Menu Close

Коэффициент теплопроводности железобетона: Коэффициенты теплопроводности строительных материалов

Коэффициенты теплопроводности строительных материалов

Теплопроводность материала зависит от его плотности, влажности и добавок. Таким образом, у строительных материалов разных производителей будут отличаться физические свойства. Поэтому для точности следует брать значения коэффициентов теплопроводности материала из документации производителя.

Для того, чтобы произвести расчет теплопотерь частного дома, чтобы определить необходимую мощность отопления, достаточно взять данные, которые приведены в таблице ниже. В ней приведены коэффициенты теплопроводности λ (Вт/(м*К)), взятые для средней зоны влажности по СНиП 2-3-79.


ВсеБетоныРастворыГипсокартон и гипсовые плитыКирпичная кладка и облицовкаДерево и материалы на его основеУтеплителиЗасыпкиДругое Фильтр по группе материалов

 

 

Таблица коэффициентов теплопроводности строительных материалов
МатериалПлотность, кг/куб.мТеплопроводность, Вт/(м*K)
Железобетон25002.
04
Бетон на гравии или щебне24001,86
Туфобетон18000.99
*16000.81
*14000.58
*12000.47
Пемзобетон16000.68
*14000.54
*12000.43
*10000.34
*8000.26
Бетон на вулканическом шлаке16000.70
*
1400
0.58
*12000. 47
*10000.35
*8000.29
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон18000.92
*16000.79
*14000.65
*12000.52
*10000.41
*8000.31
*600
0.26
*5000.23
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией12000.58
*10000.47
*8000. 35
Керамзитобетон на перлитовом песке10000.41
*8000.35
Шунгизитобетон14000.64
*12000.50
*10000.38
Перлитобетон
1200
0.50
*10000.38
*8000.33
*6000.23
Шлакопемзобетон (термозитобетон)18000.76
*16000.63
*14000.52
*12000. 44
*10000.37
Шлакопемзопенобетон и шлакопемзогазобетон16000.70
*
1400
0.58
*12000.47
*10000.41
*8000.35
Бетон на доменных гранулированных шлаках18000.81
*16000.64
*14000.58
*12000.52
Аглопоритобетон и бетоны на топливных (котельных) шлаках18000.93
*16000. 78
*
1400
0.65
*12000.54
*10000.44
Бетон на зольном гравии14000.58
*12000.47
*10000.35
Вермикулитобетон8000.26
*6000.17
*4000.13
*3000.11
Газобетон, пенобетон, газосиликат, пеносиликат10000.47
*800
0.37
*6000. 26
*4000.15
*3000.13
Газозолобенон и пенозолобетон12000.58
*10000.50
*8000.41
Цементно-песчаный раствор18000.93
Сложный (песок, известь, цемент) раствор17000.87
Известково-песчаный раствор16000.81
Цементно-шлаковый раствор14000.64
*12000.58
Цементно-перлитовый раствор10000. 30
*8000.26
Гипсо-перлитовый раствор6000.23
Поризованный гипсо-перлитовый раствор5000.19
*4000.15
Плиты из гипса12000.47
*10000.35
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)8000.21
Кладка из глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе18000.81
Кладка из глиняного кирпича на цементно-шлаковом растворе17000.76
Кладка из глиняного кирпича на цементно-перлитовом растворе16000. 70
Кладка из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе18000.87
Кладка из трепельного кирпича на цементно-песчаном растворе12000.52
*
1000
0.47
Кладка из шлакового кирпича на цементно-песчаном растворе15000.70
Кладка из керамического пустотного кирпича плотностью 1400 кг/куб.м.на цементно-песчаном растворе16000.64
Кладка из керамического пустотного кирпича плотностью 1300 кг/куб.м.на цементно-песчаном растворе14000.58
Кладка из керамического пустотного кирпича плотностью 1000 кг/куб.м.на цементно-песчаном растворе12000.52
Кладка из силикатного одиннадцатипустотного кирпича на цементно-песчаном растворе15000.
81
Кладка из силикатного четырнадцатипустотного кирпича на цементно-песчаном растворе14000.76
Облицовка гранитом, гнейсом, базальтом28003.49
Облицовка мрамором28002.91
Облицовка известняком20001.28
*18001.05
*16000.81
*14000.58
Облицовка туфом20001.05
*18000.81
*16000.64
*
14000.52
*12000. 41
*10000.29
Сосна, ель поперек волокон5000.18
Сосна, ель вдоль волокон5000.35
Дуб поперек волокон7000.23
Дуб вдоль волокон7000.41
Фанера клееная5000.18
Картон облицовочный10000.23
Картон строительный многослойный6500.18
ДВП и ДСП10000.29
*8000.23
*6000.16
*4000. 13
*2000.08
Плиты фибролитовые и арболитовые на портландцементе8000.30
*6000.23
*4000.16
*3000.14
Плиты камышитовые3000.14
*2000.09
Плиты торфяные теплоизоляционные3000.08
*2000.064
Пакля1500.07
Маты минераловатные прошивные и на синтетическом связующем1250.07
*750. 064
*500.06
Плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих3500.11
*3000.09
*2000.08
*1000.07
*500.06
Плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем2000.076
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем2000.08
*1250.064
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем500.064
Маты из стекловолокна прошивные1500. 07
Пенополистирол1500.06
*1000.052
*400.05
Пенопласт ПХВ-1 и ПВ-11250.064
*100 и меньше0.052
Пенополиуретан800.05
*600.041
*400.04
Плиты из резольно-фенолформальдегидного пенопласта1000.076
*750.07
*500.064
*400.06
Перлитопластбетон2000. 06
*1000.05
Перлитофосфогелевые изделия3000.12
*2000.09
Засыпка гравия керамзитового8000.23
*6000.20
*4000.14
*3000.13
*2000.12
Засыпка гравия шунгизитового8000.23
*6000.20
*4000.14
Засыпка щебня из доменного шлака, шлаковой пемзы и аглопорита8000. 26
*6000.21
*4000.16
Засыпка щебня и песка из перлита вспученного6000.12
*4000.09
*2000.08
Засыпка вермикулита вспученного2000.11
*1000.08
Засыпка песка16000.58
Пеностекло или газостекло4000.14
*3000.12
*2000.09
Листы асбестоцементные плоские18000. 52
*16000.41
Битумы нефтяные14000.27
*12000.22
*10000.17
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем4000.13
*3000.099
Рубероид6000.17
Линолеум поливинилхлоридный многослойный18000.38
*16000.33
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове18000.35
*16000.29
*14000. 23
Сталь стержневая арматурная785058
Чугун720050
Алюминий2600221
Медь8500407
Стекло оконное25000.76

 

 

коэффициент теплопередачи легких и тяжелых бетонов

Коэффициент теплопроводности бетона – одна из важных характеристик, учитываемых при проектировании здания. Эта величина применяется в теплотехнических расчетах, позволяющих точно определить минимально допустимую толщину стен.

Понятие коэффициента теплопроводности

Эта величина определяет количество тепла, проходимое через единицу объема образца при разнице температур в 1 градус Цельсия. Единица измерения – Вт/(м*C). Чем больше эта характеристика, тем выше способность материала передавать тепло и тем хуже он выполняет функции теплоизолятора.

Бетон имеет неоднородную структуру. Теплопередача определяется компонентами, входящими в состав строительного материала. Наименьшую теплопроводность имеет воздух, который находится в микропорах заполнителей и капиллярах цементного камня. Поэтому чем выше его содержание, тем лучше теплоизоляционные свойства бетонного элемента.

Факторы, влияющие на теплопропускаемость бетона

Из-за неоднородности структуры бетонных конструкций и разных условий эксплуатации коэффициент теплопроводности в этом случае – величина условная. На этот параметр оказывают влияние:

  • Плотность. Чем плотнее материал, тем ближе друг к другу находятся его частицы, тем быстрее передается тепло. Это значит, что тяжелые бетоны имеют больший коэффициент теплопроводности, по сравнению с легкими (керамзитовыми, вермикулитовыми, перлитовыми).
  • Пористость и структура пор. Чем больше объем, занятый воздухом, тем лучше материал задерживает тепло. Но на теплоизоляционные характеристики влияет не только процентное содержание воздуха, но и размеры, а также замкнутость пор. Лучше всего прохождению тепла препятствуют мелкие замкнутые поры. Крупные поры, которые сообщаются между собой, увеличивают теплопередачу.
  • Влажность. Это еще один фактор, влияющий на коэффициент теплопередачи бетона. Вода способна проводить тепло в 20 раз лучше воздуха. Поэтому увлажненный материал резко теряет теплоизоляционные характеристики. При отрицательных температурах вода в увлажненном слое замерзает, вызывая не только повышенные теплопотери здания, но и быстрое разрушение строительного материала. В таблицах, применяемых при точных теплотехнических расчетах, часто указывают три значения коэффициента теплопроводности – в сухом виде, при нормальной влажности, в увлажненном состоянии.
  • Температура. С повышением температуры коэффициент теплопроводности увеличивается.

Сравнение коэффициента теплопроводности тяжелого бетона, пено- и газобетона, керамзитобетона, фибробетона.

Наиболее высоким коэффициентом теплопроводности обладает тяжелый бетон, армированный стальными стержнями или проволокой (железобетон) – до 2,04 Вт/(м*C). Немного ниже этот показатель у неармированных бетонных элементов.

Более низким коэффициентом теплопроводности и повышенными теплоизоляционными характеристиками обладают: керамзитобетон, изготовленный с использованием кварцевого или перлитового песка, сухой пено- и газобетон. Уровень теплопередачи фибробетона сравним с аналогичным показателем плотного керамзитобетона.

Таблица коэффициентов теплопроводности различных видов бетона

Вид бетона Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*C)
Тяжелый армированный бетон 1,68- 2,04
Тяжелый бетон 1,29-1,52
Керамзитобетон (в зависимости от плотности) 0,14-0,66
Пенобетон (в зависимости от плотности) 0,08-0,37
Газобетон разной плотности 0,1-0,3
Фибробетон 0,52-0,75

Правильное проведение теплотехнических расчетов позволяет определить оптимальную толщину стен, что обеспечивает уменьшение расходов на отопление и комфортный микроклимат внутри здания.

Поделиться ссылкой:

Производим и предлагаем продукцию:

Читайте также:

Теплопроводность бетона: особенности, определение коэффициента

При выполнении мероприятий по строительству зданий или ремонту ранее возведенных построек важно надежно теплоизолировать стены строения. Для уменьшения объема тепловых потерь и снижения затрат на поддержание комфортной температуры важно ответственно подойти к выбору теплоизоляционных материалов и выполнению тепловых расчетов. Решая задачи, связанные с обеспечением энергоэффективности бетонных строений, необходимо учитывать теплопроводность бетона. Этот показатель характеризует способность проводить тепло и является одной из наиболее важных характеристик.

Теплопроводность бетонного массива

Как влияет теплопроводность бетона на микроклимат внутри помещения

Из множества строительных материалов, применяемых для возведения зданий, одним из наиболее распространенных является бетон. Среди главных рабочих характеристик материала выделяется коэффициент теплопроводности бетона. На этапе проектирования необходимо предусмотреть применение в процессе строительства теплоизоляционных материалов, позволяющих превратить возведенную железобетонную конструкцию в жилое строение. Ведь важно возвести не только устойчивое, экологически чистое и оригинальное здание, но и создать благоприятные условия для проживания.

Зная теплопроводность бетонного массива, и правильно выбрав теплоизоляционные материалы, можно добиться значительных результатов:

  • существенно сократить тепловые потери;
  • снизить затраты на обогрев помещения;
  • обеспечить внутри здания комфортный микроклимат.

Влияние уровня теплопроводности на внутренний микроклимат выражается простой зависимостью:

  • при возрастании коэффициента, интенсивность тепловой передачи возрастает, и строение, возведенное из материала с такими характеристиками, быстрее остывает и, соответственно, ускоренными темпами нагревается;
  • снижение способности бетонного массива передавать тепло позволяет на протяжении увеличенного периода времени сохранять внутри помещения комфортную температуру, с соответственным уменьшением тепловых потерь.
Зная теплопроводность бетонного массива можно обеспечить внутри здания комфортный микроклимат

Если подытожить, то степень теплопроводимости бетона является определяющим фактором, влияющим на комфортность жилища. Различные виды бетона отличаются структурой массива, свойствами применяемого наполнителя и, соответственно, степенью теплопроводности. Важно использовать такие марки бетона совместно с утеплителями, чтобы обеспечить надежное удержание бетонным массивом тепла в помещении. Выбор применяемых для строительства материалов производится на проектной стадии.

Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление – знакомимся с понятиями

Принимая решение об использовании для строительства здания определенной марки бетона или другого строительного материала, следует обращать внимание на следующие характеристики, обеспечивающие энергоэффективность строения:

  • коэффициент теплопроводности железобетона или бетона. Это специальный показатель, характеризующий объем тепловой энергии, которая может пройти через различные стройматериалы за определенный промежуток времени. При снижении величины коэффициента, способность материала проводить тепло уменьшается, а при возрастании показателя – скорость отвода тепла возрастает;
  • тепловое сопротивление строительных конструкций. Этот параметр характеризует свойства стройматериалов препятствовать потерям тепловой энергии. Тепловое сопротивление является обратным показателем, если сравнивать со степенью теплопроводности. При повышенном значении показателя теплового сопротивления стройматериал может применяться для теплоизоляционных целей, а при пониженном – для ускоренного отвода тепла.

Разрабатывая проект будущего здания, и выполняя тепловые расчеты, необходимо учитывать указанные показатели.

Коэффициент теплопроводности материалов

Коэффициент теплопроводности бетона для различных видов монолита

Определяясь с видом бетона, который будет использоваться для постройки жилого дома, следует оценить, как изменяется теплопроводность монолита для разновидностей этого строительного материала. Поможет сравнить теплопроводность бетона таблица, которая охватывает характеристики всех типов бетона. Рассмотрим, как изменяется уровень теплопроводности бетонного массива, который выражается в Вт/м2х ºC для наиболее распространенных разновидностей материала.

Наименьшее значение коэффициента у бетонных композитов с ячеистой структурой:

  • для сухого пенобетона и газонаполненного бетона величина показателя небольшая, по сравнению с другими видами. Она возрастает при повышении плотности материала. При удельном весе 0,6 т/м3 коэффициент равен 0,14, а при плотности 1 т/м3 уже составляет 0,31. При базовой влажности значения возрастают от 0,22 до 0,48, а при повышенной от 0,26 до 0,55;
  • керамзитонаполненный бетон, в зависимости от плотности массива, также имеет различную величину коэффициента, который изменяется пропорционально возрастанию удельного веса. Так керамзитобетон с плотностью 0,5 т/м3 имеет низкий коэффициент, равный 0,14, а при возрастании плотности до 1,8 т/м3 параметр теплопроводности возрастает до 0,66.

Величина коэффициента определяется также используемым для приготовления бетонной смеси наполнителем:

  • для тяжелого бетона плотностью 2,4 т/м3, содержащего щебеночный наполнитель, показатель составляет 1,51;
  • бетон, где в качестве наполнителя используются шлаки, характеризуется уменьшенной величиной теплопроводности, составляющей 0,3–0,7;
  • керамзитобетон, содержащий кварцевый или перлитовый песок, имеет плотность 0,8–1 и, соответственно, уровень теплопроводности, равный 0,22–0,41.
Коэффициент теплопроводности бетона

  надежно теплоизолируют возводимое строение. При сооружении стен зданий из бетона, имеющего пористую структуру и пониженный уровень теплопроводности, необходим тонкий слой теплоизолятора. Применение тяжелых марок бетона требует усиленного утепления строения. Для этого укладывается толстый слой теплоизолятора. При подборе материала следует учитывать, что с возрастанием плотности увеличивается теплопроводность бетонного массива.

Какие факторы влияют на коэффициент теплопроводности железобетона

Уровень теплопроводимости бетона, независимо от его марки и наличия в массиве стальной арматуры, зависит от комплекса факторов. Рассмотрим показатели, каждый из которых оказывает определенное влияние на данную характеристику:

  • структура бетонного массива. При создании внутри монолита воздушных полостей процесс передачи тепла через ячеистый массив осуществляется на небольшой скорости и с минимальными потерями. Если подытожить, то увеличенная концентрация ячеек позволяет снизить потери тепла;
  • удельный вес материала. Плотность бетонного массива влияет на его структуру и, соответственно, на интенсивность процесса теплообмена. При возрастании плотности материала увеличивается степень теплопередачи и возрастает объем тепловых потерь;
  • концентрация влаги в бетонных стенах. Бетонный массив, имеющий пористую структуру, гигроскопичен. Частицы влаги, которые по капиллярам просачиваются вглубь бетона, заполняют воздушные поры и ускоряют тем самым процесс теплопередачи.

Выполняя расчеты необходимо учитывать, что с уменьшением влажности материала снижается степень теплопроводимости, и теряется меньшее количество тепла. Применение пористого заполнителя позволяет снизить потери тепла и обеспечить комфортный микроклимат помещения. Стройматериалы с низкой теплопроводностью целесообразно использовать для теплоизоляционных целей. Зная зависимость теплопроводности бетона от его характеристик можно выбрать оптимальный вид материала для постройки стен.

Коэффициент теплопроводности железобетона

Теплопроводность бетона и утепление зданий

Решение о теплоизоляции стен возводимых зданий принимается в зависимости от того, из каких видов бетона производится сооружение стен. Бетонные изделия делятся на следующие виды:

  • конструкционные, применяемые для капитальных стен. Отличаются повышенной нагрузочной способностью, увеличенной плотностью, а также способностью ускоренными темпами проводить тепло;
  • теплоизоляционные, используемые в ненагруженных конструкциях. Характеризуются уменьшенным удельным весом, ячеистой структурой, благодаря которой снижается теплопроводность стен.
Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

Для поддержания комфортной температуры в помещении можно возводить стены из различных видов бетона. При этом толщина стен будет существенно изменяться. Одинаковый уровень теплопроводности капитальных стен обеспечивается при следующей толщине:

  • пенобетон – 25 см;
  • керамзитобетон – 50 см;
  • кирпичная кладка – 65 см.

Для поддержания благоприятного микроклимата, в рамках мероприятий по энергосбережению, выполняется теплоизоляция строительных конструкций. На стадии разработки проекта специалисты определяют возможные пути потери тепла и выбирают оптимальный вариант утеплителя.

Сравнительный график коэффициентов теплопроводности некоторых строительных материалов и утеплителей

Основной объем тепловых потерь происходит из-за недостаточно эффективной теплоизоляции следующих частей здания:

  • поверхности пола;
  • капитальных стен;
  • кровельной конструкции;
  • оконных и дверных проемов.

При профессиональном подходе и выборе эффективных утеплителей можно сделать свой дом более комфортным, а также сэкономить значительный объем денежных средств на отоплении.

Как производится расчет с учетом коэффициента теплопроводности бетона

Для поддержания комфортной температуры и снижения теплопотерь несущие стены современных зданий выполняются многослойными и включают капитальные конструкции, теплоизоляционные материалы, отделочные покрытия. Каждый слой сэндвича имеет определенную толщину.

Решая задачу по расчету толщины теплоизолятора, необходимо использовать формулу расчета теплового сопротивления – R=p/k, которая расшифровывается следующим образом:

  • R – величина температурного сопротивления;
  • p – значение толщины слоя, указанное в метрах;
  • k – коэффициент теплопроводности железобетона, бетона или другого материала, из которого изготовлены стены.

Используя данную зависимость можно самостоятельно выполнить расчет, используя обычный калькулятор. Для этого необходимо разделить толщину строительной конструкции на коэффициент теплопроводимости бетона или другого материала. Рассмотрим пример расчета для стен толщиной 0,3 метра, возведенных из газобетона с удельным весом 1000 т/м3 и степенью теплопроводности, равной 0,31.

Алгоритм вычислений:

  • Рассчитайте термосопротивление, разделив толщину стен на коэффициент теплопроводности – 0,3:0,31=0,96.
  • Отнимите полученный результат от предельно допустимого для определенной климатической зоны – 3,28-0,96=2,32.

Перемножив коэффициент теплопроводности утеплителя на величину термического сопротивления, получим в результате требуемый размер слоя. Например, толщина листового пенопласта с коэффициентом теплопроводности 0,037 составит – 0,037х2,32=0,08 м.

Заключение

При выполнении проектных работ и осуществлении мероприятий по теплоизоляции зданий необходимо учитывать теплопроводность бетона. Она зависит от структуры, плотности и влажности стройматериала. Понимая определение теплопроводности, и владея методикой расчетов, несложно определить толщину утеплителя для бетонных стен здания. Правильно подобранный теплоизолятор позволит минимизировать тепловые потери, уменьшить затраты на отопление, а также обеспечить поддержание благоприятной температуры.

Теплопроводность бетона (монолитного железобетона)

Монолитный железобетон: характеристики и применение материала

Монолитный железобетон связан с понятием монолитного строительства. Если сборные или монолитно-сборные конструкции выпускаются готовыми, то монолитные стены и фундаменты формируются непосредственно при строительстве. Давайте поговорим о таком материале, его характеристиках, технологии возведения зданий из монолитного железобетона.

Особенности материала

Основным отличием монолитного материала от сборного является способ изготовления. Сборный железобетон – сваи, стеновые панели, лестницы, производятся на заводе в формах и транспортируются на строительную площадку в готовом виде.

Монолитный предполагает иной метод.

  • На первом этапе сооружают арматурный каркас. Поскольку речь идет о несущих конструкциях, то обычно диаметр арматуры составляет 12 мм и больше. Кроме того, используются арматурные сетки, фиксаторы и прочее.
  • Затем вокруг будущей конструкции сооружают опалубку, выполняющую роль формы.
  • Заливают в форму бетон соответствующей марки – шлакобетон, керамзитобетон, тяжелый. Материал уплотняют механическим методом с помощью глубинных или поверхностных вибраторов.
  • Выдерживается необходимое время для отвердевания бетона.

Следующее видео расскажет вам о проверке прочности железобетонной конструкции:

Достоинства и недостатки

Монолитный железобетон имеет свои достоинства и недостатки. Связаны они именно с технологическим процессом. Характеристики же самой конструкции будут зависеть от марки бетона и качества арматуры.

  • Скорость возведения сооружения из бетона намного выше, чем из кирпича или камня.
  • Использование плит позволяет уменьшить толщину стен, а, значит, увеличить площадь квартиры. Монолитные работы позволяют усложнить планировку и отказаться от стандартных схем, так как блоки не привязаны к типовому размеру плит, как при строительстве из сборного железобетона.
  • Монолитная конструкция отличается большой прочностью и выдерживает землетрясение до 8 баллов без разрушения.
  • Минимальное количество или полное отсутствие швов увеличивает теплоизоляцию.

К недостаткам метода относят следующее.

  • Высокая трудоемкость сооружения, так как, по сути, на строительной площадке осуществляется весь производственный цикл, исключая только приготовление бетона, да и то не всегда.
  • Монолитный железобетон требует участия дополнительной грузоподъемной техники, особенно когда речь идет о надземной части здания.
  • Сооружение монолитной конструкции требует больших финансовых затрат.

Технические характеристики

Бетон характеризуется хорошей сопротивляемостью на сжатие, но недостаточной – на растяжение. Нивелировать это свойство и призван металлический каркас из монолитного железобетона, который, в свою очередь, показывает прекрасные результаты при растяжении, но недостаточные при сжатии. Комбинация обоих материалов позволяет при строительстве воспользоваться только достоинствами.

Остальные характеристики конструкций определяет вид бетона.

  • Легкие бетоны – керамзитобетон, опилкобетон и прочее, используются для облегченных конструкций и для уменьшения теплопроводности, так как по этим показателям бетон уступает глиняному кирпичу.
  • Тяжелые бетоны – с плотностью в 2200–2500 кг/ куб.м обеспечивают надежность несущих конструкций и фундамента. Смесь подбирают по кассам – B1, B2, B1,5.

А теперь давайте поговорим про теплопроводность монолитного железобетона. Теплопроводность камня зависит от наполнителя.

  • Максимальной теплопроводностью обладает именно монолитный бетон без присадок – 1,75 Вт/(м·град).
  • Чуть лучше показатели у смеси с добавкой щебня и гравия – 1,51 Вт/(м·град).
  • Показатели материала на песке, шлаках и с добавкой силикатов колеблются от 0,3 до .81 Вт/(м·град).
  • Максимальными теплоизоляционными характеристиками обладает специальный теплоизоляционный бетон – 0,18 Вт/(м·град), а также смесь на вулканическом шлаке – 0,2–0,5 Вт/(м·град), что соответствует показателям керамического щелевого и пустотелого кирпича.

Конструктивное решение монолитного железобетона регулируется ГОСТ и соответствующими требованиями СНиП. В документах указываются возможные схемы и те изделия, которые можно использовать для сооружения тех или иных элементов. По ГОСТ несущая система здания должна составлять единое целое из фундамента, вертикальных опор – стены и колонны, и горизонтальных плит – перекрытия и покрытия.

Стоит отметить, что плиты, по сути, являются уже элементами сборно-монолитного строительства. Однако в документации они также именуются монолитными конструкциями.

Для чего требуется получение монолитного железобетона, какова его область применения, читайте далее.

Среда применения

Конструкции из железобетона на сегодня являются базой строительства, поэтому сферой их применения можно смело назвать все мыслимые строительные работы (строительство частных домов из монолитного железобетона, коттеджей, других зданий и т.п.).

  • Тип фундамента зависит от геодезических условий. Однако основой большинства конструкций является монолитный железобетон.
    • Ленточный фундамент – плиты переменной толщины укладывают под колонны или под стены и колонны сооружения.
    • Монолитная плита под площадью всего здания – наиболее материалоемкий вариант.
    • Плитный фундамент при большой толщине можно модифицировать, если это допускает конструкционная схема. В этом случае используются ребристые и коробчатые плиты.
    • Свайный фундамент – применяют на слабых грунтах.
  • Колонны – выступают вертикальными опорами вместо или вместе со стенами. Сечение зависит от конструкционной схемы: колонны могут быть прямоугольными, круглыми, уголковыми, кольцевыми и так далее.
  • Из монолитного железобетона возводят несущие стены как наружные, так и внутренние.
  • Для перекрытий с балками и без используют сплошные, пустотные и ребристые плиты.
  • Лестничные марши – прямые, винтовые, комбинированные.
  • Декоративные архитектурные элементы – бетон отличается высокой пластичностью при кладке, что позволяет сооружать, арки, фронтоны, декоративные колонны без всяких ограничений.
  • Туннели – под дорогой, мостом и для метро.
  • В сооружении мостов монолитный железобетон незаменим.
  • Площадки, где предполагается высокая нагрузка – аэродром, испытательный полигон и прочее.

Далее вы узнаете, какие требуются документы для приемки монолитного железобетона.

Про технологию строительства зданий из монолитного железобетона расскажет следующий видеосюжет:

Документы для приемки

Сооружение монолитных железобетонных конструкций является частью строительных работ и принимается по мере возведения специальной приемной комиссией.

Обязательным условием является проведение лабораторного анализа готовой бетонной смеси перед заливкой. В акте приема есть соответствующие графы, где требуется указать технические характеристики материала – морозостойкость, водонепроницаемость и среднюю прочность, вычисленную по сериям контрольных образцов.

Проверке также подвергается стальная арматура. При отклонении от норм СНиП материал не может быть использован при строительстве.

Документом для приемки готовой конструкции является акт освидетельствования и приемки. В нем указываются:

  • номера использованных рабочих чертежей;
  • номера проведенных работ из журнала строительства и журнала авторского надзора;
  • акты приемки предварительных работ, если они были;
  • результаты лабораторных испытаний;
  • геометрические размеры конструкции и отклонения их от плановых, если они есть;
  • соответствие рабочему проекту и СНиП;
  • освидетельствование – здесь указываются возможные дефекты, оценивается состояние поверхности и прочее.

Акт приема проводится при сдаче любой промежуточной готовой конструкции, а не в целом стены или этажа.

Расчет монолитного железобетона

Наиболее важной характеристикой монолитной конструкции является величина расчетной нагрузки, то есть, максимум веса, который может выдержать плита без учета ее собственной массы. Определяется величина 3 факторами:

  • толщиной стены или перекрытия;
  • классом бетона – классификация по прочности на сжатие;
  • содержанием арматуры.

Для примера пустотная монолитная плита рассчитана на нагрузку в 800 кг/кв. м. Сплошная плита из напряженного бетона способна выдержать до 1250 кг/кв. м.

Расчеты при возведении многоэтажного здания чрезвычайно сложны, так как включают не только вычисление необходимой расчетной нагрузки, но учитывают и общую нагрузку на фундамент, характер стены – передающей фундамент нагрузку только своего веса или всего этажа, оценку сопротивления разрушению, степень деформации оснований и так далее.

В частном строительстве чаще всего сталкиваются с сооружением фундамента – ленточного или платного, расчеты которого более просты. Для определения площади фундамента, который должен быть чуть больше площади здания, используется формула:

S > γn F/γc Ro, где

  • γn – коэффициент надежности и равен 1,2;
  • F – нагрузка. Включает в себя вес всего здания и полезную нагрузку – мебель, бытовая техника, внутренние сооружения, отделка, люди. В стандартных случаях, если речь идет о жилом доме, полезная нагрузка составляет 150 кг/кв. м. Очевидно, что при облицовке камнем лестницы и полов нагрузка будет намного выше.
  • γc — коэффициент условий, определяется типом грунта. Для крупных песков, например, составляет 1,2, для пластичной глины – 1,0.
  • Ro – условное сопротивление грунта. В данном случае речь идет о мелкозаглубленном фундаменте. Величину берут из таблицы сопротивлений, где учитывается характер грунта и самого здания.

Получив величину, подбирают значения длины и ширины исходя из конфигурации дома.

Глубину основания вычисляют по справочнику СНиП для чего требуется установить три параметра.

  • Глубина фактического промерзания определяется как произведение нормативной глубины для региона и коэффициента отопления. Если зданием будут пользоваться зимой, то есть дом отапливается, то коэффициент будет меньше единицы. В противном случае его принимают равным 1,1.
  • Уровень грунтовых вод определяют самостоятельно, выкопав шурф. Принципиальным является положение воды выше или ниже на 2 м от точки промерзания.
  • По таблице 2 СНиПа 2.02.01-83 с учетом типа грунта и двух полученных величин определяют глубину фундамента.

Объем основания дает возможность вычислить необходимое количество бетона и арматуры.

В завершение мы поговорим про демонтаж монолитного железобетона.

Демонтаж конструкций

Причины демонтажа могут быть разными: перепланировка, изменение всей конструкции, уменьшение нагрузки на какие-то элементы конструкции и прочее. Мероприятие это нелегкое и в любом случае требует много времени и затрат.

Для демонтажа используются различные методы и инструменты. По их характеристикам различают следующие способы:

  • механический – предполагает применение спецтехники и вспомогательных механизмов – клин-молот, например;
  • полумеханический включает пневматический и электрический инструмент – алмазный бур, механическую пилу, канатную пилу, пневматический отбойный молоток;
  • для работы в небольших помещениях используются специальные мини-роботы. Их же применяют для демонтажа в опасных условиях;
  • взрывной способ – применяется при сносе, однако опасен и требует высокой профессиональности;
  • электрогидравлический метод разрешает применение гидроклинов. По степени воздействия он вполне сравним со взрывом, но безопаснее, так как не порождает взрывной волны;
  • комбинированный – объединяет при необходимости разные способы демонтажа.

Демонтаж осуществляется только после отключения и разборки любых инженерных коммуникаций. Если речь идет о сносе постройки, то обязательным является возведение временного ограждения опасного участка.

Монолитный железобетон составляет значительную часть конструкционных материалов, используемых при строительстве. Уступая сборному методу по скорости, монолитный превышает все известные способы по прочности и надежности сооружений. Подпорные стены из монолитного железобетона, возведение фундаментов — вот лишь малая толика того, что можно сделать при помощи подобного материала.

Следующее видео расскажет вам об одном из новых видов монолитного железобетона:


Какие показатели влияют на коэффициент теплопроводности бетона?

Важную роль при строительстве дома играет теплопроводность бетона. Это свойство указывает на способность строения удерживать тепловую энергию. Показатель изменяется в зависимости от вида и влажности материала. Стройматериал с высокой способностью удерживать тепло позволяет сэкономить на утеплении помещения. Пористые виды бетона чаще используют в качестве утеплителя, но при этом учитывают, что с повышением объема пор в материале происходит ухудшение устойчивости к механическим нагрузкам.

Что это такое?

При строительстве конструкций и домов со значительной нагрузкой на стены лучше выбрать конструкционный вид материала, а потом утеплить его с помощью полистирола.

Коэффициент теплопроводности бетона служит основной характеристикой при выборе теплоизоляционного сырья. Этот показатель указывает на способность стройматериала удерживать тепло внутри помещения. Высокое значение способствует более оперативному охлаждению дома в зимнее время и нагреванию летом. Блоки повышенной плотности быстрее передают тепло, в то время как поросодержащий материал задерживает нагретый воздух внутри сооружения. Поэтому материалы с более пористой структурой чаще всего применяют в качестве утеплителя.

Что влияет на показатель?

От теплопроводности материала, из которого построен дом, зависит микроклимат в нем. При выборе сырья для сооружения стен учитывают все факторы, влияющие на изоляционные способности. Выбрав бетон, как основной стройматериал, рекомендуется учитывать такие показатели:

  • Плотность. Высокое значение свидетельствует о близком расположении молекул материала друг к другу, что способствует более быстрой передаче тепла. Такой бетон является более прочным, но в то же время малоэффективен для утепления помещения. Плотный вид стройматериала требует дополнительных расходов на теплоизоляцию.
  • Пористость. Поризованная структура бетона делает материал неоднородным, что препятствует быстрой передачи тепла. Поэтому большое количество пустот свидетельствует о хороших теплоизоляционных свойствах. Теплопроводность керамзитобетона меньше чем у жестких бетонов в 5 раз. Минусом такого сырья является низкая прочность, что препятствует использованию материала при возведении несущих конструкций.
  • Влажность. Мокрые стены лучше проводят тепло, поэтому дома, построенные на влажном фундаменте без хорошей гидроизоляции склонны к повышению теплоотдачи.

Коэффициент теплопроводности

Значение показателя указывает на объем тепловой энергии, которую материал толщиной 1 м и площадью 1 м2 может провести за 1 секунду. При этом разница температур по обе стороны стройматериала составляет 1 °C. Значение показателя характеризует способность помещения из этого бетона удерживать тепло в зимнее время. Правильно подобранный материал при строительстве жилья позволит сэкономить на оплате за услуги тепла.

Как проводятся расчеты?

Чтобы определить этот показатель пользуются такими формулами:

  • Кауфмана. Применяется для определения коэффициента на сухом бетоне. Выглядит так: λ = 0,0935*(m)0,5*2,28m + 0,025;
  • Некрасова. При изменении влажности и показатель меняется. Поэтому для бетона с влажностью более 3% используют такую формулу: λ = (0,196 + 0,22 m2)0,5—0,14.

Для расчета нужно иметь сведения об исследуемых экземплярах. Знак m обозначает объемную массу объекта, а λ — непосредственно искомый коэффициент. Так как вес различных видов бетона при одинаковом объеме меняется, то и значение показателя также изменяется. Коэффициент теплопроводности керамзитобетона имеет одно из самых низких значений. Поэтому этот материал чаще всего применяют в качестве утеплителя.

Важную роль в строительстве играет влажность бетона, которая сказывается не только на теплопроводности стройматериала, но и его прочностных показателях. Гидроизоляционные мероприятия помогут предупредить такие побочные эффекты.

Утепление и показатели теплопроводности бетона

Сравнительная таблица теплопроводности различных видов материала:

В зависимости от вида стройматериала, используемого при строительстве дома, проводятся дополнительные изоляционные работы. Это приводит к повышению способности стен к удерживанию тепла. Бетон выступает, как самостоятельный стройматериал, который требует утепления, или утеплитель. Во втором случае материал не подходит для строительства несущих конструкций, так как имеет низкую прочность. Как видно из таблицы, теплопроводность монолитного железобетона самая высокая, поэтому из него строят ответственные объекты, а при необходимости повышения теплоизоляционных способностей здания применяют пенополистирол, минвату или керамзитобетон. Поэтому перед строительством дома оценивают возможные пути потери тепла и проводят утепление помещения.

Как определить коэффициент теплопроводности бетона и от чего он зависит?

При выполнении мероприятий по строительству зданий или ремонту ранее возведенных построек важно надежно теплоизолировать стены строения. Для уменьшения объема тепловых потерь и снижения затрат на поддержание комфортной температуры важно ответственно подойти к выбору теплоизоляционных материалов и выполнению тепловых расчетов. Решая задачи, связанные с обеспечением энергоэффективности бетонных строений, необходимо учитывать теплопроводность бетона. Этот показатель характеризует способность проводить тепло и является одной из наиболее важных характеристик.

Как влияет теплопроводность бетона на микроклимат внутри помещения

Из множества строительных материалов, применяемых для возведения зданий, одним из наиболее распространенных является бетон. Среди главных рабочих характеристик материала выделяется коэффициент теплопроводности бетона. На этапе проектирования необходимо предусмотреть применение в процессе строительства теплоизоляционных материалов, позволяющих превратить возведенную железобетонную конструкцию в жилое строение. Ведь важно возвести не только устойчивое, экологически чистое и оригинальное здание, но и создать благоприятные условия для проживания.

Зная теплопроводность бетонного массива, и правильно выбрав теплоизоляционные материалы, можно добиться значительных результатов:

  • существенно сократить тепловые потери;
  • снизить затраты на обогрев помещения;
  • обеспечить внутри здания комфортный микроклимат.

Влияние уровня теплопроводности на внутренний микроклимат выражается простой зависимостью:

  • при возрастании коэффициента, интенсивность тепловой передачи возрастает, и строение, возведенное из материала с такими характеристиками, быстрее остывает и, соответственно, ускоренными темпами нагревается;
  • снижение способности бетонного массива передавать тепло позволяет на протяжении увеличенного периода времени сохранять внутри помещения комфортную температуру, с соответственным уменьшением тепловых потерь.

Зная теплопроводность бетонного массива можно обеспечить внутри здания комфортный микроклимат

Если подытожить, то степень теплопроводимости бетона является определяющим фактором, влияющим на комфортность жилища. Различные виды бетона отличаются структурой массива, свойствами применяемого наполнителя и, соответственно, степенью теплопроводности. Важно использовать такие марки бетона совместно с утеплителями, чтобы обеспечить надежное удержание бетонным массивом тепла в помещении. Выбор применяемых для строительства материалов производится на проектной стадии.

Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление – знакомимся с понятиями

Принимая решение об использовании для строительства здания определенной марки бетона или другого строительного материала, следует обращать внимание на следующие характеристики, обеспечивающие энергоэффективность строения:

  • коэффициент теплопроводности железобетона или бетона. Это специальный показатель, характеризующий объем тепловой энергии, которая может пройти через различные стройматериалы за определенный промежуток времени. При снижении величины коэффициента, способность материала проводить тепло уменьшается, а при возрастании показателя – скорость отвода тепла возрастает;
  • тепловое сопротивление строительных конструкций. Этот параметр характеризует свойства стройматериалов препятствовать потерям тепловой энергии. Тепловое сопротивление является обратным показателем, если сравнивать со степенью теплопроводности. При повышенном значении показателя теплового сопротивления стройматериал может применяться для теплоизоляционных целей, а при пониженном – для ускоренного отвода тепла.

Разрабатывая проект будущего здания, и выполняя тепловые расчеты, необходимо учитывать указанные показатели.

Коэффициент теплопроводности бетона для различных видов монолита

Определяясь с видом бетона, который будет использоваться для постройки жилого дома, следует оценить, как изменяется теплопроводность монолита для разновидностей этого строительного материала. Поможет сравнить теплопроводность бетона таблица, которая охватывает характеристики всех типов бетона. Рассмотрим, как изменяется уровень теплопроводности бетонного массива, который выражается в Вт/м 2 х ºC для наиболее распространенных разновидностей материала.

Наименьшее значение коэффициента у бетонных композитов с ячеистой структурой:

  • для сухого пенобетона и газонаполненного бетона величина показателя небольшая, по сравнению с другими видами. Она возрастает при повышении плотности материала. При удельном весе 0,6 т/м 3 коэффициент равен 0,14, а при плотности 1 т/м 3 уже составляет 0,31. При базовой влажности значения возрастают от 0,22 до 0,48, а при повышенной от 0,26 до 0,55;
  • керамзитонаполненный бетон, в зависимости от плотности массива, также имеет различную величину коэффициента, который изменяется пропорционально возрастанию удельного веса. Так керамзитобетон с плотностью 0,5 т/м 3 имеет низкий коэффициент, равный 0,14, а при возрастании плотности до 1,8 т/м 3 параметр теплопроводности возрастает до 0,66.

Величина коэффициента определяется также используемым для приготовления бетонной смеси наполнителем:

  • для тяжелого бетона плотностью 2,4 т/м 3 , содержащего щебеночный наполнитель, показатель составляет 1,51;
  • бетон, где в качестве наполнителя используются шлаки, характеризуется уменьшенной величиной теплопроводности, составляющей 0,3–0,7;
  • керамзитобетон, содержащий кварцевый или перлитовый песок, имеет плотность 0,8–1 и, соответственно, уровень теплопроводности, равный 0,22–0,41.

Коэффициент теплопроводности бетона

надежно теплоизолируют возводимое строение. При сооружении стен зданий из бетона, имеющего пористую структуру и пониженный уровень теплопроводности, необходим тонкий слой теплоизолятора. Применение тяжелых марок бетона требует усиленного утепления строения. Для этого укладывается толстый слой теплоизолятора. При подборе материала следует учитывать, что с возрастанием плотности увеличивается теплопроводность бетонного массива.

Какие факторы влияют на коэффициент теплопроводности железобетона

Уровень теплопроводимости бетона, независимо от его марки и наличия в массиве стальной арматуры, зависит от комплекса факторов. Рассмотрим показатели, каждый из которых оказывает определенное влияние на данную характеристику:

  • структура бетонного массива. При создании внутри монолита воздушных полостей процесс передачи тепла через ячеистый массив осуществляется на небольшой скорости и с минимальными потерями. Если подытожить, то увеличенная концентрация ячеек позволяет снизить потери тепла;
  • удельный вес материала. Плотность бетонного массива влияет на его структуру и, соответственно, на интенсивность процесса теплообмена. При возрастании плотности материала увеличивается степень теплопередачи и возрастает объем тепловых потерь;
  • концентрация влаги в бетонных стенах. Бетонный массив, имеющий пористую структуру, гигроскопичен. Частицы влаги, которые по капиллярам просачиваются вглубь бетона, заполняют воздушные поры и ускоряют тем самым процесс теплопередачи.

Выполняя расчеты необходимо учитывать, что с уменьшением влажности материала снижается степень теплопроводимости, и теряется меньшее количество тепла. Применение пористого заполнителя позволяет снизить потери тепла и обеспечить комфортный микроклимат помещения. Стройматериалы с низкой теплопроводностью целесообразно использовать для теплоизоляционных целей. Зная зависимость теплопроводности бетона от его характеристик можно выбрать оптимальный вид материала для постройки стен.

Коэффициент теплопроводности железобетона

Теплопроводность бетона и утепление зданий

Решение о теплоизоляции стен возводимых зданий принимается в зависимости от того, из каких видов бетона производится сооружение стен. Бетонные изделия делятся на следующие виды:

  • конструкционные, применяемые для капитальных стен. Отличаются повышенной нагрузочной способностью, увеличенной плотностью, а также способностью ускоренными темпами проводить тепло;
  • теплоизоляционные, используемые в ненагруженных конструкциях. Характеризуются уменьшенным удельным весом, ячеистой структурой, благодаря которой снижается теплопроводность стен.

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

Для поддержания комфортной температуры в помещении можно возводить стены из различных видов бетона. При этом толщина стен будет существенно изменяться. Одинаковый уровень теплопроводности капитальных стен обеспечивается при следующей толщине:

  • пенобетон – 25 см;
  • керамзитобетон – 50 см;
  • кирпичная кладка – 65 см.

Для поддержания благоприятного микроклимата, в рамках мероприятий по энергосбережению, выполняется теплоизоляция строительных конструкций. На стадии разработки проекта специалисты определяют возможные пути потери тепла и выбирают оптимальный вариант утеплителя.

Сравнительный график коэффициентов теплопроводности некоторых строительных материалов и утеплителей

Основной объем тепловых потерь происходит из-за недостаточно эффективной теплоизоляции следующих частей здания:

  • поверхности пола;
  • капитальных стен;
  • кровельной конструкции;
  • оконных и дверных проемов.

При профессиональном подходе и выборе эффективных утеплителей можно сделать свой дом более комфортным, а также сэкономить значительный объем денежных средств на отоплении.

Как производится расчет с учетом коэффициента теплопроводности бетона

Для поддержания комфортной температуры и снижения теплопотерь несущие стены современных зданий выполняются многослойными и включают капитальные конструкции, теплоизоляционные материалы, отделочные покрытия. Каждый слой сэндвича имеет определенную толщину.

Решая задачу по расчету толщины теплоизолятора, необходимо использовать формулу расчета теплового сопротивления – R=p/k, которая расшифровывается следующим образом:

  • R – величина температурного сопротивления;
  • p – значение толщины слоя, указанное в метрах;
  • k – коэффициент теплопроводности железобетона, бетона или другого материала, из которого изготовлены стены.

Используя данную зависимость можно самостоятельно выполнить расчет, используя обычный калькулятор. Для этого необходимо разделить толщину строительной конструкции на коэффициент теплопроводимости бетона или другого материала. Рассмотрим пример расчета для стен толщиной 0,3 метра, возведенных из газобетона с удельным весом 1000 т/м 3 и степенью теплопроводности, равной 0,31.

Алгоритм вычислений:

  • Рассчитайте термосопротивление, разделив толщину стен на коэффициент теплопроводности – 0,3:0,31=0,96.
  • Отнимите полученный результат от предельно допустимого для определенной климатической зоны – 3,28-0,96=2,32.

Перемножив коэффициент теплопроводности утеплителя на величину термического сопротивления, получим в результате требуемый размер слоя. Например, толщина листового пенопласта с коэффициентом теплопроводности 0,037 составит – 0,037х2,32=0,08 м.

Заключение

При выполнении проектных работ и осуществлении мероприятий по теплоизоляции зданий необходимо учитывать теплопроводность бетона. Она зависит от структуры, плотности и влажности стройматериала. Понимая определение теплопроводности, и владея методикой расчетов, несложно определить толщину утеплителя для бетонных стен здания. Правильно подобранный теплоизолятор позволит минимизировать тепловые потери, уменьшить затраты на отопление, а также обеспечить поддержание благоприятной температуры.

Что такое теплопроводность бетона, коэффициент теплопроводности монолитного железобетона

При возведении частного дома или проведении утепляющих работ необходимо ответственно подойти к вопросам покупки материалов. Чтобы уменьшить потери тепловой энергии и снизить расходы на обогрев, следует учитывать такой параметр, как теплопроводность бетона. Он определяет способность блоков пропускать тепло и считается важнейшей эксплуатационной характеристикой.

Влияние теплопроводности на микроклимат внутри помещения

Среди большого разнообразия материалов бетонный массив считается достаточно популярным. Его ключевым свойством считается степень теплопередачи. Чтобы избежать непредвиденных теплопотерь, нужно учитывать это значение еще при составлении проекта теплоизоляции. В таком случае постройка будет как надежной и долговечной, так и комфортной для пребывания.

Если определить коэффициент теплопроводности бетона и найти подходящие материалы теплоизоляции, это позволит получить такие преимущества:

  • снизить затраты тепловой энергии;
  • уменьшить расходы на отопление;
  • организовать в помещении комфортный микроклимат.

Зависимость микроклимата в доме от степени теплопередачи объясняется следующими особенностями:

  1. По мере роста значений увеличивается интенсивность подачи тепла. В результате помещение быстрее остывает, но так же быстрее прогревается.
  2. Если теплопередача снижается, тепло долго удерживается внутри здания и не выходит наружу.

В результате степень проводимости тепловой энергии становится ключевым фактором, определяющим комфорт пребывания в доме. В зависимости от особенностей материала, он может обладать разной структурой и свойствами, а также теплопроводностью. Перед выбором блоков нужно внимательно изучить их эксплуатационные свойства и подготовить грамотный проект.

Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление

Начиная строительство помещения, следует ознакомиться с такими характеристиками:

  1. Коэффициент проводимости тепла. Он указывает на объемы тепла, которое проходит через блок в течение заданного интервала. Если значение снижается, это уменьшает способность пропускать тепловую энергию. При повышении значений ситуация выглядит противоположным образом.
  2. Сопротивление конструкций к потере тепла. Показатель указывает на способность материала сохранять тепло внутри постройки. Если он высокий, бетон подходит для теплоизоляции, если низкий — для быстрого отвода тепла наружу.

При составлении проекта здания и проведении тепловых расчетов важно уделять таким значениям особое внимание.

Коэффициент теплопроводности

В поисках хорошего материала для строительства необходимо определить, как меняется степень теплопроводности в зависимости от типа и модели монолита.

Коэффициент для различных видов монолита

Для сравнения показателей теплопроводности следует ознакомиться с таблицей, охватывающей свойства всех типов материала. Наименьшая степень присутствует у пористых конструкций:

  1. Сухие блоки и газонаполненный бетон обладают небольшой теплопроводностью. Она зависит от показателей плотности. Если удельный вес блока составляет 0,6 т/м³, коэффициент составит 0,14. При плотности 1 т/м³ — 0,31. Если влажность находится на базовом уровне, показатели увеличатся от 0,22 до 0,48. При повышении влажности — от 0,25 до 0,55.
  2. Бетон с наполнением керамзитом. С учетом значений плотности определяется теплопроводность. Изделие с плотностью 0,5 т/м³ получит показатель 0,14. По мере увеличения плотности до 1,8 т/м³ свойство вырастет до 0,66.

При использовании шлака теплопроводность составит 0,3-0,7. Изделия на основе кварцевого или перлитового песка с плотностью 0,8-1 получат проводимость тепла 0,22-0,41.

Факторы влияющие на коэффициент

Степень проводимости бетона любой марки определяется множеством факторов. В их числе:

  1. Структура массива. Если в монолите присутствуют воздушные полости, передача тепла будет медленной и без больших потерь. По мере увеличения пористости теплоизоляция улучшается.
  2. Удельный вес массива. Монолит обладает разной плотностью, которая определяет его структуру и интенсивность обмена тепла. При росте показателей плотности растет и теплоотдача. В результате конструкция быстрее лишается тепла.
  3. Содержание влаги в стенах из бетона. Массивы с пористой структурой гигроскопичны. Остатки влаги, находящейся в капиллярах, могут просачиваться в бетон и заполнять воздушные поры, способствуя быстрой передаче тепла.

С помощью пористых компонентов можно защитить постройку от быстрого расходования тепла и обеспечить хорошие климатические условия в здании. Изделия с низкой теплопроводностью эффективны при изоляции помещений, поэтому их применяют в северных регионах с суровыми зимами.

Теплопроводность и утепление зданий

Приступая к организации эффективной теплозащиты частного жилища, важно обращать внимание на тип материала, из которого создаются стены. С учетом специфики конструкции и эксплуатационных свойств, выделяют такие разновидности бетонных масивов:

  1. Конструкционные. Необходимы при возведении капитальных стен. Их характеризует повышенная устойчивость к нагрузкам и способность быстро пропускать тепловую энергию.
  2. Материалы для теплоизоляции. Задействуются при обустройстве помещений с минимальными нагрузками на стены. Обладают небольшим весом, пористым строением и малой теплопередачей.

Чтобы в помещении всегда сохранялась комфортная температура, рекомендуется использовать для возведения стен разные виды бетона. Однако в таком случае показатели толщины стен будут меняться. Оптимальный уровень проводимости тепла возможен при таких параметрах толщины:

  1. Пенобетон — не больше 25 см.
  2. Керамзитобетон — до 50 см.
  3. Кирпичи — 65 см.

Как производится расчет

Для сохранения тепла внутри дома и сокращения потерь тепловой энергии несущие стены делаются многослойными. Чтобы рассчитать толщину слоя изоляции, необходимо руководствоваться следующей формулой — R=p/k.

Она имеет следующую расшифровку:

  • R — показатель устойчивости к скачкам температуры;
  • p — толщина слоя в метрах;
  • k — Проводимость тепла монолитом.

Теплопроводность строительных материалов таблица

Конструкционные материалы и их показатели

Конструкционный бетон, теплопроводность которого зависит от применяемых наполнителей, пользуется большой популярностью. Это обусловлено его прочностью и эластичностью, что позволяет возводить надежные и защищенные от потерь тепла постройки.

Материалы из бетона с добавлением пористых заполнителей

Пористые конструкции характеризуются хорошим удержанием тепла, при этом точный показатель теплопроводности зависит от следующих факторов:

  1. Параметры ячеистости.
  2. Уровень влажности.
  3. Показатели плотности.
  4. Теплопроводность матрицы.

Показатели теплоизоляционных материалов

Теплоизоляционные конструкции, состоящие из шлакового наполнителя и керамзита, характеризуются минимальной теплопроводностью. Однако их прочностные свойства остаются невысокими, поэтому основная сфера применения — изоляция несущих стен и пола. Возводить основные конструкции из таких материалов запрещено.

Таблица показателей

Таблица значений для разных материалов выглядит следующим образом:

МатериалПлотность кг/м³Теплопроводность

Вт/(м/С)

Паро-

проницаемость

Сопротивление теплопередаче
Железобетон25001.690.037.10
Бетон24001.510.036.34
Керамзитобетон18000.660.092.77
Кирпич красный18000.560.112.35
Пенобетон3000.080.260.34
Гранит28003.490.00814.6
Мрамор28002.910.00812.2

Руководствуясь сведениями из этой таблицы, можно подобрать оптимальный строительный материал для возведения надежной и защищенной от холода постройки.

От чего зависит коэффициент теплопроводности бетона: влияние плотности и заполнителей, классификация бетонов, строительство

Способность различных бетонов сохранять тепло в помещении в первую очередь зависит от их плотности или внутренней структуры, то есть, материал делится на классы, например, B20 или В25. К тому же, в состав раствора могут входить различные заполнители, от которых тоже зависит термопередача у готовой продукции.

Обо всём этом мы поговорим ниже, а также продемонстрируем вам по нашей теме видео в этой статье.

Влияние плотности и заполнителей на термические свойства

Диаграмма теплопроводности материалов

Пояснение. Теплопроводностью материала называется его способность переносить внутреннюю энергию от горячих участков к холодным посредством хаотического движения молекул. Данное понятие является противоположностью термическому сопротивлению, которое означает способность верхних слоёв материала препятствовать распространению тепла.

Какие бывают бетоны

Примечание. Бетоном называют искусственный камень, получаемый при размешивании и твердении вяжущего компонента (в данном случае — цемент), воды, песка и более крупного заполнителя (щебень, гравий, керамзит, пластик). Его цена зависит от плотности материала и способа изготовления.

Монолитные ЖБ стены

  1. Бетоны в первую очередь классифицируются по своей плотности, так они бывают: 1) особо лёгкие, где плотность составляет менее 500кг/м 3 ; 2) лёгкие — от 500кг/м 3 до 1800кг/м 3 ; 3) тяжёлые — от 1800кг/м 3 до 2500кг/м 3 ; 4) особо тяжёлые — от 2500кг/м 3 и выше.
  2. Также материал классифицируется по структуре и бывает: 1) крупнозернистым; 2) ячеистым; 3) поризованным; 4) плотным. При этом коэффициент теплопроводности железобетона, который относится к четвёртому классу, является самым высоким и составляет от 1,28 Вт/м*K до 1,51 Вт/м*K, то есть, чем выше плотность, тем легче и быстрее внутренняя энергия (тепло) передаётся на более холодные участки.
  3. Бетоны могут классифицироваться по виду вяжущего вещества:
  • цементные;
  • силикатные;
  • гипсовые;
  • шлакощелочные;
  • полимербетоны;
  • полимерцементные.

Безусловно, полимеры обладают наиболее низкой теплопроводностью, поэтому коэффициент теплопроводности полистиролбетона самый низкий — от 0,057Вт*⁰C до 0,2Вт*⁰C (в зависимости от плотности), то есть, ним можно утеплять помещение.

  1. Ну и, конечно, все ЖБИ классифицируются по назначению и бывают:
  • конструкционными;
  • конструкционно-теплоизоляционными;
  • теплоизоляционными;
  • гидротехническими;
  • дорожными;
  • химически устойчивыми.

Нас в данном случае интересует 2-ой и 3-ий пункты, где ЖБК при сравнительно малой толщине способны обеспечить не только несущую способность, но и сохранить тепло в помещении. Например, коэффициент теплопроводности пенобетона в зависимости от наполнителя (песок, зола) и назначения составляет от 0,08Вт*⁰C до 0,29Вт*⁰C, а коэффициент теплопроводности газобетона, учитывая те же параметры, от 0,072Вт*⁰C до 0,183Вт*⁰C.

Строительство

ЗаполнительМасса (кг/м 3 )Средний коэффициент теплопроводности (Вт/м*⁰C)
Штыкованный бетон (цемент 165кг/м 3 )
Пемза7750,193
Кусковой пористый и доменный гранулированный шлак10450,324
Котельный шлак11900,314
Песок, котельный шлак14500,461
Песок, кирпичный щебень16600,620
Песок, гравий20551,319
Трамбованный бетон (цемент 165кг/м 3 )
Пемза8640,24
Кусковой пористый и доменный гранулированный шлак11400,327
Котельный шлак12580,335
Песок, котельный шлак13400,393
Песок, кирпичный щебень15600,544
Песок, гравий18160,733
Трамбованный бетон (цемент 245кг/м 3 )
Пемза8850,262
Кусковой пористый и доменный гранулированный шлак11650,317
Котельный шлак13000,348
Песок, котельный шлак13750,42
Песок, кирпичный щебень18200,7
Песок, гравий21271,372

Таблица теплопроводности бетонов в сухом виде

Стены из пеноблоков. Фото

Масса (кг/м 3 )Среднее количество ячеек/см 2 (штук)Средний диаметр ячеек (мм)Средний коэффициент теплопроводности (Вт/м*⁰C)
2532210,630,069
282531,280,087
314231,860,101
3682010,640,088
3731610,710,088
366880,970,098
370601,170,102
4151860,660,096
4151230,810,102
420421,380,112
5632840,510,129
5392020,610,11
5591450,710,127
580940,890,14
6113000,490,14
633701,070,154
620221,790,158
9133130,410,217
927580,960,234
956221,53

Таблица теплопроводности пенобетонов в сухом виде

В настоящее время, благодаря изобилию материалов на строительном рынке, при строительстве дома своими руками можно выбрать наиболее «тёплые» элементы для кладки, что в дальнейшем скажется на стоимости эксплуатации (меньший расход энергоносителей для отопительных приборов). Например, коэффициент теплопроводности керамзитобетонных блоков с плотностью 1000кг/м 3 составляет 0,41Вт/м⁰C, что вдвое меньше аналогичного показателя кирпичной кладки!

А вот коэффициент теплопроводности керамзитобетона с плотностью 1200кг/м 3 будет больше — 0,52Вт/м⁰C и так далее, но любой из таких блоков подойдёт для малоэтажного строительства, следовательно, настоящий материал как нельзя лучше подходит для частного сектора.

Конечно, здесь может возникнуть проблема из-за более высокой стоимости, но можно также использовать более дешёвые ячеистые блоки с другим наполнителем из пено-, газо- или шлакобетона. Конечно, очень важно учитывать способность материала впитывать волу — чем она больше, тем хуже, так как мокрая кладка превосходно проводит тепло и в таких случаях потребуется дополнительная лицевая отделка с гидробарьером.

Заключение

При выборе материала для строительства дома вы можете ориентироваться на таблицы, приведенные в этой статье, и это будет для вас инструкция по теплопроводности. Но, тем не менее, для проектировки нужны общие расчёты, где учитывается не только возможность стен удерживать тепло, но также среднегодовая температура воздуха в регионе и вид отопления, которое вы будете использовать при эксплуатации здания.

Монолитный бетон: характеристики, состав, изготовление, применение

Монолитная технология бетонирования сегодня активно применяется при возведении крупных объектов, таких как торговые центры, многоэтажные жилые и административные здания, терминалы, спортивные комплексы, а также для сооружения малоэтажного индивидуального жилья. В монолитном строительстве используют тяжелые и легкие бетоны и два вида опалубки: традиционную съемную и стремительно набирающую популярность несъемную.

Преимущества монолитного строительства

Монолитная технология возведения зданий из бетона позволяет:

  • Строить здания сложных архитектурных форм, в том числе криволинейных. Монолитное строительство активно ведется в Москве, Санкт-Петербурге, Самаре, Томске.
  • Создавать проекты с высокими потолками и большими пролетами.
  • Получать поверхности без швов и стыков, ослабляющих прочность строительной конструкции.
  • Возводить здания любой этажности.

Особенности монолитного строительства со съемной опалубкой

Возведение конструкций из монолитного бетона включает опалубочные, арматурные, бетонные работы.

Виды съемной опалубки

  • Деревянная. Для ее изготовления применяют пиломатериалы из древесины хвойных пород с естественной влажностью. Доски сколачивают в щиты. Вариант – водостойкая ламинированная фанера. Такой вид опалубки отличается низкой теплопроводностью, небольшой массой, простотой демонтажа, благодаря малым силам сцепления с бетонной смесью. Недостатки – гигроскопичность, слабая сопротивляемость деформациям, ограниченная оборачиваемость, невысокий эксплуатационный период.
  • Металлическая. Обычно ее изготавливают из «черной» углеродистой стали Ст3 в цехе по производству металлоконструкций. Стороны, которые соприкасаются с бетонной смесью, покрывают особой смазкой, облегчающей процесс демонтажа, противоположные поверхности окрашиваются. Все элементы опалубки маркируются. Преимущества – длительный эксплуатационный период, оборачиваемость от 50 раз, жесткость, устойчивость к деформациям. Недостатки – большая масса, теплопроводность и высокая стоимость.

Наиболее популярна, особенно в частном строительстве, деревянная опалубка. Правила установки опалубочных элементов зависят от вида строительной конструкции.

Арматурные работы

Для повышения устойчивости бетона к различным нагрузкам бетонные элементы усиливают арматурной сталью, которая разделяется на горячекатаные стержни (с гладкой поверхностью и периодическим профилем) и холоднокатаную проволоку (гладкую и периодического профиля).

Бетон, усиленный арматурной сталью, называют железобетоном. По назначению арматуру делят на рабочую, распределительную, монтажную. Арматура может располагаться штучно или соединяться в арматурные сетки и каркасы. Стержни и проволоку в сетки и каркасы соединяют связыванием или сваркой.

Бетонные работы

Основные этапы бетонных работ: изготовление бетонной смеси на месте строительства или ее доставка с бетонного завода, заливка в опалубку, обеспечение условий твердения, гарантирующих набор марочной прочности.

В общем случае для возведения стен, устройства фундаментов и плит перекрытия используется тяжелый бетон, в состав которого входят:

  • Вяжущее, чаще всего портландцемент марок М400 и М500.
  • Мелкий заполнитель – песок очищенный, карьерный или речной.
  • Щебень – гранитный, гравийный, известняковый.
  • Вода – из питьевого трубопровода или проверенная на качество в лаборатории.
  • Добавки – для обеспечения требуемых свойств пластичности продукта или отвердевшего бетонного элемента.

В рядовом монолитном строительстве для сооружения фундаментов, стен, покрытий и перекрытий чаще всего применяют бетон марок М200, М250, М300, которым соответствуют классы прочности В15, В20, В25. Пропорции компонентов зависят от требуемого класса прочности и марки вяжущего.

Таблица состава тяжелого бетона для монолитного строительства при использовании цемента марок М400 и М500

Пропорции компонентов Ц:П:Щ:В по массе

Расход компонентов на 1 м 3 , кг

В малых объемах бетонная смесь изготавливается на месте строительства с использованием бетономешалок. Большие объемы пластичного строительного материала заказывают на бетонном заводе. Смесь доставляют на место автобетоносмесителями или бетононасосами, если планируется укладка бетона в сложнодоступные места. Во время транспортировки пластичную смесь защищают от осадков, в летнее время – от жары, в зимнее – от замерзания. Смесь укладывают с уплотнением, необходимым для ликвидации воздушных пазух. Чаще всего для уплотнения используются электромеханические вибраторы.

После укладки смеси в опалубку начинается процесс твердения. Для обеспечения нормативных условий требуется:

  • В летнее время защищать бетонную поверхность от ярких солнечных лучей и слишком быстрого высыхания под воздействием ветра.
  • В зимнее время обеспечивать нормальные условия твердения до набора минимум 50% нормативной прочности. Этого добиваются с помощью утепления конструкций теплоизоляционными матами, шлаком, опилками. Для зимнего бетонирования в смесь добавляют противоморозные добавки, прогревают ее перед укладкой в опалубку, используют способ электрического прогрева.

Опалубку снимают в последовательности, которая указывается в проектной документации. Перед снятием опалубки открытые бетонные поверхности осматривают и простукивают. В слабых местах при простукивании молотком раздается глухой звук, а при увеличении силы удара на бетонном элементе остаются вмятины.

Особенности монолитного бетонирования с несъемной опалубкой

Монолитный бетон в несъемной опалубке – достаточно новая строительная технология, получающая все большее распространение. Чаще всего для осуществления такого строительства используется пенобетон. Это легкий ячеистый материал, получаемый в результате твердения смеси из вяжущего, песка, воды и пенообразователя. Структура пористая, поры закрытые, что обеспечивает достаточно высокую влагостойкость. В зависимости от вида используемой опалубки, применяют пенобетон различной плотности – D250-D800. Пенобетон должен быть хорошего качества, иначе застывшую внутри опалубки смесь заменить будет невозможно. Целесообразно приобретать готовый пенобетон у проверенных производителей. В его состав входят:

  • Портландцемент марок М400 Д0 (без минеральных добавок) или М500 Д0 первой группы активности при пропаривании. Если партия цемента имеет вторую или третью группу активности, что можно выяснить только с помощью лабораторных испытаний, количество цемента в смеси увеличивают в соответствии с рекомендациями специалистов.
  • Очищенный речной песок с модулем крупности 1-2,5 мм. Присутствие глины недопустимо, поскольку она снижает прочность затвердевшего пенобетона.
  • Пена. Концентрат должен соответствовать типу генератора.
  • Вода. Она должна быть чистой, а ее температура – соответствовать температуре пенообразователя.

Вид несъемной опалубки выбирается, в зависимости от этажности дома и климатических условий региона, в котором ведется строительство. Наиболее популярны:

  • Несъемная кирпичная опалубка – наиболее надежный вариант, используемый даже в многоэтажном строительстве. Кирпич – прочный строительный материал, поэтому в этом случае берут теплоизоляционный пенобетон низкой плотности. Кирпичная кладка может выполнять роль двусторонней опалубки (колодцевая кладка) или односторонней. Во втором случае функции внутренней опалубки выполняет листовой материал высокой прочности и жесткости.
  • Облегченный вариант. В этом случае используются листовые материалы – цементно-стружечные плиты, фанера, ОСП, влагостойкие и пожаростойкие листы ГВЛ.
  • Специальные системы для несъемной опалубки из пенополистироловых пустотелых блоков. Строители их называют лего-блоки. Они не могут служить фасадной облицовкой, но обеспечивают прекрасные теплоизоляционные характеристики.

Теплопроводность бетона: показатели теплоотдачи

Главная задача строительства – обеспечить сохранность тепла в помещении, поэтому в процессе работ подбираются материалы с низкой теплопроводностью. Теплопроводность – важная техническая характеристика элементов. В том числе бетона, который применяется в строительстве конструкций, образующих наружную оболочку зданий. Чем ниже теплопроводность, тем меньшее количество тепла уходит из дома в холодное время года, тем прохладней в жару.

Определение

Как установить коэффициент теплопроводности и от каких критериев она зависит? Относительная величина, которая определяется как величина теплоты, проходящая за один час через стены, толщиной в один метр, площадью в квадратный метр, с разницей температуры снаружи и внутри в один градус.

Способность предмета проводить через себя тепло – важный показатель, чем больше пропускная способность, тем выше коэффициент теплосбережения. Соотношение энергии, которое охлаждает или нагревает тело в процессе теплообмена, характеризует степень пропуска.

Вернуться к оглавлению

Показатели теплоотдачи

Коэффициент теплопроводности бетона.

На определение коэффициента влияют два фактора:

  • заполнитель, влияющий на плотность материала;
  • температура природных условий.

Распределение бетонных растворов происходит по плотности, поэтому по техническим характеристикам заполнитель занимает почетное первое место. Чтобы показать, как плотность влияет на теплообмен, рассмотрим их по расположению в таблице. На величину теплообмена воздействуют специальные строительные стандарты. Таблица содержит в себе коэффициент тепла наиболее часто используемых в строительстве наполнителей (заполнитель, теплопроводимость):

  • щебень – 1,3;
  • песок – 0,7;
  • пористый бетон – 1,4;
  • сплошной бетон – 1,75;
  • теплозащитный – 0,18.

По предоставленным в схеме данным видно, что чем тяжелее заполнитель, тем больше теплопроводность бетона. Тяжелый элемент, значит большая плотность, тяжелее сохраняет тепло. При типовом подходе подготовки состава добавляют щебень, такие конструкции требуют дополнительного утепления.

Указанный в таблице теплозащитный показатель говорит о входящем в состав керамзитобетоне. Содержание керамзитобетона в материале с низким процентом теплопроводности (0,41) указывает на возможность создавать тепловую защиту. Но теплозащитный материал слабо подходит для возведения несущей конструкции. Для сравнения, плотность железобетона 1,70, он требует обязательного утепления.

Следовательно, бетонные растворы делят:

  • легкие – небольшая плотностью;
  • тяжелые – концентрация высокая.

Теплопроводимость тяжелого бетона велика, в том числе и железобетона. В строительстве часто применяют легкие бетоны для возведения несущих конструкций с низкой теплопроводностью, что отодвигает в строительстве железобетон на второй план. Главные представители:

  • Перлитобетон. Отлично подходит для монолитных и пустотелых конструкций. Марка прочности для монолита всегда м 50, для пустотелых элементов м35.
  • Керамзитобетон. Плотность колеблется от м35 до м50.
Вернуться к оглавлению

Влажность

На способность передавать тепло влияет влажность. Повышенная влажность уменьшает способность конструкций сохранять тепло. При заполнении пор материала водой, а не воздухом, составляющая сохранения тепла понижается, а в зимний период увеличивается вероятность промерзания стен.

Например, пористый бетон обладает способностью проводить тепло на 0,14 Вт, а пропитанный водой материал – 1,1 – 2,9 Вт.

Выбирая материал для строительства будущего дома, стоит ориентироваться на инструкции по теплопроводности, сетки с указанием коэффициентов. Для предварительного проектирования учитывают не только способность стен удержать тепло, а температуру окружающей среды, систему отопления, которая будет использоваться в доме.

Коэффициент теплопроводности бетона В25, железобетона, газобетона, пенобетона

Способность различных бетонов сохранять тепло в помещении в первую очередь зависит от их плотности или внутренней структуры, то есть, материал делится на классы, например, B20 или В25. К тому же, в состав раствора могут входить различные заполнители, от которых тоже зависит термопередача у готовой продукции.

Теплопроводность материалов

Обо всём этом мы поговорим ниже, а также продемонстрируем вам по нашей теме видео в этой статье.

Влияние плотности и заполнителей на термические свойства

Диаграмма теплопроводности материалов

Пояснение. Теплопроводностью материала называется его способность переносить внутреннюю энергию от горячих участков к холодным посредством хаотического движения молекул. Данное понятие является противоположностью термическому сопротивлению, которое означает способность верхних слоёв материала препятствовать распространению тепла.

Какие бывают бетоны

Примечание. Бетоном называют искусственный камень, получаемый при размешивании и твердении вяжущего компонента (в данном случае — цемент), воды, песка и более крупного заполнителя (щебень, гравий, керамзит, пластик). Его цена зависит от плотности материала и способа изготовления.

Монолитные ЖБ стены

  1. Бетоны в первую очередь классифицируются по своей плотности, так они бывают: 1) особо лёгкие, где плотность составляет менее 500кг/м3; 2) лёгкие — от 500кг/м3 до 1800кг/м3; 3) тяжёлые — от 1800кг/м3 до 2500кг/м3; 4) особо тяжёлые — от 2500кг/м3 и выше.
  2. Также материал классифицируется по структуре и бывает: 1) крупнозернистым; 2) ячеистым; 3) поризованным; 4) плотным. При этом коэффициент теплопроводности железобетона, который относится к четвёртому классу, является самым высоким и составляет от 1,28 Вт/м*K до 1,51 Вт/м*K, то есть, чем выше плотность, тем легче и быстрее внутренняя энергия (тепло) передаётся на более холодные участки.
  3. Бетоны могут классифицироваться по виду вяжущего вещества:
  • цементные;
  • силикатные;
  • гипсовые;
  • шлакощелочные;
  • полимербетоны;
  • полимерцементные.

Безусловно, полимеры обладают наиболее низкой теплопроводностью, поэтому коэффициент теплопроводности полистиролбетона самый низкий — от 0,057Вт*⁰C до 0,2Вт*⁰C (в зависимости от плотности), то есть, ним можно утеплять помещение.

  1. Ну и, конечно, все ЖБИ классифицируются по назначению и бывают:
  • конструкционными;
  • конструкционно-теплоизоляционными;
  • теплоизоляционными;
  • гидротехническими;
  • дорожными;
  • химически устойчивыми.

Нас в данном случае интересует 2-ой и 3-ий пункты, где ЖБК при сравнительно малой толщине способны обеспечить не только несущую способность, но и сохранить тепло в помещении. Например, коэффициент теплопроводности пенобетона в зависимости от наполнителя (песок, зола) и назначения составляет от 0,08Вт*⁰C до 0,29Вт*⁰C, а коэффициент теплопроводности газобетона, учитывая те же параметры, от 0,072Вт*⁰C до 0,183Вт*⁰C.

Строительство

Сборные ЖБК

Заполнитель Масса (кг/м3) Средний коэффициент теплопроводности (Вт/м*⁰C)
Штыкованный бетон (цемент 165кг/м3)
Пемза 775 0,193
Кусковой пористый и доменный гранулированный шлак 1045 0,324
Котельный шлак 1190 0,314
Песок, котельный шлак 1450 0,461
Песок, кирпичный щебень 1660 0,620
Песок, гравий 2055 1,319
Трамбованный бетон (цемент 165кг/м3)
Пемза 864 0,24
Кусковой пористый и доменный гранулированный шлак 1140 0,327
Котельный шлак 1258 0,335
Песок, котельный шлак 1340 0,393
Песок, кирпичный щебень 1560 0,544
Песок, гравий 1816 0,733
Трамбованный бетон (цемент 245кг/м3)
Пемза 885 0,262
Кусковой пористый и доменный гранулированный шлак 1165 0,317
Котельный шлак 1300 0,348
Песок, котельный шлак 1375 0,42
Песок, кирпичный щебень 1820 0,7
Песок, гравий 2127 1,372

Таблица теплопроводности бетонов в сухом виде

Стены из пеноблоков. Фото

Масса (кг/м3) Среднее количество ячеек/см2 (штук) Средний диаметр ячеек (мм) Средний коэффициент теплопроводности (Вт/м*⁰C)
253 221 0,63 0,069
282 53 1,28 0,087
314 23 1,86 0,101
368 201 0,64 0,088
373 161 0,71 0,088
366 88 0,97 0,098
370 60 1,17 0,102
415 186 0,66 0,096
415 123 0,81 0,102
420 42 1,38 0,112
563 284 0,51 0,129
539 202 0,61 0,11
559 145 0,71 0,127
580 94 0,89 0,14
611 300 0,49 0,14
633 70 1,07 0,154
620 22 1,79 0,158
913 313 0,41 0,217
927 58 0,96 0,234
956 22 1,53

Таблица теплопроводности пенобетонов в сухом виде

Керамзитобетонная кладка

В настоящее время, благодаря изобилию материалов на строительном рынке, при строительстве дома своими руками можно выбрать наиболее «тёплые» элементы для кладки, что в дальнейшем скажется на стоимости эксплуатации (меньший расход энергоносителей для отопительных приборов). Например, коэффициент теплопроводности керамзитобетонных блоков с плотностью 1000кг/м3 составляет 0,41Вт/м⁰C, что вдвое меньше аналогичного показателя кирпичной кладки!

А вот коэффициент теплопроводности керамзитобетона с плотностью 1200кг/м3 будет больше — 0,52Вт/м⁰C и так далее, но любой из таких блоков подойдёт для малоэтажного строительства, следовательно, настоящий материал как нельзя лучше подходит для частного сектора.

Конечно, здесь может возникнуть проблема из-за более высокой стоимости, но можно также использовать более дешёвые ячеистые блоки с другим наполнителем из пено-, газо- или шлакобетона. Конечно, очень важно учитывать способность материала впитывать волу — чем она больше, тем хуже, так как мокрая кладка превосходно проводит тепло и в таких случаях потребуется дополнительная лицевая отделка с гидробарьером.

Заключение

При выборе материала для строительства дома вы можете ориентироваться на таблицы, приведенные в этой статье, и это будет для вас инструкция по теплопроводности. Но, тем не менее, для проектировки нужны общие расчёты, где учитывается не только возможность стен удерживать тепло, но также среднегодовая температура воздуха в регионе и вид отопления, которое вы будете использовать при эксплуатации здания.

Коэффициент теплопроводности бетона — значение

Коэффициент теплопроводности бетона показывает, сколько энергии пойдет на прогрев воздуха за стеной, а снижение этого параметра позволяет существенно сократить затраты на обогрев помещения.

Значение данного коэффициента варьируется от 0.08 до 0.3 единиц для теплоизоляционных типов бетона, а для обычного искусственного камня оно может достигать 1.7 Вт/(м*С). Для сравнения пустотелый кирпич может похвастать показателем 0.44, а силикатный – 0.81. Таким образом, чтобы заменить 1м кирпича потребуется всего 10 см легкого бетона. Разумеется, речь идет лишь о теплоизоляции, а не о нагрузочной способности.

Для легких и теплоизоляционных бетонов данный коэффициент стараются сделать как можно ниже. С этой целью используются различные способы, особенности каждого из которых мы рассмотрим ниже.

Все бетоны можно разделить на 3 крупные группы:

  1. Конструкционные. При разработке подобных материалов вопрос теплоизоляции возникает достаточно редко. Намного чаще требуется повысить какие-то другие характеристики: предельное усилие на сжатие, морозостойкость или водонепроницаемость. В ряде случаев конструкционные бетоны изготавливают огнеупорными. Обычно такие смеси применяют для футеровки тепловых агрегатов, а значит, они имеют сравнительно низкую теплопроводность.
  2. Теплоизоляционные. Такие материалы бывают нескольких типов, но все они имеют низкий коэффициент теплопроводности бетона. Разработка новых технологий в этой области ведется по двум направлениям: создание особой структуры или выбор пористого заполнителя. Ярким примером первого пути является пенобетон, получаемый за счет внесения в смесь вспенивающих добавок. Вариант со специальным заполнителем тоже достаточно распространен.
  3. Конструкционно-теплоизоляционные бетоны. К данной группе относятся такие составы, как керамзитобетон, арболит, констробетон и полистиролобетон. Их получают на основе цементного вяжущего, вот только в роли заполнителей выступают керамзитовый гравий, измельченная древесина и вспененный полистирол соответственно. 

Для наглядности рассмотрим последний пример: вспененный полистирол  — это не что иное, как самый обычный пенопласт, который сам по себе может быть использован в качестве утеплителя. Именно он вместе с воздухововлекающими добавками делает искусственный камень отличным теплоизолятором.

Очевидно, что наименьший коэффициент теплопроводности бетона имеют легкие типы искусственного камня. Причем он тем меньше, чем ниже плотность состава. При весе 1 м3 в 400 кг данный параметр едва превышает отметку в 0.1 Вт/(м*С), однако уже при плотности 660 единиц его значение удваивается. Именно эта особенность, стала причиной разделения бетонов на конструкционные и теплоизоляционные.

Модель

для оценки эффективной теплопроводности железобетона, содержащего несколько круглых арматурных стержней | Международный журнал бетонных конструкций и материалов

Сеть термического сопротивления — полезный способ теоретического моделирования k eff в композитных материалах (Agrawal и Satapathy 2015). Метод предполагает, что теплопередача является адиабатической в ​​любой плоскости, параллельной направлению теплового потока. Разработаны две модели; рассматривается железобетон, содержащий одну круглую арматуру (рис.1) и рассматривается несколько круглых арматурных стержней (рис. 2). k eff Модель железобетона может быть получена путем решения сложной тепловой сети и с использованием закона Фурье (рис. 3, 4). Уравнения складываются следующим образом.

Рис. 1

Схема железобетона, содержащего один круглый стержень.

Рис. 2

Схема железобетона, содержащего несколько круглых стержней.

Рис. 3

Двухмерный вид железобетона, содержащего один круглый стержень и его тепловую сеть.

Рис. 4

Двухмерный вид железобетона, содержащего несколько круглых стержней, и его тепловую сеть.

Железобетон, содержащий одну круглую арматуру

Бетон моделируется в виде куба с длиной стороны L . Блок можно разделить на бетонную и стальную составляющие (рис. 3, слева). Соответствующая тепловая сеть (рис. 3, справа) для моделирования железобетона с N re = 1 состоит из пяти тепловых сопротивлений.Круглый арматурный стержень ориентирован в бетоне по оси z , а тепло применяется по оси x . Модель k eff может быть получена путем разработки следующих уравнений в зависимости от Φ S и теплопроводности бетона и стали.

$$ \ frac {1} {{R_ {total}}} = \ frac {1} {{R_ {1}}} + \ frac {1} {{R_ {2}}} + \ frac {1 } {{R_ {3}}} $$

(1)

$$ \ frac {1} {{R_ {1}}} + \ frac {1} {{R_ {3}}} = \ frac {{k_ {c}}} {\ text {L}} \ left ({A_ {1} + A_ {3}} \ right) \ left ({\ потому что k_ {1} = k_ {3} = k_ {c}, {\ text {R}} = \ frac {L} { kA}} \ right).$

(2)

Для расчета R 2 формулы разрабатываются в последовательности

$$ {\ text {R}} _ {2} = {\ text {R}} _ {2,1} + {\ text {R} } _ {2,2} + {\ text {R}} _ {2,3}. $$

(3)

$$ {\ text {R}} _ {2,1} + {\ text {R}} _ {2,3} = \ frac {L — 2r} {{k_ {c} A_ {2}}} \ quad \ left ({\ потому что l_ {x, 1} + l_ {x, 3} = L — 2r} \ right). $$

(4)

$$ Q _ {\ text {total}} = Q _ {\ text {s}} + Q _ {\ text {c}} {\ text {at R}} _ {2,2}.$

(5)

$$ k_ {2,2} = \ frac {{Q _ {\ text {s}} + Q _ {\ text {c}}}} {{\ frac {dT} {\ text {dx}} \ cdot A_ {2}}} = \ frac {{k _ {\ text {s}} A_ {s}}} {{A_ {2}}} + \ frac {{k _ {\ text {c}} A_ {c}} } {{A_ {2}}} \ quad \ left ({\ потому что {\ text {Q}} = {\ text {k}} A \ frac {dT} {\ text {dx}}} \ right). $

(6)

Двумерное интегрирование по 2r выполняется для получения значения в уравнении. (6) потому что A s и A c выражаются как функции x .{2} L} \ right)}} $$

(12)

Кроме того, общая тепловая сеть может быть выражена как

$$ R _ {\ text {total}} = \ frac {1} {{\ frac {1} {{R_ {1}}} + \ frac {1} {{R_ {2}}} + \ frac {1} {{R_ {3}}}}}, $$

(13)

$$ k_ {eff} = \ frac {L} {{R_ {total} \ cdot A}} $$

(14)

Следовательно, k eff может быть получено как (15). Подробный расчет опущен.{2}}}} \ right) $$

(15)

Из-за математических условий 2r должно быть ϕ s <0,7854), поэтому Φ S не должно превышать 0,7854.

Железобетон, содержащий несколько круглых стержней

В этой модели также рассматривается бетонный куб со стороной L . Все круглые стержни ориентированы по оси z (рис. 2). В этой модели м, рядов круглой арматуры n заделаны в железобетон. k eff модели рассматривают арматурные стержни в ориентациях θ и θ . Модель k eff железобетона, содержащего несколько круглых арматурных стержней, может быть получена путем решения сложной тепловой сети (рис. 4). Тепловую сеть, включающую множество круглых арматурных стержней, в общем можно выразить двумя частями: бетонный слой, моделируемый с использованием теплового сопротивления бетона; и смешанный слой, состоящий из переменного термического сопротивления бетона и стали.Два слоя укладываются попеременно, начиная и заканчивая слоями бетона (рис. 4). Теоретическая модель k eff выводится следующим образом.

Общая тепловая сеть может быть представлена ​​как сумма двух основных частей:

$$ \ frac {1} {{R_ {total}}} = \ frac {1} {{R_ {1}}} + \ frac {1} {{R_ {2}}} + \ frac {1} {{R_ {3}}} + \ cdots + \ frac {1} {{R_ {2m + 1}}}. $$

(16)

Бетонная зона описывается как

$$ S _ {\ text {o}} = \ frac {1} {{R_ {1}}} + \ frac {1} {{R_ {3}}} + \ cdots + \ frac {1} {{R_ {2m + 1}}} = \ frac {{k_ {c}}} {\ text {L}} \ left ({A_ {1} + A_ {3} + \ cdots + A_ {2m + 1}} \ right), $$

(17)

и смешанная зона также указывается следующим образом:

$$ S _ {\ text {e}} = \ frac {1} {{R_ {2}}} + \ frac {1} {{R_ {4}} } + \ cdots + \ frac {1} {{R_ {2m}}} = \ frac {m} {{R_ {2}}} $$

(18)

Для получения R 2 формула выводится последовательно:

$$ {\ text {R}} _ {2} = {\ text {R}} _ {2,1} + {\ text { R}} _ {2,2} + {\ text {R}} _ {2,3} + \ cdots + {\ text {R}} _ {{2,2 {\ text {n}} + 1} }, $$

(19)

$$ {\ text {R}} _ {{2, {\ text {o}}}} = {\ text {R}} _ {2,1} + {\ text {R}} _ {2, 3} + \ cdots + {\ text {R}} _ {{2,2 {\ text {n}} + 1}} = \ frac {L — 2rn} {{k_ {c} A_ {2}}} $

(20)

$$ {\ text {R}} _ {{2, {\ text {e}}}} = {\ text {R}} _ {2,2} + {\ text {R}} _ {2, 4} + \ cdots + {\ text {R}} _ {{2,2 {\ text {n}}}} = {\ text {nR}} _ {2,2} $$

(21)

Интеграция проводится по 2r для получения R 2,2 на k 2,2 ; процесс такой же, как в разд.{2}}}} \ right) $$

(23)

Поскольку 2 mr и 2 nr должны быть < L , Φ S одновременно должны быть π / (4 m ) и π / (4 ).

Теплопроводность — выбранные материалы и газы

Теплопроводность — это свойство материала, которое описывает способность проводить тепло. Теплопроводность может быть определена как

«количество тепла, передаваемого через единицу толщины материала — в направлении, нормальном к поверхности единицы площади — из-за единичного температурного градиента в условиях устойчивого состояния»

Теплопроводность единицами являются [Вт / (м · К)] в системе СИ и [БТЕ / (час фут ° F)] в британской системе мер.

См. Также изменения теплопроводности в зависимости от температуры и давления , для: воздуха, аммиака, двуокиси углерода и воды

Теплопроводность для обычных материалов и продуктов:

903 9037 0,018 80 листы асбест- Древесина 3 4 — 0,7 903 9018 9037 9037 9037 9037 9037 9018 903 903 903 903 903 903 903 903 Железо .58 9037 903 903 903 903 903 903 903 вулканическая5 — 2,5 9037 9037 Грунт 9018 — 0,087 — 17 9037 9037 9037 9037 903 9037 21
Теплопроводность
k —
Вт / (м · К)

Материал / вещество Температура
25 o C
(77 o F)
9030 C
(257 o F)
225 o C
(437 o F)
Acetals 0.23
Ацетон 0,16
Ацетилен (газ) 0,018
Акрил 0,2 0,0333 0,0398
Воздух, высота 10000 м 0,020
Агат 10,9
Спирт 0.17
Глинозем 36 26
Алюминий
Алюминий Латунь 121 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 9037 (газ) 0,0249 0,0369 0,0528
Сурьма 18,5
Яблоко (85.6% влаги) 0,39
Аргон (газ) 0,016
Асбестоцементная плита 1) 0,744
0,166
Асбестоцемент 1) 2,07
Асбест в сыпучей упаковке 1) 0.15
Асбестовая плита 1) 0,14
Асфальт 0,75
Balsa
Слои битума / войлока 0,5
Говядина постная (влажность 78,9%) 0.43 — 0,48
Бензол 0,16
Бериллий
Висмут 8,1 903 9037 903 9037 9037 9037 9037 903 (газ) 0,02
Шкала котла 1,2 — 3,5
Бор 25
Латунь 10 — 0,20
Кирпич плотный 1,31
Кирпич огневой 0,47
Кирпич изоляционный Кирпич 0,15 9037 ) 0,6 -1,0
Кирпичная кладка плотная 1,6
Бром (газ) 0,004
9037 9037 9037 9037 9037 бронза 9037 9037 9037 0.58
Сливочное масло (влажность 15%) 0,20
Кадмий
Силикат кальция 0,05 9037 Углерод
Двуокись углерода (газ) 0,0146
Окись углерода 0,0232
Чугун целлюлоза и регенерированная древесина

Ацетат целлюлозы, формованный, лист

0,17 — 0,33
Нитрат целлюлозы, целлулоид 0,12 — 0,21 3 9037 9037 9037 9037
Цемент, строительный раствор 1,73
Керамические материалы
Мел 0.09
Древесный уголь 0,084
Хлорированный полиэфир 0,13
Хром Сталь (газ) 9037 16,3
Хром
Хромоксид 0,42
Глина от сухой до влажной 0.15 — 1,8
Глина насыщенная 0,6 — 2,5
Уголь 0,2
9018 9018 содержание) 0,54
Кокс 0,184
Бетон легкий 0,1 — 0,3
Бетон средний
Бетон, плотный 1,0 — 1,8
Бетон, камень 1,7
Константин
Кориан (керамический наполнитель) 1.06
Пробковая плита 0,043
Пробка повторно гранулированная 0.044
Пробка 0,07
Хлопок 0,04
Хлопок 0,029 903 903 903 903 903 903 903 903 Углерод 0,029
Мельхиор 30% 30
Алмаз 1000
0 Кизельгур (Sil-o-cel6)06
Диатомит 0,12
Дуралий
Земля сухой 1,5 11,6
Моторное масло 0,15
Этан (газ) 0.018
Эфир 0,14
Этилен (газ) 0,017
Эпоксидная смола 0,35 Перья 0,034
Войлок 0,04
Стекловолокно 0.04
Фиброволоконная изоляционная плита 0,048
Фиброволокнистая плита 0,2
Кирпич огнеупорный глиняный 500 9037 9018 9037 9018 Фтор (газ) 0,0254
Пеностекло 0,045
Дихлордифторметан R-12 (газ) 0.007
Дихлордифторметан R-12 (жидкость) 0,09
Бензин 0,15
Стекло, Стекло 0,18
Стекло, жемчуг, насыщенный 0,76
Стекло оконное 0.96
Стекло-вата Изоляция 0,04
Глицерин 0,28
Золото 9037 9037
Графит 168
Гравий 0,7
Земля или почва, очень влажная зона 1.4
Земля или почва, влажная зона 1.0
Земля или почва, сухая зона 0,5
Земля или почва, очень сухая зона 0,33 0,33
Гипсокартон 0,17
Волос 0,05
ДВП высокой плотности 0.15
Твердая древесина (дуб, клен …) 0,16
Hastelloy C 12
Гелий (газ) 9018 12,6% влажности) 0,5
Соляная кислота (газ) 0,013
Водород (газ) 0,168
газ013
Лед (0 o C, 32 o F) 2,18
Инконель 15 9037 9037 9037 9037 9037
Изоляционные материалы 0,035 — 0,16
Йод 0,44
Иридий 147
Капок изоляция 0,034
Керосин 0,15
Криптон (газ) 0,0088 03 903 , сухой 0,14
Известняк 1,26 — 1,33
Литий
Магнезиальная изоляция (85%) 0. 377 7
Магнезит 4,15
Магний
Магниевый сплав 70–145 9037 9037 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 9037
Ртуть, жидкость
Метан (газ) 0,030
Метанол 0.21
Слюда 0,71
Молоко 0,53
Изоляционные материалы из минеральной ваты, шерстяные одеяла 0,04
Монель
Неон (газ) 0,046
Неопрен 0.05
Никель
Закись азота (газ) 0,0238
Азот (газ) 0,024 Оксид азота 0,024
Нейлон 6, Нейлон 6/6 0,25
Масло для машинной смазки SAE 50 0,15
Оливковое масло 17
Кислород (газ) 0,024
Палладий 70,9
Бумага 0,05 903 903 9018 903 9018 903 903 Торф 0,08
Перлит, атмосферное давление 0,031
Перлит, вакуум 0.00137
Фенольные литые смолы 0,15
Формовочные смеси фенол-формальдегид 0,13 — 0,25 159
Шаг 0,13
Карьерный уголь 0.24
Штукатурка светлая 0,2
Штукатурка, металлическая планка 0,47
Штукатурка песочная 0,71
Пластилин 0,65 — 0,8
Пластмассы вспененные (изоляционные материалы) 0.03
Платина
Плутоний
Фанера 0,13 903 903 9037 9037 9037 9037 903
Полиэтилен низкой плотности, PEL 0,33
Полиэтилен высокой плотности, PEH 0.42 — 0,51
Полиизопрен натуральный каучук 0,13
Полиизопрен твердая резина 0,16
Полиметилметакрилат 0,16 0,16 0,1 — 0,22
Полистирол вспененный 0,03
Полистирол 0.043
Пенополиуретан 0,03
Фарфор 1,5
Калий 1 903 903 Пропан (газ) 0,015
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) 0,25
Поливинилхлорид, ПВХ 0.19
Стекло Pyrex 1.005
Кварц минеральный 3
Радон (газ) 0,0033 9018 9037 903 903 9037 903 903 903 903 903 903 903 Рений
Родий
Порода, твердая 2-7
Порода, пористая6
Изоляция из каменной ваты 0,045
Канифоль 0,32
Резина, ячеистая 0,045 0,045 0,13
Рубидий
Лосось (влажность 73%) 0,50
Песок сухой 0.15 — 0,25
Песок влажный 0,25 — 2
Песок насыщенный 2-4
Опилки 0,08
Селен
Овечья шерсть 0,039
Аэрогель кремнезема 02
Силиконовая литьевая смола 0,15 — 0,32
Карбид кремния 120
Силиконовое масло
Шлаковая вата 0,042
Сланец 2,01
Снег (температура <0 o C) 0.05 — 0,25
Натрий
Хвойные породы (пихта, сосна ..) 0,12
Почва, глина 1,1 вещество 0,15 — 2
Грунт, насыщенный 0,6 — 4

Припой 50-50

503 9 0.07

Пар, насыщенный

0,0184
Пар низкого давления 0,0188
Сталь 2
Сталь, нержавеющая
Изоляция из соломенных плит, сжатая 0,09
Пенополистирол 0.033
Двуокись серы (газ) 0,0086
Сера кристаллическая 0,2
Сахар 0,087 — Сахар
Гудрон 0,19
Теллур 4,9
Торий
Древесина, ольха
Древесина, ясень 0,16
Лес, береза ​​ 0,14
Древесина, лиственница
Древесина дубовая 0,17
Древесина смоляная 0,14
Древесина осина 0.19
Древесина, бук красный 0,14
Древесина, красная сосна 0,15
Древесина, белая сосна 0,15 9037 0,15
Олово
Титан
Вольфрам
Вакуум 0
Гранулы вермикулита 0,065 9030 0,606
Вода, пар (пар) 0,0267 0,0359
Мука пшеничная 0.45
Белый металл 35-70
Древесина поперек волокон, сосна белая 0,12
Древесина поперек волокон, бальза 0,03 Древесина поперек волокон, сосна желтая, древесина 0,147
Дерево, дуб 0,17
Шерсть, войлок 0.07
Древесная вата, плита 0,1 — 0,15
Ксенон (газ) 0,0051
Цинк
Цинк 9279 0 9272 930 934 9279 плохо для здоровья человека, когда крошечные абразивные волокна попадают в легкие, где они могут повредить легочную ткань. Это, по-видимому, усугубляется курением сигарет, в результате чего возникают мезотелиома и рак легких.

Пример — Проводящая теплопередача через алюминиевый бак по сравнению с горшком из нержавеющей стали

Кондуктивная теплопередача через стенку электролизера может быть рассчитана как

q = (k / s) A dT (1)

или, альтернативно,

q / A = (к / с) dT

где

q = теплопередача (Вт, БТЕ / ч)

A = площадь поверхности (м 2 , фут 2 )

q / A = теплопередача на единицу площади (Вт / м 2 , Btu / (h ft 2 ))

k = теплопроводность ( Вт / мК, БТЕ / (ч фут ° F) )

dT = t 1 — t 2 = разница температур ( o C, o F)

с = толщина стены (м, фут)
9001 1

Калькулятор теплопроводности

k = теплопроводность (Вт / мК, БТЕ / (час фут ° F) )

с = толщина стенки (м, фут)

A = площадь поверхности (м 2 , фут 2 )

dT = t 1 — t 2 = разница температур ( o C, o F)

Примечание! — общая теплопередача через поверхность определяется «общим коэффициентом теплопередачи », который в дополнение к кондуктивной теплопередаче зависит от

Кондуктивная теплопередача через алюминиевую стенку горшка толщиной 2 мм — разница температур 80
o C

Теплопроводность алюминия составляет 215 Вт / (м · К) (из таблицы выше).Кондуктивная теплопередача на единицу площади может быть рассчитана как

q / A = [(215 Вт / (м · K)) / (2 10 -3 м)] (80 o C)

= 8600000 (Вт / м 2 )

= 8600 (кВт / м 2 )

Проводящая теплопередача через стенку емкости из нержавеющей стали толщиной 2 мм — разница температур 80
o C

Теплопроводность нержавеющей стали 17 Вт / (м · К) (из таблицы выше).Кондуктивная теплопередача на единицу площади может быть рассчитана как

q / A = [(17 Вт / (м · K)) / (2 10 -3 м) ] (80 o C)

= 680000 (Вт / м 2 )

= 680 (кВт / м 2 )

Определение тепловых свойств бетона для расчета температуры бетонных плит и колонн, подвергающихся воздействию Стандартный пожарный — Методология и предложение для упрощенных формул

Основные моменты

Термический анализ бетонных элементов в соответствии с EN 1992-1-2 показывает ошибки.

Указаны улучшения задействованных физических параметров.

Анализ чувствительности выполняется для определения управляющих параметров.

Для улучшения теплопроводности применяется метод нелинейной оптимизации.

Предложение частично подтверждено пересчетом лабораторных испытаний.

Abstract

Огнестойкость бетонных элементов контролируется распределением температуры в рассматриваемом поперечном сечении.Термический анализ может быть выполнен с использованием расширенных физических свойств, зависящих от температуры, предусмотренных EN 1992-1-2. Но пересчет лабораторных испытаний колонок от TU Braunschweig показывает, что есть отклонения между расчетной и измеренной температурами. Таким образом, можно предположить, что математическая формулировка этих термических свойств может быть улучшена. Анализ чувствительности выполняется для определения определяющих параметров расчета температуры, а метод нелинейной оптимизации используется для улучшения формулировки тепловых свойств.Предлагаемые упрощенные свойства частично подтверждаются пересчетом измеренных температур бетонных колонн. Эти первые результаты показывают, что разброс отличий от расчетных до измеренных температур можно уменьшить с помощью предложенной простой модели термического анализа бетона.

Ключевые слова

Огнестойкость

Тепловые свойства

Оптимизация параметров

Анализ чувствительности

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

© 2016 Авторы.Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Коэффициент теплопроводности — обзор

2.5 Обнаружение и анализ тепловых свойств

Что касается тепловых свойств наноматериалов, физические величины, требующие характеризации, включают коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость, тепловое расширение, термическая стабильность и температура плавления.

Когда тонкопленочный слой материала достигает определенной толщины, эффект границ зерен будет оказывать все более значительное влияние на теплопроводность.Кроме того, коэффициент теплопроводности перпендикулярно пленке имеет тенденцию к уменьшению с уменьшением толщины пленки.

Теоретические предсказания и экспериментальные результаты подтвердили, что наноструктурированные материалы имеют значения удельной теплоемкости намного выше, чем у обычных объемных материалов. Наноматериалы имеют сравнительно хаотичное распределение атомов по структуре, которая имеет больший объем по сравнению с объемными аналогами. Таким образом, энтропийные вклады из-за этой некристаллической поверхности вносят гораздо больший вклад в удельную теплоемкость, чем средние крупнокристаллические материалы, что приводит к увеличению удельной теплоемкости.

Нанокристаллы почти в два раза больше средних кристаллов по коэффициенту теплового расширения, причем увеличение t в основном связано с составом кристаллических границ. Основной прибор для измерения коэффициента теплового расширения материалов известен как анализатор теплового расширения, но он также известен как термодилатометрический анализатор или термомеханический анализатор . Анализ коэффициента теплового расширения материалов может дать представление о молекулярном движении, структурных изменениях и поведении при тепловом расширении.Для решения таких проблем, как термическое соединение различных материалов при производстве полупроводниковых устройств, анализатор теплового расширения является лучшим инструментом для анализа.

Точка плавления — это температура, при которой материал переходит из твердого состояния в жидкость. Для кристаллических объектов существует четкая точка плавления; однако некристаллические объекты имеют плохо определенную температуру плавления. Температура может увеличиваться до значения, при котором небольшое количество атомов в общей структуре начинает двигаться одновременно с жидким поведением.Эта температура известна как температура стеклования ( T г ). При температуре ниже Т г стекломатериал находится в твердом состоянии; при температурах выше T г — переохлажденная жидкость. Выражаясь в механических терминах, если температура ниже T g , то произойдет упругая деформация; если температура выше Т г , то начинается вязкостная (жидкая) деформация.

Температура термического разложения — это значение, при котором связи материала могут быть нагреты до разорванного состояния и диссоциированы на другие вещества.

Для пластифицированных некристаллических или аморфных наноматериалов температура стеклования и температура термической диссоциации, отличные от точки плавления, также являются очень важными тепловыми свойствами. Таблица 2.4 показывает температуру плавления нескольких видов материалов в разных масштабах.

Таблица 2.4. Точка плавления нескольких материалов в разных масштабах

903 555 9037 2 9037 2 нм
Тип материала Размер частиц: диаметр (нм) или общее количество атомов Точка плавления (K)
Au Обычные сыпучие материалы 1340
300 нм 1336
100 нм 1205
20 нм 800
2 нм 600
500 480
Pb Обычные сыпучие материалы 600
30–45 583
CdS ≈910
1.5 нм ≈600
Cu Обычные насыпные материалы 1358
20 нм ≈312

Термические свойства наноматериалов обычно обнаруживаются и анализируются с помощью анализа . (TGA) и термогравиметрия производных (DTG).

TGA может обеспечивать непрерывное измерение на основе изменения веса материалов в процессе нагрева во время измерения.В частности, изменения массы отслеживаются как функция температуры с заданной температурной скоростью и могут быть соотнесены с потерями массы и тепловыми переходами в материале. Одновременно можно проводить дифференцированное лечение. А именно, запись изменений качества составляет метод измерения DTG.

С помощью TGA (или DTG) можно определить ряд тепловых свойств материалов, например температуру старения во время пиролиза и динамику старения, поведение при старении при разных температурах и в различных газовых средах, упаковочные материалы IC, используемые в процесс изготовления исполняемых полупроводниковых устройств, гибких печатных плат и стеклянных подложек, керамических подложек и других компонентов анализа.

В коллоидной системе соответствующие термические свойства частиц также включают, среди прочего, броуновское движение, баланс диффузии и седиментации.

При броуновском движении среднее смещение частицы X¯ может быть выражено как:

X¯ = RTN0Z3πηr

, где R — постоянная идеального газа, T — абсолютная температура, N 0 — постоянная Авогадро, Z — интервал времени наблюдения, η — вязкость дисперсионной среды, r — радиус частицы.

Броуновское движение оказывает существенное влияние на природу коллоидных частиц. Броуновское движение — важный фактор, который может повлиять на стабильность дисперсной системы коллоидных частиц. Из-за броуновского движения осаждение коллоидных частиц происходит не из-за гравиметрических сил, а из-за коллоидной агрегации, вызванной столкновениями между частицами, что приводит к осаждению.

Явление диффузии связано с переносом массы, который возникает из-за броуновского движения частиц (броуновское движение) при наличии градиента концентрации.Чем крупнее частицы и чем меньше тепловая скорость, тем менее заметной становится диффузия. Обычно коэффициент диффузии используется для измерения скорости диффузии. Это физическое количество материала, указывающее на диффузионную способность.

В коллоидной системе коэффициент диффузии D может быть выражен как:

D = RTN0⋅16πηr

Здесь R — постоянная идеального газа, T — абсолютная температура, N 0 — постоянная Авогадро, η — вязкость дисперсионной среды, r — радиус частицы.

Поскольку коэффициент диффузии коррелирует со средним смещением, полученный коэффициент диффузии D также может быть выражен как:

D = X¯22Z

Здесь Z — конкретный интервал времени наблюдения, а X¯ — среднее смещение частицы при броуновском движении. В таблице 2.5 показан коэффициент диффузии золя, образующегося из наночастиц золота, при 291 К.

Таблица 2.5. Коэффициент диффузии золя, образующегося из частиц нано-Au при 291 K

.213
Размер частиц нано-Au (нм) Коэффициент диффузии (109 м 2 / с)
1
10 0,0213
100 0,00213

Когда взвешенные в жидкости частицы показывают скорость осаждения, равную скорости диффузии, система достигает состояния равновесия, а именно равновесия седиментации. . В состоянии седиментационного равновесия концентрация коллоидных частиц подчиняется закону распределения Гаусса.

Закон распределения Гаусса для коллоидных частиц может быть выражен как:

n2 = n1e − N0RT⋅43r3 (ρp − ρ0) (x2 − x1) g

Здесь n 1 и n 2 — концентрация частиц в поперечном сечении на высоте x 1 и x 2 соответственно, R — идеальная газовая постоянная, T — абсолютная температура, A — Константа Авогадро, r, — радиус частицы, ρ0 — плотность коллоидных частиц, ρp — плотность дисперсионной среды, г, — ускорение свободного падения.

Анализ тепловых характеристик конструкции железобетонного пола с системой теплого пола в многоквартирном доме

Использование эластичных материалов в системах теплого пола железобетонного пола в многоквартирном доме тесно связано с уменьшением шума удара пола и потери тепловой энергии. В этом исследовании изучалась теплопроводность пенополистирола (EPS), используемого в качестве упругого материала в Южной Корее, и анализировалась теплопередача железобетонной конструкции пола в соответствии с теплопроводностью упругих материалов.Для измерения теплопроводности использовалось 82 образца EPS. Измеренная кажущаяся плотность упругих материалов EPS составляет от 9,5 до 63,0 кг / м 3 , а теплопроводность — от 0,030 до 0,046 Вт / (м · К). По мере увеличения плотности упругих материалов из пенополистирола теплопроводность имеет тенденцию пропорционально уменьшаться. Чтобы установить разумные требования к теплоизоляции для систем теплого пола, необходимо определить термические свойства конструкции пола в соответствии с теплоизоляционными материалами.Моделирование теплопередачи было выполнено для анализа температуры поверхности, потерь тепла и теплового потока конструкции пола с системой лучистого отопления. Поскольку теплопроводность упругого материала EPS увеличилась в 1,6 раза, потери тепла увеличились на 3,4%.

1. Введение

В Корее многоквартирные дома занимали наибольшее количество жилых домов — 86,4%. На многоквартирные дома приходится более 50% всех типов жилья, и с 1990-х годов были построены многоэтажные многоквартирные дома выше 15 этажей, иногда 30 этажей, чтобы эффективно использовать относительно небольшую площадь земельного участка (99 373 км, 2 ). Корея с высокой плотностью населения [1].Некоторые домохозяйства живут по соседству друг с другом, разделенные только стеной или полом. Поскольку одна железобетонная плита разделяет домохозяйства в квартирах, ударный шум пола и потери тепла сверху могут легко передаваться в дом внизу и за пределы дома. Так что возникает много проблем, связанных с теплоизоляцией и звукоизоляцией. В частности, звук удара пола вызывает раздражение у жителей и вызывает множество жалоб в жилых домах, например, в квартирах.Энергия для отопления помещений и нагрева воды — это наибольшее потребление энергии в жилых зданиях.

Конструкция железобетонного пола с системой лучистого теплого пола (ONDOL) традиционно используется для жилых домов в Корее [2, 3]. Эта конструкция пола из железобетона (ЖБИ) состоит из железобетонной плиты, изоляционного слоя с упругими материалами, слоя лучистого теплого пола, слоя аккумулирования тепла и материалов для отделки пола. Горячая вода из бойлера подается в пластиковую трубу в слое лучистого теплого пола под поверхностью пола.Горячая вода циркулирует по встроенной пластиковой трубе, нагревая пол для обогрева помещения. Установка упругих материалов между бетонной плитой и слоем лучистого теплого пола в системе лучистого теплого пола известна как самый популярный метод снижения ударного шума пола и потерь тепла в жилых домах в Корее. Обычно толщина упругих материалов составляет 10–20 мм.

Использование эластичных материалов в системах напольного отопления тесно связано с уменьшением ударного шума пола и потерь тепловой энергии.В Корее характеристики теплоизоляции ограждающих конструкций здания просто включают в себя толщину изоляционных материалов и свойства теплопередачи систем стен и полов по регионам [4, 5]. Конструкция пола в многоквартирных домах должна обладать определенными характеристиками ударного шума пола (легкий ударный звук составляет 58 дБ или меньше, а тяжелый ударный звук составляет 50 дБ или меньше) и термическое сопротивление (1,23 м 2 K / Вт). В предыдущем исследовании Kim et al. [1] опубликовали исследование, в котором утверждается, что по мере уменьшения динамической жесткости упругих материалов уровень ударного шума в системе напольного отопления также снижался.Была корреляция между динамической жесткостью и ударным звуком тяжелого веса. Jeong et al. [6] измерили теплопроводность и плотность упругих материалов и исследовали их корреляцию. Но не было исследований, которые бы пытались проанализировать теплопередачу конструкции пола из ж / б с системой лучистого теплого пола как тепловое свойство упругих материалов.

Было проведено несколько исследований влияния теплопередачи и методов ее анализа в области энергетики зданий.Сонг [2] рекомендовал выбирать материалы для отделки пола над системой подогрева пола в Корее по тепловому потоку, исходя из тепловой нагрузки, и они должны быть теплофизиологически комфортными. Ли и др. [3] опубликовали исследование, показывающее, что тонкие панели пола с повышенным тепловым КПД в системе лучистого теплого пола обеспечивают снижение энергии на 7,2% по сравнению с традиционными деревянными панелями пола в многоквартирном доме. Лю и др. [7] разработали двухпотоковую модель существующего процесса теплопередачи для внутриплитного теплого пола.Исследование Jin et al. [8] представляет метод расчета температуры поверхности пола в системе водяного отопления / охлаждения на основе численной модели. Ларби [9] представляет регрессионные модели коэффициента теплопередачи для трех типов строительных стен (стык перекрытия и стены, стык перекрытия и стены и стык кровля-стена) 2D тепловых мостов. Теодосиу и Пападопулос [10] рекомендовали, чтобы тепловые мосты не учитывались в процедуре расчета энергопотребления зданий; фактические тепловые потери в таких зданиях до 35% выше первоначально предполагаемых.Song et al. [11] проанализировали теплопередачу через тепловой мост стыка стена-плита на годовые потери тепла в многоквартирных домах с трехмерным моделированием переходной теплопередачи. Кайнакли [12] провел исследование влияния различных параметров на оптимальную толщину изоляции для наружных стен с учетом затрат и экономии энергии.

В этом исследовании изучается теплопроводность упругого материала, используемого в конструкции пола из ж / б с системами лучистого теплого пола в Корее, и проведен анализ теплопередачи систем пола в соответствии с теплопроводностью упругих материалов в многоквартирном доме.

2. Материалы и методы
2.1. Подготовка образца

Упругие материалы, которые в настоящее время используются в Корее, изготовлены из пенополистирола (EPS), вспененного полипропилена (EPP), уретана, сополимера этилена и винилацетата (EVA), полиэтилена (PE), стекловаты (GW), минеральная вата (MW), экструдированный полистирол (XPS), экструдированные полиэфирные волокна и другие композитные материалы [1, 5]. Упругим материалом, который использовался для измерений в этом исследовании, был пенополистирол (EPS), который широко используется в Южной Корее в качестве строительного изоляционного материала.Пенополистирол — это термопласт, который получают путем сплавления небольших шариков материалов. Обычно он белого цвета и изготавливается из бусин из предварительно вспененного полистирола. Это жесткая и прочная структура с закрытыми ячейками, достаточно прочная для использования во многих приложениях [13].

В этом исследовании были собраны упругие материалы EPS, которые продавались на рынке строительных материалов Южной Кореи с 2008 по 2010 годы. Из 93 испытательных образцов, собранных в этом исследовании, были окончательно выбраны 82 пенопласта из упругого материала EPS, которые были использованы для проверки теплопроводности. .В этом исследовании были подготовлены образцы для испытаний, размеры которых составляли 300 × 300 мм на плоской доске, а их толщина составляла 20 мм, 30 мм, 50 мм и 90 мм. Для каждой толщины были испытаны по три образца. Им позволили стабилизировать гидротермальные условия при лабораторной температуре (20 ° C) в течение 3 дней. Все испытуемые образцы были протестированы через 3 дня в этом исследовании.

Исследование под микроскопом проводилось с использованием поляризационного микроскопа для фотографирования состояния поверхности испытуемого образца.Мы наблюдали за состоянием поверхности и формой ячеек пенопласта из эластичного пенополистирола. Изображение под микроскопом типичного пенополистирола показано на рисунке 1. Как показано на этом рисунке, упругий материал EPS имеет гладкую поверхность, однородную структуру и структуру с закрытыми ячейками. Эта структура с закрытыми ячейками действует как теплоизолятор.

2.2. Экспериментальный тест

Методы измерения, применяемые для проверки теплопроводности в этом исследовании, — это метод KS L 9016 [14] для измерения теплопроводности изолятора и ISO 8301 [15].Измерения проводились методом теплового расходомера (HFM, рис. 2 (а)). Средняя температура для измерения теплопроводности составляла 20 ± 1 ° C. Результатом измерения значения теплопроводности было среднее значение трех образцов одинаковой толщины. Объем и вес образцов измеряли с помощью цифрового микрометра (рис. 2 (b)) с разрешением 0,001 мм, а кажущуюся плотность измеряли с помощью цифровой шкалы (рис. 2 (c)) с разрешением 0,001 г. Кажущаяся плотность может быть определена с помощью веса, основанного на единице объема, если образец для испытаний включает кожуру во время производства.Во время проведения экспериментов испытательное оборудование и образцы для испытаний выдерживают в условиях окружающей среды при температуре 23 ± 2 ° C и относительной влажности 50 ± 5%.

2.3. Численное моделирование

Конфигурация материалов конструкции пола была смоделирована на основе типового пола [4, 16], применимого к большинству домов в Южной Корее. Типичная конструкция пола из железобетона для дома состоит из четырех слоев: отделочного слоя, слоя обогрева, слоя изоляции и слоя конструкции.Нагревательный слой имеет теплоаккумулирующий слой и трубу для горячей воды в виде пластиковой трубы. Для этого численного моделирования конструкции пола представляли собой пол из ПВХ (мм), цементный раствор (мм), трубу для горячей воды, легкий бетон (мм), упругий материал (мм) и железобетонную плиту толщиной 210 ​​мм. Для обогрева помещения была установлена ​​труба диаметром 15 мм с узким шагом 230 мм в цементном растворе толщиной 40 мм. Геометрическая модель и конфигурация материала представлены на рисунке 3. В таблице 1 показаны тепловые характеристики каждого строительного материала.Как показано в таблице 1, значение теплопроводности упругого материала было получено из результатов эксперимента, который проводился в этом исследовании.


Материал Толщина Плотность Теплопроводность
(мм) (кг / м 3 ) K (93 м3) 3 )

Пол из листов ПВХ 2 1,500 0.19
Цементный раствор 40 2,000 1,4
Трубопровод горячей воды 15 930 0,324
Легкий бетон6 40377
Упругий материал 20 9,5–63
Бетон 210 2,240 1,6
Гипсовая плита 9 9 918


Для анализа тепловых характеристик напольных систем использовалось программное обеспечение Physibel, поскольку оно позволяет анализировать стационарный режим теплопередачи. Программа Physibel TRISCO предназначена для моделирования теплопередачи, которая фокусируется на строительной физике [17]. Эта программа позволяет рассчитывать трехмерный (3D) установившийся теплообмен на основе метода конечных разностей в объектах, описываемых в прямоугольной сетке.Таким образом, он вычисляет распределение теплового потока и температуры в установившемся режиме через сетку. Эта программа позволяет моделировать в полном соответствии со стандартом EN ISO 10211-1 [18]. На рисунке 3 (b) показана имитационная модель, а на рисунке 3 (c) показано вертикальное сечение стыков между наружной стеной и железобетонным полом и конструкции из материалов. Моделирование проводилось на основе модели размером 2,0 м (высота) × 1,2 м (ширина) × 1,0 м (глубина), которая определяет средний этаж многоквартирного дома в Корее.Трехмерное моделирование неустановившейся теплопередачи было выполнено с интервалом временного шага 30 минут. Параметры расчета для моделирования приведены в Таблице 2.


Параметр Присвоенное значение

Интервал временного шага 9034 Максимальное количество минут 903 903 итераций 10,000
Максимальный перепад температур 0.0001 ° C
Расхождение теплового потока для всего объекта 0,001%
Расхождение теплового потока для худшего узла 1%
Теплопроводность упругого материала пола 0,029, 0,031, 0,037, 0,046 Вт / (м · К)

Граничные условия задаются как температура поверхности на внешней и внутренней границах, а на периферии стены и пола налагается адиабатический режим.Материалы каждого слоя в этом исследовании однородны, а параметры свойств остаются постоянными. Температура окружающей среды была выбрана в соответствии с фактической температурой наружного воздуха (° C) и температурой отопления помещения (° C) в зимний сезон в Южной Корее. Температура горячей воды составляла 60 ° C, которая поступала в трубу горячей воды в нагревательном слое системы пола. Скорость горячей воды в трубе была установлена ​​на уровне 3 л / мин. Установленная температура для обогрева помещения составляла 20 ° C. Все факторы окружающей среды контролировались в идеальных тепловых и физиологических условиях.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Плотность и теплопроводность эластичного материала EPS

Измеренная кажущаяся плотность эластичного материала EPS составляла от 9,5 до 63,0 кг / м 3 , а теплопроводность — от 0,030 до 0,046 Вт / (м · К). На рисунке 4 показана корреляция между теплопроводностью и кажущейся плотностью. Как показано на рисунке 4, измеренная теплопроводность и плотность показывают линейную корреляцию, где — теплопроводность и плотность упругих материалов EPS.Эта пунктирная линия показывает коэффициент корреляции взрывчатых веществ 0,786. Результаты эксперимента показали тесную корреляцию между кажущейся плотностью и теплопроводностью. По мере увеличения плотности упругих материалов из пенополистирола теплопроводность имеет тенденцию к пропорциональному снижению. Полученная пунктирная линия имела наклон, который быстро уменьшался в сторону высокой плотности.


На основании этих результатов было установлено, что плотность является важным фактором тепловых свойств упругих материалов, которые используются в системах полов жилых домов.Чтобы предотвратить большие потери тепла из системы пола из-за разницы температур в помещении и на открытом воздухе, строительные изоляционные материалы должны выбираться на основе соотношения между плотностью и теплопроводностью. Но при той же плотности теплопроводность изменялась из-за других факторов, влияющих на тепловые свойства, то есть физическая структура ячеек материалов варьировалась в зависимости от метода производства, размера и типа внутренних воздушных зазоров, лучистого тепла скорость потока и т. д.

3.2. Характеристики теплопередачи

Было проведено численное моделирование для исследования влияния и характеристик теплопередачи системы лучистого теплого пола на основе теплопроводности упругого материала. В методе моделирования использовалось установившееся состояние модели теплового баланса, основанное на самой низкой внешней температуре окружающей среды, а значения теплопроводности упругого материала EPS были максимальным, минимальным, средним и медианным.

В таблице 3 и на рисунке 5 приведены результаты численного моделирования. Как показано в таблице 3, количество потерь тепла в каждом случае зависело от тепловых свойств упругого материала EPS. Поскольку теплопроводность упругого материала EPS увеличилась в 1,6 раза, потери тепла в системе теплого пола увеличились на 3,4%. На рис. 5 показано распределение температуры и тепловой поток при самой низкой внешней температуре. Из рисунка 5 видно, что потеря тепла произошла из трубы теплоносителя в системе лучистого теплого пола, которая предназначалась для обогрева пространства во внешней конструкции.Теплопотери произошли в стыке ЖБИ пола и внешней стены. Причина теплопотерь — тепловой мост железобетонной конструкции перекрытия в многоквартирном доме. Зависимость от теплопроводности упругого материала EPS была снижена, а изоляционные свойства пола были увеличены. Поскольку поток теплового потока через стык между стеной и полом снижается по направлению к внешней стене, потери тепла уменьшаются. Понятно, что теплопроводность упругого материала конструкции пола из ж / б с системами лучистого теплого пола в многоквартирном доме в Корее может быть важным фактором.

(Вт)

26 0,0970

Теплопроводность Тепловые потери Коэффициент экономии
(Вт / (м · К))

Чехол 0,029 46,83 3,4
Чехол 0,031 47,07 2,9 47,07 2,9 30
1,6
Корпус 0,046 48,46 0,0


В Корее энергосберегающие жилые дома должны соответствовать нормам энергосбережения. Этот код требует, чтобы конструкция пола из ж / б с системой лучистого теплого пола имела значение тепловых характеристик меньше или равное 0,81 Вт / (м 2 · K). Коэффициент теплопроводности упругого материала EPS в конструкции пола должен быть менее 0.031 Вт / (м · К), как в данном исследовании. Когда теплопроводность упругого материала EPS составляет более 0,31 Вт / (м · К) как для корпуса, так и для корпуса, толщина упругого материала EPS также должна быть более 20 мм. Корпус (Вт / (м · К)) должен иметь толщину 24 мм, а корпус (Вт / (м · К)) должен быть толщиной более 30 мм, чтобы сохранить код конструкции.

4. Выводы

Мы исследуем изменения теплопроводности типичных упругих материалов, пенополистирола, в зависимости от их кажущейся плотности.Из результатов мы получаем эмпирическую формулу, которая имеет соотношение между теплопроводностью и плотностью. Чтобы установить разумные требования к теплоизоляции для систем теплого пола из железобетона, необходимо выяснить свойство теплопередачи систем пола в соответствии с характеристиками теплоизоляции. Таким образом, моделирование теплопередачи было выполнено для анализа температуры поверхности и потерь тепла в конструкции пола с помощью системы лучистого теплого пола.

Упругие материалы — пенополистирол; по мере увеличения плотности теплопроводность имела тенденцию к уменьшению. Результаты эксперимента показали корреляционное выражение между теплопроводностью и плотностью, что позволило определить подходящие изоляционные материалы и их теплопроводность в соответствии с энергетическим кодексом здания. Когда изоляционные материалы устанавливаются в стенах, полах и крышах здания для предотвращения потерь тепла и снижения шума в зданиях, материалы должны использоваться с учетом не только физических свойств материалов, но и их тепловых свойств [6 ].Исследование показало, что проводимость упругих материалов в конструкции железобетонного пола с системой лучистого теплого пола влияет на энергосбережение.

Тепловые характеристики играют важную роль в тепловых потерях здания. Относительная важность тепловых мостов возрастает в энергетическом балансе недавних зданий с высокой изоляцией [19]. Результаты моделирования показали, что температуры внешней поверхности и внутренней поверхности стыковых частей части теплового моста и нормальной части существенно различаются в конструкции пола.Таким образом, упругие материалы на трубе горячей воды в системе лучистого теплого пола являются важным фактором не только для снижения уровня шума от удара по полу, но и для предотвращения потерь тепла при обогреве помещения.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Исследование портландцементных бетонных покрытий, —

Термический коэффициент портландцементного бетона

Что это?

Все материалы в некоторой степени расширяются и сжимаются при повышении или понижении их температуры.Коэффициент теплового расширения (КТР) — это мера расширения или сжатия материала в зависимости от температуры. Поскольку изменения длины, связанные с тепловым расширением, очень малы, КТР обычно выражается в микродеформациях на единицу изменения температуры.

КТР портландцементного бетона (PCC) колеблется от 8 до 12 микродеформаций / ° C. Диапазон значений КТР для различных бетонов отражает изменение КТР материалов, составляющих бетон. Например, бетон, содержащий известняковый заполнитель, имеет более низкий КТР, чем бетон, содержащий кремнистый заполнитель.Поскольку заполнитель составляет около 70% бетона, тип заполнителя имеет наибольшее влияние на КТР бетона. КТР затвердевшего цементного теста, который является функцией таких факторов, как соотношение воды и цемента, тонкость цемента, состав цемента и возраст, также влияет на КТР бетона.

Почему это важно?

CTE — один из факторов, который необходимо учитывать при проектировании покрытий PCC. При проектировании дорожного покрытия эта переменная обычно представляется как среднее значение, а не как конкретное значение для смеси, хотя она может значительно варьироваться в зависимости от таких факторов, как тип заполнителя, используемого в смеси.Поэтому использование среднего значения может привести к ошибочным предположениям о тепловом отклике покрытия и возможном повреждении. Например, одним из ключей к характеристике влияния тепловых свойств на структуру бетонного покрытия является учет тепловых движений. Точные значения CTE необходимы для прогнозирования возможных термически вызванных движений в бетонном покрытии.

Какова роль группы PCCP?

Команда PCCP разработала оборудование и стандартный метод испытаний (принятый AASHTO как TP60-00) для определения CTE PCC.Метод испытания определяет КТР цилиндрического образца бетона, находящегося в насыщенном состоянии, путем измерения изменения длины образца в заданном диапазоне температур (от 10 ° C до 50 ° C). Изображение тестовой установки показано ниже. Изменения длины измеряются с помощью LVDT. Внесены поправки на расширение или сжатие испытательной рамы.

CTE рассчитывается по следующей формуле:

CTE = (ΔL / L 0 ) / ΔT

, где ΔL = изменение длины образца, L 0 = начальная измеренная длина образца, а ΔT = изменение температуры.

Команда PCCP использовала этот метод тестирования для измерения CTE для более чем 2000 кернов по всей стране, собранных в рамках программы Long Term Pavement Performance (LTPP). Эти данные станут частью базы данных LTPP и будут использоваться для исследования влияния CTE на реакцию и характеристики дорожных покрытий.

Почему это важно?

CTE является важным фактором при оптимизации конструкции бетонных швов, расчета напряжений, конструкции герметика и выбора герметизирующих материалов.Результаты анализа помогут инженерам изменить процедуры проектирования покрытия PCC для более точного прогнозирования воздействия CTE, специфичного для смеси, на поведение покрытия. Измененные процедуры проектирования приведут к созданию конструкции дорожного покрытия, более совместимой с условиями окружающей среды на конкретном участке дорожного покрытия. В конечном итоге использование модифицированных процедур проектирования приведет к улучшенным характеристикам покрытия.

В новых процедурах проектирования дорожного покрытия (Руководство 2002 г.), разрабатываемых в рамках NCHRP 1-37A, учитываются эффекты теплового расширения и сжатия.Исследование CTE, проведенное командой PCCP, сделало это возможным, предоставив стандартный метод испытаний, который агентства могут использовать для определения CTE для своих бетонных смесей и данных CTE для испытательных секций LTPP. Данные LTPP CTE используются при разработке Руководства 2002, а также могут использоваться будущими пользователями Руководства для оценки соответствующих входных значений CTE, когда данные по конкретным материалам недоступны. На основе проекта предварительной информации о входных данных PCC CTE в Руководстве 2002 года определение CTE для различных уровней, как определено в Руководстве, выглядит следующим образом:

Уровень 1 определения КТР включает прямое измерение изменения длины лабораторных образцов, подверженных изменениям температур, с использованием AASHTO TP60, «Стандартный метод испытаний КТР гидравлического цементного бетона».«

Уровень 2 определения CTE использует средневзвешенное значение составляющих, основанное на относительных объемах составляющих. В таблице ниже представлены типичные диапазоны a для различных распространенных компонентов смеси PCC.

Типичные диапазоны α для общих компонентов PCC.

Коэффициент теплового расширения
10 -6 / ° C 10 -6 / ° F
Совокупный
Гранит 7-9 4-5
Базальт 6-8 3.3-4,4
Известняк 6 3,3
Доломит 7-10 4-5,5
Песчаник 11-12 6,1-6,7
Кварцит 11-13 6,1-7,2
Мрамор 4-7 2,2-4
Цементная паста (насыщенная)
в / ц = 0.4 18-20 10-11
ш / ц = 0,5 18-20 10-11
ш / ц = 0,6 18-20 10-11
Бетон 7,4-13 4,1-7,3
Сталь 11-12 6,1-6,7

Уровень 3 оценки CTE основан на исторических данных.С этим вариантом связана наибольшая вероятность ошибки, поскольку материалы PCC значительно различаются. Реалистичные данные о типах материалов, используемых в бетонных смесях, редко доступны, и, если они доступны, они, вероятно, будут основаны на конкретной конструкции смеси PCC или типе заполнителя. Однако агентство может протестировать типичные смеси, содержащие ряд типов заполнителей, чтобы получить типичные значения для их материалов.

Термическое сопротивление бетона | Теплопроводность бетонной плиты

Теплопроводность материалов, использованных в его конструкции, измеряется с помощью коэффициента теплопроводности, псевдонима k-значения (Вт / м.K), материалов, использованных при его строительстве. Он относится к скорости, с которой тепло движется через материал между точками с разными температурами.

Псевдоним R-значения термического сопротивления (м2K / Вт) вычисляется путем деления толщины материала (в метрах) на значение k. Исходя из этого, псевдоним коэффициента теплопередачи U (Вт / м2.К), относящийся к строительному материалу, измеряется как обратная сумма значений R компонентов и прилегающих слоев воздуха.

R-value означает оценку прочности бетонной плиты (или другого материала) для противодействия тепловому потоку i.е. он вычисляет силу изоляции или термическое сопротивление. Однако значение U используется для оценки теплопередачи по бетонной плите от земли в замкнутое пространство или наоборот.

Поскольку теплоизоляция изменяется в противоположную сторону от плотности, бетон с меньшей плотностью обеспечивает лучшую изоляцию по сравнению с бетоном с большей плотностью. С целью определения прочности железобетонной плиты, выдерживающей теплопередачу, необходимо оценить R-значение и U-значение рассматриваемой железобетонной плиты.

Метод оценки R-значения для бетонной плиты: Идеальное R-значение для нормальной бетонной плиты вычисляется с R-значением, тепловым сопротивлением на дюйм толщины, между 0,1 и 0,2 и умножением его на толщину плиты. Значение R определяется с помощью следующего уравнения, предоставленного ASTM C 168:

.

Здесь изменение температуры (внутри и снаружи бетонной плиты) представлено в градусах Фаренгейта, площадь — в квадратных футах, время — в часах, а тепловые потери — в британских тепловых единицах.

ASTM C 168 также предлагает два дополнительных выражения для измерения R-значения и доступен в документе ASTM C 168.

Британские и метрические единицы измерения R-value приведены ниже:

Расчет коэффициента теплопередачи для бетонной плиты

U-значение для бетонной плиты (и любого другого строительного материала) представляет собой обратную величину R-значения и вычисляется по формуле, приведенной ниже:

Единица измерения U-значения обратна таковой для R-значения:

Примечание. Между американским стандартом и европейским стандартом существует разница в отношении R-значения и U-значения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *