Теплопроводность керамического кирпича

Теплопроводность керамического кирпича

Керамический кирпич производится полнотелым и пустотелым. Структура влияет на эксплуатационные свойства строительного материала и характеристики стен из выбранного вида кирпича. В зависимости от климатических условий, они должны надежно сохранять температуру внутри помещений и обладать высокими теплоизоляционными свойствами. Способность кирпича к передаче тепла зависит от его плотности. Теплопроводность керамического кирпича с отверстиями выше, чем у полнотелого.

Разновидности кирпичей

Главное сделать правильный выбор

Клинкерный

Эта разновидность имеет самый высокий коэффициент теплопроводности. Именно поэтому, несмотря на прекрасные качественные показатели прочности, данный материал редко используют при возведении стен. Он чаще всего применяется для мощения дорог и создания полов в промышленных помещениях.

Коэффициент (λ) равняется значению – 08 – 09 Вт/(м*К). Это очень большой показатель, который делает бессмысленным использование клинкера для строительства утепленных конструкций. Для этих целей существуют иные строительные материалы.

Силикатный

Силикатные изделия различных размеров

Далее идет стройматериал из силиката. Существует множество разновидностей этого стройпродукта, и уровень потери тепла тут напрямую зависит от веса блока. То есть тем меньше весит силикатный брикет, чем меньше потеря тепла будет у постройки, созданной из него.

Так, полнотелый брикет, например, двойной силикатный кирпич М 150, будет существенно терять тепло (λ – 0,7 – 0,8). А вот уже щелевой силикат будет иметь коэффициент равный значению – 0,4, что практически в два раза эффективнее.

Однако силикат, будучи дешевым изделием, требует качественного дополнительного утепления. Да и показатели прочности и долговечности у него довольно посредственные.

Керамический

Лучше брать керамику

В особую категорию выделяются керамические изделия, которые имеют множество разновидностей. Все их разбирать мы не будем, а остановимся на самых используемых.

К таковым относятся:

• Полнотелый.
• Пустотелый.
• Огнеупорный.
• Щелевой.
• Теплая керамика.

Все эти материалы применяются при кладке. Каждый из них имеет свое значение сохранения и потери тепла. Логично, что полнотелый материал имеет самый слабый показатель сохранности теплоты – 05-0,8 Вт/(м*К). Это объясняется его весом.

Далее идёт пустотелый кирпичный продукт, принимающий значение λ, равным – 0,57. А щелевой керамическое изделие, имеющее более развитую пустотную систему – 0,4.

Теплая керамика, является самой теплосберегающей, не только среди керамических продуктов, но и среди всех кирпичных разновидностей (λ – 0,11). Однако хрупкость этого материала не позволяет его использовать во многих строительных конструкциях.

Фото теплой керамики.

Особняком стоят огнеупорные керамические стройматериалы. Например, теплопроводность шамотного кирпича принимает значение в 06-08 Вт/(м*К). Этот показатель практически идентичен показателю полнотелого кирпичного продукта.

Данное совпадение не удивительно, ведь шамот представляет собой обожженный глиняный брусок, который имеет повышенные огнеупорные качества.

Иные виды

Нужно отметить, что теплопроводность керамического кирпича наиболее низкая среди всех видов строительных материалов подобного рода. Понятное, дело, что не всякая керамика является нетеплопроводной, как уже было замечено выше, многое зависит от веса строительного брикета.

Так, самой нетеплопроводной керамикой является поризованный кирпич, и отмеченная нами ранее теплая керамика. Поризованный брусок, сделан таким образом, что помимо имеющихся щелей, в нем также присутствует особая структура, которая снижает его собственный вес. Этот фактор и дает возможность для сохранения тепла.

Технология кирпичной кладки при минусовых температурах

Температура для кладки кирпича на улице должна быть плюсовая, но если в регион пришло похолодание, используют подогретую смесь, вводят при приготовлении сухие компоненты, а на кирпичах проверяют и убирают ледяную корку, налипший снег.

Дополнительно используют один из способов:

• кладка в термосах;
• устройство тепляков;
• метод замораживания;
• кладка с подогревом;
• введение присадок.

Каждый из вариантов способствует сохранению максимально удобных условий для начала реакции частиц цемента с молекулами жидкости. С такими процедурами становится возможной кирпичная кладка в холодное время при температуре ниже нуля.

Рекомендуют применение одинаковой марки смеси на всей протяженности стен, ее нельзя менять на разных делянках кладки. Другие рекомендации:

• подогретый раствор вырабатывают в течение получаса;
• размороженные составы повторно не используют, также не добавляют в остывший раствор горячую воду;
• для приготовления берут песок, который хранился в складском помещении, а если он находился на открытом пространстве, его подогревают перед введением.

Если выбран вариант с противоморозными добавками, четко соблюдают пропорции по рекомендации изготовителя, а также технологию добавления в цементный состав.

Кладка в термосах

Метод основан на удержании тепла, которое выделяется при химическом взаимодействии цемента с водой в массе. Используют термоизоляционную оболочку — такой способ актуален при температуре на улице до -5°С.

Суть методики:

• требуется большой объем утеплительного материала;
• создается эффект термоса по всей поверхности кладки;
• уложенный кирпич покрывают слоями материала с низкой теплопроводностью (каждые 3 – 4 ряда);
• раствор будет выделять энергию при реакции, но она не будет уходить наружу, а останется в массе кладки;
• в итоге температура массива получится плюсовой, поэтому раствор будет твердеть в правильных условиях.

Первоначально используют подогретый цементный состав, скорость работ увеличивают по сравнению со стандартной ситуацией. Для повышения результативности каждый кирпич греют паяльной лампой или газовой горелкой. Так кладут силикатный и глиняный керамический кирпич любого вида.

Минусы в возможности кладки только при незначительном похолодании и в малой производительности. Рабочий тратит время на разогрев штучных элементов.

Устройство тепляка

В районе строительной площадки строят каркасное строение из дерева или металла для защиты участка от осадков и холода. Внутри монтируют обогревательные элементы для повышения внутренней температуры.

Используют агрегаты с установкой понижающего трансформатора:

Механические свойства и технические характеристики красного керамического кирпича

Форма пустот бывает круглой, квадратной, овальной, прямоугольной. Располагаются они вертикально и горизонтально последний вариант менее удачен, так как такая форма — менее прочна. Пустоты позволяют экономить довольно много материала, из которого изготавливают кирпич.

Кроме того, это значительно повышает его теплоизолирующие свойства. При этом важно, чтобы консистенция раствора была такой густоты, чтобы воздушные полости им не заполнялись. Облицовочный кирпич применяют, соответственно, для облицовки зданий.

Обычно, его размеры такие же, что и у стандартного, но в продаже есть и изделия с меньшей шириной. Чаще всего он изготавливается пустотелым, что определяет его высокие теплотехнические характеристики.

Среди специальных кирпичей чаще всего распространены огнеупорный печной и теплоизолирующий.

Коэффициент теплопроводности

Способность стены передавать тепло — называется «теплопроводностью стены». Для числового определения параметров теплопроводности применяют коэффициент теплопроводности — λ (лямбда) , измеряемый в Вт/(м2*С°). Суть коэффициента: чем он меньше, тем ниже будут затраты на отопление.

Теплопроводность кирпича сильно варьируется в зависимости от его состава, влажности и плотности. То есть чем выше плотность кирпича, тем его теплопроводность выше. Например теплопроводность силикатного кирпича(90 % — кварцевый песок плюс 10 % извести), ниже теплопроводности керамического кирпича(обожженная глиняно-песчаная смесь). Следовательно силикатный кирпич способен дольше, чем керамический удерживать тепло, поэтому его в основном применяют в отделке кирпичных фасадов.

По плотности кирпичную продукцию делят на три большие группы:

• обыкновенный кирпич, плотность 1700—1800 кг/м³ ;
• условно-эффективный кирпич (1400—1600 кг/м³);
• эффективный кирпич (менее 1100 кг/м³);

В первую группу входят полнотелые кирпичи, коэффициент λ которой составляет 0,6-0,7 Вт/(м2*С°). Вторую группу представляют пустотные кирпичи с долей пустот от 5 до 40 % и λ = 0,35-0,5 Вт/(м2*С°). И наконец третья группа — это группа поризованных кирпичей с коэффициентом λ= 0,18-0,25 Вт/(м2*С°).

Благодаря такому многообразию форм и составу кирпича, а так же широкой вариативности кирпичной кладки, эксплуатационные характеристики и толщину кирпичной стены можно варьировать. Снижение коэффициента теплопроводности достигается путем создания во время кладки замкнутых воздушных камер.

Причины применения пеноблоков

Вопросы экономии

Цена единицы объема относительно невысока, значит общая стоимость строительства значительно меньше такого же процесса, но с использованием другого материала для строительства. К примеру, использование пеноблоков дает экономию до 20%, по сравнению со строительством дома из кирпича. Характеристики здания, построенного из пеноблоков, ни в чем не уступают кирпичному зданию, а по некоторым параметрам его превосходят. (см. также статью Можно ли построить гараж из пеноблоков своими руками)

Пенобетон обладает практически такой же теплопроводностью, как и натуральная древесина. Теплопроводность кирпича выше почти в три раза, что приводит к дополнительным потерям тепла.

Как показывает практика, чтобы обогреть кирпичное здание, у которого стены имеют толщину в 40 см, требуется тепла почти в три раза больше, чем для здания с такой же толщины пеноблочными стенами. В наши дни, при постоянном росте цен на энергоносители, пенобетон приносит существенную экономию.

Достоинства пенобетона

1. Сравнивая теплопроводность кирпича и пеноблока, нужно сказать, что теплоизоляционные свойства пенобетонов несколько раз лучше таких же свойств керамического и силикатного кирпича. Поэтому, при одинаковых теплоизоляционных показателях, стены могут иметь гораздо меньшую толщину.
   И значит, увеличивая толщину стен дома пенобетонными блоками, значительно улучшается теплотехника дома. (см. также статью Стена из пеноблоков своими руками – крепкая и надежная конструкция)
2. Пенобетонные блоки обладают гораздо меньшей плотностью, чем кирпич, стены дома гораздо меньше весят, по сравнению с аналогичными – кирпичными. В результате существенно уменьшается нагрузка на фундамент, и значит он может быть сделан более облегченным.
3. Использование лучших теплотехнических свойств пенобетона, существенно уменьшает затраты, связанные с обогревом здания.

Структура пенобетона

Своими великолепными качествами пенобетон обязан тому, что он имеет пористую структуру. Более 4/5 объема занимают полые замкнутые ячейки, то есть пенобетонный блок состоит как бы из окружающего нас воздуха.

Эти своеобразные воздушные капсулы отлично изолированы внутри бетона, и изменение температуры происходит очень медленно. Имея такие свойства стена, сложенная из пеноблоков, становится как бы термосом.

Изготовление пеноблоков

При производстве пеноблоков используется пеногенератор и смеситель, в котором под давлением пена перемешивается с раствором цемента. Чтобы ускорить процессы отвердевания, схватывания в раствор добавляются специальные присадки.

На выходе происходит получение ячеистого бетона, вода из которого удаляется естественным путем. Воздушные пузырьки равномерно распределяются по всему объему раствора, в результате чего плотность бетона значительно уменьшается. Кроме легкости пенобетон приобретает высокие характеристики, касающиеся тепло- и звукоизоляции.

Использование в строительстве

Пенобетонные стены возводятся чаще всего из блоков марки Д600, стандартные размеры которых составляют 20х30х60 см. Из пеноблока можно возводить дома до 3-х этажей.

Производство таких блоков позволяет практически идеально соблюдать их геометрию, что облегчает процесс кладки. Также стену можно выкладывать не на раствор, а на специальный клей, и при этом такая стена будет выглядеть ровно и монолитно.

Стены из пенобетона обладают долговечностью, так как этот материал, как и обычный бетон, добавляет в своей прочности с течением времени.

Коэффициент теплопроводности, ЭФФЕКТИВНЫЙ срок службы и толщина слоя

Примеры расчета толщины утеплителей

ДЛЯ ТЕХ КТО СТРОИТ

Для того, чтобы добиться требуемого минимального значения теплосопротивления R=3,0 приведем четыре примера.

Стены дома из силикатного кирпича, толщина стены 0,38 м. R= 0,44.

Требуемое значение R — R_стены = 3,0 — 0,44 = 2,56. Теперь 2,56 умножаем на коэффициент теплопроводности ППУ = 0,025. Получаем:

2,56 х 0,025 = 6 см ППУ.

(пенополистирол — 9 см., пенопласт – 12 см., минвата и т.п. – 15 см., стекловата – 20 см., керамзит – 35-40 см. )

Все материалы кроме ППУ еще нужно крепить к поверхности. Керамзит нужно засыпать. ППУ наносится сразу в готовом виде.

Стены дома из деревянного бруса 150 мм. R=1,07.

1,93 х 0,025 = 5 см ППУ.

Стены дома из пено- газобетонного блока 40 см. R= 1,1

1,9 х 0.025 = 5 см ППУ.

Утепление крыши из листового металла (профнастил, металлочерепица) или ангаров. R=0,1

2,9 х 0,025 = 7 см ППУ.

Таким образом, сооружение из металла, утепленное ППУ слоем 7 см приобретает требуемое значение теплосопротивления R=3,0 и пригодно для круглогодичного проживания.

Теперь сравните это с тем, что мы видим вокруг. Практически нигде нет такого уровня теплоизоляции зданий, а ведь R=3,0 — это необходимый минимум!

Легкий каркасный дом на столбчатом фундаменте, обшитый снаружи ЦСП или сайдингом и утепленный ППУ слоем 7 см в ДВА РАЗА ТЕПЛЕЕ коттеджа с толщиной стен в два кирпича. А стоимость этих домов несопоставима. Утепленный ППУ каркасный дом размером 12 х 9 обойдется в 800-900 тыс. руб., а утепленный дом такого же размера из кирпича или блоков будет стоить 2 — 2,5 млн. руб.

Если же такой дом построить своими руками (технология доступна каждому, было бы желание), то его стоимость не превысит 600 тыс. руб. Основной материал — брус 150х50 или 200х50. Вряд ли существует более выгодное предложение: за сравнительно небольшие деньги получить теплый дом для круглогодичного проживания, не опасаясь за качество утеплителя и ежегодно экономить на отоплении круглую сумму.

В таком теплом доме абсолютно не нужны громоздкие и дорогие водные системы отопления в виде электрических или газовых котлов, труб и радиаторов. Для обогрева 80 кв.м. достаточно несколько нагревателей с общей потребляемой мощностью 3 КВт. и бензиновый генератор на 5 КВт для аварийных случаев.

Если же средства позволяют построить кирпичный дом, то ППУ позволить существенно снизить первоначальные затраты на фундамент и кирпич, а затем существенно сократить расходы на отопление.

Для примера. В Самаре есть дом утепленный жестким ППУ слоем 15 см. Материал стен — силикатный кирпич. Общая площадь дома — 365 кв.м., 1-й этаж и мансарда.

Отопление — электрические инфракрасные нагреватели, котла и радиаторов нет.

Общая потребляемая мощность в зимний период, включая отопление и все бытовые приборы — 3 500 КВт/мес. или 4,9 КВт/час.

По ценам на электроэнергию в 2015 году расходы на дом в зимний период составляют не более 5 000 руб/мес.