Теплопроводность и теплоемкость кирпича

Характеристики кирпича, его теплопроводность, морозостойкость и теплоемкость

Выбор кирпича как строительного материала для возведения стен любых помещений, печей или каминов осуществляют на основании его свойств, связанных со способностью проводить, удерживать тепло или холод, выносить воздействие высоких или низких температур. Самые важные теплотехнические характеристики: коэффициент теплопроводности, теплоемкость и морозостойкость.

Под этим названием прежде понимали лишь элементы стандартного размера (250х120х65) из обожженной глины. Сейчас производят и продают строительные изделия, изготовленные из любых пригодных компонентов, имеющие форму правильного параллелепипеда и размеры, схожие с габаритами классического керамического варианта.

  • керамический рядовой (строительный) — классический камень красного цвета из обожженной глины;
  • керамический лицевой — отличается лучшими внешними качествами, повышенной устойчивостью к атмосферным воздействиям, обычно имеет внутри полости;
  • силикатный полнотелый — светло-серого цвета из прессованной песчано-известняковой смеси, уступает керамическому по всем показателям (в том числе теплотехническим), кроме прочности;
  • силикатный пустотный — отличается наличием полостей, повышающих способность стен сохранять тепло;
  • гиперпрессованый — из цемента с пигментами, придающими оттенки натурального материала, заполнителями смеси являются крошка известняка, мрамора, гранулы доменного шлака;
  • шамотный — предназначен для кладки печей, каминов, дымоходов;
  • клинкерный — отличается от обычного тем, что при его производстве используют особые сорта глины и более высокие температуры обжига;
  • теплая керамика (поризованный камень) — ее характеристики намного превосходят теплопроводность красного кирпича , это достигается за счет наличия в глиняной массе пор, заполненных воздухом, и особой конструкции элемента, имеющего большое количества пустот внутри.

Коэффициент теплопроводности

Теплопроводность вещества — количественная характеристика его способности проводить энергию (тепло). Для ее сравнения у разных строительных материалов используют коэффициент теплопроводности — количество теплоты, проходящей через образец единичных длины и площади за единицу времени при единичной разнице температур. Измеряется в Ватт/метр*Кельвин (Вт/м*К).

При выборе кирпича для возведения стен на показатель теплопроводности обращают внимание, так как от него зависит минимально допустимая толщина конструкции. Чем меньше значение, тем лучше стена удерживает тепло и тем тоньше она может быть, экономнее расход. Этот же параметр учитывают, подбирая вид утеплителя, размер его слоя и технологию.

Теплопроводность зависит от таких факторов:

  • материал: лучшие показатели — у теплой поризованной керамики, худшие — у гиперпрессованного или силикатного кирпича;
  • плотность — чем она выше, тем хуже удерживается тепло;
  • наличие пустот в изделиях — полости внутри щелевого стенового камня после выполнения монтажа заполняет воздух, за счет этого лучше сохраняются тепло или прохлада в помещении.

По коэффициенту теплопроводности в сухом состоянии различают следующие виды кладок:

  • высокоэффективные — до 0,20;
  • повышенной эффективности — от 0,21 до 0,24;
  • эффективные — от 0,25 до 0,36;
  • условно-эффективные — от 0,37 до 0,46;
  • обыкновенные — более 0,46.

При выполнении расчетов, выборе лицевого и строительного кирпича и утеплителя учитывают, что способность стены проводить тепло зависит не только от свойств материала, но и характеризуется коэффициентом теплопроводности раствора и толщиной швов.

Это количество теплоты (энергии), которое необходимо подвести к телу, чтобы повысить его температуру на 1 Кельвин. Единица измерения этого показателя — Джоуль на Кельвин (Дж/К). Удельная теплоемкость — ее отношение к массе вещества, единица измерения — Джоуль/кг*Кельвин (Дж/кг*К). У кирпича ее значение — от 700 до 1250 Дж/кг*К. Более точные цифры зависят от материала, из которого изготовлен конкретный вид.

Читайте также:
Строим беседку своими руками Как начать строительство с фундамента?: как сделать самому

Параметр влияет на расход энергии, требуемой для отопления дома: чем ниже значение, тем быстрее прогревается помещение и тем меньше средств уйдет на оплату. Он особенно важен, если проживание в доме непостоянное, то есть периодически требуется прогревать стены. Лучший вариант — силикат, но точные расчеты рекомендуется поручить специалисту. Необходимо учитывать не только теплоемкость стены, но и ее толщину, теплоемкость кладочного раствора, ширину швов, особенности расположения помещения и коэффициент теплоотдачи.

Выражается в количестве циклов замораживания-оттаивания, которое элемент выдерживает без существенных ухудшений свойств. Значение имеет не нижний уровень температуры, а именно частота замораживания влаги в порах. Вода, превратившись в лед, расширяется, что способствует разрушению камня.

Обычно морозостойкость обозначают индексом, который содержит большую латинскую букву F и цифры. Например: маркировка F50 указывает на то, что этот материал начинает терять прочность не ранее, чем через 50 циклов замораживания-оттаивания. Возможные марки кирпича по морозостойкости (ГОСТ 530-2012): F25; F35; F50; F100; F200; F300. Ориентируясь на обозначенную цифру, нужно понимать, что количество циклов не совпадает с количеством сезонов.

В некоторых регионах в течение одной зимы может многократно происходить резкая смена температур. Для несущих стен рекомендуют использовать минимум F35, для облицовки — от F75. Варианты с более низкими показателями пригодны только для регионов с мягким климатом.

Вид Теплопроводность, Вт/м*К Удельная теплоемкость,(Дж/кг*К) Морозостойкость, циклов
Керамический рядовой (строительный) полнотелый 0,59-0,69 700-900 25-50
Керамический рядовой (строительный) пустотелый 0,35-0,39 25-100
Керамический облицовочный (лицевой) 0,36-0,38 880 35-100
Поризованный керамический камень (теплая керамика) 0,11-0,22 50-100
Гиперпрессованный 0,43-0,9 100
Клинкерный 0,6-0,9 880 50-300
Силикатный полнотелый 0,7-0,8 750-850 25-75
Силикатный пустотелый 0,4-0,66 50
Шамотный 0,6-0, 7 830-1250 35-100

Плотность и удельная теплоемкость кирпича

Кирпич — ходовой стройматериал в строительстве зданий и сооружений. Многие различают только красный и белый кирпич, но его виды намного разнообразнее. Они различаются как внешне (форма, цвет, размеры), так и такими свойствами, как плотность и теплоемкость.

Традиционно различают керамический и силикатный кирпич, которые имеют различную технологию изготовления. Важно знать, что плотность кирпича, его удельная теплоемкость и теплопроводность кирпича у каждого вида может существенно отличаться.

Керамический кирпич изготавливается из глины с различными добавками и подвергается обжигу. Удельная теплоемкость керамического кирпича равна 700…900 Дж/(кг·град). Средняя плотность керамического кирпича имеет значение 1400 кг/м 3 . Преимуществами этого вида являются: гладкая поверхность, морозо- и водоустойчивость, а также стойкость к высоким температурам. Плотность керамического кирпича определяется его пористостью и может находится в пределах от 700 до 2100 кг/м 3 . Чем выше пористость, тем меньше плотность кирпича.

Силикатный кирпич имеет следующие разновидности: полнотелый, пустотелый и поризованный, он имеет несколько типоразмеров: одинарный, полуторный и двойной. Средняя плотность силикатного кирпича составляет 1600 кг/м 3 . Плюсы силикатного кирпича в отличной звуконепроницаемости. Даже если прокладывать тонкий слой из такого материала, звукоизоляционные свойства останутся на должном уровне. Удельная теплоемкость силикатного кирпича находится в пределах от 750 до 850 Дж/(кг·град).

Значения плотности кирпича различных видов и его удельной (массовой) теплоемкости при различных температурах представлены в таблице:

Таблица плотности и удельной теплоемкости кирпича

Вид кирпича Температура,
°С
Плотность,
кг/м 3
Теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Трепельный -20…20 700…1300 712
Силикатный -20…20 1000…2200 754…837
Саманный -20…20 753
Красный 0…100 1600…2070 840…879
Желтый -20…20 1817 728
Строительный 20 800…1500 800
Облицовочный 20 1800 880
Динасовый 100 1500…1900 842
Динасовый 1000 1500…1900 1100
Динасовый 1500 1500…1900 1243
Карборундовый 20 1000…1300 700
Карборундовый 100 1000…1300 841
Карборундовый 1000 1000…1300 779
Магнезитовый 100 2700 930
Магнезитовый 1000 2700 1160
Магнезитовый 1500 2700 1239
Хромитовый 100 3050 712
Хромитовый 1000 3050 921
Шамотный 100 1850 833
Шамотный 1000 1850 1084
Шамотный 1500 1850 1251
Читайте также:
Утепление крыши пеноплексом и пенопластом

Необходимо отметить еще один популярный вид кирпича – облицовочный кирпич. Он не боится ни влаги, ни холодов. Удельная теплоемкость облицовочного кирпича составляет 880 Дж/(кг·град). Облицовочный кирпич имеет оттенки от ярко-желтого до огненно-красного. Таким материалом можно производить и отделочные и облицовочные работы. Плотность кирпича этого вида имеет величину 1800 кг/м 3 .

Стоит отметить отдельный класс кирпичей — огнеупорный кирпич. К этому классу относятся динасовый, карборундовый, магнезитовый и шамотный кирпич. Огнеупорный кирпич достаточно тяжел — плотность кирпича этого класса может достигать значения 2700 кг/м 3 .

Наименьшей теплоемкостью при высоких температурах обладает карборундовый кирпич — она составляет величину 779 Дж/(кг·град) при температуре 1000°С. Кладка из такого кирпича прогревается намного быстрее, чем из шамотного, но хуже держит тепло.

Огнеупорный кирпич применяется, при строительстве печей, с рабочей температурой до 1500°С. Удельная теплоемкость огнеупорного кирпича существенно зависит от температуры. Например, удельная теплоемкость шамотного кирпича имеет величину 833 Дж/(кг·град) при 100°С и 1251 Дж/(кг·град) при 1500°С.

  1. Франчук А. У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов, М.: НИИ строительной физики, 1969 — 142 с.
  2. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с. строительной физики, 1969 — 142 с.
  3. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
  4. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи.

Теплоемкость материалов — таблица

В строительстве очень важной характеристикой является теплоемкость строительных материалов. От нее зависят теплоизоляционные характеристики стен постройки, а соответственно, и возможность комфортного пребывания внутри здания. Прежде, чем приступить к ознакомлению с теплоизоляционными характеристиками отдельных строительных материалов, необходимо понять, что собой представляет теплоемкость и как она определяется.

  1. Удельная теплоемкость материалов
  2. Теплоемкость строительных материалов
  3. Сравнительная характеристика теплоемкости основных строительных материалов
  4. Теплоемкость и теплопроводность материалов

Удельная теплоемкость материалов

Теплоемкость – это физическая величина, описывающая способность того или иного материала накапливать в себе температуру от нагретой окружающей среды. Количественно удельная теплоемкость равна количеству энергии, измеряемой в Дж, необходимой для того, чтобы нагреть тело массой 1 кг на 1 градус.
Ниже представлена таблица удельной теплоемкости наиболее распространенных в строительстве материалов.

Для того, чтобы рассчитать теплоемкость того или иного материала, необходимо обладать такими данными, как:

  • вид и объем нагреваемого материала (V);
  • показатель удельной теплоемкости этого материала (Суд);
  • удельный вес (mуд);
  • начальную и конечную температуры материала.

Теплоемкость строительных материалов

Теплоемкость материалов, таблица по которой приведена выше, зависит от плотности и коэффициента теплопроводности материала.

А коэффициент теплопроводности, в свою очередь, зависит от крупности и замкнутости пор. Мелкопористый материал, имеющий замкнутую систему пор, обладает большей теплоизоляцией и, соответственно, меньшей теплопроводностью, нежели крупнопористый.

Это очень легко проследить на примере наиболее распространенных в строительстве материалов. На рисунке, представленном ниже, показано каким образом влияет коэффициент теплопроводности и толщина материала на теплозащитные качества наружных ограждений.

Читайте также:
Фанера 12 мм: видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности влагостойкого, ламинированного материала, сколько весит лист, размеры, цена, фото


Из рисунка видно, что строительные материалы с меньшей плотностью обладают меньшим коэффициентом теплопроводности.
Однако так бывает не всегда. Например, существуют волокнистые виды теплоизоляции, для которых действует противоположная закономерность: чем меньше плотность материала, тем выше будет коэффициент теплопроводности.

Поэтому нельзя доверять исключительно показателю относительной плотности материала, а стоит учитывать и другие его характеристики.

Сравнительная характеристика теплоемкости основных строительных материалов

Для того, чтобы сравнить теплоемкость наиболее популярных строительных материалов, таких дерево, кирпич и бетон, необходимо рассчитать величину теплоемкости для каждого из них.

В первую очередь нужно определиться с удельной массой дерева, кирпича и бетона. Известно, что 1 м3 дерева весит 500 кг, кирпича – 1700 кг, а бетона – 2300 кг. Если мы берем стенку, толщина которой составляет 35 см, то путем нехитрых расчетов получим, что удельная масса 1 кв.м дерева составит 175 кг, кирпича – 595 кг, а бетона – 805 кг.
Далее выберем значение температуры, при которой будет происходить накопление тепловой энергии в стенах. Например, это будет происходить в жаркий летний день с температурой воздуха 270С. Для выбранных условий рассчитываем теплоемкость выбранных материалов:

  1. Стена из дерева: С=СудхmудхΔТ; Сдер=2,3х175х27=10867,5 (кДж);
  2. Стена из бетона: С=СудхmудхΔТ; Сбет=0,84х805х27= 18257,4 (кДж);
  3. Стена из кирпича: С=СудхmудхΔТ; Скирп=0,88х595х27= 14137,2 (кДж).

Из произведенных расчетов видно, что при одинаковой толщине стены наибольшим показателем теплоемкости обладает бетон, а наименьшим – дерево. О чем это говорит? Это говорит о том, что в жаркий летний день максимальное количество тепла будет накапливаться в доме, выполненном из бетона, а наименьшее – из дерева.

Этим объясняет тот факт, что в деревянном доме в жаркую погоду прохладно, а в холодную погоду тепло. Кирпич и бетон легко накапливают в себе достаточно большое количество тепла из окружающей среды, но так же легко и расстаются с ним.

Теплоемкость и теплопроводность материалов

Теплопроводность – это физическая величина материалов, описывающая способность проникновения температуры с одной поверхности стены на другую.

Для создания комфортных условий в помещении необходимо, чтобы стены обладали высоким показателем теплоемкости и низким коэффициентом теплопроводности. В этом случае стены дома будут в состоянии накапливать тепловую энергию окружающей среды, но при этом препятствовать проникновению теплового излучения внутрь помещения.

Удельная теплоемкость кирпича

Кирпич — это строительный материал, который довольно часто используется в строительстве. Перед тем как начать строительство, необходимо обратить внимание на такой показатель, как теплоёмкость. Этот показатель оказывает огромное влияние на тепловую изоляцию помещения. А это значит, что он оказывает огромное влияние на уровень комфорта, при нахождении в помещении. Помимо этого, необходимо особое внимание уделить теплопроводности, так как именно этот показатель указывает на способность к сохранению тепла в помещении.

Важно! Кирпич бывает нескольких видов, такие показатели как теплопроводность и теплоёмкость отличаются в зависимости от вида материала.

Какая удельная теплоёмкость

Теплоёмкость — это то количество тепла, которое необходимо для нагревания одного килограмма кирпича на один градус по Цельсию. Уровень теплоёмкости может изменяться, в зависимости от индивидуальных характеристик материала.

Керамический

Данный вид строительного материала изготавливается из глины, в которую добавляются специальные вещества. После замешивания раствора и придания необходимой формы, материал подвергается термической обработке в печах. Плотность варьируется от 1300 до 1500 кг/м 3 . Теплоёмкость колеблется от 0.7 до 0.9 кДж.

Читайте также:
Теплый пол на балконе: на лоджии своими руками, как сделать электрический инфракрасный, видео с подогревом

Керамические изделия имеют ряд преимуществ, которые объясняют высокие показатели спроса на данный строительный материал:

  • Гладкая поверхность — обеспечивается удобство в укладке и повышается эстетичность.
  • Повышенный уровень влагостойкости и морозостойкости — отсутствует необходимость в проведении дополнительных обработок.
  • Повышенный уровень устойчивости к высоким температурам — можно использовать, при изготовлении мангалов и печей.

Силикатный

Показатели теплоёмкости варьируются от 0.75 до 0.85 кДж, плотность — достигает 2200 м 3 . Широко используется в строительной сфере, благодаря ряду следующих преимуществ:

  • низкая стоимость материала;
  • доступность;
  • высокие показатели прочности;
  • повышенные свойства к звукоизоляции помещений.

Важно! Продукт используется во время проведения строительных работ, при возведении перегородок и в качестве слоя между кладками. Поскольку, он выступает в роли звукоизоляционного материала.

Огнеупорные

Отличаются повышенной массой, поскольку, уровень прочности достигает 2700 кг/м 3 . В зависимости от вида огнеупорных изделий, различается показатели теплоёмкости. Минимальные показатели отмечаются у карборундовых материалов (0,779 кДж).

Обратите внимание! При укладке печи карборундовым кирпичём, её скорость нагрева будет намного выше, чем при шамотной кладке. Но скорость охлаждения значительно быстрее.

Огнеупорный кирпич используется для обустройства печи, максимальный уровень её нагрева может достигать 1500 градусов. На теплоёмкость, в первую очередь будет оказывать влияние именно температура нагрева. Чем она будет выше, тем более высокие показатели теплоёмкости будет показывать материал. К примеру, при обычных условиях шамотный кирпич будет иметь теплоёмкость равную примерно 0,83 кДж. Но после его нагревания до 1400 градусов, также и возрастает этот показатель, и она уже будет равняться около 1,25кДж.

Какая теплопроводность кирпича?

Материалы обладают таким свойством, как проведения тепла из более холодного помещения в тёплое. За данную особенность материалов отвечает такой показатель, как коэффициент теплопроводности. Если в случае с теплоёмкостью, чем она больше, тем лучше. Здесь, всё наоборот, чем меньше коэффициент теплоёмкости, тем материал лучше сохраняет тепло. На теплопроводность, в первую очередь оказывает непосредственное влияние конфигурация и плотность кирпича. Материала с высокими показателями плотности, соответственно имеют высокий уровень теплопроводности.

В зависимости от состава, кирпичи разделяются на:

  • керамический;
  • силикатный;
  • огнеупорный.

Важно! В зависимости от вида кирпича, его показатели теплопроводности могут значительно отличаться друг от друга.

Керамический

Теплопроводность материала напрямую зависит от прочности и плотности изделий. Так, чем выше данные характеристики, тем меньшей способностью, они будут обладать к сохранению тепла в помещении. Керамические изделия могут быть:

  • Полнотелый — теплопроводность 0,85 Вт*мС.
  • Пустотелые — теплопроводность 0,55 Вт*мС.

Очевидно, что теплопроводность не относится к сильным сторонам керамического кирпича.

Силикатный

Отличается от предыдущего вида составом, теплопроводностью и цветом. Изготавливается из очищенного песта. Обладает более увеличенными показателями теплопроводности, которая варьируется от 0,4 до 1,3 Вт*мС.

Огнеупорный

Изготовлен специально для использования в агрессивной среде, в помещениях, которые находятся под воздействием высоких температур. В огнеупорных кирпичах уровень теплопроводности может увеличиваться, из-за воздействия высоких температур. В данном случае показатель теплопроводности может достигать 7,5 Вт*мС.

Удельная теплоемкость кирпича таблица

Теплопроводность и теплоемкость кирпича

  1. Что это такое и что на них влияет?
  2. Виды материалов и их характеристики
  3. Сравнение с другими материалами
  4. Морозостойкость

Теплопроводность и теплоемкость кирпича – важные параметры, позволяющие определиться с выбором материала для возведения жилых зданий, сохраняя в них необходимый уровень тепла. Удельные показатели рассчитываются и приводятся в специальных таблицах.

Читайте также:
Стоянка для машины на даче

Теплоемкость кирпичиков

От теплоизоляционного свойства материала зависит температура внутри помещения, вот почему теплоемкость кирпича — важный показатель, который показывает его способность аккумулировать тепло. Удельная теплоемкость определяется в ходе лабораторных исследований, согласно которым, самым теплым материалом является полнотелый кирпич. Стоит отметить, что показатель зависит от разновидности кирпичного материала.

Что это такое?

Физическая характеристика теплоемкости присуща любому веществу. Она обозначает количество теплоты, которое поглощает физическое тело при нагревании на 1 градус Цельсия или Кельвина. Ошибочно отождествлять общее понятие с удельным, поскольку последнее подразумевает температуру, необходимую для нагревания одного килограмма вещества. Точно определить ее число представляется возможным только в лабораторных условиях. Показатель необходим для определения теплоустойчивости стен здания и в том случае, когда строительные работы проводятся при минусовых температурах. Для строительства частных и многоэтажных жилых домов и помещений используются материалы с высокими показателями теплопроводности, поскольку они аккумулируют тепло и поддерживают температуру в помещении.

Преимущество зданий из кирпича — позволяют сэкономить на оплате отопления.

Теплоемкость строительных материалов

Теплоемкость материалов, таблица по которой приведена выше, зависит от плотности и коэффициента теплопроводности материала.

А коэффициент теплопроводности, в свою очередь, зависит от крупности и замкнутости пор. Мелкопористый материал, имеющий замкнутую систему пор, обладает большей теплоизоляцией и, соответственно, меньшей теплопроводностью, нежели крупнопористый.

Это очень легко проследить на примере наиболее распространенных в строительстве материалов. На рисунке, представленном ниже, показано каким образом влияет коэффициент теплопроводности и толщина материала на теплозащитные качества наружных ограждений.


Из рисунка видно, что строительные материалы с меньшей плотностью обладают меньшим коэффициентом теплопроводности. Однако так бывает не всегда. Например, существуют волокнистые виды теплоизоляции, для которых действует противоположная закономерность: чем меньше плотность материала, тем выше будет коэффициент теплопроводности.

Поэтому нельзя доверять исключительно показателю относительной плотности материала, а стоит учитывать и другие его характеристики.

Керамический

Теплопроводность материала напрямую зависит от прочности и плотности изделий. Так, чем выше данные характеристики, тем меньшей способностью, они будут обладать к сохранению тепла в помещении. Керамические изделия могут быть:

  • Полнотелый — теплопроводность 0,85 Вт*мС.
  • Пустотелые — теплопроводность 0,55 Вт*мС.

Очевидно, что теплопроводность не относится к сильным сторонам керамического кирпича.

Силикатный

Отличается от предыдущего вида составом, теплопроводностью и цветом. Изготавливается из очищенного песта. Обладает более увеличенными показателями теплопроводности, которая варьируется от 0,4 до 1,3 Вт*мС.

Теплоемкость строительных материалов

Какими же должны быть стены частного дома, чтобы соответствовать строительным нормам? Ответ на этот вопрос имеет несколько нюансов. Чтобы с ними разобраться, будет приведен пример теплоемкости 2-х наиболее популярных строительных материалов: бетона и дерева. Теплоемкость бетона имеет значение 0,84 кДж/(кг*°C), а дерева — 2,3 кДж/(кг*°C).

На первый взгляд можно решить, что дерево — более теплоемкий материал, нежели бетон. Это действительно так, ведь древесина содержит практически в 3 раза больше тепловой энергии, нежели бетон. Для нагрева 1 кг дерева нужно потратить 2,3 кДж тепловой энергии, но при остывании оно также отдаст в пространство 2,3 кДж. При этом 1 кг бетонной конструкции способен аккумулировать и, соответственно, отдать только 0,84 кДж.

Читайте также:
Что такое сауна инфракрасная?

Но не стоит спешить с выводами. Например, нужно узнать, какую теплоемкость будет иметь 1 м 2 бетонной и деревянной стены толщиной 30 см. Для этого сначала нужно посчитать вес таких конструкций. 1 м 2 данной бетонной стены будет весить: 2300 кг/м 3 *0,3 м 3 = 690 кг. 1 м 2 деревянной стены будет весить: 500 кг/м 3 *0,3 м 3 = 150 кг.

Таблица сравнения теплопроводности бревна с кирпичной кладкой.

Далее нужно посчитать, какое количество тепловой энергии будет содержаться в этих стенах при температуре 22°C. Для этого нужно теплоемкость умножить на температуру и вес материала:

  • для бетонной стены: 0,84*690*22 = 12751 кДж;
  • для деревянной конструкции: 2,3*150*22 = 7590 кДж.

Из полученного результата можно сделать вывод, что 1 м 3 древесины будет практически в 2 раза меньше аккумулировать тепло, чем бетон. Промежуточным материалом по теплоемкости между бетоном и деревом является кирпичная кладка, в единице объема которой при тех же условиях будет содержаться 9199 кДж тепловой энергии. При этом газобетон, как строительный материал, будет содержать только 3326 кДж, что будет значительно меньше дерева. Однако на практике толщина деревянной конструкции может быть 15-20 см, когда газобетон можно уложить в несколько рядов, значительно увеличивая удельную теплоемкость стены.

Удельная теплоемкость материалов

Теплоемкость – это физическая величина, описывающая способность того или иного материала накапливать в себе температуру от нагретой окружающей среды. Количественно удельная теплоемкость равна количеству энергии, измеряемой в Дж, необходимой для того, чтобы нагреть тело массой 1 кг на 1 градус. Ниже представлена таблица удельной теплоемкости наиболее распространенных в строительстве материалов.

Для того, чтобы рассчитать теплоемкость того или иного материала, необходимо обладать такими данными, как:

  • вид и объем нагреваемого материала (V);
  • показатель удельной теплоемкости этого материала (Суд);
  • удельный вес (mуд);
  • начальную и конечную температуры материала.

Огнеупорный

Представлен динасовыми, карборундовыми, магнезитовыми и шамотными кирпичами. Масса одного кирпича довольно большая, по причине значительной плотности (2700 кг/м3). Самый низкий показатель теплоемкости при нагревании у карборундового кирпича 0,779 кДж/(кг·K) для температуры +1000 градусов. Скорость нагревания печи, уложенной из этого кирпича, значительно превышает нагрев шамотной кладки, однако охлаждение наступает быстрее.

Из огнеупорного кирпича обустраиваются печи, предусматривающие нагревание до +1500 градусов. На удельную теплоемкость данного материала большое влияние оказывает температура нагрева. К примеру, тот же шамотный кирпич при +100 градусах обладает теплоемкостью 0,83 кДж/(кг·K). Однако, если его нагреть до +1500 градусов, это спровоцирует рост теплоемкости до 1,25 кДж/(кг·K).

ВИДЫ КИРПИЧА

Для того чтобы ответить на вопрос: «как построить теплый дом из кирпича?», нужно выяснить какой лучше всего использовать его вид. Так как современный рынок предлагает огромный выбор данного строительного материала. Рассмотрим наиболее распространенные виды.

СИЛИКАТНЫЙ

Наиболее высокую популярность и широкое распространение в строительстве на территории России имеют силикатные кирпичи. Данный вид изготавливается путем смешения извести и песка. Высокую распространённость этот материал получил благодаря широкой области применения в быту, а также из-за того, что цена на него довольно не высока.

Однако если обратиться к физическим величинам этого изделия, то тут не все так гладко.

Рассмотрим двойной силикатный кирпич М 150. Марка М 150 говорит о высокой прочности, так что он даже приближается к природному камню. Размеры составляют 250х120х138 мм.

Теплопроводность данного типа в среднем составляет 0,7 Вт/(м оС). Это достаточно низкий показатель, по сравнению с другими материалами. Поэтому теплые стены из кирпича такого типа скорей всего не получатся.

Читайте также:
Чем покрасить металл: выбор подходящей краски

Немаловажным достоинством такого кирпича по сравнению с керамическим, являются звукоизоляционные свойства, которые очень благоприятно сказываются на строительстве стен ограждающих квартиры или разделяющих комнаты.

КЕРАМИЧЕСКИЙ

Данный вид делится на два типа:

  1. Строительный,
  2. Облицовочный.

Строительный кирпич используется для возведения фундаментов, стен домов, печей и т.д., а облицовочный для отделки зданий и помещений. Такой материал больше подходит для строительства своими руками, так как он значительно легче силикатного.

Теплопроводность керамического блока определяется коэффициентом теплопроводности и численно равна:

  • Полнотелый – 0,6 Вт/м* оС;
  • Пустотелый кирпич — 0,5 Вт/м* оС;
  • Щелевой – 0,38 Вт/м* оС.

Средняя теплоемкость кирпича составляет около 0,92 кДж.

ТЕПЛАЯ КЕРАМИКА

Теплый кирпич — относительно новый строительный материал. В принципе, он является усовершенствованием обычного керамического блока.

Данный вид изделия значительно больше обычного, его размеры могут быть в 14 раз больше стандартных. Но это не очень сильно сказывается на общей массе конструкции.

Теплоизоляционные свойства практически в 2 раза лучше, по сравнению с керамическим кирпичом. Коэффициент теплопроводности приблизительно равен 0,15 Вт/м* оС.

Свойства теплой керамики

Блок теплой керамики имеет много мелких пустот в виде вертикальных каналов. А как говорилось выше, чем больше воздуха в материале, тем выше теплоизоляционные свойства данного строй-материала. Теплопотери могут возникать в основном на внутренних перегородках или же в швах кладки.

Сравнение с другими материалами

Среди материалов, способных составить конкуренцию кирпичу, существуют как натуральные и традиционные – дерево и бетон, так и современные синтетические – пеноплекс и газобетон.

Деревянные строения издавна возводились в северных и других отличающихся низкими зимними температурами районах, и это неспроста. Удельная теплоемкость дерева значительно ниже, чем у кирпича. Дома в этой местности строят из цельного дуба, хвойных пород деревьев, а также применяют ДСП.

Если дерево режут поперек волокон, коэффициент теплопроводности материала не превышает 0,25 Вт/М*К. Низкий показатель и у ДСП – 0,15. А наиболее оптимальным для строительства коэффициентом отличается древесина, разрезанная вдоль волокон – не более 0,11. Очевидно, что в домах из такого дерева достигается отличная сохранность тепла.

Таблица наглядно демонстрирует разброс в величине коэффициента теплопроводности кирпича (выражается в Вт/М*К):

  • клинкерный – до 0,9;
  • силикатный – до 0,8 (с пустотами и щелями – 0,5-0,65);
  • керамический – от 0,45 до 0,75;
  • щелевая керамика – 0,3-0,4;
  • поризованный – 0,22;
  • теплая керамика и блоки – 0,12-0,2.

При этом поспорить с деревом по уровню сохранения теплоты в доме может только теплая керамика и поризованный кирпич, которые также дороги и хрупки. Тем не менее, кирпичная кладка при возведении стен используется чаще, и не только по причине дороговизны цельного дерева. Деревянные стены боятся атмосферных осадков, выгорают на солнце. Не любит дерево и химических воздействий, к тому же древесина способна гнить и пересыхать, на ней образуется плесень. Поэтому этот материал требует специальной обработки до начала строительства.

Кроме того, огонь способен очень быстро разрушить деревянное строение, так как древесина отлично горит. В отличие от нее, большинство видов кирпича довольно устойчиво к воздействию огня, в особенности шамотный кирпич.

Что касается других современных материалов, для сравнения с кирпичом обычно выбирают пеноблок и газобетон. Пеноблоки – это бетон с порами, в состав которого входят вода и цемент, пенообразующий состав и затвердители, а также пластификаторы и другие компоненты. Композит не впитывает влагу, отличается высокой морозостойкостью, сохраняет тепло. Используется при возведении невысоких (в два-три этажа) частных построек. Теплопроводность равна 0,2-0,3 Вт/М*К.

Читайте также:
Стеклянные стеновые панели

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.

Удельная теплоемкость кирпича

Подбирая подходящий материал для проведения того или иного вида строительных работ, особое внимание следует обращать на его технические характеристики. Это касается и удельной теплоемкости кирпича, от которой во многом зависит потребность дома в последующей термоизоляции и дополнительной отделке стен.

Характеристики кирпича, которые влияют на его применение:

  • Удельная теплоемкость. Величина, определяющая количество тепловой энергии, необходимой для нагревания 1 кг на 1 градус.
  • Теплопроводность. Очень важная характеристика для кирпичных изделий, позволяющая определить количество передаваемого тепла со стороны комнаты на улицу.
  • На уровень теплопередачи кирпичной стены прямым образом влияют характеристики использованного для ее возведения материала. В тех случаях, когда речь идет о многослойной кладке, потребуется учитывать коэффициент теплопроводности каждого слоя в отдельности.

Керамический

Исходя из технологии производства, кирпич классифицируется на керамическую и силикатную группы. При этом оба вида имеют значительные отличия по плотности материала, удельной теплоемкости и коэффициенту теплопроводности. Сырьем для изготовления керамического кирпича, еще его называют красным, выступает глина, в которую добавляют ряд компонентов. Сформированные сырые заготовки подвергаются обжигу в специальных печах. Показатель удельной теплоемкости может колебаться в пределах 0,7-0,9 кДж/(кг·K). Что касается средней плотности, то она обычно находится на уровне 1400 кг/м3.

Среди сильных сторон керамического кирпича можно выделить:

1. Гладкость поверхность. Это повышает его внешнюю эстетичность и удобство укладки.
2. Стойкость к морозу и влаге. В обычных условиях стены не нуждаются в дополнительной влаго- и термоизоляции.
3. Способность переносить высокие температуры. Это позволяет использовать керамический кирпич для возведения печей, мангалов, жаропрочных перегородок.
4. Плотность 700-2100 кг/м3. На эту характеристику непосредственно влияет наличие внутренних пор. По мере увеличения пористости материала уменьшается его плотность, и возрастают теплоизоляционные характеристики.

Силикатный

Что касается силикатного кирпича, то он бывает полнотелым, пустотелым и поризованным. Исходя из размеров, различают одинарные, полуторные и двойные кирпичи. В среднем силикатный кирпич обладает плотностью 1600 кг/м3. Особенно ценятся шумопоглощающие характеристики силикатной кладки: даже если речь идет о стене небольшой толщины, уровень ее звукоизоляции будет на порядок выше, чем в случае применения других типов кладочного материала.

Облицовочный

Отдельно стоит сказать об облицовочном кирпиче, который с одинаковым успехом противостоит и воде, и повышению температуры. Показатель удельной теплоемкости этого материала находится на уровне 0,88 кДж/(кг·K), при плотности до 2700 кг/м3. В продаже облицовочные кирпичи представлены в большом многообразии оттенков. Они подходят как для облицовки, так и для укладки.

Читайте также:
Экологически чистый утеплитель

Огнеупорный

Представлен динасовыми, карборундовыми, магнезитовыми и шамотными кирпичами. Масса одного кирпича довольно большая, по причине значительной плотности (2700 кг/м3). Самый низкий показатель теплоемкости при нагревании у карборундового кирпича 0,779 кДж/(кг·K) для температуры +1000 градусов. Скорость нагревания печи, уложенной из этого кирпича, значительно превышает нагрев шамотной кладки, однако охлаждение наступает быстрее.

Из огнеупорного кирпича обустраиваются печи, предусматривающие нагревание до +1500 градусов. На удельную теплоемкость данного материала большое влияние оказывает температура нагрева. К примеру, тот же шамотный кирпич при +100 градусах обладает теплоемкостью 0,83 кДж/(кг·K). Однако, если его нагреть до +1500 градусов, это спровоцирует рост теплоемкости до 1,25 кДж/(кг·K).

Зависимость от температуры использования

На технические показатели кирпича большое влияние оказывает температурный режим:

Варианты замены холодного остекления на теплое

Строительные компании часто оборудуют новостройки оконными системами холодного типа. Подобные системы предназначены прежде всего для защиты помещения от прямого воздействия атмосферных осадков и попадания с улицы разного рода мусора. Термоизоляция холодного остекления минимальна, что подразумевает значительные потери тепла зимой и максимальный прогрев летом. Фактически, помещения, остекленные холодными системами, пригодны к проживанию только в теплое время года. Чтобы комфортно использовать жилплощадь вне зависимости от климатических условий, необходимо устанавливать теплое остекление.

  1. Что такое теплое остекление
  2. Когда нужно производить замену
  3. Преимущества замены
  4. Разновидности теплого остекления – как не ошибиться при выборе
  5. Как выбрать теплое остекление
  6. Монтаж теплого остекления
  7. Замена стеклопакетов на теплые в стоечно-ригельной системе без изменения фасада
  8. Утепление витражной системы с изменением фасада
  9. Утепление витражной системы без изменения фасада
  10. Стоимость

Что такое теплое остекление

По сути, это комплекс мероприятий, направленных на уменьшение теплопотерь световыми проемами (окна, балконы, лоджии, витражные конструкции и т.д.), который включает в себя следующие работы:

  • Монтаж стеклопакетов с высокими теплоизоляционными показателями. Холодные системы, как правило, имеют всего одно стекло в блоке, и конструкция таких блоков часто не предназначена для установки многослойного стеклопакета.
  • Для исключения промерзания створок и каркаса, выполняется либо их дополнительная термоизоляция, либо полная замена на более теплые.
  • В зависимости от местоположения и конструкции остекляемого помещения, может быть установлено непрозрачное заполнение, например, сэндвич панели, стеклопакеты с зеркальной тонировкой, ячеистый поликарбонат и т.п.
  • В обязательном порядке выполняется герметизация всех стыков и примыканий.

Помимо этого, желательно уделить внимание утеплению пола и потолка. В некоторых случаях необходима установка дополнительных точек отопления. Данная процедура позволит исключить намерзание и конденсат в тех местах, где ваше теплое остекление будет примыкать к холодному остеклению соседей.

Установлен инфракрасный пленочный теплый пол

Когда нужно производить замену

Прежде всего это касается тех случаев, когда была приобретена жилплощадь с холодным остеклением или вообще без него (например, балкон или лоджия). В зимний период отопить такие помещения достаточно трудно, не говоря о конденсате, обмерзании, сквозняках и прочих факторах, делающих невозможным комфортное проживание в квартире или ее части. Недостаточная эффективность теплых систем, уже установленных в помещении, также может послужить причиной их замены.

Читайте также:
Функционал и рабочие параметры индукционных котлов

Преимущества замены

Положительные факторы установки теплых систем остекления:

  • За счет утепления лоджии или балкона появится дополнительная жилплощадь в квартире;
  • Герметичное примыкание элементов конструкции исключает появление сквозняков;
  • Станет теплей в комнатах, примыкающих к балкону или лоджии, что будет способствовать улучшению микроклимата квартиры в целом;
  • Створки в энергосберегающих системах комплектуются фурнитурой с функцией микропроветривания и защитой от детей;
  • Отсутствие потеков, конденсата и скоплений сырости вне зависимости от сезонных изменений климата;

Преимущества, перечисленные выше, касаются базовых вариантов замены. Помимо этого, возможен подбор цвета и фактуры в соответствии с дизайном остекляемого помещения, установка тонированных стекол, триплекс пакетов повышенной прочности и многое другое.

Такие стеклопакеты устанавливают на панорамных лоджиях, для дополнительной защиты

Разновидности теплого остекления – как не ошибиться при выборе

В зависимости от материала можно выделить следующие разновидности:

  • Наиболее распространено утепление световых проемов металлопластиковыми конструкциями. Это обусловлено их практичностью, сравнительно простым монтажом и низкой стоимостью.
  • Сооружения из теплого алюминиевого профиля. Надежный и долговечный вариант, к тому же позволяет реализовывать различные дизайнерские решения как в плане формы, так и цвета (доступна вся палитра RAL). Отлично красится порошковыми материалами: возможно нанесение матового, глянцевого и фактурного покрытия. Однако, алюминиевые теплые системы стоят значительно дороже, чем пластиковые, что и объясняет их меньшую популярность.
  • Деревянные конструкции. Системы, изготовленные по современным технологиям, привлекательно выглядят, отлично сохраняют тепло и устойчивы к воздействиям внешней среды. К тому же, это самый природный материал для остекления из всех существующих на современном рынке. Однако популярностью данный вариант не пользуется. В основном из-за высокой стоимости, меньшей практичности (сравнительно с пластиком и алюминием), ограниченной вариативности дизайна и области применения.

Как выбрать теплое остекление

На выбор прежде всего влияют такие факторы, как климат, особенности утепляемого сооружения и финансовые возможности заказчика.

Когда речь идет об установке блоков в пустые проемы жилых помещений, самый доступный вариант – металлопластиковые конструкции. На большей территории отечественных широт этого достаточно, если правильно подобрать формулу стеклопакета и тип профиля.

Алюминиевое остекление уместно в случае индивидуальной неприязни к ПВХ-остеклению, если этого требует дизайн помещения или недостаточно теплоизоляционных свойств прочих материалов. Особенности алюминиевого профиля позволяют изготовить конструкцию, энергосберегающие качества которой будут эффективны практически в любых климатических условиях.

Монтаж теплого остекления

Рассмотрим наиболее распространенные виды остекления, подлежащие замене, и варианты необходимых для этого работ.

Замена стеклопакетов на теплые в стоечно-ригельной системе без изменения фасада

Процесс включает в себя следующие мероприятия:

  1. Снимаем декоративные накладки с внешней стороны фасада;
  2. Демонтируем профили, прижимающие стекла;
  3. Извлекаем стекла из оконных проемов;
  4. Устанавливаем термоизоляционную вставку в паз в каркасе;
  5. Вставляем стеклопакеты в проемы;
  6. Герметизируем стыки рам и стеклопакетов бутиловой лентой;
  7. Прикручиваем планки фиксации стекол, снятые во втором пункте;
  8. В зависимости от толщины установленного стеклопакета подбираем и устанавливаем компенсаторные профили, монтаж производится в пазы фиксирующих планок;
  9. Монтируем декоративные накладки, снятые в первом пункте.

Остается герметизировать стеклопакет сверху. Для этого используется гибридный полимер и специальный Z-образный профиль.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: