Теплопроводность бетона и кирпича: Теплопроводность материалов: кирпича, бетона, пенопласта, минваты, стали, доски

Содержание

Теплопроводность материалов: кирпича, бетона, пенопласта, минваты, стали, доски

 материал

плотность, кг/куб.м

теплопроводность, (Вт/м•°C)

при 10°С

при 25°С

 сталь стержневая арматурная

7850

 

 58,00

 чугун

 7200

 

 50,00

 алюминий

 2600

 

 221,0

 медь

 8500

 

 407,0

 стекло оконное

 2500

 

 0,760

 линолеум на теплоизолирующей основе

 1800

 

 0,380

 рубероид, толь, пергамин

 600

 

 0,170

 асфальтобетон

 2100

 

 1,050

 асбоцемент (плоский лист)

 1800

 

 0,350

 асбоцемент (плоский лист)

 1600

 

 0,230

 гранит, базальт

 2800

 

 3,490

 мрамор

 2800

 

 2,910

 известняк

 2000

 

 0,930

Теплопроводность доски

 сосна, ель поперек волокон

 500

 

 0,090

 сосна, ель вдоль волокон

 500

 

 0,180

 дуб поперек волокон

 700

 

 0,100

 дуб вдоль волокон

 700

 

 0,230

 фанера клееная

 600

 

 0,120

Теплопроводность кирпича, бетона

 железобетон

 2500

 

 1,690

 бетон

 2400

 

 1,510

 цементно-песчаный раствор

 1800

 

 0,580

 гравий керамзитовый

800

 

0,180

 гравий керамзитовый

600

 

0,140

 песок

 1600

 

 0,350

 газобетон Аэрок

 400

 

 0,090

 кирпичная кладка из глинянного кирпича на цементно-песчаном растворе

 1800

 

 0,560

 кирпичная кладка из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе

 1800

 

 0,700

 кирпичная кладка из керамического пустотного кирпича плотностью 1300кг/куб.м на цементно-песчаном растворе

 1400

 

 0,410

 кирпичная кладка из силикатного одиннадцатипустотного кирпича на цементно-песчаном растворе

 1500

 

 0,640

 плита гипсовая перегородочная

1000

 

0,230

 гипсокартон листовой (ГКЛ, сухая штукатурка)

800

 

0,150

 лист гипсоволокнистый (ГКВЛ)

1080

 

0,22-0,36

Теплопроводность утеплителей на основе базальтового волокна

 минвата ROCKWOOL ЛАЙТ БАТТС

37

 

 0,036

 минвата ROCKWOOL СЭНДВИЧ БАТТС С

 115

 

0,040

 минвата ROCKWOOL КАВИТИ БАТТС

 45

 

0,035

 минвата ROCKWOOL ФЛОР БАТТС

 125

 

0,036

 минвата ROCKWOOL ФЛОР БАТТС И

 150

 

0,037

 минвата ROCKWOOL АКУСТИК БАТТС

  40

 

 0,0347

 минвата ROCKWOOL ФАСАД БАТТС

 145

 

 0,037

 минвата ROCKWOOL ФАСАД ЛАМЕЛЛА

 100

 

 0,043

 минвата ROCKWOOL ФАСАД БАТТС Д

105-125

 

 0,037

 минвата ROCKWOOL ВЕНТИ БАТТС

 90

 

0,036

 минвата ROCKWOOL ВЕНТИ БАТТС Д

 52-62

 

 0,037

 минвата ROCKWOOL ПЛАСТЕР БАТТС

 90

 

 0,036

 минвата ROCKWOOL РУФ БАТТС

 160

 

 0,037

 минвата ROCKWOOL РУФ БАТТС Н

 115

 

 0,036

 минвата ROCKWOOL РУФ БАТТС В

 190

 

 0,038

 минвата ROCKWOOL РУФ БАТТС С

 135

 

 0,036

 минвата ROCKWOOL РУФ БАТТС ЭКСТРА

 142-158

 

 0,039

 минвата ROCKWOOL РУФ БАТТС ОПТИМА

 122-136

 

 0,038

 минвата ROCKWOOL ROCKMIN

 26

 

 0,039

 минвата ROCKWOOL MEGAROCK

 28

 

0,039

 минвата Knauf FKD-S

 

 

0,036

 минеральная вата ТЕХНОЛАЙТ ЭКСТРА

 30

0,037

 0,039

 минеральная вата ТЕХНОЛАЙТ ОПТИМА

 35

0,034

 0,037

 минеральная вата ТЕХНОЛАЙТ ПРОФ

 40

0,034

 0,036

 минвата ТЕХНОБЛОК СТАНДАРТ

 45

0,034

 0,036

 минвата ТЕХНОБЛОК ОПТИМА

 55

0,034

 0,036

 минвата ТЕХНОБЛОК ПРОФ

 65

0,033

 0,035

 минвата ТЕХНОРУФ 45

140

0,037

 0,039

 минвата ТЕХНОРУФ 50

160

0,037

0,039

 минвата ТЕХНОРУФ 60

170

0,037

0,039

 минвата ТЕХНОРУФ 70

 180

0.037

 0,040

 минвата ТЕХНОРУФ Н 25

 95

0,036

 0,039

 минвата ТЕХНОРУФ Н 30

 100

0,036

 0,039

 минвата ТЕХНОРУФ Н 35

 110

0,036

 0,039

 минвата ТЕХНОРУФ Н 40

 120

0,036

 0,039

 минвата ТЕХНОРУФ В 70

 190

0,038

 0,040

 минвата ТЕХНОРУФ В 60

 180

0,037

 0,040

 минвата ТЕХНОРУФ В 50

 170

0,037

 0,040

 минвата ТЕХНОВЕНТ ПРОФ

 100

0,035

 0,037

 минвата ТЕХНОВЕНТ ОПТИМА

 90

0,034

 0,036

 минвата ТЕХНОВЕНТ СТАНДАРТ

 80

0,033

0,035

 минвата PAROC eXtra

 30

 0,0355

 

 минвата PAROC UNS 37

 30

 0,0365

 

 минвата PAROC UNM 37

 30

0,0365

 

 минвата PAROC FPS 14

 140

 0,034

0,037

 минвата PAROC FPB 10

 100

 0,034

 0,037

 минвата PAROC Wired Mat 80

 80

 0,035

 0,038

 минвата PAROC ROS30, ROS30g

 95-110

 0,036

0,039

 минвата PAROC ROS40, ROS40g

 

 0,036

0,039

 минвата PAROC ROS50, ROB50

 

 0,037

0,040

 минвата PAROC R0S60, ROB60

 160-180

 0,037

0,040

 минвата PAROC ROS70

 

 0,037

0,040

 минвата PAROC ROB80, ROB80t

 200-215

 0,038

 0,041

Теплопроводность утеплителей на основе стекловолокна

 стекловата URSA GLASSWOOL М11-М11Ф

 

 

 0,042

 стекловата URSA GLASSWOOL М15

 

 

 0,040

 стекловата URSA GLASSWOOL М25-М25Ф

 

 

 0,037

 стекловата URSA GLASSWOOL П15

 

 

 0,039

 стекловата URSA GLASSWOOL П20

 

 

 0,037

 стекловата URSA GLASSWOOL П30

 

 

 0,034

 стекловата URSA GLASSWOOL П35

 

 

 0,034

 стекловата URSA GLASSWOOL П60

 

 

 0,032

 стекловата URSA GLASSWOOL СКАТНАЯ КРЫША

 

 

 0,039

 стекловата URSA GLASSWOOL ПЕРЕГОРОДКА

 

 

 0,034

 стекловата URSA GLASSWOOL ФАСАД

 

 

 0,034

 стекловата Isover KT 40

 

 

 0,040

 стекловата Isover KL 37

 

 

 0,037

 стекловата Knauf ТЕПЛОрулон 040

 

 0,040

 

 стекловата Knauf ТЕПЛОплита 037

 

 0,037

 

 стекловата Knauf ТЕПЛОкровля 037 А

 

 0,037

 

 стекловата Knauf ТЕПЛОкровля 034 А

 

 0,034

 

 стекловата Knauf ТЕПЛОстена 037 А

 

0,037

 

 стекловата Knauf ТЕПЛОстена 034 А

 

 0,034

 

 стекловата Knauf ТЕПЛОстена 032 Ф

 

 0.032

 

 стекловата Knauf Double Roll — 040

 

 

 0,044

 стекловата Knauf Thermo Slab — 037

 

 

 0,400

Теплопроводность пенопласта, пенополистирола

 пенопласт ПСБ 25

 25

 

 0,041

 пенопласт ПСБ 35

 35

 

 0,038

 экструдированный пенополистирол URSA XPS N–III

 35

 

 0,033

 экструдированный пенополистирол URSA XPS N–V

 40

 

 0,034

 экструдированный пенополистирол Техноплекс 35

 30-38

 

 0,028

 экструдированный пенополистирол Техноплекс 45

 45

 

 0,030

Теплоизоляция бетона и кирпича — Строим из бетона

Теплопроводность бетона: классификация, таблица коэффициентов

Часто домашнему мастеру приходится выбирать материалы для постройки или обновления сооружений, поэтому важно обращать внимание на различные характеристики. Теплопроводность бетона — одна из них. Это свойство может отличаться у разных видов. В основном на теплопроводность влияет тип наполнителя. Чем легче материал, тем выше у него теплоизоляция, а чем тяжелее деталь — тем она прочнее.

Определение теплопроводности

При возведении различных зданий и сооружений используются разные материалы. Из-за довольно сурового климата чаще всего приходится проводить дополнительное утепление. Например, при возведении жилых помещений используются специальные изоляторы, поддерживающие комфортную для проживания температуру. Поэтому при выборе стройматериалов в обязательном порядке необходимо обратить внимание на их теплоизоляционные свойства.

Теплопроводность — это способность тела передавать энергию от более нагретых частей менее нагретым. Процесс может протекать как в твердых частях детали, так и в его порах. В твердых частях — это кондукция, в порах — конвекция. Материал быстрее остывает в его твердых частях. В порах же застаивается воздух, вследствие чего материал дольше держит тепло.

Зависимость от различных показателей

Теплоизоляционные характеристики бетона, кирпича, гипсокартона, дерева и многих других стройматериалов зависят от ряда параметров. Например:

Чем больше пор в детали, тем она теплее, а тяжелый стройматериал — прочнее. В современных условиях строительства используются различные типы материала. Но их условно можно поделить на два основных — это тяжелые и легкие пенистые типы.

Тяжелый сорт бетона тоже можно разделить на два вида: тяжелые и особо тяжелые. Для усиления прочности во второй вид добавляют различные наполнители — магнетит, металлический скреп, барит и др. Особо тяжелый бетон применяется при строительстве объектов, нуждающихся в защите от радиации. Плотность материала в этой категории начинается от 2500 кг/куб. м.

Обычный тяжелый бетон изготавливают с добавлением гранита, диабаза, известняка, на основе горного щебня. Плотность материала здесь варьируется от 1500 до 2500 кг/куб. м.

Легкий сорт бетона тоже можно поделить на две группы. Довольно часто в строительных работах используют виды на базе пористого наполнителя, в роли которого выступают шлак, керамзит, пемза и др.

Для изготовления второй группы применяется обычный наполнитель, который вспенивается в процессе замеса. В итоге получается материал с очень большим количеством пор.

Теплоизоляция легкого бетона, конечно же, высокая, но вот прочность гораздо ниже тяжелого. Применяются такие стройматериалы при сооружении зданий, которые не подвергаются серьезным перегрузкам.

Ячеистый бетон можно разделить по назначению:

  • Теплоизолирующий (плотностью до 800 кг/куб.м).
  • Конструкционно-теплоизолирующий (плотность до 1350 кг/куб. м).
  • Конструкционный (до 1850 кг/куб.м).

Теплоизоляционные блоки чаще всего применяют для утепления стен, которые возводили из кирпича или цементного раствора. Кроме того, из такого бетона можно соорудить небольшие ограждающие конструкции.

К конструкционно-теплоизолирующим и просто конструкционным видам можно отнести керамзитобетон, шлакопемзобетон, пенобетон и др. Их можно использовать в качестве теплоизоляционного и строительного материала.

Влияние влаги

В строительных кругах известно утверждение, что сухие стройматериалы изолируют тепло гораздо лучше влажных. Объясняется это довольно-таки высокой степенью теплопроводности воды. Стены, потолки, полы защищены от холода благодаря порам в стройматериале, заполненным воздухом. При воздействии с влагой воздух вытесняется. Это приводит к повышению коэффициента теплопередачи бетона.

В холодный сезон влага, попавшая в материал, замерзает, что приводит к еще более печальным последствиям. Степень подверженности материала к проницаемости влагой у разных марок может быть отличной друг от друга.

Коэффициент теплопроводности бетона и железобетона составляет 0,18−1,75 Вт/м*К. Таблица теплопроводности бетона и других материалов:

Кирпич как изолятор

Для сопоставления свойств теплопроводности можно сравнить бетон и кирпич. По прочностным свойствам кирпич ничуть не уступает своему собрату, а иногда и превосходит его. То же самое можно сказать и про плотность. Современные виды кирпича, используемые в строительных работах, можно разделить на силикатный и керамический. Те, в свою очередь, могут быть полнотелыми, пустотелыми и щелевыми.

Таким образом, теплоизоляция кирпича и бетона идентична. Что силикатный кирпич, что керамический держат тепло довольно слабо. Это значит, что сооружения необходимо дополнительно утеплять. Изоляторами как в кирпичных, так и бетонных зданиях служат чаще всего пенополистирол и минеральная вата.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов — что это такое таблица значений

Опубликовано Артём в 13.04.2019 13.04.2019

Любое строительство независимо от его размера всегда начинается с разработки проекта. Его цель – спроектировать не только внешний вид будущего строения, еще и просчитать основные теплотехнические характеристики. Ведь основной задачей строительства считается сооружение прочных, долговечных зданий, способных поддерживать здоровый и комфортный микроклимат, без лишних затрат на отопление. Несомненную помощь при выборе сырья, используемого для возведения постройки, окажет таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты.

Тепло в доме напрямую зависит от коэффициента теплопроводности строительных материалов.

Теплопроводность: понятие и теория

Теплопроводность представляет собой процесс перемещения тепловой энергии от прогретых частей к холодным. Обменные процессы происходят до полного равновесия температурного значения.

Комфортный микроклимат в доме зависит от качественной теплоизоляции всех поверхностей

Процесс теплопередачи характеризуется промежутком времени, в течение которого выравниваются температурные значения. Чем больше времени проходит, тем ниже теплопроводность строительных материалов, свойства которых отображает таблица. Для определения данного показателя применяется такое понятие как коэффициент теплопроводности. Он определяет, какое количество тепловой энергии проходит через единицу площади определенной поверхности. Чем данный показатель больше, тем с большей скоростью будет остывать здание. Таблица теплопроводности нужна при проектировании защиты постройки от теплопотерь. При этом можно снизить эксплуатационный бюджет.

Потери тепла на разных участках постройки будут отличаться

Полезный совет! При постройке домов стоит использовать сырье с минимальной проводимостью тепла.

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

При выборе строительных материалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одна из ключевых позиций — теплопроводность. Она отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое может провести тот или иной материал за единицу времени. То есть, чем меньше этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше цифра, тем тепло отводится лучше.

Диаграмма, которая иллюстрирует разницу в теплопроводности материалов

Материалы с низкой теплопроводностью используются для утепления, с высокой — для переноса или отвода тепла. Например, радиаторы делают из алюминия, меди или стали, так как они хорошо передают тепло, то есть имеют высокий коэффициент теплопроводности. Для утепления используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности — они лучше сохраняют тепло. В случае если объект состоит из нескольких слоев материала, его теплопроводность определяется как сумма коэффициентов всех материалов. При расчетах, рассчитывается теплопроводность каждой из составляющих «пирога», найденные величины суммируются. В общем получаем теплоизоляцонную способность ограждающей конструкции (стен, пола, потолка).

Теплопроводность строительных материалов показывает количество тепла, которое он пропускает за единицу времени

Есть еще такое понятие как тепловое сопротивление. Оно отображает способность материала препятствовать прохождению по нему тепла. То есть, это обратная величина по отношению к теплопроводности. И, если вы видите материал с высоким тепловым сопротивлением, его можно использовать для теплоизоляции. Примером теплоизоляционных материалов может случить популярная минеральная или базальтовая вата, пенопласт и т.д. Материалы с низким тепловых сопротивлением нужны для отведения или переноса тепла. Например, алюминиевые или стальные радиаторы используют для отопления, так как они хорошо отдают тепло.

Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов

Чтобы в доме было проще сохранять тепло зимой и прохладу летом, теплопроводность стен, пола и кровли должна быть не менее определенной цифры, которая рассчитывается для каждого региона. Состав «пирога» стен, пола и потолка, толщина материалов берутся с таким учетом чтобы суммарная цифра была не меньше (а лучше — хоть немного больше) рекомендованной для вашего региона.

Коэффициент теплопередачи материалов современных строительных материалов для ограждающих конструкций

При выборе материалов надо учесть, что некоторые из них (не все) в условиях повышенной влажности проводят тепло гораздо лучше. Если при эксплуатации возможно возникновение такой ситуации на продолжительный срок, в расчетах используют теплопроводность для этого состояния. Коэффициенты теплопроводности основных материалов, которые используются для утепления, приведены в таблице.

Наименование материала /Коэффициент теплопроводности Вт/(м·°C)


Теплопроводность бетона и кирпича

Теплопроводность строительных материалов

Одним из важнейших показателей строительных материалов, особенно в условиях российского климата, является их теплопроводность, которая в общем виде определяется как способность тела к теплообмену (то есть распределению тепла от более горячей среды к более холодной).

В данном случае более холодная среда – это улица, а горячая – внутреннее пространство (летом зачастую наоборот). Сравнительная характеристика приведена в таблице:

Коэффициент рассчитывается как количество тепла, которое пройдет через материал толщиной 1 метр за 1 час при разнице температур внутри и снаружи на 1 градус Цельсия. Соответственно, единицей измерения строительных материалов является Вт/ (м*оС) – 1 Ватт, разделенный на произведение метра и градуса.

Сравнение теплопроводности строительных материалов, а также их плотности и паропроницаемости представлено в таблице.

Жирным шрифтом выделены наиболее эффективные материалы, применяющиеся в строительстве домов.

Ниже представлена наглядная схема, из которой легко увидеть, какую толщину должна иметь стена из разных материалов, чтобы она удерживала одинаковое количество тепла.

Очевидно, что по этому показателю преимущество за искусственными материалами (например, пенополистиролом).

Примерно такую же картину можно увидеть, если составить диаграмму строительных материалов, которые наиболее часто применяются в работе.

При этом большое значение имеют условия окружающей среды. Ниже приведена таблица теплопроводности строительных материалов, которые эксплуатируются:

  • в обычных условиях (А),
  • в условиях повышенной влажности (Б),
  • в условиях засушливого климата.

Данные взяты на основе соответствующих строительных норм и правил (СНиП II-3-79), а также из открытых интернет-источников (веб-страницы производителей соответствующих материалов). Если данные по конкретным условиям эксплуатации отсутствуют, то поле в таблице не заполнено.

Чем больше показатель, тем больше тепла он пропускает при прочих равных условиях. Так, у некоторых видов пенополистирола этот показатель равен 0,031, а у пенополиуретана – 0,041. С другой стороны, у бетона коэффициент на порядок выше – 1,51, следовательно, он пропускает тепло значительно лучше, чем искусственные материалы.

Сравнительные потери тепла через разные поверхности дома можно увидеть на схеме (100% — общие потери).

Очевидно, что большая часть уходит именно из стен, поэтому отделка этой части помещения – наиболее важная задача, особенно в условиях северного климата.

Применение материалов с небольшой теплопроводностью в утеплении домов

В основном сегодня используются искусственные материалы – пенопласт, минеральная вата, пенополиуретан, пенополистирол и другие. Они очень эффективны, доступны по цене и достаточно легко монтируются, не требуя особых навыков работы.

  • при возведении стен (требуется меньшая их толщина, поскольку основную нагрузку по сбережению тепла берут на себя именно теплоизоляционные материалы),
  • при обслуживании дома (тратится меньше ресурсов на отопление).

Это один из лидеров в своей категории, который широко используется в утеплении стен как снаружи, так и внутри. Коэффициент составляет примерно 0,052-0,055 Вт/(оС*м).

Как выбрать качественный утеплитель

При выборе конкретного образца важно обращать внимание на маркировке – именно она содержит все основные сведения, влияющие на свойства.

Например, ПСБ-С-15 означает следующее:

Минеральная вата

Еще один довольно распространенный утеплитель, который применяется как во внутренней, так и в наружной отделке помещений, – это минеральная вата.

Материал достаточно долговечный, недорогой и несложен в монтаже. Вместе с тем, в отличие от пенопласта, она хорошо впитывает влагу, поэтому при ее использовании необходимо применять и гидроизоляционные материалы, что удорожает монтажные работы.

Теплопроводность и коэффициент теплопроводности. Что это такое.

Теплопроводность.

Так что же такое теплопроводность? С точки зрения физики теплопроводность – это молекулярный перенос теплоты между непосредственно соприкасающимися телами или частицами одного тела с различной температурой, при котором происходит обмен энергией движения структурных частиц (молекул, атомов, свободных электронов).

Можно сказать проще, теплопроводность – это способность материала проводить тепло. Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной. Передача тепла происходит за счет передачи энергии при столкновении молекул вещества. Происходит это до тех пор, пока температура внутри тела не станет одинаковой. Такой процесс может происходить в твердых, жидких и газообразных веществах.

На практике, например в строительстве при теплоизоляции зданий, рассматривается другой аспект теплопроводности, связанный с передачей тепловой энергии. В качестве примера возьмем “абстрактный дом”. В “абстрактном доме” стоит нагреватель, который поддерживает внутри дома постоянную температуру, скажем, 25 °С. На улице температура тоже постоянная, например, 0 °С. Вполне понятно, что если выключить обогреватель, то через некоторое время в доме тоже будет 0 °С. Все тепло (тепловая энергия) через стены уйдет на улицу.

Чтобы поддерживать температуру в доме 25 °С, нагреватель должен постоянно работать. Нагреватель постоянно создает тепло, которое постоянно уходит через стены на улицу.

Коэффициент теплопроводности.

Количество тепла, которое проходит через стены (а по научному – интенсивность теплопередачи за счет теплопроводности) зависит от разности температур (в доме и на улице), от площади стен и теплопроводности материала, из которого сделаны эти стены.

Для количественной оценки теплопроводности существует коэффициент теплопроводности материалов. Этот коэффициент отражает свойство вещества проводить тепловую энергию. Чем больше значение коэффициента теплопроводности материала, тем лучше он проводит тепло. Если мы собираемся утеплять дом, то надо выбирать материалы с небольшим значением этого коэффициента. Чем он меньше, тем лучше. Сейчас в качестве материалов для утепления зданий наибольшее распространение получили утеплители из минеральной ваты, и различных пенопластов. Набирает популярность новый материал с улучшенными теплоизоляционными качествами – Неопор.

Коэффициент теплопроводности материалов обозначается буквой ? (греческая строчная буква лямбда) и выражается в Вт/(м2*К). Это означает, что если взять стену из кирпича, с коэффициентом теплопроводности 0,67 Вт/(м2*К), толщиной 1 метр и площадью 1 м2., то при разнице температур в 1 градус, через стену будет проходить 0,67 ватта тепловой энергии. Если разница температур будет 10 градусов, то будет проходить уже 6,7 ватта. А если при такой разнице температур стену сделать 10 см, то потери тепла будут уже 67 ватт. Подробней о методике расчета теплопотерь зданий можно посмотреть здесь.

Следует отметить, что значения коэффициента теплопроводности материалов указываются для толщины материала в 1 метр. Чтобы определить теплопроводность материала для любой другой толщины, надо коэффициент теплопроводности разделить на нужную толщину, выраженную в метрах.

В строительных нормах и расчетах часто используется понятие “тепловое сопротивление материала”. Это величина обратная теплопроводности. Если, на пример, теплопроводность пенопласта толщиной 10 см – 0,37 Вт/(м2*К), то его тепловое сопротивление будет равно 1 / 0,37 Вт/(м2*К) = 2,7 (м2*К)/Вт.

Коэффициент теплопроводности материалов.

Ниже в таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов применяемых в строительстве.

Теплопроводность бетона м200

Коэффициент теплопроводности бетонного раствора

Теплопроводность это характерная особенность материала передавать тепло от одной своей части другой. Данное свойство является одним из доминирующих при проектировании и возведении объектов. Оно напрямую зависит от состава бетонного раствора и его плотности. Изменение коэффициента теплопроводности может стать причиной потери прочности конструкции.

Что такое теплопроводность и на что она влияет?

Стройматериалы, используемые при сооружении объектов, должны иметь низкую теплопередачу.

1. Определяется количеством тепловой энергии, проходящим за 1 ч через поверхность в 1 м3, способной изменить t воздуха на 1 °С. Метрическая единица измерения Вт/мК.

2. На данный коэффициент влияет вид используемого заполнителя. Передача тепла у сплошного бетона равна 1,75:

  • с щебнем 1,3,
  • у пористого 1,4,
  • у теплоизоляционного 0,18.

3. Зависит от нескольких условий:

наличие теплоизоляционных заполнителей.

качественное состояние монолита,

температура окружающей среды.

4. Чем больше вес наполнителя и плотность монолита, тем быстрее происходит теплопередача. Если при возведении здания используется состав с высоким содержанием щебня или гравия, то требуется дополнительное утепление.

Коэффициент проводимости тепла у бетона величина не постоянная. Зависит от температурно-влажностных параметров окружающей среды, имеет тенденцию к увеличению и уменьшению.

Как измерить, сравнение по теплопроводности с деревом и кирпичом

Определение коэффициента теплопередачи активный метод контроля путем воздействия на объект тепловым потоком заданной интенсивности.

Производится при помощи специальных приборов:

  • стационарный применяется при лабораторном изучении образцов ограниченного размера,
  • зондовый используют в полевых условиях и для обследования крупногабаритных конструкций из бетона.

Тепломер является работающим в цифровом режиме высокотехнологичным микропроцессорным прибором, позволяющим выполнять обработку данных с привлечением соответствующего программного обеспечения.

Измерения проводятся следующим образом:

1. В контрольном образце на расстоянии не менее 7,5 см от края сверлится отверстие, по длине и диаметру не превышающее размеры зонда более чем на 15-20 %.

2. Стержень тепломера для усиления термического контакта с изделием смазывается глицерином или техническим вазелином.

3. Опытную модель со вставленным в нее зондом термостатируют на протяжении 2-4 ч.

4. Устройство подключают к сети, прогревают около 5 мин:

  • фиксируют показания температуры среды в начале испытания,
  • одновременно запускают секундомер и нагревательный элемент тепломера,
  • регистрируют температурные показания в таблицу через 2, 2,5, 3, 4, 5, 6 мин,
  • отключают прибор и повторяют процедуру через 30-40 минут.

5. Для достоверности проводится не менее 3 повторов снятия данных.

Каждый материал имеет свой коэффициент теплопередачи, который самостоятельно замерить сложно. Для бетона М200-300, предприятия вообще не указывают данные. Сравнительная таблица теплопроводности дерева, кирпича и бетона может оказать незаменимую помощь при выборе сырья.

[res1]

Теплопроводность бетона

Теплопроводность — это способность предмета проводить через себя тепло. Данное свойство принято измерять количеством тепла, способным при увеличении температуры на 1 °C пройти за 1 час через 1м3 тела. Теплопроводность бетона — одно из наиболее важных качеств, если он применяется в возведении ограждающих конструкций. Чем она ниже, тем меньшее количество тепла в зимние морозы уходит из жилища, дешевле стоит обогрев и прохладнее в летний зной.

От чего зависит

На это свойство влияют:

  • строение, плотность и объемный вес материалов: у тяжелых она ниже — бетон ячеистый (при плотности 600 кг/м3) имеет теплопроводность всего 0,14 Вт/(м°C), керамзитобетон с плотностью 1000 кг/м3 — 0,41 Вт/(м°C), а с плотностью 1200 кг/м3 — 0,52 Вт/(м°C),
  • качество его составляющих,
  • величина, количество пор – если их много, они мелкие, то имеющийся в них воздух служит теплоизолятором,
  • влажность – при увеличении повышаются потери тепла (наилучшие заполнители: аглопорит, пемза, керамзит),
  • температура (кроме легких, на которых она не отражается).

Как измеряется

Измеряется коэффициент теплопроводности λл в ваттах на метр-кельвин и при его определении используют соответствующие методики:

  1. теплового стационарного потока — по ГОСТу 7076-99 (для блоков и панелей стеновых при нулевой влажности с λл в диапазоне 0,10-1,50 Вт/(м×К)),
  2. поверхностного преобразователя — по ГОСТу 30290-94 (при λл 0,02–1,0 Вт/(м×К)),
  3. цилиндрического зонда при нестационарном тепловом режиме — по ГОСТу 30256-94 (λл 0,01–2,0 Вт/(м×К)).

От λл составляющих напрямую зависит λл полученного материала. Если произведенный на щебне бетон коэффициент теплопроводности имеет 1,3 Вт/(м°C), то на песке – всего 0,69 Вт/(м°C). Очень низкий λл у базальта, трахита и заполнителей с высоким содержанием стекла. Таким прекрасным качеством отличается шлаковая пемза, производимая быстрым охлаждением расплава, минуя процесс кристаллизации, отсюда и λл шлакопемзобетона — 0,17 Вт/(м°C).

Теплопроводность легкого бетона довольно низкая — 0,25—0,51 Вт/(м°C), правда, он и не очень прочный. Но если всего на 1% увеличится влажность, то λл возрастает на 0,016-0,036 Вт/(м°C)! Чтобы изготовить его с λл меньшим, чем 0,20 Вт/(м°C), например, термоизоляционный — λл=0,18 Вт/(м°C), применяется суперлегкий вспученный перлит.

Высокая теплопроводность тяжелого бетона — 1,20 Вт/(м°C) – говорит о том, что его нельзя без утепления применять для наружных стен. Зато ему нет равных в несущих и нагруженных элементах конструкций, преимущественно располагающихся под защитой у внешних стенок.

Не намного больше теплопроводность монолитного бетона — 1,36 Вт/(м°C), а железобетона – 1,70 Вт/(м°C), оба также требуют обязательного утепления.

Предприятия, отпускающие бетон м300 и м200, теплопроводность среди прочих данных не указывают, но в случаях, когда эти материалы используются для возведения внешних конструкций, потребуется тщательно их утеплить.

На что воздействует

Рассматриваемое свойство влияет на:

  • вес и толщину внешних стен – понижение λл легкого бетона на 10% дает возможность толщину стеновой панели уменьшить на 2-3 см, а массу 1 м2 — на 30-50 кг,
  • степень огнестойкости – при невысоких значениях λл долго выдерживает температуру больше 1000°C без разрушения и трещин,
  • уменьшение стоимости производства работ (без устройства утепления),
  • расход теплоносителей, связанный с отоплением зданий в холодное время года,
  • комфортные условия проживания в зимнюю стужу и знойную летнюю пору.

Теплопроводность бетона м300

Теплопроводность бетона

К самому важному параметру бетона относится теплопроводность. От этого показателя будет зависеть комфортность жилья. Чем выше показатель теплопроводности, тем меньше потребуется дополнительных стройматериалов, чтобы превратить бетонную конструкцию в жилой дом. То есть теплопроводность бетона относитсяк процессу,где внутренняя энергия вещества переносится к плохо обогреваемым частям конструкции. Очень часто в холодное время года часть «тепла» уходит сквозь стены, а в жаркую пору, наоборот, в помещении становится слишком жарко. Этот небольшой пример, чтобы понять, почему так важен этот параметр и почему важно при строительстве учитывать коэффициент теплопроводности бетона. Наша компания в СПБ занимается производством бетона достаточно давно и учитывает все особенности материала, и всегда изготовит по определенным требованиям.

Для бетона важно, чтобы он удерживал тепло. Часто все, что связано с теплопроводностью относят к легким маркам. Такие материалы относят к конструктивным, но наиболее эффективны они в качестве теплоизоляторов. Следует отметить, что уровень теплопроводности у разных типов легких бетонов абсолютно разный. Большое влияние оказывают структура бетона, тип и свойства использованного заполнителя.

Для примера можно рассмотреть пенобетон. В разрезе по внешнему виду он немного похож на пористый шоколад. Благодаря воздуху в структуре материал имеет незначительный вес и повышается термическое сопротивление. Пенобетон хорошо снижает потери тепла в помещении на 20-30 процентов и создается благоприятный микроклимат.

Также, чтобы повысить теплопроводность применяют специальные пористые заполнители. Очень редко используют в малоэтажном строительстве керамзитобетон, хотя это прекрасный материал для изготовления легких стеновых панелей и из него получаются качественная звукоизоляция помещения.

Особенность легкого бетона

Отличительные особенности керамзитобетона от кирпичной кладки в следующем:

  • Теплопроводность бетона марки м300 или любой другой почти вдвое ниже,
  • Плотность намного выше.

Плотность искусственного камня в 1000 кг/куб.м имеет термическое сопротивление 0,41 единицы. Если объемная масса немного повышена до 1200 кг/куб.м, то сопротивление составляет уже 0,52 единицы.

Конструкционный бетон наоборот изготавливается с пониженной теплопроводностью. Обычно его применяют для выполнения несущих элементов и нагруженных конструкций, находящихся под защитой внешних стен. Несмотря на то, что возведение здания или сооружение осуществляется монолитным способом, дополнительно используют разные приемы, чтобы хорошо защитить от тепловых потерь внутренние помещения.

Теплопроводность бетона b25, а также других марок в любом случае ниже, чем у кирпича. Если проводимость тепла у кирпича 0,8 Вт/м.сек, то у тяжелого бетона показатель в 1,4 единицы. Поэтому, если нужен искусственный камень, отличающийся высокой степенью теплоизоляции, то дополнительно применяют специальные наполнители. Ими может служить шлаковая пемза на основе стекла. Она получается за счет быстрого охлаждения насыщенным воздухом расправа.

При испытании материала на теплопроводность все показатели заносятся в таблицу. Наша компания (местонахождение — Санкт-Петербург) произведет бетон высокого качества с требуемым коэффициентом теплопроводности. Цена будет зависеть от марки, класса, состава материала. Чтобы купить смесь, надо оформить заявку, обсудить с менеджером все условия, договориться о дате, времени доставки. Доставка осуществляется в специализированном транспорте.

[res2]

Теплопроводность бетона

Коэффициент теплопроводности бетона – одна из важных характеристик, учитываемых при проектировании здания. Эта величина применяется в теплотехнических расчетах, позволяющих точно определить минимально допустимую толщину стен.

Понятие коэффициента теплопроводности

Эта величина определяет количество тепла, проходимое через единицу объема образца при разнице температур в 1 градус Цельсия. Единица измерения – Вт/(м*C). Чем больше эта характеристика, тем выше способность материала передавать тепло и тем хуже он выполняет функции теплоизолятора.

Бетон имеет неоднородную структуру. Теплопередача определяется компонентами, входящими в состав строительного материала. Наименьшую теплопроводность имеет воздух, который находится в микропорах заполнителей и капиллярах цементного камня. Поэтому чем выше его содержание, тем лучше теплоизоляционные свойства бетонного элемента.

Факторы, влияющие на теплопропускаемость бетона

Из-за неоднородности структуры бетонных конструкций и разных условий эксплуатации коэффициент теплопроводности в этом случае – величина условная. На этот параметр оказывают влияние:

  • Плотность. Чем плотнее материал, тем ближе друг к другу находятся его частицы, тем быстрее передается тепло. Это значит, что тяжелые бетоны имеют больший коэффициент теплопроводности, по сравнению с легкими (керамзитовыми, вермикулитовыми, перлитовыми).
  • Пористость и структура пор. Чем больше объем, занятый воздухом, тем лучше материал задерживает тепло. Но на теплоизоляционные характеристики влияет не только процентное содержание воздуха, но и размеры, а также замкнутость пор. Лучше всего прохождению тепла препятствуют мелкие замкнутые поры. Крупные поры, которые сообщаются между собой, увеличивают теплопередачу.
  • Влажность. Это еще один фактор, влияющий на коэффициент теплопередачи бетона. Вода способна проводить тепло в 20 раз лучше воздуха. Поэтому увлажненный материал резко теряет теплоизоляционные характеристики. При отрицательных температурах вода в увлажненном слое замерзает, вызывая не только повышенные теплопотери здания, но и быстрое разрушение строительного материала. В таблицах, применяемых при точных теплотехнических расчетах, часто указывают три значения коэффициента теплопроводности – в сухом виде, при нормальной влажности, в увлажненном состоянии.
  • Температура. С повышением температуры коэффициент теплопроводности увеличивается.

Сравнение коэффициента теплопроводности тяжелого бетона, пено- и газобетона, керамзитобетона, фибробетона.

Наиболее высоким коэффициентом теплопроводности обладает тяжелый бетон, армированный стальными стержнями или проволокой (железобетон) – до 2,04 Вт/(м*C). Немного ниже этот показатель у неармированных бетонных элементов.

Более низким коэффициентом теплопроводности и повышенными теплоизоляционными характеристиками обладают: керамзитобетон, изготовленный с использованием кварцевого или перлитового песка, сухой пено- и газобетон. Уровень теплопередачи фибробетона сравним с аналогичным показателем плотного керамзитобетона.

Таблица коэффициентов теплопроводности различных видов бетона

Теплопроводность тяжелого бетона

Определение теплопроводности бетона

Главная задача строительства — обеспечить сохранность тепла в помещении, поэтому в процессе работ подбираются материалы с низкой теплопроводностью. Теплопроводность — важная техническая характеристика элементов. В том числе бетона, который применяется в строительстве конструкций, образующих наружную оболочку зданий. Чем ниже теплопроводность, тем меньшее количество тепла уходит из дома в холодное время года, тем прохладней в жару.

Определение

Как установить коэффициент теплопроводности и от каких критериев она зависит? Относительная величина, которая определяется как величина теплоты, проходящая за один час через стены, толщиной в один метр, площадью в квадратный метр, с разницей температуры снаружи и внутри в один градус.

Способность предмета проводить через себя тепло — важный показатель, чем больше пропускная способность, тем выше коэффициент теплосбережения. Соотношение энергии, которое охлаждает или нагревает тело в процессе теплообмена, характеризует степень пропуска.

Показатели теплоотдачи

На определение коэффициента влияют два фактора:

  • заполнитель, влияющий на плотность материала,
  • температура природных условий.

Распределение бетонных растворов происходит по плотности, поэтому по техническим характеристикам заполнитель занимает почетное первое место. Чтобы показать, как плотность влияет на теплообмен, рассмотрим их по расположению в таблице. На величину теплообмена воздействуют специальные строительные стандарты. Таблица содержит в себе коэффициент тепла наиболее часто используемых в строительстве наполнителей (заполнитель, теплопроводимость):

  • щебень — 1,3,
  • песок — 0,7,
  • пористый бетон — 1,4,
  • сплошной бетон — 1,75,
  • теплозащитный — 0,18.

По предоставленным в схеме данным видно, что чем тяжелее заполнитель, тем больше теплопроводность бетона. Тяжелый элемент, значит большая плотность, тяжелее сохраняет тепло. При типовом подходе подготовки состава добавляют щебень, такие конструкции требуют дополнительного утепления.

Указанный в таблице теплозащитный показатель говорит о входящем в состав керамзитобетоне. Содержание керамзитобетона в материале с низким процентом теплопроводности (0,41) указывает на возможность создавать тепловую защиту. Но теплозащитный материал слабо подходит для возведения несущей конструкции. Для сравнения, плотность железобетона 1,70, он требует обязательного утепления.

Следовательно, бетонные растворы делят:

  • легкие — небольшая плотностью,
  • тяжелые — концентрация высокая.

Теплопроводимость тяжелого бетона велика, в том числе и железобетона. В строительстве часто применяют легкие бетоны для возведения несущих конструкций с низкой теплопроводностью, что отодвигает в строительстве железобетон на второй план. Главные представители:

  • Перлитобетон. Отлично подходит для монолитных и пустотелых конструкций. Марка прочности для монолита всегда м 50, для пустотелых элементов м35.
  • Керамзитобетон. Плотность колеблется от м35 до м50.

Вернуться к оглавлению

На способность передавать тепло влияет влажность. Повышенная влажность уменьшает способность конструкций сохранять тепло. При заполнении пор материала водой, а не воздухом, составляющая сохранения тепла понижается, а в зимний период увеличивается вероятность промерзания стен.

Например, пористый бетон обладает способностью проводить тепло на 0,14 Вт, а пропитанный водой материал — 1,1 — 2,9 Вт.

Выбирая материал для строительства будущего дома, стоит ориентироваться на инструкции по теплопроводности, сетки с указанием коэффициентов. Для предварительного проектирования учитывают не только способность стен удержать тепло, а температуру окружающей среды, систему отопления, которая будет использоваться в доме.

[res3]

Что такое теплопроводность бетона, коэффициент теплопроводности монолитного железобетона

При возведении частного дома или проведении утепляющих работ необходимо ответственно подойти к вопросам покупки материалов. Чтобы уменьшить потери тепловой энергии и снизить расходы на обогрев, следует учитывать такой параметр, как теплопроводность бетона. Он определяет способность блоков пропускать тепло и считается важнейшей эксплуатационной характеристикой.

Влияние теплопроводности на микроклимат внутри помещения

Среди большого разнообразия материалов бетонный массив считается достаточно популярным. Его ключевым свойством считается степень теплопередачи. Чтобы избежать непредвиденных теплопотерь, нужно учитывать это значение еще при составлении проекта теплоизоляции. В таком случае постройка будет как надежной и долговечной, так и комфортной для пребывания.

Если определить коэффициент теплопроводности бетона и найти подходящие материалы теплоизоляции, это позволит получить такие преимущества:

  • снизить затраты тепловой энергии,
  • уменьшить расходы на отопление,
  • организовать в помещении комфортный микроклимат.

Зависимость микроклимата в доме от степени теплопередачи объясняется следующими особенностями:

  1. По мере роста значений увеличивается интенсивность подачи тепла. В результате помещение быстрее остывает, но так же быстрее прогревается.
  2. Если теплопередача снижается, тепло долго удерживается внутри здания и не выходит наружу.

В результате степень проводимости тепловой энергии становится ключевым фактором, определяющим комфорт пребывания в доме. В зависимости от особенностей материала, он может обладать разной структурой и свойствами, а также теплопроводностью. Перед выбором блоков нужно внимательно изучить их эксплуатационные свойства и подготовить грамотный проект.

Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление

Начиная строительство помещения, следует ознакомиться с такими характеристиками:

  1. Коэффициент проводимости тепла. Он указывает на объемы тепла, которое проходит через блок в течение заданного интервала. Если значение снижается, это уменьшает способность пропускать тепловую энергию. При повышении значений ситуация выглядит противоположным образом.
  2. Сопротивление конструкций к потере тепла. Показатель указывает на способность материала сохранять тепло внутри постройки. Если он высокий, бетон подходит для теплоизоляции, если низкий — для быстрого отвода тепла наружу.

При составлении проекта здания и проведении тепловых расчетов важно уделять таким значениям особое внимание.

Коэффициент теплопроводности

В поисках хорошего материала для строительства необходимо определить, как меняется степень теплопроводности в зависимости от типа и модели монолита.

Коэффициент для различных видов монолита

Для сравнения показателей теплопроводности следует ознакомиться с таблицей, охватывающей свойства всех типов материала. Наименьшая степень присутствует у пористых конструкций:

  1. Сухие блоки и газонаполненный бетон обладают небольшой теплопроводностью. Она зависит от показателей плотности. Если удельный вес блока составляет 0,6 т/м³, коэффициент составит 0,14. При плотности 1 т/м³ — 0,31. Если влажность находится на базовом уровне, показатели увеличатся от 0,22 до 0,48. При повышении влажности — от 0,25 до 0,55.
  2. Бетон с наполнением керамзитом. С учетом значений плотности определяется теплопроводность. Изделие с плотностью 0,5 т/м³ получит показатель 0,14. По мере увеличения плотности до 1,8 т/м³ свойство вырастет до 0,66.

При использовании шлака теплопроводность составит 0,3-0,7. Изделия на основе кварцевого или перлитового песка с плотностью 0,8-1 получат проводимость тепла 0,22-0,41.

Факторы влияющие на коэффициент

Степень проводимости бетона любой марки определяется множеством факторов. В их числе:

  1. Структура массива. Если в монолите присутствуют воздушные полости, передача тепла будет медленной и без больших потерь. По мере увеличения пористости теплоизоляция улучшается.
  2. Удельный вес массива. Монолит обладает разной плотностью, которая определяет его структуру и интенсивность обмена тепла. При росте показателей плотности растет и теплоотдача. В результате конструкция быстрее лишается тепла.
  3. Содержание влаги в стенах из бетона. Массивы с пористой структурой гигроскопичны. Остатки влаги, находящейся в капиллярах, могут просачиваться в бетон и заполнять воздушные поры, способствуя быстрой передаче тепла.

С помощью пористых компонентов можно защитить постройку от быстрого расходования тепла и обеспечить хорошие климатические условия в здании. Изделия с низкой теплопроводностью эффективны при изоляции помещений, поэтому их применяют в северных регионах с суровыми зимами.

Теплопроводность и утепление зданий

Приступая к организации эффективной теплозащиты частного жилища, важно обращать внимание на тип материала, из которого создаются стены. С учетом специфики конструкции и эксплуатационных свойств, выделяют такие разновидности бетонных масивов:

  1. Конструкционные. Необходимы при возведении капитальных стен. Их характеризует повышенная устойчивость к нагрузкам и способность быстро пропускать тепловую энергию.
  2. Материалы для теплоизоляции. Задействуются при обустройстве помещений с минимальными нагрузками на стены. Обладают небольшим весом, пористым строением и малой теплопередачей.

Чтобы в помещении всегда сохранялась комфортная температура, рекомендуется использовать для возведения стен разные виды бетона. Однако в таком случае показатели толщины стен будут меняться. Оптимальный уровень проводимости тепла возможен при таких параметрах толщины:

  1. Пенобетон — не больше 25 см.
  2. Керамзитобетон — до 50 см.
  3. Кирпичи — 65 см.

Как производится расчет

Для сохранения тепла внутри дома и сокращения потерь тепловой энергии несущие стены делаются многослойными. Чтобы рассчитать толщину слоя изоляции, необходимо руководствоваться следующей формулой — R=p/k.

Она имеет следующую расшифровку:

  • R — показатель устойчивости к скачкам температуры,
  • p — толщина слоя в метрах,
  • k — Проводимость тепла монолитом.

Теплопроводность строительных материалов таблица

Конструкционные материалы и их показатели

Конструкционный бетон, теплопроводность которого зависит от применяемых наполнителей, пользуется большой популярностью. Это обусловлено его прочностью и эластичностью, что позволяет возводить надежные и защищенные от потерь тепла постройки.

Материалы из бетона с добавлением пористых заполнителей

Пористые конструкции характеризуются хорошим удержанием тепла, при этом точный показатель теплопроводности зависит от следующих факторов:

  1. Параметры ячеистости.
  2. Уровень влажности.
  3. Показатели плотности.
  4. Теплопроводность матрицы.

Показатели теплоизоляционных материалов

Теплоизоляционные конструкции, состоящие из шлакового наполнителя и керамзита, характеризуются минимальной теплопроводностью. Однако их прочностные свойства остаются невысокими, поэтому основная сфера применения — изоляция несущих стен и пола. Возводить основные конструкции из таких материалов запрещено.

Таблица показателей

Таблица значений для разных материалов выглядит следующим образом:

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ

Любое строительство независимо от его размера всегда начинается с разработки проекта. Его цель – спроектировать не только внешний вид будущего строения, еще и просчитать основные теплотехнические характеристики. Ведь основной задачей строительства считается сооружение прочных, долговечных зданий, способных поддерживать здоровый и комфортный микроклимат, без лишних затрат на отопление. Несомненную помощь при выборе сырья, используемого для возведения постройки, окажет таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты.

Тепло в доме напярямую зависит от коэффициента теплопроводности строительных материалов

Что такое теплопроводность?

Теплопроводность – это процесс передачи энергии тепла от нагретых частей помещения к менее теплым. Такой обмен энергией будет происходить, пока температура не уравновесится. Применяя это правило к ограждающим системам дома, можно понять, что процесс теплопередачи определяется промежутком времени, за который происходит выравнивание температуры в комнатах с окружающей средой. Чем это время больше, тем теплопроводность материала, применяемого при строительстве, ниже.

Отсутствие теплоизоляции дома скажется на температуре воздуха внутри помещения

Для характеристики проводимости тепла материалами используют такое понятие, как коэффициент теплопроводности. Он показывает, какое количество тепла за одну единицу временного промежутка пройдет через одну единицу площади поверхности. Чем выше подобный показатель, тем сильнее теплообмен, значит, постройка будет остывать значительно быстрее. То есть при сооружении зданий, домов и прочих помещений необходимо использовать материалы, проводимость тепла которых минимальна.

Сравнительные характеристики теплопроводности и термического сопротивления стен, возведенных из кирпича и газобетонных блоков

Что влияет на величину теплопроводности?

Тепловая проводимость любого материала зависит от множества параметров:

  1. Пористая структура. Присутствие пор предполагает неоднородность сырья. При прохождении тепла через подобные структуры, где большая часть объема занята порами, охлаждение будет минимальным.
  2. Плотность. Высокая плотность способствует более тесному взаимодействию частиц друг с другом. В результате теплообмен и последующее полное уравновешивание температур происходит быстрее.
  3. Влажность. При высокой влажности окружающего воздуха или намокании стен постройки, сухой воздух вытесняется капельками жидкости из пор. Теплопроводность в подобном случае значительно увеличивается.

Теплопроводность, плотность и водопоглощение некоторых строительных материалов

Применение показателя теплопроводности на практике

В строительстве все материалы условно подразделяются на теплоизоляционные и конструкционные. Конструкционное сырье отличается наибольшими показателями теплопроводности, но именно его применяют для постройки стен, перекрытий, прочих ограждений. Согласно таблице теплопроводности строительных материалов, при возведении стен из железобетона, для низкого теплообмена с окружающей средой толщина конструкции должна быть около 6 метров. В таком случае строение получится огромным, громоздким и потребует немалых затрат.

Наглядный пример — при какой толщине различных материалов их коэффициент теплопроводности будет одинаковым

Поэтому при возведении постройки следует отдельное внимание уделять дополнительным теплоизолирующим материалам. Слой теплоизоляции может не понадобиться только для построек из дерева или пенобетона, но даже при использовании подобного низкопроводного сырья толщина конструкции должна быть не менее 50 см.

Нужно знать! У теплоизоляционных материалов значения показателя теплопроводности минимальны.

Теплопроводность готового здания. Варианты утепления конструкций

При разработке проекта постройки необходимо учесть все возможные варианты и пути потери тепла. Большое его количество может уходить через:

  • стены – 30%;
  • крышу – 30%;
  • двери и окна – 20%;
  • полы – 10%.

Теплопотери неутепленного частного дома

При неверном расчете теплопроводности на этапе проектирования, жильцам остается довольствоваться только 10% тепла, получаемого от энергоносителей. Именно поэтому дома, возведенные из стандартного сырья: кирпича, бетона, камня рекомендуют дополнительно утеплять. Идеальная постройка согласно таблице теплопроводности строительных материалов должна быть выполнена полностью из теплоизолирующих элементов. Однако малая прочность и минимальная устойчивость к нагрузкам ограничивает возможности их применения.

Нужно знать! При обустройстве правильной гидроизоляции любого утеплителя высокая влажность не повлияет на качество теплоизоляции и сопротивление постройки теплообмену будет значительно выше.

Сравнительный график коэффициентов теплопроводности некоторых строительных материалов и утеплителей

Самым распространенным вариантом сочетание несущей конструкции из высокопрочных материалов с дополнительным слоем теплоизоляции. Сюда можно отнести:

  1. Каркасный дом. При его постройке каркасом из древесины обеспечивается жесткость всей конструкции, а укладка утеплителя производится в пространство между стойками. При незначительном уменьшении теплообмена в некоторых случая может потребоваться утепление еще и снаружи основного каркаса.
  2. Дом из стандартных материалов. При выполнении стен из кирпича, шлакоблоков, утепление должно проводиться по наружной поверхности конструкции.

Необходимая тепло- и гидроизоляция для сохранения тепла в частном доме

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

В этой таблице собраны показатели теплопроводности самых распространенных строительных материалов. Пользуясь подобными справочниками, можно без проблем рассчитать необходимую толщину стен и применяемого утеплителя.

Таблица коэффициента теплопроводности строительных материалов:

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

Теплопроводность строительных материалов (видео)

ОЦЕНИТЕ
МАТЕРИАЛ Загрузка… ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ

REMOO В ВАШЕЙ ПОЧТЕ

Теплопроводность строительных материалов.

   
   Возведение любого объекта начинается с создания проекта, включающего в себя расчёт теплотехнических параметров сооружения. Важные показатели строительных материалов содержатся в таблицах теплопроводности.

● Теплопроводность показывает степень передачи тепловой энергии от нагреваемых предметов в помещении к предметам с более низкой температурой. Причём процесс теплообмена идёт на протяжении всего времени, пока показатели температуры не сравняются. При строительстве используются материалы с малыми значениями теплопроводности.

Специальный коэффициент теплопроводности означает, сколько тепловой энергии пропускается через единицу площади в единицу времени. Чем больше коэффициент, тем более интенсивный будет теплообмен. равен количеству теплоты, проходящей через 1 метр толщины материала за 1 час.
● При подборе дополнительных утепляющих конструкций также необходимо учитывать теплопроводность материалов. Сравнительная характеристика некоторых строительных материалов.

● На показатель теплопроводности влияют следующие факторы:
— пористость материала обусловлена неоднородностью его структуры и это напрямую влияет на уменьшение теплопроводности;
— увеличенное значение плотности материала означает плотное соприкосновение частиц, что повышает теплообмен;
— повышенная влажность способствует увеличению теплопроводности.

Теплоизоляционные стеновые материалы обладают меньшим коэффициентом теплопроводности, чем конструкционные, которые в основном используются для возведения ограждений, внутренних стен и перекрытий. Увеличение теплостойкости помещений достигается путём применения дополнительной теплоизоляции, которая изначально необходима в строениях из бетона, кирпича, блоков или камня. В каркасных конструкциях утепляющий материал укладывается в пространство между стойками каркаса.

• Основные виды утеплителей и их характеристики

При выборе утеплителя надо учитывать следующие параметры материалов:

— показатель теплопроводности;
— степень влагопоглощения утеплителя;
— пожаробезопасность, качественный материал способен самозатухаться;
— толщина материала влияет на надёжность утепления;
— термоустойчивость определяет способность выдерживать температурные перепады;
— звукоизолирующие свойства материала;
— экологичность и общая безопасность.

• В качестве теплоизоляции могут использоваться стойкие к огню и влаге сыпучие типы сырья в гранулах или перлит. Из органических видов можно отметить продукцию из льна, пробковое покрытие и волокно из древесины.

• Для избегания высокой влажности и для повышения сопротивляемости теплообмену необходимо сделать гидроизолирующую прослойку.

• При выборе определённого вида теплоизоляции также необходимо учесть долговечность, степень сложности монтажных работ и цену. К примеру, легче всего выполнить монтаж при помощи пенополиуретана и пеноизола — они быстро заполняют полости конструкций без образования стыков, но это не означает, что данные материалы являются наилучшим выбором.

Материал Расчётный коэффициент теплопроводности, l, Вт/(м ºС) 
Железобетон  2,04 
Бетон на гравии или щебне из природного камня  1,86 
Керамзитобетон  0,92 
Кирпичная кладка из сплошного кирпича глиняного обыкновенного (ГОСТ 53080) на цементно-песчаном растворе  0,81 
Кирпичная кладка из кирпича керамического пустотного плотностью 1400 кг/м³ (брутто) на цементно-песчаном растворе  0,64 
Кирпичная кладка из кирпича керамического пустотного плотностью 1300 кг/м³ (брутто) на цементно-песчаном растворе 0,58 
Кирпичная кладка из кирпича силикатного на цементно-песчаном растворе  0,87 
Пенополистирол  0,05 
Плиты минераловатные  0,055 

● При самостоятельных расчётах толщина прослойки теплоизолятора делится на коэффициент теплопроводности. Данное значение указывается на упаковке изолирующего материала.
Конструкция Фракция, мм Содержание воды, % массы Теплопроводность, Вт/м·К
Крыша 10…20 0,5 0,09
Межэтажные перекрытия 4…10 0,5 0,11
Полы, контактирующие с грунтом 10…20 6 0,12
Геотехнические 10…20 30 0,19

Коэффициент сопротивления помогает выбрать определенный тип теплоизоляции и толщину его слоя. Сведения о паропроницаемости и плотности можно посмотреть в таблице.
 

Бетонный кирпич по ГОСТу: полнотелый и облицовочный

Бетонный камень представляет собой строительный материал, который активно используется при закладке фундаментов, подвалов, цокольных стен. Его так же можно применять, как облицовочный материал для стен, постройки разного рода несущих и ограждающих конструкций. Производится бетонный кирпич по ГОСТу, что гарантирует его высокое качество.

Фото самого распространённого типа кирпичей из бетона

Почему именно этот материал

Можно выделить несколько основных преимуществ этого строительного материала, которые сразу отвечают на многие вопросы о целесообразности его использования.

Теплопроводность Удерживает тепло и поддерживает комфортный уровень влажности в помещении.
Прочность Отличается большей прочностью, чем силикатные и керамические кирпичи, что позволяет спокойно использовать его даже при закладке фундаментов многоэтажных домов. Прочность и алмазное бурение отверстий в бетоне доказывает это.
Не горючесть Является несгораемым материалом, а значит, обладает высокими противопожарными свойствами.
Морозостойкость Является морозостойким материалом, не подверженным никаким деформациям при экстремально низких температурах.
Экологичность Абсолютно экологически чистый материал, который не выделяет в окружающую среду никаких вредных веществ. Не является радиоактивным, то есть не «фонит», в отличие от того же гранита.
Стоимость Привлекательная цена делает его более чем востребованным материалом.

Характеристики и сферы применения

По технологии производства, различают полнотелый и пустотелый кирпичи и у каждого из них есть своя сфера использования (читайте также статью «Бетон W12: характеристики и применение»).

Полноценный, полнотел

Бетонный полнотелый кирпич является отличным материалом для строительства тяжелых конструкций и фундаментов.

Сразу отметим, что он отличается:

  • повышенной прочностью.
  • Водостойкостью.
  • Серьезными показателями морозоустойчивости.

Последний фактор играет большое значение при строительстве в регионах, где преобладают пониженные температуры воздуха. А большая прочность делают его незаменимым материалом при закладке фундамента.

Способность переносить низкие температуры без деформаций и не поддаваться разрушительному влиянию воды, позволяют использовать его как материал для заполнения пространства между фундаментными блоками при постройке блочных ленточных фундаментов. То есть, по сути, это альтернатива монолитной заделке таких пространств.

Важно! Применение полнотелого кирпича помогает значительно сократить сроки строительства.

Пустотел

Инструкция гласит, что в отличие от полнотелого кирпича, пустотелый не может быть применён для закладки фундамента, или при многоэтажном строительстве. Зато он прекрасно подходит для строительства коттеджей, дач и жилых домов высотой не более трёх этажей. Конечно, резка железобетона алмазными кругами для пустотела не потребуется, но у него есть и свои плюсы.

Пустотел, который найдет применение практически на любой строительной площадке

Как материал для строительства его можно использовать для:

  • Возведения несущих стен в малоэтажном строительстве.
  • Возведения межкомнатных перегородок.
  • Пристроек малоэтажного типа.

Важно! В принципе и в многоэтажном строительстве, пустотелый тип отлично используется, но не как несущий элемент. Обладая отличными показателями звукоизоляции и шумопоглощения, он остается незаменим в возведении перегородок как в квартирах, так и в офисных помещениях.

Облицовочный вариант

Достаточно широкое применение получил бетонный облицовочный кирпич. Такие качества как долговечность и внешняя привлекательность позволяют использовать его для отделки внешних и внутренних стен помещений.

Облицовочный камень для декорирования фасадов и внутренних работ

Этот камень может иметь неровную лицевую поверхность, чтобы успешно имитировать натуральный материал. Облицовочный кирпич из бетона с успехом применяется для декорирования практически любых поверхностей.

А высокое качество исполнения и характеристики самого предложения, позволяют облицовке сохранять «товарный вид» на протяжении десятилетий. Немаловажным является тот факт, что при наличии базовых навыков в обращении с кирпичом, практически всю работу по облицовке можно выполнить своими руками.

Теплопроводность строительных материалов

При строительстве в умеренных широтах, приобретает важность такой показатель строительного материала, как теплопроводность. Эта характеристика указывает насколько хорошо тот или иной кирпич удерживают тепло.

Здесь обратим внимание на следующие моменты:

  • Если стоит выбор: строить из кирпича или из бетона, то следует посчитать, сколько тепла сэкономит помещение, построенное из камня, который способен долго удерживать тепло. Ведь экономия тепла означает экономию денег.

Кладка внешней стены из пустотела, который должен обеспечить нормальную теплоизоляцию

  • Если сравнивать теплопроводность бетона и кирпича, то преимуществом обладает кирпич. Если теплопроводность обычного бетона составляет от 1,1 до 2,9, то теплопроводность кирпича достигает отметки 0,8, и это максимум. Чем меньше теплопроводность камня, из которого построен дом, тем дольше он способен удерживать тепло в помещении.

Что же касается вопроса, какие размеры бетонного кирпича представлены на рынке, то стандартным остается 250х120х65. Однако есть различные вариации, которые используются как для строительства несущих стен, так и для декорирования.

Один из распространенных размеров камня

Вывод

Разнообразие предложений из бетона и сфер их использования позволяет делать максимально правильные выводы и выбирать именно тот вид, который необходим под определённую задачу (узнайте здесь, что такое мобильный бетонный завод).

А видео в этой статье поможет на практике закрепить полученную информацию.

Как теплопроводность пенобетона сравнить с коэффициентом теплопередачи силикатного кирпича

Тeплoпрoвoднoсть пeнoбeтoнa – oдин изо oснoвныx пoкaзaтeлeй, влияющиx нa стрeмитeльнoe пoвышeниe интeрeсa к дaннoму мaтeриaлу. Нaряду с нeбoльшим вeсoм и знaчитeльными гaбaритaми, идeaльнoй гeoмeтриeй и другими oсoбeннoстями, сущeствeннo упрoщaющими и удeшeвляющими действие строительства, теплоизоляционные характеристики пенобетона делают его одним изо самых популярных материалов.

Член теплопроводности пенобетона может составлять разным и зависит от числа, величины пор среди ячеистого материала, уровня плотности. Марки с самыми высокими теплоизоляционными характеристиками демонстрируют невысокую долговечность, материал с большой теплопроводностью станется выдерживать большие нагрузки. И постоянно главная задача при выборе марки пеноблока – прибережение баланса: оптимального уровня прочности и высокого теплосбережения.

По мнению мере повышения коэффициента теплопроводности ухудшаются теплоизоляционные свойства материала: сие значит, что зимой нехолодно будет уходить из в домашних условиях быстро, а летом конструкция достанет стремительно нагреваться. Пенобетон изготавливают с цемента, песка, воды и специального пенообразователя. Существо вспенивает смесь, благодаря чему в структуре материала появляются воздушные поры закрытого в виде. В них находится воздух, что сохраняет тепло.

Чем с хвостиком пор – тем более высокие характеристики теплоизоляции, однако тем менее плотный и сильнее хрупкий материал. Показатель теплопроводности меняется через марки к марке (у D100 стартовый. Ant. наибольший, у D1200 – максимальный). Но в общем, в противном случае сравнивать пенобетон и другие строительные материалы (адоб обычный или силикатный, бетон), пористый бетон значительно превосходит данные остальных вариантов, немного уступая едва только дереву.

Виды пеноблоков

Содержание статьи:

Пенобетон производят согласно единой технологии путем смешивания основных компонентов, разливки смеси в склад, сушки под давлением и высокой температурой в автоклаве, дальнейшей нарезки и складирования. Осуществл осуществляется по единой технологии, так вот состав раствора угоду кому) заливки может быть разным. Нежели меньше пенообразователя добавлено в всякого жита по лопате, тем более плотным и прочным, тяжелым получится вещь.

Но за счет уменьшенного числа пор мощность сохранять тепло у такого материала понижается стройно уменьшению количества пустот в структуре. Ровно по уровню плотности (а значит, и весу, прочности, теплопроводности) пенобетон делят нате три основных категории – на теплоизоляции, строительства и комбинированный артикул.

Основные виды пенобетонных блоков:

    Конструкционные (марки D900-1200) – уплотненность и вес, прочность максимальные вслед счет малого количества пор в структуре, дозволительно использовать материал для кладки фундамента, создания цокольных этажей, несущих конструкций. Перенос самая высокая, в диапазоне 0.29-0.38 Вт/м*К. Блоки предполагают обязательное оформление мероприятий по теплоизоляции.

    Конструкционно-теплоизоляционные (марки D500-800) – блоки демонстрируют средние цифры теплопроводности, плотности, прочности. Используются в (видах кладки несущих стен, внутренних перегородок. Самый славный материал на рынке, какой-никакой чаще всего применяется в строительстве, особенно жилых зданий. Жилка сохранять тепло средняя – теплопроводимость в диапазоне от 0.15 накануне 0.29 Вт/м*К.
    Теплоизоляционные (марки D100-400) – применяются до невероятности с целью утепления, наименее плотные и прочные, с самым небольшим значением теплопроводности (бонитет на уровне 0.09-0.12 Вт/м*К). В структуре материала содержится максимальное контингент ячеек с воздухом. Строить здания и помещать стены из материала не суметь, он выступает только теплоизоляционным слоем.

Неволя сопротивления теплопередаче от плотности бетона

Дух – эффективный натуральный теплоизоляционный нараб. За счет того, чисто структура пеноблоков пористая, они изволь сохраняют тепло и демонстрируют маленький показатель теплопроводности (если отож(д)ествлять с другими строительными материалами). В такой мере, значение намного ниже, нежели у бетона или кирпича.

Обычным пользователям значения теплопроводности неважный (=маловажный) говорят ни о чем, посему сравнить строительные материалы дозволено в таком примере: для получения стены, способной дать выход показатель теплопроводности на уровне 0.18 Вт/м*К, нужно обратиться пеноблоки марки D700 величиной 600х300х200 миллиметров. Интересах получения аналогичного значения быть строительстве из шлакоблоков слой стены должна быть малое) 108 сантиметров, из кирпича – поблизости 140 сантиметров.

При расчете коэффициента теплопередачи учитывают степень плотности пенобетона, который обозначается маркой и буквой D: скажем, индекс D900 значит, чего один кубометр пенобетона данной марки весит 900 килограммов.

Фактор теплопроводности меняется от марки к марке и напрямую влияет держи плотность/прочность материала. Блоки с минимальной прочностью и небольшим весом используют для того выполнения мероприятий по теплоизоляции, подходят они про строительства межкомнатных перегородок, получи и распишись которые будут воздействовать минимальные нагрузки. Кряжистость таких блоков должна присутствовать на уровне 400-500 кг/м3.

Пенобетон с высоким показателем плотности (в районе 1000-1200 кг/м3) после счет уменьшенного размера и числа ячеек в структуре больше плотный и прочный, но теплопередача через. Ant. ниже. Такой материал используют на возведения несущих стен малоэтажных зданий. Средней плотности пеноблоки (в районе 600-700 кг/м3) демонстрируют свойства сверху среднем уровне: могут вывозить на себе оптимальные нагрузки и достаточно теплостойкие.

Проект теплопроводности стен из пенобетона

Выполняя вычисления перед строительством здания, безбожно важно учитывать уровень теплопроводности, некоторый влияет на выбор пеноблоков, а и поиск оптимальной толщины стены, возведенной с материала. Сначала определяются с вариантом выполнения стен: сие могут быть кирпич/установка/штукатурка или блок, поросший штукатуркой с обеих сторон.

Во (избежание выполнения расчетов нужно быть (знакомым показатель коэффициента теплопередачи выбранных материалов, которые используются во (избежание строительства стены. Так, цемянка демонстрирует значение 0.56, штукатурение на уровне 0.58, блоки могут вознаграждать разные значения в зависимости ото марки (обязательно нужно стремлять в таблице). Также важно учитывать фактор сопротивления стен теплопередаче – мезоморфный показатель обычно равен 3.5.

С общего значения 3.5 отнимают процент сопротивления теплопередаче слоя штукатурки в 2 сантиметра (0.02/0.58=0.03), 12 сантиметров кирпича (0.12/0.56=0.21), благо выбран первый вариант, либо 4 сантиметра штукатурки (0.04/0.58=0.06), разве выбран второй вариант создания стен.

В первом варианте (кабы применяется кирпич) стена с пенобетона должна обеспечить барометр сопротивления теплопередаче на уровне 3.26. Этак, если для строительства выбран пеноблок марки D600, упитанность стены должна быть 45.6 сантиметра (3.26х0.14=456 миллиметров), коль скоро D800 – толщина стены нужна 68.4 сантиметра (3.26х0.21=684 миллиметра). Произвести стены тоньше и добиться нужных значений есть с использованием теплоизоляционных материалов.

Интересах расчета стены по второму варианту (пеноблок и грим снаружи/внутри), значения будут такие: 3.5-0.06=3.44. А ниже расчеты проводятся с учетом найденных значений в таблице, идеже указаны показатели теплопроводности угоду кому) разных марок пенобетона.

Зачем учитывают при выборе пенобетона:

Оптимальная пломба – обозначается индексом D, означает тесность, вес, прочность, теплопроводность. Нежели выше марка, тем вяще прочность/плотность, теплопроводность и сила.
Толщина стены – высчитывают в каждом случае вразбивку, с учетом используемых материалов, теплоизоляции и других аспектов.
Сторона пенобетона – материал лучше предпочитать автоклавный, созданный в условиях завода, с применением специального оборудования, проверкой качества, выдачей сертификатов и гарантией соответствия по всем статьям указанным характеристикам.

Теплопроводность пенобетона – Вотан из ключевых показателей, какой-нибудь обязательно нужно учитывать рядом выборе материала и составлении проекта будущего строения, выполнении расчетов, планировании всех этапов строительства.

Бустер

Какой дом теплее::EPLAN.HOUSE

       
Алюминий (ГОСТ 22233-83) 2600 221 897
Асбест волокнистый 470 0.16 1050
Асбестоцементный лист 1600 0.4 1500
Асбошифер с высоким содержанием асбеста 1800 0.17…0.35
Асбошифер с 10-50% асбеста 1800 0.64…0.52
Асбоцемент войлочный 144 0.078
Асфальт 1100…2110 0.7 1700…2100
Асфальтобетон (ГОСТ 9128-84) 2100 1.05 1680
Аэрогель (Aspen aerogels) 110…200 0.014…0.021 700
Базальт 2600…3000 3.5 850
Бакелит 1250 0.23
Береза 510…770 0.15 1250
Бетон на гравии или щебне из природного камня 2400 1.51 840
Бетон на каменном щебне 2200…2500 0.9…1.5
Бетон на песке 1800…2500 0.7 710
Бетон силикатный плотный 1800 0.81 880
Бетон термоизоляционный 500 0.18
Битумы нефтяные строительные и кровельные (ГОСТ 6617-76, ГОСТ 9548-74) 1000…1400 0.17…0.27 1680
Блок газобетонный 400…800 0.15…0.3
Блок керамический поризованный 0.2
Бумага 700…1150 0.14 1090…1500
Бут 1800…2000 0.73…0.98
Вата минеральная легкая 50 0.045 920
Вата минеральная тяжелая 100…150 0.055 920
Вермикулит (в виде насыпных гранул) ГОСТ 12865-67 100…200 0.064…0.076 840
Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67) — засыпка 100…200 0.064…0.074 840
Вермикулитобетон 300…800 0.08…0.21 840
Воздух сухой при 20°С 1.205 0.0259 1005
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат 280…1000 0.07…0.21 840
Гипс формованный сухой 1100…1800 0.43 1050
Гипсокартон 500…900 0.12…0.2 950
Гипсоперлитовый раствор 0.14
Глина 1600…2900 0.7…0.9 750
Глина огнеупорная 1800 1.04 800
Гравий (наполнитель) 1850 0.4…0.93 850
Гравий керамзитовый (ГОСТ 9759-83) — засыпка 200…800 0.1…0.18 840
Гравий шунгизитовый (ГОСТ 19345-83) — засыпка 400…800 0.11…0.16 840
Гранит (облицовка) 2600…3000 3.5 880
Грунт 10% воды 1.75
Грунт 20% воды 1700 2.1
Грунт песчаный 1.16 900
Грунт сухой 1500 0.4 850
Грунт утрамбованный 1.05
Дуб вдоль волокон 700 0.23 2300
Дуб поперек волокон (ГОСТ 9462-71, ГОСТ 2695-83) 700 0.1 2300
Дюралюминий 2700…2800 120…170 920
Железо 7870 70…80 450
Железобетон 2500 1.7 840
Известняк (облицовка) 1400…2000 0.5…0.93 850…920
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем (ГОСТ 16136-80) 300…400 0.067…0.11 1680
Изделия пенобетонные 400…500 0.19…0.22
Камень керамический поризованный Braer 14,3 НФ и 10,7 НФ 810…840 0.14…0.185
Камни многопустотные из легкого бетона 500…1200 0.29…0.6
Камни полнотелые из легкого бетона DIN 18152 500…2000 0.32…0.99
Камень строительный 2200 1.4 920
Картон асбестовый изолирующий 720…900 0.11…0.21
Картон гофрированный 700 0.06…0.07 1150
Картон плотный 600…900 0.1…0.23 1200
Картон пробковый 145 0.042
Картон строительный многослойный (ГОСТ 4408-75) 650 0.13 2390
Картон термоизоляционный (ГОСТ 20376-74) 500 0.04…0.06
Каучук вспененный 82 0.033
Каучук натуральный 910 0.18 1400
Кедр красный 500…570 0.095
Керамзит 800…1000 0.16…0.2 750
Керамзитовый горох 900…1500 0.17…0.32 750
Керамзитобетон легкий 500…1200 0.18…0.46
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон 500…1800 0.14…0.66 840
Керамзитобетон на перлитовом песке 800…1000 0.22…0.28 840
Керамика 1700…2300 1.5
Кирпич доменный (огнеупорный) 1000…2000 0.5…0.8
Кирпич красный плотный 1700…2100 0.67 840…880
Кирпич красный пористый 1500 0.44
Кирпич клинкерный 1800…2000 0.8…1.6
Кирпич облицовочный 1800 0.93 880
Кирпич пустотелый 0.44
Кирпич силикатный с тех. пустотами 0.7
Кирпич силикатный щелевой 0.4
Кирпич строительный 800…1500 0.23…0.3 800
Кладка бутовая из камней средней плотности 2000 1.35 880
Кладка газосиликатная 630…820 0.26…0.34 880
Кладка из газосиликатных теплоизоляционных плит 540 0.24 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе 1600 0.47 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе 1800 0.56 880
Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1000…1400 0.35…0.47 880
Кладка из малоразмерного кирпича 1730 0.8 880
Кладка из пустотелых стеновых блоков 1220…1460 0.5…0.65 880
Кладка из силикатного 11-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1500 0.64 880
Кладка из силикатного 14-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе 1400 0.52 880
Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379-79) на цементно-песчаном растворе 1800 0.7 880
Кладка из ячеистого кирпича 1300 0.5 880
Клен 620…750 0.19
Краска масляная (эмаль) 1030…2045 0.18…0.4 650…2000
Лед -20°С 920 2.44 1950
Лед 0°С 917 2.21 2150
Линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632-79) 1600…1800 0.33…0.38 1470
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове (ГОСТ 7251-77) 1400…1800 0.23…0.35 1470
Липа, (15% влажности) 320…650 0.15
Лиственница 670 0.13
Листы асбестоцементные плоские (ГОСТ 18124-75) 1600…1800 0.23…0.35 840
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) ГОСТ 6266 800 0.15 840
Листы пробковые легкие 220 0.035
Маты, холсты базальтовые 25…80 0.03…0.04
Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) и на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-82) 50…125 0.048…0.056 840
МБОР-5, МБОР-5Ф, МБОР-С-5, МБОР-С2-5, МБОР-Б-5 (ТУ 5769-003-48588528-00) 100…150 0.038
Мел 1800…2800 0.8…2.2 800…880
Медь (ГОСТ 859-78) 8500 407 420
Мрамор (облицовка) 2800 2.9 880
Настил палубный 630 0.21 1100
Опилки древесные 200…400 0.07…0.093
Пакля 150 0.05 2300
Панели стеновые из гипса DIN 1863 600…900 0.29…0.41
Паркет дубовый 1800 0.42 1100
Паркет штучный 1150 0.23 880
Паркет щитовой 700 0.17 880
Пенобетон 300…1250 0.12…0.35 840
Пенопласт ПС-1 100 0.037
Пенопласт ПС-4 70 0.04
Пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78) 65…125 0.031…0.052 1260
Пенопласт резопен ФРП-1 65…110 0.041…0.043
Пенополистирол (ГОСТ 15588-70) 40 0.038 1340
Пенополистирол (ТУ 6-05-11-78-78) 100…150 0.041…0.05 1340
Пенополистирол Пеноплэкс 22…47 0.03…0.036 1600
Пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75) 40…80 0.029…0.041 1470
Пенополиуретановые листы 150 0.035…0.04
Пенополиэтилен 0.035…0.05
Пенополиуретановые панели 0.025
Пеностекло легкое 100..200 0.045…0.07
Пеностекло или газо-стекло (ТУ 21-БССР-86-73) 200…400 0.07…0.11 840
Пенофол 44…74 0.037…0.039
Пергамент 0.071
Пергамин (ГОСТ 2697-83) 600 0.17 1680
Перекрытие армокерамическое с бетонным заполнением без штукатурки 1100…1300 0.7 850
Перекрытие из железобетонных элементов со штукатуркой 1550 1.2 860
Перекрытие монолитное плоское железобетонное 2400 1.55 840
Перлит 200 0.05
Перлит вспученный 100 0.06
Песок 0% влажности 1500 0.33 800
Песок 10% влажности 0.97
Песок 20% влажности 1.33
Песок для строительных работ (ГОСТ 8736-77) 1600 0.35 840
Песок речной мелкий 1500 0.3…0.35 700…840
Песчаник обожженный 1900…2700 1.5
Пихта 450…550 0.1…0.26 2700
Плита бумажная прессованая 600 0.07
Плита пробковая 80…500 0.043…0.055 1850
Плитка облицовочная, кафельная 2000 1.05
Плиты алебастровые 0.47 750
Плиты из гипса ГОСТ 6428 1000…1200 0.23…0.35 840
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ГОСТ 4598-74, ГОСТ 10632-77) 200…1000 0.06…0.15 2300
Плиты из керзмзито-бетона 400…600 0.23
Плиты из полистирол-бетона ГОСТ Р 51263-99 200…300 0.082
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-78) 50 0.056 840
Плиты из ячеистого бетона ГОСТ 5742-76 350…400 0.093…0.104
Плиты льнокостричные изоляционные 250 0.054 2300
Плиты минераловатные на битумной связке марки 200 ГОСТ 10140-80 150…200 0.058
Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки 200 ГОСТ 9573-96 225 0.054
Плиты минераловатные повышенной жесткости ГОСТ 22950-95 200 0.052 840
Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем
(ТУ 21-РСФСР-3-72-76)
200 0.064 840
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем 125…200 0.056…0.07 840
Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом и битумном связующих (ГОСТ 9573-82, ГОСТ 10140-80, ГОСТ 12394-66) 50…350 0.048…0.091 840
Плиты пенополистирольные ГОСТ 15588-86 безпрессовые 30…35 0.038
Плиты пенополистирольные (экструзионные) ТУ 2244-001-47547616-00 32 0.029
Плиты строительный из пористого бетона 500…800 0.22…0.29
Плиты фибролитовые (ГОСТ 8928-81) и арболит (ГОСТ 19222-84) на портландцементе 300…800 0.07…0.16 2300
Покрытие ковровое 630 0.2 1100
Покрытие синтетическое (ПВХ) 1500 0.23
Пол гипсовый бесшовный 750 0.22 800
Поливинилхлорид (ПВХ) 1400…1600 0.15…0.2
Поликарбонат (дифлон) 1200 0.16 1100
Полипропилен (ГОСТ 26996– 86) 900…910 0.16…0.22 1930
Полистирол УПП1, ППС 1025 0.09…0.14 900
Полистиролбетон (ГОСТ 51263) 150…600 0.052…0.145 1060
Полистиролбетон модифицированный на композиционном малоклинкерном вяжущем в стеновых блоках и плитах 200…500 0.052…0.105 1060
Полистиролбетон модифицированный монолитный на портландцементе 250…300 0.075…0.085 1060
Полиуретан 1200 0.32
Полихлорвинил 1290…1650 0.15 1130…1200
Полиэтилен высокой плотности 955 0.35…0.48 1900…2300
Полиэтилен низкой плотности 920 0.25…0.34 1700
Пробка гранулированная техническая 45 0.038 1800
Пробка минеральная на битумной основе 270…350 0.073…0.096
Пробковое покрытие для полов 540 0.078
Ракушечник 1000…1800 0.27…0.63 835
Раствор гипсоперлитовый 600 0.14 840
Раствор известковый 1650 0.85 920
Раствор известково-песчаный 1400…1600 0.78 840
Раствор легкий LM21, LM36 700…1000 0.21…0.36
Раствор сложный (песок, известь, цемент) 1700 0.52 840
Раствор цементно-песчаный 1800…2000 0.6…1.2 840
Раствор цементно-перлитовый 800…1000 0.16…0.21 840
Резина мягкая 0.13…0.16 1380
Резина твердая обыкновенная 900…1200 0.16…0.23 1350…1400
Резина пористая 160…580 0.05…0.17 2050
Рубероид (ГОСТ 10923-82) 600 0.17 1680
Сланец 2600…3300 0.7…4.8
Слюда вспученная 100 0.07
Слюда поперек слоев 2600…3200 0.46…0.58 880
Слюда вдоль слоев 2700…3200 3.4 880
Снег свежевыпавший 120…200 0.1…0.15 2090
Снег лежалый при 0°С 400…560 0.5 2100
Сосна и ель вдоль волокон 500 0.18 2300
Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486-66, ГОСТ 9463-72) 500 0.09 2300
Сосна смолистая 15% влажности 600…750 0.15…0.23 2700
Сталь стержневая арматурная (ГОСТ 10884-81) 7850 58 482
Стекло оконное (ГОСТ 111-78) 2500 0.76 840
Стекловата 155…200 0.03 800
Стекловолокно 1700…2000 0.04 840
Стеклопластик 1800 0.23 800
Стеклотекстолит 1600…1900 0.3…0.37
Стружка деревянная прессованая 800 0.12…0.15 1080
Толь (ГОСТ 10999-76) 600 0.17 1680
Тополь 350…500 0.17
Торфоплиты 275…350 0.1…0.12 2100
Туф (облицовка) 1000…2000 0.21…0.76 750…880
Туфобетон 1200…1800 0.29…0.64 840
Фанера клееная (ГОСТ 3916-69) 600 0.12…0.18 2300…2500
Фибролит (GreenBoard) 450 0.063 2100
Целлофан 0.1
Цементные плиты 1.92
Черепица бетонная 2100 1.1
Черепица глиняная 1900 0.85
Черепица из ПВХ асбеста 2000 0.85
Штукатурка гипсовая 800 0.3 840
Штукатурка известковая 1600 0.7 950
Штукатурка из синтетической смолы 1100 0.7
Штукатурка из полистирольного раствора 300 0.1 1200
Штукатурка перлитовая 350…800 0.13…0.9 1130
Штукатурка сухая 0.21
Штукатурка утепляющая 500 0.2
Штукатурка фасадная с полимерными добавками 1800 1 880
Штукатурка цементная 0.9
Штукатурка цементно-песчаная 1800 1.2
Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832-83) — засыпка 200…600 0.064…0.11 840
Эбонит вспученный 640 0.032
Эковата 35…60 0.032…0.041 2300
Энсонит (прессованный картон) 400…500 0.1…0.11

Коэффициент теплопередачи в сочетании с повторно используемым бетонным кирпичом и стеной из теплоизоляционных плит из пенополистирола

Четыре образца тектонических форм были взяты для проверки их коэффициентов теплопередачи. Путем анализа и сравнения тестовых значений и теоретических значений коэффициента теплопередачи был предложен метод расчета скорректированного значения для определения коэффициента теплопередачи; Предложенный метод оказался достаточно корректным. Результаты показали, что коэффициент теплопередачи кирпичной стены из вторичного бетона выше, чем у стены из глиняного кирпича, коэффициент теплопередачи кирпичной стены из вторичного бетона может быть эффективно снижен в сочетании с изоляционной панелью из пенополистирола, а тип теплоизоляции сэндвич был лучше. чем у типа внешней теплоизоляции.

1. Введение

По мере того, как урбанизация постепенно расширяется, увеличиваются также высокие темпы строительства зданий и выдающиеся достижения в области энергосбережения [1]. Энергосбережение играет важную роль в национальных энергетических стратегиях, снижая значительную нагрузку на ресурсы и окружающую среду [2, 3]. В элементах частокола здания площадь внешней стены занимает большую долю по сравнению с крышей здания, дверями, окнами и т. Д. [4, 5].Тепловая консервация наружной стены является ключом к достижению энергоэффективности в зданиях [5, 6]. Наружные стены различаются в зависимости от строительных материалов, типов конструкций и условий окружающей среды. Глиняный кирпич, который широко используется во многих существующих зданиях, нанес большой ущерб земельным ресурсам. Производственный процесс с использованием высокотемпературных печей также привел к увеличению выбросов парниковых газов. Таким образом, возникла растущая потребность в исследованиях строительных материалов для зеленых стен и их термоконсервации и теплоизоляционных свойств.Переработанный бетонный кирпич, изготовленный из измельченных отходов бетона, широко используется в кирпичных конструкциях в качестве экологически чистых строительных материалов. Было проведено множество исследований его механических свойств, но лишь несколько измерений его теплоизоляционных свойств [7]. Кроме того, наиболее распространенным типом теплоизоляции было добавление теплосохраняющих материалов на внешней стороне внешней стены, с самым большим ограничением, заключающимся в более коротком сроке службы [8, 9]. Вспениваемый полистирол (EPS), используемый для теплоизоляции, продемонстрировал очевидные характеристики сохранения тепла и теплоизоляции.Тем не менее, различные материалы для наружных стен с различными формами структурных типов для сохранения тепла из пенополистирола, независимо от того, сильно ли отличаются вариации их теплоизоляционных свойств, традиционно не были в центре внимания в контексте сохранения тепла стен и энергосбережения.

Коэффициент теплопередачи () обычно использовался в качестве показателя для измерения термоконсервации и теплоизоляции стен корпуса и в основном определялся коэффициентом теплопроводности () материалов.Считается, что тепловая и влажная среда влияет на характеристики теплообмена стенок корпуса [10–12]. Коэффициент теплопроводности изменялся в зависимости от температуры и влажности воздуха, что приводило к отклонению между фактическим и теоретическим значением. Однако во многих исследованиях предполагалось, что характеристики материалов не будут изменены или коэффициент теплопроводности () материалов выражен как постоянный. Следовательно, существует растущая потребность в изучении скорректированного коэффициента теплопроводности материала в различных средах и его расширенном применении в энергосберегающих конструкциях.

Переработанный бетонный кирпич имеет все больший потенциал развития и использования. Его различная комбинация с изоляционной плитой EPS имеет как эффект экологической защиты окружающей среды, так и энергосбережение. Понимание характеристик теплопередачи вторичного бетонного кирпича в сочетании с изоляционной плитой из пенополистирола становится все более необходимым для количественной оценки их вклада в энергосбережение.

Целями данного исследования было испытание коэффициента теплопередачи () кирпичной стены из вторичного бетона, прямое сравнение теплового поведения различных строительных решений стен и предложение скорректированного метода расчета коэффициента теплопередачи при оптимизации энергопотребления здания. .

2. Тест коэффициента теплопередачи

В настоящее время не существует официального стандарта для методов испытаний, которые непосредственно касаются динамических характеристик стен: основные справочные нормы [13] включают измерение стационарных характеристик одинарных материалов и многослойных конструкций. при стандартных граничных условиях. В этом исследовании был проведен экспериментальный анализ климатической камеры для сравнения влияния коэффициента теплопередачи элементов оболочки, которые характеризуются эквивалентными характеристиками в установившемся режиме.

2.1. Типы стен и свойства материалов

В этом исследовании были изготовлены четыре различных образца для количественной оценки их тепловых характеристик. Четыре образца, которые были отобраны среди типологий стен, подробно описаны на Рисунке 1 и в Таблице 1.

0,020 цементный раствор 900

Типы образцов Слои Толщина
(м)
Электропроводность
( Вт м −1 K −1 )
Плотность
(кг · м −3 )

SJ0 Стенка из глиняного кирпича 0.240 0,508 1662

SJ1 Переработанный бетонный кирпич стеновой 0,240 0,708 1887

SJ2 0,930 [16] 1990
2 изоляционная плита EPS 0,060 0,042 [16] 29,50
3 кирпича из вторичного бетона стена 0.240 0,708 1887

SJ3 1 кирпичная стена из вторичного бетона 0,115 0,708 1887
2 цементный раствор 0,010 0,930 [16] 1990
3 Изоляционная плита EPS 0,060 0,042 [16] 29,50
4 цементный раствор 0,010 0.930 [16] 1990
5 стеновых кирпичей из переработанного бетона 0,115 0,708 1887

SJ0 была стеной из глиняных кирпичей; SJ1 была переработана бетонная кирпичная стена; SJ2 добавлен односторонний шаблон EPS на основе SJ1; SJ3 был добавлен в шаблон EPS в середине SJ1.

2.2. Устройство для испытаний

В соответствии со стандартами и исследованиями, относящимися к этому типу испытаний [14, 15], в экспериментальных исследованиях использовался прибор для измерения стационарной теплопередачи (CD-WTFl515, Шэньян, Китай).Условия теплопередачи тестируемой оболочки здания моделируются на основе стандарта GB / T 13475-2008 и однонаправленного устойчивого принципа теплопередачи для измерения и анализа коэффициента теплопередачи. Климатическая установка с контролем окружающей среды состоит из двух камер с кондиционированием воздуха, в которых температура регулируется с помощью термостойких проводов и систем охлаждения (рисунки 2 и 3). Одна камера используется для создания микроклимата на открытом воздухе. Температура дозирующего резервуара установлена ​​на -10 ° C (при допустимом перепаде температур ± 0.2 ° С). Другая камера имитирует внутреннюю среду, в которой температура установлена ​​на 35 ° C (с допустимой разностью температур ± 0,1 ° C). Образцы были изготовлены в соответствии с предусмотренными размерами испытательного оборудования. Размеры установки и образцов составляют 2600 × 2160 × 2140 мм в высоту и 1500 × (≤400) × 1500 мм соответственно (рисунок 4). После 28 дней естественной сушки в испытательном устройстве поверхность раздела между образцами и испытательным устройством была герметизирована пенополиуретаном.




Все образцы были испытаны в Пекинском центре испытаний строительных материалов. Перед обработкой образцов стен в аппарате сначала была проведена калибровка установки. Образцы стен внутри и снаружи должны соответствовать горячей и холодной камерам соответственно. Для каждого образца были измерены шесть групп данных связанных параметров окружающей среды, таких как температура горячего поля () и холодного поля (), влажность горячего поля () и холодного поля (), а также общая входная мощность (). уменьшить погрешность измерения.С каждой стороны образцов симметрично подключалось по девять датчиков температуры. Допустимый перепад температуры поверхности образца составлял ± 0,5 ° C, с интервалом сбора данных 10 мин. Измерения проводились на основе настроек параметров в соответствии с положениями стандарта GB / T 13475-2008. Когда допустимый перепад температур был в пределах диапазона значений после трех часов непрерывного климат-контроля, испытания были прекращены.

3. Модель расчета коэффициента теплопередачи

Теплопередача через стену проходила в трех фазах: теплообмен внутренней поверхности; теплопроводность внутренней стены; теплообмен внешней поверхности.Методы расчета теплопередачи на каждом этапе различны [17], с точки зрения решения процесса уравнения Фурье с помощью метода испытаний и метода теории, граничных условий.

3.1. Принципы расчета контрольных значений

Принцип испытания устройства для испытания теплоотдачи в установившемся режиме (CD-WTFl515, Шэньян, Китай) основан на одномерном установившемся теплопереносе. Образцы были помещены между двумя различными температурными полями для моделирования теплопередачи стен в реальных условиях.По обе стороны от образца температура поверхности и температура воздуха измерялись датчиками температуры. Также были измерены поверхностные температуры с обеих сторон направляющей пластины. Были проверены внутренняя и внешняя температура поверхности измерительной коробки и входная мощность. По измеренным данным можно рассчитать коэффициент теплопередачи стенок образцов [13], учтите, где — тепловой поток через стенку измерительной коробки (Вт · м −2 ), — коэффициент теплопередачи измерительной стенки (Вт м −2 K −1 ), является температурой внутренней поверхности измерительной камеры (K) и является температурой внешней поверхности измерительной камеры (K).

Тогда коэффициент теплопередачи конструкции ограждения можно рассчитать по следующей формуле: где — общая потребляемая мощность (Вт · м −2 ), — расчетная площадь измерения, — температура горячего поля (K), и — температура холодного поля (К).

3.2. Теоретическая расчетная модель

В условиях установившейся теплопередачи, когда весь процесс теплопередачи не изменяет общее количество тепла, закон Фурье может быть выражен как где — теплопередача плотности теплового потока конструкции, — тепло Коэффициент передачи оболочки здания (Вт · м -2 K -1 ) — это сопротивление теплопередаче внутренней поверхности, равное 0.11 м 2 K Вт −1 , представляет собой сопротивление теплопередаче внешней поверхности, которое составляет 0,04 м 2 K Вт −1 , представляет собой сопротивление теплопередаче каждого материала (м 2 K W -1 ), представляет собой сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции здания, представляет собой толщину материалов (м) и представляет собой коэффициент теплопроводности каждого материала (Вт м -1 K -1 ).

3.3. Модель расчета скорректированного значения

Коэффициент теплопроводности материала является постоянным в существующих теоретических расчетах и ​​численных расчетах, приведенных в литературе, без учета коэффициента теплопроводности материала при изменении температуры и влажности.Мы должны изучить истинное значение расчета коэффициента теплопередачи и применить его к теоретическому расчету.

3.3.1. Расчет коэффициента теплопроводности в реальных условиях эксплуатации

Механизм теплопередачи строительных материалов стен аналогичен жидкостному, который основан на упругих волнах. Теплопроводность увеличивалась с повышением температуры, а также на нее влияла влажность. Общее уравнение в случае реальных рабочих условий обычно выражается следующим образом: где — испытательное значение теплопроводности материала, — изменение теплопроводности, вызванное температурой, — изменение теплопроводности, вызванное влажностью веса, и — изменение теплопроводности. пробужденный от холода.

Были рассчитаны материалы, вызванные перепадом температуры, весом, влажностью и замерзанием, соответственно. Затем материалы были рассчитаны в рабочей среде на влияние теплопроводности на температуру и влажность.

Модель, используемая для описания влияния температуры и влажности на коэффициент теплопроводности неорганических вяжущих материалов, была [18]

Испытания на теплопроводность проводились на основе стандартов испытаний теплопроводности цементного раствора и повторно используемого бетонного кирпича [16].Затем можно рассчитать изменения теплопроводности материалов, вызванные температурой, весом, влажностью и замерзанием, соответственно. Коэффициенты теплопроводности () (относительное изменение при изменении на 0 ° C) цементного раствора и повторно используемых бетонных кирпичей были рассчитаны как 0,7526 Вт · м −1 K −1 и 0,6160 Вт · м −1 K −1. соответственно.

Влияние влажности на коэффициент теплопроводности шаблона EPS можно игнорировать [19]. Модель, используемая для описания влияния температуры на коэффициент теплопроводности шаблонов EPS, была [20] где — коэффициент теплопроводности неорганических связующих материалов при средней температуре, — коэффициент теплопроводности при 20 ° C, — коэффициент теплопроводности при 0 ° C. , — средняя температура материала, — коэффициент теплопроводности пенополистирола при 10 ° C, — коэффициент теплопроводности влаги, — влажность материала (%), — коэффициент с поправкой на влажность, — плотность материала (кг · м −3 ).

Когда стены демонстрируют явление конденсации, суточное количество конденсации может быть выражено как [17] где — суточное количество конденсации (г), — это парциальное давление водяного пара на стороне с более высоким парциальным давлением (), — водяной пар парциальное давление стороны с более низким парциальным давлением (), является сопротивлением проницаемости водяного пара втекающего водяного пара (m 2 h g -1 ), и является сопротивлением проницаемости водяного пара вытекающего водяного пара (m 2 ч г −1 ).

3.3.2. Принципы расчета скорректированного значения

Теплопередача ограждающей конструкции здания обычно рассчитывалась на основе установившейся теплопередачи с фиксированными значениями теплопроводности материалов. Тем не менее, теплопроводность при различных материалах оболочки здания и типах конструкций, независимо от того, отличаются ли отклонения от устойчивой теплопередачи в реальных рабочих условиях, традиционно не корректировалась в контексте исследований по энергосбережению.Следовательно, существует необходимость корректировать теплопроводность в зависимости от температуры и влажности. Расчет должен удовлетворять закону сохранения энергии, а плотность теплового потока через стену и каждый слой должна быть одинаковой. Рассмотрим, где — тепловой поток, — тепловой поток на внутренней поверхности стенки (Вт · м −2 ), — тепловой поток на поверхности стенки (Вт · м −2 ), — тепловой поток через стенку (Вт · м −2 ), — это внутренний тепловой поток. температура поверхности любого слоя многослойной стены (K), температура воздуха в помещении (K), температура наружного воздуха (K) и сопротивление теплопередаче (м 2 K Вт -1 ).

Кроме того, расчет должен удовлетворять тому, что осмотическое количество не только пропорционально разнице давления пара между внутренним и внешним, но также обратно пропорционально сопротивлению в процессе проникновения. Уравнение представлено как где — интенсивность инфильтрации водяного пара (г · м -2 ч -1 ), — парциальное давление водяного пара воздуха в помещении (), — парциальное давление водяного пара наружного воздуха (), — полное сопротивление проникновению водяного пара из ограждающей конструкции (м 2 h g −1 ), — сопротивление материалов проникновению водяного пара (m 2 h g −1 ), — парциальное давление пара на внутренней поверхности любой слой многослойной стены ().

3.3.3. Правильный расчет коэффициента теплопередачи

В сочетании с этими известными значениями, такими как толщина материала каждой стены, теплопроводность и коэффициент проникновения водяного пара, распределение температуры внутри стены, распределение парциального давления водяного пара, содержание воды, и тогда можно было рассчитать количество льда. Это изменит теплопроводность каждого материала для расчета коэффициента теплопередачи. Затем модифицированные значения теплопроводности были повторно использованы для повторения расчета.Затем итеративно решается коэффициент теплопередачи до тех пор, пока изменение значений не будет соответствовать критерию сходимости (рисунок 5).


4. Результаты
4.1. Экспериментальные результаты и анализ неопределенностей

Средние значения соответствующих параметров окружающей среды для четырех образцов были показаны в таблице 2 соответственно. Неопределенность результатов измерения может быть связана с несколькими составляющими неопределенности. Суммарные стандартные неопределенности, вызванные повторяемостью измерений (), составили; ; ; , соответственно.Комбинированные стандартные неопределенности, вызванные ошибкой испытательного значения мощности () и ошибкой испытательного значения температуры (), составили 0,1% и 1%, в которых коэффициент охвата () равен 2. Таким образом, комбинированная стандартная неопределенность эксперимента с коэффициентом теплопередачи была синтезируются этими компонентами неопределенности [21]. Рассмотрим, какой коэффициент охвата () равен 2. Объединенные расширенные неопределенности для коэффициента теплопередачи составили 2,06%, 2,04%, 2,33% и 2,20% соответственно.


Типы образцов (° C) (° C) (%) (%) (W)

СДЖ0 34.92 −10,17 54,30 49,70 122,71
SJ1 34,91 −10,03 55,40 43,80 156,38
SJ2 34,9107 46,20 38,27
SJ3 35.09 −10,02 60,90 50,30 30,21

4.2. Контрольные и теоретические значения

Контрольное значение коэффициента теплопередачи может быть рассчитано с использованием данных испытаний образца стены и расчетной модели (Таблица 3). Теоретическое значение коэффициента теплопередачи можно рассчитать с помощью теоретической расчетной модели. Коэффициент теплопроводности кирпичной стены из вторичного бетона был рассчитан по результатам испытаний SJ1. Коэффициенты теплоотдачи SJ2 и SJ3 рассчитывались с учетом коэффициента теплопроводности кирпичной стены из вторичного бетона.


Типы образцов Экспериментальные значения
2 K Вт −1 )
Теоретические значения
2 K Вт −1 )

SJ0 1,607 ()
SJ1 2,046 ()
SJ2 0,497 () 0,522
SJ3 0,522
SJ3 .391 () 0,519

4.3. Результаты испытаний и теоретические значения

Экспериментальное значение коэффициента теплопередачи SJ0 было ниже, чем у SJ1; экспериментальное значение коэффициента теплоотдачи SJ2 было ниже, чем у SJ1; после добавления 60-миллиметрового одностороннего шаблона EPS коэффициент теплопередачи стенок SJ2 был уменьшен на 76%, а эффект энергосбережения значительно увеличился. После добавления 60-миллиметрового шаблона EPS в середине стены из повторно использованного кирпича коэффициент теплопередачи стены SJ3 был снижен на 81%; значение коэффициента теплопередачи SJ3 меньше, чем у SJ2.

Коэффициенты теплоотдачи образцов различаются между экспериментальными и теоретическими значениями. Теоретические значения с использованием пограничного слоя термического сопротивления и коэффициента теплопроводности материала отличаются от скорректированного значения коэффициента теплопроводности материала. Погрешность размера материала образца имеет большое влияние на коэффициент теплопередачи расчетного теоретического значения. был сильно, значительно связан с толщиной шаблона EPS () (Рисунок 6), уменьшаясь с увеличением толщины шаблона EPS.Соответствующие линии на рисунке 6 были получены на основе эмпирической модели. Значения коэффициента теплопередачи опорной стены уменьшались с увеличением толщины изоляционной плиты EPS (Рисунок 6). Он показал, что после добавления более тонкой теплоизоляционной плиты EPS коэффициент теплопередачи может быть значительно снижен. Однако с постоянно увеличивающейся толщиной изоляционной плиты EPS значение коэффициента теплопередачи больше не уменьшается значительно. Точно так же тепловое сопротивление образца имеет монотонно увеличивающийся коэффициент общего теплового сопротивления, и скорость замедляется.По результатам расчетов толщина изоляционной плиты EPS толщиной 60 мм уменьшилась на 5 мм, а коэффициент теплопередачи служебной стены увеличился на 6,6%.


4.4. Анализ результатов правильного расчета коэффициента теплопередачи

В соответствии с моделью расчета истинного значения коэффициента теплопередачи, коэффициенты теплопередачи SJ2 и SJ3 были оценены в тестовой среде, и на рисунке 7 показаны результаты сравнения теоретических значений. и экспериментальные значения.


Рисунок 7 показывает результаты; при рассмотрении влияния температуры и влажности на изменение материалов все коэффициенты теплопередачи скорректированных расчетных значений были ниже теоретических значений и намного ближе к экспериментальным значениям, что могло доказать, что скорректированный расчет был правильным и точно отражать характеристики теплопередачи.

5. Выводы

В этом исследовании были испытаны четыре тактические формы образцов стен для изучения их коэффициентов теплопередачи; Коэффициент теплопередачи стен из вторичного бетона из кирпича значительно снижается после получения изоляционной плиты из композитного пенополистирола.Коэффициент теплопередачи с обеих сторон стены из вторичного бетона со средней изоляционной панелью из пенополистирола толщиной 60 мм не только меньше, чем такая же толщина внешней изоляции, но и имеет отличную долговечность. Основываясь на основном механизме теплопроводности вторичного бетонного кирпича и изоляционной плиты из пенополистирола, можно определить соотношение между коэффициентом теплопроводности различных материалов и температурой, влажностью. По выражению истинной теплопроводности материала предложены методы расчета коэффициента теплопередачи кирпичной стены из композитного пенополистирола.Путем анализа экспериментальных значений, теоретических значений и скорректированных значений тестовых образцов было доказано, что метод расчета скорректированного значения является правильным и разумным и может обеспечить лучшую энергоэффективность.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Это исследование было поддержано Пекинским технологическим университетом и грантами Китайского фонда естественных наук (51308011) и Национального проекта поддержки науки и технологий Китая (2011BAJ08B02).Авторы благодарят Пекинский испытательный центр строительных материалов за помощь с приборами для испытаний.

Эквивалентная теплопроводность образцов глиняного и бетонного кирпича …

Основной целью этого исследования было создание бетонных стен (блоков, раствора и штукатурки), которые могли бы уменьшить теплопередачу через внешние стены здания, чтобы минимизировать потребление электроэнергии за счет снижения потребности в кондиционировании воздуха. Таким образом, новые бетонные блоки средней массы с низкой теплопроводностью и приемлемой прочностью на сжатие были изготовлены с использованием следующих четырех теплоизоляционных материалов: переработанный полиэтилен низкой плотности (LDPE), шарики из пенополистирола (EPS), вермикулит (VL) и заполнитель вулканического шлака (VS ), которые дешевы и доступны на рынке Саудовской Аравии.Кроме того, было произведено три типа изоляционного раствора и штукатурки с использованием измельченной резиновой крошки (RU), порошка перлита (PL) и вермикулита (VL). Кроме того, моделирование методом конечных элементов (FEM) было разработано с использованием пакета ANSYS для проверки экспериментального испытания защищенной горячей плиты (ASTM C177) и демонстрации совместимости между численным решением и экспериментальными результатами. Модель также использовалась для расчета изменения температуры между внешней и внутренней поверхностями стен из различных блоков и изоляционной штукатурки и строительного раствора, и результат был сравнен с контрольной кладкой стены.Результаты экспериментов основывались на двух критериях: теплопроводность (ASTM C177 и C518-04) и прочность на сжатие (ASTM C129 и C270) для блочного и цементного раствора соответственно. Результаты показали, что теплопроводность блоков VS, EPS, LDPE и VL была снижена примерно на 26,1, 19,4, 17,0 и 16,7% соответственно по сравнению с контрольным блоком. Однако результаты показали, что снижение прочности на сжатие составило 51, 47, 39 и 37% для блоков VS, VL, LDPE и EPS соответственно по сравнению с контрольным блоком.Для раствора экспериментальные результаты показали, что теплопроводность изоляционного раствора была значительно снижена примерно на 57, 47 и 36% для вермикулита, перлита и резины, соответственно, по сравнению с контрольным раствором. Кроме того, снижение прочности составило 78, 63 и 36% для вермикулита, каучука и перлита, соответственно, по сравнению с контрольным строительным раствором. Хотя снижение прочности было очень высоким, ни один из образцов не превысил пороговые значения 3,45 и 5,40 МПа для блоков и строительного раствора, соответственно.Данные Guarded Hot Plate были проанализированы и подтверждены с помощью FEM (пакет Fluent в рабочей среде ANSYS). Согласие между экспериментальными данными и результатами моделирования находилось в пределах погрешности точности, что можно рассматривать как отличное подтверждение. Оптимальная стена (блок VL плюс 15% раствора VL и штукатурка) улучшила термическое сопротивление примерно на 290% по сравнению с обычными бетонными блоками. Это улучшение может снизить потребление энергии с 118,43 до 30,35 кВтч / м2 (около 3.9 раз сокращения) ежегодно. Эту оптимальную стену предлагается использовать в жилых (частных), промышленных и общественных зданиях вместо традиционных стен.

Кирпичная стена — обзор

7.3.2 Пористость

Помимо структуры «кирпичная стена», покрытие, нанесенное термическим напылением, также имеет дефекты, такие как глобулярные поры, межламеллярные поры, трещины и т. Д. Неполный контакт между последовательные всплески и наличие нерасплавленных частиц приводят к образованию пустот.При быстром затвердевании и высокоскоростном ударе расплавленных частиц образуются межпластинчатые поры, а трещины образуются из-за термических напряжений затвердевания и релаксации напряжений закалки при растяжении. Знание степени этих недостатков имеет решающее значение, поскольку они могут влиять на широкий спектр свойств покрытия и поведения при эксплуатации. Шаровидные поры создают соответствие пористости, которое может быть причиной разрушения. Межпластинчатые поры усиливают эффект теплового барьера, но также являются источником расслоения.Вертикальные микротрещины в выступе снимают остаточные напряжения, которые первыми спекаются при термоциклировании. Эффекты спекания значительно изменяют структуру пор, за счет заживления микротрещин внутри брызг и улучшенного сцепления между ними. Они сопровождаются выраженным ростом зерна. Эти изменения приводят к значительному увеличению как жесткости в плоскости, так и теплопроводности по толщине. Последний чувствителен к увеличению площади между пластинами, в то время как первый подвержен как заживлению микротрещин, так и улучшенному сцеплению между пластинами. 22 Пара микрофотографий, показанных на рис. 7.5, дает иллюстрацию того, как пустоты между выступами и микротрещины внутри выступов могут укрупняться и частично залечивать в результате явления спекания при повышенной температуре. Хотя температура, использованная для термообработки, которой было подвергнуто покрытие на рис. 7.5b, была относительно высокой (1400 ° C), соответствующий период (10 часов) был коротким по сравнению с обычными условиями эксплуатации.

7,5. СЭМ-микрофотографии поверхности излома YSZ-покрытия производства APS; (а) после распыления; б) после термообработки в течение 10 ч при 1400 ° C.

Cipitria et al. использовали модель для прогнозирования изменений в архитектуре пор во время спекания, а также нарастания и релаксации общих упругих деформаций и напряжений. При хранении уровни энергии упругой деформации в этих покрытиях, возникающие из-за (в плоскости) ингибирования усадки при спекании, как правило, остаются низкими, тогда как уровни из-за дифференциального теплового расширения могут быть высокими сразу после изменения температуры, особенно после охлаждения до температуры скорость релаксации напряжений низкая.Было показано, что такие энергии деформации, когда они преобразованы в скорости выделения энергии деформации на единицу площади для типичных толщин покрытия, могут превышать энергию разрушения границы раздела и, таким образом, делать скалывание энергетически выгодным, особенно если жесткость покрытия была увеличена за счет спекания. . 23

Степень пористости, форма пор и распределение в TBC играют важную роль в его характеристиках. Пористость заложена в TBC, чтобы обеспечить устойчивость покрытия к деформации и оптимизировать срок службы в тепловом цикле.Если TBC не имеет адекватной пористости, он может отколоться, потому что он не может выдерживать напряжения, вызванные термоциклированием или остаточным напряжением. Если TBC имеет слишком большую пористость (из-за которой термическое сопротивление увеличивается, но механическое соединение со связующим покрытием уменьшается), то он может отколоться из-за окисления связующего покрытия. Форма пор (например, круглая, овальная, цилиндрическая или кубическая) и распределение (вытянутые в поперечном или продольном направлении) также сильно влияют на свойства и характеристики TBC.Например, если удлиненные поры распределены в поперечном направлении в TBC, энергия разрушения выше, поэтому TBC имеет более высокое сопротивление растрескиванию. Однако ТБП с такой формой и распределением пор имеют более высокую теплопроводность. И наоборот, если удлиненные поры распределены в продольном направлении в верхнем слое, TBC будет легче расслаиваться из-за более низкой вязкости разрушения, но может уменьшить повреждение связующего покрытия, вызванное окислением или горячей коррозией, и обладать более низкой теплопроводностью. 24

Было приложено много усилий для классификации происхождения различных пор и количественной оценки распределения пор по размеру и форме. 25 Степень пористости покрытия обычно составляет от 1 до 20%, в значительной степени варьируясь в зависимости от различных методов покрытия. Пористость керамических покрытий APS обычно составляет от 3 до 20%. Как правило, принимаются стандартные промышленные образцы TBC с пористостью 10–15%. Наличие такого количества пор значительно снижает модуль упругости и теплопроводность покрытия.Например, модуль упругости керамического покрытия составляет только около четверти или меньше модуля упругости объемной керамики, то есть керамическое покрытие гораздо более податливое. 26 Помимо пониженной жесткости, многие покрытия также обладают определенной степенью анизотропии, а точнее поперечной изотропии. Для трансверсально-изотропного покрытия существует пять независимых упругих постоянных. Анизотропия частично вызвана упомянутым выше псевдослучайным распределением. Снижение жесткости покрытия в направлении, перпендикулярном поверхности осаждения, обычно более значительно, т.е.е. эффективный модуль, измеренный в этом направлении, часто меньше, чем эффективный модуль, измеренный в направлении, параллельном поверхности осаждения.

Микроструктурная характеристика покрытий, наносимых методом термического напыления, включает количественные измерения геометрических характеристик, таких как пористость (форма пустот, трещин и других дефектов), и анализ материальных аспектов покрытий, таких как структура пятен, границы раздела фаз, фазы и т. Д. Различные методы. используется для измерения пористости, преобладающей особенности микроструктуры. 27 Lavigne et al. и другие представили надежную и воспроизводимую процедуру для характеристики пористости в PS – TBC с использованием SEM и получения изображений (IA). 28 Они перечислили методы, используемые для металлографической подготовки и SEM IA. Определенные методы анализа изображений использовались для разделения чистой пористости на классы, такие как глобулярные поры и сеть трещин.

Бетонная кладка Тепловая масса Энергия

Энергоэффективность

Из-за тепловой массы бетонных блоков здание, построенное с бетонный блок дольше держит тепло в прохладную погоду, а внутри прохладный воздух на более длительные периоды, даже в разгар лета.С воздухонепроницаемыми стенами, бетонный блок также уменьшает утечки в стенах, что предотвращает потерю энергии и может снизить ваши счета за отопление и охлаждение на 50 процентов.

Понимание кладки и энергоэффективности -Важность тепловой массы в энергоэффективности

Бетонные стены из кирпича обеспечивают очень эффективную теплоизоляцию. хранение — оставаться в тепле или прохладе долгое время после того, как тепло или кондиционер Заткнись. Это снижение нагрузок на отопление и охлаждение снижает нагрузку на внутренние помещения. колебания температуры и смещение отопительных и охлаждающих нагрузок на непиковые часы.В связи к тепловой массе, IECC позволяет бетонным стенам иметь меньше изоляция, чем каркасные стеновые системы, чтобы удовлетворить потребности в энергии.

В дополнение к преимуществам тепловой массы, бетонная кладка может обеспечить непрерывную изоляцию с R-Value 14 или 20 (в этом типичном пустотелая стена) в зависимости от типа используемой жесткой изоляции. Эта настенная система превышает текущий энергетический кодекс во всех 8 областях.

Тепловые характеристики кладки зависят от ее термической стойкости. сопротивление (R-Value), а также его тепловая масса.R-значение кирпичной кладки стен составляет определяется по следующим характеристикам: размер, тип и плотность КМУ; тип и расположение утеплителя; отделочные материалы; и залитые участки.

Понимание кладки и термической массы

Эффективность тепловой массы зависит от климат; строительный дизайн; положение изоляции; теплоемкость стены. Материалы с массовой теплоемкостью (и площадь поверхности) способны влиять на энергетические нагрузки здания за счет хранения и выделяя тепло как внутреннюю и / или внешнюю температуру и излучение условия меняются.Тепловая масса имеет тенденцию уменьшать как нагрев, так и охлаждение нагрузки в данном здании. Здания построенный из кирпича может потребовать на 18% — 70% меньше изоляции, чем аналогичный каркасные здания, обеспечивая при этом эквивалентный уровень энергоэффективности представление.

Имейте в виду, что тепловая масса бетонных блоков сглаживает суточные перепады температур и, следовательно, снижает нагрузку на отопление и охлаждение в системе HVAC здания. В результате экономия энергии увеличивается при резких перепадах температуры окружающей среды.Когда температура наружного воздуха достигает своего пика, внутри здания остается прохладным, потому что тепло еще не проникло в бетонную кладку, создавая временную задержку, как показано на Рисунке 1. Бетонная кладка медленно отдает тепло во внутренние помещения ближе к вечеру. и вечер, когда дома обычно пустуют. Эта задержка теплопередачи известна как «демпфирование».

Масса бетонных блоков охлаждается естественной вентиляцией во время ночью, а на следующий день он снова может поглощать тепло.

Тепловая масса отличается от значения R

Термическую массу не следует путать со значением R, также известным как тепловое сопротивление. R-значение выражается как толщина материала, деленная на теплопроводность. 2 R-значения и коэффициенты U (коэффициент теплопередачи) не учитывают влияние тепловой массы и сами по себе неадекватны для описания свойств теплопередачи строительных конструкций со значительным количеством тепловой массы, таких как бетонная кладка.

Термические преимущества каменной кладки

Бетон, керамика и стекло имеют относительно высокую тепловую массу. Тепловая масса улучшает термическую эффективность конструкции; это то, на что мы будем смотреть сегодня.

«Удельная теплоемкость» — это термин, который инженеры используют для описания того, сколько тепла может хранить данный материал. Другими словами, сколько тепла требуется для повышения температуры материала. Чем больше тепла требуется для разогрева материала, тем выше его удельная теплоемкость.

Это важно, потому что тепловая масса — это свойство, которое позволяет строительным материалам поглощать, накапливать и позже выделять значительное количество тепла. Например, если камень весь день находится на солнце, он будет собирать тепло от солнца и оставаться теплым в течение некоторого времени после захода солнца (и все вокруг него остывает) из-за высокой удельной теплоемкости камня. .

Вот хорошее обсуждение термических преимуществ бетона, взятых из этой статьи.

«Здания, построенные из бетона и кирпича, обладают уникальным преимуществом энергосбережения из-за присущей им тепловой массы.Эти материалы поглощают энергию медленно и удерживают ее гораздо дольше, чем менее массивные материалы. Это задерживает и снижает передачу тепла через компонент, создающий тепловую массу, что приводит к трем важным результатам.

1. Меньше скачков в требованиях к обогреву и охлаждению, поскольку масса замедляет время отклика и сглаживает колебания температуры в помещении.

2. Массивное здание потребляет меньше энергии, чем такое же здание с небольшой массой, из-за пониженной передачи тепла через массивные элементы.

3. Тепловая масса может сместить потребность в энергии в периоды непиковой нагрузки, когда тарифы на коммунальные услуги ниже. Поскольку электростанции предназначены для обеспечения мощности при пиковых нагрузках, смещение пиковой нагрузки может уменьшить количество требуемых электростанций.
Тепловая масса бетона имеет следующие преимущества и характеристики:

Задерживает пиковые нагрузки

Снижает пиковые нагрузки

Снижает общие нагрузки во многих климатических условиях и местах

Лучше всего работает в коммерческих зданиях

Хорошо работает в жилых помещениях

Лучше всего работает, когда масса обнажена на внутренней поверхности

Хорошо работает независимо от размещения массы

Масса хорошо работает в коммерческих приложениях, задерживая пиковую летнюю нагрузку, которая обычно происходит около 15:00, на более позднее время, когда офисы начинают закрываться.Например, отключение электроэнергии на северо-востоке в августе 2003 г. произошло в 15:05. Сдвиг пиковой нагрузки помог бы снизить спрос и, возможно, облегчил бы проблему пиковой мощности.
Демпфирование и эффект запаздывания тепловой массы

Стандарт ASHRAE 90.1 — Энергетический стандарт для зданий, за исключением малоэтажных жилых домов, Международный кодекс энергосбережения и большинство других кодексов по энергосбережению признают преимущества тепловой массы и требуют меньшей изоляции для массивных стен.

В некоторых климатических условиях здания с тепловой массой обладают лучшими тепловыми характеристиками, чем здания с низкой массой, независимо от уровня изоляции в здании с низкой массой.Наибольшая экономия энергии достигается при значительном изменении теплового потока внутри стены в течение дня. Таким образом, масса имеет наибольшее преимущество в климате с большими дневными колебаниями температуры выше и ниже точки равновесия здания (от 55 до 65 ° F). В этих условиях массу можно охладить с помощью естественной вентиляции в течение ночи, а затем дать ей возможность поглотить тепло или «плавать» в более теплый день. Когда температура наружного воздуха достигает своего пика, внутри здания остается прохладно, потому что тепло еще не проникло в массу.Хотя немногие климатические условия подходят для этого идеала, тепловая масса ограждающих конструкций зданий все же улучшит характеристики в большинстве климатов. Часто преимущества больше весной и осенью, когда условия наиболее близко подходят к «идеальному» климату, описанному выше. В климате с преобладанием тепла тепловая масса может использоваться для эффективного сбора и хранения солнечной энергии или для хранения тепла, выделяемого механической системой, чтобы позволить ей работать в непиковые часы.

Термическое сопротивление (значения R) и коэффициент теплопередачи (коэффициенты U) не учитывают влияние тепловой массы и сами по себе неадекватны для описания свойств теплопередачи строительных узлов со значительным количеством тепловой массы.Только компьютерные программы, такие как DOE-2 и EnergyPlus, которые учитывают почасовую теплопередачу на ежегодной основе, подходят для определения потерь энергии в зданиях с массивными стенами и крышами. Тепловой поток через стену зависит от удельного веса (плотности) материала, теплопроводности и удельной теплоемкости.
Удельная теплоемкость определяется как количество тепловой энергии (в британских тепловых единицах), необходимое для повышения температуры одного фунта материала на один градус Фаренгейта. Удельная теплоемкость описывает способность материала накапливать тепловую энергию.Обычно можно принять удельную теплоемкость бетона и кладки 0,2 БТЕ / фунт • ° F. (ASHRAE Handbook of Fundamentals, 2005)

Теплоемкость (HC) — это количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры массы на один градус по Фаренгейту. Теплоемкость рассчитывается на квадратный фут площади стены (британских тепловых единиц / фут2 • ° F) и включает все слои в стене. Для однослойной стены HC рассчитывается путем умножения плотности материала на его толщину (в футах) на удельную теплоемкость материала.НС для многослойной стены — это сумма теплоемкостей каждого слоя.

Значения теплоемкости, теплового сопротивления и теплопередачи для бетона и кирпичной кладки представлены в Приложении A к стандарту ASHRAE Standard 90.1-2004. Значения теплопроводности представлены в Справочнике по основам ASHRAE ».

Следует отметить, что преимущества тепловой массы максимальны, когда бетонная конструкция изолирована снаружи. Это помогает сохранять и удерживать тепло в тепловой массе здания.В конструкциях, которые я построил, использовалась синяя доска (разновидность пенополистирола) снаружи бетона. Затем эта синяя доска была обшита простой деревянной доской & доской; также можно использовать любой другой материал (вагонка, черепица, сайдинг и т. д.). Изоляция внутренней части здания предотвращает полную реализацию преимуществ тепловой массы, поскольку бетон не может поглощать и отдавать тепло внутрь конструкции.

Тепловая масса бетона приводит к гораздо более термически эффективной конструкции, которая требует значительно меньше энергии для нагрева и охлаждения.Мои собственные конструкции сохраняют тепло зимой и прохладу летом, это действительно заметно, а счета за коммунальные услуги остаются на низком уровне.

Тепловые свойства — бетон Новая Зеландия

Тепловые характеристики домов из массивного [бетонного] дома
Исследовательская работа, проведенная Ассоциацией цемента и бетона Новой Зеландии (CCANZ) по преимуществам строительства дома из бетона, завершена и уже завершена. кульминация три отдельных этапа работы, начатой ​​в 1997 году.Работа подтвердила, что крупномасштабное строительство хорошо подходит для условий Новой Зеландии. Конструкции корпуса с обширными областями остекления являются ключевым элементом для получения максимальной выгоды. от тепловой массы, т. е. высокий уровень теплового усиления.

Результаты исследования можно резюмировать следующим образом:

  • Количество остекления и его ориентация на солнце существенно влияют на характеристики дома.
  • Бетонное здание бывшего в употреблении 15.На 5% меньше энергии, чем у идентичного деревянного для аналогичных комфортных условий.
  • Бетонный дом был удобнее, когда было установлено большое окно, деревянный дом значительно перегревался.
  • Бетонный дом был более чем на 5oC ниже температуры окружающей среды в 30oC день, в то время как температура внутри деревянного дома была приблизительно равна температуре наружного воздуха.
  • За ночь в деревянном доме было в среднем на 1 градус холоднее, чем в бетонном.
  • Минимальные температуры для бетонных и деревянных зданий были 15.6oC и 12,8oC соответственно.
  • Для деревянного дома требуется в четыре раза больше затенения, чем требуется бетонному дому (для контроля перегрева).

Бетон обладает природной способностью (связанной с его массой) поглощать и накапливать тепловую энергию. Это качество называется термической массой.

Проще говоря, бетон будет поглощать тепловую энергию, накапливать ее и выделять, когда внутренняя температура дома упадет ниже температуры бетона. Этот буферный эффект означает, что прерывистый характер источников тепла, таких как обогреватели и солнце становится менее заметным — уменьшаются колебания температуры, и в результате создается более уютный дом.

Лето
Летом энергия прямого солнца и теплого циркулирующего воздуха поглощается более прохладной бетонной массой, что снижает температуру воздуха в доме. Поскольку вечером температура воздуха снижается, запасенная энергия в бетонная масса излучается ~ обеспечивая постоянную комфортную температуру в доме. Этот охлаждающий эффект тепловой массы особенно полезен в очень теплом климате.

Карнизы должны быть спроектированы так, чтобы окна не попадали под высокие летние солнечные лучи, и должно быть достаточно открывающихся окон для поперечной вентиляции.

Зима
Уловить бесплатную энергию солнца в бетонном доме относительно просто. Эта энергия наиболее эффективно улавливается, если солнце светит прямо на бетонные поверхности, хотя отраженное излучение также будет поглощаться. бетонными поверхностями, не подверженными прямому воздействию солнечных лучей. Конвекция и проводимость также играют роль.

Усиление солнечной энергии может быть достигнуто за счет максимального использования остекления, выходящего на север (лучше всего ± 20 ° с севера), и использования напольных покрытий с низкой изоляцией, таких как плитка на бетонной плите.Цветные бетонные системы тоже идеальны. Ковролин утеплит бетон плита перекрытия, что снижает ее способность поглощать солнечную энергию. Точно так же облицовка из гипсокартона на бетонных стенах снижает солнечное излучение по сравнению с гипсокартоном. Карнизы и веранды не должны препятствовать проникновению зимнего солнца через остекление.

Расположение окон
Жилые зоны должны быть расположены на северной стороне дома, а наименее занятые места, такие как гараж и прачечная, должны быть размещены на южных стенах, где они действуют как буфер между жилыми зонами. и самая крутая южная стена.

Остекление на южных стенах должно быть минимальным. Дополнительная изоляция, сверх минимальных требований кодов, может быть желательна в холодном климате на южных стенах.

Изоляция
Независимо от источника энергии, важно, чтобы бетонные дома были должным образом изолированы, чтобы снизить скорость потери накопленной энергии из дома. Большинство принципов, касающихся изоляции, одинаковы. для бетонных домов, как и для других типов домов.

Чем больше значение R изоляции и чем полнее слой изоляции, тем лучше рабочие характеристики.Стены, выходящие на южную сторону, теряют тепловую энергию в большей степени, чем другие стены, и поэтому получают более эффективную изоляцию. Стекло — плохой изолятор — потери тепла через стекло можно минимизировать с помощью двойного остекления и использования штор, как в любом доме.

Основное отличие дома от бетонного дома состоит в том, что изоляция на внешней поверхности стены или рядом с ней обычно дает лучшие результаты, чем внутренние изолированные стены. Утеплитель на внутренней стороне стен в значительной степени изолирует теплоизоляцию. масса, тем самым уменьшая выгоды от тепловой массы.

Стандарт изоляции NZS 4218 признает благотворное тепловое влияние массы бетона в домах и требует, чтобы бетонные дома имели меньшую изоляцию. Стандарт допускает три альтернативных метода определения требований к изоляции.

Первый просто устанавливает значения R для различных элементов здания, второй позволяет уменьшить некоторые значения R при условии, что они компенсируются более высокими значениями R в другом месте здания. Третий метод использует сложное компьютерное моделирование. методы для более точного моделирования тепловых характеристик для индивидуального дизайна.

Значения R для типовых систем с бетонными стенами

Система Значение R ° C / Вт
Обвязанная (25 мм) и облицованная бетонная кладка 150 мм (с отражающей пленкой)
0,85
Связанная (25 мм) и облицованная бетонная кладка 150 мм (заполнитель пемза)
0,63
Обвязанная и облицованная бетонная кладка толщиной 150 мм (с изоляцией из полистирола 25 мм)
1.00
Изолированный бетонный блок 200 мм (частично заполненный)
0,73
Изолированный бетонный блок 250 мм (частично заполненный)
1,00
Бетонный блок размером 150 мм с внешней изоляцией из пенополистирола толщиной 50 мм
1,70
Сборные панели из полистирола (полистирол 50 мм), отлитые в
1.61
Изолированная бетонная опалубка 200 мм
2,98

Исследования, журналы, авторы, подписчики, издатели

Как крупный международный издатель академических и исследовательских журналов Science Alert издает и разрабатывает названия в партнерстве с самыми престижные научные общества и издатели.Наша цель заключается в том, чтобы максимально широко использовать качественные исследования. зрительская аудитория.
Мы прилагаем все усилия, чтобы поддержать исследователей которые публикуют в наших журналах. Есть масса информации здесь, чтобы помочь вам публиковаться вместе с нами, а также ценные услуги для авторов, которые уже публиковались у нас.
2021 цены уже доступны. Ты может получить личную / институциональную подписку перечисленных журналы прямо из Science Alert. В качестве альтернативы вы возможно, пожелает связаться с выбранным вами агентством по подписке. Направляйте заказы, платежи и запросы в службу поддержки клиентов. в службу поддержки клиентов журнала в Science Alert.
Science Alert гордится своей тесные и прозрачные отношения с обществом. В качестве некоммерческий издатель, мы стремимся к самому широкому возможное распространение публикуемых нами материалов и на предоставление услуг высочайшего качества нашим издательские партнеры.
Здесь вы найдете ответы на наиболее часто задаваемые вопросы (FAQ), которые мы получили по электронной почте или через контактную форму в Интернете.В зависимости от характера вопросов мы разделили часто задаваемые вопросы на разные категории.
Азиатский индекс научного цитирования (ASCI) стремится предоставить авторитетный, надежный и значимая информация по освещению наиболее важных и влиятельные журналы для удовлетворения потребностей мировых научное сообщество.База данных ASCI также предоставляет ссылку к полнотекстовым статьям до более чем 25000 записей с ссылка на цитированные ссылки.
.