Приборы для определения
- Устройство измерения эффективной теплопроводности. Оно должно быть аттестовано, согласно требованиям ГОСТ 7076-99.
- Прибор, позволяющий измерять толщину плоских волокнистых изделий и устройство для измерения их плотности. Выбор данного оборудования регламентируется стандартом 17177.
- Различное дополнительное оборудование.
В список дополнительного оборудования входит сушильных электрошкаф, имеющий верхний предел нагрева более 383К, а также лабораторные весы, штангенциркуль и линейка.
Подготовка к испытанию заключается в изготовлении образца нужной формы и проведении необходимых измерений.
Определение теплопроводности бетона производится на элементе в форме прямоугольного параллелепипеда, лицевые грани которого имеют форму квадратов. Размеры лицевых граней выбираются равными стороне рабочих поверхностей измерительного прибора. Когда форма датчиков прибора – круг, то и образец представляет собой цилиндр.
Толщина образца должна быть меньше, чем длина ребра лицевой грани в 5 раз. Для цилиндрических заготовок сравнение производится с диаметром основания. Для того, чтобы измерения были точными, грани образца, контактирующие с прибором должны быть плоскими и параллельными. Максимальное отклонение не должно превышать 0.5мм.
От чего зависит теплопроводность
- Структуры. Внутреннее строение бетона очень сильно влияет на коэффициент теплопроводности. В качестве примера стоит привести легкие бетоны – пенно- и газобетон, объем которых насыщен порами с воздухом. Поскольку коэффициент теплопередачи воздуха намного меньше, чем у бетона, среднее значение оказывается достаточно привлекательным. С тяжелым бетоном дело обстоит строго наоборот: его плотность достаточно высока, более того, внутри материала находятся элементы армирования, поэтому и теплопроводность такого образца может достигать 1.7 Вт/(м*С).
- Плотности. Как ясно из приведенного выше примера, с ростом плотности материала увеличивается и теплопроводность.
- Влажности. Бетон имеет пористую структуру, внутрь которой часто попадает вода. При понижении температуры находящаяся в микропорах вода замерзнет и станет настоящим проводником тепла, уводя его из помещения. Коэффициент теплопроводности льда составляет 1.8 единицы. Однако не нужно забывать, что лед сам по себе поглощает тепло, переходя в жидкую фазу, поэтому в процессе строительства прикладываются значительные усилия для защиты бетона от попадания воды внутрь его структуры.
Из вышесказанного следует, что теплопроводность тяжелого бетона, варьирующаяся в пределах 1.5-1.7 единиц – это явно не то, что требуется для утепления постройки, поэтому используются специальные теплоизоляционные материалы или же конструкционно-теплоизоляционные бетоны, которые нашли широкое применение и в малоэтажном строительстве.
Теплопроводность горных пород
В таблице указаны значения теплопроводности горных пород и минералов (среднее значение, минимальное и максимальное) при комнатной температуре в размерности Вт/(м·град).
Указана теплопроводность осадочных пород: аргиллит, глинистый сланец, глина, доломит, известняк, каменная соль, мел, песчаник, торф, уголь, ил, глина, песок.
Теплопроводность магматических пород: базальт, гранит, диабаз, лава, обсидиан, туф. Теплопроводность метаморфических пород: гнейс, кварцит, мрамор, сланец.
Теплопроводность горных пород изменяется в достаточно широких пределах. По значениям в таблице видно, что ее величина составляет от 0,07 Вт/(м·град) у (осадочные породы) до 7,6 Вт/(м·град) у кварцита, относящегося к метаморфическим породам.
Саман как утеплитель
Ещё один интересный вариант использования глины – это саман. Раньше он служил как основной конструкционный материал для возведения стен, сегодня же применяется только как .
Тут наполнителем выступают уже не опилки, а солома. Вновь-таки экологически чистый продукт с прекрасными теплоизоляционными свойствами и вновь же покупка которого не разорит ваш бюджет.
Чтобы обзавестись саманом нужно иметь лишь деревянную форму и желание поработать. Замесы (а месят глину с соломой ногами) обычно делаются прямо возле глиняного карьера, там полученной массой заполняются формы, там же блоки и сохнут.
Весь процесс довольно трудоёмкий, но если этот пункт вас не смущает можно получить материал с теплопроводностью в 0,1 ВТ/м°С, а это уже довольно неплохой показатель.
Сравнительные характеристики глины с опилками как утеплителя с полимерными аналогами
Глины формовочные огнеупорные соответствуют ГОСТ 3226-93, принятому в 01.01.1995 году. Данный ГОСТ включает в себя такие параметры, как плотность при сжатии, химический состав, соблюдение правил упаковки, хранения и транспортировки.
Экологичность пенополистирола и пенопласта оставляет желать лучшего, к тому же эта группа теплоизоляторов отличается крайней горючестью. Следует помнить, что опилки в чистом виде, не обработанные средствами, предотвращающими воспламенение, также являются пожароопасным материалом.
Глина отчасти снижает вероятность возгорания и распространения огня. Тем не менее, если вблизи утеплителя проложены кабели электросети, следует заранее позаботиться об их исправности и качестве изоляции. Рекомендуется также теплоизоляция труб дымохода.
К негорючим материалам относятся минвата, минплита и стекловолокно, но они отличаются особенностью при высыхании образовывать пыль, их коэффициент теплопроводности в среднем не превышает 0,42, что вдвое ниже аналогичного показателя глиняно-опилочной смеси.
По показателям плотности глина — достаточно увесистый материал. Чтобы добиться нужного коэффициента теплопроводности, требуется уложить толстый слой. Перед началом работ следует убедиться, что такая нагрузка окажется посильной для несущих конструкции.
Глина является одним из лучших звукоизоляторов, более чем вдвое превосходящим по этому критерию утеплители, выполненные на основе минеральной ваты.
Опыт показывает, что при утеплении синтетическими полимерами расходы не ограничиваются покупкой материала. Образование конденсата — один из «побочных эффектов» современных теплоизоляторов.
Чтобы сохранялся оптимальный микроклимат в помещении, требуется пароизолирующий слой, соответственно, дополнительная покупка и монтажные работы. Выбор в пользу самодельного утеплителя из глиняно-опилочной массы позволяет значительно упростить теплоизоляционную конструкцию и добиться желаемого уровня влажности в помещении.
К преимуществам синтетических утеплителей относится простота монтажа некоторых из них, высокая влагостойкость.
Полимеры изначально не подвержены гниению, потому и не требуют дополнительной обработки, их область применения не имеет ограничений, в то время как утеплитель из смеси глины и опилок предназначен для внутренних стен и нуждается в гидроизоляции: при намокании теплоизоляционные показатели снижаются в разы, в то же время, после высыхания прежние свойства восстанавливаются.
Классификация бетонов
Основное разделение бетонных растворов производится по их плотности, вот почему этот технический показатель стоит на первом месте определения теплопроводности материала.
Чтобы показать, как влияет плотность на способность проводить тепло, необходимо рассмотреть все группы классификации. Приведем несколько примеров бетонных растворов, которые чаще других используются в строительстве. Вот таблица их теплопроводности.
Бетон | Теплопроводность, Вт/м К. |
С щебнем | 1,3 |
С песком | 0,7 |
Пористый | 1,4 |
Сплошной | 1,75 |
Теплоизоляционный | 0,18 |
Тяжелый
Таблица наглядно демонстрирует, что чем тяжелее наполнитель, тем выше теплопроводность бетонного раствора. То есть большой вес материала, а значит, и высокая плотность говорят о том, что изделие из него будет быстрее пропускать тепло.
Поэтому когда в сооружении фундамента дома применяется классическая рецептура изготовления бетонного раствора, где используется большое количество щебня, специалисты рекомендуют такое основание дополнительно утеплять (лучше снаружи).
По растворов получается так: тяжелые виды (плотностью 1800—2500 кг/м³) обладают повышенной теплопроводностью, а легкие (плотностью 500-1800 кг/м³) пониженной. Соответственно их коэффициент будет варьироваться в диапазонах:
- тяжелый – 1.2-1,5 Вт/м К;
- легкий – 0,25-0,52 Вт/м К.
Теплоизоляционный
В таблице есть так называемый теплоизоляционный вид, в состав которого входят керамзит, шлаки, вместо песка добавляется вспученный перлит (мелкий речной песок). В эту же категорию можно отнести .
У этого материала самый низкий коэффициент теплопроводности. Правда, его прочность тоже очень низкая. Но назначение этой марки – создание именно теплоизоляционных слоев. Из него не производятся несущие конструкции.
Решим проблему громоздких конструкций
Что ж, практика, как и исторический опыт, свидетельствуют о том, что железобетонные строения, коэффициент теплопроводимости которых достаточно высок, все же являются безопасными, надежными, долговечными и функциональными. Чтобы не водружать на подобные стройматериалы еще и теплосберегательную функцию, можно с легкостью обойтись укладкой как внутри помещений, так и снаружи специальных продуктов.
Наглядный пример — при какой толщине различных материалов их коэффициент теплопроводности будет одинаковым
Существует несколько вариантов утепления архитектурных конструкций. Это разнообразие вызвано в первую очередь тем, что еще на этапе проектирования специалист обязан определить решительно все пути, через которое тепло может преждевременно покидать конструкцию и ликвидировать данную проблему. Внушительное количество тепла, как правило, теряется из-за плохого утепления:
- пола;
- стен;
- крыши;
- дверей, а также окон.
Если проектировщик допустит ошибку, жильцам получившегося сооружения придется довольствоваться малой долей энергии, которую производят теплоносители. Чтобы будущий дом был и надежным, и теплосберегательным, профессионалы соответствующей отрасли разработали комбинации продуктов с различными свойствами:
- Дом каркасного типа. В случае установки каркаса из древесины у работников получается обеспечить прекрасные прочностные показатели для всей конструкции в целом. Утеплительный элемент в таком случае располагается в свободном пространстве, которого предостаточно между стойками каркаса. Случается,так, что в итоге приходится утеплять с наружной стороны еще и сам каркас.
- Стандартный дом. Ели здание возводится из традиционных продуктов вроде кирпича, шлакоблоков и бетона, утеплительное покрытие укладывается на поверхности здания снаружи.
При грамотном подходе к делу сохранения тепла вы сможете сэкономить большое количество денег и сделать свое жилище еще более комфортабельным.
Таблица теплопроводности материалов
Плотность горных пород и минералов
В таблице даны значения плотности горных пород и минералов при комнатной температуре в размерности кг/м3.
Представлены значения плотности следующих минералов и пород: агат алебастр (карбонатный и сульфатный), алмаз, альбит, андезит, анортит, асбест, асбестовый сланец, базальт, берилл, бештаунит, газовый уголь, галенит, гематит, гипс, глина, гранат, гранит, доломит, известняк, известь гашеная, кальцит, кварц (плавленый, прозрачный, непрозрачный), кокс, корунд, кремень, магнетит, малахит, мел, мергель, мрамор, наждак, опал, пемза, песчаник, пирит, полевой шпат, порфир, роговая обманка, серпантин, сланец, слюда (белая, обычная, черная), соль каменная, тальк, топаз, , торианит, торит, трогерит, турмалин, туф лавовый, уголь (антрацит, битуминозный), уранит (кальциевый, медный), флюорит.
Плотность горных пород лежит в диапазоне от 500 до 9325 кг/м3. Следует отметить, что средняя плотность горных пород составляет величину около 3,3 кг/м3. Наиболее плотным из представленных в таблице горных пород является минерал торианит — его средняя плотность равна 9325 кг/м3. К породам с наименьшей плотностью относятся торф и пемза — их средняя плотность равна 500 кг/м3.
Примечание: Будьте внимательны! Плотность горных пород и минералов в таблице указана в степени 10-3. Не забудьте умножить на 1000. Например, плотность алмаза равна 3010-3520 кг/м3.
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.
Теплопроводность, теплоемкость и температуропроводность первичных осадков и пород
В таблице представлены значения коэффициента теплопроводности, удельной теплоемкости и коэффициента температуропроводности первичных осадков и горных пород при комнатной температуре.
Свойства даны для следующих осадков и пород: осадки и образовавшиеся из них осадочные, метаморфические породы и руды: брекчия, конгломерат, гравий сухой, песчаный ил, песок сухой, влажный, нефтенасыщенный, кварцит, алеврито-глинистый ил, алевролит, глинистый ил, глина сухая, влажная, аргиллит, глинистый сланец, филлит, аспидный сланец, триполит (диатомит, диатомитовый трепел), глобигериновый ил, мел, известняк, мрамор, доломит, мергель, гипс, ангидрит, каменная соль чистая, сильвинит, руда мартитовая и магнетитовая, мартитовая джеспелитовидная, роговик магнетито-мартитовый, мартитовый, торф, уголь, .
Магматические и образовавшиеся из них метаморфические породы и руды: дунит, перидотит, пириксинит, серпинтинит, габбро, диорит, сиенит, гранит, базальт, андезит, трахит, обсидиан, пемза, диабаз, порфирит, кварцевый порфир, пегматит, туф, лава, сланец, кристаллический сланец, гнейс, амфиболит, эклогит, роговик, скарн, чарнокит, руда: серный колчедан, медный, густой вкрапленник, пирита в кварцы, штаффелит-магнетитовая, апатит-форстерит-магнетитовая, магнетитовая.
Если задумано индивидуальное строительство
При возведении дома важно учитывать технические характеристики всех составляющих (материала для стен, кладочного раствора, будущего утепления, гидроизоляционных и пароотводящих плёнок, финишной отделки). . Для понимания, какие стены наилучшим образом будут сохранять тепло, нужно проанализировать коэффициент теплопроводности не только материала для стен, но и строительного раствора, что видно из таблицы ниже:
Для понимания, какие стены наилучшим образом будут сохранять тепло, нужно проанализировать коэффициент теплопроводности не только материала для стен, но и строительного раствора, что видно из таблицы ниже:
Номер п/п | Материал для стен, строительный раствор | Коэффициент теплопроводности по СНиП |
1. | Кирпич | 0,35 – 0,87 |
2. | Саманные блоки | 0,1 – 0,44 |
3. | Бетон | 1,51 – 1,86 |
4. | Пенобетон и газобетон на основе цемента | 0,11 – 0,43 |
5. | Пенобетон и газобетон на основе извести | 0,13 – 0,55 |
6. | Ячеистый бетон | 0,08 – 0,26 |
7. | Керамические блоки | 0,14 – 0,18 |
8. | Строительный раствор цементно-песчаный | 0,58 – 0,93 |
9. | Строительный раствор с добавлением извести | 0,47 – 0,81 |
Важно. Из приведённых в таблице данных видно, что у каждого строительного материала довольно большой разброс в показателях коэффициента теплопроводности.
Это связано с несколькими причинами:
- Плотность. Все утеплители выпускаются или укладываются (пеноизол, эковата) различной плотности. Чем ниже плотность (больше присутствует воздуха в теплоизоляционной структуре), тем ниже проводимость тепла. И, наоборот, у очень плотных утеплителей этот коэффициент выше.
- Вещество, из которого производят (основа). Например, кирпич бывает силикатным, керамическим, глиняным. От этого зависит и коэффициент теплопроводности.
- Количество пустот. Это касается кирпича (пустотелый и полнотелый) и теплоизоляции. Воздух – самый худший проводник тепла. Коэффициент его теплопроводимости – 0,026. Чем больше пустот, тем ниже этот показатель.
Строительный раствор хорошо проводит тепло, поэтому любые стены рекомендуется утеплять.
Метод измерения теплопроводности
Для точного измерения теплопроводности бетона разработан специальный метод, зафиксированный в государственном стандарте №7076. Отбор образцов регламентируется требованиями ГОСТ 10180.
Данные вопросы требуют более подробного рассмотрения:
- Отбор образцов. Требования стандарта 10180 распространяются на бетоны всех видов, используемые в той или иной области строительства. Стандартом устанавливаются методы, позволяющие определить предел прочности бетона на сжатие, растяжение или устойчивость к раскалыванию. ГОСТ 10180 определяет и порядок отбора образцов: форму, размеры и число.Форма отливки должна плоской, а длинна ребра — 15 см. Количество подобных образцов регламентируется стандартом на тот или иной тип строительной смеси. Если этот момент в стандарте не освещен, то в соответствии с ГОСТ 7076 на испытания отправляют 5 образцов, взятых по ГОСТ 10180.
- Проведение испытаний. Измерение теплопроводности производится на плоских образцах, большая грань которых превышает меньшую в 5 раз. Тепловой поток, направляется сквозь широкую грань образца, после чего специальный прибор измеряет эффективную теплопроводность и термическое сопротивление.
Прочность или теплоизоляция
Конечно, есть определенные условия, при которых теплопроводность бетонной смеси будет или уменьшаться, или возрастать
В первую очередь придется обращать внимание на толщину заливаемой смеси. Чем этот показатель больше, тем ниже теплопроводность
Но при этом увеличивается расход самого материала, что влияет на себестоимость производимых работ.
Вот почему, решая сразу две задачи: увеличение теплоизоляционных характеристик конструкции и снижение ее себестоимости, в первую очередь необходимо соблюсти точное соотношение прочности и количества раствора.
В некоторых случаях идут на то, чтобы увеличить прочность, то есть использовать тяжелые бетоны, но при этом снизить теплоизоляционные свойства. Или наоборот. В любом случае основное требование – это прочность, а затем уже теплоизоляционные качества и другие характеристики.
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.
Что такое коэффициент теплопроводности
Физический смысл коэффициента теплопроводности — это количество тепла, которое проходит через образец единичного объема за одну секунду при разнице температур в один Кельвин (градус Цельсия). Единица измерения — Вт/(м °К), обозначение — λ, k, ϰ.
Чем выше значение коэффициента, тем большей способностью к передаче тепла обладает материал. В абсолютном вакууме λ=0, максимальный — у алмаза и графена, применяемого в наноразработках.
Значение коэффициента теплопроводности бетона находится в пределах 0,05 -2,02 Вт/(м °К) в зависимости от плотности и влажности материала. У марки М150 λ=0,055 Вт/(м °К), а тяжелые бетоны М800-1000 характеризуются показателем 2,02 Вт/(м °К).
В строительстве при расчете ограждающих конструкций на сопротивление теплопередаче используют таблицу с точными значениями коэффициента. Его указывают для трех состояний материала:
- в сухом виде;
- при нормальной влажности;
- при повышенной влажности.
Теплотехнический расчет проводят в соответствии с условиями эксплуатации бетона.
От чего зависит величина коэффициента
Коэффициент теплопроводности бетона определяют опытным путем. Поскольку у материала неоднородная структура, то величина непостоянна и носит условный характер.
Параметры, от которых зависит показатель:
- Плотность. Тепловую энергию передают друг другу частицы, поэтому чем ближе они расположены, тем быстрее этот процесс. Соответственно, рыхлые материалы с меньшей плотностью способны лучше противостоять теплопередаче.
- Пористость материала. Тепловой поток перемещается сквозь толщу монолита, часть которого составляют воздушные пустоты. Теплопроводность воздуха очень мала — 0,02 Вт/(м °К). Чем больше занятый воздухом объем, тем коэффициент λ ниже.
- Структура пор — размеры и замкнутость. Мелкие полости снижают скорость передачи энергии, в то время как в крупных сообщающихся отверстиях теплообмен совершается конвекционным путем, увеличивая тем самым общую теплопередачу.
- Влажность. Коэффициент теплопроводности воды 0,6 Вт/м К, это достаточно большой показатель. Проникая в полости бетона, влага уменьшает способность материала сохранять тепло.
- Температура. Чем она у вещества выше, тем быстрее движутся молекулы. Зависимость от температуры линейная, выражается формулой λ=λо х (1+b х t), где λ и λо — искомый и начальный коэффициенты теплопроводности, b — справочная величина, t — температура в градусах.
Как измеряется
Измеряется коэффициент теплопроводности λл в ваттах на метр-кельвин и при его определении используют соответствующие методики:
- теплового стационарного потока — по ГОСТу 7076-99 (для блоков и панелей стеновых при нулевой влажности с λл в диапазоне 0,10-1,50 Вт/(м×К));
- поверхностного преобразователя — по ГОСТу 30290-94 (при λл 0,02–1,0 Вт/(м×К));
- цилиндрического зонда при нестационарном тепловом режиме — по ГОСТу 30256-94 (λл 0,01–2,0 Вт/(м×К)).
От λл составляющих напрямую зависит λл полученного материала. Если произведенный на щебне бетон коэффициент теплопроводности имеет 1,3 Вт/(м°C), то на песке – всего 0,69 Вт/(м°C). Очень низкий λл у базальта, трахита и заполнителей с высоким содержанием стекла. Таким прекрасным качеством отличается шлаковая пемза, производимая быстрым охлаждением расплава, минуя процесс кристаллизации, отсюда и λл шлакопемзобетона — 0,17 Вт/(м°C).
Теплопроводность легкого бетона довольно низкая — 0,25—0,51 Вт/(м°C), правда, он и не очень прочный. Но если всего на 1% увеличится влажность, то λл возрастает на 0,016-0,036 Вт/(м°C)! Чтобы изготовить его с λл меньшим, чем 0,20 Вт/(м°C), например, термоизоляционный — λл=0,18 Вт/(м°C), применяется суперлегкий вспученный перлит.
Высокая теплопроводность тяжелого бетона — 1,20 Вт/(м°C) – говорит о том, что его нельзя без утепления применять для наружных стен. Зато ему нет равных в несущих и нагруженных элементах конструкций, преимущественно располагающихся под защитой у внешних стенок.
Не намного больше теплопроводность монолитного бетона — 1,36 Вт/(м°C), а железобетона – 1,70 Вт/(м°C), оба также требуют обязательного утепления.
Предприятия, отпускающие бетон м300 и м200, теплопроводность среди прочих данных не указывают, но в случаях, когда эти материалы используются для возведения внешних конструкций, потребуется тщательно их утеплить.
На что воздействует
Рассматриваемое свойство влияет на:
- вес и толщину внешних стен – понижение λл легкого бетона на 10% дает возможность толщину стеновой панели уменьшить на 2-3 см, а массу 1 м2 — на 30-50 кг;
- степень огнестойкости – при невысоких значениях λл долго выдерживает температуру больше 1000°C без разрушения и трещин;
- уменьшение стоимости производства работ (без устройства утепления);
- расход теплоносителей, связанный с отоплением зданий в холодное время года;
- комфортные условия проживания в зимнюю стужу и знойную летнюю пору.
Статьи по теме: |
Плиты перекрытий железобетонные ребристые
Разделять внутренний объем дома и перераспределять нагрузку от расположенных… Бетон товарный марки М250 Ни одно строительство, будь то гражданское или промышленное не… Этот материал относится к классу «тяжелых». К его качеству… |
Эффективность многослойных конструкций
Плотность и теплопроводность
В настоящее время нет такого строительного материала, высокая несущая способность которого сочеталась бы с низкой теплопроводностью. Строительство зданий по принципу многослойных конструкций позволяет:
- соответствовать расчётным нормам строительства и энергосбережения;
- оставлять размеры ограждающих конструкций в пределах разумного;
- уменьшить материальные затраты на строительство объекта и его обслуживание;
- добиться долговечности и ремонтопригодности (например, при замене одного листа минеральной ваты).
Комбинация конструкционного материала и теплоизоляционного позволяет обеспечить прочность и снизить потерю тепловой энергии до оптимального уровня. Поэтому при проектировании стен при расчётах учитывается каждый слой будущей ограждающей конструкции.
Важно также учитывать плотность при строительстве дома и при его утеплении. . Плотность вещества – фактор, влияющий на его теплопроводность, способность задерживать в себе основной теплоизолятор – воздух
Плотность вещества – фактор, влияющий на его теплопроводность, способность задерживать в себе основной теплоизолятор – воздух.
Расчёт толщины стен и утеплителя
Расчёт толщины стены зависит от следующих показателей:
- плотности;
- расчётной теплопроводности;
- коэффициента сопротивления теплопередачи.
Согласно установленных норм, значение показателя сопротивления теплопередачи наружных стен должно быть не менее 3,2λ Вт/м •°С.
Расчёт толщины стен из железобетона и прочих конструкционных материалов представлен в таблице 2. Такие строительные материалы отличаются высокими несущими характеристиками, они долговечны, но в качестве тепловой защиты они неэффективны и требуют нерациональной толщины стены.
Таблица 2
Показатель | Бетоны, растворно-бетонные смеси | |||
Железобетон | Цементно-песчаный раствор | Сложный раствор (цементно-известково-песчаный) | Известково-песчаный раствор | |
плотность, кг/куб.м | 2500 | 1800 | 1700 | 1600 |
коэффициент теплопроводности, Вт/(м•°С) | 2,04 | 0,93 | 0,87 | 0,81 |
толщина стен, м | 6,53 | 2,98 | 2,78 | 2,59 |
Конструкционно-теплоизоляционные материалы способны подвергаться достаточно высоким нагрузкам, при этом значительно повышают теплотехнические и акустические свойства зданий в стеновых ограждающих конструкциях (таблица 3.1, 3.2).
Таблица 3.1
Показатель | Конструкционно-теплоизоляционные м-лы | |||||
Пемзобетон | Керамзитобетон | Полистиролбетон | Пено- и газобетон (пено- и газосиликат) | Кирпич глиняный | Силикатный кирпич | |
плотность, кг/куб.м | 800 | 800 | 600 | 400 | 1800 | 1800 |
коэффициент теплопроводности, Вт/(м•°С) | 0,68 | 0,326 | 0,2 | 0,11 | 0,81 | 0,87 |
толщина стен, м | 2,176 | 1,04 | 0,64 | 0,35 | 2,59 | 2,78 |
Таблица 3.2
Показатель | Конструкционно-теплоизоляционные м-лы | |||||
Кирпич шлаковый | Силикатный кирпич 11-типустотный | Кирпич силикатный 14-типустотный | Сосна (поперечное расположение волокон) | Сосна (продольное расположение волокон) | Фанера клеёная | |
плотность, кг/куб.м | 1500 | 1500 | 1400 | 500 | 500 | 600 |
коэффициент теплопроводности, Вт/(м•°С) | 0,7 | 0,81 | 0,76 | 0,18 | 0,35 | 0,18 |
толщина стен, м | 2,24 | 2,59 | 2,43 | 0,58 | 1,12 | 0,58 |
Значительно повысить теплозащиту зданий и сооружений позволяют теплоизоляционные строительные материалы. Данные таблицы 4 показывают, что наименьшие значения коэффициента теплопроводности имеют полимеры, минераловатные, плиты из природных органических и неорганических материалов.
Таблица 4
Показатель | Теплоизоляционные м-лы | ||||||
ППТ | ПТ полистиролбетонные | Маты минераловатные | Плиты теплоизоляционные (ПТ) из минеральной ваты | ДВП (ДСП) | Пакля | Листы гипсовые (сухая штукатурка) | |
плотность, кг/куб.м | 35 | 300 | 1000 | 190 | 200 | 150 | 1050 |
коэффициент теплопро- водности, Вт/(м•°С) | 0,39 | 0,1 | 0,29 | 0,045 | 0,07 | 0,192 | 1,088 |
толщина стен, м | 0,12 | 0,32 | 0,928 | 0,14 | 0,224 | 0,224 | 1,152 |
Значения таблиц теплопроводности строительных материалов применяются при расчётах:
- теплоизоляции фасадов;
- общестроительной изоляции;
- изоляционных материалов при устройстве кровли;
- технической изоляции.
Задача выбора оптимальных материалов для строительства, конечно же, подразумевает более комплексный подход. Однако даже такие простые расчёты уже на первых этапах проектирования позволяют определить наиболее подходящие материалы и их количество.
Коэффициент теплопроводности материала
Для того чтобы определить данную величину имеются специальные ГОСТ- ы, которые различны для бетона в сухом состоянии и с отпускной влажностью.
Если бетон легкий и его должны применить для стеновых панелей, тогда он имеет поризованную или плотную однородную структуру, причем объем между зерновыми пустотами, который заполнен раствором цемента и уплотнен бетонной смесью, не должен составить более 3%.
Рассмотрим, коэффициент теплопроводности бетона для разных его видов:
- Если материал сплошной, тогда эта величина составляет – 1,75;
- Если бетон пористый – коэффициент равен 1,4;
- На каменном щебне – 1,3;
- На песке – 0,7;
- Термоизоляционный бетон имеет коэффициент 0,18.
Теплопроводность бетона
Если при изготовлении применяют парообразующие или воздухововлекающие примеси, тогда их объем не должен составить на порцию:
- Для бетона без песка – более 25;
- На плотном песке – более 15;
- На пористом песке – более 12.
Способность материалов проводить тепло
По сути, это свойство любого материала пропускать через свою структуру тепло. И чем больше тепловой энергии проходит, тем выше теплопроводность. Для того чтобы сохранить температуру внутри дома, необходимы стройматериалы с низким коэффициентом.
Измеряется данный эксплуатационный показатель как соотношение тепловой энергии (измеряемой в ваттах), которая может изменить температуру воздуха на 1ºC при прохождении через строительный материал толщиной 1 м за один час. Соответственно единица измерения коэффициента теплопроводности будет такой – Вт/м К .
Критерии зависимости
От чего зависит коэффициент теплопроводности бетона? На него влияет несколько факторов, среди которых есть основные и второстепенные. К основным признакам можно отнести , его состав и качество компонентов, пористость и наличие в составе теплоизоляционных материалов, к примеру, керамзита или перлита.
К второстепенным относят влажность бетонной конструкции, температуру окружающей среды, качественное состояние самого бетона.
Коэффициент теплопроводности материалов
Материал |
Коэффициент теплопроводности, Вт/м*К |
Алебастровые плиты | 0,47 |
Асбест (шифер) | 0,35 |
Асбест волокнистый | 0,15 |
Асбестоцемент | 1,76 |
Асбоцементные плиты | 0,35 |
Бетон термоизоляционный | 0,18 |
Битум | 0,47 |
Бумага | 0,14 |
Вата минеральная легкая | 0,045 |
Вата минеральная тяжелая | 0,055 |
Вата хлопковая | 0,055 |
Вермикулитовые листы | 0,1 |
Войлок шерстяной | 0,045 |
Гипс строительный | 0,35 |
Глинозем | 2,33 |
Гравий (наполнитель) | 0,93 |
Гранит, базальт | 3,5 |
Грунт 10% воды | 1,75 |
Грунт 20% воды | 2,1 |
Грунт песчаный | 1,16 |
Грунт сухой | 0,4 |
Грунт утрамбованный | 1,05 |
Гудрон | 0,3 |
Древесина — доски | 0,15 |
Древесина — фанера | 0,15 |
Древесина твердых пород | 0,2 |
Древесно-стружечная плита ДСП | 0,2 |
Зола древесная | 0,15 |
Ипорка (вспененная смола) | 0,038 |
Камень | 1,4 |
Картон строительный многослойный | 0,13 |
Каучук вспененный | 0,03 |
Каучук натуральный | 0,042 |
Каучук фторированный | 0,055 |
Керамзитобетон | 0,2 |
Кирпич кремнеземный | 0,15 |
Кирпич пустотелый | 0,44 |
Кирпич силикатный | 0,81 |
Кирпич сплошной | 0,67 |
Кирпич шлаковый | 0,58 |
Кремнезистые плиты | 0,07 |
Опилки — засыпка | 0,095 |
Опилки древесные сухие | 0,065 |
ПВХ | 0,19 |
Пенобетон | 0,3 |
Пенопласт | 0,037 |
Пенополистирол ПС-Б | 0,04 |
Пенополиуретановые листы | 0,035 |
Пенополиуретановые панели | 0,025 |
Пеностекло легкое | 0,06 |
Пеностекло тяжелое | 0,08 |
Пергамин | 0,17 |
Перлит | 0,05 |
Перлито-цементные плиты | 0,08 |
Песок | |
0% влажности | 0,33 |
10% влажности | 0,97 |
20% влажности | 1,33 |
Песчаник обожженный | 1,5 |
Плитка облицовочная | 105 |
Плитка термоизоляционная | 0,036 |
Полистирол | 0,082 |
Поролон | 0,04 |
Пробковая плита | 0,043 |
Пробковые листы легкие | 0,035 |
Пробковые листы тяжелые | 0,05 |
Резина | 0,15 |
Рубероид | 0,17 |
Сосна обыкновенная, ель, пихта (450…550 кг/куб.м, 15% влажности) | 0,15 |
Сосна смолистая (600…750 кг/куб.м, 15% влажности) | 0,23 |
Стекло | 1,15 |
Стекловата | 0,05 |
Стекловолокно | 0,036 |
Стеклотекстолит | 0,3 |
Толь бумажный | 0,23 |
Цементные плиты | 1,92 |
Цемент-песок раствор | 1,2 |
Чугун | 56 |
Шлак гранулированный | 0,15 |
Шлак котельный | 0,29 |
Шлакобетон | 0,6 |
Штукатурка сухая | 0,21 |
Штукатурка цементная | 0,9 |
Эбонит | 0,16 |
Эбонит вспученный | 0,03 |
Липа, береза, клен, дуб (15% влажности) | 0,15 |
В продаже доступно много строительных материалов, использующихся для повышения свойств сооружения сохранять тепло – утеплителей. В конструкции дома он может применяться практически в каждой ее части: от фундамента и до чердака. Далее пойдет речь об основных свойствах материалов, способных обеспечить необходимый уровень теплопроводности объектов различного назначения, а также будет приведено их сравнение, в чем поможет таблица.
Применение пористых материалов
- Природные. Сюда относятся вещества, добываемые путем переработки и фракционирования пористых горных пород. Такие заполнители наиболее ярко представлены известковым и вулканическим туфами, пемзой и т.д. Преимущество этих заполнителей в дешевизне, ведь они практически не требуют дополнительной обработки.
- Искусственные. Один из самых недорогих искусственных компонентов бетона – это шлаковая пемза. Данный материал отличается достаточно высокой степенью пористости, а получают его из доменных шлаков. Большую часть искусственных заполнителей изготавливают в процессе обжига тех или иных веществ. Например, керамзит, отличающийся сравнительно небольшим весом, получают из легкоплавкой глины. Керамзитобетон имеет коэффициент теплопроводности, составляющий всего 0.41 единицы, что в 4 раза меньше, чем у обычного бетона.
Существует и тенденция использования аморфных материалов в роли заполнителей. Это обусловлено тем, что такие вещества имеют меньший коэффициент теплопроводности, чем кристаллические. К примеру самое обычное силикатное стекло, плотность которого достигает 2500 кг/м3, может похвастать уровнем теплопроводности 0.8 Вт/(м*С). Для сравнения: кирпич с плотностью 1700 кг/м3 имеет ту же теплопроводность.
Нужно отметить, что этот факт производители бетона не оставили без внимания. Та же шлаковая пемза удовлетворяет требованию увеличить количество стекла в составе заполнителей.
Теплопроводность легкого бетона, как уже говорилось выше, зависит от его плотности. И этот показатель максимален у ячеистых бетонов и газобетона. Средняя плотность этих материалов в разы ниже, чем у любого другого искусственного камня, а значит, они и тепло лучше удержат. Единственной проблемой подобных материалов является необходимость защиты их от попадания влаги, которая, проникая внутрь, существенно снижает степень теплоизоляции.
О понятии теплопроводности
Теплопроводностью обладают все твердые, жидкие и газообразные вещества. Энергию от нагретого участка более холодному передают хаотично движущиеся частицы — молекулы, атомы, электроны. Чем ближе друг к другу они расположены, тем активнее происходит теплообмен.
Плотность материала напрямую влияет на его способность к передаче тепла. Например, кирпич по сравнению с ячеистым бетоном более плотный, лучше проводит тепловую энергию. Кирпичная стена толщиной 500 мм также защищает помещение от теплопотерь, как легкобетонная толщиной 300 мм. Железобетон плотнее керамзитобетона в три раза, соответственно, он более теплопроницаемый.
Бетон представляет собой сложную неоднородную структуру. Входящие в состав компоненты обладают разной способностью проводить тепло. Наименьшую имеет воздух в капиллярах цементного камня и микрополостях внутри заполнителя. Чем материал пористее, тем хуже передается тепловая энергия.
Закономерную связь между видом заполнителя и теплопроводностью бетона подтверждают опыты материаловедов Довжика В. Г., Миснара А. Они установили, что чем мельче размер замкнутых пор в теле монолита, тем хуже передается тепло.
Третий фактор, влияющий на теплопроводность — влажность. Вода проводит тепло в 20 раз лучше воздуха. Заполняя поры бетона, она ухудшает теплоизоляционные качества. Зимой возможно промерзание увлажненного слоя ограждающей конструкции.
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.
Дерево как изолятор
И «холодный» тяжелый, и легкий бетон, теплопроводность которого низкая, конечно же, очень популярные и востребованные виды строительных материалов. В любом случае, фундаменты большинства зданий и сооружений возводятся именно из цементного раствора в смеси с щебнем или бутовым камнем.
Применяют бетонную смесь или же изготовленные из нее блоки и для возведения ограждающих конструкций. Но достаточно часто для сборки пола, потолков и стен используются и другие материалы, к примеру, дерево. Брус и доска отличаются, конечно же, гораздо меньшей прочностью, чем бетон. Однако и степень теплопроводности у дерева, разумеется, намного ниже. У бетона этот показатель, как мы выяснили, составляет 0,12-1,74 Вт/(м°С). У дерева коэффициент теплопроводности зависит, в том числе и от данной конкретной породы.
Вид древесины | Сосна | Липа, пихта | Ель | Тополь, дуб, клен |
Коэффициент теплопроводности Вт/(м°С) | 0,1 | 0,15 | 0,11 | 0,17-0,2 |
У других пород этот показатель может быть иным. Считается, что в среднем теплопроводность древесины поперек волокон равна 0,14 Вт/(м°С). Лучше всего изолирует пространство от холода кедр. Его показатель теплопроводности составляет всего 0,095 Вт/(м С).
Сравнение популярных утеплителей
Давайте рассмотрим несколько материалов, применяемых для повышения энергоэффективности сооружений:
- Минеральная вата. Производится из естественных материалов. Устойчива к огню и отличается экологичностью, а также низкой теплопроводностью. Но невозможность противостоять воздействию воды сокращает возможности использования.
- Пенопласт. Легкий материал с отличными утеплительными свойствами. Доступный, легко устанавливается и влагоустойчив. Недостатки: хорошая воспламеняемость и выделение вредных веществ при горении. Рекомендуется его использовать в нежилых помещениях.
- Бальзовая вата. Материал практически идентичный минвате, только отличается улучшенными показателями устойчивости к влаге. При изготовлении его не уплотняют, что значительно продлевает срок службы.
- Пеноплэкс. Утеплитель хорошо противостоит влаге, , огню, гниению, разложению. Отличается отличными показателями теплопроводности, прост в монтаже и долговечен. Можно использовать в местах с максимальными требованиями способности материала противостоять различным воздействиям.
- Пенофол. Многослойный утеплитель естественного происхождения. Состоит из полиэтилена, предварительно вспененного перед производством. Может иметь различные показатели пористости и ширины. Часто поверхность покрыта фольгой, благодаря чему достигается отражающие эффект. Отличается легкостью, простотой монтажа, высокой энергоэффективностью, влагостойкостью, небольшим весом.
Выбирая материал для использования в непосредственной близости с человеком, необходимо особое внимание уделять его характеристикам экологичности и пожаробезопасности. Также в некоторых ситуациях рационально покупать более дорой утеплитель, который будет обладать дополнительными свойствами влагозащиты или звукоизоляции, что в окончательном счете позволяет сэкономить
Что влияет на данную величину
Она зависит:
- от типа заполнителя;
- плотности и структуры материала;
- равновесия влажности.
Рассмотрим каждый случай по отдельности.
Известно, что теплопроводность бетона зависима от типа заполнителя, потому что при постройке жилого дома для наружных стен в массовом применении так называемые легкие панели, которые имеют различное назначение (конструкционное, теплоизоляционное и др.).
Отметим, что помимо некоторых отклонений, есть и некая зависимость плотности и теплопроводности. Например, если материал находится в кристаллическом состоянии, то эти обе величины имеют большее значение, чем тогда, когда его структура аморфная. Поэтому более популярны те заполнители, в состав которых входит пемза (шлаковая). Ее можно получить во время быстрого охлаждения пористого расплава, так как при данном процессе он не кристаллизуется, а шлакопемзобетон имеет маленькую теплопроводность.
Ячеистый бетон с низкой теплопроводностью
Если бетон крупнопористый или малопесчанный, то есть имеет неплотную структуру, тогда на его проводность влияет состав гранулометрического заполнителя, так как от него зависима и межзерновая пористость.
Если имеется два вида бетона, у которых объем пор одинаковый, тогда теплопроводность мелкопористого будет меньше, так как она зависима от величины пор.
Если применяют легкий бетон, тогда его влажность (эксплуатационная) связана с равновесием этой же величины в различных условиях (сорбции – поглощение влаги из окружающей среды и десорбции – высыхание заполнителя, который был переувлажнен). При относительной влажности воздуха 60 – 80 % и применении таких заполнителей, как пемза, керамзит, аглопорит, десорбционная влажность не имеет особого значения, так как это относительно малая величина. А если в качестве наполнителя применяют древесные опилки, тогда это заметно влияет на его теплопроводность, так как равновесная влажность составляет 15 %. В ином случае величина десорбционной влажности должна быть выше сорбционной.
Отметим, что если теплопроводность легкого бетона резко увеличится, тогда вместе с ней возрастет и его тепловая потеря, но это в том случае, если вместо воздуха поры материала заполнит вода (теплопроводимость которой составляет 0,58 Вт/ м- °С, что намного больше, чем у воздуха). А зимой ограждающая конструкция, выполненная из такого материала, может промерзнуть, так как данный коэффициент для льда равен 1,8 Вт/м- °С и поэтому в таких условиях теплопроводность бетона увеличивается в разы.
Что такое коэффициент теплопроводности
Чтобы не ломать ваши головы, попробую объяснить в двух абзацах о коэффициенте теплопроводности.
Для обозначения оного при расчетах используют символ λ, и измеряют в ВТ/м*К.
Пронаблюдать теплопроводность в чистом виде можно только в сплошных твердых телах.
Тепло передается через материал или от одного материала к другому при их контакте. Самой высокой теплопроводностью обладают наиболее плотные материалы, такие как металлы, стекло, камень. Низкой теплопроводностью обладает воздух и газы, посему пористые материалы – пенобетон, пенополистирол, пенопласт будут обладать меньшей теплопроводностью, что видно из таблицы.
Обработка опилок
Чтобы самодельный теплоизолятор соответствовал стандартам, первым делом предстоит подготовить опилки. Их следует очистить от любых примесей (просеять, вымыть и высушить), если таковые имеются.
Далее предстоит пропитать опилки специальными средствами, чтобы повысить их огнеупорные качества и защитить от процессов гниения и воздействия вредителей.
Как известно, каждая порода древесины имеет свои особенности. Опилки дуба обладают повышенной устойчивостью к воздействию бактерий и практически не подвержены гниению, их размер и плотность не меняется под влиянием влаги.
Опилки хвойных пород содержат большой процент эфирных масел — природного антисептика, который защитит стены от появления плесени.
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.
Породы древесины для строительства
О пробковом дереве мы пока говорить не будем, так как построить из него дома будет довольно проблематично. Что касается , то им является кедр. Он имеет самый низкий коэффициент – 0,095 Вт/(м*С). Коттедж или дача, построенная из кедрового дерева, получится самой теплой, если сравнивать с постройками из других древесных материалов.
Важным моментом является показатель толщины, который влияет на теплопроводность дерева. Буквой «R» определяется соотношение толщины слоя и проводимости тепла. В идеале показатель «R» должен быть 3 или 4. К примеру, чтобы получить R=3 при строительстве дома из кедра, необходимо делать толщину стен не менее 30 сантиметров.
Таблица физических свойств дерева. Они также влияют на коэффициент проводимости тепла между противоположными поверхностями материала.
Ель является не менее удачным материалом для постройки частного дома, при этом она имеет показатель 0,110 Вт/(м*С). Чтобы R был около трех, потребуются слои 33-35 см. Береза, сосна, пихта – эти породы уже идут с большим отрывом – 0,150 Вт/(м*С). Если есть желание, чтобы частный дом, коттедж или дача была построена из березы или пихты, то необходимо позаботиться о толщине стен. Чтобы добиться R=3 потребуются стены 45 см.
- Дуб – 200 Вт/(м*С);
- Клен — 190 Вт/(м*С);
- Тополь – 170 Вт/(м*С).
Разумеется, что дубовый дом смотрелся бы оригинально и роскошно, но для R=3 стена такой постройки должна быть 55-60 см. Да и найти рубанок с толщиной полметра будет проблематично.
Расположение волокон
Коэффициент теплопроводности может отличаться в зависимости от расположения волокон. В таблице можно увидеть, что напротив некоторых материалов стоит указание – вдоль волокон или поперек. Показатель теплопроводности тепла вдоль волокон обычно равен 0.4. В минусовые температуры материал будет замерзать в четыре раза сильнее вдоль волокон, чем поперек. Об этом могут сообщить промерзшие углы, которые можно наблюдать у многих деревянных построек.
Чтобы понимать разницу между деревом и другими материалами, использующимися для строительства, стоит ознакомиться с этим графиком:
Также, если напротив определенной породы указано «вдоль волокон», то стоит знать, что торцы стропил или брусьев будут быстрее промерзать при небольших морозах. Такие материалы не рассчитаны для суровых зим, так они несут холод в помещения вдоль волокон. Теперь можно вернуть к пробковому дереву, которое имеет минимальный коэффициент. Использовать его в строительстве нельзя по той причине, что пробка имеет минимальную прочность. Но зато эта порода отлично подходит для утепления.
Сравнение проводимости тепла у самых распространённых утеплителей
Чтобы иметь представление о проводимости тепла разных материалов, предназначенных для утепления, нужно сравнить их коэффициенты (Вт/м*К), приведённые в следующей таблице:
Номер п/п | Название утеплителя | Коэффициент теплопроводности по СНиП |
1. | Керамзит | 0,099 – 0,19 |
2. | Глина | 0,5 |
3. | Саман | 0,3 |
4. | Минеральная вата | 0,036 – 0,048 |
5. | Пенопласт | 0,036 – 0,05 |
6. | Пеноплекс | 0,029 – 0,031 |
7. | Эковата | 0,037 – 0,042 |
8. | Пеноизол | 0,028 – 0,038 |
9. | Пенополиуретан | 0,019 – 0,05 |
Как видно из вышеприведённых данных, показатель проводимости тепла таких строительных материалов, как теплоизоляционные, варьируется от минимального (0,019) до максимального (0,5). Все теплоизоляционные материалы имеют определённый разброс показаний. СНиПы описывают каждый из них в нескольких видах – в сухом, нормальном и влажном. Минимальный коэффициент проводимости тепла соответствует сухому состоянию, максимальный – влажному.
Основные характеристики утеплителей
При выборе утеплителей нужно обращать внимание на разные факторы: тип сооружения, наличие воздействия высоких температур, открытого огня, характерный уровень влажности. Только после определения условий использования, а также уровня теплопроводности применяемых материалов для сооружения определенной части конструкции, нужно смотреть на характеристики конкретного утеплителя: . Теплопроводность
От этого показателя напрямую зависит качество проведенного утеплительного процесса, а также необходимое количество материала для обеспечения желаемого результата. Чем ниже теплопроводность, тем эффективнее использование утеплителя.
Влагопоглощение. Показатель особо важен при утеплении внешних частей конструкции, на которые может периодически воздействовать влага. К примеру, при утеплении фундамента в грунтах с высокими водами или повышенным уровнем содержания воды в своей структуре.
Толщина. Применение тонких утеплителей позволяет сохранить внутреннее пространство жилого сооружения, а также напрямую влияет на качество утепления.
Горючесть
Это свойство материалов особенно важно при использовании для понижения теплопроводной способности наземных частей сооружения жилых домов, а также зданий специального назначения. Качественная продукция отличается способностью к самозатуханию, не выделяет при воспламенении ядовитых веществ.
Термоустойчивость
Материал должен выдерживать критические температуры. К примеру, низкие температуры при наружном использовании.
Экологичность. Нужно прибегать к использованию материалов безопасных для человека. Требования к этому фактору может изменяться в зависимости от будущего назначения сооружения.
Звукоизоляция. Это дополнительное свойство утеплителей в некоторых ситуациях позволяет добиться хорошего уровня защиты помещения от шума, а также посторонних звуков.
- Теплопроводность. От этого показателя напрямую зависит качество проведенного утеплительного процесса, а также необходимое количество материала для обеспечения желаемого результата. Чем ниже теплопроводность, тем эффективнее использование утеплителя.
- Влагопоглощение. Показатель особо важен при утеплении внешних частей конструкции, на которые может периодически воздействовать влага. К примеру, при утеплении фундамента в грунтах с высокими водами или повышенным уровнем содержания воды в своей структуре.
- Толщина. Применение тонких утеплителей позволяет сохранить внутреннее пространство жилого сооружения, а также напрямую влияет на качество утепления.
- Горючесть. Это свойство материалов особенно важно при использовании для понижения теплопроводной способности наземных частей сооружения жилых домов, а также зданий специального назначения. Качественная продукция отличается способностью к самозатуханию, не выделяет при воспламенении ядовитых веществ.
- Термоустойчивость. Материал должен выдерживать критические температуры. К примеру, низкие температуры при наружном использовании.
- Экологичность. Нужно прибегать к использованию материалов безопасных для человека. Требования к этому фактору может изменяться в зависимости от будущего назначения сооружения.
- Звукоизоляция. Это дополнительное свойство утеплителей в некоторых ситуациях позволяет добиться хорошего уровня защиты помещения от шума, а также посторонних звуков.
Важность конкретной характеристики напрямую зависит от условий использования и выделенного бюджета.
Подготовка глины
Глине также желательна подготовка. Идеальным компонентом считается глина, залитая на зиму водой и оттаявшая весной. Имеет значение и тип глины, он определяется по географическому местоположению добычи и ряду критериев.
Основным из них является жирность: породы подразделяются на «жирные» и «тощие». Чем выше жирность, тем лучше характеристики пластичности. В то же время, при высыхании жирные породы дают значительную усадку, в результате которой на поверхности могут образоваться характерные трещины.
Внимание! Если предстоит иметь дело с «жирной» глиной, в состав смеси необходимо добавлять песок.
Очень важным моментом является соблюдение пропорций, чтобы утеплитель надолго сохранил прочность. Вот его основные компоненты:
- глина;
- опилки;
- вода;
- песок.
Имеет значение и погода за окном. Наиболее благоприятен для работ тёплый солнечный день, чтобы масса успевала подсыхать.
Технологичные решения служат залогом успешного результата и качества теплоизолятора. Вам понадобится:
- бетономешалка;
- вёдра;
- две бочки: для замеса и полученной смеси.
В одной из бочек глина замачивается на несколько часов. Периодически помешивая её, вы увидите, когда масса станет однородной. С помощью ведра перелейте некоторое количество в бетономешалку, добавьте опилки в пропорции 1 ведро глины на 2/3 ведра опилок.
Иногда в состав добавляют техническую соль для повышения теплоизоляционных качеств, что особенно актуально в холодных широтах.
Внимание! При добавлении технической соли в состав изменяется пропорциональное соотношение глины и опилок: 1:1 — ведро глины на ведро опилок.
Полученную смесь переместите во вторую бочку или другую ёмкость достаточных размеров. Готовый утеплитель предстоит установить.
Наибольшее распространение получили следующие способы монтажа:
- съёмная опалубка;
- монтаж плит;
- фиксация утеплителя с помощью решётки из брусков;
- особенности конструкции в качестве опалубки для утепления потолка.
Съёмная опалубка
Из сбитых гвоздями досок сооружается опалубка. Смесью заполняется пространство между опалубкой и утепляемой поверхностью, когда она затвердеет до способности сохранять прочность самостоятельно, опалубка снимается.
Монтаж плит
Достаточно популярен и другой способ: из досок делаются формы в виде плит или кирпичиков, смесь в них высыхает и в таком виде монтируется на утепляемую поверхность.
Данный способ особенно актуален в помещениях, где уже завершены ремонтные работы, так как сводит загрязнения к минимуму. Плиты фиксируются на поверхности впритык, стыки и зазоры между ними обрабатываются остатками глиняной смеси.
Фиксация утеплителя с помощью решётки из брусков
На утепляемую поверхность набиваются бруски таким образом, чтобы из них образовывалась решётка с квадратными или ромбовидными ячейками примерно 300 х 300 мм и не менее 100 мм глубиной.
При необходимости предварительно крепится фанерный лист для крепления решётки, если того требуют особенности поверхности. Ячейки заполняются приготовленным раствором.
Внимание! Не рекомендуется сушить утеплённую конструкцию из глины под прямыми солнечными лучами. На время сушки помещение следует затенить.
Утепление потолка
По всей площади расстилается картон или пергамин. Глиняно-опилочная масса наносится на него тонкими слоями, следующий слой добавляется после частичного высыхания предыдущего.
Когда толщина достигнет 10-12 см, работу можно считать завершённой. В летних и подсобных нежилых помещениях достаточно пятисантиметровой толщины утеплителя. Убедитесь в отсутствии микротрещин.
Конструкция некоторых домов такова, что для утепления потолка сооружение опалубки не требуется: её функции выполняют близко расположенные потолочные балки. В таком случае глиной с опилками заполняются пустоты между ними.
Для формирования и монтажа утеплителя под рукой должны быть:
- доски в необходимом количестве;
- гвозди и молоток;
- шпатель;
- скотч или степлер;
- гидроизоляционная плёнка;
- картон (используется в утеплении потолка).