Теплопроводность дерева и газобетона: Сравнение газобетона с кирпичом и деревом

Содержание

расчет стены, сравнение с другими материалами, характеристики

В течение многих десятилетий и даже веков в строительстве отдавалось предпочтение кирпичу, как самому износоустойчивому, прочному и долговечному кладочному материалу. Никто и не оспаривает его достоинств, но при строительстве малоэтажного жилья совсем другие приоритеты. Вряд ли кому-то нужна «крепость» в прямом смысле слова. Главное, чтобы ограждающие конструкции как можно лучше сопротивлялись теплопередаче, с чем успешно справляются ячеистые бетоны. Коэффициент теплопроводности газобетона позволяет строить теплые комфортные частные дома без дополнительного утепления. При этом стены получаются достаточно прочные и долговечные со сроком эксплуатации от 100 лет и выше, срок эксплуатации до первого ремонта от 50 лет.

Активное использование газоблоков в отечественном строительстве началось с середины 20 века, после того, как в Европе смогли создать бетонные панели с плотностью, сниженной до 300 кг/м³.

При этом в нашей стране была наработана прогрессивная научно-техническая база по производству и применению газобетона. С началом перестройки была даже принята программа по созданию систем эффективного строительства из автоклавных ячеистых бетонов, и увеличения объёмов их производства путём строительства новых заводов-изготовителей.

В то время выпускали блоки только плотностью 600-700 кг/м³, но девиз программы гласил, что при 7-кратном увеличении количества выпускаемой продукции нужно стремиться к 2-х кратному снижению плотности, что автоматически влекло и снижение теплопроводности газоблока.

С развалом Советского Союза и закрытия многих производственных площадок весь опыт наших инженеров остался на бумаге. Уже в 2000х годах начинают открываться на территории России коммерческие производства с патентами и оборудованием западных компаний. Их число продолжает расти, а это значит, что продукция пользуется спросом и качество построенного из газобетона жилья оказалось на высоте.

Именно поэтому теплопроводность и другие характеристики газоблока так интересуют потенциальных застройщиков.

Технология его производства несколько схожа с получением силикатного кирпича: компоненты те же — только к цементу, песку и извести добавляются ещё ингредиенты, провоцирующие процесс порообразования. Это алюминиевая пыль или паста, а также сульфат и гидроксид натрия, взаимодействие которых запускает химическую реакцию с высвобождающимся кислородом.

При этом блоки не подвергаются прессованию, так как требуется получить не максимально плотные, а наоборот, воздухонаполненные изделия. Созревание бетона происходит в автоклавах – камерах, где он в течение 12 часов обрабатывается подаваемым под давлением высокотемпературным паром. Это обеспечивает ускоренное твердение камня и более высокую, чем при естественной гидратации прочность.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

На заметку: В процессе автоклавирования в бетоне образуется новый минерал под названием тоберморит (силикат кальция), который встречается в составе камня базальтовых пород и портландцементе. При реакции с водой он принимает участие в связывании цемента, что позволяет получить более высокую прочность.

По этой причине преимущество на стороне автоклавного газобетона, и обсуждая его характеристики, мы по умолчанию будем вести речь именно о нём.

Представляем таблицу с перечнем положительных свойств газобетона и его недостатков:

Достоинства Недостатки
Низкий коэффициент теплопроводности газоблока. Зависит от марки изделия по плотности, но в среднем составляет 0,14 Вт/м*С, что втрое меньше, чем у керамзитобетона и в 6 раз – чем у полнотелого кирпича. Применяемость. Характеристики, безусловно являющиеся достоинствами материала, можно рассматривать и как недостатки. В частности, из-за относительно невысокой прочности ограничена применяемость поризованного бетона в многоэтажном строительстве. Здесь их используют только для заполнения пролётов несущих каркасов из железобетона.
Теплоемкость газобетона. Цифра характеризует количество тепла, необходимого, чтобы нагреть материал на 1 градус. При условии влажности, не превышающей 5-6%, теплоемкость газобетона d400 составляет не более 1,10 кДж/кг, в абсолютно сухом состоянии — до 0,84, как и у кирпича. Повышенная чувствительность к влаге. Наличие открытых пор делает камень гигроскопичным, а это требует принятия мер для защиты стен от воздействия паров и насыщения водой. Этот недостаток легко нивелируется за счёт правильного структурирования стенового пирога.
Сопротивление теплопередаче газобетона d500 (среднее значение). Чем выше цифра, тем лучше слои материала сопротивляются отдаче тепла. Составляет 2,67 м²*С/Вт при толщине стены 300 мм. Для примера, у кирпичной стены в два кирпича эта цифра составляет всего 1,09 м²*С/Вт. Трещиностойкость. Газобетон – материал довольно хрупкий, и сильно реагирует на перепады температуры и влажности. В результате возникающих напряжений появляются трещины, которые хоть и не ослабляют прочность кладки, но портят её внешний вид. Именно поэтому для ячеистобетонной кладки предусматривают наружное утепление – а не потому, что
теплоизоляционные свойства газобетона
не позволяют без него обойтись. Примечание: Однако трещины могут появляться и из-за недостаточно жёсткого основания. Поэтому фундаменты для газобетонных домов всегда нужно проектировать в монолите.
Геометрия блоков на самом высоком уровне. Погрешности в параметрах составляют не более 2 мм, что позволяет производить монтаж на тонкий слой клея. При наличии у блоков пазогребневых соединений, вертикальные клеевые швы и вовсе отсутствуют. Морозостойкость. Чем ниже прочность бетонного камня, тем меньше циклов заморозки и оттайки он выдерживает. Газобетон D600 соответствует классу прочности В2,5, что обеспечивает только 25 циклов. Но это распространяется только на незащищённый от увлажнения материал — а в таких условиях даже и кирпич не всегда служит дольше.
Трудоёмкость и скорость возведения стен. Благодаря малому весу и крупному формату блоков, в процессе кладки не приходится пользоваться грузоподъёмными механизмами. Работа продвигается быстро, 1 м² кладки в час – это в 4 раза быстрее, чем с использованием кирпича. Ограничения по выбору материалов для утепления и внешней отделки. Чтобы дать пару беспрепятственно проходить через кладку, не конденсируясь в её толще,
коэффициент
паропроницаемости каждого следующего слоя в направлении от стены к улице должен быть более высоким.
Экологичность. Больше всего поборников экологичности волнует радиоактивность материала, которая в общепринятой норме составляет 370 Бк/кг. Фон газобетона далеко не дотягивает до этой цифры и составляет чуть больше 50 Бк/кг. У того же кирпича в зависимости от вида глины он варьируется в пределах 126-840 Бк/кг. Необходимость в специальном крепеже. Стены из пористого бетона имеют слабую устойчивость к вырывающим нагрузкам. По этой причине повесить тяжёлый предмет на обычные дюбель-гвозди невозможно. Нужны более дорогие спиральные, распорные или забивные дюбели.
Огнестойкость. Поризованный бетон имеет класс пожарной устойчивости К0 – как не представляющий опасности. Показатель REI (предел огнестойкости) составляет 4 часа при толщине стен более 20 см. Именно столько времени они выдержат воздействие открытого огня без деформации. При этом газобетон не выделяет токсичных веществ. Слабая адгезия. Очень гладкая поверхность блоков снижает сцепляемость бетона со штукатуркой. Делать насечки бучардой, как в случае с тяжёлым бетоном, здесь нежелательно, проще всего использовать грунтовки с кварцевым наполнителем.
Затраты на фундамент. Достаточно высокие, если учесть, что кладка из ячеистого материала чувствительна к подвижкам основания, и надо обязательно заливать монолит. Но высокое сопротивление теплопередаче газобетона позволяет уменьшать толщину стен — а это реальная экономия на количестве бетона.  
Затраты на кладочный материал. Несмотря на то, что клеевая смесь обходится вдвое дороже аналогичного количества обычного ЦПС, за счёт более низкого расхода (в 5-6 раз) получается немалая экономия.  
Простота обработки. С газобетонными блоками легко работать, так как их можно пилить и штробировать ручным инструментом. Камню несложно придать нужную форму, что позволяет быстро изготовить доборный элемент и выкладывать стены радиусной формы.  
Стоимость. Всё, конечно, относительно. Однако по цене кубометр газобетонных блоков в три раза дешевле кирпича и более чем в 5 раз – пиломатериала.  

Перечень недостатков не так велик по сравнению с количеством преимуществ, да и те не столь существенны, чтобы быть помехой для постройки прочного, долговечного, а главное — тёплого жилого дома.

Коэффициент теплопроводности газобетонных блоков, как и любого другого материала, характеризует его возможность проводить тепло. Численно он выражается плотностью теплового потока при определённом температурном градиенте. Способность удерживать тепло зависит от влияния таких факторов, как:

  1. степень паропроницаемости;
  2. плотность материала;
  3. способность усваивать тепло;
  4. коэффициент водопоглощения.

Последнее особенно хорошо видно в представленной ниже таблице:

Марка газобетона по плотности Теплопроводность газоблока в сухом состоянии (Вт/м*С) Коэффициент теплопроводности газобетона при влажности до 6% (ВТ/м*С) Теплоемкость газобетона (Вт/м²*С) за 24 часа Паропроницаемость (мг/м ч Па)
d400 0,09 0,14 3,12 0,23
d500 0,11 0,16 3,12 0,20
d600 0,12 0,18 3,91 0,17
D700 0,14 0,19 3,91 0,16

Как видите, чем более плотная у бетонного камня структура, тем меньше он пропускает пара и больше тепла. Поэтому, выбирая материал для строительства дома, не стоит стремиться покупать блоки с запасом прочности без необходимости.

Теплопроводность газобетонного блока во многом обусловлена структурой материала, который более чем на 80% состоит из заполненных воздухом пор. Воздух является лучшим утеплителем, благодаря его присутствию меняется характеристика бетонного камня. Влажность воздуха тоже оказывает влияние на показатели теплопроводности – они будут тем ниже, чем суше климат.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Примечание: При стабильно высокой влажности всё преимущество пористого материала может быть сведено к нулю, и его способность пропускать тепло станет такой же, как у кирпича. Поэтому в районах с климатически обусловленной высокой влажностью внешние ограждающие конструкции увеличивают в толщине.

  • Очень важно предварительно сделать теплотехнический расчет стены из газобетона – чтобы в итоге проживание в доме не оказалось некомфортным. При этом обязательно учитывают параметры применяемых для кладки блоков, округляя итоги в большую сторону до ближайшего показателя толщины.
  • Теплопроводность готовой стены может отличаться от теплопроводности газобетона d400, если, к примеру, блоки смонтировали не на клею, и на растворе. Затвердевшая пескоцементная стяжка имеет коэффициент теплопроводности 0,76 Вт/м*С – и это при расчётном коэффициенте газобетона этой марки 0,12 Вт/м*С!
  • Разница очевидна, и не надо быть великим специалистом, чтобы понять, что тепло будет уходить если не через блоки, то через их стыки. Вывод напрашивается сам: чем тоньше слой, тем лучше. А это возможно только при использовании тонкослойных клеёв.

Это же касается и армирующего пояса из тяжёлого бетона. Чтобы он не оказался одним большим мостом холода, монтировать его лучше по несъёмной опалубке. Её роль исполняют газобетонные U-блоки, внутрь которых укладывается арматура и производится уже заливка обычного бетона.

Низкая теплопроводность газобетонных блоков даёт возможность получить экономию не только за счёт уменьшенной толщины стен и ширины фундамента, но и снизить расходы на эксплуатацию дома. Ведь для поддержания комфортной температуры в помещениях будет тратиться гораздо меньше электричества или газа.

Как этого добиться, мы расскажем чуть позже, а пока предлагаем оценить теплопроводность газоблока в сравнении с другими материалами:

Характеристика Газобетон Пенобетон Керамзитобетон Полистиролбетон Пустотелый кирпич Керамоблок Древесина
Плотность кг/м³ 300-600 400-700 850-1800 350-550 1400-1700 400-1000 500
Теплопроводность Вт/м*С 0,08-0,14 0,14-0,22 0,38-0,08 0,1-0,14 0,5 0,18-0,28 0,14

Как видите, теплопроводность газобетона в сравнении с группой популярных теплоэффективных материалов стен соответствует показателю древесины. Из кладочных материалов конкурировать с ним могут только пенобетон и полистиролбетон.

Если теплопроводность газобетона в большинстве случаев обеспечивает комфорт проживания в доме, зачем тогда утеплять стены? Выше уже было сказано, что поризованный материал необходимо защитить от перепадов температур и влажности. Но это лишь один аспект, второй заключается в стремлении снизить расходы на отопление помещений.

Для дачного дома, который в зимнее время практически не эксплуатируется, толщины стен в 200 мм более чем достаточно. Что касается жилья постоянного проживания, то имеет смысл сделать стены более толстыми. Теплопроводность газоблока 30 см будет при аналогичной плотности такой же, но уменьшится количество теплопотерь.

По этой причине, особенно в холодных регионах, для возведения стен берут более толстые блоки. Теплопотери дома из газобетона 375 мм снижаются ещё на треть, и стены получаются гораздо теплее тех нормативов, что применяются в официальном строительстве. При плотности 400 кг/м³ теплопроводность такой кладки составит 0,08 Вт/м*С, а сопротивление передаче тепла установится на уровне 3,26 м²*С/Вт.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Примечание: Чтобы получить точные цифры, необходимо произвести теплотехнический расчет газобетонной стены, с учётом среднезимних температур, характерных для данной местности. Приобретая типовой, или заказывая индивидуальный проект для будущего дома, заказчик вместе с рабочей документацией получает и такой расчёт.

Однако в частном строительстве многие предпочитают обходиться без проектирования. Для самостоятельного расчёта можно использовать онлайн калькулятор теплопотерь дома из газобетона.

Вот когда газобетонные стены однозначно нуждаются в утеплении:

  1. При плотности блоков d500 и выше.
  2. При толщине стены менее 30 см.
  3. Когда газоблоками производится заполнение пролётов железобетонного каркаса.
  4. Когда кладка производится не на клей, а на раствор.
  5. При использовании неавтоклавных изделий более низкого качества.

В таком случае, автоматически возникает вопрос: чем утеплять?

В силу ячеистой структуры газобетон называют дышащим материалом, в среднем, его коэффициент паропроницаемости составляет 0,20 мг/м*ч*Па (это в 3,5 раза выше, чем у дерева поперёк волокон).

  • Чтобы пар не задерживался в толще бетона и не конденсировался в нём, утеплитель должен иметь ещё больший показатель паропроницаемости. У пенопласта, даже невысокой плотности, этот коэффициент намного ниже – порядка 0,023 мг/м*ч*Па, то есть пар он практически не пропускает.
  • Если утеплить ячеистобетонные стены пенопластом снаружи, сырость и грибок вам будут обеспечены. Уж если и использовать пенопласт в качестве утеплителя, то только изнутри. Там он будет препятствовать попаданию пара в стены, но для этого нужно, чтобы все стыки между плитами были хорошо герметизированы, и использовалась пароизоляционная плёнка.
  • Толщина утеплителя для блоков D400 толщиной 300 мм должна быть не менее 100 мм. Но если при этом стены не будут утеплены снаружи, влажность кладки с нормативных 6% увеличится до 12%.

Это значит, что в итоге теплопроводность газоблока окажется выше расчётной, ухудшив теплоэффективность стен в целом.

Минвата – самый надёжный и подходящий по паропроницаемости вариант, её показатели в зависимости от плотности варьируются в пределах 0,30-0,60 мг/м*ч*Па. Это выше, чем у газобетона, поэтому для пара этот утеплитель не создаёт никаких препон.

Здесь важно, чтобы сама минвата не аккумулировала в себе влагу и не отсыревала. Поэтому, поверх неё монтируют паропроницаемую мембрану с ещё большей степенью проходимости. Так же, если для наружной отделки будет использоваться навесной материал или кирпич, для хорошей вентиляции предусматривают технологический зазор.

Если же по утеплителю будет выполняться штукатурка, то её коэффициент паропроницаемости должен быть выше, чем у минваты. При толщине плит в 50 мм, влажность газобетона может достигать 7%. Это хоть и незначительно, но превышает норму, поэтому лучше всего в расчёт закладывать утеплитель толщиной 100 мм.

Эковатой называют рыхлый целлюлозный утеплитель, обработанный для биологической стойкости борной кислотой. У него аналогичный минеральной вате коэффициент паропроницаемости и теоретически он подходит для наружного утепления ячеистобетонных стен.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Внимание: На практике же любой насыпной материал неудобен для утепления стен, так как имеет способность самоуплотняться, в результате чего в теплоизоляционной прослойке образуются пустоты. Эковата сильнее минваты подвержена сорбционному увлажнению, поэтому проектировщиками в качестве материала для утепления стен она вообще не рассматривается.

Существует такое понятие, как тёплая штукатурка, которая получила своё название за счёт применения в качестве крупного заполнителя гранул перлита или пеностекла – материалов, которые сами по себе являются утеплителем. Если вы взяли для строительства дома блоки толщиной 375 мм, можно прекрасно обойтись теплоизоляционной штукатуркой, используя её и внутри, и снаружи.

Для внутренних работ применяют составы на основе цемента, гипса или извести с более низкой паропроницаемостью. Фасадные штукатурки имеют цементно-карбонатно-перлитовый состав с коэффициентом паропроницаемости 0,17 мг/м*ч*Па. Это немного меньше, чем у газобетона, но учитывая его толщину и наличие почти непроницаемого слоя штукатурки внутри, стена будет работать как надо.

Вопрос, как правильно утеплять дом из газобетона, является одним из самых важных, потому что от выбора теплоизоляционного материала зависит и долговечность конструкций, и комфорт эксплуатации жилья в целом. Надеемся, что представленная здесь информация окажется полезной, хотя окончательное решение, конечно же, остаётся за вами.

Теплопроводность газобетона: характеристики и сравнение по маркам | АлтайСтройМаш

В условиях постоянного роста количества населения все больше внимания уделяется совершенствованию технологий строительства. Газобетонные блоки отличаются внушительными габаритами, легким монтажом и улучшенными техническими характеристиками. Например, теплопроводность газоблока значительно ниже, чем у кирпича. Это делает материал экономичным при покупке и возведении зданий любого типа за счет сокращения количества сырья при сохранении должного уровня теплопроводности.

Коэффициент теплопроводности газобетона по марке

Каждая марка газобетонных блоков служит определенной цели в работах по возведению зданий:

  • D400 применяется для строительства временных малогабаритных построек жилого типа. Сырье требует дополнительной отделки или облицовки. Цифра «400» говорит о том, что в 1 куб. м. газобетона содержится 400 кг твердого материала; остальное пространство занимают пузырьки воздуха.
  • D500 подходит для построек бытового и сельскохозяйственного назначения. Блоки немного прочнее, чем марка D400, однако еще не способны выдерживать нагрузку тяжелой кровли. 
  • Блоки D600 и выше применяются при малоэтажном строительстве, обычно при возведении частных одноуровневых домов. 

Пористая структура газобетонных блоков препятствует выдуванию тепла из внутренней части здания. Это позволяет экономить на теплоизоляционных материалах при дальнейших отделочных работах.

Таблица теплопроводности газобетона

Коэффициент теплопроводности измеряется в Вт/м*°С. Приведенные характеристики отражают низкий уровень выдувания тепла. Показатель достигается ввиду того фактора, что пузырьки воздуха, находящиеся внутри блока, медленно меняют свою температуру. 

Теплопроводность газобетона: сравнение с деревом и кирпичом

  • Средневзвешенные показатели теплопроводности для газоблоков составляют 0,08-0,14 Вт/м*°С.  
  • Для декоративного керамического кирпича, который используется при внешней облицовке стен здания, уровень теплоотдачи указывается в диапазоне от 0,36 до 0,42 Вт/м*°С. 
  • Стены из обычного глиняного кирпича, уложенного в один ряд, соответствуют показателю 0,56 Вт/м*°С. 
  • Самый дорогой силикатный кирпич также служит декоративным целям и не сохраняет тепло в здании из-за показателя в 0,71 Вт/м*°С. 
  • Теплопроводность древесины зависит от сорта дерева и влажности окружающей среды. Ее характеристики находятся в диапазоне от 0,09 до 0,218 Вт/м*°С. 

При просмотре нашего каталога товаров вы найдете объекты строительного машиностроения для производства блоков из газобетона. Материал для возведения и облицовки стен обладает хорошими перспективами и будет распространяться на новые сферы промышленности.  

коэффициент газоблока d500, d400, паропроницаемость газобетонных блоков, что лучше, таблица

Для определения оптимальной толщины стен из газобетона, нужно точно знать требования, которым она должна соответствовать. Это требуется для того, чтобы защитить стены от низких и слишком высоких температурных показателей. Именно по этой причине при выборе газобетона стоит учитывать такой параметр, как теплопроводность.

Если вы строите несущую конструкцию, то на нее возложено удержание всех перекрытий, для этого важны показатели прочности. Чтобы определить все эти параметры, нужно выполнять необходимый расчет, который позволит оценить целесообразность применения рассматриваемого материала.

На что он влияет

Газобетон – это строительный материал, который обладает пористой структурой и может похвастаться низкими показателями теплопроводности. Благодаря этому удается удерживать тепловую энергию в комнате. Одним из преимуществ рассматриваемого материала остается его легкий вес, благодаря чему удается выполнять все строительные работы быстро и просто. Здесь можно ознакомиться с плюсами и минусами газобетонных блоков. Тут перечислены отличия газобетона от пенобетона. Также читайте, что лучше: что лучше газобетон или шлакоблок или пенобетон.

Кроме этого, по сравнению со стенами, построенными из кирпича и бетона, в конструкцию из газобетона можно вбивать такие крепежные элементы, как гвозди и скобы.

Так как сегодня остается очень актуальным вопрос о сохранении тепла в доме, то нужно разобраться, что собой представляет термин «теплопроводности» и на что оказывает влияние?

Теплопроводность – это способность материала преобразовывать тепло и выполнять, а затем транспортировать его по всему дому. Другими словами, если вы хотите, чтобы в доме постоянно сохранялось тепло в течение длительного времени, то нужно, чтобы показатель теплопроводности был минимальным. Для того чтоб вычислить рассматриваемой параметр, нужно измерить количество тепловой энергии, которое за 1 секунду может проходить через материал, толщиной 1 м и площадью 1 м2. Здесь можно прочитать о других технических характеристиках газобетонных блоков.

На видео рассказывается о теплопроводности газобетона:

Несмотря на то, что вы будет строить, нужно понимать, что газобетон – это очень действенный теплоизоляционный материал. Для того чтобы дом получился очень теплым, а все вычисления не были сравнены к нулю, необходимо соблюдать определенные правила:

  1. Дл соединения блоков необходимо задействовать специальный клей. Его стоит наносить на поверхность блока, а толщина слоя будет составлять несколько миллиметров.
  2. Когда шва образовались слишком толстыми, то они станут своеобразными мостиками холодами, в результате чего это слишком понизить качество газобетона.
  3. Во время строительства дома при умеренных условиях климата нужно позаботиться про утепление стен как снаружи, так и внутри.
  4. Когда вы выполняете расчет на прочность, то необходимо принимать во внимание дополнительную массу, которая будет образовываться при теплоизоляции стен.

Когда вы осуществляете выбор покрытия для строительства фасада на стенах из газобетона, то нужно всегда следовать одному правилу: каждый следующий слой обязан иметь больший коэффициент паропроницаемости по сравнению с предыдущим.

Как правило, может применяться несколько вариантов конструкций наружных стен из блоков:

  1. В один слой, с применением внешней штукатурки и армирующей сеткой. 
  2. В два слоя, с применением теплоизолятора и внешней штукатурки. 
  3. В два слоя, с отделкой кирпичом.  
  4. В три слоя, где необходимо позаботиться про монтаж вентилируемого фасада и использование теплоизолятора.

Если вы хотите обеспечить своей постройке уют и тепло, то недостаточно максимально увеличить толщину стены. Чаще всего применяют блоки Д600, марки В2,5 или же В3,5, толщина которых 300 мм. Но не стоит полагаться на опыт других, а выбирать газобетонные блоки после того, как были выполнены все расчеты на определение прочность и теплопроводность. Тут можно посмотреть, какая должна быть толщина несущей стены из газобетона. Если вы только планируете строительство, то читайте, какой фундамент нужен для дома из газобетона.

Показатели разных видов

Несмотря на то, что газобетон – это очень прочное и надежное изделие, перед его выбором важно ознакомиться со всеми техническими характеристиками и подобрать вариант, который сочетается с условиями эксплуатации. Перед постройкой любого строения необходимо правильно выполнить расчет на прочность и определение некоторых теплотехнических показателей. Однако произвести все эти манипуляции своими руками не всегда удается. Можно также нанять работников, которые смогут все сделать, но для этого нужно платить деньги, а не каждый рассчитывать на такие дополнительные расчеты. Здесь описаны размеры и вес газобетонных блоков.

В сложившейся ситуации необходимо учитывать примерные значения классов прочности и правильно выбрать толщину стены, учитывая назначение будущего строения.

На видео рассказывается о теплопроводности дерева и газобетона:

Многие производители советуют свои потребителям применять следующие виды газобетона:

  1. При строительстве одноэтажного дома в теплом климате, дач, гаражей можно использовать блоки с толщиной 200 мм. С учетом норм, представленная толщина применяться не может, а вот строительство дома из газобетона, параметр толщины у которых 300 мм.
  2. Когда нужно возвести подвальное помещение или цокольный этаж, то стоит задействовать блоки Д600, марка которых В3,5 с толщиной 300- 400 мм.
  3. Для межквартирных перегородок стоит применять газобетон Д500-Д600, марка которых В2,5 с параметром толщины 200-300 мм.
  4. Перегородки между комнатами можно построить с использованием таких же блоков, что и для стен, ограждающих квартиры. Единственное различие состоит в том, что их толщина должна быть 100-150 мм. При возведении стены в уже существующем доме необходимо позаботиться про звукоизоляцию, а не прочность.
  5. При строительстве нежилых комнатах стоит применять газобетон Д500. В этом случае расчет толщины материал должен быть выполнен с учетом возможных нагрузок, минимальное значение толщины будет составлять 300 мм.

Таблица 1 – Значение теплопроводности для различных видов газобетона

Марка по плотностиD300D400D500D600
Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии, λ0[Вт/(м · ºС)]0,0720,0960,120,14
Коэффициент теплопроводности при влажности 4%, λА [Вт/(м · ºС)]0,0840,1130,1410,160

Газобетонные блоки сегодня набирают широкую популярность в области строительства. И это не удивительно, так как для него характерны такие свойства, как прочность, надежность и длительный срок службы. Но перед тем как производить процесс возведения дома, важно точно выполнить расчеты на прочность, а также определить показатель теплопроводности, при котором удастся сохранить тепло в доме в течение длительного времени. Возможно, вам также будет нужна информация о деревянных перекрытиях в доме из газобетона. Также читайте, чем штукатурить стены из газобетона внутри. По ссылке описано, какой клей для газобетона лучше.

Видео о газобетонных блоках Главстройблок Усть-Лабинск

Завод Главстрой Усть-Лабинск выпускает широкую номенклатуру продукции. Большой выбор стеновых блоков, перегородочных блоков, перемычек и сопутствующих товаров для строительства из газобетона.

Блоки ГлавСтройБлок плотностью D300 характеризуется оптимальным соотношением прочности и теплотехнических характеристик. Газобетон марки D300 на 25 процентов легче газобетона марки D400 и на 40 процентов легче чем D500. Класс прочности на сжатие B20 дает возможность строить трехэтажные стеновые конструкции, отличающиеся устойчивостью и способностью выдерживать ветровую и снеговую нагрузку. Несущая способность такой кладки позволяет использовать все типы перекрытий, включая монолитные и железобетонные.

Теплоизоляционные качества газобетона ГС блок D300 сходны со свойствами пеностекла – превосходного теплоизолятора, применяемого в самых дорогих строениях, что позволяет возводить несущие стены малоэтажных домов без дополнительного утепления.

Плотность D400 является самой распространенной для строительства малоэтажных зданий и теплоизоляцией проемов. Прочность этого материала составляет 2–2,5 МПа, а теплопроводность – 0,096 Вт/м*C, что сопоставимо с показателями для правильно просушенной древесины. Но при одинаковой толщине стен и теплопроводности строительство из газобетона будет в разы экономичнее чем из дерева.

Газобетон марки D400 на 20 процентов теплее D500 при одинаковой толщине стены и легче на 20 процентов, что позволяет возводить стены до трех этажей. Плотность D500 универсальная – ее можно использовать для строительства стен и теплоизоляции в малоэтажном строительстве. Максимальная высота здания – три этажа.

Прочность газобетона D500 составляет 2,5–3,5 МПа. Теплопроводность находится на уровне 0,12 Вт/м*C. В сравнении, стена из керамического красного кирпича с толщиной 40–60 сантиметров обладает худшими показателями теплопроводности – 2,2 Вт/м*C, чем газобетонная и однослойная с толщиной в 12 сантиметров. Данный газобетон обладает высокой теплопроводностью это позволяет использовать меньшую толщину стены в сравнении с альтернативными строительными материалами. Также газобетон марки D500 отличается более высокой степенью надежности, прочности и звукоизоляции, применяется при строительстве регионах с высокой сейсмичностью до девяти баллов.

Плотность D600 применяется для сооружения несущих и самонесущих стен, устройстве вентилируемых фасадов. Прочность материала составляет 3-3,5 МПа, теплопроводность 0,14 Вт/м*С. Однослойная стена из газобетона этой марки способна заменить кирпичную кладку с толщиной 640 миллиметров и весом 120 килограммов. При этом вес одного газобетонного блока аналогичной площади составляет всего 25 килограммов. Газобетон марки D600 имеет высокий уровень прочности, применяется при строительстве в регионах с высокой сейсмичностью, также позволяет использовать тяжелые фасадные конструкции любого типа.

Если строите, то используйте газобетон. Если выбираете поставщика газобетона – обращайтесь к проверенной и надежной компании, которой и является Главстрой Усть-Лабинск.

Теплопроводность газосиликатных блоков в сравнении с другими материалами

Способность к эффективному удержанию тепла внутри помещений играет ключевую роль при выборе материалов для возведения наружных стен зданий, характеристики, отражающие ее в количественном выражении, обязательно учитываются при проведении расчета их толщины. Неизменно высокие результаты показывают газосиликатные блоки и плиты, обеспечивающие низкую термопередачу при минимальной нагрузке на основание и достаточно хорошей прочности.

Определение и влияние на другие характеристики

В количественном выражении отражает способность газосиликата проводить тепло с учетом его постоянного агрегатного состояния и условий эксплуатации. По сути является аналогом электропроводимости: чем она выше, тем активнее происходит теплообмен. Существует прямая связь между толщиной строительных конструкций, удельным весом и структурой их основы и показателем термопередачи.

Пористые и удерживающие внутри воздух блоки или плиты в сухом виде имеют неизменно низкую теплопроводность, уплотненные разновидности – наоборот.

Обратная величина этой характеристики – способность к препятствованию прохождения тепла сквозь структуру: чем она выше, тем лучше элементы подходят для утепления или постройки энергосберегающих сооружений. По этой причине для организации отвода или теплопередачи используются элементы из стали или алюминия, имеющие крайне низкое термическое сопротивление, а при необходимости поддержки определенного режима внутри – стройматериалы с ячеистой или волокнистой структурой: дерево, минвата, газосиликат или пенобетон, поризованная или пустотелая керамика, пенопласт, ППУ, эковата.

Кладочные изделия представлены марками с разной плотностью, в пределах D300-D400 они относятся к теплоизоляционным, D500 и D600 – совмещают утепляющие и конструкционные способности, свыше D700 – не обладают энергосберегающими свойствами. D400 могут использоваться при возведении нагружаемых стен, но лишь при условии их надежного армирования и поддержки каркасом, при исключении мостиков холода в дополнительной защите от потерь тепла они не нуждаются. При повышении плотности марки скорость теплообмена между наружной и внутренней средой увеличивается, что приводит к необходимости утепления фасада.

Марка плотностиD300D400D500D600
Теплопроводность г в сухом состоянии, Вт/м·°C0,080,0960,120,14
Коэффициент паропроницаемости газосиликата, мг/м·ч·Па0,260,230,20,16

Это значение подтверждается производителем опытным путем, для его определения в домашних условиях можно направить на блок горелку (или поставить его на плиту) и измерять изменение температуры в 3-4 см углублении на другой стороне с интервалом в 1 мин. После прекращения нагрева отслеживается динамика охлаждения. Такой опыт позволяет проверить не только изоляционные свойства, но и огнестойкость.

Сравнения коэффициентов теплопроводности газоблоков и других материалов

Большинство современных строительных конструкций, разделяющих зоны с разными температурами, являются многослойными. Их величина термического сопротивления суммируется с учетом толщины каждой прослойки в метрах и термопроводности при стандартных условиях (нормальной влажности и температуре). Усредненные нормативные значения последней приведены в таблице ниже:

ВидСредний диапазон плотности, кг/м3Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии, Вт/м·°C
Мелкоштучные кладочные изделия и блоки из искусственного камня
Кирпич красный плотный1700-21000,67
То же, пористый15000,44
Силикат1000-22000,5-1,3
Керамический поризованный камень810-8400,14-0,185
Многопустотные камни из легкого бетона500-12000,29-0,6
Дерево
Дуб7000,23
Клен620-7500,19
Лиственница6700,13
Липа320-6500,15
Сосна5000,18
Береза510-7700,15
Блоки и плиты из ячеистых видов бетона
Пенобетон300-12500,12-0,35
Автоклавные газосиликатные и газобетонные280-10000,07-0,21
Строительные плиты из пористого бетона500-8000,22-0,29
Утеплители
Пенополистирол400,038
Маты из минеральной ваты50-1250,048-0,056
Эковата35-600,032-0,041

Несложно заметить, что из всех видов кладочных материалов автоклавные газосиликатные блоки в разы выигрывают в сопротивлении теплопередаче. На практике это означает возможность уменьшения толщины стен при равном теплообмене и отсутствии необходимости их наружного утепления. В этом плане они уступают лишь дереву, для сравнения: равную теплопроводность имеют 140 мм сухого бруса, 250 – кладки из газосиликата, 500 – керамзитобетона и 650 – монолитной стены из кирпича. У продукции, используемой при утеплении, такая же низкая эффективность теплообмена наблюдается у плиты ППУ толщиной в 25 мм, полистирола в 60, пробки в 70 и минеральной ваты в 80.

Высокая способность к удержанию тепла допускает использование как конструкционных изделий, так и в качестве изолятора. Марки D500 и D600 совмещают оба свойства, но при превышении плотности свыше 700 кг/м3 сопротивление теплопередаче снижается и возникает потребность либо в наружном утеплении, либо в увеличении толщины кладки, и как следствие – росту затрат. С целью исключения ошибок этот параметр определяет расчет, проводимый на стадии проектирования и учитывающий климатические условия региона, требуемую температуру внутри здания и точную теплопроводность.


 

Сравнение древесины. Сравнение стеновых материалов: газобетон, кирпич, древесина

Перед установкой деревянных окон для начала нужно определиться с материалом — какой сорт дерева предпочтительнее по его качественным характеристикам и соответствует вашим потребностям и возможностям. Качество древесины, прежде всего, зависит от ее породы и сорта. Древесные породы подразделяются на две основные группы: хвойные и лиственные.

Сравнение термодерева с необработанной древесиной

В сравнении с натуральной древесиной – дубом, ясенем, сосной, термодерево Киев – термодуб, термоясень, термососна, имеют более привлекательный внешний вид, а также отличные показатели долговечности и качества. Далее представлены свойства термодревесины в сравнительном анализе с такими же показателями естественной древесины:термодревесина технология производства, термообработанная древесина, термомодифицированная древесина

1) Вес. Термообработка уменьшает вес натурального дерева примерно на 5-10%;
2) Долговечность. В сравнении с натуральным деревом термодерево Киев прослужит во много раз дольше;

3) Термодерево прочнее на сжатие и тверже более чем на 50%;

4) Равновесная влажность у термически обработанной древесины примерно на 50% ниже чем  у натурального дерева и составляет около 3-5%;

5) размерная стабильность у такого материала, как термо дерево примерно в 10-15 раз превосходит аналогичные показатели обычного, натурального дерева;

6) Проникновение воды в изделия из термически обработанной древесины в 3-5 раз ниже, чем в изделия из необработанного дерева;

7) Теплопроводность у термодревесины на 20-25% ниже, чем у естественной древесины;

8) Термодревесина является менее пожароопасным материалом, чем натуральное дерево, температура ее порога воспламенения в зависимости от породы дерева на 60-80°С выше, чем у естественной древесины;

9) После термообработки древесина становится неуязвимой для насекомых, микроорганизмов и грибков;

10) Термообработка осуществляется без добавления химических веществ, поэтому термообработанная древесина является абсолютно безвредным, экологически чистым и не токсичным отделочным материалом;

11) Изделия из термодревесины – терраса термодерево, фасад термодерево, термовагонка — не требуют особого ухода, благодаря своей размероустойчивости, долговечности и прочности, однако существуют специальные экологичные лакокрасочные и защитные средства для придания им еще более выразительного и совершенного вида.

МДФ или ШПОН

Очень часто, приобретая мебель или двери, покупатель задается главным вопросом: какой материал заложен в основу товара. Ведь от его качества зависит срок эксплуатации, внешний вид и многое другое.

Мебель и двери в настоящее время изготавливаются из разнообразных материалов, и чтобы сделать правильный выбор нужно знать некоторую информацию. Так, к примеру, в производстве межкомнатных дверей наиболее популярен материал МДФ и шпон. МДФ или мелкодисперсная фракция – это древесноволокнистая плита, созданная по современной специальной технологии, исключающей применение синтетических связующих. Несколько десятков лет назад практически вся мебель и двери эконом-класса изготавливались из древесностружечных и древесноволокнистых плит, но прочность такого материала оставляла желать лучшего, ведь он боялся влаги, мог быть поражен грибком, не выносил сильного механического воздействия и со временем мог деформироваться.
Прогресс создал древесноволокнистую плиту нового поколения, где в технологии производства было применено горячее прессование, которое привело к тому, что древесные волокна при нагревании стали выделять натуральное вещество лигнин, ставшее основным связующим элементом между волокнами.

Так появился экологически чистый материал МДФ с высокими прочностными характеристиками. Плиты МДФ не боятся влаги, высокой температуры и её перепадов, им не страшно разрушительное действие грибка, способного превратить древесину и плиты ДСП и ДВП в труху.

С плитами МДФ можно проводить разнообразные работы по отделке. Фрезерование, ламинирование, шпонирование, покраска лаками и эмалями значительно расширяют применение данного материала. Как правило, он идет на изготовление мебели для кухни и ванных комнат, для межкомнатных дверей, а также применяется в строительстве. Шпон представляет собой тонкие листы древесины, которые в полной мере выявляют всю природную красоту дерева любой породы.

Использование шпона позволяет создавать двери из обычной недорогой древесины, например, из соснового каркаса с покрытием шпоном элитных пород. Это экономит средства покупателя, и в какой-то мере спасает леса от тотального вырубания. Ведь с одного ствола нарезается внушительное количество листов шпона, которые пойдут на отделку не одной двери. Данные листы могут быть изготовлены несколькими способами: строганием, пилением и лущением. Для этих целей используют толстые и длинные древесные брусья, либо короткие бревна. Шпон строганный вырабатывается из ценных пород древесины с красивой текстурой. В результате строгания по определенному направлению выявляется весь природный рисунок древесины.

Каждая порода требует своего направления строгания, чтобы выявить по максимуму узоры и природную красоту дерева. Чтобы в дальнейшем было легко подобрать узор, все листы шпона, полученные с одного бруса, укладывают по порядку. Дуб, бук, орех, венге, красное дерево, зебрано и многие другие ценные твердые породы служат материалом для изготовления строганного шпона, который обычно имеет толщину от 0.2 до 5 мм. Шпон пиленый получают из хвойных пород древесины, таких как ель, пихта, сосна.

Данный шпон получают на фанеропильных станках, его толщина составляет от 1 до 10 мм. Его применяют в мебельном производстве и для покрытия музыкальных инструментов. Шпон лущеный – это самый распространенный вид шпона. Толщина его от 1 до 10 мм. Получается путем снятия с бревна стружки вкруговую. Для этого используется древесина дуба, сосны, ольхи и других пород древесины. Существует также шпон реконструированный или шпон fine-line. Его получают из тонких слоев натурального дерева, которые прокрашены по отдельности и склеены между собой. Такая технология позволяет имитировать ценные породы древесины, но на самом деле обычно применяется шпон, снятый с тополя, либо искусственный. Если сравнивать МДФ и шпон, то первый материал гораздо прочнее и надежнее. Шпон же подвержен воздействию солнечных лучей, влаги и механическим повреждениям, поэтому его обязательно покрывают лакокрасочными материалами в несколько слоёв. Но шпон, особенно строганный, имеет очень привлекательный внешний вид, так как ничто не сравнится с натуральной красотой древесины, которую создавала сама природа.

Так на чём же остановить свой выбор? Современные технологии создают материалы и покрытия для них весьма прочные и долговечные. Так, дверь из МДФ будет служить верою и правдою много лет, при этом существует множество вариантов её отделки. И самое примечательное, что один из самых лучших вариантов – это покрытие МДФ всё тем же натуральным шпоном. Шпон клеят на листы МДФ при помощи горячего вакуумного прессования, которое дает замечательное качество.

Сверху шпон обязательно покрывают лаком. Дверь получается прочной и красивой, устойчивой к воздействию влаги. Существуют модели дверей, которые тоже покрыты шпоном, но без прослойки МДФ и тогда в процессе эксплуатации, особенно во влажных помещениях, дверное полотно может начать деформироваться и расклеиваться. Итак, лучшим выбором будет являться МДФ с различными покрытиями, наделяющие данный материал определенной декоративностью, и шпон, который наклеен на панели МДФ. Шпон, который наклеен на обычные древесностружечные плиты, более уязвим. МДФ и шпон являются натуральными и экологически чистыми материалами, стоимость их относительно невысока, а эстетические показатели замечательные, а что именно выбрать – зависит уже от предпочтений покупателя.


Сравнение стеновых материалов: газобетон, кирпич, древесина

В этой статье нам бы хотелось сравнить основные материалы которые сейчас используются в строительстве. Это два ветерана строительства кирпич и древесина, эти материалы уже давно зарекомендовали себя на строительном рынке. Еще один материал это сравнительный новичок в строительстве, газобетон. Этот материал появился сравнительно недавно на рынке материалов и поэтому до сих пор окутан противоречивыми мифами. Но тем не менее он набирает популярность как среди профессиональных строителей так и тех кто только задумывается строить себе свой дом.
Когда мы строим дом мы должны понимать что самым главным показателем для стен дома является их прочность. Прочность это показатель который отвечает за то сколько может выдержать материал при сжатии. В этом параметре у кирпича не равных его конструкционная прочность: 50-150 кг/см2 что значительно выше и древесины и газобетона. Эти материалы предполагают строительство в основном котеджных построек. Считается что максимальная высота у тех построек должна быть не больше 14м. Но в отличии от газобетона который не терпит деформации и требует ленточного фундамента или плиты, древесина более либерально относиться к фундаменту что расширяет ее сферу применения.

Не менее важно учитывать нагрузку на фундамент которая будет создаваться нашим домом. Этот фактор зависит от плотности материала. Так напимер у кирпича этот показатель составляет порядка 1000-2000 кг/м3 что во много раз больше плотности древесины с 500кг/м3 и газобетона у которого теплоизоляционные блоки идут с плотность 400кг/м3 Это говорит нам о том что кирпичную постройку можно будет возвести только на  мощном фундаменте нежели деревянную или газобетоную. Вследствие и цена такого фундамента будет дороже.

 Когда мы строим дом, мы хотим что-бы этот дом был теплый. Это значит что следующий показатель который мы посмотрим это будет теплопроводность. Что такое теплопроводность: это это то что показывает какое количество тепла сможет уйти через стену площадью 1 м2 при перепаде температуры в 1 градус. Чем ниже теплопроводность тем тоньше можно сделать стену. Самая низкая теплопроводность у дерева, тк например стена в 300 мм из древесины примерно равна 375-400 мм газобетона и 500 мм кирпича. Из этих цифр мы видим что дерево самый теплый материал. У газобетона если не использовать клеевых смесей образуются так называемые мостки холода. Это делает его намного холоднее.

 Мы живем в достаточно северном климате и нам часто приходиться сталкиваться с морозами. Значит и для нашего дома не мало важен такой показатель как морозостойкость. Морозостойкость — это то сколько раз ваш материал способен замерзнуть и разморозиться потеряв при этом в прочности. У кирпичной кладки и газобетонной эти показатели равны. У них класс по морозостойкости равен F50 где цифра после буквы F это количество циклов которое материал выдерживает. При этом нужно понимать что испытания проводяться в лабораторных условиях и в природе где насышение влагой заморозка и разморозка проходят намного плавнее материал выдерживает значительно больше. У дерева этот показатель значительно ниже плюс дерево растрескиваются от низких  температур и со временем начинает пропускать ветер поэтому его нужно постоянно конопатить.

Так-же наш регион отличается высокой влажностью и частыми осадками Поэтому такие качества как водопоглощение очень важно для материалов из которых вы будете строить дом. Самым влагостойким материалом является кирпич. Он не впитывает влагу и вследствие этого не разрушается и не гниет под ее воздействием. На втором месте можно смело поставить газобетон. Хоть и существует ряд мифов касательно того что ячеистые бетоны бояться воды это не так. Если целенаправленно топить блок в воде он конечно напитается водой и в конечном счете разрушиться. Но природных осадков недостаточно чтобы напитать газобетонные блоки. У него есть только проблема с тем что он более склонен к образованию грибка и плесени нежели кирпич. Но что-бы избежать этих проблемм достаточно вести строительство в сухую погоду а в последствии покрыть газобетон защитными материалами. Древесина же здесь уступает всем, она прекрастно поглощает воду что приводит к усадке дома до 10% и образованию трещин, перекосов дверных и оконных проемов. Древесина влажность боится и плюс его нужно постоянно защищать от плесени и грибков и насекомых.

На вопрос какой из этих материалов наиболее экологичен, можно смело ответить что у них одинаково высокая экологичность. Дерево естественный материал, а при создании кирпича и газобетона не используется ничего опасного для человека. Но если рассматривать эти материалы с точки зрения не навредить человеку, то нужно понимать, что при обработке древесины часто используются химические составы которые при нагревании становятся опасными для человека.

 Огнестойкость кирпича и газоблока абсолютна. Дерево напротив хорошо горит. этот показатель крайне важен до сих пор. Ведь от пожаров ежегодно страдает огромное количество недвижимости.

Скорость и стоимость строительства зачастую играют решающую роль при выборе материалов для строительства. Самым дорогим и медленным вплане строительства будет кирпичный дом. На втором месте стоит древесина, ну и самым быстрым и дешевым вариантом будет газобетон и его цена.

 Начинающему строителю также нужно знать с какими материалами легче работать, а с какими тяжелее. Так например газобетон и древесина легко подходят даже новичку в плане строительства, а кирпич требует уже некоторых навыков. Газобетон легко пилиться и сверлиться из него легко можно выкладывать сложные арки и другие конструкции. Кирпич обладает поразительной надежностью. Стены выполненные из кирпича не крошатся и не требуют дополнительного армирования. Древесина позволяет строить в любое время года в то время как кирпич и газобетонные блоки требуют температуру не ниже — 15со.

 Если говорить о  долговечности то самым долговечным материалом является кирпич, у него средняя продолжительность жизни порядка 100-150 лет,  у газобетона 80-100 лет, дом из древесины любой в среднем простоит до 80 лет при должном уходе.

Сравнение деревянных домов различных технологий

1. Оцилиндрованное бревно естественной влажности.

— составляет около 12-15см.

— После усушки сруб требует дополнительной конопатки и утепления, особенно в «чашках».

— При высыхании характерно появление  больших трещин, как в вертикальной плоскости, так и на  боках брёвен.

— Средний размер зазоров между брёвнами после усушки древесины – 15 – 20 мм. (могут быть и больше).

— Возможна линейная деформация брёвен (кручение и т.п.)

— Красить дом первые год-два желательно «дышащими» красками.
— Высокая вероятность появления синевы на брёвнах. С ней можно успешно бороться, если не  откладывать этот процесс.

2. Сухое оцилиндрованное бревно.

— Величина «усадки» 1-го этажа —  6-8см.

— Практически не требует дополнительной конопатки.

— Характерно образование меньшего количества больших трещин (по сравнению с оцилиндрованным бревном естественной влажности), но мелкие все равно есть.

— Средний размер зазоров между брёвнами после усушки древесины – 5 – 10 мм.

— Можно сразу красить «пленочными» красками.

— Практически исключено появление синевы.

 3. Рубленые дома.

— Усадка 1-го этажа — 12-15см

— Количество и появление трещин приблизительно как на оцилиндрованном бревне естественной влажности.

— Дополнительная конопатка после высыхания — обязательна.

— Средний размер зазоров между брёвнами после усушки древесины – 10 – 15 мм. (могут быть и больше).

— Кручение брёвен наблюдается редко.

— Красить первые год-два «дышащими» красками.

— Возможно появление синевы. 

Перед установкой деревянных окон для начала нужно определиться с материалом — какой сорт дерева предпочтительнее по его качественным характеристикам и соответствует вашим потребностям и возможностям.
Качество древесины, прежде всего, зависит от ее породы и сорта. Древесные породы подразделяются на две основные группы: хвойные и лиственные.
Из хвойных пород для производства окон наиболее широко применяются сосна, ель, лиственница, пихта и кедр, так как они легко поддаются обработке и сушке и имеют низкую теплопроводность. Сосна имеет меньше сучков, чем ель и следовательно проще в обработке. Древесина ели в сравнении с древесиной сосны и лиственницы содержит значительно меньше смолистых веществ — естественных антисептиков, предохраняющих древесину от загнивания.

Среди многообразия лиственных пород наибольшее применение имеют: дуб, махагони, меранти и др. По сравнению с хвойными породами дуб имеет более высокую прочность, но и более высокую теплопроводность. Название махагони часто применяется для обозначения всех так называемых красных пород древесины, однако махагони принадлежит к иному виду, чем меранти. Меранти — это древесина из группы пород, распространенных в юго-восточной Азии.

СОСНА
Распространение: Европа.
Древесина: заболонь сосны от кремового до желтого цвета, узкая, особенно в северных частях ареала, а южнее становится более широкой. Ядро желтовато-коричневое смолистое, обычно отличимое от заболони. Ствол у сосны обладает наибольшей прямотой и отсутствием дефектов. Хорошо пропитывается антисептиками. Порода ядровая, со смоляными ходами. Древесина сосны мягкая, умеренно легкая, механически прочная, не пластичная, она хорошо обрабатывается и отделывается только после обессмоливания. Годичные слои отчетливо выражены более плотными зонами поздней древесины. Плотность сухой древесины сосны обыкновенной в среднем составляет около 510 кг/м3. Для своего показателя плотности древесина сосны обыкновенной прочная и умеренно твердая. Порода нестойкая.

ЛИСТВЕННИЦА
Распространение: Ареал естественного произрастания — горные районы Европы. Культивируется на юге европейской части России.
Древесина: ядро бледное красновато-коричневое, или кирпично-коричневое, резко отграниченное от узкой более светлой заболони. Древесина очень смолистая, с четко выраженными годичными слоями, прямым расположением волокон и мелкой однородной текстурой, довольно тяжелая, с плотностью 590 кг/м3 в сухом состоянии. Древесина лиственницы твердая, крепкая, вязкая, по твердости превосходит сосну обыкновенную приблизительно на 50 %, немного прочнее ее на изгиб и с несколько большей ударной вязкостью. По другим механическим характеристикам лиственница приблизительно равноценна сосне. Умеренно стойкая порода.

ДУБ
Распространение: Дуб произрастает по всей Европе, включая Британские о-ва, и заходит также в Малую Азию и Северную Африку.
Древесина: дуб — признанный символ вечности — использовался в течение многих столетий в строительной отрасли. Дуб легко достигает возраста более 1000 лет. Деревья вырастают до 18-30 метров и в диаметре 120-180 см. Ствол дуба, произрастающего в лесу прямой и без сучков до высоты 15 метров. Отличается большим разнообразием, т.к. насчитывает в общей сложности около 200 разновидностей. Северные деревья, растущие на плохой почве, имеют лучшую древесину, по сравнению с древесиной южных деревьев. Заболонь дуба светло-желтая. Зрелая древесина имеет опенки от светло-коричневой до желтовато-коричневой с красивой текстурой на срезе. Она прочная, долговечная, устойчива к внешним воздействиям. Со временем дуб немного темнеет, что придает оттенок благородной старины. Древесина дуба высыхает сравнительно медленно, при ускоренной сушке склонна к трещинообразованию. Для придания древесине дуба более высоких декоративных качеств, ее часто подвергают морению или травлению. Под морением дуба понимают многолетнее выдерживание его в воде, от чего древесина приобретает шелковистую темно-фиолетовую окраску. Порода стойкая. Плотность: в среднем около 700 кг/м3. Твердость: 3,7 — 3,9.

ПАРАСУМА(африканский дуб)
Распространение: Центральная Африка (Конго).
Древесина: заболонь и ядро не различаются. Древесина кремового цвета, иногда с сероватым оттенком. На радиальных разрезах древесины заметен крапчатый рисунок. Текстура плотная, по большинству показателей прочность древесины парасумы аналогична древесине дуба, при этом значительно легче по весу. Это преимущество позволяет снижать вес больших конструкций. Порода стойкая, имеет плотность в сухом состоянии 650 кг/м3.

МАХАГОН(красное дерево)
Распространение: Центральная Америка, Африка.
Древесина: имеет оттенки от бледно-розового до тёмного красновато-коричневого. В коммерческом отношении породы махагона ассоциируются именно с названием африканское красное, махогониевое дерево, т.е. махогони. Древесина махагона имеет свилеватые волокна, по строению схожа с махагони гондурасским, легко поддаётся сушке и механической обработке. По стойкости к гниению африканский махагон, как правило, уступает махагони гондурасскому. Африканские породы красного дерева сходны с американскими по прочности, по механическим свойствам и превосходят его по сопротивлению к раскалыванию. Так же, древесина удовлетворительно склеивается, хорошо полируется и даёт отделку высокого качества. Одна из причин популярности красного дерева заключается в значительном сопротивлении атмосферным влияниям и практически неизменяемых размерах и форме. Текстура махагона от очень мелкой до средней по размеру и однородная. Плотность — 550 кг/м3. Для древесины такой плотности эта порода имеет отличные механические характеристики. Твердость средняя.

МЕРАНТИ
Распространение: Юго-Восточная Азия.
Древесина: меранти — ценная порода тропического дерева, отличающаяся равномерным рисунком текстуры теплого цвета, может быть тёмно-красным, светло-красным, светло-розовым, жёлтым или белым. Древесина обладает хорошей долговечностью, хорошо обрабатывается и даёт гладкую доброкачественную поверхность. Превосходно принимает красители и полируется. Обладает красивым богатым фактурным рисунком. Имеет бархатную поверхность с выраженным блеском. Не содержит танина (благодаря чему не изменяет цвет), имеет высокие теплоизолирующие свойства. Плотность в сухом состоянии от 500 до 700 кг/м?. Умеренно стойкая древесина.

Что лучше для стен бани, Газобетон или Дерево?

Широкий ассортимент стройматериалов поневоле заставляет частных застройщиков делать выбор, из чего построить баню на участке – из газобетона или дерева? Рассмотрим только эти два самых востребованных материала в силу их маленькой теплопроводности и дешевизны.

Газобетон как строительный материал для бани

Легкий и теплый газобетон имеет один неприятный недостаток – он активно поглощает и плохо отдает влагу, что для бани является критическим показателем. Водопоглощение газобетона достигает 35% от массы материала.

Первый ряд газоблоков бани

На практике результаты этого свойства выявляются в том, что зимой замерзшая капиллярная вода в газобетонных блоках может разрывать их при расширении. Летом наличие влаги в стенах бани занижает термоизоляционные свойства газобетона. Проблема решаема проведением гидро- и пароизоляции банных помещений, защитой газобетонных стен слоем штукатурки или другими плохо пропускающими влагу отделочными материалами. Еще один вариант — вентилируемый фасад.

Преимущества газобетона

  1. Возведение стен из газобетонных блоков – процесс очень быстрый, так как прямоугольные блоки имеют специальную направляющую фаску и ребро для стыковки и соблюдения общей геометрии стены.
  2. Размер стандартного газоблока – 600 х 200 х 300 мм, что значительно ускоряет строительство.
  3. Фундамент для бани из газобетона делается мелкозаглубленный и облегчённый, что удешевляет строительную смету.
  4. Легкая механическая обработка газобетона позволяет выбирать сложную геометрию объекта.
  5. Газобетон – негорючий ячеистый стройматериал.
  6. Сравнение стоимости газобетона и дерева будет в пользу первого материала – газобетон в несколько раз дешевле бревен, бруса и других производных дерева.

Долговечность газобетона на практике доказана только примерами европейского строительства – на территории России газобетон начал использоваться около 30 лет назад, и судить о сроках эксплуатации еще рано. Исследователи характеристик газобетона утверждают, что минимальный срок службы составит 60 лет.

Недостатки газобетона

  1. Дешевизна газобетона уменьшается за счет использования бетонных и штукатурных растворов, армирования кладки и пароизоляции стен.
  2. Прочность газобетонных блоков на изгиб в несколько раз меньше сопротивления сжатию, что может проявляться в возникновении трещин в стенах, если кладка не будет распределена равномерно.
  3. Сложность обустройства вентилируемого фасада или обшивки сайдингом: газобетон является хрупким материалом, и при креплении обрешетки сверлением нужно быть осторожным.

Поэтому газобетон, хотя он и похож по своим свойствам на дерево, лучше для строительства бани не использовать. Другие хоз постройки из газобетона не подвергаются такой постоянной и сильной водной нагрузке, но парилка или предбанник будут постоянно влажными, что значительно снижает и срок эксплуатации бани, и надежность всей постройки.

Дерево для бани

При общих требованиях к бане дерево — экономически приемлемый вариант, так как имеет очень низкую теплопроводность, а способность древесины пропускать воздух и влагу в обе стороны была замечена издавна. При соблюдении правил строительства и правильном уходе за срубом из хвойных пород дерево простоит 50–70 лет. Но главные эксплуатационные характеристики древесины зависят от породы и методов ее обработки.

баня из бревна

Преимущества дерева при строительстве бани

  1. Дерево лучше других стройматериалов сохраняет тепло, благодаря чему баня прогревается быстрее, а энергозатрат на обогрев помещений будет в несколько раз меньше.
  2. Дерево хорошо впитывает избыточную влагу, и также хорошо ее отдает. Для бань из других стройматериалов необходима дополнительная вентиляция, чтобы пар не конденсировался на стенах и под декоративной обшивкой.
  3. Традиционная высокая экологичность материала нравится застройщикам.
  4. Более высокая распространенность дерева в регионах России делает этот материал популярным в малоэтажном строительстве.
  5. Баня из твердых пород дерева легко прослужит сто лет, что подтверждается временем и практикой.
  6. Если использовать не оцилиндрованное бревно или строганый брус, а брус профилированный или клееный, то срок эксплуатации бани повышается, но увеличивается и стоимость строительства.

Недостатки деревянной бани

  1. Необходимость использования антисептиков для защиты от древоточцев и грызунов.
  2. Обязательная герметизация (утепление) всех стыков между бревнами или брусом. Причем конопатить стыки придется не один раз – со временем деревянный остов дает усадку, и щели появляются снова.
  3. Баня из дерева, да еще с печкой внутри – источник повышенной пожароопасности.
 Загрузка …

Статьи по теме:

(PDF) Тепловые свойства пенобетона с различной плотностью и добавками при температуре окружающей среды

Тепловые свойства пенобетона с различной плотностью и добавками

при температуре окружающей среды

1, B *

1, B *

,

MOHD Yazid MOHD Юнос

2, C

, MOHD NASRUN MOHD NAWI

3, D

1

Школа жилищного строительства и планирования, Университетские поэты Малайзия, 11800, Пенанг, Малайзия

2

Кафедра ландшафтной архитектуры, Факультет дизайна и архитектуры, Университет Путра

Малайзия

3

Школа технологического менеджмента и логистики, Колледж бизнеса, Университет Утара

Малайзия, 06010 Синток , Малайзия

a

[email protected],

b

[email protected],

c

[email protected] my,

d

[email protected]

Ключевые слова: огнестойкость, пенобетон , легкий бетон, плотность

Аннотация. В этой статье основное внимание будет уделено экспериментальному исследованию влияния различных плотностей

и добавок на тепловые свойства пенобетона с помощью анализатора констант Hot Disk Thermal

, чтобы получить несколько основных тепловых свойств для прогнозирования его возгорания.

характеристики сопротивления.Для этого исследования были исследованы образцы трех различных плотностей: 700 кг/м

3

, 1000 кг/м

3

и 1400 кг/м

3

3

и различные добавки 3 9000 и

, а также различные добавки. добавки на тепловые свойства пенобетона. Добавки, использованные в этом исследовании, включали

пылевидную топливную золу (PFA), микрокремнезем, топливную золу пальмового масла (POFA), древесную золу, полипропиленовое волокно,

стальное волокно и кокосовое волокно.Следует отметить, что наименьшая плотность пенобетона

(700 кг/м

3

) обеспечивает наилучшие теплоизоляционные свойства благодаря большому количеству пор и высокому

проценту вовлеченного воздуха, т. к. тепла, чем твердое и жидкое. Кроме того, пенобетон марки

с кокосовым волокном имеет наименьшую теплопроводность, так как обладает высокой теплостойкостью благодаря большому процентному содержанию гемицеллюлозы и лигнина, а также высокой теплоемкостью, как и

, благодаря образованию равномерных пор и пустот в пенопластах. конкретный.

Введение

В наши дни острой проблемой для общества является изменение климата и необходимость значительной экономии энергии

в строительстве. Выбор надлежащих строительных материалов, которые могут функционировать в качестве теплового барьера в целях предотвращения тепла и пожара, должен быть сделан для минимизации использования энергии и увеличения комфортной зоны

в помещении [1]. Пенобетон обладает отличными теплоизоляционными свойствами

, а значение типичной теплопроводности находится в пределах 0.23 и 0,42 Вт/мК при

1000 кг/м

3

до 1200 кг/м

3

соответственно [2]. Изменение значения плотности из-за образования пор

оказывает существенное влияние на тепловые характеристики пенобетона. На практике толщина бетона нормального веса

должна быть в пять раз больше, чем у пенобетона, чтобы получить аналогичную теплоизоляцию

[3]. Пенобетон может широко использоваться в неконструкционных применениях [4], таких как

уклон крыши, выравнивание пола и изоляционные слои стен и проекты заполнения пустот [5].Кроме того, тепловые свойства пенобетона

могут быть рассчитаны путем изменения таких параметров материала, как цементное тесто

, размер пены и объем фракции [6]. По механическим свойствам эти материалы

могут быть использованы в качестве изоляционного материала как для полунесущих, так и для изолирующих элементов

[7]. Наконец, были экспериментально исследованы основные значения термической стойкости

для прогнозирования его характеристик огнестойкости и восполнения пробелов в знаниях об использовании различных типов добавок.

Прикладная механика и материалы Том. 747 (2015) pp 230-233 Поступило: 11.12.2014

© (2015) Trans Tech Publications, Швейцария Принято: 11.12.2014

doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.747.230

Все права защищены. Никакая часть содержания этого документа не может быть воспроизведена или передана в любой форме и любыми средствами без письменного разрешения TTP,

www.ttp.net. (ID: 103.5.182.15-01/03/15,04:25:04)

Обзор факторов, влияющих на теплопроводность строительных изоляционных материалов

https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.102604Получить права и содержание

Основные моменты

Рассмотрены факторы, влияющие на теплопроводность строительных изоляционных материалов.

Наиболее важными факторами являются температура, влажность и плотность.

Другие факторы включают толщину, скорость воздуха, прессование и время старения.

Представлена ​​связь основных факторов с теплопроводностью.

Погрешность теплопроводности обычно используемых изоляционных материалов.

Abstract

Решение вопроса традиционного потребления энергии и поиск подходящих альтернативных источников являются жизненно важными ключами к политике устойчивого развития. В последние годы было разработано множество различных теплоизоляционных материалов для повышения энергоэффективности и уменьшения ущерба окружающей среде. Эти продукты подтвердили свою полезность в зданиях благодаря таким преимуществам, как низкая плотность, высокая термостойкость и экономичность.Эффективность теплоизоляции зависит от их теплопроводности и способности сохранять свои тепловые характеристики в течение определенного периода времени. В этом исследовании представлены факторы, влияющие на коэффициент теплопроводности трех основных групп, включая традиционные, альтернативные и новые усовершенствованные материалы. Наиболее распространенными факторами являются содержание влаги, перепад температур и объемная плотность. Другие факторы объясняются в некоторых зависимых исследованиях, таких как скорость воздушного потока, толщина, давление и старение материала.Обобщена также связь значений теплопроводности со средней температурой, влажностью и плотностью, полученная в результате экспериментальных исследований. Наконец, неопределенность в отношении значения теплопроводности некоторых распространенных изоляционных материалов также рассматривается как основа выбора или проектирования продуктов, используемых в ограждающих конструкциях.

Ключевые слова

Строительные изоляционные материалы

Теплопроводность

Влияющие факторы

Разность температур

Содержание влаги

Плотность

Рекомендуемые статьиСсылки на статьи (0) 9002Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Какова теплопроводность полиуретана?

Теплопроводность — это физическое свойство, проявляющееся в любом материале, включая полиуретан, и оно измеряет способность теплопроводности через него или, другими словами, перенос тепловой энергии через тело. Это движение энергии производится за счет разницы температур , поскольку согласно второму закону термодинамики тепло всегда течет в направлении самой низкой температуры.

При теплоизоляции здания важно знать теплопроводность используемых материалов, поскольку от этого будет зависеть его энергоэффективность и тепловой комфорт . Например, металлы имеют более высокую теплопроводность, чем древесина, но изоляционные материалы, такие как стекловолокно или полиуретан, имеют более низкую теплопроводность.

 

Значение теплопроводности в теплоизоляции зданий

Поведение теплоизоляции является ключом к достижению целей Европейского Союза по энергосбережению на 2020 год .Как в одноэтажных, так и в многоэтажных зданиях материалы, используемые в ограждении, определяют потребление энергии. Следовательно, если мы хотим, чтобы повысил энергоэффективность зданий , одним из физических свойств, которые будут определять, является ли материал хорошей теплоизоляцией или нет, является теплопроводность.

Если сравнить теплопроводность основных материалов , используемых в строительстве , то можно проверить, как, в зависимости от выбора материалов, уровень теплопроводности будет напрямую влиять на теплоизоляцию дома .Например, традиционные материалы, такие как кирпич, древесная щепа или бетон, имеют более высокий уровень теплопроводности, чем изоляционные материалы, такие как полиуретан или полистирол.

Материал

Теплопроводность

Кирпич

0,49-0,87 Вт/мК

Бетонный блок

0-35-0,79 Вт/мК

Пенополистирол

 0.031-0,050 Вт/мК

Экструдированный полистирол

0,029-0,033 Вт/мК

Полиуретановые системы

0,022-0,028 Вт/мК

Минеральная вата

0,031-0,045 Вт/мК

Вспученный перлит

0,040-0,060 Вт/мК

Древесная щепа

0. 038-0,107 Вт/мК

 

Теплопроводность полиуретана

Полиуретановые системы

являются одним из материалов на рынке, которые обеспечивают наилучшую теплоизоляцию при минимальной толщине . Такая характеристика возможна благодаря низкой теплопроводности полиуретана, так как, хотя различия в уровне теплопроводности между пенополистиролом (экструдированным и вспененным), минеральной ватой и полиуретановыми системами составляют лишь десятые доли бумаги, при применении в работе, такие десятичные знаки могут означать разницу в толщине на 3-4 см, чем для достижения той же энергетической эффективности оболочки.

Кроме того, полиуретановые системы (впрыскиваемые, напыляемые или пластинчатые) являются оптимальным решением для теплоизоляции зданий. Помимо низкой теплопроводности, они также обеспечивают хорошую герметизацию оболочки, предотвращая просачивание воздуха и токи, возникающие в ее пустых пространствах. Это важно, поскольку, если бы эти токи не уменьшались, теплопроводность полиуретана перестала бы быть столь эффективной.

 

Тепловые свойства и преимущества изоляционных пенобетонов

Введение

Изменение климата — одна из самых тревожных глобальных проблем, которую мировые лидеры пытаются решить с начала 21 века.Поскольку осведомленность общественности об экологических проблемах продолжает расти, это также оказывает более заметное влияние на выбор потребителей. Глобальные усилия по обеспечению более устойчивого образа жизни получили широкое распространение, о чем свидетельствует резкий рост производства и продажи экологически чистых технологий на многих мировых рынках.

Одним из примеров отрасли, на которую сильно влияет стремление потребителей к устойчивому развитию, является строительный сектор. Производители на этом рынке пытаются производить более экологически чистые продукты и производить их с использованием устойчивых и экологически чистых технологий. Это повышенное внимание к энергосберегающим возможностям продукта привело к резкому росту популярности изоляционных пенобетонов (ICF) в качестве предпочтительного материала для строительства новых зданий. Недавно провозглашенная оценка и увеличение спроса на МКФ привели к более глобальному производству материала, поскольку он используется во многих странах для различных коммерческих проектов, включая строительство квартир, отелей, магазинов и зданий кинотеатров.

ICF R-значение

Изоляционные пенобетонные пены предлагают более прочную, изоляционную и устойчивую альтернативу традиционным зданиям с деревянным каркасом, которая имеет как долгосрочные экономические, так и экологические преимущества с точки зрения снижения затрат и энергопотребления.Секрет их тепловой мощности заключается в сочетании пониженной теплопроводности и конвекции, а также в высокой тепловой массе. Эта выигрышная комбинация не только снижает энергопотребление здания, но и повышает комфорт внутри, блокируя сквозняки и обеспечивая превосходное поглощение тепла. На большинство желаемых тепловых свойств, отображаемых ICF, указывает их высокое значение R. «r» в значении R означает сопротивление материалам с более высоким значением R, имеющим лучшее сопротивление тепловому потоку по сравнению с материалами с низким значением R.Пенополистирол, из которого изготовлен ICF, является одним из лучших изоляционных материалов на рынке. ICF обычно содержат 5-дюймовую изоляцию из пенополистирола с испытательными изоляционными свойствами в диапазоне от R-22 до R-26.

Изоляция

EPS также обладает оптимальными звукопоглощающими свойствами. Они пропускают только примерно на 12,5–25 % больше звука по сравнению с деревянными стенами. В глазах владельца бизнеса этот ключевой компонент МКФ делает его крайне желательным, особенно если здание расположено на шумной городской улице или в центре мегаполиса.Кроме того, здания и дома, построенные с использованием этих материалов, обеспечивают уровень безопасности, с которым мало кто может сравниться. В среднем они в 10 раз прочнее стандартной рамной конструкции и в несколько раз прочнее конструкции CMU из «шлакоблоков».

Комбинация ICF-EPS пользуется большой популярностью у военных и правоохранительных органов благодаря своей взрыво- и баллистической стойкости. Пенополистирол уникален тем, что он не горит при воздействии высокой температуры, а вместо этого плавится. Несмотря на плавление в этих условиях, он не станет топливом для огня и обладает самозатухающими свойствами благодаря антипирену, добавляемому в пенополистирол всеми ведущими производителями ICF.

Рис. 1: Крупный план изоляции ICF с металлическим армированием.

Значения R являются ключевыми для измерения теплового сопротивления материала, однако при попытке оценить энергетические характеристики здания им не хватает уровня детализации, необходимого для определения фактических свойств теплопередачи, которые являются единственной рассматриваемой величиной. К основным факторам, которые более точно отражают энергетические характеристики здания, относятся теплопроводность, конвекция, излучение и масса.

Рисунок 2: Механизмы теплообмена, включая теплопроводность, излучение и конвекцию.

Теплопроводность ICF

Теплопроводность материала напрямую связана с его способностью эффективно способствовать передаче тепла через него. Теплопроводность также часто называют теплопроводностью, которая представляет собой передачу тепла через материал путем прямого контакта одной молекулы с другой. Проводимость — единственный фактор, который напрямую измеряется значением R.Изоляция с деревянным каркасом имеет значение R, доступное только с точки зрения самого высокого номинального компонента самой изоляции стены. Это значение может вводить в заблуждение, так как большинство строителей обычно называют здание со стенами R-13 или R-21, не раскрывая при этом, что эти значения являются единственным показателем самого высокого и наиболее теплоизоляционного материала во всей конструкции.

Деревянный каркас состоит из нескольких компонентов, которые имеют множество различных R-значений, что значительно снижает подлинную теплоизоляционную ценность здания, а в некоторых случаях составляет только половину рекламируемой ценности. С другой стороны, стены ICF состоят из центральной полости, предназначенной для размещения бетона между двумя слоями изоляционной пены EPS, которая обеспечивает два в основном непрерывных слоя изоляции с рейтингом R-22 или выше.

Рисунок 3: Пакеты изоляционного пенополистирола

Тепловая конвекция и ICF

Несмотря на то, что основное внимание изоляционных материалов обычно сосредоточено на теплопроводности, именно тепловая конвекция способствует большей части потерь тепла в здании.Конвекция характеризуется передачей тепла, которая происходит за счет движения токов внутри жидкости или газа. Когда речь идет о конвекции внутри здания, обычно это движение воздуха между внутренней и внешней частью здания или «фильтрация воздуха», которая характеризует качество изоляционного материала.

Обычной мерой измерения, используемой в строительной отрасли для описания фильтрации воздуха, является «обмен воздуха в час» при перепаде давления, создаваемом дверцей вентилятора, равном 50 Па (ACH50). Стандарты энергетической звезды США для новых домов требуют менее 4-7 ACH50. Эти стандарты чрезвычайно смягчены по сравнению с более строгими правилами, установленными в Канаде, где стандарт R-2000 составляет 1,5 ACH50, и в Швеции, где требуется 0,5 ACH50 или меньше. С точки зрения измерения изоляционных качеств, чем выше значение ACH50, тем сильнее происходит внутренняя и внешняя фильтрация воздуха.

В стандартном здании с деревянным каркасом конвекция проявляется в виде сквозняков и часто является самой большой причиной потерь энергии в здании.Инфильтрация воздуха может составлять более 40% от общей потери энергии, поскольку воздух часто просачивается через многочисленные трещины и стыки между «спичками», составляющими каркас деревянного здания. Типичный недавно построенный деревянный дом будет иметь ACH50 от 1,75 до 3, однако через пару лет это число может резко возрасти до значений от 5 до 10, поскольку древесина сжимается и портится. В старых деревянных домах отсутствует почти какая-либо изоляция, и обычно их значения ACH50 составляют в среднем от 10 до 20.

Здания

ICF намного превосходят конструкции с деревянным каркасом с точки зрения блокирования воздушного потока и поддержания стабильной температуры в помещении независимо от внешней погоды или климата. Большинство зданий ICF имеют ACH50 0,5-2,5 или меньше, причем эти значения сильно зависят от типа крыши и герметизирующего материала. Этот ограничительный поток воздуха полезен с точки зрения регулирования температуры, однако в этих герметичных зданиях необходимо поддерживать адекватный воздухообмен за счет использования механической вентиляции.Этот тип умеренного воздушного потока можно комбинировать с установками рекуперации тепла/энергии или наземными теплообменниками для дополнительной экономии.

Тепловое излучение и ICF

Тепловое излучение является еще одним важным регулятором использования энергии в здании, и многие не учитывают его при выборе материала для использования при строительстве конструкции. Тепловое излучение характеризуется передачей тепла посредством электромагнитных волн, которые применительно к зданию исходят в основном от УФ-излучения, испускаемого солнцем. Влияние этого метода теплопередачи на обмен энергией, происходящий внутри здания, в значительной степени зависит от таких факторов, как местоположение участка и преобладающий климат в этом регионе. Пассивные солнечные конструкции зданий могут помочь оптимизировать поглощающие и отражающие способности здания за счет использования солнечной ориентации, размещения окон и выбора идеальных элементов затенения, таких как выбор отделки и включение тепловой массы.

Рисунок 4: Компоненты конструкции пассивного дома, выходящие за пределы изоляции ICF.

Тепловая масса материала относится к его способности накапливать тепло. Бетон и сырцовые кирпичи имеют большую тепловую массу и действуют как батарея, хранящая тепло, которое высвобождается при понижении температуры окружающей среды. ICF с бетонным внешним видом может накапливать тепло в дневную жару, а затем отдавать его внутри ночью, поддерживая комфортную температуру при почти нулевом потреблении энергии. В умеренном климате бетон выполняет контрастную роль, задействуя пассивный солнечный дизайн, позволяя сильному зимнему солнцу нагревать стены и полы с высокой тепловой массой внутри и снаружи здания. Деревянные рамы почти не имеют тепловой массы, поэтому они не предлагают ни одного из этих преимуществ энергосбережения. Конструкция с высокой тепловой массой может быть легко встроена в стены и полы ICF, что снизит потребность в активных системах отопления и охлаждения за счет поддержания стабильной температуры окружающей среды в течение более длительного периода.

Возможность повторного использования ICF

При изучении тепловых свойств зданий ICF совершенно очевидно, что они могут экономить больше энергии и уменьшать фильтрацию воздуха по сравнению со стандартным деревянным домом, но их преимущества выходят за рамки физических свойств материала.Использование бетона вместо дерева для строительства может сэкономить значительное количество деревьев, потому что весь деревянный каркас исключается. Многие бетоны содержат переработанные компоненты за счет использования дополнительных материалов, таких как летучая зола или шлак, для замены части цементного заполнителя. Старый измельченный цемент также может быть переработан, чтобы уменьшить потребность в первичных заполнителях, и большинство стальной арматуры, используемой в процессе строительства, также могут быть переработаны.

Рисунок 5: Бетонная смесь, содержащая более крупные заполнители.

Здания

ICF являются явным чемпионом среди строительных материалов, поскольку они предлагают лучшие экономические и экологические преимущества по сравнению со стандартными зданиями с деревянным каркасом. Хотя первоначальная стоимость строительства из материалов ICF примерно на 3-5% выше по сравнению с классическим деревом, стоимость обслуживания и проживания значительно ниже. Расходы на страхование зданий ICF, как правило, дешевле из-за их повышенной прочности и огнестойкости. Владельцы зданий в конечном итоге скажут примерно на 20% больше о затратах на энергию при строительстве с использованием ICF по сравнению с деревянным.

Заключение

Если предположить, что срок службы здания составляет 100 лет, один дом ICF может сэкономить около 110 тонн CO2, что более чем компенсирует выбросы CO2, связанные с производством цемента, используемого для изготовления бетона, и может способствовать увеличению прибыли компании. попытки стать углеродно-нейтральными или углеродно-отрицательными. В то время, когда все думают об изменении климата, как никогда важно обеспечить совместную работу по минимизации нашего углеродного следа.Одним из способов достижения этой цели является замена устаревших строительных материалов, таких как древесина, современными изоляционными пенобетонами, что позволит как домовладельцам, так и крупным застройщикам внести свой вклад в смягчение негативного воздействия на окружающую среду и сокращение выбросов CO2.

Автор: Каллиста Уилсон | Младший технический писатель | Термтест

Каталожные номера

Нужно ли утеплять кирпичный дом? | Кирпичный сайдинг. (2020, 20 марта). Современный дизайн . https://гамбрик.com/нужна ли изоляция кирпичному дому/

Бетонные опалубки с теплоизоляцией — энергоэффективность и R-значения . (н.д.). Утепленные бетонные формы ICF от Quad-Lock. Получено 26 мая 2021 г. с https://www.quadlock.com/insulated-concrete-forms/ICF_energy_performance. htm

.

Изоляционные бетонные формы (ICF) . (н.д.). Получено 26 мая 2021 г. с https://www.cement.org/cement-concrete/paving/buildings-structures/concrete-homes/building-systems-for-every-need/insulating-concrete-forms-(ICFs)

14 июля 2020 г., Сопротивление | Катастрофа, Эффективность, Э., Stories, F., Costs, ICF и ICFs?, W. (nd). Преимущества жизни в доме ICF | Журнал ICF Builder . Получено 26 мая 2021 г. с https://www.icfmag.com/2020/07/benefits-of-living-in-an-icf-home/

Тепловые свойства пенобетона с различной плотностью и добавками при температуре окружающей среды.

[1] BCA Пенобетон: Состав и свойства.Отчет № 46. ​​042, Слау, (1994).

[2] М. А. Отхуман Мидин, Тонкостенный легкий пенобетон с закрытым стальным корпусом: новый подход к изготовлению сэндвич-композита.Австралийский журнал фундаментальных и прикладных наук, 5 (2011): 1727–1733.

[3] HG Kessler, Легкий ячеистый бетон, Concr.англ. Интернэшнл, 1998, стр. 56-60.

[4] М. А. Отхуман Мидин, Ю.К. Ван, Структурные характеристики легкой композитной стеновой системы из пенобетона и стали при сжатии.Журнал тонкостенных конструкций, 49 (2011): 66-76.

DOI: 10.1016/j.tws.2010.08.007

[5] М.А. Отхуман Мидин, Ю.К. Ван, Механические свойства пенобетона при воздействии высоких температур. Журнал строительства и строительных материалов, 26 (2012): 638-654.

DOI: 10.1016/j.conbuildmat. 2011.06.067

[6] М.А. Мыдин, Ю.К. Ван, Тепловые и механические свойства легкого пенобетона (LFC) при повышенных температурах. Журнал исследований бетона, 64 (2012): 213-224.

DOI: 10.1680/макр.10.00162

[7] С.Л. Хуанг, Свойства пористой структуры материалов, Фу-Хань, Тайвань, 1980, стр. 34-43.

[8] С. Солейманзаде, М.А. Отхуман Мидин, Влияние высоких температур на прочность на изгиб пенобетона, содержащего летучую золу и полипропиленовое волокно, International Journal of Engineering, 26 (2013): 365-374.

DOI: 10.5829/idosi.ije.2013.26.02b.02

[9] М. Отхуман Мидин А. «Экспериментальное исследование теплопроводности легкого пенобетона для теплоизоляции». Журнал Технологии, 63 (2013): 43-49.

DOI: 10.11113/jt.v63.1368

[10] М.А. Отхуман Мидин, Ю.К. Ван, Тепловые свойства легкого пенобетона при повышенных температурах. Журнал строительства и строительных материалов, 25 (2011): 705-716.

DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2010.07.016

Соотношение ячеистой сети в пенобетоне, содержащем золу, с их физическими свойствами

Реферат

Ячеистый бетон представляет собой легкий твердый цементный пенопласт, который используется в основном для теплоизоляции и звукопоглощения. Частично или полностью, когда портландцемент в связующем заменяется золой, воздействие материала на окружающую среду снижается. Однако результирующие изменения в клеточной структуре и их последующее влияние на физические свойства материала изучены недостаточно. В данном исследовании ячеистый бетон готовили из вяжущих, активированных щелочью, зольных вяжущих и отдельно из портландцементных вяжущих, смешанных с древесной золой. Ячеистую структуру фотографировали с помощью лазерной конфокальной микроскопии, а изображения анализировали для количественной оценки клеточной сети с точки зрения пористости и фрактальной размерности пористой фазы.Параллельно образцы ячеистого бетона были испытаны на тепловые константы и звукопоглощение. Результаты показывают, что при увеличении пористости наблюдалось увеличение фрактальной размерности и связанное с этим падение теплопроводности.

Résumé

Бетон целлюлер представляет собой твердый мусс и легкую жидкость, которая используется для тепловой изоляции и акустического поглощения. Lorsque le ciment Portland dans un liant est remplacé partiellement ou totalement par des cendres, l’impact environnemental du materiau est réduit.Несмотря на это, изменения в клеточной структуре и другие последствия влияют на физические свойства материи, которые не учитываются. Dans cette étude, le beton cellulaire a été préparé à partir de liants alcalins à cendres volantes et séparément, à partir de liants de ciment Portland mélangés avec des cendres de bois. Структура клеточной структуры позволяет фотографировать с помощью конфокального лазера микроскопии и анализировать изображения для количественного определения клеточной структуры в терминах пористости и фрактальной размерности фазовой пористости.Parallèlement, les spécimens de beton cellulaire ont été mi à l’essai pour leurs Constantes thermiques et leur абсорбционная акустика. Les résultats montrent qu’il y a eu une augmentation de la fractale Dimension et une baisse associée de la Conductivité thermique pour une augmentation de la porosite. [Traduit par la Rédaction]

Исследование тепловых свойств пустотелых сланцевых блоков в качестве самоизолирующих материалов для стен

Для снижения энергопотребления и защиты окружающей среды был разработан и изготовлен тип пустотелых сланцевых блоков с 29 рядами отверстий.В данной работе исследованы тепловые свойства пустотелых сланцевых блоков и стен. Сначала для получения коэффициента теплопередачи стен из пустотелых сланцевых блоков был использован метод ограждающего теплового ящика. Экспериментальный коэффициент теплопередачи составляет 0,726 Вт/м 2 ·K, что позволяет экономить энергию по сравнению с традиционными стеновыми материалами. Затем было рассчитано теоретическое значение коэффициента теплопередачи, равное 0,546 Вт/м 2 ·К. Кроме того, одномерный устойчивый процесс теплопроводности для блока и стен был смоделирован с использованием программного обеспечения для анализа методом конечных элементов ANSYS.Расчетный коэффициент теплопередачи для стен составил 0,671 Вт/м 2 ·К, что хорошо согласуется с результатами испытаний. Благодаря выдающимся самоизоляционным свойствам, этот тип пустотелых сланцевых блоков может использоваться в качестве стенового материала без каких-либо дополнительных мер по изоляции в каменных конструкциях.

1. Введение

Во всем мире экономическое развитие все больше ограничивается нехваткой природных ресурсов [1]. Кроме того, экономический рост приводит к таким проблемам, как разрушение окружающей среды и растрата ресурсов.Чтобы улучшить эту ситуацию и повысить энергоэффективность зданий, традиционные полнотелые глиняные кирпичи были официально запрещены в строительстве зданий, что способствовало изучению и применению новых стеновых материалов [2].

В настоящее время существует много типов новых стеновых материалов, таких как небольшие пустотелые бетонные блоки, газобетонные блоки и небольшие полые блоки летучей золы. Однако ни один из этих стеновых материалов не является самоизолирующим, и требуются определенные меры по теплоизоляции наружных стен.Меры внешней изоляции наружных стен широко используются в строительстве, несмотря на некоторые очевидные недостатки, такие как легкое отслаивание, короткий срок службы и низкая безопасность. Кроме того, в традиционной кирпичной кладке толщина растворных швов варьируется от 8 мм до 12 мм, легко образуя явные тепловые мосты и приводя к значительным потерям энергии.

За последние 40 лет были разработаны разнообразные изоляционные спеченные пустотелые блоки, например, предложенные Porothem, Klimation, Poroton, Thermopor, Unipor, Monomur и Thermoarcilla [3].Все эти блоки обладают низкой плотностью, большим количеством отверстий, высокой гладкостью поверхности и хорошими тепловыми характеристиками. Чжу и др. [4] исследовали тепловые свойства переработанного заполнителя бетона (ББК) и переработанных бетонных блоков. Содупе-Ортега и др. [5] изготовили прорезиненный длинный пустотелый блок и изучили технико-экономическую целесообразность производства этих блоков с помощью автоматических кирпичных машин. Чжан и др. [6] изучали тепловые характеристики бетонных пустотелых блоков с помощью моделирования методом конечных элементов.Фан и др. [7] описали новый строительный материал, названный вспененным полистиролом из переработанного бетона, и провели соответствующее численное моделирование для полых блоков EPSRC и теплоизоляционных стен на основе термодинамических принципов. В недавних работах Del Coz Díaz et al. предложили методы численного моделирования. [8–11] для изучения различных типов стен из различных легкобетонных пустотелых кирпичей. Ли и др. В работе [12] представлена ​​разработка упрощенной модели теплопередачи пустотелых блоков для простого и эффективного расчета теплового потока.

Полый сланцевый блок состоит из сланца в качестве основного сырья, опилок в качестве порообразователя и промышленных отходов, таких как летучая зола, стальной шлак и макулатура в качестве вспомогательных материалов. Все эти сырьевые материалы обжигаются в соответствии с определенным производственным процессом для создания нового энергосберегающего и экологически чистого стенового материала, который имеет такие преимущества, как легкий вес, большой размер, большое количество отверстий и высокую гладкость. Между тем, полые сланцевые блоки в полной мере используют богатые сланцевые ресурсы для сохранения сельскохозяйственных угодий.В процессе возведения стен из пустотелых сланцевых блоков разработана технология строительства растворных швов толщиной 1~2 мм, позволяющая значительно снизить теплопотери, вызванные конструкционными тепловыми мостами. Ожидается, что отличные теплоизоляционные свойства и энергоэффективность жилых зданий в условиях суровых холодов и холодных районов будут достигнуты в наружных стенах без проведения наружных изоляционных мероприятий. Ву и др. [13] исследовали механические и термические свойства стен из обожженных пустотелых блоков.Бай и др. В работах [14, 15] изучалось сейсмическое поведение стен из обожженных теплоизолированных сланцевых блоков с ультратонкими растворными швами.

Коэффициент теплопередачи является одним из важнейших параметров для оценки тепловых характеристик стен. При заданной температуре окружающей среды чем ниже коэффициент теплопередачи, тем меньше теплоты рассеивается через стену. В настоящее время коэффициенты теплопередачи стен в основном определяются путем замеров на месте или лабораторных испытаний [16].В этом исследовании коэффициенты теплопередачи стен из полых сланцевых блоков были получены в результате лабораторных испытаний и сопоставлены с теоретическими расчетами и результатами моделирования методом конечных элементов. В разделе 2 представлены подробные размеры, производственные процессы, химические компоненты и минеральный состав полого сланцевого блока.

2. Полый сланцевый блок
2.1. Детали полого сланцевого блока

Размеры блоков 365 мм × 248 мм × 248 мм с 29 рядами отверстий; плотность составляет 850 кг/м 3 , что позволяет значительно снизить вес здания и повысить эффективность теплоизоляции блоков.Подробные размеры показаны на рисунке 1.


2.2. Сырье
2.2.1. Сланец

Сланец — древняя осадочная горная порода, образовавшаяся в результате длительных геологических процессов. Древние породы разбиваются на глинистые минералы и небольшое количество обломочных минералов в результате выветривания, а затем переносятся в место осадконакопления во взвешенном состоянии. Все эти минералы отлагались механически и превращались в глинистые породы с пластинчатой ​​структурой при низкой температуре и низком давлении за счет внешних сил и эффекта диагенеза. В Китае более 75 % поверхности суши покрыто осадочными породами, из которых 77,5 % составляют сланцы [17].

Химический состав сланца приведен в таблице 1; основные минеральные компоненты сланцев — кварц, кальцит, натриевый полевой шпат, каолинит, иллит. Соответствующий спектр XRD показан на рис. 2. После добычи, дробления и тонкого измельчения сланец является одним из наиболее многообещающих новых стеновых материалов для замены спеченного глиняного кирпича из-за его больших объемов хранения и простоты добычи.


Химические компоненты Содержание (% масс)

SiO 2 62,91
Аль 2 О 3 17.01
Fe 2 O 3 O 3 60250
CAO 6.13 6.13
MgO 2,78
K 2 o 1. 88
Na 2 О 1,04
SO 3 0,65
TiO 2 0,77


2.2 .2. Порообразующий агент

Функция порообразователя заключается в создании большого количества пор в процессе спекания для использования более низкого коэффициента теплопроводности воздуха.Следовательно, порообразующий агент может эффективно улучшить изоляционные характеристики пустотелых сланцевых блоков и уменьшить их вес, что улучшает сейсмические характеристики. Учитывая энергосбережение, переработку ресурсов и защиту окружающей среды, опилки были выбраны в качестве порообразователя для пустотелых сланцевых блоков. В качестве ломового материала при обработке древесины опилки имеют много преимуществ при использовании в качестве порообразователя. Опилки в основном состоят из стабильных растительных волокон, и потери при прокаливании могут достигать 98. 49%. Порообразование может создавать множество пор внутри блоков и улучшать теплоизоляционные свойства. Кроме того, опилок также много, они дешевы и их легко достать.

2.2.3. Промышленные отходы

Летучая зола, стальной шлак и стружка макулатуры добавлялись в процессе агломерации в качестве вспомогательных материалов.

2.3. Процедура производства

В качестве нового типа энергосберегающего стенового материала процесс производства пустотелых сланцевых блоков включает измельчение, старение, перемешивание, экструзию, надрез, сушку, отверждение и высокотемпературное спекание.Большинство процессов автоматизированы. Процесс производства пустотелых сланцевых блоков показан на рисунке 3.


3. Детали эксперимента

Для проверки пригодности пустотелых сланцевых блоков были проведены испытания тепловых характеристик каменных стен в соответствии с китайскими нормами [18]. ].

3.1. Образцы

Испытательные стены размерами 1650 мм × 1650 мм × 365 мм (длина × высота × ширина) были построены из пустотелых сланцевых блоков (см. рис. 4).


Коэффициент пустотности полого сланцевого блока достигает 54%, а его класс прочности на сжатие достигает 10 МПа. Кроме того, его сотовая сетчатая структура может обеспечить отличные теплоизоляционные характеристики. Были построены три образца, а толщина горизонтального строительного шва варьировалась от 1 мм до 2 мм. Поскольку в испытательных стенах отсутствовал вертикальный растворный шов, для блокировки и укрепления стен из полых сланцевых блоков использовались шпунтовые соединения. После полного высыхания образцов с техническим обслуживанием в течение 20 дней были проверены тепловые характеристики.

3.2. Испытательный прибор

Схема устройства для испытания характеристик теплопередачи в установившемся режиме показана на рис. 5, оно было разработано в соответствии с китайскими нормами GB/T13475-2008 [18] и методом защитного теплового ящика, как показано на рис. 6.



Поскольку защитная коробка в методе ограждающей тепловой камеры окружает дозирующую камеру, тепловой поток через стенку дозирующей камеры () и тепловой поток боковых потерь () могут быть уменьшены до незначительного уровня, если внутренние температуры воздуха в защитной коробке и дозаторной коробке равны. Теоретически, если в устройство устанавливается однородный образец, внутренняя и внешняя температуры которого одинаковы, температура поверхности образца будет стабильной. Другими словами, тепловой поток через стенки дозатора будет равен тепловому потоку боковых потерь (). Однако коэффициент теплопередачи реального однородного образца всегда неравномерен, особенно для частей вблизи краев дозатора. Поэтому температуры поверхности образцов и вблизи дозатора неравномерны, а тепловой поток через стенку дозатора () и тепловой поток боковых потерь () фактически не могут быть сведены к нулю.В настоящей работе и можно получить с помощью стандартного калибровочного теста. Кроме того, коэффициент теплопередачи можно рассчитать по уравнению. (1) включает следующие переменные: подводимая тепловая мощность, тепловой поток через образец, температура поверхности на теплой стороне, температура поверхности на холодной стороне, температура воздуха на теплой стороне, температура воздуха на холодной стороне, площадь поверхности образца. Образец и термическое сопротивление.

3.3. Процедура испытаний

(1) После 20 дней естественной воздушной сушки образцы были установлены в испытательную машину.Части, пересекающие швы между образцом и коробкой для образцов, были заполнены пенообразующим изоляционным материалом для герметизации, как показано на рисунке 7(а). (2) Длина установочных стержней, соединенных с датчиками температуры внутри камеры дозаторную коробку проверяли и регулировали, как показано на рис. 7(b). (3) После того, как испытательная машина проработала более 20 часов для каждого образца, а диапазон значений мощности нагрева составлял от 0,5 Вт до 3 Вт, вся можно считать, что система находится в устойчивом тепловом состоянии.Затем данные измерений собирались каждые полчаса и рассчитывалось среднее значение результатов испытаний.

3.4. Экспериментальные результаты и обсуждение

На основе результатов испытаний трех стен из полых сланцевых блоков были рассчитаны тепловые параметры, такие как коэффициент теплопередачи, тепловое сопротивление и общее тепловое сопротивление, которые перечислены в таблице 2.



Образцы
Коэффициент теплообмена Коэффициент теплообмена
(W / M 2 ⋅k)
Тепловое сопротивление
(M 2 ⋅K / W)
Общее термическое сопротивление
(M 2 ⋅ К/Вт)

А 0.751 +1,275 1,332
В 0,726 1,080 1,377
С 0,703 1,342 1,422
Среднее 0,726 1,232 1,377

Результаты показывают, что коэффициент теплопередачи стен из пустотелых сланцевых блоков составляет 0,726 Вт/(м 2 ·K), что соответствует норме проектирования энергоэффективности общественных зданий в г. ГБ50189-2005 [19].

Коэффициент теплопередачи и термическое сопротивление различных стеновых материалов, измеренные на одном и том же оборудовании и с помощью одних и тех же методов испытаний, показаны в таблице 3 в соответствии с исследованием Yang et al. [20] и Ву и соавт. [13] и технические условия на бетонные мелкоблочные здания из каменной кладки Китая JGJ/T2011 [21]. Теплосберегающий эффект стен из пустотелых сланцевых блоков в 3,16 раза выше, чем у традиционных стен из глиняного кирпича, в 3,11 раза выше, чем у стен из бетонных блоков и 1.в 69 раз выше, чем у стен из переработанных бетонных блоков. В качестве материала для ограждающих конструкций пустотелые сланцевые блоки могут не только улучшить сохранение тепла и теплоизоляционные характеристики зданий, но и сделать внутреннюю тепловую среду более комфортной, особенно в холодных регионах.

Размеры

Настенный материал Коэффициент теплообмена
(W / M 2 ⋅k)
Тепловое сопротивление
(M 2 ⋅K / W)

Полый сланцевый блок 0. 726 1.232 365 мм × 248 мм × 248 мм с 29 рядами отверстий
глиняный кирпич 2.240 0.296 240 мм × 115 мм × 53 мм
Бетонный блок 2.220 0.300 390 мм × 190 мм × 190 мм с тремя рядами отверстий
переработанные бетонные блоки 1.620 0,457 390 мм × 240 мм × 190 мм с тремя рядами отверстий

4.Теоретический расчет коэффициента теплопередачи стен из полых сланцевых блоков

Ограждающие конструкции можно разделить на однослойные, многослойные и комбинированные стены в зависимости от их состава. Многослойная стена, например двухсторонняя оштукатуренная кирпичная стена, состоит из нескольких слоев различных стеновых материалов по направлению теплового потока. Общее тепловое сопротивление многослойной стены равно сумме тепловых сопротивлений каждой однослойной стены. Предполагая, что теплообмен является одномерным установившимся процессом теплообмена, многослойную стенку, параллельную направлению теплового потока, можно разделить на несколько областей, границы раздела которых определяются в зависимости от состава слоя материала [22]. Среднее термическое сопротивление многослойной стены можно рассчитать следующим образом [18]: где — среднее термическое сопротивление, — общая площадь теплопередачи, перпендикулярная направлению теплового потока, — поправочный коэффициент, равный 0.86 для полого сланцевого блока, – разделенные площади, параллельные направлению теплового потока, – термические сопротивления поверхностей теплопередачи, – термическое сопротивление внутренней поверхности, равное 0,11 м 2 ·К/Вт, термическое сопротивление наружной поверхности, которое составляет 0,04 м 2 ·К/Вт [18].

Полые сланцевые блоки с 29 рядами отверстий представляют собой многослойные стены. Их среднее термическое сопротивление можно рассчитать с помощью упомянутого выше метода. Для удобства шипы и канавки на боковых поверхностях не учитываются.Подробное разделение площадей показано на рисунке 8.


Общая поверхность теплопередачи полого сланцевого блока, перпендикулярная направлению теплового потока, разделена на 21 область. Все эти области теплообмена являются многослойными, кроме областей 1 и 2. Теплопроводность спеченного сланцевого материала составляет 0,463 Вт/(м·К), термическое сопротивление 8 мм воздушной прослойки – 0,12 м 2 ·К/ Вт, а термическое сопротивление слоя воздуха толщиной 32 мм составляет 0,17 м 2 ·К/Вт.Результаты расчета термического сопротивления перечислены в таблице 4.


площадь № 1, 21 2, 4, 6, 8, 14, 16, 18, 20 3, 7, 15, 19 5, 17 5, 13 9, 13 10, 12 10, 12 11

(мм) 14 × 248 18,5 × 248 4 × 248 4 × 248 4 × 248 18. 5 × 248 4 × 248
0,938 3,317 2,976 2,074 1,568 3,082 1,767

Среднее тепловое сопротивление пустотелые сланцевые блоки можно получить, используя (2):  m 2 ·K/Вт. Средний коэффициент теплопередачи можно получить следующим образом:

Если предположить, что толщина горизонтального строительного раствора составляет 2 мм, а в качестве типичной единицы взять блок и горизонтальный строительный шов, то коэффициенты теплопередачи равны где и являются боковыми площадями пустотелых сланцевых блоков и растворного шва соответственно, и – коэффициенты теплопередачи пустотелых сланцевых блоков и растворного шва соответственно.По сравнению с результатами экспериментальных испытаний теоретические расчетные значения и полых сланцевых блоков меньше из-за упрощения с обеих сторон полого сланцевого блока.

5. Численное моделирование методом конечных элементов
5.1. Модель МКЭ

Для обеспечения альтернативного термического анализа и проектирования полого сланцевого блока была разработана модель МКЭ с использованием трехмерного термоэлемента SOLID70 с использованием пакета ANSYS, как показано на рисунке 9.


(a) МКЭ-модель блока
(b) Создание сетки блока
(a) МКЭ-модель блока
(b) Создание сетки блока

С учетом теплового сопротивления между воздушными прослойками отверстия в блоках рассматривались как сплошные элементы с параметрами свойства воздушной прослойки. Тепловой поток между различными материалами рассматривался как непрерывный процесс. По температурам горячей камеры и холодной камеры определяли коэффициент теплопередачи и температурные нагрузки на поверхности блоков.Температура внутренней поверхности составляет 30°С, а температура внешней поверхности -10°С.

На самом деле, параметры для моделирования методом конечных элементов имеют решающее значение для разумных результатов расчета. В существующих моделях FEM значения параметров, которые необходимо было указать, были установлены на основе норм теплового проектирования для гражданского строительства Китая [23]. Коэффициенты конвективной теплоотдачи внутренней поверхности (ограждающей теплокамеры) и наружной поверхности (холодильника) пустотелой сланцевой блочной стены составляют 8,7 Вт/(м 2 ·К) и 23.0 Вт/(м 2 ·К) соответственно. Теплопроводность спеченного сланцевого материала составляет 0,463 Вт/(м·К), теплопроводность слоя воздуха толщиной 8 мм – 0,067 Вт/(м·К), теплопроводность слоя воздуха толщиной 32 мм – 0,188 Вт/ (м·К). Теплопроводность раствора составляет 0,339 Вт/(м·К).

Поскольку вертикальный растворный шов отсутствует, в модели МКЭ можно пренебречь влиянием вертикальных швов. Вертикальный шов между сланцевыми блоками был симметричным, а плоскость симметрии считалась адиабатической границей, что означало отсутствие теплообмена по обе стороны от плоскости симметрии. Соответствующие сетки МКЭ и процесс нагружения стен показаны на рисунке 10, где граничные условия и моделирование температуры такие же, как и для сланцевого блока.

5.2. Результаты моделирования

Смоделированное поле температуры и плотность теплового потока для полого сланцевого блока показаны на рисунке 11. Видно, что распределение температуры в блоке изменяется линейно вдоль направления теплового потока и распределяется равномерно. Плотность теплового потока и температурный градиент полого сланцевого блока постепенно увеличиваются снаружи внутрь.Плотность теплового потока и градиент температуры малы для воздушной прослойки внутри блока, но больше на ребре между воздушными прослойками вдоль направления теплового потока. Кроме того, наибольший отвод тепла на единицу площади приходится на ребра полого сланцевого блока. Легко определить, что внутренняя воздушная прослойка полезна для предотвращения потери тепла.

На рис. 12 показаны результаты моделирования стены из полых сланцевых блоков. В вертикальном стыке двух блоков отсутствует воздушная прослойка вдоль направления теплового потока, особенно по краям блоков, где тепловой поток сильный и существенно меняется градиент температуры.И наоборот, тепловой поток невелик, а изменение градиента температуры не так велико на горизонтальных растворных швах. Вектор плотности теплового потока также указывает на меньшие потери тепла через горизонтальные растворные швы. Эффект теплопередачи пустотелых сланцевых блоков зависит от кладочного раствора, качества кладки стен и толщины растворного шва. Швы толщиной 2  мм в стене из пустотелых сланцевых блоков достаточно тонкие, поэтому их влиянием на тепловые свойства можно пренебречь.

Хотя коэффициент теплопередачи не может быть получен напрямую из результатов моделирования МКЭ, его можно рассчитать по следующей формуле:где среднее значение теплового потока, которое можно взять из карты распределения плотности теплового потока, толщина стенки, а – разность температур внутренней и наружной поверхностей стены. Коэффициент теплопередачи стен из пустотелых сланцевых блоков, полученный этим методом, составляет 0,671 Вт/м 2 ·К, что меньше экспериментального значения, но больше теоретического результата в разделе 4.

По сравнению с экспериментальными результатами теоретические значения и результаты моделирования методом конечных элементов коэффициентов теплопередачи полых сланцевых блоков меньше. Возможные причины такой разницы следующие: (1) Наличие трещин на поверхности или внутренних повреждений, образовавшихся при транспортировке блоков, что повлияет на тепловые характеристики кладки стены. (2) В процессе кладки, когда два блока плотно смыкаются друг с другом, теоретически между двумя блоками возникнет несколько замкнутых воздушных прослоек.Однако из-за прогиба блоков в процессе производства воздушные прослойки между двумя блоками могут быть связаны между собой внутри и снаружи стены, что вызовет потери тепла через этот канал и повлияет на тепловые характеристики стены.

Помимо экспериментальных и численных методов, аналитические методы, например, метод гомогенизации, являются альтернативными способами исследования эквивалентных тепловых свойств. Гомогенизация является достаточно общей стратегией, предсказывающей макроповедение среды на основе ее микроструктуры и свойств.Кладочную структуру можно приближенно рассматривать как периодический составной континуум; он состоит из двух разных материалов (кирпич или блок и раствор), расположенных периодически. Теория гомогенизации периодических сред позволяет вывести глобальное поведение каменной кладки из поведения составляющих материалов. До сих пор подход гомогенизации использовался для изучения механических свойств каменной кладки [24–26]. Этим методом было проведено несколько исследований тепловых свойств.В следующих исследованиях ожидается, что стратегия гомогенизации может быть успешно использована для прогнозирования тепловых свойств каменных стен, исходя из тепловых свойств и композиционных структур блоков и раствора.

6. Заключение

В этом исследовании исследуются тепловые свойства пустотелых сланцевых блоков с использованием экспериментальных испытаний, теоретических расчетов и моделирования методом конечных элементов. Из этого исследования можно сделать следующие выводы: (i) Экспериментальный коэффициент теплопередачи стен из пустотелых сланцевых блоков равен 0.726 Вт/м 2 ·K, что соответствует проектным нормам и показывает их замечательные характеристики самоизоляции по сравнению с другими стеновыми материалами. (ii) Используя теоретическую формулу, коэффициент теплопередачи одного пустотелого сланцевого блока составляет 0,544 Вт /м 2 ·К, а коэффициент теплопередачи стены из пустотелых сланцевых блоков равен 0,546 Вт/м 2 ·К. Используя моделирование FEM, коэффициент теплопередачи стены из пустотелых сланцевых блоков составляет 0,671 Вт/м 2 ·K. Упрощение с обеих сторон полых сланцевых блоков может способствовать более высокому экспериментальному коэффициенту теплопередачи.(iii) Сильный тепловой поток и большой температурный градиент в основном проявляются в вертикальных стыках двух блоков, поскольку вдоль направления теплового потока отсутствует прослойка воздуха.

LEAVE A REPLY

Ваш адрес email не будет опубликован.