термическое сопротивление и коэффициент, свойства пустотелых и полнотелых форм
С точки зрения надёжности строения и комфорта, в помещениях жилого здания лучшим материалом для стен в течение многих веков продолжает оставаться кирпич — теплопроводность его находится на хорошем уровне, а прочность проверена временем.
Применяемые материалы, технология изготовления и структура влияют на способность изделия передавать через себя температуру окружающим предметам. Для разного вида кирпичей показатель меняется.
У каждого вида кирпича свой показатель теплопроводностиПонятие о теплопроводности
Эта характеристика имеет важное значение в строительстве. Существует несколько взаимосвязанных вариантов подхода к оценке движения тепла в материалах:
- Способность предметов передавать нагрев от одной части целого к другой посредством последовательного перемещения хаотически колеблющихся частиц тела (молекул, электронов и атомов) от подвижных в сторону неактивных — холодных — называют теплопроводностью.
Не следует путать этот показатель с термическим сопротивлением, которое свидетельствует о способности препятствовать перемещениям нагретых молекул. - Коэффициент теплопроводности λ – способность физического тела передавать энергию за определённое время через единичную площадь при падении температуры на градус к наикратчайшей длине до изотермической поверхности. Другими словами, λ показывает, сколько тепла теряется за период прохождения сквозь стену. Принятая в технических расчётах размерность показателя — Вт/м·°C.
- Удельная теплопроводность Λ=λ/δ, где δ – толща преграды в метрах: Вт/м²·°C. Обратной величиной этой характеристики является термическое сопротивление: 1/Λ – оно оценивает препятствование 1 м² площади предмета перетоку энергии нагрева за час при разности температур поверхностей в 1°C. Другое название характеристики — коэффициент теплоизоляции, размерность: м²·°C/Вт.
Не следует путать этот показатель с термическим сопротивлением, которое свидетельствует о способности препятствовать перемещениям нагретых молекул.В этом видео вы узнаете о характеристиках кирпича:
com/embed/gbaS4bKKlJo» allowfullscreen=»allowfullscreen»/>
При выборе материалов обычно обращают внимание на 2 показателя: термическое сопротивление, определяемое из соотношения 1/(λ/δ), и гораздо чаще применяемый коэффициент теплопроводности λ. Если значения первой характеристики возрастают, это свидетельствует о возможности употребить материал для изоляции. И наоборот, низкие цифры указывают на использование в качестве проводника температуры. Чем выше коэффициент теплопроводности, тем потери нагрева здания весомее, а малые значения свидетельствуют об эффективном в части энергосбережения материале стен.
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.
Виды кирпичей и значения коэффициента
Стеновые блоки в форме небольших брикетов по сырьевому материалу делят на 2 вида: керамические красные и силикатные белого цвета. Первый тип кирпичей изготавливают путём высокотемпературного — около 1000°C, обжига мелкодисперсных горных пород. Причём из тугоплавкой глины производят огнеупорные или печные блоки. Силикатный брикет делают из кварцевого песка. Свойства исходного сырья обусловливают различия теплопроводности кирпича каждого из типов. По назначению они подразделяются на классы:
- строительный или рядовой;
- облицовочный — для наружного декорирования стен, его вырабатывают гладким и правильных геометрических форм; коэффициент теплопроводности облицовочного кирпича 0,37-0,93 Вт/м·°C;
- специального назначения — шамотный и печной, их используют при кладке дымоходов и других объектов высокотемпературного (до 1700°C) воздействия.
В зависимости от плотности коэффициент теплопроводности керамического кирпича изменяется от 0,4 до 0,9 Вт/м·°C. Пустотелость изделия является определяющим фактором для силикатных брикетов и может представляться для каждого в виде 3 отверстий диаметром 52 мм (15%), 11 — Ø27-32 (20-25%), 14 дырок Ø30-32 мм при 28-30% воздушных промежутков.
Изменчивость коэффициента теплопроводности силикатного кирпича в диапазоне 0,4-1,3 Вт/м·°C. Зависимость λ от типа керамитов и их плотности можно проследить по таблице:
| Наименование клинкера | Удельный вес изделия, т/м3 | Показатель λ, Вт/м·°C |
| Силикатный: рядовой/щелевой/с отверстиями | 1,0―2,2/―/― | 0,5―1,3/0,4/0,7 |
| Керамический: плотный/пустотелый/пористый | 1,4―2,6/―/1,5 | 0,67―0,80/0,44―0,47/0,44 |
| Шамотный | 1,85 | 0,85 |
| Динасовый | 1,9―2,2 | 0,90―0,94 |
| Хромитовый | 3,0―4,2 | 1,21―1,29 |
| Магнезитовый | 2,6―3,2 | 4,7―5,1 |
Теплопроводность огнеупорного кирпича с повышением нагрева возрастает до λ=6,5-7,7 единицы.
Но у пеношамотного (0,6 т/м³) и диатомитового (0,55) клинкеров остаётся на низком уровне — 0,25-0,3 Вт/м·°C при температуре 850-1300 градусов. Для традиционного печного шамотного кирпича λ=1,44, если нагрев 1000°C.Простые правила тёплой стены | ДОМ ИДЕЙ
В общем случае применяют внешнее утепление. Внутреннее не только менее эффективно, но и противопоказано для дома круглогодичного проживания. Вопрос выбора утеплителя также сложен и неоднозначен.
Желаемое и возможное тепло дома
В России в настоящее время используется поэлементное нормирование сопротивления теплопередаче, то есть для каждого элемента наружных ограждающих конструкций нормами задаётся минимально допустимое значение: для стен, окон, крыш и перекрытий.
В Европейских странах и Америке принят немного другой подход к экономии тепла, по удельным теплопотерям. Его смысл в том, что выбор вида ограждающих конструкций увязан с требуемым значением удельной потребности в тепловой энергии на отопление здания.
Попросту говоря, нормируются затраты на отопление одного квадратного метра дома. А каким способом будет достигнута эта величина, остаётся на усмотрении застройщика. Именно поэтому, а ещё за счёт более высоких среднегодовых температур, в этих странах в моде большие площади остекления.
Однако нужно учесть, что при полном остеклении фасадов применяются специальные конструкции стен с редкими для нас системами отопления. Между наружной и внутренней стеклянной оболочкой подаётся тёплый воздух – в таком варианте и в их климате это успешно работает. Однако, в наших условиях, потери тепла непременно серьёзно возрастают и комфорт проживания в доме со стеклянными стенами довольно сомнителен. Ведь таких оконных конструкций, которые имели хотя бы приближенную к обычным стенам теплозащиту, пока не придумано.
Расчёт теплового сопротивления стен
Чтобы предельно точно, коэффициент теплопроводности показывает количество тепла, проходящее за 1 час через 1 м2 поверхности испытуемого материала толщиной в 1 м при разнице температур поверхностей этого материала равных 1°С.
Как видим, реальная толщина материала не влияет на коэффициент теплопроводности. Однако эта толщина учитывается так называемым коэффициентом теплопередачи.
Принцип расчёта следующий: исходя из климатических условий региона нормируется величина значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций R. Для климатических условий Челябинска R(м2°С/Вт) равен: для наружных стен 3,42; для чердачных перекрытий и перекрытий над неотапливаемым подвалом 4,5; для кровли 5,09. Единственное, что следует отметить, так это то, что подобные параметры в реальных условиях практически не выполняются. Так что есть, к чему стремиться.
Расчёт однослойных конструкций не представляет сложностей. Однако поскольку сегодня большинство ограждающих конструкций многослойные, требуется учесть сопротивление теплопередаче всех слоёв. Для этого требуется знать толщину и коэффициент теплопроводности каждого составляющего материала. А затем просуммировать все вычисленные значения. Можно не учитывать слои внутренней и наружной штукатурок, так как доказано, что тонкие слои материала с высоким коэффициентом теплопроводности на тепловое сопротивление конструкций заметного влияния не оказывают.
Таблица термического сопротивления часто встречающихся материалов стен
Материал и коэф-т теплопроводности λ | Толщина стены, мм | R стены |
Кирпич керамический полнотелый, λ=0,56 | 510 (в 2 кирпича) | 0,85 |
| 250 (в 1 кирпич) | 0,42 |
|
| 120 (в 1/2 кирпича) | 0,21 |
Кирпич керамический пустотелый 1000 кг/м3, λ=0,4 | 640 (в 2,5 кирпича) | 1,6 |
| 510 (в 2 кирпича) | 1,28 |
| 380 (в 1,5 кирпича) | 0,95 |
Кирпич силикатный, λ=0,7 | 640 (в 2,5 кирпича) | 0,91 |
| 510 (в 2 кирпича) | 0,73 |
| 380 (в 1,5 кирпича) | 0,54 |
Пеноблок и газоблок 1000 кг/м3, λ=0,37 | 600 | 1,62 |
| 400 | 1,08 |
| 200 | 0,54 |
Пеноблок и газоблок 700 кг/м3, λ=0,3 | 600 | 2,0 |
| 400 | 1,33 |
| 200 | 0,67 |
Крупноформатный керамический блок, λ=0,2 | 380 | 1,9 |
| 250 | 1,25 |
Арболит (цементно-стружечный блок), λ=0,3 | 600 | 2,0 |
| 400 | 1,33 |
Железобетон, λ=1,7 | 600 | 0,35 |
| 400 | 0,24 |
Сосна поперёк волокон, λ=0,1 | 200 | 2,0 |
| 150 | 1,5 |
| 100 | 1,0 |
Таблица термического сопротивления часто встречающихся утеплителей
Теплоизоляционный материал | Толщина слоя, мм | R утеплителя |
Плита минераловатная плотностью 50 кг/м3, λ=0,04 | 100 | 2,5 |
| 50 | 1,25 |
Плита минераловатная плотностью 100 кг/м3, λ=0,056 | 100 | 1,79 |
| 50 | 0,89 |
Пенополистирол (пенопласт) плотностью 40 кг/м3, λ=0,038 | 100 | 2,63 |
| 50 | 1,32 |
| 30 | 0,79 |
Экструзионный пенополистирол плотностью 45 кг/м3, λ=0,033 | 50 | 1,52 |
| 40 | 1,21 |
|
| 20 | 0,61 |
Пенополиуретан напыляемый плотностью 40 кг/м3, λ=0,03 | 100 | 3. |
| 50 | 1,67 |
Эковата, λ=0,04 | 100 | 2,5 |
| 50 | 1,25 |
33Как видно из приведённой таблицы, ни одна однослойная стена разумной толщины даже близко не подходит к действующим сегодня необходимым требованиям по теплопотерям стен. Для их соблюдения необходимо применение утеплителя.
На теплопроводность материалов стен и утеплителей сильно влияет такое явление, как влажность. Вода имеет довольно высокий коэффициент теплопроводности и, когда замещает собой воздух в порах материала, ухудшает его теплопроводность. К примеру, при намокании минераловатного утеплителя всего на 5%, его теплоизоляционные свойства снижаются вдвое.
С влажностью связан ещё один аспект, важный для жизни и строительства. Дело в том, что испарение жидкости требует в несколько раз больше тепла, чем доведение этой же жидкости до точки кипения. На практике мокрая стена в процессе высыхания отбирает у дома поистине огромное количество тепла, а ветер ещё и ускоряет этот процесс. В пересчёте на деньги сырость может «вылиться» владельцу дома в весьма существенные добавочные расходы на отопление.
Быстрая оценка теплосберегающих возможностей дома
В любом случае, крайне желательно иметь общие представления о возможностях и последствиях разных способов размещения утеплителей. Используя таблицу можно легко рассчитать вид и толщину слоя утеплителя. Важно учесть, что данный метод предназначен лишь для быстрой оценки потребности и определения количества утеплителя, но не более того.
Допустим, имеется стена из рядового пустотелого кирпича толщиной 51 см (в 2 кирпича). Величина термического сопротивления такой кирпичной стены составит R=1,28.
Для обеспечения требуемого показателя (3,42) необходимо подобрать утеплитель с сопротивлением его слоя R=3,42-1,28=2,14.
Близкие к этому параметры теплового сопротивления имеют: слой минеральной вата или пенопласта толщиной порядка 8 см или экструдированный пенополистирол толщиной 7 см. Что конкретно выбрать, зависит от домовладельца. По таблице также можно выяснить, что общепринятая конструкция стены, включающая 600 мм ячеистого блока и облицовку в полкирпича, современным требованиям теплосбережения не соответствует.
Всё вышесказанное абсолютно не означает, что обитатели недостаточно (по нормативам) утеплённого дома зимой непременно начнут замерзать. При условии, что показатели теплосбережения стен и других ограждающих конструкций выше средних, в существующих реалиях пока ещё проще увеличить мощность системы отопления. Однако, если цена топлива в ближайшей перспективе будет приближаться к европейскому уровню (а всё говорит именно об этом), простая арифметика покажет, что выгоднее, всё-таки, утепляться.
Теплопроводность керамических блоков (Поротерм): коэффициент, теплопередача поризованного кирпича
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.
| Материал | Расчетное содержание влаги | Теплопроводность Вт/(м*С) в сухом состоянии | Теплопроводность Вт/(м*С) расчетное значение | Толщина стены, см |
| Древесина* | 20% | 0,09 | 0,18 | 48 |
| Керамический кирпич полнотелый | 2% | 0,56 | 0,81 | 219 |
| Керамический кирпич пустотелый | 2% | 0,41 | 0,58 | 155 |
| Ячеистый бетон** | 6% | 0,12 | 0,16 | 43 |
| Силикатный кирпич | 4% | 0,70 | 0,87 | 230 |
| Керамзитобетон | 10% | 0,58 | 0,79 | 209 |
| Поризованный блок*** | 1% | 0,13 | 0,14 | 38 |
* – 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 блока | Теплопроводность, Вт/(м*С) | Толщина стены, мм | Нужно ли дополнительное утепление* |
| Porotherm 25 | 0,24 | 250 | Да |
| Porotherm 38 | 0,145 | 380 | Да |
| Porotherm 38 Thermo | 0,123 | 380 | Нет |
| Porotherm 44 | 0,136 | 440 | Нет |
| Porotherm 51 | 0,143 | 510 | Нет |
| BRAER Ceramic Thermo 10,7 NF | 0,14 | 380 | Да |
| BRAER Ceramic Thermo 12,4 NF | 0,139 | 440 | Нет |
| BRAER Ceramic Thermo 14,3 NF | 0,14 | 510 | Нет |
| KERAKAM 38 | 0,19 | 380 | Да |
| KAIMAN 38 Самара | 0,084 | 380 | Нет |
| KERAKAM 44 Самара | 0,128 | 440 | Нет |
| KERAKAM 51 Самара | 0,16 | 510 | Нет |
| 10,7НФ 250ММ Гжель | 0,143 | 250 | Да |
| 12,3НФ Гжель | 0,131 | 440 | Нет |
| 14,3НФГжель | 0,143-0,17 | 510 | Нет |
* 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.
От чего зависит теплопроводность керамического кирпича
Кирпич керамическийПланируя строительство дома, застройщики в первую очередь приступают к выбору оптимального материала, оценивая при этом наиболее приоритетные качества. Одним из таких является способность материала к теплосохранению, обеспечивающее частичную экономию при строительстве и эксплуатации здания.
В данной статье мы будет рассматривать данное свойство одного из самых популярных материалов. Итак, теплопроводность керамического кирпича: насколько важна данная характеристика, как она связана с другими показателями и что влияет на ее изменение?
Что представляют собой изделия из керамики
Для начала вкратце разберемся, что же представляет собой кирпич керамический, и какими свойствами он обладает.
Состав и свойства
Основным компонентом при производстве является мелкозернистая глина. Помимо нее в состав входит песок, вода и добавки, способные повысить исходное качество сырья и готовой продукции.
Например, пластификатор значительно повышает пластичность раствора и препятствует растрескиванию изделий. Соотношение сырья в будущем определяет основной набор свойств изделий, а, точнее, их числовые значения.
Ориентировочные пропорции сырья керамического кирпичаРассмотрим усредненные показатели при помощи таблицы.
Таблица 1. Характеристики керамического кирпича:
| Марка морозостойкости | Морозостойкость – одно из достоинств изделий. Она может достигать 250-300 циклов. Стоит показатель в зависимости от плотности, прочности. Чем они выше, тем большее количество циклов замораживания и оттаивания сможет выдержать изделие. |
| Теплопроводность | Коэффициент теплопроводности керамического кирпича нельзя назвать его самой сильной стороной. Он – повышен. А с чем это связано, мы рассмотрим чуть ниже. |
| Плотность и прочность | Марки прочности – М50-М250, 300. Плотность может достигать 2100 кг/м3. Согласитесь, это – завидные показатели для многих материалов. |
| Усадка | Кирпич усадке подвержен. Точное значение назвать сложно, во многом это зависит от вида изделия. Например, клинкерный кирпич почти не поддается усадке, она составляет не более 3-5%. |
| Гигроскопичность | Водопоглощение свойственно керамике, значение – около 8-10%. Но, опять же, многое зависит от типа кирпича, его плотности и технологии изготовления. |
| Экологичность | Об экологичности судить достаточно сложно. Ведь она зависит от месторождения основного сырья. Хотя все производители в один голос заявляют, что изделия абсолютно безопасны и, по сути, так это и должно быть. |
| Огнестойкость | Не горит. Может противостоять высокой температуре на протяжении длительного периода времени. |
Классификация изделий и их основные различия
Существует большое количество различных видов керамического кирпича. Они отличаются между собой назначением, структурой, размером и другими показателями. Рассмотрим подробнее.
По назначению, изделия могут быть:
- Рядовыми. Их применяют при кладке стен и перегородок. Последующая отделка, как правило, требуется. Материал отличается повышенной плотностью и, как следствие коэффициентом теплопроводности.
- Лицевыми. Служат они для облицовки строений, возведения заборов и многое другое. К таким изделиям предъявляются повышенные требования в отношении внешнего вида. Сколы и иные дефекты не допустимы.
Сколы и иные дефекты не допустимы.Структура кирпича определяет существование следующих видов:
- Пустотелые изделия. Они – более легковесные и менее плотные, серьезной нагрузке подвергаться не могут.
- Полнотелые же — наоборот: прочные и тяжелые, а теплопроводность керамического кирпича полнотелого сравнительно завышена.
На основе размеров изделий также сформирована классификация:
- Кирпич с маркировкой 1НФ называется одинарный. Он имеет габариты равные 250*120*65 мм.
- Маркировка 1,4 НФ указывает на то, что перед вами – полуторный, или утолщенный кирпич. Его высота несколько больше и составляет 88 мм.
- Двойные изделия имеют маркировку 2,1 НФ, высота их – 138 мм.
- Особенным размером обладают евро-изделия. Они отличаются не только толщиной, но и высотой, которые составляют 85 и 65 мм соответственно.
Как уже говорилось выше, керамический кирпич может иметь различную марку по прочности и, в зависимости от нее, определяется область применения изделий при строительстве. Марки могут быть следующими: М50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250.
- М50 – наименее прочны. Применяются обычно при строительстве, например, столбов для ограждений, заборов.
- М 75 и М100 могут использоваться при возведении стен почти любых, помимо несущих.
- А вот М 125 вполне может быть применена при строительстве несущей конструкции.
Более высокие марки изделий используют при возведении цоколя и иных конструкций, на которые будет оказываться существенная нагрузка.
Значение теплопроводности и ее зависимость от иных характеристик и факторов, понятие теплой керамики
Как становится очевидным, теплоемкость керамического кирпича стоит в прямой зависимости от плотности и прочности изделий. Чем они выше, тем способность к теплосохранению ниже.
- Например, теплопроводность керамического полнотелого кирпича плотностью 1800 кг/м3 составляет около 0,85 Вт*мС, а вот пустотелое изделие с показателем средней плотности в 1400 кг/м3 может похвастать более низким значением, равным около 0,55 Вт*мС.
- Поризованные изделия обладают самым низким из всех перечисленных коэффициентом, он может составлять около 0,25.
- Самой низкой способностью к сохранению тепла обладает клинкерный кирпич. Это опять же связано в его крайне высокой плотностью, которая достигает 2100 кг/м3.
Рассмотрим при помощи таблицы соотношения плотности и теплопроводности различных видов кирпича.
Таблица 2. Кирпич керамический: теплопроводность различных видов изделий:
| Вид изделия | Плотность, кг/м3 | Коэффициент теплопроводности в сухом виде, Вт*мС. |
| Рядовой керамический кирпич полнотелый | 1600-1900 | 0,5-0,7 |
| Клинкерный кирпич | 2100 | 0,8-0,9 |
| Кирпич теплая керамика | 1150-1400 | 0,22-0,35 |
Теплопроводность кирпича силикатного: норма параметра
Силикатный кирпичСиликатный кирпич нельзя назвать изделием новым.
Однако определенный набор свойств и качеств помогает ему удержаться в списке лидеров по использованию в строительной сфере.
В данной статье мы будем рассматривать одно из свойств, важное для любого стенового материала, которое непосредственным образом влияет на способность будущего здания к сохранению тепла. Итак, теплопроводность кирпича силикатного: что это такое, и каковы ее числовые значения?
Что представляет собой силикатный кирпич
Для начала, давайте разберемся, что собой представляет данный материал.
Силикатный кирпич: состав и основные свойства
Силикатные кирпичи – изделия, изготовленные из смеси песка, извести и воды. Также при производстве используются шлак, зола и иные взаимозаменяемые компоненты.
Состав сырья непосредственно влияет на итоговые характеристики изделий, приуменьшая либо наоборот, преувеличивая их.
Ориентировочный состав силикатного кирпичаОсновные требования к изделиям изложены в следующей технической документации:
- ГОСТ 379-95 Кирпичи и камни силикатные
- ГОСТ 23421-79 Устройство для пакетной перевозки силикатного кирпича
- СНиП 3. 03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции
03.01-87 Несущие и ограждающие конструкцииРассмотрим таблицу, отражающую основной набор свойств и качеств изделий. Таблица 1. Характеристики силикатного кирпича:
| Наименование свойства | Значение и комментарии |
| Морозостойкость | В соответствии с ГОСТ, морозостойкость лицевых изделий должна быть не менее 25. Производители утверждают, что силикатный кирпич способен выдержать до 100 циклов замораживания и оттаивания. |
| Прочность и плотность | Кирпич обладает достаточно высокими показателями, которые позволяют использовать его при возведении зданий различной этажности. Числовое значение марки прочности варьируется в пределах от 75 до 300. В зависимости от средней плотности, выделяют кирпичи: плотные, характеризующиеся показателем более 1500 кг/м3 и пористые, обладающие показателем до 1500 кг/м3. |
| Водопоглощение | Показатель составляет от 6 до 16%. В сравнении с другими материалами, предназначенными для возведения стен, достаточно неплохой результат. |
| Паропроницаемость | 0,11. Данная способность отвечает за установление благоприятного микроклимата внутри помещения. |
| Огнестойкость | Кирпич не горит, и не вступает во взаимодействие с огнем. |
| Экологичность | Изделия не содержат в своем составе вредных или ядовитых веществ. Они абсолютно безопасны для окружающей среды и человека. |
| Ценовая категория | Средняя. Зависит от типа и вида кирпича, региона. |
Виды материала и область применения
Силикатный кирпич имеет несколько классификаций, основанных на тех или иных свойствах и факторах. Рассмотрим их более подробно.
В соответствии с составом компонентов, материал бывает:
- Известково-зольный, содержащий в себе золу в количестве 75-80% и известь, в количестве – 20-25%.
- Известково-шлаковый. Характеризуется наличием в составе легкого шлака вместо песка, совмещенного с известью.
- Известково-песчаный. Наиболее популярный на производстве вариант. Такие изделия содержат песок и известь. Причем первый, в количестве — до 93%.
В соответствии с ГОСТ, стандартным размером кирпича является- 250*120*65, именуют такие изделия — одинарными.
Одинарный кирпичТакже возможен выпуск утолщенного варианта, толщиной в 88 мм. В конструкционном отношении, силикатный кирпич может быть полнотелым и пустотелым. Полнотелые изделия – более тяжелые по массе, более прочные и обладающие большим коэффициентом теплопроводности.
Полнотелый кирпичПустотелые, в свою очередь, могут быть представлены в нескольких вариантах, в зависимости от количества пустот, их формы и доли объема:
- 14-пустотные изделия. Диаметр пустот – 30-32 м, пустотность -28-30%;
- 11-пустотные изделия. Диаметр пустот -27-32 мм, пустотность – 20-25%;
- 3-пустотные изделия. Диаметр пустот – 52 мм, пустотность-15%.
Обратите внимание! ГОСТ допускается выпуск и иных вариантов изделий, при этом обязательно соблюдение всех технических требований к основным показателям, таким как теплопроводность, морозостойкость, прочность.
Наличие пустот влияет на коэффициент теплопроводности, а также на расход раствора при возведении стены.
В соответствии с назначением, силикатный кирпич может быть:
- Рядовой;
- Лицевой.
Первый вид используется при возведении стен и перегородок. Нуждается в последующей отделке. Технической документацией допускается шероховатость поверхности, наличие небольшого процента сколов и отбитостей.
Облицовочный, или лицевой кирпич, отличается особо строгими требованиями к внешнему виду. Поверхность его – гладкая, декоративная, может иметь фактуру. Такой кирпич должен обладать двумя декоративными сторонами — тычковой и ложковой, однако наличие одной – допускается по договоренности с потребителем.
Кирпич силикатный облицовочный фактурныйВ зависимости от цвета, кирпич выделяют:
- Окрашенный;
- Неокрашенный.
Неокрашенные изделия имеют белый либо слегка сероватый оттенок. Окрашенный – колеруются после затвердения, либо на стадии замеса раствора, путем добавления красителей.
В целом, у силикатного кирпича достаточно широкая сфера применения. Его используют при:
- Мало- и многоэтажном строительстве, возведении производственных и жилых зданий, садовых домиков;
- Устройстве вентканалов;
- Возведении перегородок, заборов и многое другое.
Исключается возможность использования материала при строительстве цоколя, более приемлемым вариантом считаются керамические изделия.
Понятие теплопроводности и ее показатель у силикатного кирпича
Поскольку в общих характеристиках мы уже разобрались, пришло время перейти непосредственно к теме статьи. Рассмотрим, что такое коэффициент теплопроводности силикатного кирпича.
Способность силикатного кирпича к сохранению тепла
Теплопроводность – это способность материалов (изделий) к сохранению температуры. Чем он ниже, тем выше эта способность. В будущем, низкий показатель может способствовать экономии на утеплении строения и его отоплении.
В целом, при учете соотношения коэффициента теплопроводности силикатного кирпича и его плотности, показатель достаточно конкурентный, однако, если рассматривать данные свойства по отдельности, то многим материалам он уступает.
Рассмотрим, при помощи каких приемов, можно увеличить способность к сохранению тепла:
- При использовании специализированных добавок можно добиться процентного увеличения воздушных пор по отношению к общей массе, при этом плотность будет уменьшена;
- Возможно формирование в теле изделия искусственно созданных пустот, которые приведут к снижению веса и теплопроводности;
- Возможно также применение теплоизолирующего покрытия лицевой части изделия, а также гидрофобной добавки.
Стоит обратить внимание на то, что чем плотнее кирпич, тем меньше его процент водопоглощения. Последнее также влияет на коэффициент теплопроводности. При эксплуатационной влажности он повышается.
На заметку! В качестве наполнителя, при изготовлении силикатного кирпича иногда применяется керамзитовый песок. Он не только придает изделиям светло кофейный цвет, но и значительно повышает способность к сохранению температуры.
А теперь рассмотрим при помощи таблицы, как изменяется теплопроводность разных марок кирпича силикатного.
Таблица 2. Показатели свойств кирпича в зависимости от прочности:
| Наименование показателя | Кирпич силикатный полнотелый М125 | Кирпич силикатный полнотелый М150 | Кирпич силикатный полнотелый М200 |
| Прочность на сжатие кг/см2 | 135-145 | 150-185 | 215-2560 |
| Морозостойкость | 30-40 | 35-50 | 35-50 |
| Теплопроводность | 0,6 | 0,65 | 0,7 |
| Водопоглощение | 8,3% | 7,2% | 8-9% |
| Масса в сухом виде | 3,7 | 3,7-3,8 | 3,8-4,0 |
Способность будущего здания к сохранению тепла будет увеличиваться при большей толщине стены. Так, например, при ее толщине, равной 20 см, теплопроводность будет составлять 4,5, а при 90 см, она будет уменьшена до 1,4.
Понижают данный коэффициент и при помощи утепления конструкции, но об этом поговорим несколько позже.
Сравнение теплопроводности силикатного кирпича с другими стеновыми материалами
А сейчас давайте сравним теплопроводность силикатного кирпича с другими видами изделий, предназначенных для возведения стен.
Таблица 3.Кирпич силикатный: теплопроводность, плотность, прочность и сравнение этих показателей с другими материалами:
| Наименование материала | Плотность кг/м³ | Прочность МПа | Теплопроводность Вт/м·°С |
| Силикатный кирпич | 1800-1900 | 7,5-15 | В среднем – 0,7 |
| Газоблок | 300-1200 | 1,5-7,5 | 0,09-0,34 |
| Пеноблок | 300-1200 | 1,5-5 | 0,08-0,32 |
| Керамзитобетон | 400-2000 | 7,5-10 | От 0,14 |
| Керамический кирпич | 1550-1900 | 7,5-10 | От 0,45 |
Как видно, соотношение плотности, прочности и теплопроводности материала достаточно хорошее. Ячеистые бетоны, разумеется, в лидерах, однако плотность их значительно ниже.
Кирпич силикатный коэффициент теплопроводности, сравнениеПеречень материалов, пригодных для утепления стен из силикатного кирпича
Как уже говорилось, понизить коэффициент теплопроводности силикатного кирпича и будущей стены можно при помо
Лицевой и рядовой кирпич — основные различия
При строительстве здания материал стен и способ облицовки фасада играют, пожалуй, первостепенную роль. От правильного выбора зависит долговечность строения и его внешний вид. Кирпич – один из наиболее популярных материалов с многолетней историей. Даже несмотря на его некоторые минусы, количество кирпичных домов не уменьшается. И даже наоборот.
В основе кирпича лежит известь и глина. Из смеси извести и песка изготавливают силикатные кирпичи, которые ранее пользовались большой популярностью. Но есть у них один существенный минус. Со временем они сильно набирают влагу, в результате само строение теряет привлекательность, а в доме образуется плесень.
Лишен этих недостатков аналог из глины. На сегодняшний день он один из самых распространенных строительных материалов. Помимо прочностных характеристик существует глиняный лицевой кирпич, который используется для отделки фасадов.
Основные характеристики рядового кирпича
Принято выделять рядовой и лицевой кирпич. Первый предназначен для возведения стен, перегородок и фундамента. Поверх него предусматривается нанесение штукатурки или отделочных материалов.
Рядовой кирпич может быть пустотелым или полнотелым. Чем они отличаются друг от друга?
- Масса. Пустотелый кирпич значительно легче полнотелого аналога.
- Теплопроводность. За счет имеющихся пустот у пустотелого кирпича теплопроводность ниже.
- Прочность. И снова пустоты снижают характеристику материала. Щелевой кирпич (второе его название) не выдерживает большие нагрузки и имеет низкий марочный показатель.
Внешний вид этого материала не особо важен, поскольку впоследствии он будет спрятан под фасадным отделочным материалом.
Полнотелый кирпич применяют в том случае, если предполагается воздействие на него больших нагрузок. Прежде всего, он популярен при возведении несущих стен, колонн, столбов.
Пустотелый не обладает такой прочностью, поэтому применять его для устройства фундаментов или цоколей не рекомендуется. С другой стороны, у него есть один существенный плюс – высокая теплоизоляция благодаря пустотам, в которых задерживается воздух.
Основные характеристики лицевого кирпича
Из названия понятно, что лицевой кирпич – это «лицо» здания. Он также называется облицовочным, но по ГОСТу верен первый вариант.
Этот материал принято различать по следующим характеристикам:
- Цвет. Сегодня можно встретить большой выбор расцветок. Но наибольшей популярностью пользуется коричневый, красный и желтый. Такие оттенки особенно часто применяют при баварской кирпичной кладке.
- Фактура. Материал может быть гладким или рельефным. Например, в каталоге нашей компании имеется в продаже продукция с идеально ровными гранями, а также необычные «рваные» модели.
- Размер. Для кирпича размер не имеет первостепенного значения, но от этого показателя зависит рисунок фасада здания. Камень делится на одинарный, двойной, полуторный.
- Материал. Лицевой кирпич делится на клинкерный и керамический. Первый вариант отличается тем, что выпускается иностранными компаниями. В России же производят керамические облицовочные кирпичи. Клинкерные аналоги имеют более высокую прочность и часто используются для украшения дорожек или тротуаров.
Заключение
Рядовой и лицевой кирпич, несмотря на схожее название, имеют все же разное предназначение. Первый предназначен для создания прочных стен или фундамента. Второй является украшением фасада.
Для лицевого кирпича важна его способность выдерживать различные погодные условия. Рядовой кирпич непременно должен быть прочным, а несущие стены возводятся из полнотелых изделий.
При выборе лицевого кирпича экономия не должна быть на первом месте. Ведь от его качества зависит итоговый результат строительства дома, а также его долговечность и прочность.
* Большая часть от Янга, Хью Д., Университетская физика, 7-е изд.Таблица 15-5. Значения для аэрогеля алмаза и кремнезема из Справочника по химии и физике CRC. Обратите внимание, что 1 (кал / сек) / (см 2 C / см) = 419 Вт / м K. С учетом этого два приведенных выше столбца не всегда совпадают. Все значения взяты из опубликованных таблиц, но не могут считаться достоверными. Значение 0,02 Вт / мК для полиуретана может быть принято как номинальное значение, которое делает пенополиуретан одним из лучших изоляторов. NIST опубликовал программу численного приближения для расчета теплопроводности полиуретана на сайте http: // cryogenics.nist.gov/NewFiles/Polyurethane.html. Их расчет для полиуретана с фреоновым наполнением плотностью 1,99 фунт / фут 3 при 20 ° C дает теплопроводность 0,022 Вт / мК. Расчет для полиуретана с наполнителем CO 2 плотностью 2,00 фунт / фут 3 дает 0,035 Вт / мК. | Индекс Таблицы Ссылка |
Изоляция наружных стен с облицовкой кирпичом V-Clad
V-Clad — это система теплоизоляции наружных стен с облицовкой кирпичом (EWI), подходящая для проектов нового строительства и модернизации, а также можно использовать как внутри, так и снаружи.
Преимущества
- Идеально подходит для обновления существующей каменной кладки и бетонных оснований.
- Легкий, простой в обращении и быстрый ремонт, сводящий к минимуму разрушение существующих фундаментов, служб и жителей здания.
- Может быть установлен в новостройках, экономя время, деньги и вес конструкции и фундамента.
- Низкие эксплуатационные расходы и неотличимость от традиционной кирпичной кладки со сроком службы более 25 лет.
- Преобразует внешний вид собственности, улучшает внутренние комфортные условия и помогает устранить проблемы, связанные с влажностью и конденсацией.
- Изолирует стены, экономит электроэнергию, снижает счета за отопление и выбросы углекислого газа, что делает V-Clad эффективным с точки зрения потребления энергии, выступая в качестве внешней облицовки стен.
- 25-летняя гарантия на продукцию предоставляется непосредственно компанией Eurobrick.
Техническая информация
- Задняя панель формируется путем профилирования пенополистирольной изоляции (EPS) для создания рисунка из горизонтальных ребер, выступающих с передней стороны панели, которые выравнивают и поддерживают кирпичные плиты для точного и легкого образования рядов.
- Изолированная задняя панель изготовлена из пенополистирола с рейтингом экологичности BRE A +. Размер панели: высота 1221 мм, ширина 1200 мм, толщина 20 мм. Возможна поставка панелей толщиной до 100 мм при больших заказах. Звоните, чтобы обсудить.
- Коэффициент теплопроводности панели составляет 0,035 Вт / мК.
- При необходимости могут быть предоставлены расчеты U-Value для конкретного проекта.
- V-Clad имеет установленный вес системы от 32 кг / м 2 .
Установка
V-Clad может быть прикреплен к каменной кладке, бетону, деревянным панелям или стенам с легким стальным каркасом, SIPS и ICF, с дренажной полостью или без нее.
Если вам нужна дополнительная информация, вы можете загрузить брошюру о продукте V-Clad или руководство по установке в разделе ресурсов и просмотреть, как работает система.
Посетите нашу страницу оценок, чтобы получить более подробную информацию о том, как разместить заказ. Вы также можете позвонить нам или написать по электронной почте [email protected].
Новый полупроводник с рекордно высокой теплопроводностью
Ученые синтезировали новый полупроводник, арсенид бора (БА), со сверхвысокой теплопроводностью 1300 Вт / мК.(а) Кристаллическая структура БА. (б) Бездефектный кристалл, исследованный с помощью просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения. (c) BAs представляет собой лучший изотропный теплопроводник среди всех полупроводников и металлов, уступая только алмазу. (d) Открыта новая физика, касающаяся механизма четырехфононного переноса. Авторы и права: «Экспериментальное наблюдение высокой теплопроводности в арсениде бора». Наука . DOI: 10.1126 / science.aat5522Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе впервые экспериментально реализовали новый составной монокристалл арсенида бора (ВА) и исследовали предел его теплопроводности, когда кристаллы не имеют дефектов.Они наблюдали самую высокую изотропную теплопроводность, 1300 Вт / мК, среди всех обычных металлов и полупроводников. Это исследование установило новые эталонные тепловые материалы, которые потенциально могут произвести революцию в технологиях управления температурой в электронике и фотонике. Об этой работе сообщается в статье «Экспериментальное наблюдение высокой теплопроводности в арсениде бора», опубликованной в Интернете на этой неделе в журнале Science .
Исследователи разработали сверхпроводящий полупроводниковый материал, который может значительно снизить температуру нагрева и эффективно отводить отходящее тепло, выделяемое компьютерами и другими электронными или фотонными устройствами.Он более эффективно отводит тепло от горячих точек, чем любой другой полупроводник или металл, и потенциально может революционизировать текущие технологические парадигмы для управления тепловым режимом электроники. Исследование проводилось под руководством профессора Юнцзе Ху из области машиностроения и аэрокосмической техники, а все остальные авторы — аспиранты Калифорнийского университета в исследовательской группе Ху (H-Lab): Джунсанг Кан, Ман Ли, Хуан Ву и Хуудуй Нгуен.
Компьютеры нагреваются, потому что электроны, проходящие через процессоры и схемы, выделяют тепло, когда они перемещаются, например, при взаимодействии с решетками.Тепло снижает производительность вычислений, поэтому предотвращение перегрева компьютерных процессоров — вот почему в смартфонах есть радиатор или почему у настольных компьютеров есть вентиляторы для выдува горячего воздуха. Крупные центры обработки данных с тысячами компьютеров требуют много дополнительной энергии для своих высокотехнологичных систем охлаждения.
По мере того, как процессоры компьютеров продолжают уменьшаться до размеров, при которых миллиарды транзисторов находятся на одном кристалле, тепло становится все более важным фактором в их производительности. Если бы эти процессоры не стали такими горячими, то для их охлаждения потребовалось бы гораздо меньше энергии.Управление этим нагревом является одним из самых больших препятствий для новых устройств, таких как компьютерные процессоры или светодиоды.
Авторская группа, выполняющая сверхбыструю оптическую спектроскопию для тепловых измерений. Слева направо: профессор Юнцзе Ху, Хуудуй Нгуен, Ман Ли, Джунсан Кан и Хуан Ву. Предоставлено: Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе.Помня об этой цели, команда Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе приступила к разработке полупроводникового материала, который намного лучше справляется с тепловыделением, чем те, которые на данный момент являются наиболее эффективными.
Эта группа Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе впервые сообщила об экспериментальной реализации арсенида бора, свободного от дефектов, с самой высокой теплопроводностью (1300 Вт / мК) среди всех распространенных полупроводниковых материалов и металлов. Тепло, которое концентрируется в горячих точках компьютерных микросхем, быстро рассеивается и отводится благодаря своим уникальным структурным и термическим свойствам. Новый материал в три раза более проводящий, чем карбид кремния и медь, лучшие в настоящее время материалы, используемые в отрасли управления теплом.
«Это очень сложная работа, требующая многодисциплинарного опыта, от точного синтеза материалов, исчерпывающих структурных характеристик до точных измерений теплопереноса и теоретических расчетов», — говорит Юнцзе Ху, доцент кафедры механической и аэрокосмической техники Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.«Моя группа была посвящена этим усилиям в течение последних нескольких лет с тех пор, как я присоединился к факультету Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, и мы очень рады, что наша тяжелая работа окупилась. Результат установил эталонную платформу для термальных материалов для многих возможностей как в фундаментальной науке, так и в приложениях. . »
Это исследование также раскрывает важную физику механизмов теплопереноса. Тепловые свойства твердых тел можно описать взаимодействиями фононов, то есть квантово-механическими модами колебаний решетки.В течение многих десятилетий теоретики считают, что трехфононный процесс управляет переносом тепла, а эффекты четырехфононных процессов и процессов более высокого порядка считались незначительными, что на самом деле верно для большинства обычных материалов. Это исследование оказывает существенное влияние на область теории, показывая, что ангармонизм высокого порядка через четырехфононный процесс вносит важный вклад в бездефектные монокристаллы БА. Вывод был подтвержден их экспериментальным измерением и сравнением с расчетами ab initio, проведенными независимыми исследовательскими группами и группой Ху.Кроме того, исследование было посвящено физике баллистического теплопереноса и объяснило происхождение сверхвысокой теплопроводности БА из-за большой длины свободного пробега фононов.
«Это достижение и празднование должны стать достоянием всех», — сказал Ху. «Есть много других ведущих исследовательских групп, которые добиваются прогресса в достижении этой цели. В частности, этот успех демонстрирует силу объединения экспериментов и теории ab initio в открытии новых материалов, и я считаю, что этот подход будет и дальше расширять научные границы в открытии новых материалов. для многих областей, включая энергетику, электронику и фотонику.»
Исследователи опровергают общепринятые представления о теплопроводности
Дополнительная информация: Джун Сан Кан и др. Экспериментальное наблюдение высокой теплопроводности в арсениде бора, Science (2018).DOI: 10.1126 / science.aat5522 Предоставлено Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе
Ссылка : Новый полупроводник с рекордно высокой теплопроводностью (2018, 9 июля) получено 8 января 2021 г. с https: // физ.org / news / 2018-07-semiconductor-record-high-therm.html
Этот документ защищен авторским правом.