Mebelgeometry.ru

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

Коэффициент теплопроводности пеноблока

Какой коэффициент теплопроводности у пенобетона

Рисунок — 1 пенобетонные блоки

Каждый стеновой материал отличается структурой, которая влияет на прочность, плотность и энергосбережение, характеризующееся скоростью передачи тепловой энергии. От этого показателя зависит насколько долго будет удерживаться тепло в доме, поэтому при выборе строительного материала в первую очередь следует брать в учет это свойство. Сегодня стены и внутренние перегородки возводятся из пенобетона, теплопроводность которого зависит от пористости структуры и насыщенности воздушными пузырьками.

Сфера применения

На западе пенобетон активно используется на протяжении нескольких десятилетий, у нас же он появился сравнительно недавно, но уже успел приобрести отличную репутацию как достойная альтернатива классическим стройматериалам. Единственным значимым недостатком можно считать меньшую прочность, поэтому в многоэтажном строительстве бетон и кирпич остаются вне конкуренции.

Рекомендуется применять пенобетон при строительстве дома не выше двух этажей

Применение комбинации «бетонный каркас + пеноблоки» предоставляет возможность возводить здания высотой более двух этажей, но такой вариант встречается редко. Основная же сфера использования пенобетона – малоэтажное строительство: дома, гаражи, подсобные помещения, здания коммерческого и промышленного назначения.

Виды пенобетонных блоков по тепловой проводимости

В зависимости от плотностных значений, пеноблоки объединяются в три подгруппы:

  • теплоизоляционные (марки от Д300 до Д500);
  • конструкционные (марки от Д900 до Д1200);
  • конструкционно-теплоизоляционные (марки от Д600 до Д800).

Дополнительная информация. Д — обозначение плотности материала в кг/кубометр.

Вспененный бетон первого типа имеет проводимость тепла от 0,08 до 0,12, Вт*м* град.С. Изделия этих марок служат только для тепловой изоляции сооружений (в качестве дополнительного слоя для изоляционного контура стен), поскольку имеют наиболее пористую структуру из всех видов блоков.

Второй вид пенобетонов — конструкционный — обладает теплопроводностью диапазоне от 0,24 до 0,38 Вт*м* град.С.

Они отличаются слабой способностью сохранять тепловую энергию, но при этом являются очень прочным материалом, а также обладают повышенным пределом сжатия.

Благодаря таким свойствам, конструкционные блоки применяются чаще для возведения многоэтажных построек, фундаментов и несущих стен и перегородок, подполья, подземных гаражных боксов. Для того, чтобы максимально увеличить прочность, блоки можно армировать фибровым волокном.

Третий вид пенобетоновых блоков характеризуется средними значениями показателя теплопроводности — он варьируется от 0,11 до 0,18 Вт*м* град.С., а также обладает неплохими теплоизоляционными свойствами. Место его использования — ограждения несущего характера.

Зависимость теплопроводности от плотности

Воздух является эффективным природным теплоизоляционным материалом. Пеноблоки имеют ячеистую структуру, благодаря которой этот блочный строительный материал обладает низким коэффициентом теплопроводности. Показатель намного ниже, чем у бетона или кирпича и равен 0.08 Вт/мС. Для рядовых пользователей, эти показатели ни о чем не говорят, поэтому приведем такой сравнительный пример. Чтобы получить стену, которая будет иметь показатель теплопроводности 0.18 Вт/м0 С, понадобятся пенобетонные блоки марки D700 (размеры 588х300х188).Чтобы добиться таких же показателей теплопроводности для шлакоблоков понадобится сделать толщину стены 108 см, а для красного кирпича 140 см.

Важно! Когда рассчитывается коэффициент теплопереноса, необходимо учитывать плотность, которая обозначается буквой D. Например, маркировка D 900 означает, что 1 кубометр пенобетонных блоков весит 900 кг.

Коэффициент теплопроводности пенобетона изменяется в зависимости от плотности и прочности материала. Самые легкие с меньшей прочностью блоки применяют для теплоизоляции стены здания и постройки межкомнатных перегородок. Для этого подходят блоки с плотностью 400-500 кг/м3. Производится пенобетон с высокой плотностью – 1000-1200 кг/м3. Благодаря уменьшению размера ячеек внутри блоков структура становится более плотной. Такой стройматериал подходит для постройки несущих стен 1-2 этажных зданий, но хуже сохраняет тепло. Пеноблоки средней плотности 600-700 кг/м3 теплостойкие и способны выдержать нагрузку перекрытий.

Виды пеноблоков

Пенобетон производят по единой технологии путем смешивания основных компонентов, разливки смеси в формы, сушки под давлением и высокой температурой в автоклаве, дальнейшей нарезки и складирования. Производство осуществляется по единой технологии, но вот состав раствора для заливки может быть разным. Чем меньше пенообразователя добавлено в смесь, тем более плотным и прочным, тяжелым получится материал.

Но за счет уменьшенного числа пор способность сохранять тепло у такого материала понижается пропорционально уменьшению количества пустот в структуре. По уровню плотности (а значит, и весу, прочности, теплопроводности) пенобетон делят на три основных категории – для теплоизоляции, строительства и комбинированный тип.

Основные виды пенобетонных блоков:

  1. Конструкционные (марки D900-1200) – плотность и вес, прочность максимальные за счет малого количества пор в структуре, можно использовать материал для кладки фундамента, создания цокольных этажей, несущих конструкций. Теплопроводность самая высокая, в диапазоне 0.29-0.38 Вт/м*К. Блоки предполагают обязательное проведение мероприятий по теплоизоляции.

  1. Конструкционно-теплоизоляционные (марки D500-800) – блоки демонстрируют средние показатели теплопроводности, плотности, прочности. Используются для кладки несущих стен, внутренних перегородок. Самый популярный материал на рынке, который чаще всего применяется в строительстве, особенно жилых зданий. Способность сохранять тепло средняя – теплопроводность в диапазоне от 0.15 до 0.29 Вт/м*К.
  2. Теплоизоляционные (марки D100-400) – применяются исключительно с целью утепления, наименее плотные и прочные, с самым небольшим значением теплопроводности (показатель на уровне 0.09-0.12 Вт/м*К). В структуре материала содержится максимальное число ячеек с воздухом. Строить здания и класть стены из материала нельзя, он выступает только теплоизоляционным слоем.
Читать еще:  Устройство ходов на чердаке

Технические характеристики блоков

ВидПрочность на сжатиеМарка пенобетона по средней плотностиКоэффициент теплопроводности
Теплоизоляционный стеновой контурB 0,75D4000,09-0,10
B 1D5000,10-0,12
Несущие и теплоизоляционные пеноблокиB 2,5D6000,13-0,14
B 3,5D7000,15-0,18
B 5D8000,18-0,21
B 7,5D10000,23-0,29
Несущие стеныB 10D11000,26-0,34
B 12,5D12000,29-0,38

Виды пеноблоков

При изготовлении блоков из пенобетона используется одна и та же технология, однако состав смеси может меняться. Чем меньше в него будет входить специального пенообразующего вещества, тем плотнее и прочнее в результате будет строительный материал. Однако в наиболее прочных пеноблоках с высокой плотностью раствора количество пор значительно ниже, соответственно способность проводить тепло увеличивается. По эксплуатационным характеристикам все марки пеноблока делятся на следующие виды:

  • ·Конструкционные. Материал с наибольшей плотностью и самыми лучшими прочностными характеристиками, который можно использовать для кладки фундамента, несущих конструкций, цокольных этажей. К данной группе относят марки Д 1100, Д1200.

  • ·Конструкционно-теплоизоляционные. Они имеют среднюю плотность и чаще всего применяются для кладки стен и перегородок. В группу входят следующие марки: Д600, Д700, Д800, Д1000. Данная группа является наиболее востребованной на рынке строительных материалов, так как сочетает в себе достаточно высокую прочность и способность удерживать тепло.
  • ·Теплоизоляционные. Данный вид наименее прочен и используется только для утепления здания. К группе относят блоки с маркировкой Д400, Д500.

Ниже находится таблица, в которой все марки пенобетона распределены по группам предназначения и указан класс прочности и аналогичная маркировка бетона.

Что представляет собой пенобетон

Давайте, для начала, кратко познакомимся с самим материалом, и разберемся в его основных свойствах, ведь коэффициент теплопроводности пенобетона неразрывно связан со многими значениями иных характеристик.

Пенобетон – пористый материал, являющийся представителем ячеистых бетонов. Состоит он из смеси песка, воды, цемента и пенообразователя, который вызывает вспучивание раствора — и, как следствие, образование ячеек.

Пористая структура во многом определяет основной набор свойств, который мы сейчас и рассмотрим.

Минимальное значение для неавтоклавного пенобетона составляет В0,5, а максимальное (для автоклавного) – В12,5.

В соответствии с требованием технической документации, минимальное значение должно составлять не менее 25 циклов, что касается исключительно материала, предназначенного для возведения наружных конструкций.

А вот, например, для теплоизоляционных изделий и перегородочных марка не установлена вовсе.

Также стоит сказать о том, что пенобетон имеет достаточно широкую классификацию. Материал разделяется на виды в зависимости от: типа кремнеземистого компонента, типа вяжущего, метода твердения, показателя плотности.

Пенобетон выпускается, как становится очевидным, не только в жидком виде, но и в форме различных изделий, которые обладают различными характеристиками и имеют разную область применения. Это — панели, блоки, плиты, перемычки и многое другое.

Пенобетонные блоки

Пенобетон — это разновидность ячеистого бетона. Он создается путем равномерного распределения пузырьков воздуха по всей массе бетона. В отличие от газобетона, пенобетон получается не при помощи химических реакций, а посредством механического перемешивания предварительно приготовленной пены с бетонной смесью.

Новые технологии дают возможность получать неавтоклавный пенобетон с пониженным водотвёрдым отношением, благодаря чему его отпускная влажность и соответственно коэффициент теплопроводности будут ниже, чем у автоклавного ячеистого бетона при равных средних плотностях. Основными положительными качествами ячеистого бетона неавтоклавного твердения являются его дешевизна, экологическая чистота, высокая противопожарная устойчивость, простота технологии по сравнению с ячеистыми бетонами автоклавного твердения и тем более по сравнению с традиционными строительными материалами.

Такой материал, как пенобетон, приближает нас к уровню стран с аналогичными природно-климатическими условиями (Канада, Швеция и др.) по нормам расходования энергии на отопление жилья. В итоге дома, квартиры становятся конкурентоспособной продукцией, соответствующей принятым в развитых странах нормам.

Физические характеристики

Пена может производиться или с помощью пеногенератора, или в бароустановке. Здесь мы рассмотрим основные характеристики пенобетона и сравним его с другими материалами.

Вид пенобетонаМарка пенобетона по средней плотностиПенобетон
класс по прочности на сжатиемарка по морозостойкости
ТеплоизоляционныйD400B0,75Не нормируется
D500B1Не нормируется
Конструкционно-теплоизоляционныйD600B2,5От F15 до F35
D700B3,5От F15 до F50
D800B5От F15 до F75
D1000B7,5От F15 до F50
КонструкционныйD1100B10
D1200B12,5

Бетоны подразделяют па КЛАССЫ: ВО,5, В2,5. В60, которые определяются величиной гарантированной прочности на сжатие. При производстве важно знать среднюю прочность — МАРКУ, которые бывают М5 . М600 и выше.

Приблизительно перевести КЛАСС бетона в МАРКУ можно, разделив класс на 0,77, умножив результат на 10 и округлив до 5 в последней цифре. Например, В1 = М15. Ееть ещё ГОСТ 25192-82 по маркам и классам.

Теперь смотрим табличку выше и видим, что для пенобетона марки 600 установлен средний класс по прочности на сжатие В2, Т.е. (2/0,77)* 10=26. Таким образом, получается марка пенобетона М26.

Марка — это показатель прочности, обозначается «М» с цифровым значением. Цифры показывают, какую нагрузку на 1 см2 может выдержать изделие. Например, марка 100 (М100) обозначает, что изделие гарантированно выдержит нагрузку в 100 кг на 1 см2. Получаем что пенобетон плотностью 600может выдержать нагрузку 26кг на 1 см2.

Морозостойкость бетона — способность сохранять свои свойства при многократном переменном замораживании и оттаивании. Морозостойкость бетона характеризуют соответствующей маркой по морозостойкости F — это минимальное количество циклов замораживания и оттаивания образцов бетона.

Теплоизоляция стен из пенобетона и варианты их строительства

Пенобетон, как строительный материал, стал, востребован в России после вступления в силу СНИП 2-3-79. В нем были определены новые нормы по теплоизоляции стен, по которым, например, минимальная толщина кирпичной стены должна быть около 2 метров. Естественно, что строить дома с такими стенами экономически невыгодно и строители стали искать материал на замену кирпичу.

Этот материал должен был обеспечивать хорошую теплоизоляцию, быть экологически чистым и долговечным. Всем этим требованиям отвечает пенобетон, и по этой причине спрос на этот материал в настоящее время непрерывно растет.

Итак, в данной статье мы рассчитаем необходимую толщину наружной стены, при её строительстве одним из 2-х наиболее популярных вариантов: кирпич-пенобетон или оштукатуренный пенобетон. Пенобетон в стене может быть различной плотности, мы рассчитаем варианты стены для плотностей 600, 800 и 1000кгкуб.м. Также, на основе примера расчета необходимой толщины стены в данной статье, Вы сможете, в будущем, рассчитывать толщину любой стены, из любых, материалов самостоятельно.

Что нужно знать для расчета:

1. Теплотехнические характеристики всех материалов, из которых будет состоять стена: У каждого строительного материала есть теплотехнические характеристики. Это теплопроводность или сопротивление теплопередаче (величина обратная теплопроводности). Эти коэффициенты, необходимые для расчета теплопотерь, показывают какая мощность теряется каждым квадратным метром наружной поверхности конструкции при ее толщине в 1м и разницей температур между наружной и внутренней поверхностью в 1 градус (kt=ватт/(m*t)). Данные для многих материалов приведены в СНИП 2-3-79.

2. ГСОП (Градусо-сутки отопительного периода, град.С в сут.) Данный показатель можно рассчитать по формуле из СНИП 2-3-79, а можно просто взять из справочника. Например, для Москвы и Санкт-Петербурга он менее 6000.

3. Сопротивление стены теплопередаче Оно зависит от ГСОП и берется из СНИП. В нашем случае, при ГСОП 6000, сопротивление теплопередаче у стены должно быть не менее 3,5 (град.С*кв.м./Вт).

Итак, наша стена должна иметь суммарное сопротивление теплопередаче не менее 3,5 (град.С*кв.м./Вт), т.к. каждый слой имеет свое сопротивление теплопередаче, то сопротивление всей стены, согласно СНИП 2-3-79, измеряется как сумма сопротивлений слоев. Также нам понадобится коэффициент теплопроводности Вт/(м*град.С) всех материалов используемых для стены:

1. кирпич лицевой М-150 – 0,56
2. пенобетон плотность 600 – 0,14
3. пенобетон плотность 800 – 0,21
4. пенобетон плотность 1000 – 0,29
5. штукатурка – 0,58

Ниже следует расчет пенобетонного слоя для 2-х вариантов стен: 1-й вариант стены: облицовочный кирпич (250х120х65) + пенобетон (х мм)+ штукатурка (20мм)

Рассчитаем, какая толщина пенобетона нужна.
Толщина кирпича в стене, при обычной укладке, 120мм. Разделим толщину в метрах на теплопроводность 012/0,56 и получим сопротивление теплопередаче кирпичного слоя 0,21. Толщина штукатурки 20мм, следовательно её сопротивление теплопередаче равно 0,02/0,58=0,03.

Рассчитаем толщину пенобетонного слоя:

Плотность пенобетонаФормулаРезультат — требуемая толщина слоя
600х=(3,5-0,21-0,03)*0,14450мм
800х=(3,5-0,21-0,03)*0,21680мм
1000х=(3,5-0,21-0,03)*0,29940мм

2-й вариант стены: штукатурка (20мм)+ пенобетон (х мм)+ штукатурка(20мм) Толщина штукатурки (суммарная) 40мм, следовательно её сопротивление теплопередаче 0,06. Соответственно толщина пенобетонного слоя должна быть:

Плотность пенобетонаФормулаРезультат — требуемая толщина слоя
600х=(3,5-0,21-0,03)*0,14480мм
800х=(3,5-0,21-0,03)*0,21720мм
1000х=(3,5-0,21-0,03)*0,291000мм

Здесь рассчитана необходимая толщина стены для соответствия теплопроводности по СНИП 2-3-79, учитывая различные варианты укладки стен. Если вам что-то непонятно или у вас возникли вопросы — пишите на форум.

Для расчета взяты коэффициенты в сухом состоянии.

Коэффициент расчетный для плотности 600 — 0.22, для плотности 800 — 0.33, тогда толщина стены согласно расчетов равна:
плотность 600 (3.5-0.21-0.03) х0.22= 0.717 м
плотность 800 (3.5-0.21-0.03) х0.33= 1.076 м

Сравнение с другими материалами

Ниже находится таблица, где приводятся сравнительные данные по теплопроводности пенобетона и других строительных материалов.

Пенобетонные блоки можно класть на клей, это уменьшает «мостики холода» и, соответственно, теплопотери.

МатериалПлотность, кг/м 3Теплопроводность, Ккал/м 3 г°С
Мрамор27002,9
Бетон24001,3
Пористый глиняный кирпич20000,8
Пенобетон12000,38
Пенобетон10000,23
Пенобетон8000,18
Пенобетон6000,14
Пенобетон4000,10
Пробка1000,03
Минеральная вата1000,032
Пенополистирол250,030
Пенополистирол350,022

Преимущества пенобетона

Пенобетон является Нестареющим и практически вечным материалом, не подверженным воздействию времени. Он не гниет, обладает прочностью камня. Повышенная прочность на сжатие позволяет использовать при строительстве изделия с меньшим объёмным весом, что ещё более увеличивает термическое сопротивление степы.

Благодаря высокому термическому сопротивлению здания из пенобетона способны аккумулировать тепло, что при эксплуатации позволяют снизить расходы на отопление на 20-30%.

Пенобетон предотвращает значительные потери тепла зимой, не боится сырости, помогает избежать слишком высоких температур летом, регулирует влажность воздуха в комнате путём впитывания и отдачи влаги, тем самым, способствуя созданию благоприятного микроклимата (микроклимат деревянного дома).

Небольшая плотность и лёгкость пенобетона, большие размеры блоков по сравнению с кирпичом позволяют в несколько раз увеличить скорость кладки. Легкость в обработке и отделке позволяет быстро прорезать каналы и отверстия под электропроводку, розетки трубы. Простота кладки достигается высокой точностью линейных размеров, допуск составляет +/- 1 мм.

Пенобетон обладает относительно высокой способностью к поглощению звука. В зданиях из ячеистого бетона обеспечиваются действующие требования по звукоизоляции.

При эксплуатации пенобетон не выделяет токсичных веществ и по своей экологичности уступает только дереву. Для сравнения: коэффициент экологнчности ячеистого бетона — 2; дерева — 1; кирпича — 10; керамзитовых блоков — 20.

Благодаря хорошей обрабатываемости, из пенобетона можно изготовить разнообразные формы углов, арок, пирамид, что придаст Вашему дому красоту и архитектурную выразительность.

Высокая геометрическая точность размеров изделий позволяет осуществить кладку блоков на клей, избежать «мостиков холода» в стене и значительно уменьшить толщину внутренней и наружной штукатурки. Вес пенобетона меньше до (87%), чем у тяжелого бетона. Значительное снижение веса приводит к значительной экономии на фундаментах.

Изделия из пенобетона надёжно защищают от распространения пожара и соответствуют нерпой степени огнестойкости, что подтверждено соответствующими испытаниями. Таким образом, он хорошо подходит для применения в огнестойких конструкциях. При воздействии источника тепла, например, паяльной лампы, на поверхность бетона он не расщепляется и не взрывается, как это происходит с тяжелым бетоном. В результате арматура защищена от нагревания. Тесты показывают, что пенобетон толщиной 150мм защищает от пожара в течение 4 часов.

Благоприятное соотношение веса, объёма и упаковки делает пенобетон удобным для транспортировки, и позволяет полностью использовать мощности как автомобильного, так и железнодорожного транспорта.

Пенобетон можно применять не только в виде блоков, но заливать им крыши, полы, утеплять трубы, изготавливать сборные блоки и панели. Так же из пенобетона более высокой плотности-можно заливать этажные перекрытия и фундаменты.

Технология кладки пеноблоков

Даже если при кладочных работах применяется клей, первый ряд укладывается с применением цементно-песчаного раствора, при этом поверхность основания покрывается при помощи рулонной гидроизоляции. Изначально устанавливаются блоки по углам, далее по ним натягивается шнур, который является ориентиром. В ходе работ, кладка постоянно проверяется при помощи уровня, а выравнивание осуществляется при помощи резиновой киянки. Армирование требуется для каждого 4-го ряда кладки (для этого используется сетка или арматура из металла или стеклопластика). Арматура закладывается в специальные штробы, которые создаются на поверхности кладки. В дальнейшем эти штробы нужно заполнить кладочным клеевым составом.

Для правильного выполнения кладки пеноблочных стен, рекомендуется руководствоваться определенными правилами:

  • Замешивание кладочного клея осуществляется небольшими порциями, которые используются на протяжении 30-60 мин.
  • Второй и последующие ряды кладки выполняются с перевязкой в половину блока.
  • Оптимальная температура для кладочных работ равняется 5-25 градусам. При более высоких температурах пеноблоки требуют дополнительного увлажнения.
  • Кладочный клей наносится зубчатым шпателем, способствующего формированию ровных, одинаковых швов по всей длине.
  • Если нужно, блок подгоняется под размер при помощи распила (для этого используется обычная ножовка).
  • При помощи отвеса осуществляется точная проверка вертикали кладки.

Определение толщины стен из пеноблоков

Для того, чтобы определить какой толщиной должна обладать пенобетонная стена, чтобы обеспечить допустимый уровень прочности и достаточную теплоизоляция дома, рекомендуется произвести тщательные теплофизические и прочностные расчеты. В основу расчета возьмем пенобетон с применимой плотностью D600.

Не вдаваясь в сложнейшие расчеты, отметим, что при габаритах сооружения в 10х10 м каждые 100 мм толщины стены могут выдержать нагрузку в 10 тонн. При этом плиты перекрытий, кровля и стены второго этажа весят не более 15-18 тонн. Прибавив общий вес всех обиходных предметов, которые будут находиться на втором этаже, возможную снеговую нагрузку, учитывая дефекты кладки и предусмотрев физический износ стройматериалов в процессе эксплуатации, можно смело заложить в проект толщину стены из пеноблоков в 300 мм.

Теперь проанализируем способность подобной толщины обеспечивать должный уровень теплоизоляции дома.

Для точного расчета теплового сопротивления используют коэффициент теплопроводности пенобетона D600, равный 0,14 Ккал/м 2 ч о С. Чтобы обеспечить необходимый уровень теплоизоляции стена должна иметь тепловое сопротивление в R=3,14.

Воспользовавшись формулой R = d/λ, где d — расчетная толщина стены, а λ – теплопроводность, легко определить d. В нашем случае расчетная толщина стены приблизительно равна 450 мм. Впрочем, подобное тепловое сопротивление рассчитывается исходя из температуры 40 о С. При этом если учесть использование дополнительных средств теплоизоляции и достаточно редкие морозы, то толщина стены в 300 мм будет самой оптимальной.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector