Теплопроводность стены силикатный кирпич

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

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:

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ СТЕН ИЗ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА И КАМНЕЙ

При укладке силикатного кирпича-сырца на вагонетки вручную достаточна была его прочность 1—1,5 кгс/см2. Объемная масса кирпича при этом составляла 1750 кг/м3. В связи с переходом на съем и укладку сырца автоматами требования к его прочности повысились (2,5—5 кгс/см2 в зависимости от типов прессов и укладчиков). Значительное повышение прочности сырца достигнуто за счет увеличения удельного давления при формовании и введения в состав силикатной смеси различных дисперсных уплотняющих добавок. при этом повысилась объемная масса силикатного кирпича до 1850—1950 кгс/см2, что повлекло за собой увеличение теплопроводности и снижение теплозащитных свойств стен.

Применение пустотелого силикатного кирпича и камней позволило уменьшить теплопроводность стен. После ряда поисков во ВПИПстроме были сконструированы пустотообразователи для изготовления модульного кирпича с двумя технологическими пустотами на прессах СМ-816, которыми оснащены действующие заводы, а также освоен выпуск многопустотных камней на новых заводах.

Было освоено массовое производство модульного силикатного кирпича с двумя пустотами. Масса кирпича уменьшилась с 5,1 до 4,4 кг, объемная масса — до 1650— 1700 кг/м3.

В 1975 г. начато производство многопустотных силикатных камней (двойного кирпича) на новых заводах, оснащенных оборудованием, поставленным из ПНР. Пустотность этих камней достигает 24%, а объемная масса составляет 1400 кг/м3. На Опытном заводе ВНИИстрома и таллинском заводе изготовляются 14-пустотпые камни и модульный кирпич.

Наряду с этим лабораторией технологии силикатного кирпича ВНИИстрома сконструированы п изготовлены экспериментальные образцы восьмипустотных штампов, позволяющие выпускать на действующих револьверных прессах СМ-816 и СМС-152 пустотелый модульный кирпич объемной массой 1450- 1500 кг/м3.

В НИИ строительной физики и ВНИИстроме изучали теплофизические свойства образцов степ из пустотелого кирпича и камней, отличающихся различным числом, размерами и расположением пустот. Для выявления теплозащитных свойств силикатного кирпича и камней изготовлены партии 8-пустотиого модульного кирпича п 14-пустотных камней. С Калининского комбината строительных материалов № 2 получены партии 2-пустотного модульного кирпича, а с Ново-Троицкого завода — партии пустотных камней. Для всех указанных изделий определены прочность, морозостойкость водопоглощение, объемная масса в сухом состоянии, сооружены фрагменты стен размером 1,8X1,8 м толщиной в два кирпича.

Для сравнения изготовили фрагменты стен из полнотелого одинарного кирпича Кореневского завода, а также из пустотелого кирпича п камней, выложенные на растворах различного состава по разным схемам кладки. Наружные швы расшивали, а внутреннюю поверхность штукатурили сложным раствором толщиной 1 см. Теплопроводность силикатного пустотелого кирпича п камней определяли в НИИСФе на установках СОТ-72 и СХАУ, а фрагменты кладок наружных стен из этих материалов испытывали в климатической камере. при изготовлении образцов кладок и них закладывали термопары.

При рассмотрении табл. 2 выявляется, что испытанные образцы степ, выложенных из 11 пустотных камней, а также из 8-пустотного модульного кирпича Примерно одинаковой объемной массы обладают значительно отличающейся Теплопроводностью. Это обусловлено различной объемной массой образцов стен, вызванной разными способами ведения кладки, составом раствора и некоторыми другими причинами. Если расположить образцы кладок по объемной массе, как показано на рис. 2, что значения теплопроводности, приведенные к эксплуатационной влажности №6=4%, находятся в прямой зависимости от объемной массы кладки. 5>то очень важное обстоятельство свидетельствует о том, что теплопроводность кладки из пустотелого кирпича и камней может быть существенно снижена при правильном ведении строительных работ.

Обычно при возведении стен из полнотелого силикатного кирпича каменщик вначале укладывает слон раствора толщиной 18—20 мм на уже выложенный ряд кирпича. По ширине слой раствора не доходит до краев стены на 30— 35 мм. При укладке следующего ряда кирпича раствор выдавливается за обрез стены.

При аналогичной укладке пустотелого кирпича отверстиями вниз раствор выдавливается в основном в пустоты. Испытания показали, что при таком ведении работ (табл. 2 образцы кладок 2, 3, 5, 7) пустоты заполняются снизу раствором на 20—35 мм в зависимости от его пластичности и толщины слоя, что резко увеличивает теплопроводность кладки. Поэтому опробовали другие способы ведения кладки.

Уменьшили пластичность раствора (погружение конуса Стройцнила —6— 7 см), применили строганые деревянные рейки шириной 20 и толщиной 10 мм, которые укладывали по краям нижнего ряда кирпича для контроля толщины слоя раствора. Затем их снимали и укладывали на раствор пустотелый кирпич или камни обычным способом. Пря этом раствор выдавливается в пустоты всего 5—8 мм. Однако работать на жестких растворах затруднительно. Потому целесообразно уменьшить толщина слоя пластичного раствора до 10 мм. Толщина шва при этом уменьшается да а в мм, а заполнение пустот раствором не превысит 6- 8 мм. при правильном подборе состава раствора его объемная масса и сухом состоянии не превышает 1800 кг/м3, что позволит довести объемную массу стен из многопустотного кирпича п камней до у0=Т400— 1о00 кг/м3, а их коэффициент теплопроводности до ЛБ =0,55—0,65 ккал/(мх Хч-град).

На рис. 3 показана толщина стен из силикатного кирпича в зависимости от укладки при требуемом для II климатического пояса сопротивлении теплопередаче 1 м2-ч-град/ккал. Как видно, она меняется весьма значительно в зависимости от объемной массы. Так, при использовании полнотелого кирпича и пластичного раствора уо стены составляет 1950 кг/м3, толщина ее превышает три кирпича, а при использовании камней объемной массой 1400 кг/м3 уо стены равна 1500 кг/м3, а толщина составляет два кирпича. При этом возникает необходимость скорректировать цепы на пустотелые изделия, так как заводы для обеспечения марочности пустотелого кирпича должны увеличить удельный расход вяжущего. Кроме того, возрастают эксплуатационные расходы по сравнению с производством полнотелого кирпича.

Из вышеизложенного следует, что основной путь при реконструкции и техническом перевооружении действующих заводов силикатного кирпича — перевод их на выпуск многопустотных эффективных изделий.

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.

Вид изделия	Удельная теплоемкость, Дж/кг*°С
Красный полнотелый	880
пустотелый	840
Силикатный полнотелый	840
пустотелый	750

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.