Wowstick.ru

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

Кирпич с наименьшим коэффициентом

Невозможно сравнивать материалы, не зная об их положительных и отрицательных качествах. Про кирпич нам известно больше, так как он знаком человечеству со времён Древних цивилизаций. Его долговечность подтверждена многочисленными археологическими раскопками, тогда как его оппонент газобетон используется всего-то лет 80 (в России и того меньше).

Однако для хорошего дома важен не только срок службы: что толку, что он будет стоять долго, но в нём будет холодно? Имеет значение и стоимость кирпича и газобетона, ведь каждому хочется получить оптимальное сочетание качества и цены. А оно познаётся только в сравнении.

Представляем таблицу характеристик двух материалов:

Как видите, показатели теплопроводности у двух материалов очень сильно отличаются. Сравнение газоблока и а по теплу однозначно не в пользу последнего.

Описание изделия

Легкие кирпичи обладают:

  • простой технологией производства;
  • стойкостью к агрессивным химическим веществам;
  • высокой механической прочностью и термоустойчивостью.

Малый вес позволяет уменьшить общий размер и массу блоков, снижая затраты на рабочую силу для монтажа и на оплату труда специалистов. Изолирующий кирпич, применяемый для футеровки каминов и топок, сокращает время нагрева отопительных агрегатов, что позволяет экономить на топливе. Не содержат токсичных веществ, которые выделяются при сильном нагреве. Разнообразные размеры позволяют облицовывать любые формы без обрезки и подгонки.

Какова необходимая толщина стен из кирпича должна быть?

Стены могут быть внутренними и наружными. Необходимая толщина стен из кирпича внутри сооружения – 12 см (0,5 кирпича). Сечение простенков и столбов должно быть не менее чем 25х38см. Кирпичные перегородки могут быть 6,5 см в толщину. Такой способ укладки кирпича называется «кирпич на ребро». Если длина перегородок выполненных таким способом более полутора метров, они армируются прутьями через каждые 2 ряда. Таким образом, необходимая толщина стен, изготовленных из кирпича, зависит от предполагаемых нагрузок и назначения. В любом случае, первые кирпичные ряды укладываются на идеально ровную по всем направлениям поверхность. Добиться этого можно с помощью цементного раствора.

Читайте так же:
Клинкерный кирпич характеристики теплопроводность

На сегодняшний день популярностью пользуются комбинированные наружные стены, то есть стены, состоящие из нескольких слоев. Они обеспечивают надежность и прочность конструкции, сохраняя при этом показатели теплосопротивления. Таким образом, комбинированная наружная стена включает в себя:

  • кладку из кирпича (используется щелевой или поризованный);
  • утеплитель, представляющий собой пенопласты или плиты из минеральной ваты;
  • облицовочный материал, представленный специальными панелями, кирпичом или штукатуркой для наружной облицовки.

Толщина наружных стен из кирпича определяется такими факторами, как температура в зимнее время и используемый утеплитель. По большей части, главную теплозащитную функцию берет на себя утеплитель. Именно поэтому, толщина наружных стен, выполненных из кирпича, зависит от количества слоев утеплителя.

Сама кирпичная кладка может иметь небольшую толщину, однако современные материалы-утеплители гарантируют отличный результат.

Сравнительная характеристика теплоемкости основных строительных материалов

Для того, чтобы сравнить теплоемкость наиболее популярных строительных материалов, таких дерево, кирпич и бетон, необходимо рассчитать величину теплоемкости для каждого из них.

В первую очередь нужно определиться с удельной массой дерева, кирпича и бетона. Известно, что 1 м3 дерева весит 500 кг, кирпича – 1700 кг, а бетона – 2300 кг. Если мы берем стенку, толщина которой составляет 35 см, то путем нехитрых расчетов получим, что удельная масса 1 кв.м дерева составит 175 кг, кирпича – 595 кг, а бетона – 805 кг.
Далее выберем значение температуры, при которой будет происходить накопление тепловой энергии в стенах. Например, это будет происходить в жаркий летний день с температурой воздуха 270С. Для выбранных условий рассчитываем теплоемкость выбранных материалов:

  1. Стена из дерева: С=СудхmудхΔТ; Сдер=2,3х175х27=10867,5 (кДж);
  2. Стена из бетона: С=СудхmудхΔТ; Сбет=0,84х805х27= 18257,4 (кДж);
  3. Стена из кирпича: С=СудхmудхΔТ; Скирп=0,88х595х27= 14137,2 (кДж).
Читайте так же:
Логотипы компаний с кирпичами

Из произведенных расчетов видно, что при одинаковой толщине стены наибольшим показателем теплоемкости обладает бетон, а наименьшим – дерево. О чем это говорит? Это говорит о том, что в жаркий летний день максимальное количество тепла будет накапливаться в доме, выполненном из бетона, а наименьшее – из дерева.

Этим объясняет тот факт, что в деревянном доме в жаркую погоду прохладно, а в холодную погоду тепло. Кирпич и бетон легко накапливают в себе достаточно большое количество тепла из окружающей среды, но так же легко и расстаются с ним.

Расчет температурного линейного расширения

Так же, как и здание после строительства может дать «усадку», некоторые материалы, напротив, со временем увеличиваются или удлиняются. Это явление в физике называется тепловым расширением, потому что возникает оно по мере того, как на твердое тело воздействует высокая температура. Оно становится причиной увеличения площади, поэтому фактор расширения необходимо принимать во внимание при строительстве автомагистралей и зданий.

К примеру, при возведении дома с железобетонными элементами в климатических условиях, близким к тропическим или южным, строители могут не учесть вероятность линейного расширения. Впоследствии увеличенные металлические конструкции могут привести к повреждению других механизмов и преждевременному разрушению всей конструкции.

Подобный пример можно привести и при строительстве железнодорожных рельс. Нагреваясь под прямыми лучами солнечного света, молекулы металла расширяются и удлиняются. В холодное время года рельсы напротив, укорачиваются. Хотя это сложно заметить невооруженным взглядом, с целью безопасности нужно учитывать это при строительстве с применением не только металла, но и камня, даже пластика.

Как определить температурное линейное расширение

Чтобы избежать негативных последствий расширения материалов, используются специальные термометры. Они чувствительны к малейшим изменениям температуры. Но лучше предусмотреть возможные изменения и перестраховаться еще на стадии планирования производства. Для этого разработан онлайн-калькулятор, который моментально демонстрирует:

  • коэффициент линейного теплового расширения;
  • удлинение по осям Х, Y и Z;
  • величину, на которую удлиняется материал при заданной температуре.
Читайте так же:
Силикатный кирпич как облицовочный материал

Все, что нужно сделать для этого – выбрать из выпадающего списка нужный материал, выбрать его параметры: толщину, дину и ширину. Если нужно конкретно узнать его состояние при той или иной температуре, можете выбрать и эту функцию на сайте. Отметим, расчеты проводятся относительно начальной температуры материала 0°C. Ответы выдаются на анализе коэффициентов линейного теплового расширения, и расчетам, которые уже проведены и запрограммированы на сайте. Система реагирует на изменения и самостоятельно выполняет подсчет.

Какие материалы чаще всего подвергаются расширению

Прежде всего, это – металлы: алюминий, купрум, медь. Среди камней можно отметить гранит базальт, кварцит и даже кирпич. Аналогично на высокие температуры реагируют дерево, сложные штукатурки и стекло. Из вышеперечисленных материалов наименьший коэффициент теплового расширения имеют:

  • клинкерный и стеновой кирпич;
  • дерево;
  • штукатурка;
  • базальт;
  • стеновой кирпич.

Для сравнения, наибольший показатель – у алюминия, стали и меди. К примеру, КТЛР алюминия составляет 24•10-6 1/град, что в 2 раза больше, чем у стали. Поэтому монтаж трубопровода невозможен без предварительных расчетов, особенно если планируется использовать алюминиевые трубы для горячего водоснабжения или отопления. Изменение длины трубопровода при перепадах температуры определяется по формуле

dL = a • l • (tmax – tc), мм, где:

  • а – КТЛР материала, из которого изготовлена труба или другое изделие;
  • tmax – наибольшая температура, которой достигает теплоноситель;
  • tс — температура окружающей среды на момент установки конструкции;
  • l — длина трубопровода.

Также есть специально составленные таблицы значений среднего температурного коэффициента линейного расширения различных материалов. Но прибегать к ним и сложным расчетам не обязательно, если под рукой есть интернет и безошибочное решение можно получить с помощью калькулятора за считанные минуты.

В таблице представлены значения коэффициента температурного расширения металлов (коэффициент линейного расширения металлов) в зависимости от температуры.

Читайте так же:
Силикатный кирпич с теплоизоляцией

Значения коэффициента температурного расширения металлов даны для следующих металлов: алюминий Al, бериллий Be, висмут Bi, вольфрам W, галлий Ga, железо Fe, золото Au, иридий Ir, кадмий Cd, кобальт Co, магний Mg, марганец Mn, медь Cu, молибден Mo, никель Ni, олово Sn, платина Pt, родий Rh, свинец Pb, серебро Ag, сурьма Sb, титан Ti, хром Cr, цинк Zn.

Коэффициент линейного теплового расширения металлов в таблице приведен со множителем 10 6 .
Например, значение коэффициента температурного расширения металлов в таблице для алюминия при 0°С указано 22,8, а с учетом множителя 10 6 , это значение составляет 22,8·10 -6 1/град.

Следует отметить, что к металлам с низким коэффициентом расширения относятся такие металлы, как вольфрам, молибден, сурьма, титан и хром. Наименьшее линейное удлинение при нагревании испытывает вольфрам — коэффициент линейного расширения этого металла составляет величину от 4,3·10 -6 при 0°С до 5,8·10 -6 1/град при температуре 2100°С.

Металлом, который максимально хорошо расширяется при нагреве, является цинк — его коэффициент температурного расширения имеет значение от 22·10 -6 до 34·10 -6 1/град. Также хорошо расширяются при нагревании такие металлы, как алюминий, кадмий и магний.

Примечание: температурные коэффициенты линейного расширения сталей (более 300 марок) представлены в этой статье.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector