Wowstick.ru

Строительный журнал
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Кирпич группа изделий по теплотехническим характеристикам

Теплотехнический расчёт наружных стен

В процессе разработки проекта дома очень тщательное внимание нужно уделить теплотехническому расчету наружных стен, чтобы в дальнейшем при эксплуатации не расплачиваться, в прямом смысле, за экономию материалов и неверный подбор ширин и типов ограждающих конструкций.

Определимся с основными вводными:

Место строительства: Тюмень и окрестности
Назначение здания: жилое

Оптимальная температура воздуха в жилой комнате в зимний период согласно ГОСТ 30494-96 табл.1 составляет от +20 до +25 градусов, берем минимально допустимое:

Расчетная температура наружного воздуха text, определяется по таблице 1, столбец 5 СНиП 23-01-99 Строительная климатология:

Там же, в 11 столбце, нам понадобится продолжительность отопительного периода, когда среднесуточная температура ниже +8 °С:

Там же, столбец 12, средняя температура наружного воздуха за отопительный период:

Это константные величины для нашего региона. Любая переплата в надежность, или, другими словами в утепление конструкции, поможет сократить дополнительные ежегодные расходы на источнике обогрева (газ, дрова, электричество). Не стоит основываться на собственных воспоминаниях о климатических условиях, они кратковременны и неточны, а здание строится минимум на 50 лет.

Определение градусо-суток отопительного периода (ГСОП):

Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче:

Rreq= a × Dd + b = 0,00035 × 6120 + 1,4 =

Требуемое сопротивление тепловой защите:

Это основной показатель, с которым мы будем сравнивать все тепловые сопротивления полученных стен из различных материалов для города Тюмени. Для других регионов нужно его пересчитать, основываясь на СНИП.

Кроме этих данных нам потребуются толщины слоев и их коэффициенты теплопроводности λi. Обычно эти данные открыто публикуются производителями материалов, либо их усредненные показатели можно взять в приложении 3, СНиП II-3-79* Строительная теплотехника.

В нашем примере в качестве утеплителя рассчитаем газоблок «Поревит» толщиной 200 мм, проверим достаточно ли его для утепления.

Название материалаШирина, мλ1, Вт/(м × °С)R1, м 2 ×°С/Вт
Кирпич фасадный (бессер)0,080,960,08 / 0,96 = 0,083
Воздух0,02
Поревит БП-200 (D500)0,20,120,2 / 0,12 = 1,666
Кирпич несущий0,120,870,12 / 0,87 = 0,138
Штукатурка0,020,870,02 / 0,87 = 0,023

Сумма термических сопротивлений всех слоев стены без учета слоя утеплителя

ΣRi = 0,083 + 0,138 + 0,023 = 0,244 м 2 ×°С/Вт

Требуемое сопротивление утеплителя

Rут = R тр — (0,115 + 0,044 + ΣRi) = 3,542 — (0,159 + 0,244) = 3,139 м 2 ×°С/Вт

0,115 = Rint = 1/αint = 1/8,7 — сопротивление теплообмену на внутренней поверхности стен

0,044 = Rext = 1/αext = 1/23 — сопротивление теплообмену на наружной поверхности

Требуемая толщина утеплителя δут

δут = λ2 × Rут = 0,12 * 3,139 = 0,38 м = 380 мм

В случае, когда в трехслойной кладке в качестве утеплителя применяются минеральная вата, стекловата или другой плитный утеплитель, необходимо устройство воздушной вентилируемой прослойки между наружной кладкой и утеплителем. Толщина этой прослойки должна составлять не менее 10 мм, а желательно 20—40 мм. Она необходима для того, чтобы осушать утеплитель, который намокает от конденсата.

Читайте так же:
Колотый кирпич от изготовителя

Данная воздушная прослойка является не замкнутым пространством, поэтому в случае ее наличия в расчете необходимо учитывать требования п.9.1.2 СП 23-101-2004, а именно:

а) слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой и наружной поверхностью (в нашем случае — это декоративный кирпич (бессер)), в теплотехническом расчете не учитываются;
б) на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой наружным воздухом прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи αext = 10,8 Вт/(м°С).

Мы получили толщину утеплителя 380 миллиметров, значит блока «Поревит» с толщиной 200 в кладке недостаточно. Блока шириной 380 мм нет в сортаменте, а потому следует использовать близкий по значению 400 мм.

Определим общее термическое сопротивление стены теперь уже с учетом утеплителя:

R = 0,115 + 0,044 + 0,244 + 0,4/0,12 = 3,736 м 2 ×°С/Вт

Если общее термическое сопротивление больше требуемого, значит расчет выполнен верно:

3,736 > 3,542 м 2 ×°С/Вт

Влияние воздушной прослойки

В случае, когда в трехслойной кладке в качестве утеплителя применяются минеральная вата, стекловата или другой плитный утеплитель, необходимо устройство воздушной вентилируемой прослойки между наружной кладкой и утеплителем. Толщина этой прослойки должна составлять не менее 10 мм, а желательно 20-40 мм. Она необходима для того, чтобы осушать утеплитель, который намокает от конденсата.

Данная воздушная прослойка является не замкнутым пространством, поэтому в случае ее наличия в расчете необходимо учитывать требования п.9.1.2 СП 23-101-2004, а именно:

а) слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой и наружной поверхностью (в нашем случае — это декоративный кирпич (бессер)), в теплотехническом расчете не учитываются;

б) на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой наружным воздухом прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи αext = 10,8 Вт/(м°С).

Примечание: влияние воздушной прослойки учитывается, например, при теплотехническом расчете пластиковых стеклопакетов.

Пример теплотехнического расчета №3

Исходные данные

1. Климат местности и микроклимат помещения

Район строительства: г. Нижний Новгород.

Назначение здания: жилое .

Расчетная относительная влажность внутреннего воздуха из условия не выпадения конденсата на внутренних поверхностях наружных ограждений равна — 55% (СНиП 23-02-2003 п.4.3. табл.1 для нормального влажностного режима).

Оптимальная температура воздуха в жилой комнате в холодный период года tint= 20°С (ГОСТ 30494-96 табл.1).

Расчетная температура наружного воздуха text, определяемая по температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 = -31°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 5);

Продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха 8°С равна zht = 215 сут (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 11);

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tht = -4,1°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 12).

2. Конструкция стены

Стена состоит из следующих слоев:

  • Кирпич декоративный (бессер) толщиной 90 мм;
  • утеплитель (минераловатная плита), на рисунке его толщина обозначена знаком «Х», так как она будет найдена в процессе расчета;
  • силикатный кирпич толщиной 250 мм;
  • штукатурка (сложный раствор), дополнительный слой для получения более объективной картины, так как его влияние минимально, но есть.
Читайте так же:
Масса одного красного кирпича производство ссср

3. Теплофизические характеристики материалов

Значения характеристик материалов сведены в таблицу.

Примечание (*): Данные характеристики можно также найти у производителей теплоизоляционных материалов.

Расчет

4. Определение толщины утеплителя

Для расчета толщины теплоизоляционного слоя необходимо определить сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции исходя из требований санитарных норм и энергосбережения.

4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

Определение градусо-суток отопительного периода по п.5.3 СНиП 23-02-2003:

Примечание: также градусо-сутки имеют обозначение — ГСОП.

Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче следует принимать не менее нормируемых значений, определяемых по СНИП 23-02-2003 (табл.4) в зависимости от градусо-суток района строительства:

Rreq= a×Dd + b = 0,00035 × 5182 + 1,4 = 3,214м 2 × °С/Вт ,

где: Dd — градусо-сутки отопительного периода в Нижнем Новгороде,

a и b — коэффициенты, принимаемые по таблице 4 (если СНиП 23-02-2003) или по таблице 3 (если СП 50.13330.2012) для стен жилого здания (столбец 3).

4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию санитарии

В нашем случае рассматривается в качестве примера, так как данный показатель рассчитывается для производственных зданий с избытками явной теплоты более 23 Вт/м 3 и зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации (осенью или весной), а также зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12 °С и ниже приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных).

Определение нормативного (максимально допустимого) сопротивления теплопередаче по условию санитарии (формула 3 СНиП 23-02-2003):

где: n = 1 — коэффициент, принятый по таблице 6 [1] для наружной стены;

tint = 20°С — значение из исходных данных;

text = -31°С — значение из исходных данных;

Δtn = 4°С — нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 5 [1] в данном случае для наружных стен жилых зданий;

αint = 8,7 Вт/(м 2 ×°С) — коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 7 [1] для наружных стен.

4.3. Норма тепловой защиты

Из приведенных выше вычислений за требуемое сопротивление теплопередачи выбираем Rreq из условия энергосбережения и обозначаем его теперь Rтр0= 3,214м 2 × °С/Вт .

5. Определение толщины утеплителя

Для каждого слоя заданной стены необходимо рассчитать термическое сопротивление по формуле:

где: δi- толщина слоя, мм;

λi — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/(м × °С).

1 слой (декоративный кирпич): R1 = 0,09/0,96 = 0,094 м 2 × °С/Вт .

3 слой (силикатный кирпич): R3 = 0,25/0,87 = 0,287 м 2 × °С/Вт .

4 слой (штукатурка): R4 = 0,02/0,87 = 0,023 м 2 × °С/Вт .

Определение минимально допустимого (требуемого) термического сопротивления теплоизоляционного материала (формула 5.6 Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие»):

Читайте так же:
Объем стандартного силикатного кирпича

где: Rint = 1/αint = 1/8,7 — сопротивление теплообмену на внутренней поверхности;

Rext = 1/αext = 1/23 — сопротивление теплообмену на наружной поверхности, αext принимается по таблице 14 [5] для наружных стен;

ΣRi = 0,094 + 0,287 + 0,023 — сумма термических сопротивлений всех слоев стены без слоя утеплителя, определенных с учетом коэффициентов теплопроводности материалов, принятых по графе А или Б (столбцы 8 и 9 таблицы Д1 СП 23-101-2004) в соответствии с влажностными условиями эксплуатации стены, м 2 ·°С/Вт

Толщина утеплителя равна (формула 5,7 [5]):

где: λут — коэффициент теплопроводности материала утеплителя, Вт/(м·°С).

Определение термического сопротивления стены из условия, что общая толщина утеплителя будет 250 мм (формула 5.8 [5]):

где: ΣRт,i — сумма термических сопротивлений всех слоев ограждения, в том числе и слоя утеплителя, принятой конструктивной толщины, м 2 ·°С/Вт.

Из полученного результата можно сделать вывод, что

R = 3,503м 2 × °С/Вт > Rтр0 = 3,214м 2 × °С/Вт → следовательно, толщина утеплителя подобрана правильно.

Изготовление керамических блоков

Большая часть из керамоблоков, которые можно купить в России сегодня, импортируется из стран Европы. А это означает не только отличное качество материала, но и соблюдение всех технических норм при изготовлении, а также заботу об окружающей среде.

  • Добыча глины. В первую очередь производится оценка качества сырья, эта работа выполняется опытными геологами. После глина добывается и выкладывается слоями на складах. В таком виде она лежит приблизительно год, подобное «вылеживание» позволяет добиться правильной консистенции материала.
  • Обработка глины. На втором этапе, глина доставляется на завод со склада и помещается в распределительный станок. К ней добавляют воду, песок, древесные опилки и в миксере вымешивают в однородную массу. Затем данная масса поступает в измельчительный станок, где автомат отделяет равные небольшие гранулы. После чего их на конвейере отправляют в экструзионный пресс.
  • Формование. На этом этапе глиняная масса превращается в блок с помощью пресса, который под давлением выталкивает ее через специальную матрицу. Получившиеся заготовки разрезают на отдельные кирпичики. Из одной матрицы (в зависимости от станка) можно изготовить до 10 миллионов блоков. Получившиеся керамоблоки укладывают на паллеты и отправляют в сушилку.
  • Сушка. Процесс сушки продолжается до 36 часов для тонких блоков и до 45 часов для более толстых. Содержание влаги снижают с 26% до 2%. Далее, блоки подготавливают для следующего этапа – обжига, их укладывают на огнеупорные паллеты и отправляют в печь.
  • Обжиг. В печи они находятся от 6 до 36 часов. Для нагрева, как правило, используются природный газ или уголь. Температура в печи составляет не менее 900 °С. Именно на этом этапе глиняная масса получает конструктивную прочность, а также ее главную особенность – пористость материала.
  • Шлифовка. Шлифовке подвергаются более дорогие виды кирпичей, например те, которые используются для облицовки.
  • Упаковка. После того как керамоблоки сняты с печных вагонеток и отшлифованы их упаковывают и готовят к отгрузке.
Читайте так же:
Как класть облицовочный кирпич с блоком

Характеристики керамических блоков

Керамические блоки представляют собой энергосберегающий строительный материал для возведения наружных несущих и самонесущих стен, внутренних несущих стен и перегородок при строительстве малоэтажных домов

Австрийский концерн Wienerberger является крупнейшим производителем керамических блоков для строительства малоэтажных домов. Долголетний опыт работы по производству пустотелых керамических блоков POROTHERM, в сочетании с современной технологией производства гарантирует наивысшие качество продуктов, а также системное проектирование и строительство зданий.

Керамический пустотный блок POROTHERM представляет собой теплую поризованную керамику. При подготовке сырья в глиняную массу добавляют мелкие древесные опилки. После выгорания опилок при обжиге, образуются мелкие поры, занимающие до 20% объема керамического черепка. По сравнению с обычной керамикой, поризованная имеет меньшую плотность и коэффициент теплопроводности.

Характеристики керамических блоков POROTHERM

  • Пустотность блоков составляет 50%;
  • Наличие щелевидных пустот, расположенных специальным образом, значительно увеличивают сопротивление теплопередаче, так как воздух обладает прекрасным теплоизолирующими свойствами и его коэффициент теплопроводности в 17-19 раз меньше, чем у поризованной керамики;
  • Пустотность также позволяет уменьшить плотность изделия до 735-750 кг/м 3 ;
  • Форма боковой поверхности обеспечивает выполнение вертикального пазогребневого стыка, не требующего использования кладочного раствора, что упрощает процесс кладки и улучшает теплотехнические показатели стен.

Виды керамических блоков Porotherm

Размеры, масса и другие характеристики блоков Поротерм для наружных, несущих и самонесущих стен

Блоки Поротерм для внутренних перегородок

* – значение указано для термоизоляционного раствора с коэффициентом λ=0.2Вт/(м∙°С)
** – значение указано для обычного цементно -песчаного раствора.
Значения термического сопротивления определены согласно EN 1745.

Доборные блоки

Коэффициент теплопроводности керамических пустотных блоков

Пустотные керамические блоки Porotherm представляют собой эффективный строительный материал для возведения наружных несущих и самонесущих стен, внутренних несущих стен и перегородок.

Уникальные теплотехнические свойства блокам обеспечивают:

  • материал – поризованная керамика;
  • форма – щелевидные вертикальные пустоты, превращающиеся в кладке стены в замкнутые воздушные прослойки.

С точки зрения теплотехники блок является неоднородным материалом. Если провести сечение перпендикулярное к плоскости стены то в него попадут стенки из поризованной керамики толщиной t=8-12 мм, разделенные воздушными прослойками. Поризованная керамика сама по себе имеет более высокие теплотехнические показатели по сравнению с обычной плотной керамикой.

Согласно СНиП II-3-79** приведенное термическое сопротивление R неоднородной ограждающей конструкции определяется согласно п.2.8. Методика определения термического сопротивления согласно п.2.8. относительно сложная по сравнению с методикой расчета для стен из однородных материалов. Формула для определения термического сопротивления стены из однородных материалов, для которых коэффициент теплопроводности λ известен и имеет вид:

Где δ, (м) – толщина материала стены,
λ, (Вт/ м2∙°С) – коэффициент теплопроводности материала стены.

Читайте так же:
Брусчатка или клинкерный кирпич

В случае многослойной конструкции стены в формуле будет столько членов вида δ/λ сколько и слоев.

Для определения термического сопротивления неоднородных конструкций используют как экспериментальные, так и расчетные методы. Значение R, определенное экспериментально можно использовать для расчета так называемого приведенного значения l по формуле приведенной ниже:

где U, Вт/(м2∙°С) – коэффициент теплопередачи.

Значение U для стен из Porotherm 38 на теплоизолирующем кладочном растворе с коэффициентом теплопроводности λ=0,2 Вт/(м∙°С) составляет 0,35 Вт/(м2∙°С).

Тогда
(м2∙°С)/Вт

Находим коэффициент теплопроводности:
(Вт/(м∙°С)

Для Porotherm 44 и Porotherm 50 соответственно:
Вт/(м∙°С)

Вт/(м∙°С)

Технические характеристики керамических пустотных блоков Porotherm

* – при применении легкого (теплого) кладочного раствора с λ=0.2Вт/(м∙°С)
** – при использовании цементно-песчаного кладочного раствора.

Расход стеновых материалов на единицу объема / площади стен

Сравнение блоков POROTHERM и других строительных материалов
Толщины стен из рядового кирпича и блоков из ячеистого бетона эквивалентные блокам Porotherm на теплоизолирующем растворе по теплотехническим характеристикам (м)

Толщины стен из рядового кирпича и блоков из ячеистого бетона эквивалентные блокам Porotherm на обычном растворе по теплотехническим характеристикам (м)

Сравнение необходимой толщины стен

Толщина стен рассчитана по формуле

Важно!
К расчету стоимости стен из блоков Porotherm

Для корректного сравнения стоимости стен из керамических пустотных блоков Porotherm с другими материалами следует учитывать следующее:

  • Стоимость стены следует определять для 1 м2, т. е. расчет следует выполнять для конечной строительной продукции «стена в деле» = стоимость_материалов + стоимость_работ.
  • Расчет для м3 будет ошибочным! Для одних и тех же фасадов дома при различных толщинах стен будет получаться различная кубатура.

Следует обязательно учитывать, что стены из Porotherm не требуют утепления в отличие от кирпичных. Поэтому в расчете для кирпичной кладки помимо кирпича и раствора должны быть учтены все дополнительные материалы для утепления, включая сетку по утеплителю для устройства штукатурки.

Распространенная ошибка – сравнения цен на кирпич и блоки Porotherm по приведенным показателям (грн/м3, грн/1000 шт.). Вообще блок дороже чем кирпич. Было бы странно, если бы такое технологичное изделие как Porotherm стоило дешевле обычного кирпича.

Но, блок по своим теплотехническим характеристикам позволяет выполнить однослойные стены (не требующие дополнительного утепления), а кирпичная кладка нет. А утепление это дополнительные трудозатраты и материалы.

В итоге стоимость 1 м2 стены из блоков Porotherm не дороже (в некоторых случаях даже дешевле) чем, стоимость 1м2 кирпичной стены с утеплением. При этом, скорость выполнения кладки из керамических блоков Porotherm в 2.5-3 раза больше, чем кирпичной. В случае кирпичной кладки к срокам каменных работ следует еще добавить сроки по устройству утепления.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector