К), у имеющего технические пустоты цифра поднимается до 0,66, а у полнотелого варианта данные уже будут составлять 0,8 Вт/м К.
  3. Керамический кирпич коэффициент теплопроводности также имеют разный (в зависимости от представленного вида): коэффициент теплопроводности полнотелого кирпича дает цифры от 0,5 до 0,8, щелевой имеет 0,34-0,43, а поризованный — 0,22 Вт/м К. Теплопроводность керамического кирпича с порами внутри будет равна примерно 0,57 Вт/м К (однако даже эти цифры могут зависеть от пор, расположенных в нем).

В рамках этого анализа обязательно надо отметить, что коэффициент теплопередачи кирпича еще не самый высокий — газобетон, к примеру, еще лучший проводник. Чтобы возводимые здания были по-настоящему теплыми, нужно при возведении сочетать многие составляющие, главным из которых будет количество пор.

Все познается в сравнении: возможности использования

Цифры могут варьироваться у каждого из вышепредставленных видов. Свой коэффициент теплопроводности силикатный кирпич зарабатывает еще и от веса каждого из блоков. Отсюда вывод: если решено строить именного из него, то следует обращать внимание на размеры брусков (меньше размер — больше коэффициент теплопроводности силикатного кирпича). Нельзя забывать одну главную вещь: при относительной дешевизне такого товара, к нему должны идти еще и дополнительные утеплители.

Коэффициент перевода кирпича-клинкера показывает прекрасные данные. Но даже с ними его очень редко выбирают для того, чтобы возвести поверхность. А вот мощение дорожного полотна или полы в помещениях пройдут на «ура». И уже сам высокий коэффициент теплопроводности кирпича такого вида указывает на то, что его не следует брать для того, чтобы возвести какие-либо утепленные конструкции.

Когда речь идет именно о специальном виде, нельзя не упомянуть тот материал, который используется для строительства каминов и им подобных вещей. Его состав предполагает быструю отдачу тепла, а, значит, коэффициент теплопроводности шамотного кирпича будет колебаться от 0,6 до 0,7 Вт/(моС).

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать главный вывод — самым популярным для использования будет являться пустотный, а коэффициент теплопроводности кирпича красного позволяет его выделить среди других в качестве примера, какой должна быть теплопроводность глиняного кирпича. Развитая пустотная система внутри него справится с этим на «отлично».

stroykirpich.com

2.1 Угловая комната (первый этаж)

Характеристики комнаты:

  • этаж первый,
  • площадь комнаты — 16 кв. м. (5х3,2),
  • высота потолка — 2,75 м,
  • наружных стен — две,
  • материал и толщина наружных стен — брус толщиной 18 см, обшит гипсокартонном и оклеен обоями,
  • окна — два (высота 1,6 м, ширина 1,0 м) с двойным остеклением,
  • полы — деревянные утепленные, снизу подвал,
  • выше чердачное перекрытие,
  • расчетная наружная температура –30 °С,
  • требуемая температура в комнате +20 °С.

Рассчитаем площади теплоотдающих поверхностей.

Площадь наружных стен за вычетом окон:

Sстен(5+3,2) х2,7-2х1,0х1,6 = 18,94 кв. м.

Площадь окон:

Sокон= 2х1,0х1,6 = 3,2 кв. м.

Площадь пола:

Sпола= 5х3,2 = 16 кв. м.

Площадь потолка:

Sпотолка= 5х3,2 = 16 кв. м.

Площадь внутренних перегородок в расчете не участвует, так как через них тепло не уходит — ведь по обе стороны перегородки температура одинакова. Тоже относится и к внутренней двери.
Теперь вычислим теплопотери каждой из поверхностей:

Qстен= 18,94х89 = 1686 Вт,
Qокон= 3,2х135 = 432 Вт,
Qпола= 16х26 = 416 Вт,
Qпотолка= 16х35 = 560 Вт.

Суммарные теплопотери комнаты составят:

Qсуммарные= 3094 Вт.

Заметим, что через стены уходит тепла больше чем через окна, полы и потолок.
Результат расчета показывает теплопотери комнаты в самые морозные (Т нар. = –30 °С) дни года. Естественно, чем теплее на улице, тем меньше уйдет из комнаты тепла.

Пример 2

2.2 Комната под крышей (мансарда)

Характеристики комнаты:

  • этаж верхний,
  • площадь 16 кв. м. (3,8х4,2),
  • высота потолка 2,4 м,
  • наружные стены; два ската крыши (шифер, сплошная обрешетка, 10 см минваты, вагонка), фронтоны (брус толщиной 10 см, обшитый вагонкой) и боковые перегородки (каркасная стена с керамзитовым заполнением 10 см),
  • окна — четыре (по два на каждом фронтоне), высотой 1,6 м и шириной 1,0 м с двойным остеклением,
  • расчетная наружная температура –30°С,
  • требуемая температура в комнате +20°С.

teplodomus.ru

Сопротивление теплопередаче кирпича

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.