Коэффициент теплопроводности силикатного кирпича

Состав силикатного кирпича

В настоящее время силикатный кирпич является одним из самых востребованных стройматериалов, несмотря на древнюю технологию изготовления и примитивный набор сырья. С другой стороны, эти приемы изготовления делают его простым, а значит, дешевым в производстве. В современном жилищном фонде, построенном за последние пятьдесят лет, примерно 4/5 всех построек выполнены из стройматериала на основе силиката.

1. Исходные компоненты для производства
2. Теплозащитные и прочностные свойства материала
3. Особенности состава для производства силикатного кирпича
4. Удельный вес силикатного кирпича
5. Заключение

Исходные компоненты для производства

Современный состав силикатного кирпича отличается от используемого в прошлом веке ненамного:

• Кварцевый песок от 80-90% состава;
• Известь гашенная гидратированная 10-15%;
• Вода очищенная, остаток, необходимый для смачивания и увлажнения формовочной смеси до пластичного состояния.

Все компоненты предварительно тщательно очищаются от примесей, перемешиваются и прессуются в сырую заготовку будущего блока. Далее, следует обработка сырца в автоклаве при повышенном давлении и температуре, в результате чего в растворе образуются прочные и устойчивые силикатокальциевые соединения, делают материал нерастворимым в воде, обладают высокой механической прочностью и низким коэффициентом теплового расширения. Примерно через сутки блок на основе силиката готов к использованию.

В современном производстве силикатокамня используются несколько разновидностей добавок, которые делают больше текучесть и пластичность формовочного раствора, выдавливающие воздух из пор и предупреждающие расслоение массы в процессе автоклавной обработки.

Теплозащитные и прочностные свойства материала

Учитывая климатические условия, в которых предполагается строительство из силикатного материала, серьезной проблемой остается повышение морозостойкости построек из силиката. Обычный состав обеспечивает индекс морозостойкости до 30 циклов заморозки-разморозки стройматериала. Специальные полимерные добавки позволяют увеличить показатель до 50 единиц.

Применение специальных растворов минеральных красителей, устойчивых к щелочной среде извести, позволяет создать и расширить ассортимент цветного лицевого силикатного кирпича. Краситель используют даже для получения белых блоков. Благодаря большому содержанию в растворе извести и белого кварцевого песка естественный цвет неокрашенного кирпича очень близок к белому. Но с течением времени адсорбированная пыль и вымытая из поверхностного слоя известь придают наружной поверхности силиката серый оттенок. Поэтому для сохранения естественного белого оттенка в состав и поверхностные слои добавляют окись титана.

В дорогих сортах материала на основе силиката известных европейских брендов для получения абсолютно стойких к солнечному свету и невыцветающих составов используют добавки в раствор:

• До 5 кг портландцемента на м 3 формовочной смеси;
• До 5 кг белого глиноземного цемента на м 3 смеси;
• от 0,5 до 10 кг порошковых полимеров на основе метакрилатов и винилароматических спиртов.

Приведенные добавки позволяют в течение десятков лет сохранять насыщенность и глубину исходного цвета облицовочного материала.

Второй, не менее важной характеристикой силикатного кирпича является его способность сохранять тепло в доме. Обычный силикатный кирпич обладает относительно высоким коэффициентом теплопроводности, причем, чем выше плотность силикатного кирпича и прочность, тем «холоднее» становится материал. Величина коэффициента теплопроводности для рядового кирпича составляет 0,55 Вт/ М*С о , но в кирпичной кладке показатель снижается примерно на 29-22% из-за высокого содержания цемента в швах.

Важным условием обеспечения надлежащих условий проживания в зданиях из силикатного кирпича является высокий коэффициент паропроницаемости, его значение находится в пределах 10-12 мг/м*ч*Па. Это позволяет кладке «дышать», создавая микроклимат, сравнимый с атмосферой в помещениях из дерева.

Уменьшить теплопроводность силикатного кирпича возможно несколькими путями:

Плотностью силикатного кирпича определяется его прочность, удельный вес и стойкость к воздействию внешней среды. Чем плотнее кирпич, тем выше его морозостойкость и меньше коэффициент водопоглощения. В среднем сухой силикатный материал с классом средней плотности 1,6-1,8 может поглотить до 10-14% воды, при этом его способность удерживать тепло может снизиться на 30%.

Прочность и коэффициент водопоглощения такого материла значительно ниже стандартного образца, но для лицевых поверхностей это не столь важно, как для кладки несущих конструкций.

Особенности состава для производства силикатного кирпича

В зависимости от размера зерна используемого кварцевого песка можно достаточно гибко подбирать и регулировать основные прочностные характеристики силикатного кирпича. Чем мельче фракция, тем прочнее и плотнее получается тело силикатного кирпича. Но абсолютно не проницаемый материал не годится для строительства – он просто не будет впитывать в необходимом количестве раствор и вяжущие материалы кладки. Поэтому крупные фракции песка также добавляются в исходную смесь в определенной пропорции, вследствие чего образуются приповерхностные поры и цементирующие зерна силикатов кальция.

Перед использованием песок очищают от вредных примесей, особенно таких, как глина и слюда. Глиняных конкреций в подготовленном песке должно быть не более 10 кг на каждые 1000 кг или 0,5 м 3 готовой формовочной смеси, а слюды – не более 5 кг на каждый м 3 смеси. Особый контроль осуществляется за чистотой исходного материала от сернистых или органических включений, из-за чего активность образования прочной связки кирпича резко уменьшается.

Отдельно пунктом производства качественных силикатных материалов осуществляется контроль над чистотой извести. Известь может использоваться негашеной или частично гашеной, но чаще всего в виде гидратной гашеной формы. Особо уделяется внимание содержанию окиси магния, ее не должно быть более 5 кг на 1/2 м 3 подготовленной извести.

Для увеличения морозостойкости в раствор добавляют продукты переработки алюмощелочных отходов металлургической промышленности. Добавление в раствор 70 кг на каждый м 3 или 1600 кг исходной смеси позволяет поднять индекс морозостойкости на 30-35%. Кроме того, добавка уменьшает коэффициент теплопроводности материала на 10-12%. Зачастую модифицированные варианты подобных веществ могут добавляться в раствор кладки для силикатного кирпича, в результате чего снижается коэффициент теплопроводности всей кирпичной кладки.

Удельный вес силикатного кирпича

Существующим стандартом силикатный кирпич разбит на семь основных классов по средней плотности материала. Самые легкие сорта силикатного кирпича имеют удельный вес до 1000 кг на м 3 , самый тяжелый – класса 2,2 имеет вес в 2200 кг в м 3 . От плотности зависит прочность и марка силикатного кирпича. Более тяжелые сорта кирпича используют для несущих конструкций высотных зданий, более легкие – для кладки стен. Самые легкие, особенно с искусственными пустотами, применяются в качестве теплоизолирующего и облицовочного материала в кладке основных стен.

Заключение

Силикатный кирпич еще долго останется фаворитом среди строительных материалов, особенно в частном домостроении, заменить его аналогичным по свойствам и долговечности кирпичом или материалом пока нечем. Тем более что технологии производства развиваются и позволяют в будущем получить силикатные материалы более дешевые и качественные.

Рассчет теплопроводности стен: таблица теплосопротивления материалов

Во многих случаях при выборе материала для строительства дома мы не вникаем, каково теплосопротивление строительных материалов, а полагаемся на «народные» методики. Самые популярные из них: «как у соседа», «как раньше», «смотри, какой толстый слой», и – венец искусства – «вроде, должно быть нормально». Что ж, ваш дом – вам и решать, какому методу отдать предпочтение. Но чтобы точно ответить на вопрос, достаточно ли тепло будет в вашем доме зимой (и достаточно ли прохладно в летний зной), нужно знать теплосопротивление стены. Откуда его можно узнать, как считать теплопроводность стены и как это поможет при ответе на ваш вопрос? Давайте разберемся по порядку.

Итак, немного теории, чтобы определиться с терминами и понять, как рассчитать теплосопротивление стены.

Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной. Такой вид теплопередачи, обусловленный тепловыми движениями и столкновениями молекул, называется теплопроводностью.
Итак, теплопроводность – это количественная оценка способности конкретного вещества проводить тепло.
Теплосопротивление – величина обратная теплопроводности. (Хорошо проводит тепло – значит, слабо теплу сопротивляется. Следовательно, обладает высокой теплопроводностью и низким теплосопротивлением).
То есть, при строительстве лучше использовать материалы с низкой теплопроводностью (высоким теплосопротивлением) для лучшего сохранения тепла.

Как рассчитать теплопроводность стены?

Чтобы рассчитать теплосопротивление слоя нужно его толщину в метрах разделить на коэффициент теплосопротивления материалов, из которых он выполнен.
Как рассчитать коэффициент теплопроводности? Эти расчеты делаются в лабораторных условиях. Тем не менее, узнать его несложно: нормальный производитель всегда предоставляет эти данные, указан он и в СНиПе в разделе «Строительная теплотехника», правда, там представлены не все современные материалы. Если вы хотите знать теплосопротивление материалов, таблица с некоторыми из них представлена на данной странице.

Как пользоваться коэффициентом теплопроводности? В СНИПе указано два режима эксплуатации А и Б. Режим А подходит для сухих помещений (влажность меньше 50%) и для районов, удаленных от морских берегов. Для московского региона, например, подходит режим А. Таким образом, теплосопротивление стен по регионам может отличаться.

Теплосопротивление слоя =	толщина слоя (м)
	Коэффициент теплопроводности материала ( )

Теплосопротивление многослойной конструкции считается как сумма теплосопротивлений каждого слоя. (В случае с одним слоем все просто – его теплосопротивление и будет теплосопротивлением всей конструкции.)

Теплосопротивление конструкции = теплососпротивление слоя 1 + теплосоротивление слоя 2 + и т.д.

Единицы измерения теплосопротивления —

Рассмотрим, как рассчитать толщину стены по теплопроводности на конкретных примерах.

Пример 1

Стена толщиной в полтора кирпича, или, если перевести в международную систему измерения, 0,37 метра (37 сантиметров). Как посчитать теплопроводность стены?

Все, кто имел опыт работы с кирпичом, знают, что кирпич может быть разным. И коэффициент теплопроводности кирпичной кладки, соответственно, тоже разный. Кроме того, теплопроводность кирпичной стены на обычном цементно-песчаном растворе будет ниже, чем коэффициент отдельного кирпича. Как посчитать коэффициент теплопроводности стены в таком случае? Для расчетов будет правильно использовать именно значение для кладки.

Вид кирпича	Коэффициент теплопро- водности*,	Кирпичная кладка на цементно-песчаном растворе, плотность 1800 кг/м³*	Теплосопроти- вление стены толщи- ной 0,37 м,
Красный глиняный (плотность 1800 кг/м³)	0,56	0,70	0,53
Силикатный, белый	0,70	0,85	0,44
Керамический пустотелый (плотность 1400 кг/м³)	0,41	0,49	0,76
Керамический пустотелый (плотность 1000 кг/м³)	0,31	0,35	1,06

(*из межгосударственного стандарта ГОСТ 530-2007)

Итак, мы убедились, что не все кирпичи одинаковы. И теплопроводность кирпичной кладки в зависимости от вида кирпича может отличаться в 2 раза. Ваш дом из какого кирпича? А мы рассмотрим самый лучший результат (плотность кирпичной кладки полтора керамических пустотелых кирпича). В данном случае теплосопротивление кирпича 1,06 . Запомним результат и перейдем к следующему примеру.

Пример 2

Допустим, мы хотим построить дачный домик из бруса сечением 15 см. Снаружи и изнутри отделаем вагонкой. Что получим? Коэффициент теплосопротивления дерева поперек волокон (данные из СНиПов) составляет 0,14 . Теперь делаем расчет теплосопротивления стены: толщину материала разделим на коэффициент теплопроводности.

Для бруса (это 0,15 м дерева) теплосопротивление составит (0,15/0,14) 1,07 .

Для вагонки (толщина 20 мм или 0,02 м) – 0,143 . Да, вагонка с двух сторон, значит 0.143 х 2 = 0,286 . Справедливости ради заметим, что на практике теплосопротивлением вагонки чаще всего пренебрегают, так как на стыках она имеет еще меньшую толщину, следовательно, меньшее теплосопротивление материала.

Запомним общее расчетное теплосопротивление стены из 15-исантиметрового бруса, обшитого изнутри и снаружи вагонкой, –
1,356 .

Чтобы не было необходимости делать расчёт теплосопротивления стены для каждого материала, в приведенной здесь таблице мы собрали данные по теплосопротивлению материалов, часто используемых при строительстве домов.

Таблица теплосопротивления материалов

Снова обратимся к СНиПам: теплосопротивление наружной стены, например, в Московской области должно быть не меньше 3 . Помните цифры, которые мы получили? В Российской Федерации нет районов, для которых эта величина составляла хотя бы 1,5 (не говоря уже о значениях еще ниже). Для сравнения приведем такие данные: в Германии эта норма определена не менее 3,4 , в Финляндии — не менее 5 (это, разумеется, уже не по нашим СНиПам, а по их регламентирующим документам).

Эти требования — для домов постоянного проживания. Если дом (как написано в СНиПах) предназначен для сезонного проживания, либо отапливается менее 5 дней в неделю, эти требования на него не распространяются.
Итак мы можем сделать вывод, что в домах со стенами в 1,5 кирпича, либо из бруса в 15 см проживать постоянно… нежелательно. Но ведь живем же! Да, только цена отопления 1 м³ из года в год становится все выше. Со временем все домовладельцы перейдут к эффективному утеплению домов — экономические соображения заставят заранее рассчитать теплопроводность стены и выбрать наилучшее техническое решение.

Теплопроводность кирпича

Современный строительный рынок все чаще пополняют новые материалы, восхищающие потребителя качественным исполнением, улучшенными свойствами, обновленными возможностями. Их преимущества над традиционными бесспорны за счет преобладания сразу нескольких характеристик по многим значимым параметрам.

При появлении новых технологий в строительной индустрии не стоит забывать и хорошо проверенные временем стройматериалы. К примеру, кирпичные материалы во все времена относились к востребованным, и никакие факторы не могут повлиять на уровень их популярности. Из них возведено большинство построек, так как они обладают способностью к противостоянию разным климатическим условиям.

С давних времен до сегодняшнего дня эта строительная продукция выдерживает весомые нагрузки, проходит долгое испытание временем. Прочность, долговечность, экологические свойства, водостойкость, морозоустойчивость, звуко- и теплоизоляционные характеристики относят его к ряду лучших стройматериалов.

Что такое теплопроводность?

Одним из весомых свойств является все же теплопроводность кирпича (Т) – возможность пропускать тепло через себя, несмотря на разную температуру. Она указывает на то, до какой степени кирпичная стена теплая, каким образом этот материал способен проводить и передавать тепло.

Керамические изделия используют при возведении несущих стен, перегородок между комнатами, облицовочные – дают возможность придать дому и прилегающему к нему забору аккуратный и достойный вид, презентабельность, создают неповторимый стиль, а также увеличивают тепло в доме. При выборе стройматериала для постройки перекрытий, стен и полов именно такие факторы являются самыми важными.

На вопрос: «Каким же образом определить величину тепловой характеристики?», отвечают эксперты с богатым и длительным опытом работы. Они авторитетно настаивают на том, что многочисленные виды кирпичной кладки детально исследовались в лабораторных условиях. В соответствии с полученными данными выставлен определенный коэффициент теплопроводности кирпича.

Показатели указывают на различные температуры, поскольку тепловая энергия имеет способность постепенного перехода из горячего состояния в холодное. При довольно высокой температуре этот процесс можно увидеть открыто. Высокоинтенсивная передача тепла обусловлена градациями в температуре.

Закон Фурье вкратце

Для более глубокого исследования теплопроводности и теплового потока, с учетом площади поперечного сечения ученым Фурье был выведен специальный закон, показывающий, благодаря чему существующие материалы прекрасно задерживает тепло и улучшают свою изоляцию.

Величина степени переноса теплоты обозначается специальным коэффициентом (КТ) – λ, а тепловая энергия измеряется в Вт. Последняя уменьшает свой уровень при прохождении расстояния в 1 мм с различием температуры на 1 градус. В итоге меньшая потеря энергии выгоднее, а стройматериал с небольшим КТ относится к более теплому.

Теплопроводный параметр большой мерой обусловлен плотностью, при уменьшении ее уровня понижается и тепловой показатель. То есть плотные тяжелые экземпляры обладают повышенным значением Т, а более легкий вес и меньшая прочность указывает на небольшую Т. Для повышения Т влияют на состав материала, его плотность, соблюдение методики изготовления, влаговместимость.

Показатели теплопроводности разных видов кирпичей

Согласно справочным данным теплопроводность силикатного кирпича (сухого) составляет 0,8 Вт/ /м*К , Т кладки из него — 0,7 Вт/м*К. Величина данного параметра у керамического кирпича выше, Т кладки из него — 0,9 Вт/м*К. Следственно, тепловой показатель переноса энергии у силикатного меньше, чем керамического, то есть первый дольше сохраняет тепло, поэтому используется для отделочных работ фасадов зданий за счет лучшего обеспечения теплоизолирующих характеристик.

Теплопроводность пустотелого кирпича — 0,3-0,4 Вт/м*К, то есть потеря тепла выше практически вдвое. Вследствие этого такие постройки требуют дополнительного утепления.

У кирпича облицовочного величина данной характеристики зависит от вида, ведь он подразделяется на керамический, силикатный, гиперпрессованный и клинкерный. Наиболее высокий уровень Т у клинкерного, а низкий – у керамического. Силикатный намного холоднее керамического, а наиболее популярный в этом плане – гиперпрессованный. Чем плотнее и прочнее стройматериал, тем выше уровень его Т.

Красный кирпич имеет теплопроводность, зависящую от технологии его производства. Благодаря достаточной плотности и пустотности от 40% до 50% Т составляет 0,2 – 0,3 Вт/м*К. При такой величине толщина стен может быть значительно меньшей, чем в постройке с силикатным.

Уровень тепловой характеристики у шамотного кирпича является очень важной их всех остальных показателей. Наиболее важно учитывать этот фактор при возведении печей, а также каминов. Свойство быстро отдавать тепло просто незаменимо при желании иметь у себя дома такие виды обогрева.

Как известно, степень передачи тепловой энергии формируют такие различные качественные свойства: вес, объем, влажность, пористость, плотность, влажность, виды добавок. Большое количество пор, содержащих воздух, создает низкий уровень проведения тепла. Для обеспечения тепла в жилище следует выбирать стройматериалы с низким значением КТ, поскольку он непосредственно влияет на выбор технологии утепления стен и отопительной системы.

Итак, каждый вид кирпича имеет свой коэффициент теплопроводности (КТ), измеряющийся в Вт/м°С или в Вт/м*К. Для силикатного, керамического, полнотелого и пустотелого данные указаны выше. Облицовочный (лицевой) керамический имеет достаточно низкий уровень – 0.3 – 0.5, а гиперпрессованный, наоборот, – 1.1. Красный пустотелый — лишь 0.3 — 0.5,«сверхэффективный» – от 0.25 до 0.26, полнотелый – от 0.6 до 0.7, глиняный — 0.56.

Кирпичные изделия от разных производителей имеет отличия физических характеристик. Поэтому строительные работы должны вестись с учетом значений указанных коэффициентов, обозначенных в документации от завода-изготовителя. Перед началом работ следует изучить всю сопутствующую информацию, выслушать рекомендации опытных строителей-специалистов и только потом подготовлено начать задуманное строительство.

Коэффициенты морозостойкости, теплоемкости и теплопроводности кирпича

Сфера применения материала определяется его эксплуатационными характеристиками. Комплекс рассматриваемых свойств должны соответствовать требованиям, предъявляемых строительному кирпичу при сооружении внешних стен, перекрытий, фундамента. Возведение конструкций подразумевает выбор изделий различного назначения:

• Силикатный – рядовой, лицевой, пустотелый, полнотелый.
• Керамический – жаростойкий и все разновидности предыдущего вида.
• Клинкерный – для облицовки фасадов.

Показатели определяют энергопотребление дома, затраты на обогрев помещений. Проектирование сооружений, расчеты ограждающих конструкций учитывают эти параметры.

Коэффициент теплопроводности

Материалы обладают свойством проводить тепло от нагретой поверхности в более холодную область. Процесс происходит в результате электромагнитного взаимодействия атомов, электронов и квазичастиц (фононы). Основной показатель величины – коэффициент теплопроводности (λ, Вт/), определяемый как количество теплоты, проходящее через единицу площади сечения за единичный интервал времени. Малое значение положительно влияет на сохранение теплового режима.

Согласно ГОСТ 530-2012 эффективность кладки в сухом состоянии характеризуется коэффициентом теплопроводности:

• ≤ 0.20 – высокая;
• 0.2 Теплоемкость

Необходимое количество тепла, подведенного к телу для увеличения температуры на 1 Кельвин – определение понятия «полная теплоемкость». Единица измерения: Дж/К или Дж/°C. Чем больше объем и масса тела (толщина стен и перекрытий), тем выше теплоемкость материала, лучше поддерживается благоприятный температурный режим. Наиболее точно это свойство подтверждают характеристики:

• Удельная теплоемкость кирпича – количество тепла, необходимое для нагрева единичной массы вещества за единичный интервал времени. Единица измерения: Дж/кг*К или Дж/кг*°C. Используется для инженерных расчетов.
• Объемная теплоемкость – количество тепла, потребляемое телом единичного объема для нагрева за единицу времени. Измеряется в Дж/м³*К или Дж/кг*°C.

Тепловая конвекция непрерывна: радиаторы нагревают воздух, который передает тепло стенам. При понижении температуры в помещениях происходит обратный процесс. Увеличение удельной теплоемкости, снижение коэффициента теплопроводности стен обеспечивают сокращение затрат на обогрев дома. Толщина кладки может быть оптимизирована рядом действий:

• Применение теплоизоляции.
• Нанесение штукатурки.
• Использование пустотного кирпича или камня (исключено для фундамента здания).
• Кладочный раствор с оптимальными теплотехническими параметрами.

Таблица с характеристиками различных видов кладок. Использованы данные СП 50.13330.2012:

Обыкновенный г линяный кирпич на различном кладочном растворе

Пустотный красный различной плотности (кг/м³) на ЦПС

Морозостойкость кирпичной кладки

Устойчивость к воздействию отрицательных температур – показатель, влияющий на прочность и долговечность конструкции. Кладка в процессе эксплуатации насыщается влагой. В зимний период вода, проникая в поры, превращается в лед, увеличивается в объеме и разрывает полость, в которой находится – происходит разрушение. Морозоустойчивость, как правило, низкая, водопоглощение не должно превышать 20 %.

Определение количества циклов замораживания и оттаивания без потери прочности каждого вида изделия позволяет выявить морозоустойчивость (F). Значение получают опытным путем. В лаборатории проводят многократную заморозку в холодильных камерах и естественное оттаивание образцов.

Коэффициент морозостойкости – отношение прочности на сжатие опытного и исходного элемента. Изменение показателя более 5 %, наличие трещин, отколов сигнализируют об окончании испытаний. Марки изделий содержат характеристики по морозостойкости: F15 (20, 25, 35, 50, 75, 100, 150). Цифровой параметр указывает на количество циклов: чем выше число, тем надежнее возводимая система.

Приобретение кирпича высокой марки морозостойкости опустошит бюджет, заложенный на строительство. Меры по улучшению свойств конструкций, продлению срока эксплуатации в зонах холодного климата без увеличения расходов:

• Применение паро- и гидроизоляции.
• Обработка кладки гидрофобными составами.
• Контроль, своевременное исправление дефектов.
• Надежная гидроизоляция фундамента.

От выбора материала для кладки, его удельной теплоемкости, теплопроводности, морозостойкости зависит срок и комфорт эксплуатации дома. Сложные расчеты, составление сметы расходов лучше доверить опытным специалистам, имеющим опыт в строительстве и проектировании.

Коэффициент теплопроводности силикатного и красного кирпича

С точки зрения надёжности строения и комфорта, в помещениях жилого здания лучшим материалом для стен в течение многих веков продолжает оставаться кирпич — теплопроводность его находится на хорошем уровне, а прочность проверена временем.

Применяемые материалы, технология изготовления и структура влияют на способность изделия передавать через себя температуру окружающим предметам. Для разного вида кирпичей показатель меняется.

У каждого вида кирпича свой показатель теплопроводности

Понятие о теплопроводности

Эта характеристика имеет важное значение в строительстве. Существует несколько взаимосвязанных вариантов подхода к оценке движения тепла в материалах:

1. Способность предметов передавать нагрев от одной части целого к другой посредством последовательного перемещения хаотически колеблющихся частиц тела (молекул, электронов и атомов) от подвижных в сторону неактивных — холодных — называют теплопроводностью. Не следует путать этот показатель с термическим сопротивлением, которое свидетельствует о способности препятствовать перемещениям нагретых молекул.
2. Коэффициент теплопроводности λ – способность физического тела передавать энергию за определённое время через единичную площадь при падении температуры на градус к наикратчайшей длине до изотермической поверхности. Другими словами, λ показывает, сколько тепла теряется за период прохождения сквозь стену. Принятая в технических расчётах размерность показателя — Вт/м·°C.
3. Удельная теплопроводность Λ=λ/δ, где δ – толща преграды в метрах: Вт/м²·°C. Обратной величиной этой характеристики является термическое сопротивление: 1/Λ – оно оценивает препятствование 1 м² площади предмета перетоку энергии нагрева за час при разности температур поверхностей в 1°C. Другое название характеристики — коэффициент теплоизоляции, размерность: м²·°C/Вт.

В этом видео вы узнаете о характеристиках кирпича:

При выборе материалов обычно обращают внимание на 2 показателя: термическое сопротивление, определяемое из соотношения 1/(λ/δ), и гораздо чаще применяемый коэффициент теплопроводности λ. Если значения первой характеристики возрастают, это свидетельствует о возможности употребить материал для изоляции. И наоборот, низкие цифры указывают на использование в качестве проводника температуры. Чем выше коэффициент теплопроводности, тем потери нагрева здания весомее, а малые значения свидетельствуют об эффективном в части энергосбережения материале стен.

Факторы зависимости переноса тепла

Несущие ограждающие конструкции зданий делают из железобетонных панелей, блоков различного исполнения, кирпича, дерева. Физические свойства, определяющие их теплопроводность, одинаковы для всех материалов:

• плотность способствует взаимодействию частиц, являющихся носителями энергии, поэтому с её возрастанием потери увеличиваются;
• пористость создаёт проблемы для передачи тепла из-за промежутков воздуха с показателем λ, равном 0,026 Вт/м·°C при комнатной температуре;
• структура отверстий в теле предмета — присутствие мелких каверн закрытого типа снижает потери тепла;
• влажность влечёт вытеснение сухого воздуха из пор, а потому энергообмен частиц возрастает, и остывание или нагревание происходит быстрее.

Самым холодным из стеновых материалов считается железобетон с λ=1,29, а пеноблоки, имеющие коэффициент теплопроводности 0,08, сохраняют климат лучше всего. Керамиты также подчиняются приведённым закономерностям: теплопроводность пустотелого кирпича находится в пределах 0,4-0,7 Вт/м·°C, полнотелого — в 1,5 раза выше.

Виды кирпичей и значения коэффициента

Стеновые блоки в форме небольших брикетов по сырьевому материалу делят на 2 вида: керамические красные и силикатные белого цвета. Первый тип кирпичей изготавливают путём высокотемпературного — около 1000°C, обжига мелкодисперсных горных пород. Причём из тугоплавкой глины производят огнеупорные или печные блоки. Силикатный брикет делают из кварцевого песка. Свойства исходного сырья обусловливают различия теплопроводности кирпича каждого из типов. По назначению они подразделяются на классы:

• строительный или рядовой;
• облицовочный — для наружного декорирования стен, его вырабатывают гладким и правильных геометрических форм; коэффициент теплопроводности облицовочного кирпича 0,37-0,93 Вт/м·°C;
• специального назначения — шамотный и печной, их используют при кладке дымоходов и других объектов высокотемпературного (до 1700°C) воздействия.

В зависимости от плотности коэффициент теплопроводности керамического кирпича изменяется от 0,4 до 0,9 Вт/м·°C. Пустотелость изделия является определяющим фактором для силикатных брикетов и может представляться для каждого в виде 3 отверстий диаметром 52 мм (15%), 11 — Ø27-32 (20-25%), 14 дырок Ø30-32 мм при 28-30% воздушных промежутков.

Изменчивость коэффициента теплопроводности силикатного кирпича в диапазоне 0,4-1,3 Вт/м·°C. Зависимость λ от типа керамитов и их плотности можно проследить по таблице:

Теплопроводность огнеупорного кирпича с повышением нагрева возрастает до λ=6,5-7,7 единицы. Но у пеношамотного (0,6 т/м³) и диатомитового (0,55) клинкеров остаётся на низком уровне — 0,25-0,3 Вт/м·°C при температуре 850-1300 градусов. Для традиционного печного шамотного кирпича λ=1,44, если нагрев 1000°C.

Теплопроводность кирпичей

Используемые виды

теплопроводность кирпичной стены

Актуальность именно такого выбора подтверждается его неоспоримыми преимуществами. Среди них экологичность, морозостойкость, пожароустойчивость — и все это уже не говоря о прочности и долгой службе, которая подразумевается априори. Наряду с этим при возведении объектов важно учитывать теплопроводность кирпичной стены.

В настоящее время активно распространены несколько видов. Среди них выделяют следующие:

Подобные блоки могут быть самой различной формы и фактуры. Похожи они только своими геометрическими параметрами. На самом деле различия гораздо глубже:

1. В составе керамического лежит глина и различные добавки.
2. Силикатный получают из кварцевого песка, извести и воды.

Теплопроводность красного кирпича (керамического типа) имеет настоящее народное признание. И это неспроста: он встречается в самых различных интерпретациях (пусто- и полнотелый, облицовочный и имеющий интересную фактуру), но каждое из них будет уникальным и подойдет для возведения любого типа зданий.

Состав и назначение в использовании

Теплопроводность пустотелого керамического кирпича

Здесь принята градация. Она идет по следующим функциям:

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

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

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

Коэффициент теплоотдачи кирпича: общие сведения

Коэффициент теплоотдачи кирпича

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

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

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

Все познается в сравнении: возможности использования

теплопроводность глиняного кирпича

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

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

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

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

Как можно улучшить коэффициент теплопроводности кирпичной кладки?

Как можно улучшить коэффициент теплопроводности кирпичной кладки

Для человека, который только впервые будет заниматься подобным делом, из вышеприведенных данных становится ясно, что лучшим вариантом для возведения вертикальных поверхностей будут являться именно керамические виды. Однако даже в этом случае можно наткнуться на ряд проблем, которые помогут снизить коэффициент теплопроводности керамического кирпича. Исправить подобное можно следующим образом:

1. Создать воздушный затор.
2. Сделать шумоизоляцию.

Эти приемы несложны в исполнении. Первый момент можно правильно осуществить следующим образом:

1. Еще в первом ряду между брусками следует оставить небольшие зазоры, которые не заполняются раствором цемента. Необходимо проследить за тем, чтобы расстояние между ними составляло не менее метра.
2. Чтобы повысить коэффициент теплопроводности кирпича глиняного, на всей поверхности между материалом и утеплителем следует оставить небольшой промежуток, через которое будет циркулировать воздух.

Подобная вентиляция поможет регулировать температуру в помещении. Важно учитывать такой момент — стяжка или иное перекрытие ни в коем случае не делается на последнем ряду, чтобы не нарушать «хождение» воздуха. Это «убьет» всю эффективность от воздушного затора.

А дополнительное повышение индекса изоляции не только увеличит безопасность жилья, но и комфортность проживания в нем. И при этом необязательно тратить дополнительные средства — можно воспользоваться для работы его специальным видом. Не следует пренебрегать подобной информацией — тогда теплу никогда не захочется покинуть такой дом.
Так же предлагаем к просмотру видео по монтажу утепленной кирпичной кладки:

Силикатный тёплый кирпич

Теплопередача и паропроницаемость ограждающих конструкций из газобетона с облицовкой из силикатного кирпича

Ограждающие стены из газобетона с облицовкой из силикатного кирпича, поэтажно опирающиеся на перекрытие, широко приме­няются в конструкциях монолитных и каркасно-монолитных жи­лых зданий. И сметные расчеты, и практика строительства пока­зали экономическую эффективность и технологичность.

Конструкция ограждающей стены

Коэффициент теплопроводности сухого полнотелого силикат­ного кирпича — 0,56 Вт/(м • ºС), а кладки из него — 0,69 Вт/(м•ºС). Теплопроводность кладки полнотелых керамическихкирпи­чей составляет 0,98 Вт/(м • ºС). Как видно, коэффициент теплопро­водности полнотелого силикатного кирпича меньше коэффициента теплопроводности полнотелого керамического кирпича, значит, тепло он держит лучше. Поэтому для строительства фасадов зданий целесообразно использовать силикатный кирпич, который имеет лучшие теплоизолирующие свойства. Силикатный кирпич пре­восходит керамику, по морозостойкости, и в варианте полнотелой окраски привлекает архитекторов возможностями выразительно­го оформления фасадов.

Газобетон как теплоизоляционный материал получил широкое распространение в каркасно-монолитном строительстве.

Комбинированная конструкция из кирпича и газобетона нахо­дится подвнешними климатическими воздействиями, с одной стороны, и под воздействием пара, возникающего внутри помещений и движущегося наружу, с другой стороны. Стеновые заполнения из газобетона с наружной облицовкой кирпичом выполняют как с воздушной прослойкой, так и без нее.Прослойку используют для предупреждения переувлажнения газобетонногослоя ограждающей стены.

Сопротивление передаче

Требуемое сопротивление теплопередаче

Определим требуемое сопротивление теплопередаче R ˳ᵐᵖжилого здания, например, в Санкт-Петербурге или каком-либо другом районе Северо-Запада с нормальным влажностным режи­мом помещения. При проектировании ограждающих конструкций должны со­блюдаться нормы строительной теплотехники согласно СНиП 11-3-79 «Строительная теплотехника».

Исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий:

Здесь n=1 — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности стены по отношению к наруж­ному воздуху;
t_B= 20 O C— расчетная температура внутреннего воздуха со­гласно ТСН 23-340-2003 «Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормативы по энергопотреблению и теплозащите»;
t_H= -26 O C— расчетная зимняя температура наружного воз­духа, равная средней температуре наиболее холодной пятидневке с обеспеченностью 0,92;
Dt H =-4 O C — нормативный температурный перепад между тем­пературой внутреннего воздуха и температурой внутренней по­верхности;
a_B— коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены.

Напомним, что число градусо-суток отопительного периода для Санкт-Петербурга будет ГСОП = 7796 o C /сут.. Здесь, согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», z= 220 дней — продолжительность периода со средней су­точной температурой меньше 8 градусов С, а 1,8 С — средняя температура этого периода.

В результате получаем значение сопротивления теплопередаче наружных стен, рассчитанное по предписываемому подходу, — 3,08. Выбирая наибольшее значение, окончательно получаем R ˳ᵐᵖ =3,08 м²*ºС/Вт.

Термическое сопротивление ограждающей конструкции

Требуемое сопротивлениетеплопередаче применительно к рас­сматриваемой конструкции стены будет определять лишь мини­мальную толщину теплоизолирующего газобетонного слоя. Вы­бор проектной толщины слоя должен являться результатом тех­нико-экономических расчетов. При этом подход к таким расчетам зависит от задач инвестора и заказчика-застройщика в инвестиционном проекте строительства здания. Если задача заключается в минимизации себестоимости квадратного метра площади, то тре­буется и минимальная толщина газобетона. Если инвестор и заказчик-застройщик исходят из интересов собственника или пользова­теля жилых помещений, то увеличение толщины газобетона следу­ет рассматривать как инвестиционный проект, направленный на экономию теплопотерь. Для расчетов необходимо задаться вопро­сами внутренней нормы рентабельности, прогнозируемой цены на тепловые ресурсы и многими другими.

Ни первая (относительно простая), ни вторая задача не явля­лись целью вопросами работы. Чтобы показать возможность обе­спечения приемлемых характеристик ограждающей конструкции, выберем толщину газобетонной кладки, исходя из сложившейся практики. Толщину кладки силикатного лицевого пустотелого кир­пича определим по его геометрическими размерам, толщину воз­душной прослойки между кирпичем и газобетоном — технологи­ческой реализуемостью.

Н.И. ВАТИН , д. т. н.,проф., зав. кафедрой «Технология, организация и экономика строительства» инженерно-строительногофакультета ГОУ СПбГПУ,Г.И. ГРИНФЕЛЬД ,начальник отдела техническогоразвития

компании « АЭРОК », О.Н. ОКЛАДНИКОВА , инженер ГОУ СПбГПУ,С.И. ТУЛЬКО , генеральный директор Павловского завода строительных материалов