Zabor-33.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Теплопроводность материалов стен кирпич

Теплотехнический расчет стен из различных материалов

Среди многообразия материалов для строительства несущих стен порой стоит тяжелый выбор. Сравнивая между собой различные варианты, одним из немаловажных критериев на который нужно обратить внимание является “теплота” материала. Способность материала не выпускать тепло наружу повлияет на комфорт в помещениях дома и на затраты на отопление. Второе становится особенно актуальным при отсутствии подведенного к дому газа.

Теплозащитные свойства строительных конструкций характеризует такой параметр, как сопротивление теплопередаче (Ro, м²·°C/Вт).

По существующим нормам (СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003), при строительстве в Самарской области, нормируемое значение сопротивления теплопередачи для наружных стен составляет Ro.норм = 3,19 м²·°C/Вт. Однако, при условии, что проектный удельный расход тепловой энергии на отопление здания ниже нормативного , допускается снижение величины сопротивления теплопередачи, но не менее допустимого значения Ro.тр =0,63·Ro.норм = 2,01 м²·°C/Вт.

В зависимости от используемого материала, для достижения нормативных значений, необходимо выбирать определенную толщину однослойной или конструкцию многослойной стены. Ниже представлены расчеты сопротивления теплопередаче наиболее популярных вариантов конструкций наружных стен.

Расчет необходимой толщины однослойной стены

В таблице ниже определена толщина однослойной наружной стены дома, удовлетворяющая требованиям норм по теплозащите.Требуемая толщина стены определена при значении сопротивления теплопередачи равном базовому (3,19 м²·°C/Вт). Допустимая – минимально допустимая толщина стены, при значении сопротивления теплопередачи равном допустимому (2,01 м²·°C/Вт).

№ п/пМатериал стеныТеплопроводность, Вт/м·°CТолщина стены, мм
ТребуемаяДопустимая
1Газобетонный блок0,14444270
2Керамзитобетонный блок0,5517451062
3Керамический блок0,16508309
4Керамический блок (тёплый)0,12381232
5Кирпич (силикатный)0,7022211352

Вывод: из наиболее популярных строительных материалов, однородная конструкция стены возможна только из газобетонных и керамических блоков. Стена толщиной более метра, из керамзитобетона или кирпча, не представляется реальной.

Расчет сопротивления теплопередачи стены

Ниже представлены значения сопротивления теплопередаче наиболее популярных вариантов конструкций наружных стен из газобетона, керамзитобетона, керамических блоков, кирпича, с отделкой штукатуркой и облицовочным кирпичом, утеплением и без. По цветной полосе можно сравнить между собой эти варианты. Полоса зеленого цвета означает, что стена соответствует нормативным требованиям по теплозащите, желтого – стена соответствует допустимым требованиям, красного – стена не соответствует требованиям

Сравнения и расчеты теплопроводности

Сравнение эффективности популярных материалов-утеплителей.

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

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

Теплосопротивление материалов

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

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

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

Коэффициент теплопроводности, ЭФФЕКТИВНЫЙ срок службы и толщина слоя

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

Примеры расчета толщины утеплителей

ДЛЯ ТЕХ КТО СТРОИТ

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

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

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

2,56 х 0,025 = 6 см ППУ.

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

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

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

1,93 х 0,025 = 5 см ППУ.

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

1,9 х 0.025 = 5 см ППУ.

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

2,9 х 0,025 = 7 см ППУ.

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

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

Используя пенополиуретан в качестве утеплителя можно значительно снизить затраты на строительство за счет возведения стен меньшей толщины, менее массивного фундамента и т.д.

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

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

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

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

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

Отопление — электрические инфракрасные нагреватели, котла и радиаторов нет.

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

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

В доме стабильная температура +23 — +24.

Кирпич или газобетон? Экспертное сравнение популярных строительных материалов. Часть 1

Строительство собственного дома – ответственный шаг в жизни каждого человека. Однако многие строители-новички затрудняются, какому строительному материалу отдать предпочтение. Сложности выбора возникают и у предпринимателей, которые собираются производить стеновые блоки.

В этой серии экспертных статей мы не будем пытаться убедить вас сделать выбор в пользу того или иного материала. Мы просто предоставим реальные факты , благодаря которым вы сможете оценить преимущества и сделать выбор в пользу определенного строительного материала.

Из чего строить дом: кирпич или газобетон.

На какие характеристики материалов следует обратить внимание в первую очередь.

Сколько стоят дома из кирпича и газоблока.

Содержание

Прочность на сжатие

Начинаем с первого, что бросается в глаза – с размера материалов. Стандартный размер кирпича – 250 × 120 × 65 мм . Стандартный размер газобетонных блоков – 600 × 300 × 200 мм . 1 кубометр кирпича содержит 513 отдельных кирпичей . 1 кубометр газобетона содержит 28 отдельных блоков .

Что это значит на практике?

Приведем конкретный пример. На строительство одноэтажного дома 10 × 10 метров понадобится примерно 30 м³ строительного материала: 15 390 кирпичей или 840 газоблоков. Не сложно догадаться, что строительство дома из кирпича займет в несколько раз больше времени ( не менее чем на 30 % ).

Один рабочий построит газобетонную коробку за 3 месяца . На такую же по размерам кирпичную коробку понадобится не менее 5 месяцев .

Прочность на сжатие

Данный параметр показывает, какую нагрузку могут выдержать стены будущего дома. Газобетонные блоки в среднем выдерживают нагрузку от 25 до 50 кг/см² . У кирпича данный показатель значительно выше – примерно 110-120 кг/см² .

Что это значит на практике?

Газоблоки идеально подходят для малоэтажного строительства (до 3 этажей). Для строительства более высоких зданий используется каркасно-монолитная технология . Кирпичи же можно без проблем использовать в многоэтажном строительстве .

Этот параметр показывает, сколько весит 1 кубометр материала . Для газобетона эта цифра составит примерно 500-900 кг/м³ (именно такая плотность у конструкционно-теплоизоляционных блоков, которые чаще всего используются в малоэтажном строительстве). У кирпича этот показатель значительно выше – в среднем от 1300 до 1800 кг/м³ .

Что это значит на практике?

Стены из газобетона легче, чем стены из кирпича, примерно в 3 раза . Соответственно, и нагрузка на фундамент значительно меньше. Это значит, что для кирпичного дома потребуется дорогостоящий усиленный фундамент .

Делая выбор в пользу дома из газобетонных блоков, можно серьезно сэкономить на этом пункте расходов. Кроме того, такая конструкция будет намного надежнее в сейсмически активных районах .

Этот параметр показывает, как будут проявляться «тепловые» характеристики материала в разное время года. Необходимо понимать, что если этот показатель слишком высокий, то зимой в дом будет проникать большое количество холода, а летом – жары.

Теплопроводность кирпича выше , чем у газобетона, примерно в 2-3 раза. Усредненные показатели выглядят следующим образом:

Кирпич: 0,3-0,8 Вт/(м∙ ° C);

Газоблок: 0,15-0,3 Вт/(м∙ ° C).

Что это значит на практике?

Данный показатель непосредственно влияет на будущую толщину стен . У кирпича показатель теплопроводности выше. Это значит, что толщина кирпичной стены должна быть больше , чем стены из газобетона.

Как показывает практика, для комфортного проживания в доме из газобетонных блоков достаточно толщины стен 40 см ; для дома из кирпича нужно минимум 50 см . Таким образом, придется увеличивать количество кирпичей , а это значит, что стоимость строительства также увеличится.

Морозостойкость – это способность строительных материалов в насыщенном водой состоянии выдерживать циклы замораживания и оттаивания без их разрушения. Измеряется в циклах ( 1 цикл = 1 год ) и обозначается буквой F (например, F200).

Морозостойкость кирпича – около F5 .

Морозостойкость газобетона – около F100 .

Что это значит на практике?

Кирпичный дом без проблем прослужит своим владельцам чуть больше 50 лет , после чего начнет медленно разрушаться. Чтобы сохранить постройку в пригодном для эксплуатации состоянии понадобится дорогостоящий ремонт .

Исследования домов, построенных из неавтоклавных газоблоков около 50 лет назад, показали, что такие дома полностью пригодны для дальнейшего использования. Кроме того, газобетонные блоки увеличили свою прочность почти в 4 раза по сравнению с изначальной.

Таким образом, минимальный срок эксплуатации дома из газоблоков составит 100 лет .

Экологичность строительных материалов – это их безопасность по отношению к окружающей среде. В состав газобетона входят компоненты, которые не представляют никакой опасности для экологии и человека:

алюминиевая пудра или паста,

Основной компонент кирпича – обычная глина , которую добывают в карьерах. Иногда в его состав добавляют песок. И газобетон, и кирпич не оказывают отрицательного воздействия на окружающую среду и абсолютно безопасны для здоровья человека .

Огнестойкость

Огнестойкость – способность материала ограничивать распространение открытого огня , сохраняя при этом свои несущие способности. Оба материала имеют примерно одинаковые характеристики и относятся к I классу огнестойкости.

Расход раствора

Для кирпичной кладки используется обычный цементный раствор (толщина шва – 10-12 мм ). Для кладки газобетонных блоков строители все чаще используют специальный клей (толщина шва – всего 2-3 мм ).

Что это значит на практике?

Небольшая толщина шва при кладке на специальный клей для ячеистых бетонов защищает дом от «мостиков холода» . Это значит, что в доме из газобетона всегда будет комфортная температура: в жару стены не прогреваются насквозь, а зимой холод не проникает в дом. И несмотря на то, что клей для ячеистых бетонов дороже, чем цементный раствор, его расход значительно меньше . Соответственно, на этом пункте расходов можно даже сэкономить.

Стоимость материалов

Один из ключевых параметров, от которого чаще всего зависит окончательный выбор материала – затраты на строительства дома . В среднем 1 кубометр газобетона стоит 4 000 рублей , а керамического кирпича – 6 000 рублей . Разница в цене составляет порядка 30 % .

Стоит отметить, что дом из газоблоков придется дополнительно облицовывать , а это определенные затраты. Одно из наиболее простых и эстетичных решений – облицовка газобетона кирпичом . Однако даже с учетом этих затрат строительство дома из газоблоков будет выгоднее примерно на 30% .

Что лучше: кирпич или газобетон? Подведение итогов

О теплотехнических требованиях в ГОСТ 530-2007 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия»

Объем выпуска пустотелых керамических изделий в России стал составлять около 80%. Значительно расширена номенклатура эффективных керамических изделий, в том числе из пористой керамики. Оборудование, используемое для производства пустотелого кирпича и камня в основном импортное, приобретение которого началось в первые годы перестроечного периода. В кирпичах и камнях допустимые размеры щелевых пустот увеличили с 12 до 16 мм, диаметр вертикальных цилиндрических пустот и размер стороны квадратных пустот с 16 до 20 мм [1]. Увеличенные размеры пустот были введены в ГОСТ 530-95 [2]. Одновременно Госстроем России планировалось поручить научно-исследовательским институтам совместно со строителями разработать новые технологии кладки, исключающие заполнение пустот раствором, подобные зарубежным.

Поскольку работа над новыми технологиями не завершена, большинство строительных организаций продолжают вести кладку стен по технологии, разработанной для полнотелого кирпича. В результате расход раствора на кладку стен увеличился с 0,20-0,24 м 3 до 0,3-0,4 м 3 , что привело к перерасходу цемента на 50-100 кг на один кубический метр кладки, а раствора до 300 кг. Попавший в пустоты раствор снижает теплозащитные свойства стен, не улучшая их прочностные показатели. Экспериментальные исследования температурно-влажностного режима кладок из современного пустотелого кирпича и камня позволили ввести в новый ГОСТ 530-2007 [3] требования, отражающие сложившееся положение в кирпичной промышленности и строительстве. Было бы неправильно вводить обязательные требования, ограничивающие размеры пустот в кирпичах и камнях до 8-12 мм, поскольку это повлекло бы за собой временную остановку многих предприятий. Вместе с тем избежать заполнения раствором пустот крупнее 12 мм при возведении стен возможно с использованием различных технологических приемов. Принятое решение в ГОСТ 530-2007 позволяет заводам и строителям самостоятельно выбирать более приемлемый для них вариант.

Введенные в стандарт новые требования отражают заинтересованность строительной индустрии в объективной оценке теплотехнической эффективности выпускаемой продукции и повышении ее качества. Определение коэффициента теплопроводности кладки из пустотелого кирпича и камня будет осуществляться на фрагменте стены, изготовленном по технологии, исключающей заполнение пустот кладочным раствосом. то есть при одинаковом расходе по сравнению с полнотелым. Такой метод позволяет производителю сопоставлять теплотехническую эффективность своей продукции с выпускаемой на других заводах, поскольку при изготовлении фрагмента стены для испытаний полностью устраняется влияние нарушений технологии ведения кладки стены, часто допускаемых в построечных условиях. Строителям будет практически невозможно перекладывать вину за снижение теплозащитных качеств на кирпичные заводы. Вместе с тем не запрещается проводить испытания пустотелого кирпича и камня на фрагментах стен или непосредственно на стенах эксплуатируемого здания, возведенных по технологии, применяемой для кладки из полнотелого кирпича, о чем должна быть сделана запись в протоколе испытаний. Полученные значения коэффициентов теплопроводности кладок обоими способами могут использоваться при проектировании наружных стен при условии соблюдения соответствующего приведенным коэффициентам теплопроводности технологического регламента, являющегося неотъемлемой частью проекта здания. Данные таблицы Г.2, приведенной в стандарте [3], позволяют производителю принять достаточно обоснованное решение для повышения теплотехнической эффективности керамического стенового или облицовочного кирпича и камня. Для этих целей целесообразно увеличить количество щелевых пустот за счет уменьшения их ширины с перекрытием сквозных теплопроводных керамических диафрагм, повысить пористость черепка. Рациональные размеры и расположение пустот в кирпичах позволит до 30% снизить теплопроводность кладки по сравнению с кладкой, выполненной из кирпича со стандартными размерами пустот, заполненных раствором. Информация о теплотехнических свойствах кладок позволяет и заказчику выбирать устраивающую его продукцию или ставить перед заводом вопрос о выпуске кирпича с уменьшенными размерами пустот и повышенными теплозащитными свойствами. Дополнительные затраты заказчика на освоение производства пустотелого кирпича или камня с улучшенными теплотехническими свойствами окупятся при строительстве за счет снижения расхода цемента до 50-100 кг на один кубический метр кладки стены.

Сложившаяся практика возведения стен из пустотелого теплоэффективного камня и кирпича по той же технологии, что и из полнотелого, снижала конкурентоспособность огнестойкого долговечного конструкционно-теплоизоляционного стенового и лицевого кирпича и камня по сравнению с заведомо худшими материалами в решении проблемы энергосбережения и повышения долговечности наружных стен.

В новый стандарт введено требование, устанавливающее для лицевых керамических кирпичей марку по морозостойкости не ниже Р 50. Такое повышение вызвано качественным изменением физических процессов в наружных стенах с повышенным уровнем теплоизоляции, что привело к большему количеству циклов перехода наружной температуры через 0 o С в облицовочном слое, приводящих к преждевременному разрушению наружных стен.

Для определения морозостойкости кирпича принят метод объемного замораживания, более жесткий по сравнению с методом одностороннего замораживания. Статистически обработанные результаты испытаний, полученные методом одностороннего замораживания, приблизительно на 20% дают превышающие данные, получаемые при объемном замораживании. При разработке метода одностороннего замораживания считалось, что использование метода объемного замораживания приводит к «необоснованной» выбраковке фактически долговечных кирпичей и поэтому к дополнительным технологическим затратам. Предполагали также, что пропускаемый брак при испытаниях методом одностороннего замораживания будет приносить меньше ущерба народному хозяйству, чем выбраковка хорошей продукции при объемном замораживании. Но практика эксплуатации зданий показала, что затраты на ремонт разрушенных участков на фасадах стен с бракованными кирпичами, допущенными в строительство после испытаний методом одностороннего замораживания, значительно превышают затраты на выпуск лицевого кирпича повышенной морозостойкости. При этом создаются и большие трудности при ремонте в подборе цвета лицевого кирпича, что приводит к ухудшению внешнего вида фасада зданий.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector