Alsatelecom.ru

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

Расчет толщины стен из различных материалов

Расчет толщины стен из различных материалов

Для чего подбирают определенную толщину стены дома?

Естественно для обеспечения необходимых условий проживания:

— прочности и устойчивости;
— её теплотехнических характеристик;
— комфортности проживания в помещении со стенами из данного материала.

Согласно СНИПу 23-02-2003 нормативное значение сопротивления теплопередаче внешней стены дома зависит от региона. В таблице необходимое сопротивление теплопередаче наружней стены в Красноярске будет 4,84 м2·°C/В.

Вычисляем реальное сопротивление теплопередачи стены дома

Значение коэффициента теплопередачи стен зависит от типа и толщины каждого отдельно взятого материала, используемого для их возведения. Для определения этого коэффициента используют показатель Λ — W/(m²·K), т.е нужно разделить толщину материала (м) на коэффициент теплопроводности.

Пример:
Определим коэффициент теплопередачи наружней стены из 3D-панелей

Пенополистирол ПСБ-С-25 — 300 мм

Цементная штукатурка — 250 мм

1. В первую очередь следует определить коэффициенты теплопроводности применяемых материалов. Выбираем из таблицы:
пенополистирол ПСБ-С25 — 0,038 Вт/м*К
штукатурка цементная — 0,9 Вт/м*К

2. Теперь определяем коэффициенты сопротивления теплопередачи по формуле:

R =D/λ, где D — толщина слоя в м; λ — коэффициент теплопроводности W/(m²·K) взятый из таблицы

0,30 / 0,038 = 7,89
0,25 / 0,9 = 0,28

Наименование материалаТолщина материала, мКоэффициент теплопроводности, Вт/м*ККоэффициент сопротивление теплопередачи, м2 °С/Вт
Пенополистирол ПСБ-С250,300,0387,89
Штукатурка цементная0,250,90,28

3. Теперь просуммируем полученные величины и узнаем общий коэффициент сопротивление теплопередачи наружней стены 7,89 + 0,28 = 8,17 W/(m²·K)

Коэффициент сопротивление теплопередачи наружной стены из 3D-панелей 8,17 W/(m²·K) Рекомендуемое значение для Красноярска 4,84 (из таблицы), таким образом стена из 3D-панелей не только удовлетворяет «строгому» СНиП 23-02-2003, но и превосходит этот показатель, что гарантирует комфортное проживание в таком доме и позволяет экономить ваши деньги на отоплении и кондиционировании.

Определяем толщину стены из других строительных материалов что бы она соответствовала коэффициенту сопротивление теплопередачи наружней стены 8,17 W/(m²·K), как в 3D-панелях.

Используем формулу: D=λ*R, где
D — толщина слоя в м;
λ — коэффициент теплопроводности, W/(m²·K) взятый из таблицы;
R — Коэффициент сопротивление теплопередачи, м2 °С/Вт (в нашем случае это 8,17)

Наименование материалаКоэффициент теплопроводности, Вт/м*КТолщина стены, м
3D-панель0,55
Липа, береза, клен, дуб (15% влажности)0,151,23
Керамзитобетон0,21,63
Пенобетон 1000 кг/м30,32,45
Сосна и ель вдоль волокон0,352,86
Дуб вдоль волокон0,413,35
Кладка из кирпича на цементно-песчасном растворе0,877,11
Железобетон1,713,89

Мы видим из таблицы, что при одинаковом коэффициенте сопротивление теплопередачи 8,17 м2 °С/Вт толщина стен из различных строительных материалов разная, что влияет на размеры и стоимость дома.

Толщина стен из 3D-панелей 550 мм, а если взять кирпич без утеплителя то нужно стоить стену толщиной 7110 мм.

Коэффициент теплопроводности разных видов кирпича

Еще не так давно в строительстве использовались только два вида кирпича – обычный из красной глины и белый силикатный. Сочетание двух цветов в дизайне дома считалось верхом крутости. Немногие задумывались о теплопроводности, а о «мостиках холода» даже не слышали.

  • Характеристика теплопроводности – почему это важно
  • Теплопроводность строительных материалов
  • Кирпич – универсальный строительный материал
  • Виды, свойства и применение
  • Полнотелый кирпич
  • Пустотелый кирпич
  • Таблица показателей теплопроводности строительных материалов
  • Несколько рекомендаций по снижению теплопроводности
Читайте так же:
Кирпич по белорусски будет

Характеристика теплопроводности – почему это важно

Развитие технологий производства строительных материалов и стремление к новому качеству жизни изменило не только критерии роскоши, но и что более важно, подход к обустройству комфортабельности жилья. Рынок строительных материалов позволяет подобрать подходящий вид кирпича буквально для каждой стенки дома.

Все предметы, вещества, материалы обладают свойством теплопроводности. Это проявляется в способности поглощать и отдавать тепло. Характеристика теплоотдачи коррелирует с теплоемкостью – возможностью материала накапливать определенное количество тепловой энергии.

Теплопроводность строительных материалов

Этот параметр определяет толщину наружных стен сооружения, необходимую в холодных климатических зонах для обеспечения комфортной температуры внутри жилого здания.

Обратите внимание! Теплопроводность красного кирпича ниже, чем силикатного.

Лучшие показатели демонстрируют пенополистирол, минеральная вата и другие виды изоляции, собственно, для этого и созданные. Следом идет дерево, затем газобетон, бетон и, наконец, кирпич. Впрочем, для современных материалов эта градация несколько устарела, так как некоторые виды поризованной керамики удерживают тепло гораздо лучше бетона.

Но кирпичные блоки тоже неоднородны. Разные виды обладают различным набором характеристик, учитывая которые легко подобрать материал под любые строительные нужды.

Кирпич – универсальный строительный материал

Несмотря на то, что постоянно создаются новые материалы, кирпич еще долго не утратит своей актуальности. Удобство использования и широкий набор разнообразных характеристик обеспечивают его высокую конкурентоспособность.

Кроме природных веществ, из которых производят керамические (глина) и силикатные (песок+известь) блоки, они отличаются структурой, добавками и способами изготовления.

Виды, свойства и применение

По назначению кирпич подразделяется на строительный, специальный и облицовочный. Строительный применяется для кладки стен, облицовочный – для дизайна фасадов и интерьера, а специальный идет на фундаменты, дорожное покрытие, кладку печей и каминов.

Более узкая специализация обусловлена различной структурой изделий.

Полнотелый кирпич

Представляет собой сплошной брусок со случайными пустотами, составляющими менее 13 %.

Полнотелыми бывают кирпичи:

Силикатный, керамический – используются для возведения самонесущих стен, перегородок, колонн, столбов и так далее. Конструкции из полнотелого кирпича надежны, морозоустойчивы, способны нести дополнительные нагрузки. Перегородки обеспечивают хорошую звукоизоляцию при небольшой толщине, сохраняют большое количество тепла.

К тому же материал довольно декоративен и популярен у многих современных дизайнеров. Но высокий коэффициент теплопроводности и водопоглощения вынуждает сооружать наружные стены большой толщины или делать их трехслойными, сочетая с изоляционными материалами и другими видами кирпича.

Шамотный – изготавливается из специальной огнеупорной измельченной глины и порошка шамота путем обжига с повышенным температурным режимом. Применяется для выкладки каминов, печей и других сооружений, где требуется огнеупорность. Специфика применения определила большое разнообразие форм изделия:

  • клиновидные и прямые;
  • больших средних и малых размеров;
  • фасонные с профилями различной сложности;
  • специальные, лабораторные и промышленные тигли, трубки и другой инвентарь.

Клинкерный – изготавливается из тугоплавких глин с разнообразными добавками. Обжигается при очень высоких температурах до полного запекания. Различные компоненты и вариативность режима обжига придают кирпичам повышенную прочность, водостойкость и широкую палитру оттенков от зеленоватого, при обжиге с торфом, до бордового с угольными подпалами. Раньше широко применялся для мощения тротуаров, теперь используется в кладке и облицовке фундаментов. Теплопроводность керамического кирпича довольно высока.

Читайте так же:
Алмазный круг для шамотного кирпича

Пустотелый кирпич

Материал допускает 45 % пустот от общего объема, а также отличается по форме, структуре и расположению пустот в бруске. Теплопроводность пустотелого кирпича напрямую зависит от количества воздуха в его теле – чем больше воздуха, тем лучше теплоизоляция.

Кирпич с пустотами – брусок с двумя-тремя большими сквозными отверстиями, которые служат скорее облегчению и удешевлению, нежели улучшению теплоизоляции. Применяется наравне с полнотелым аналогом, за исключением фундаментов и других конструкций, требующих повышенной прочности.

Щелевой кирпич – все тело блока пронизано отверстиями различной формы размеров.

  • прямоугольными;
  • треугольными;
  • ромбовидными;
  • сквозными и закрытыми с одной стороны;
  • вертикальными и горизонтальными.

Довольно хорошая прочность и низкая теплопроводность определяют его востребованность для возведения наружных стен жилых зданий.

Важно! Горизонтальное расположение пустот значительно снижает прочность материала.

Поризованный кирпич – выпускается нескольких размеров. Кроме большого числа отверстий обладает пористой структурой материала, которая образуется при выгорании специальных мелких фракций, добавленных в глину. Обладает лучшим набором качеств для строительства наружных стен. Прочность, низкая теплопроводность и большие габариты сокращают сроки строительства в разы, при этом с соблюдением последних требований СНиП. Теплая керамика характеризуется самыми низкими показателями теплопроводности, но из-за хрупкости пока имеет ограниченное применение.

Облицовочный кирпич – тоже является пустотелым, удачно сочетая художественные и утеплительные свойства.

Таблица показателей теплопроводности строительных материалов

Наименование материалаКоэффициент теплопроводности, Вт/(м*К)
Блок керамический0,17- 0,21
Поризованный кирпич0,22
Керамический щелевой кирпич0,34–0,43
Силикатный щелевой кирпич0,4
Керамический кирпич с пустотами0,57
Керамический полнотелый кирпич0,5-0,8
Силикатный кирпич с пустотами0,66
Силикатный кирпич полнотелый0,7–0,8
Клинкерный кирпич0,8–0,9

Почти всегда в строительстве дома для разных конструктивных элементов используются несколько видов кирпича с соответствующими характеристиками.

Несколько рекомендаций по снижению теплопроводности

Если приходится строить стены из кирпича с большой теплопроводностью, то в целях экономии материала и уменьшения потерь тепла рекомендуется возводить трехслойную конструкцию:

  1. Внутренняя стена в 1,5–2 кирпича.
  2. Прокладка из пенопласта, минеральной ваты или другого изоляционного материала.
  3. Внешняя декоративная стена в 0,5 кирпича.

Обратите внимание! Следует оставить зазор между утеплителем и наружной стеной для вентиляции и испарения конденсата. Также необходимы вентиляционные зазоры между кирпичами через каждый метр по горизонтали и 3 метра по вертикали.

Утеплитель необходимо прокладывать и между балками перекрытия над окнами, устанавливая не один монолитный блок, а 2–3 тонких с вертикальной прослойкой изоляции, для перекрытия «мостиков холода».

Совет! Чтобы не испортить тепловые параметры поризованных и щелевых кирпичей, следует накрывать их сеткой, а уже на нее класть раствор и следующий ряд блоков. Такая технология не позволяет раствору проваливаться в отверстия и сводить на нет полезные свойства материала.

Планируя строительство дома, ознакомьтесь с последними технологическими достижениями строительной отрасли, посоветуйтесь с добросовестными профессионалами, очень внимательно отнеситесь к подбору строителей и смело вступайте в этот интересный, захватывающий процесс создания своего неповторимого и теплого, во всех отношениях, жилища.

Читайте так же:
Керамический блок это кирпич

Теплопроводность керамоблоков

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

Определение термина

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

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

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

  • Пустотность.
  • Пористость.
  • Плотность.

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

Сравнение разных материалов

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

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

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

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

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

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

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

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

Мои рекомендации по толщине стен

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

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

Общие выводы

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

Определение средней плотности, коэффициента теплопроводности и группы кирпича по теплотехническим характеристикам

Приборы, инструменты и материалы: ____________________________________

Описание методики ___________________________________________________

Формула определения: ________________________________________________

Результаты исследования оформляются в табличной форме (табл. 3.4).

Средняя плотность кирпича

№ п/пПоказателиОбозна-чениеЕд. изм.Значения для кирпича
№ 1№ 2№ 3
Длина кирпичасм
Ширина кирпичасм
Толщина кирпичасм
Объём кирпичасм 3
Масса сухого образцаг
Средняя плотностькг/м 3
Среднее значениекг/м 3
Коэффициент теплопроводности кладки в сухом состоянииВт/(м°С)
Читайте так же:
Кладочные растворы для кирпича известковый

Вывод(о классе средней плотности и группе по теплотехническим характеристикам кирпича): ____________________________________________

____________________________________________________________________

Определение скорости начальной абсорбции воды

Приборы, инструменты и материалы: ____________________________________

Описание методики ___________________________________________________

Формула определения: ________________________________________________

Результаты исследования оформляются в табличной форме (табл. 3.5).

Скорость начальной абсорбции воды

№ п/пПоказателиОбозна-чениеЕд. изм.Значения для кирпича
№ 1№ 2№ 3
Длина кирпичамм
Ширина кирпичамм
Площадь кирпичамм 2
Масса сухого образцаг
Масса после погруженияг
Время выдерживаниямин
Скорость адсорбции
Средняя скорость адсорб.

Вывод(о соответствии кирпича требованиям ГОСТ 530-2012): ______________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение водопоглощения керамических кирпичей

Приборы, инструменты и материалы: ____________________________________

Описание методики ___________________________________________________

Формула определения: ________________________________________________

Результаты исследования оформляются в табличной форме (табл. 3.6).

Водопоглощение керамических кирпичей

№ п/пПоказателиОбозна-чениеЕд. изм.Значения для кирпича
№ 1№ 2№ 3
Масса сухого образцаг
Масса насыщ. образцаг
Водопоглощение%
Среднее водопоглощение%

Вывод(о соответствии кирпича требованиям ГОСТ 530-2012): ______________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение марки кирпича по прочности

Определение прочности при сжатии и при изгибе кирпича определяют по ГОСТ 8462-85 Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе.

Определение предела прочности при изгибе

Приборы, инструменты и материалы: ____________________________________

Описание методики со схемой испытания (рисунок 3.2) ____________________

Буквами обозначены: P – _________________ l – _________________ b – _________________ h – _________________
Рис. 3.2. Схема испытания керамического кирпича при изгибе

Формула определения: ________________________________________________

Результаты исследования оформляются в табличной форме (табл. 3.7).

Определение предела прочности при изгибе

Приборы, инструменты и материалы: ____________________________________

Описание методики со схемой испытания (рисунок 3.3) ____________________

Обозначение: 1 – _____________________________ 2 – _____________________________ 3 – _____________________________ Р – _____________________________
Рис. 3.3. Схема испытания керамического кирпича при сжатии

Формула определения: ________________________________________________

Результаты исследования оформляются в табличной форме (табл. 3.7).


Определение пределов прочности кирпичей при сжатии и изгибе

№ п/пПоказателиОбозна-чениеЕд. изм.Значения для кирпича
№ 1№ 2№ 3№ 4№ 5
Расстояние между опорами кирпича при изгибем (см)
Разрушающая нагрузка при изгибеН (кгс)
Предел прочности при изгибеМПа (кг/см 2 )
Среднее значение предела прочности при изгибеМПа (кг/см 2 )
Наименьшее значение предела прочности при изгибеМПа (кг/см 2 )
Площадь поперечного сечения кирпичам 2 (см 2 )
Разрушающая нагрузка при сжатииН (кгс)
Предел прочности при сжатииМПа (кг/см 2 )
Среднее значение предела прочности при сжатииМПа (кг/см 2 )
Наименьшее значение предела прочности при сжатииМПа (кг/см 2 )

Вывод(о соответствии кирпича марке по прочности по ГОСТ 530-2012): _______________________________________

Результаты испытаний керамического кирпича

Результаты испытаний кирпича заносятся в акт испытания (табл. 3.8).

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector