Теплопроводность блоков: Теплопроводность газосиликатных блоков в сравнении с другими материалами

Теплопроводность газосиликатных блоков в сравнении с другими материалами

Способность к эффективному удержанию тепла внутри помещений играет ключевую роль при выборе материалов для возведения наружных стен зданий, характеристики, отражающие ее в количественном выражении, обязательно учитываются при проведении расчета их толщины. Неизменно высокие результаты показывают газосиликатные блоки и плиты, обеспечивающие низкую термопередачу при минимальной нагрузке на основание и достаточно хорошей прочности.

Определение и влияние на другие характеристики

В количественном выражении отражает способность газосиликата проводить тепло с учетом его постоянного агрегатного состояния и условий эксплуатации. По сути является аналогом электропроводимости: чем она выше, тем активнее происходит теплообмен. Существует прямая связь между толщиной строительных конструкций, удельным весом и структурой их основы и показателем термопередачи.

Пористые и удерживающие внутри воздух блоки или плиты в сухом виде имеют неизменно низкую теплопроводность, уплотненные разновидности – наоборот.

Обратная величина этой характеристики – способность к препятствованию прохождения тепла сквозь структуру: чем она выше, тем лучше элементы подходят для утепления или постройки энергосберегающих сооружений. По этой причине для организации отвода или теплопередачи используются элементы из стали или алюминия, имеющие крайне низкое термическое сопротивление, а при необходимости поддержки определенного режима внутри – стройматериалы с ячеистой или волокнистой структурой: дерево, минвата, газосиликат или пенобетон, поризованная или пустотелая керамика, пенопласт, ППУ, эковата.

Кладочные изделия представлены марками с разной плотностью, в пределах D300-D400 они относятся к теплоизоляционным, D500 и D600 – совмещают утепляющие и конструкционные способности, свыше D700 – не обладают энергосберегающими свойствами. D400 могут использоваться при возведении нагружаемых стен, но лишь при условии их надежного армирования и поддержки каркасом, при исключении мостиков холода в дополнительной защите от потерь тепла они не нуждаются. При повышении плотности марки скорость теплообмена между наружной и внутренней средой увеличивается, что приводит к необходимости утепления фасада.

Марка плотности D300 D400 D500 D600
Теплопроводность г в сухом состоянии, Вт/м·°C 0,08 0,096 0,12 0,14
Коэффициент паропроницаемости газосиликата, мг/м·ч·Па 0,26 0,23 0,2 0,16

Это значение подтверждается производителем опытным путем, для его определения в домашних условиях можно направить на блок горелку (или поставить его на плиту) и измерять изменение температуры в 3-4 см углублении на другой стороне с интервалом в 1 мин. После прекращения нагрева отслеживается динамика охлаждения. Такой опыт позволяет проверить не только изоляционные свойства, но и огнестойкость.

Сравнения коэффициентов теплопроводности газоблоков и других материалов

Большинство современных строительных конструкций, разделяющих зоны с разными температурами, являются многослойными. Их величина термического сопротивления суммируется с учетом толщины каждой прослойки в метрах и термопроводности при стандартных условиях (нормальной влажности и температуре). Усредненные нормативные значения последней приведены в таблице ниже:

Вид Средний диапазон плотности, кг/м3 Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии, Вт/м·°C
Мелкоштучные кладочные изделия и блоки из искусственного камня
Кирпич красный плотный 1700-2100 0,67
То же, пористый 1500 0,44
Силикат 1000-2200 0,5-1,3
Керамический поризованный камень
810-840
0,14-0,185
Многопустотные камни из легкого бетона 500-1200 0,29-0,6
Дерево
Дуб 700 0,23
Клен 620-750 0,19
Лиственница 670 0,13
Липа 320-650 0,15
Сосна 500 0,18
Береза 510-770 0,15
Блоки и плиты из ячеистых видов бетона
Пенобетон 300-1250 0,12-0,35
Автоклавные газосиликатные и газобетонные 280-1000 0,07-0,21
Строительные плиты из пористого бетона 500-800 0,22-0,29
Утеплители
Пенополистирол 40 0,038
Маты из минеральной ваты 50-125 0,048-0,056
Эковата 35-60 0,032-0,041

Несложно заметить, что из всех видов кладочных материалов автоклавные газосиликатные блоки в разы выигрывают в сопротивлении теплопередаче. На практике это означает возможность уменьшения толщины стен при равном теплообмене и отсутствии необходимости их наружного утепления. В этом плане они уступают лишь дереву, для сравнения: равную теплопроводность имеют 140 мм сухого бруса, 250 – кладки из газосиликата, 500 – керамзитобетона и 650 – монолитной стены из кирпича. У продукции, используемой при утеплении, такая же низкая эффективность теплообмена наблюдается у плиты ППУ толщиной в 25 мм, полистирола в 60, пробки в 70 и минеральной ваты в 80.

Высокая способность к удержанию тепла допускает использование как конструкционных изделий, так и в качестве изолятора. Марки D500 и D600 совмещают оба свойства, но при превышении плотности свыше 700 кг/м

3 сопротивление теплопередаче снижается и возникает потребность либо в наружном утеплении, либо в увеличении толщины кладки, и как следствие – росту затрат. С целью исключения ошибок этот параметр определяет расчет, проводимый на стадии проектирования и учитывающий климатические условия региона, требуемую температуру внутри здания и точную теплопроводность.


 

Теплопроводность газосиликатных блоков

Рынок современных строительных материалов регулярно пополняется усовершенствованными новинками. При возведении малоэтажных домов растет спрос на газосиликатные блоки, которые имеют более низкий коэффициент теплопроводности по сравнению с бетоном, деревом или кирпичом. Теплопроводность газосиликатных блоков обусловлена пористой структурой, которая на 80-85% состоит из воздуха. Сырьем для производства газосиликата являются: вода, цемент, кварцевый песок, известь. В качестве добавки используется алюминиевая пудра. При взаимодействии всех компонентов происходит вспенивание массы в результате выделения водорода.

Показатели теплопроводности газосиликатных блоков

В зависимости от пропорций исходных ингредиентов можно получить продукт с различными эксплуатационными характеристиками. Коэффициент теплопроводности газосиликатного блока (?) зависит от его плотности и определяется по маркировке: D300, D400, D500, D600, D700.

Каждая марка имеет оптимальные показатели в зависимости от назначения:

  1. Теплоизоляционный (D300, D400) — имеет минимальную прочность при максимальной пористости. Обладает самым низким показателем теплопроводности, используется только для теплоизоляции готовых стен.
  2. Конструкционно-теплоизоляционный (D500, D600) — имеет средние показатели плотности и прочности. Предназначен для межкомнатных перегородок и стеновых конструкций до 2-х этажей.
  3. Конструкционный (D700 и выше) — применяется для возведения несущих стен малоэтажных построек.

При выборе строительных блоков необходимо учесть эксплуатационную влажность, назначение, технологию изготовления материала.

Таблица теплопроводности газосиликатных блоков

Характеристики влажности D300 D400 D500 D600 D700
Теплопроводность ? (Вт/(м?°C)) в сухом виде 0,072 0,094 0,12 0,14 0,165
Теплопроводность ? (Вт/(м?°C)) влажность 4% 0,088 0,117 0,141 0,16 0,192

При сравнении теплопроводности газосиликатного материала и кирпича, показатели последнего уступают в 4 раза. Так, для обеспечения желаемого теплосбережения потребуется толщина стен из газосиликата 500 мм. Тогда как для соблюдения аналогичных параметров понадобилось бы возвести кирпичную кладку толщиной не менее 2000 мм.

Теплопроводность газосиликата зависит от ряда факторов:

  1. Габариты строительного блока. Чем большую толщину имеет стеновой блок, тем выше его теплоизолирующие свойства.
  2. Влажность окружающей среды. Материал, впитавший влагу, снижает способность хранить тепло.
  3. Структура и количество пор. Блоки, имеющие в своей структуре большое количество крупных воздушных ячеек, имеют повышенные теплоизоляционные показатели.
  4. Плотность бетонных перегородок. Стройматериалы повышенной плотности хуже сохраняют тепло.

Высокая степень влагонакопления газосиликата исключает его использование в помещениях повышенной влажности без обработки гидроизоляционным материалом.

Теплопроводность блоков в зависимости от плотности

Характеристика теплопроводности газосиликатных блоков пропорциональна плотности.  Чем выше показатель плотности, тем больше коэффициент теплопроводности, следовательно, увеличиваются энергозатраты на обогрев помещения. Во избежании лишних расходов на отопление потребуется дополнительная теплоизоляция стен минеральной ватой, пенополистиролом или другим изолирующим материалом.

Плотность блоков влияет на:

  • потребность в гидроизоляции;
  • строение конструкции в один или несколько слоев;
  • необходимость дополнительной теплоизоляции;
  • метод укладки блоков на специальную клеевую основу.

Оптимальным вариантом для малоэтажного строительства (до 2-х этажей) является газосиликат марки D500. Объемная плотность этого материала составляет 500 кг/м

3, что аналогично плотности деревянного бруса. Теплопроводность газосиликатного блока D500 в сухом состоянии равна 0,12 Вт/(м?°C), тогда как у кирпича она выше примерно в 4 раза (0,45 Вт/(м?°C)). Газосиликат D500 применяется для постройки несущих стеновых конструкций высотой до 2-х этажей, либо для возведения межкомнатных перегородок, оконных и дверных проемов, балок, ребер жесткости. Марка D500 максимально сочетает в себе конструкционные и теплосберегающие характеристики.

Вывод

На этапе планирования строительства необходимо точно рассчитать количество и конструкционные характеристики блоков различного назначения. От правильного выбора плотности и теплопроводности используемых материалов зависит не только сохранение температурного режима в доме, но и долговечность постройки. Гармоничное соотношение цены и качества газосиликата делают его одним из самых востребованных стройматериалов.

Теплопроводность газобетона D300, D400, D500, D600; сравнение с кирпичом, деревом, пенобетоном

Химическая реакция при смешивании извести и алюминиевой пудры в цементном растворе происходит с выделением водорода. В процессе автоклавной сушки получают газобетон с равномерно распределенными открытыми ячейками неодинаковой формы. Пористая структура материала определяет его основные физические характеристики: небольшой вес при крупных размерах, паропроницаемость, изоляционные свойства. Низкая теплопроводность газобетона зависит от его плотности. Чем больше воздушных пор в объеме, тем медленнее предается тепловая энергия и дольше сохраняется комфортная атмосфера внутри помещения.

Оглавление:

  1. Блоки разных марок
  2. Сравнение кирпича и газобетона
  3. Теплоизолирующие параметры сооружений

Теплотехнические свойства газоблоков

Ограждающие конструкции являются источником теплопотерь во время отопительного сезона. Поэтому при строительстве и теплоизоляции частных коттеджей используют пористые материалы. Газобетон в зависимости от плотности, которую измеряют в кг/м3, производят различных марок:

  • D300–D400 применяют в качестве теплоизоляции;
  • D500–D900 используют, как утеплитель и при одноэтажном строительстве;
  • D1000–D1200 применяют в несущих конструкциях высотных зданий.

Марка D600 указывает, что в кубометре пористого бетона содержится 600 кг твердых компонентов, которые занимают примерно треть объема. Воздух в ячейках нагревается намного медленнее и является естественным препятствием для передачи тепла. Значит, чем меньше плотность монолита, тем лучше его изоляционные свойства. Теплопроводность газоблока в сравнении с другими материалами отличается низкими значениями:

НаименованиеКоэффициент теплопроводности, Вт/м °C
Плотность, кг/м3
D300D400D500D600
Газобетон при влажности 0%0,0720,0960,1120,141
5%0,0880,1170,1470,183
Пенобетон при влажности 0%0,0810,1020,1310,151
5%0,1120,1310,1610,211
Дерево поперек волокон при влажности 0%0,0840,1160,1460,151
5%0,1470,1810,1830,218

Пеноблоки имеют сходную структуру с газобетоном, но отличаются замкнутыми ячейками и высокой плотностью. Вспененный бетон застывает в формах и имеет неточную геометрию по сравнению с другими стройматериалами. Поэтому как теплоизоляцию чаще используют газосиликатные блоки.

Дерево считается самым экологичным материалом для строительства комфортного, «дышащего» жилища с наиболее благоприятными условиями микроклимата. Но теплопроводность стен такого дома выше газобетонных. Ячеистые блоки обладают паропроницаемостью, огнеупорностью, биостойкостью и при надежной гидроизоляции с успехом заменяют древесину. Тщательнее всего необходимо оградить фундамент и цоколь, чтобы пористая структура не натягивала влагу из грунта. Для этого использую битум и рубероид.

Теплопроводность кирпича и газоблока

Традиционный строительный материал для возведения частных домов – кирпич отличается прочностью, морозостойкостью и долговечностью. Такие показатели возможны при высокой плотности искусственного камня. По сравнению с газоблоком кирпичные стены делают многослойными. Применение «сэндвич» технологии позволяет прокладывать теплоизоляцию между наружной и внутренней кладкой.

НаименованиеСредняя теплопроводность, Вт/м °C
Блок из газобетона0,08-0,14
Кирпич керамический0,36-0,42
– глиняный красный0,57
– силикатный0,71

Энергосберегающая способность

Теплоизолирующие свойства ограждений зависят от их толщины. Чем массивнее стены, тем медленнее будет охлаждаться внутреннее пространство дома. При проектировании толщины ограждения следует учитывать мостики холода – слой цементного раствора между элементами кладки. Блоки монтируют с помощью пазовых замков и специального клея. Такой способ позволяет сократить до минимума тепловые потери. Чтобы сэкономить средства на закупке стройматериалов, необходимо знать характеристики сборных конструкций стандартной толщины:

НаименованиеТолщина наружной стены
12 см20 см24 см30 см40 см
Теплопроводность, Вт/м °C
Кирпич белый7,514,523,753,122,25
красный6,754,053,372,712,02
Газоблок D6001,160,720,580,460,35
D5001,010,610,520,420,31
D4000,820,510,410,320,25

Благодаря низкой теплопроводности в южных районах частные коттеджи строят из газобетона D400 толщиной 20 см, в средней полосе используют пористые элементы D400 с шириной 30 см или D500 – 40 см. В условиях севера возводят многослойные стены из конструкционных и изоляционных блоков. Благодаря хорошим теплотехническим характеристикам газобетоном утепляют дома из кирпича, железобетона, пеноблоков.

Дополнительное утепление стен из газобетона не требуется при устройстве навесного вентилируемого фасада. Обрешетку блоков выполняют при помощи дерева или металлического профиля. Такая конструкция не дает атмосферным осадкам проникать под облицовку, но пропускает воздух и позволяет влаге испаряться с поверхности. В качестве отделочных плит используют виниловый или бетонный сайдинг.

Теплопроводность блоков из ячеистого бетона: коэффициент

Изделия из ячеистых бетонов все шире применяются при строительстве. Причиной массового использования становится повышение требований к показателям теплопереноса стеновых конструкций на фоне роста стоимости энергоносителей. Таким бетоном объединяются свойства дерева и камня, прежде всего относительно теплосбережения и теплоизоляции при условии грунтовки.

Определение

Теплопроводность пористого соединения, образованного ячейками, характеризует количество теплоты, переносимой через тело куба материала со стороной 1 м2 за один час с одной грани на противоположную, при достижении между ними разности температур в один градус. Параметр — «коэффициент теплопроводности».

Вернуться к оглавлению

От чего зависит проводимость тепла?

Количественные ее параметры определяются пористостью материала (составом компонентов), количеством влаги и плотностью, присущими ячеистым бетонам. Теплоизолятор — воздух внутренних пустот блоков.

Вернуться к оглавлению

Плотность

График 1.

Масса материала в единице объема определяет параметры проводимости тепла. Характер зависимости представлен графически далее.

Таблица 1.

Величины проводимости тепла продукцией показаны ниже. Первое значение для камня на золе, второе — с песочной основой. Ячеистые бетоны бывают конструкционные, конструкционно-изоляционные, теплоизоляционные. Взаимосвязь прочности, плотности и теплопроводимости камней показана ниже.

Таблица 2.

Снижение плотности из-за роста количества пустот уменьшает прочность материала, но и уменьшает теплодиффузию.

Вернуться к оглавлению

Влажность

Ячеистому бетону свойственно линейное повышение теплопроводимости по мере увеличения сорбционного влагопотребления до 15%. Дальнейший его рост влияет несущественно. Основная теплопередача происходит за счет способности внутренней влаги передавать тепло.

Предохранение стен от увлажнения обеспечивает грунтовка (на наружных стенах должна быть паропроницаемая грунтовка). Эксплуатационная влажность ячеистого бетона, составляющая до 5% от массы, устанавливается через 2 – 3 года. Вместе с тем величины отпускной влажности находятся в пределах 25 – 35%.

Вернуться к оглавлению

Состав материала

Участвует размерами, формой и равномерностью распределения пустот, а также свойствами наполнителей. Стенки пор образует цементный камень, поэтому увеличение количества изолированных пустот уменьшает теплоперенос. Наполнителями бывают: золы, шлаки, песок, известь и пр.

Вернуться к оглавлению

Теплопроводимость в сухом состоянии

Таблица 3.

Определяется по результатам испытаний как усредненная величина коэффициента теплопроводности высушенной партии, как показано ниже.
Фактическая теплопередача, которую имеет ячеистый бетон, в сухом состоянии не должна быть выше показанной больше чем на 10%. Ниже приведены значения теплодиффузии, которые обеспечиваются ячеистыми бетонами в соответствии с требованиями.

Таблица 4.Вернуться к оглавлению

Теплопередача в ячеистом бетонном соединении в зависимости от влажности

Эксплуатационное содержание влаги выше, чем то, которое имеет сухой блок. Теплодиффузия рассчитывается для изделия в конструкции (значения приведены ниже).

Таблица 5.

Нормы предусматривают, что проводимость тепла блока может увеличиваться на 4% при росте влажности на 1%.

Вернуться к оглавлению

Вывод

Низкие показатели передачи тепла пористых соединений обеспечивают их широкое применение. Вместе с тем показатели теплопередачи сохраняются при условии влагозащиты.

расчет стены, сравнение с другими материалами, характеристики

В течение многих десятилетий и даже веков в строительстве отдавалось предпочтение кирпичу, как самому износоустойчивому, прочному и долговечному кладочному материалу. Никто и не оспаривает его достоинств, но при строительстве малоэтажного жилья совсем другие приоритеты. Вряд ли кому-то нужна «крепость» в прямом смысле слова. Главное, чтобы ограждающие конструкции как можно лучше сопротивлялись теплопередаче, с чем успешно справляются ячеистые бетоны. Коэффициент теплопроводности газобетона позволяет строить теплые комфортные частные дома без дополнительного утепления. При этом стены получаются достаточно прочные и долговечные со сроком эксплуатации от 100 лет и выше, срок эксплуатации до первого ремонта от 50 лет.

Активное использование газоблоков в отечественном строительстве началось с середины 20 века, после того, как в Европе смогли создать бетонные панели с плотностью, сниженной до 300 кг/м³. При этом в нашей стране была наработана прогрессивная научно-техническая база по производству и применению газобетона. С началом перестройки была даже принята программа по созданию систем эффективного строительства из автоклавных ячеистых бетонов, и увеличения объёмов их производства путём строительства новых заводов-изготовителей.

В то время выпускали блоки только плотностью 600-700 кг/м³, но девиз программы гласил, что при 7-кратном увеличении количества выпускаемой продукции нужно стремиться к 2-х кратному снижению плотности, что автоматически влекло и снижение теплопроводности газоблока.

С развалом Советского Союза и закрытия многих производственных площадок весь опыт наших инженеров остался на бумаге. Уже в 2000х годах начинают открываться на территории России коммерческие производства с патентами и оборудованием западных компаний. Их число продолжает расти, а это значит, что продукция пользуется спросом и качество построенного из газобетона жилья оказалось на высоте. Именно поэтому теплопроводность и другие характеристики газоблока так интересуют потенциальных застройщиков.

Технология его производства несколько схожа с получением силикатного кирпича: компоненты те же — только к цементу, песку и извести добавляются ещё ингредиенты, провоцирующие процесс порообразования. Это алюминиевая пыль или паста, а также сульфат и гидроксид натрия, взаимодействие которых запускает химическую реакцию с высвобождающимся кислородом.

При этом блоки не подвергаются прессованию, так как требуется получить не максимально плотные, а наоборот, воздухонаполненные изделия. Созревание бетона происходит в автоклавах – камерах, где он в течение 12 часов обрабатывается подаваемым под давлением высокотемпературным паром. Это обеспечивает ускоренное твердение камня и более высокую, чем при естественной гидратации прочность.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

На заметку: В процессе автоклавирования в бетоне образуется новый минерал под названием тоберморит (силикат кальция), который встречается в составе камня базальтовых пород и портландцементе. При реакции с водой он принимает участие в связывании цемента, что позволяет получить более высокую прочность.

По этой причине преимущество на стороне автоклавного газобетона, и обсуждая его характеристики, мы по умолчанию будем вести речь именно о нём.

Представляем таблицу с перечнем положительных свойств газобетона и его недостатков:

Достоинства Недостатки
Низкий коэффициент теплопроводности газоблока. Зависит от марки изделия по плотности, но в среднем составляет 0,14 Вт/м*С, что втрое меньше, чем у керамзитобетона и в 6 раз – чем у полнотелого кирпича. Применяемость. Характеристики, безусловно являющиеся достоинствами материала, можно рассматривать и как недостатки. В частности, из-за относительно невысокой прочности ограничена применяемость поризованного бетона в многоэтажном строительстве. Здесь их используют только для заполнения пролётов несущих каркасов из железобетона.
Теплоемкость газобетона. Цифра характеризует количество тепла, необходимого, чтобы нагреть материал на 1 градус. При условии влажности, не превышающей 5-6%, теплоемкость газобетона d400 составляет не более 1,10 кДж/кг, в абсолютно сухом состоянии — до 0,84, как и у кирпича. Повышенная чувствительность к влаге. Наличие открытых пор делает камень гигроскопичным, а это требует принятия мер для защиты стен от воздействия паров и насыщения водой. Этот недостаток легко нивелируется за счёт правильного структурирования стенового пирога.
Сопротивление теплопередаче газобетона d500 (среднее значение). Чем выше цифра, тем лучше слои материала сопротивляются отдаче тепла. Составляет 2,67 м²*С/Вт при толщине стены 300 мм. Для примера, у кирпичной стены в два кирпича эта цифра составляет всего 1,09 м²*С/Вт. Трещиностойкость. Газобетон – материал довольно хрупкий, и сильно реагирует на перепады температуры и влажности. В результате возникающих напряжений появляются трещины, которые хоть и не ослабляют прочность кладки, но портят её внешний вид. Именно поэтому для ячеистобетонной кладки предусматривают наружное утепление – а не потому, что теплоизоляционные свойства газобетона не позволяют без него обойтись. Примечание: Однако трещины могут появляться и из-за недостаточно жёсткого основания. Поэтому фундаменты для газобетонных домов всегда нужно проектировать в монолите.
Геометрия блоков на самом высоком уровне. Погрешности в параметрах составляют не более 2 мм, что позволяет производить монтаж на тонкий слой клея. При наличии у блоков пазогребневых соединений, вертикальные клеевые швы и вовсе отсутствуют. Морозостойкость. Чем ниже прочность бетонного камня, тем меньше циклов заморозки и оттайки он выдерживает. Газобетон D600 соответствует классу прочности В2,5, что обеспечивает только 25 циклов. Но это распространяется только на незащищённый от увлажнения материал — а в таких условиях даже и кирпич не всегда служит дольше.
Трудоёмкость и скорость возведения стен. Благодаря малому весу и крупному формату блоков, в процессе кладки не приходится пользоваться грузоподъёмными механизмами. Работа продвигается быстро, 1 м² кладки в час – это в 4 раза быстрее, чем с использованием кирпича. Ограничения по выбору материалов для утепления и внешней отделки. Чтобы дать пару беспрепятственно проходить через кладку, не конденсируясь в её толще, коэффициент паропроницаемости каждого следующего слоя в направлении от стены к улице должен быть более высоким.
Экологичность. Больше всего поборников экологичности волнует радиоактивность материала, которая в общепринятой норме составляет 370 Бк/кг. Фон газобетона далеко не дотягивает до этой цифры и составляет чуть больше 50 Бк/кг. У того же кирпича в зависимости от вида глины он варьируется в пределах 126-840 Бк/кг. Необходимость в специальном крепеже. Стены из пористого бетона имеют слабую устойчивость к вырывающим нагрузкам. По этой причине повесить тяжёлый предмет на обычные дюбель-гвозди невозможно. Нужны более дорогие спиральные, распорные или забивные дюбели.
Огнестойкость. Поризованный бетон имеет класс пожарной устойчивости К0 – как не представляющий опасности. Показатель REI (предел огнестойкости) составляет 4 часа при толщине стен более 20 см. Именно столько времени они выдержат воздействие открытого огня без деформации. При этом газобетон не выделяет токсичных веществ. Слабая адгезия. Очень гладкая поверхность блоков снижает сцепляемость бетона со штукатуркой. Делать насечки бучардой, как в случае с тяжёлым бетоном, здесь нежелательно, проще всего использовать грунтовки с кварцевым наполнителем.
Затраты на фундамент. Достаточно высокие, если учесть, что кладка из ячеистого материала чувствительна к подвижкам основания, и надо обязательно заливать монолит. Но высокое сопротивление теплопередаче газобетона позволяет уменьшать толщину стен — а это реальная экономия на количестве бетона.  
Затраты на кладочный материал. Несмотря на то, что клеевая смесь обходится вдвое дороже аналогичного количества обычного ЦПС, за счёт более низкого расхода (в 5-6 раз) получается немалая экономия.  
Простота обработки. С газобетонными блоками легко работать, так как их можно пилить и штробировать ручным инструментом. Камню несложно придать нужную форму, что позволяет быстро изготовить доборный элемент и выкладывать стены радиусной формы.  
Стоимость. Всё, конечно, относительно. Однако по цене кубометр газобетонных блоков в три раза дешевле кирпича и более чем в 5 раз – пиломатериала.  

Перечень недостатков не так велик по сравнению с количеством преимуществ, да и те не столь существенны, чтобы быть помехой для постройки прочного, долговечного, а главное — тёплого жилого дома.

Коэффициент теплопроводности газобетонных блоков, как и любого другого материала, характеризует его возможность проводить тепло. Численно он выражается плотностью теплового потока при определённом температурном градиенте. Способность удерживать тепло зависит от влияния таких факторов, как:

  1. степень паропроницаемости;
  2. плотность материала;
  3. способность усваивать тепло;
  4. коэффициент водопоглощения.

Последнее особенно хорошо видно в представленной ниже таблице:

Марка газобетона по плотности Теплопроводность газоблока в сухом состоянии (Вт/м*С) Коэффициент теплопроводности газобетона при влажности до 6% (ВТ/м*С) Теплоемкость газобетона (Вт/м²*С) за 24 часа Паропроницаемость (мг/м ч Па)
d400 0,09 0,14 3,12 0,23
d500 0,11 0,16 3,12 0,20
d600 0,12 0,18 3,91 0,17
D700 0,14 0,19 3,91 0,16

Как видите, чем более плотная у бетонного камня структура, тем меньше он пропускает пара и больше тепла. Поэтому, выбирая материал для строительства дома, не стоит стремиться покупать блоки с запасом прочности без необходимости.

Теплопроводность газобетонного блока во многом обусловлена структурой материала, который более чем на 80% состоит из заполненных воздухом пор. Воздух является лучшим утеплителем, благодаря его присутствию меняется характеристика бетонного камня. Влажность воздуха тоже оказывает влияние на показатели теплопроводности – они будут тем ниже, чем суше климат.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Примечание: При стабильно высокой влажности всё преимущество пористого материала может быть сведено к нулю, и его способность пропускать тепло станет такой же, как у кирпича. Поэтому в районах с климатически обусловленной высокой влажностью внешние ограждающие конструкции увеличивают в толщине.

  • Очень важно предварительно сделать теплотехнический расчет стены из газобетона – чтобы в итоге проживание в доме не оказалось некомфортным. При этом обязательно учитывают параметры применяемых для кладки блоков, округляя итоги в большую сторону до ближайшего показателя толщины.
  • Теплопроводность готовой стены может отличаться от теплопроводности газобетона d400, если, к примеру, блоки смонтировали не на клею, и на растворе. Затвердевшая пескоцементная стяжка имеет коэффициент теплопроводности 0,76 Вт/м*С – и это при расчётном коэффициенте газобетона этой марки 0,12 Вт/м*С!
  • Разница очевидна, и не надо быть великим специалистом, чтобы понять, что тепло будет уходить если не через блоки, то через их стыки. Вывод напрашивается сам: чем тоньше слой, тем лучше. А это возможно только при использовании тонкослойных клеёв.

Это же касается и армирующего пояса из тяжёлого бетона. Чтобы он не оказался одним большим мостом холода, монтировать его лучше по несъёмной опалубке. Её роль исполняют газобетонные U-блоки, внутрь которых укладывается арматура и производится уже заливка обычного бетона.

Низкая теплопроводность газобетонных блоков даёт возможность получить экономию не только за счёт уменьшенной толщины стен и ширины фундамента, но и снизить расходы на эксплуатацию дома. Ведь для поддержания комфортной температуры в помещениях будет тратиться гораздо меньше электричества или газа.

Как этого добиться, мы расскажем чуть позже, а пока предлагаем оценить теплопроводность газоблока в сравнении с другими материалами:

Характеристика Газобетон Пенобетон Керамзитобетон Полистиролбетон Пустотелый кирпич Керамоблок Древесина
Плотность кг/м³ 300-600 400-700 850-1800 350-550 1400-1700 400-1000 500
Теплопроводность Вт/м*С 0,08-0,14 0,14-0,22 0,38-0,08 0,1-0,14 0,5 0,18-0,28 0,14

Как видите, теплопроводность газобетона в сравнении с группой популярных теплоэффективных материалов стен соответствует показателю древесины. Из кладочных материалов конкурировать с ним могут только пенобетон и полистиролбетон.

Если теплопроводность газобетона в большинстве случаев обеспечивает комфорт проживания в доме, зачем тогда утеплять стены? Выше уже было сказано, что поризованный материал необходимо защитить от перепадов температур и влажности. Но это лишь один аспект, второй заключается в стремлении снизить расходы на отопление помещений.

Для дачного дома, который в зимнее время практически не эксплуатируется, толщины стен в 200 мм более чем достаточно. Что касается жилья постоянного проживания, то имеет смысл сделать стены более толстыми. Теплопроводность газоблока 30 см будет при аналогичной плотности такой же, но уменьшится количество теплопотерь.

По этой причине, особенно в холодных регионах, для возведения стен берут более толстые блоки. Теплопотери дома из газобетона 375 мм снижаются ещё на треть, и стены получаются гораздо теплее тех нормативов, что применяются в официальном строительстве. При плотности 400 кг/м³ теплопроводность такой кладки составит 0,08 Вт/м*С, а сопротивление передаче тепла установится на уровне 3,26 м²*С/Вт.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Примечание: Чтобы получить точные цифры, необходимо произвести теплотехнический расчет газобетонной стены, с учётом среднезимних температур, характерных для данной местности. Приобретая типовой, или заказывая индивидуальный проект для будущего дома, заказчик вместе с рабочей документацией получает и такой расчёт.

Однако в частном строительстве многие предпочитают обходиться без проектирования. Для самостоятельного расчёта можно использовать онлайн калькулятор теплопотерь дома из газобетона.

Вот когда газобетонные стены однозначно нуждаются в утеплении:

  1. При плотности блоков d500 и выше.
  2. При толщине стены менее 30 см.
  3. Когда газоблоками производится заполнение пролётов железобетонного каркаса.
  4. Когда кладка производится не на клей, а на раствор.
  5. При использовании неавтоклавных изделий более низкого качества.

В таком случае, автоматически возникает вопрос: чем утеплять?

В силу ячеистой структуры газобетон называют дышащим материалом, в среднем, его коэффициент паропроницаемости составляет 0,20 мг/м*ч*Па (это в 3,5 раза выше, чем у дерева поперёк волокон).

  • Чтобы пар не задерживался в толще бетона и не конденсировался в нём, утеплитель должен иметь ещё больший показатель паропроницаемости. У пенопласта, даже невысокой плотности, этот коэффициент намного ниже – порядка 0,023 мг/м*ч*Па, то есть пар он практически не пропускает.
  • Если утеплить ячеистобетонные стены пенопластом снаружи, сырость и грибок вам будут обеспечены. Уж если и использовать пенопласт в качестве утеплителя, то только изнутри. Там он будет препятствовать попаданию пара в стены, но для этого нужно, чтобы все стыки между плитами были хорошо герметизированы, и использовалась пароизоляционная плёнка.
  • Толщина утеплителя для блоков D400 толщиной 300 мм должна быть не менее 100 мм. Но если при этом стены не будут утеплены снаружи, влажность кладки с нормативных 6% увеличится до 12%.

Это значит, что в итоге теплопроводность газоблока окажется выше расчётной, ухудшив теплоэффективность стен в целом.

Минвата – самый надёжный и подходящий по паропроницаемости вариант, её показатели в зависимости от плотности варьируются в пределах 0,30-0,60 мг/м*ч*Па. Это выше, чем у газобетона, поэтому для пара этот утеплитель не создаёт никаких препон.

Здесь важно, чтобы сама минвата не аккумулировала в себе влагу и не отсыревала. Поэтому, поверх неё монтируют паропроницаемую мембрану с ещё большей степенью проходимости. Так же, если для наружной отделки будет использоваться навесной материал или кирпич, для хорошей вентиляции предусматривают технологический зазор.

Если же по утеплителю будет выполняться штукатурка, то её коэффициент паропроницаемости должен быть выше, чем у минваты. При толщине плит в 50 мм, влажность газобетона может достигать 7%. Это хоть и незначительно, но превышает норму, поэтому лучше всего в расчёт закладывать утеплитель толщиной 100 мм.

Эковатой называют рыхлый целлюлозный утеплитель, обработанный для биологической стойкости борной кислотой. У него аналогичный минеральной вате коэффициент паропроницаемости и теоретически он подходит для наружного утепления ячеистобетонных стен.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Внимание: На практике же любой насыпной материал неудобен для утепления стен, так как имеет способность самоуплотняться, в результате чего в теплоизоляционной прослойке образуются пустоты. Эковата сильнее минваты подвержена сорбционному увлажнению, поэтому проектировщиками в качестве материала для утепления стен она вообще не рассматривается.

Существует такое понятие, как тёплая штукатурка, которая получила своё название за счёт применения в качестве крупного заполнителя гранул перлита или пеностекла – материалов, которые сами по себе являются утеплителем. Если вы взяли для строительства дома блоки толщиной 375 мм, можно прекрасно обойтись теплоизоляционной штукатуркой, используя её и внутри, и снаружи.

Для внутренних работ применяют составы на основе цемента, гипса или извести с более низкой паропроницаемостью. Фасадные штукатурки имеют цементно-карбонатно-перлитовый состав с коэффициентом паропроницаемости 0,17 мг/м*ч*Па. Это немного меньше, чем у газобетона, но учитывая его толщину и наличие почти непроницаемого слоя штукатурки внутри, стена будет работать как надо.

Вопрос, как правильно утеплять дом из газобетона, является одним из самых важных, потому что от выбора теплоизоляционного материала зависит и долговечность конструкций, и комфорт эксплуатации жилья в целом. Надеемся, что представленная здесь информация окажется полезной, хотя окончательное решение, конечно же, остаётся за вами.

Сравнительная характеристика теплопроводности газобетона. Выбор толщины блока.

Технические характеристики газобетонных блоков

Отопительный сезон зачастую сопряжён с потерей тепла, которое крадут «холодные» стены не из газобетона UDK :-). А потому целесообразно строить или утеплять частный коттедж с использованием пористого материала. Газобетон различают по его плотности, которая измеряется в кг/м3. В зависимости от марки блока, его используют в различных целях: теплоизоляционных — в роли утеплителя, для постройки не высоких зданий, для строительства несущих конструкций высотных зданий.

Маркировка D400 обозначает, что в 1м3 пористого материала находится 400 кг. твёрдых частиц, занимающих 1/3 всей массы блока. Воздушные массы в ячейках являются естественной теплоизоляцией, не позволяющей внутреннему теплу из помещения проникать сквозь них. А потому, чем менее плотный монолит, тем лучше он сохранит тепло. В отличие от других стройматериалов, газобетонные блоки обладают более низкими показаниями теплопроводности. В этом можно убедиться взглянув на данную сравнительную таблицу и наглядные графики.

с Материал Теплопроводность, Вт/м °C
Показатели плотности, кг/м3
D400 D500
Газобетон при уровне влажности 0% 0,096 0,112
5% 0,117 0,147
Пенобетон при уровне влажности 0% 0,102 0,131
5% 0,131 0,161
Древесина, при уровне влажности 0% 0,116 0,146
5% 0,181 0,187

Структура пеноблоков похожа на газобетон, но при этом в пеноблоках замкнутые ячейки и высокие показатели плотности. Геометрия пеноблоков не точна и не совершенна, а потому в роли теплоизоляционного материала намного выгоднее использовать именно газобетон.

Древесина, хоть и является экологически чистым материалом, но когда речь заходит о её качественных теплоизоляционных свойствах, то она значительно проигрывает газобетону, так как не способна в должной мере сохранить тепло.

Однако отметим, что ячеистый блок – дышащий, огнеупорный материал, который отлично справляется со всеми поставленными перед ним задачами. Используя его в строительстве, важно сделать ограждение фундамента и цоколя здания от влаги. Потому как пористая структура может её тянуть в себя. С этой целью применяется рубероид и битум.

Характеристики теплопроводности кирпича и газобетонных блоков

Кирпич — классический вариант стройматериала, используемый для строительства дачных домиков и частных коттеджей. Он морозоустойчив, долговечен и обладает высокой плотностью. Но в отличие от газобетонных блоков, кирпичная стена возводится многослойной. Для того, чтобы дополнительно проложить утепляющие материалы между наружными и внутренними кладками.
 

Материал Показатели средней теплопроводности, Вт/м ° C
Газоблок 0,08-0,14
Керамические кирпичи 0,36-0,42
Красные глиняные кирпичи 0,57
Силикатные кирпичи 0,71

Выбор толщины блока

Толщина стен влияет на их теплоизоляционные свойства. Чем они толще, тем дольше будет сохранятся комфортная атмосфера внутри жилища.В процессе проектирования ширины ограждений, необходимо учитывать «мостики холода» (толщина цемента для укладки). Блоки монтируют при помощи пазового замка и клеевого раствора. Данный способ гарантирует сохранность тепла, сводя его потери до минимальных значений. Чтобы не платить больше, важно знать некоторые показатели, которыми обладают сборные конструкции стандартной толщины.

Материал Показатели толщины наружных стен, см
12 см 20 см 24 см 30 см 40 см
Показатели теплопроводности, Вт/м ° C
Белые кирпичи 7,51 4,52 3,75 3,12 2,25
Красные кирпичи 6,75 4,05 3,37 2,71 2,02
Газобетонный блок D400 0,82 0,51 0,41 0,32 0,25

Наилучшими качественными характеристиками на сегодняшний день обладают газобетон ЮДК которые производятся в городе Днепр (Украина). Шесть лет назад (в 2012 г.) завод UDK создал газобетон D400 с показателем прочности — 35 кг/см2. Данные свойства стройматериала позволили значительно сократить глубину наружных стен, что в свою очередь повлияло на себестоимость стройки.

За счёт того, что геометрия блоков ЮДК чёткая и точная, их можно класть на ультратонкий слой клея UDK TBM, благодаря чему в итоге не образуется «мостиков холода». К тому же, за счёт низкого коэффициента теплопотери, наружным стенам не потребуется дополнительное утепление. А высокий уровень прочности газобетона позволяет возводить здания до 5 этажей. При этом не используя монолитный каркас. Срок службы газоблока ЮДК около 100 лет.

Выбор толщины стены из газобетонных блоков ЮДК

Стена Размер блока
Наружная стена: D400, D500; В2,5-В2,0;
25-35 кг/см2; 400-500 мм.
Несущая
Не несущая
Жилой дом до 4 этажей, где проживают круглый год
Перегородка: D400, D500; В2,5-В2,0;
25-35 кг/см2; 200-500 мм.
Несущая при условии устройства монолитного пояса
Перегородка:

D500; В2,5;
35 кг/см2; 100-150 мм.

Не несущая

Выбор толщины стен необходимо делать с учётом вида постройки. Для постройки жилого дома у застройщиков пользуется популярностью толщина стены в один слой — 300-400 мм (иногда 500 мм). Ведь однослойные стены – всегда на порядок дешевле, нежели «сэндвичи». Классический стандартный газоблок имеет такие параметры: плотность — D300, D400; прочность В2,0,В2,5. Такой блок подходит для строительства одно- и двухэтажных зданий.


Для загородного дачного домика, куда хозяин наведывается лишь в тёплое время года, а зимой не требуется поддержание в помещении тепла, блока глубиной в 200 мм более чем достаточно. Такие стены прогреются очень быстро, а значит потребуется меньше энергоресурсов.

Для хозяйственных построек, а также гаража, толщину стен необходимо выбирать с учётом частоты нахождения в них. Там должно быть уютно и комфортно. Чтобы влажность и температурный режим были в норме для нужд хозяина помещения, в любое время года.

Определится с толщиной стены из газобетонных блоков, инвестор может исходя из нескольких нюансов. Во-первых, это стоимость газобетона. А она очень выгодная с учётом всех требований. Во-вторых, это типовой проект. Обычно в него закладывают средний показатель толщины стены с указанием температурной зоны и требования к коэффициенту сопротивления теплопередачи, как указано на рисунке ниже.

Для южной части Украины стена может быть более тонкой, нежели в северном регионе страны. Чем тоньше стена – тем большая жилая площадь выйдет в итоге. Естественно, толстые стены крадут жилые метры. Но, при злоупотреблении правилами грамотной стройки, можно существенно потерять на отоплении в зимний период и охлаждении в летний сезон. Ведь сквозь «холодные» стены тепло будет утекать с большой скоростью, а летом наоборот станет невыносимо жарко. К тому же, суммы за отопление и охлаждение помещения дополнительными средствами, увеличатся в разы.

Решение строить здание с толстыми стенами, это опять же не выгодно, ведь необходимо будет потратиться на дополнительный фундамент. Альтернативный и разумный выбор – стены из газобетона. Удовлетворяющие как потребителя, так и застройщика тем, что не дорого стоят и надёжно сохраняют тепло, при этом не мешая помещению «дышать».

На сегодняшний день газобетон ЮДК является оптимальным выбором стройматериала. Долговечный (70-100 лет), надёжный, обладающий низкой теплопроводностью и безупречной геометрией блоков – он находится на пике своей популярности. Благодаря его не высокому объёмному весу идёт меньшая нагрузка на фундамент. Лучше ложатся отделочные материалы и не требуется больших трудозатрат. А разнообразный выбор газобетонных блоков, отличающихся по толщине, прочности и назначению — способен удовлетворить требования большинства застройщиков.

Какая теплопроводность газобетона — определяем толщину стены

Теплопроводность – свойство материала проводить(удерживать) тепло. Чем теплопроводность ниже, тем лучше материал сохраняет тепло. Газобетон в плане теплоэффективности обладает отличными показателями, которые во много раз лучше, чем у кирпича.

Если углубится в сам процесс передачи тепла, то тепловая энергия очень хорошо передается через плотные материалы, и намного медленнее передается через воздух. В газобетонных блоках очень много воздуха, чему способствуют многочисленные поры в его составе. Каждая отдельная пора представляет из себя преграду на пути продвижения тепла, и соответственно, тепло лучше сохраняется.

Газобетон бывает различной плотности, от D300 до D700. Чем плотность ниже, тем больше в нем воздуха, и ниже теплопроводность, то есть тепло лучше сохраняется. В более плотном газобетоне воздуха меньше, и тепло он сохраняет хуже.

Плотность и прочность газобетона связаны напрямую, то есть, легкие газобетоны имеют меньшую прочность на сжатие.

Теперь перейдем непосредственно к цифрам, а точнее к таблице теплопроводности газобетона и других материалов.

Влияние влаги на теплопроводность газобетона

Если внимательно разобраться в столбцах таблицы, то можно заметить небольшие различия в теплопроводности между сухим и влажным состоянием газобетона. Мокрый газобетон быстрее проводит тепло, то есть, хуже удерживает тепло. Чем блоки влажнее, тем больше у них теплопроводность.

Стоит отметить, что свежий автоклавный газобетон привозят на стройплощадку очень влажным, и чтобы он про сох до равновесной влажности, которая составляет 5%, ему необходимо просохнуть около года. Тогда его теплопроводность уменьшится, и он будет лучше удерживать тепло. Этап просушки является очень важным, и в этот период не стоит заниматься отделкой стен, они должны просыхать, иначе будет плесень.

Теплопроводность и тепловое сопротивление

Теплопроводность — это некоторый коэффициент материала, и чем он ниже, тем лучше сохраняется тепло.

Тепловое сопротивление, это расчетное значение стены, которое определяется по простой формуле — толщину газобетона (в метрах) делим на коэффициент теплопроводности материала.

Пример! Имеем стену из газобетона марки D400 толщиной 375 мм, и нужно определить тепловое сопротивление. По таблице смотрим тепловодность газобетона D400 — (0.11).

Тепловое сопротивление = 0.375/0.11 = 3.4 м2·°C/Вт.

Чем значение теплового сопротивления больше, тем лучше сохраняется тепло. Как вы понимаете, стена толщиной 400 мм будет удерживать тепло в два раза лучше, чем стена 200 мм.

С теплопроводностью самого газобетона разобрались, но как дела обстоят в кладке, ведь она включает в себя еще и швы. Так как швы между блоками состоят из клея или раствора, то они представляют из себя небольшие мостики холода, которые ухудшают общее тепловое сопротивление стены. Поэтому, кладку газобетона осуществляют только на специальный тонкошовный клей.

Толщина шва при кладке должна быть 2-3 мм, что сведет к минимуму мостики холода. Газобетонные блоки нельзя укладывать на обычный раствор, исключением является только первый ряд блоков по гидроизоляции фундамента.

Краткое руководство по спецификации блоков и блоков

Блочная кладка играет ключевую роль в строительной отрасли. В этом руководстве рассматриваются некоторые ключевые моменты при выборе блоков для вашего проекта.

Искать «блоки» и «блочные продукты» по SpecifiedBy

Блоки — это общее название бетонных блоков каменной кладки (CMU), их иногда также называют бетонными кирпичами, цементными блоками, шлакоблоками или шлакоблоками.

Идея изготовления блоков из бетона, имитирующих структурную эффективность блоков природного камня или кирпича при гораздо более низкой стоимости, возникла в 19 веке в Америке. На протяжении ХХ века и по сегодняшний день бетонные блоки настолько распространены, что их можно с полным основанием считать самым распространенным строительным материалом в мире — на милю.

Хотя они потеряли популярность у некоторых архитекторов, которые считают их устаревшими, они по-прежнему используются во всем мире в самых разных приложениях, где надежность и стоимость являются решающими факторами.

Бетонные блоки — это буквально рабочая лошадка в строительном мире: за исключением высоких зданий, они широко используются во всех областях зданий, включая фундаменты, стены и пол.

Обратите внимание: в этой статье рассматриваются только блоки, сделанные из бетона, а не блоки из глины, такие как соты (Ziegel) или необожженные глиняные кирпичи.

Технические характеристики блочной конструкции

Бетонные блоки можно разделить на три категории: плотный заполнитель, легкий заполнитель и ячеистый газобетон, иногда известный как газобетон.

Плотные агрегатные блоки состоят из цемента, песка и различных заполнителей, таких как барит, магнетит, железные или свинцовые окатыши, и имеют типичную теплопроводность 0,70–1,30 Вт / мК.

Блоки из легких заполнителей состоят из цемента, песка и легких природных заполнителей, таких как вулканическая пемза, сланец или сланец, или промышленных побочных продуктов, таких как летучая зола, шлак или FBA (примесь на основе фторосиликата), с типичной теплопроводностью 0,10 — 0,20 Вт / мК. Газобетонные блоки, или газобетон, впервые изобретенные в 1920-х годах,

Как правильно выбрать кирпичную кладку

Основным фактором, который следует учитывать при выборе бетонных блоков, является структурная нагрузка, которую можно ожидать от них.

При этом вам следует проконсультироваться с инженером-строителем, особенно если здание более двух этажей. Для зданий до двух этажей любой из трех основных типов бетонных блоков, упомянутых выше, будет подходящим с точки зрения конструкции.

Второй вопрос, который следует учитывать, — это значение изоляции указанных вами блоков.

Вам следует тщательно продумать стратегию обогрева вашего здания и решить, что важнее — изоляция или тепловая масса.В то время как блоки из легкого заполнителя или газобетона будут обеспечивать свою собственную встроенную изоляцию в виде воздуха, захваченного в бетон (требуя меньшей изоляции полости или ее отсутствия, в зависимости от нормативных требований), эти более легкие формы блоков имеют недостаток, заключающийся в меньшей тепловой массе. чем тяжелые агрегатные блоки.

Меньшая тепловая масса затруднит использование естественного тепла солнечного света, но это не будет приниматься во внимание органами управления зданием.

Дополнительная изоляция сохранит тепло в вашем доме дольше и будет учтена строительным надзором, но может предотвратить попадание части естественного тепла от солнца в конструкцию.

Вы также должны учитывать возможность сборки любого типа блока, который вы укажете.

С блоками для зажигалок строителям значительно легче обращаться, но их может быть трудно оштукатурить непосредственно, если они не полностью ровные.

Более тяжелые блоки потребуют гораздо больше работы, но могут быть желательны по структурным или термическим причинам.

Также стоит учитывать устойчивость любых бетонных блоков, которые вы выберете.

Блоки из газобетона являются наиболее устойчивым типом бетонных блоков и могут соответствовать Кодексу экологически безопасных домов, с содержанием вторичного сырья до 80% и значительно сниженными транспортными расходами благодаря более низкому соотношению веса к объему.

Блоки легких заполнителей также могут содержать переработанное содержимое в качестве заполнителя, обычно называемого вторичными заполнителями, поскольку они являются вторичными побочными продуктами различных производственных процессов.

Правила, которые следует учитывать при определении блочной конструкции

Несмотря на то, что строительные нормы и правила прямо не касаются использования бетонных блоков в зданиях, стеновые конструкции, в которых они используются, должны соответствовать Утвержденному документу Строительных норм, часть E Устойчивость к прохождению звука Утвержденный документ и , часть L Сохранение топлива и мощность .

Оба этих документа устанавливают минимальные требования как для прохождения звука и энергии через стены и другие строительные элементы в новых и реконструируемых существующих зданиях.

Для простоты здесь будут обсуждаться только правила, применимые к жилым домам.

Для новых жилых зданий минимальное значение передачи воздушного звука для стен составляет 45 дБ, а для существующих зданий минимальное значение передачи воздушного шума составляет 43 дБ.

Часть E требует, чтобы 10% всех жилых помещений проходили предварительное тестирование (PCT) на предмет акустического соответствия на месте. Это тестирование должно проводиться испытательной организацией с правильной аккредитацией.

В качестве альтернативы разработчики могут использовать надежную деталь (RD), разделяющую этажи, чтобы продемонстрировать соответствие Части E и устранить необходимость в предварительных испытаниях.

В новостройках теплоизоляция внешних стен должна составлять 0,30 Вт / м2.К, а для реновации — наружные стены с изоляцией полости с теплопотери более 0.70 Вт / м2.К следует модернизировать, чтобы теплопотери составляли 0,50 Вт / м2.К, а внешние стены с внешней / внутренней изоляцией с теплопотери более 0,70 Вт / м2.К следует модернизировать, чтобы чтобы иметь коэффициент теплопередачи 0,30 Вт / м2К.

Вы должны знать, что строительные нормы и правила предусматривают дальнейшие меры по энергосбережению, которые выходят за рамки максимальных значений потерь тепла для стен.

Наконец, также важно убедиться, что указанные вами продукты сертифицированы BBA (British Board of Agrement), чтобы они соответствовали строительным нормам и могли быть подписаны инспектором здания.

Искать «блоки» и «блочные продукты» по SpecifiedBy

Исследование тепловых свойств пустотелых сланцевых блоков как материалов для самоизоляции стен

Для снижения энергопотребления и защиты окружающей среды был спроектирован и изготовлен тип пустотелого сланцевого блока с 29 рядами отверстий. В данной работе исследованы термические свойства пустотелых сланцевых блоков и стен. Во-первых, метод защитного теплового ящика был использован для получения коэффициента теплопередачи стенок пустотелых сланцевых блоков.Экспериментальный коэффициент теплопередачи составляет 0,726 Вт / м 2 · K, что позволяет сэкономить энергию по сравнению с традиционными материалами стен. Затем теоретическое значение коэффициента теплопередачи было рассчитано и составило 0,546 Вт / м 2 · K. Кроме того, одномерный стационарный процесс теплопроводности для блока и стен был смоделирован с использованием программного обеспечения для анализа методом конечных элементов ANSYS. Расчетный коэффициент теплопередачи для стен составил 0,671 Вт / м 2 · K, что хорошо согласуется с результатами испытаний.Обладая выдающимися свойствами самоизоляции, этот тип пустотелого сланцевого блока может использоваться в качестве материала стен без каких-либо дополнительных мер по изоляции в каменных конструкциях.

1. Введение

Во всем мире экономическое развитие все больше ограничивается нехваткой природных ресурсов [1]. Кроме того, экономический рост приводит к таким проблемам, как разрушение окружающей среды и растрата ресурсов. Чтобы улучшить эту ситуацию и повысить энергоэффективность зданий, традиционные полнотелые глиняные кирпичи были официально запрещены в строительстве, что способствует изучению и применению новых материалов для стен [2].

В настоящее время существует много типов новых стеновых материалов, таких как небольшой полый бетонный блок, пенобетонный блок и небольшой полый блок летучей золы. Однако ни один из этих стеновых материалов не является самоизоляционным, поэтому требуются определенные меры по теплоизоляции внешних стен. Меры внешней изоляции для наружных стен широко используются в строительстве, несмотря на некоторые очевидные недостатки, такие как легкое падение, короткий срок службы и низкая безопасность. Кроме того, в традиционной кирпичной кладке толщина швов раствора колеблется от 8 мм до 12 мм, легко образуя явные тепловые мостики и приводя к значительным потерям энергии.

За последние 40 лет были разработаны различные изоляционные спеченные полые блоки, например, предложенные Porothem, Klimation, Poroton, Thermopor, Unipor, Monomur и Thermoarcilla [3]. Все эти блоки обладают низкой плотностью, большим числом отверстий, высокой гладкостью поверхности и хорошими тепловыми характеристиками. Zhu et al. [4] исследовали термические свойства бетона из переработанного заполнителя (RAC) и блоков из переработанного бетона. Sodupe-Ortega et al. [5] изготовили прорезиненный длинный пустотелый блок и изучили технико-экономическую осуществимость производства этих блоков с использованием автоматических кирпичных машин.Zhang et al. [6] изучали тепловые характеристики бетонных пустотных блоков с помощью моделирования методом конечных элементов. Fan et al. [7] описал новый строительный материал, названный пенополистиролом из вторичного бетона, и провел соответствующее численное моделирование пустотелых блоков EPSRC и теплоизоляционных стен на основе термодинамических принципов. В недавних работах методы численного моделирования были предложены Del Coz Díaz et al. [8–11] для изучения различных типов стен из разного легкого пустотелого кирпича.Ли и др. [12] представили разработку упрощенной модели теплопередачи полых блоков для простого и эффективного расчета теплового потока.

Пустотелый сланцевый блок состоит из сланца в качестве основного сырья, опилок в качестве порообразователя и промышленных отходов, таких как летучая зола, стальной шлак и крошка макулатуры в качестве вспомогательных материалов. Все это сырье обжигается в соответствии с определенным производственным процессом, чтобы получить новый энергосберегающий и экологически чистый стеновой материал, который обладает такими преимуществами, как легкий вес, большой размер, высокая скорость отверстий и высокая гладкость.Между тем, пустотелые сланцевые блоки в полной мере используют богатые сланцевые ресурсы для сохранения сельскохозяйственных угодий. В процессе возведения стен из пустотелых сланцевых блоков разрабатывается технология строительства швов из раствора толщиной 1-2 мм, позволяющая значительно снизить теплопотери, вызванные структурными тепловыми мостами. Ожидается, что без мер внешней изоляции будут достигнуты отличные теплоизоляционные свойства и энергоэффективность жилых зданий в условиях сильного холода и холода в наружных стенах.Wu et al. [13] исследовали механические и термические свойства стен из пустотелых обожженных блоков. Bai et al. [14, 15] исследовали сейсмическое поведение обожженных теплоизоляционных стен из сланцевых блоков с ультратонкими швами из раствора.

Коэффициент теплопередачи — один из важнейших параметров для оценки тепловых характеристик стен. При заданной температуре окружающей среды чем ниже коэффициент теплопередачи, тем меньше тепла рассеивается через стену. В настоящее время коэффициенты теплопередачи стен в основном определяются измерениями на месте или лабораторными испытаниями [16].В этом исследовании коэффициенты теплопередачи стенок из пустотелых сланцевых блоков были получены в результате лабораторных испытаний и сопоставлены с теоретическими расчетами и результатами моделирования методом конечных элементов. В разделе 2 представлены подробные размеры, производственные процессы, химические компоненты и минеральный состав пустотного сланцевого блока.

2. Блок пустотелых сланцев
2.1. Детали блока полых сланцев

Размеры блоков 365 мм × 248 мм × 248 мм с 29 рядами отверстий; плотность составляет 850 кг / м. 3 , что может значительно снизить вес здания и повысить эффективность теплоизоляции блоков.Подробные размеры показаны на рисунке 1.


2.2. Сырье
2.2.1. Сланец

Сланец — это древняя осадочная порода, образовавшаяся в результате длительных геологических процессов. Древние породы дробятся на глинистые минералы и небольшое количество обломочных минералов в результате выветривания и затем переносятся в осадочные места во взвешенном состоянии. Все эти минералы отложились механически и превратились в глинистые породы с ламелляционной структурой при низкой температуре и низком давлении из-за внешних сил и эффекта диагенеза.В Китае более 75% поверхности суши покрыто осадочными породами, из которых 77,5% составляют сланцы [17].

Химический состав сланца представлен в таблице 1; Основные минеральные компоненты сланца — кварц, кальцит, натриевый полевой шпат, каолинит и иллит. Соответствующий спектр XRD показан на Рисунке 2. После добычи, дробления и тонкого измельчения сланец является одним из наиболее многообещающих новых материалов для стенок, заменяющих спеченный глиняный кирпич из-за его большого количества хранимых материалов и легкости добычи.

24 K 8 9019 9019 9019 9019 9019 9019 9019 9019 901 .2. Порообразователь

Функция порообразующего агента заключается в образовании большого количества пор во время процесса спекания, чтобы воспользоваться преимуществом более низкого коэффициента теплопроводности воздуха.Следовательно, порообразователь может эффективно улучшить изоляционные характеристики пустотелых сланцевых блоков и снизить их вес, что улучшает сейсмические характеристики. Принимая во внимание энергосбережение, переработку ресурсов и защиту окружающей среды, в качестве порообразователя для пустотелых сланцевых блоков были выбраны опилки. Как отходы обработки древесины, опилки имеют много преимуществ при использовании в качестве порообразователя. Опилки в основном состоят из стабильных растительных волокон, а потери при возгорании могут достигать 98.49%. При образовании пор внутри блоков может образовываться множество пор, что улучшает теплоизоляционные свойства. Кроме того, опилок также много, их дешево и легко достать.

2.2.3. Промышленные отходы

Летучая зола, стальной шлак и макулатура были добавлены в процессе спекания в качестве вспомогательных материалов.

2.3. Производственный процесс

В качестве нового типа энергосберегающего стенового материала процесс производства пустотелых сланцевых блоков включает измельчение, старение, перемешивание, экструзию, надрез, сушку, схватывание и высокотемпературное спекание.Большинство процессов автоматизировано. Процесс производства пустотелых сланцевых блоков показан на Рисунке 3.


3. Детали эксперимента

Чтобы проверить применимость пустотелых сланцевых блоков, были проведены испытания тепловых характеристик каменных стен в соответствии с китайскими нормами [18 ].

3.1. Образцы

Испытательные стены с размерами 1650 мм × 1650 мм × 365 мм (длина × высота × ширина) были построены с использованием пустотелых сланцевых блоков (см. Рисунок 4).


Пустотность пустотелого сланцевого блока достигает 54%, а степень его прочности на сжатие достигает 10 МПа. Кроме того, его сотовая сетчатая структура может обеспечить отличные теплоизоляционные характеристики. Были изготовлены три образца, толщина горизонтального шва составляла от 1 мм до 2 мм. Поскольку в испытательных стенах не было вертикальных стыков из раствора, для блокировки и укрепления стенок из пустотелых сланцевых блоков использовались соединения «шпунт и паз». После того, как образцы были полностью высушены с выдержкой в ​​течение 20 дней, были протестированы тепловые характеристики.

3.2. Устройство для испытаний

Схема устройства для испытания характеристик теплоотдачи в установившемся режиме показано на рисунке 5, которое было разработано в соответствии с китайскими правилами GB / T13475-2008 [18] и методом защитного теплового ящика, как показано на рисунке 6. .



Поскольку защитный бокс в методе защитного теплового бокса окружает дозирующий бокс, тепловой поток через стенку дозирующего бокса () и тепловой поток боковых потерь () могут быть уменьшены до незначительного уровня, если внутренние температуры воздуха в защитном боксе и измерительном боксе равны.Теоретически, если однородный образец установлен в устройство, внутренняя и внешняя температура которого одинаковы, температура поверхности образца будет стабильной. Другими словами, тепловой поток через стенки дозатора будет равен тепловому потоку от боковых потерь (). Однако коэффициент теплопередачи реального однородного образца всегда неравномерен, особенно для частей вблизи краев измерительной камеры. Следовательно, температура поверхности образцов и вблизи измерительной камеры неравномерна, и тепловой поток через стенку измерительной камеры () и тепловой поток боковых потерь () фактически не могут быть сведены к нулю.В настоящей работе можно получить и с помощью стандартного калибровочного теста. Кроме того, коэффициент теплопередачи можно рассчитать по формуле. (1) включает следующие переменные: подвод тепловой мощности, тепловой поток через образец, температура поверхности на теплой стороне, температура поверхности на холодной стороне, температура воздуха на теплой стороне, температура воздуха на холодной стороне, площадь поверхности образец и термическое сопротивление.

3.3. Процедура испытания

(1) После 20 дней естественной сушки на воздухе образцы были помещены в испытательную машину.Детали, пересекающие швы между образцом и коробкой для образцов, были заполнены вспенивающимся изоляционным материалом для герметизации, как показано на Рисунке 7 (а). (2) Длина установочных стержней, соединенных с датчиками температуры внутри холодильной камеры и нагрева. измерительная коробка была проверена и отрегулирована, как показано на рисунке 7 (b). (3) После того, как испытательная машина проработала более 20 часов для каждого образца, а диапазон значений мощности нагрева составлял от 0,5 Вт до 3 Вт, все систему можно рассматривать как находящуюся в устойчивом тепловом состоянии.Затем измеренные данные собирались каждые полчаса и вычислялось среднее значение результатов теста.

3.4. Результаты экспериментов и обсуждение

На основании результатов испытаний трех стенок пустотелых сланцевых блоков были рассчитаны тепловые параметры, такие как коэффициент теплопередачи, тепловое сопротивление и общее тепловое сопротивление, которые перечислены в таблице 2.


Химические составляющие Содержание (мас.%)

SiO 2 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 17.01
Fe 2 O 3 6,83
CaO 6,13
MgO 2,78
Na 2 O 1.04
SO 3 0,65
TiO 2 0,77

Образцы Коэффициент теплопередачи
(Вт / м 2 ⋅K)
Тепловое сопротивление
2 K / Вт)
Общее тепловое сопротивление
2 ⋅ К / Ш)

A 0.751 1,275 1,332
B 0,726 1,080 1,377
C 0,703 1,342
1,422 1,422

Результаты показывают, что коэффициент теплопередачи стен из пустотелых сланцевых блоков составляет 0,726 Вт / (м 2 · K), что соответствует проектному стандарту энергоэффективности общественных зданий в GB50189-2005 [19].

Коэффициент теплопередачи и тепловое сопротивление различных материалов стен, которые измеряются с помощью одного и того же оборудования и с использованием одинаковых методов испытаний, показаны в таблице 3 в соответствии с исследованиями Yang et al. [20] и Wu et al. [13] и техническая спецификация для бетонных малогабаритных пустотелых блочных зданий из Китая JGJ / T2011 [21]. Эффект сохранения тепла у пустотелых стен из сланцевых блоков в 3,16 раза выше, чем у традиционных стен из глиняного кирпича, в 3,11 раза выше, чем у стен из бетонных блоков, и 1.В 69 раз выше, чем у стен из переработанных бетонных блоков. В качестве материала оболочки здания пустотелые сланцевые блоки могут не только улучшить сохранение тепла и теплоизоляционные характеристики зданий, но также сделать тепловую среду в помещении более комфортной, особенно в холодных регионах.


Материал стены Коэффициент теплопередачи
(Вт / м 2 ⋅K)
Тепловое сопротивление
2 ⋅K / W)
Размеры

Пустотелый сланцевый блок 0.726 1,232 365 мм × 248 мм × 248 мм с 29 рядами отверстий
Глиняный кирпич 2.240 0,296 240 мм × 115 мм × 53 мм
Бетонный блок 24 0,300 390 мм × 190 мм × 190 мм с тремя рядами отверстий
Блоки из вторичного бетона 1,620 0,457 390 мм × 240 мм × 190 мм с тремя рядами отверстий

4.Теоретический расчет коэффициента теплопередачи стен из пустотелых сланцевых блоков

Оболочки зданий можно разделить на однослойные, многослойные и комбинированные стены в зависимости от их состава. Многослойная стена, такая как двухсторонняя оштукатуренная кирпичная стена, состоит из нескольких слоев различных материалов стен вдоль направления теплового потока. Общее тепловое сопротивление многослойной стены складывается из теплового сопротивления каждой однослойной стены.Предполагая, что теплопередача представляет собой одномерный устойчивый процесс теплопередачи, многослойная стенка, параллельная направлению теплового потока, может быть разделена на несколько областей, границы раздела которых определяются в соответствии с составом слоя материала [22]. Среднее тепловое сопротивление многослойной стенки можно рассчитать следующим образом [18]: где — среднее тепловое сопротивление, — общая площадь теплопередачи, перпендикулярная направлению теплового потока, — поправочный коэффициент, равный 0.86 для пустотелого сланцевого блока, — разделенные области, параллельные направлению теплового потока, — тепловые сопротивления поверхностей теплопередачи, — тепловое сопротивление внутренней поверхности, которое составляет 0,11 м 2 · K / Вт, тепловое сопротивление внешней поверхности, которое составляет 0,04 м 2 · К / Вт [18].

Пустотелые сланцевые блоки с 29 рядами отверстий представляют собой многослойные стенки. Их среднее термическое сопротивление можно рассчитать с помощью вышеупомянутого метода. Для удобства пазами на боковых поверхностях пренебрегаем.Подробное разделение площадей показано на рисунке 8.


Общая поверхность теплопередачи полого сланцевого блока, перпендикулярного направлению теплового потока, разделена на 21 область. Все эти области теплопередачи являются многослойными, за исключением областей 1 и 2. Теплопроводность спеченного сланцевого материала составляет 0,463 Вт / (м · К), тепловое сопротивление слоя воздуха толщиной 8 мм составляет 0,12 м 2 · К / Вт, а тепловое сопротивление слоя воздуха 32 мм составляет 0,17 м 2 · К / Вт.Результаты расчета термического сопротивления приведены в таблице 4.

12 12 9019 среднее термическое сопротивление пустотелые сланцевые блоки можно получить по формуле (2): m 2 · K / W. Средний коэффициент теплопередачи может быть получен следующим образом:

Предполагая, что толщина горизонтального раствора составляет 2 мм и беря блок и горизонтальное соединение раствора в качестве типовой единицы, коэффициенты теплопередачи находятся где-то и представляют собой боковые площади полый сланцевый блок и шов из строительного раствора, соответственно, и — коэффициенты теплопередачи полых блоков из сланца и шва из строительного раствора, соответственно.По сравнению с результатами экспериментальных испытаний теоретические расчетные значения и для пустотелых сланцевых блоков меньше из-за упрощения с обеих сторон полого сланцевого блока.

5. Численное моделирование методом конечных элементов
5.1. Модель FEM

Для обеспечения альтернативного термического анализа и проектирования полого сланцевого блока была разработана модель FEM с использованием трехмерного теплового элемента SOLID70 с использованием пакета ANSYS, как показано на рисунке 9.


(a) Модель FEM блока
(b) Создание сетки блока
(a) Модель FEM блока
(b) Создание сетки блока

С учетом термического сопротивления Между воздушными прослойками отверстия в блоках трактовались как сплошные элементы с параметрами свойства воздушной прослойки. Тепловой поток между различными материалами рассматривался как непрерывный процесс. По температурам горячей камеры и холодной камеры определялись коэффициент теплопередачи и температурные нагрузки на поверхностях блоков.Температура внутренней поверхности составляет 30 ° C, а температура внешней поверхности -10 ° C.

Фактически, параметры моделирования методом конечных элементов имеют решающее значение для получения разумных результатов расчетов. В существующих моделях FEM значения параметров, которые необходимо указать, были установлены на основе норм теплового проектирования для гражданского строительства Китая [23]. Коэффициенты конвективной теплопередачи внутренней поверхности (защитный тепловой бокс) и внешней поверхности (холодный бокс) стенки пустотелого сланцевого блока составляют 8,7 Вт / (м 2 · K) и 23.0 Вт / (м 2 · К) соответственно. Теплопроводность спеченного сланцевого материала составляет 0,463 Вт / (м · К), теплопроводность слоя воздуха 8 мм составляет 0,067 Вт / (м · К), а теплопроводность слоя воздуха 32 мм составляет 0,188 Вт / (м · К). Теплопроводность раствора составляет 0,339 Вт / (м · К).

Поскольку вертикальный шов из раствора отсутствует, влиянием вертикальных соединений можно пренебречь в модели FEM. Вертикальный стык между сланцевыми блоками был симметричным, а плоскость симметрии считалась адиабатической границей, что означает отсутствие теплообмена по обе стороны от плоскости симметрии.Соответствующие сетки МКЭ и процесс нагружения стенок показаны на рисунке 10, на котором граничные условия и температурное моделирование такие же, как и для сланцевого блока.

5.2. Результаты моделирования

Смоделированные температурное поле и плотность теплового потока для пустотелого сланцевого блока показаны на рисунке 11. Наблюдается, что распределение температуры в блоке изменяется линейно вдоль направления теплового потока и распределяется равномерно. Плотность теплового потока и температурный градиент пустотелого сланцевого блока постепенно увеличиваются снаружи внутрь.Плотность теплового потока и температурный градиент малы для воздушной прослойки внутри блока, но больше на выступе между воздушными прослойками вдоль направления теплового потока. Кроме того, наибольший отвод тепла на единицу площади происходит в ребрах пустотелого сланцевого блока. Легко определить, что внутренний воздушный слой способствует предотвращению потерь тепла.

На рис. 12 показаны результаты моделирования стенки пустотелого сланцевого блока. В вертикальном стыке двух блоков отсутствует воздушная прослойка вдоль направления теплового потока, особенно по краям блоков, где тепловой поток сильный и градиент температуры значительно меняется.И наоборот, тепловой поток невелик, и изменение температурного градиента не так велико на горизонтальных швах раствора. Вектор плотности теплового потока также указывает на меньшие потери тепла через горизонтальные швы раствора. Эффект теплопередачи пустотелых сланцевых блоков зависит от кладочного раствора, качества кладки стен и толщины швов раствора. Швы толщиной 2 мм в стенке пустотелого сланцевого блока достаточно тонкие, поэтому их влиянием на термические свойства можно с полным основанием пренебречь.

Хотя коэффициент теплопередачи не может быть непосредственно получен из результатов моделирования FEM, его можно рассчитать по следующей формуле: где — среднее значение теплового потока, которое может быть взято из карты распределения плотности теплового потока, — это толщина стены, а — разница температур между внутренней и внешней поверхностями стены. Коэффициент теплопередачи стенок полых сланцевых блоков, полученный этим методом, составляет 0,671 Вт / м 2 · K, что меньше экспериментального значения, но больше теоретического результата в разделе 4.

По сравнению с экспериментальными результатами, теоретические значения и результаты моделирования методом конечных элементов для коэффициентов теплопередачи пустотелых сланцевых блоков меньше. Возможные причины различия следующие: (1) На поверхности имеются трещины или внутренние повреждения, образовавшиеся во время транспортировки блоков, которые влияют на тепловые характеристики кирпичной стены. (2) В процессе кладки, когда два блока плотно сцепляются друг с другом, теоретически между двумя блоками может образоваться несколько замкнутых воздушных слоев.Однако из-за отклонений блоков в процессе производства воздушные слои между двумя блоками могут быть взаимосвязаны внутри и снаружи стены, что приведет к потере тепла через этот канал и повлияет на тепловые характеристики стены.

Помимо экспериментальных и численных методов, аналитические методы, например, метод гомогенизации, являются альтернативными способами исследования эквивалентных тепловых свойств. Гомогенизация — это довольно общая стратегия, которая предсказывает макроповедение среды на основе ее микроструктуры и свойств.Структуру кладки можно приблизительно рассматривать как периодический составной континуум; он состоит из двух разных материалов (кирпича или блока и раствора), расположенных периодически. Теория гомогенизации для периодических сред позволяет вывести общее поведение кладки из поведения составляющих материалов. До сих пор подход гомогенизации использовался для изучения механических свойств конструкции кладки [24–26]. По термическим свойствам этим методом было проведено несколько исследований.В следующих исследованиях ожидается, что стратегия гомогенизации может быть последовательно использована для прогнозирования тепловых свойств кирпичных стен, исходя из тепловых свойств и композиционных структур блока и раствора.

6. Заключение

В данном исследовании изучаются термические свойства пустотелых глинобитных блоков с использованием экспериментальных испытаний, теоретических расчетов и моделирования методом конечных элементов. Из этого исследования можно сделать следующие выводы: (i) Экспериментальный коэффициент теплопередачи стенок пустотелых сланцевых блоков равен 0.726 Вт / м 2 · K, что соответствует стандартам проектирования и демонстрирует их замечательные характеристики самоизоляции по сравнению с другими материалами стен. (Ii) Используя теоретическую формулу, коэффициент теплопередачи одиночного пустотелого сланцевого блока составляет 0,544 Вт. / м 2 · K, а коэффициент теплопередачи стенки пустотелого сланцевого блока составляет 0,546 Вт / м 2 · K. Используя моделирование методом конечных элементов, коэффициент теплопередачи стенки пустотелого сланцевого блока составляет 0,671 Вт / м 2 · K. Упрощение с обеих сторон пустотелых сланцевых блоков может способствовать более высокому экспериментальному коэффициенту теплопередачи.(iii) Сильный тепловой поток и большой температурный градиент в основном возникают в вертикальных стыках двух блоков, потому что нет воздушной прослойки вдоль направления теплового потока. Тонкие швы толщиной 2 мм обеспечивают высокую самоизоляцию стен из пустотелых сланцевых блоков.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи. Благодарности .”Мы также выражаем признательность за поддержку Китайского фонда естественных наук (гранты № 51478381, 51578444) и ключевого лабораторного проекта Департамента образования провинции Шэньси (15JS050).

Исследование механических и тепловых характеристик бетонных пустотелых блоков

Теплопередача в пустотных блоках

Экспериментальный метод определения термических характеристик

Перед проведением численного теплового моделирования численная модель была проверена путем сравнения численных результатов с экспериментальными. для особой формы полого блока, очень часто используемого в ливанских конструкциях (Модель 10).

Датчики тангенциального градиента потока, используемые в данной работе, используют технологию печатных плат; они используются во многих строительных тепловых приложениях (Cherif et al. [22] и Zalewski et al. [23]). Принципиальная схема конструкции датчика представлена ​​на рис. 1а. Преимущество этих измерителей потока заключается в обеспечении хорошей чувствительности (~ 100 мкВ / Вт / м 2 ).

Рис. 1

Схематический чертеж используемых датчиков теплового потока: a Схема датчика теплового потока b Калибровочное устройство

Метод нулевого потока был принят для калибровки измерителя потока для определения его чувствительности и реакции на тепловые запросы [22, 23].Калибруемый измеритель потока покрыт нагревательным резистором, который рассеивает известное количество электрического тепла за счет эффекта Джоуля, как показано на рис. 1b. Результаты калибровки показывают соотношение между измеренным напряжением и подаваемой мощностью. Чувствительность датчика определяется как наклон линии регрессии измеренных точек.

Экспериментальное устройство, используемое для определения термических характеристик строительных материалов, показано на рис. 2. Оно состоит из двух термостатических ванн, связанных с двумя нагревательными пластинами, что позволяет накладывать температурные граничные условия на исследуемый строительный материал.Тепловые потоки и температуры с обеих сторон образца измерялись одновременно с помощью двух термопар типа T и двух тангенциальных градиентных флюксметров с активной поверхностью 0,15 × 0,15 м 2 . Боковые стороны образца покрыты изоляционным материалом для создания условий однонаправленной теплопередачи.

Рис. 2

Экспериментальный прибор для определения теплофизических свойств строительных материалов

  1. а)

    Определение теплопроводности

Метод заключается в том, что образец толщиной « e » (м) подвергается температурному градиенту, чтобы вызвать перенос потока с горячей стороны на холодную.Тепловой поток φ (Вт · м -2 ) и температура с обеих сторон образца измеряются одновременно. Закон Фурье, применяемый в условиях однонаправленного устойчивого состояния, дает [24]:

$$ \ varphi_ {1} = \ frac {\ Delta T} {R} \; {\ text {and}} \; \ varphi_ {2} = \ frac {\ Delta T} {R} $$

(1)

Уравнение 1 можно записать в терминах обобщенных величин Σφ (Вт · м −2 ) и ΔT (K) как:

$$ \ varSigma \ varphi = 2 \ frac {\ Delta T} {R} $$

(2)

Тепловое сопротивление R 2 K Вт −1 ) и теплопроводность λ (Вт · м −1 K −1 ), таким образом, определяются по формуле:

$$ R = \ frac {2 \ Delta T} {\ varSigma \ varphi} \; {\ text {and}} \; \ lambda = \ frac {e} {R} $$

(3)

  1. (б)

    Определение теплоемкости.

Начиная со стабильного начального установившегося состояния, изменение температуры осуществляется путем изменения заданного значения на одной или обеих сторонах образца. Средняя начальная температура образца ΣT i (K) изменится, как и потоки по каждой стороне. После восстановления устойчивого состояния материал обнаружил новое стабильное состояние, связанное с новой средней конечной температурой ΣT f (K).{{t_ {f}}} {\ Delta \ varphi dt} $$

(4)

Это также может быть связано со средними температурами ΣT i /2 и ΣT f /2, где ΣT i и ΣT f представляет собой сумму температур на каждой грани в начальный момент времени t i (с) и в конечный момент времени t f (с).{{t_ {f}}} {\ Delta \ varphi .dt} _ {i}}} {{\ varSigma T_ {f} — \ varSigma T_ {i}}} $$

(6)

Удельная теплоемкость c p (Дж кг −1 K −1 ) может быть вычислена, зная плотность и толщину образца:

$$ c_ {p} = \ frac {C} {\ rho e} $$

(7)

Экспериментальные термические результаты для бетонной смеси

На рисунке 3 представлены экспериментальные результаты для бетонной смеси.

Рис. 3

Результаты экспериментальных измерений бетонной смеси [24]

Используя уравнение. (1) и уравнение. (3) и на основании экспериментальных результатов, представленных на рис. 3 в стационарных условиях (t ≈ 1,6 ч), можно определить теплопроводность бетонной смеси.

Используя уравнение. (6) и уравнение. (7) и на основании экспериментальных результатов, представленных на рис. 3 в переходных условиях (1,7 ч

Определенные теплопроводность и удельная теплоемкость бетонной смеси приведены в Таблице 2.

Метод численной термической оценки

Далее и после проверки модели теплопередачи различные конфигурации блоков будут термически сравниваться на основе по следующим критериям:

Было также представлено параметрическое исследование для различных коэффициентов теплопроводности бетонной смеси для оценки влияния теплопроводности бетонной смеси на общие тепловые характеристики блоков различной формы.

Кондуктивный режим теплопередачи в бетонной смеси, а также конвективный теплоперенос внутри полостей были исследованы отдельно, чтобы понять влияние каждого режима теплопередачи.

Блоки исследуются с использованием трехмерной геометрии в установившихся граничных условиях; на противоположных сторонах блока накладывается температурный градиент 20 ° C (0–20 ° C), остальные грани остаются адиабатическими, как показано на рис. 4. Этот градиент был выбран, потому что он достаточно высок, чтобы генерировать заметное тепло. передача в блоке для лучшей визуализации явлений теплопередачи и большей точности результатов моделирования, оставаясь при этом в диапазоне температур, встречающихся в реальной ситуации в случаях моделирования энергопотребления зданий.

Рис. 4

Наложенные температуры и адиабатические поверхности

В сопряженном CFD-термическом анализе полых блоков важно учитывать три ключевых механизма теплопередачи (т. Е. Проводимость, конвекция и излучение). Электропроводность происходит в твердой бетонной смеси, в то время как конвекция и излучение происходят внутри полостей блоков.

Расчетные и экспериментальные тепловые свойства ливанского традиционного пустотелого блока

Моделирование теплопередачи в пустотелых блоках основано на тепловых свойствах бетонной смеси, представленных в таблице 2.Циркуляция воздуха внутри полости, способствующая естественной конвекции, рассматривалась как ламинарный поток. Он связан с моделью излучения с использованием метода дискретных ординат (DO), а моделирование было выполнено с использованием неявного решателя COMSOL Multiphysics ® . Предполагалось, что плотность воздуха зависит от давления и температуры, изменяющихся в соответствии с соотношением идеального газа [25]. Обоснованность модели теплообмена внутри полостей блоков была реализована в предыдущих работах [24, 26].Те же температурные граничные условия, примененные к блоку в экспериментальном испытании, были наложены на моделируемый блок на противоположных сторонах, остальные грани оставались адиабатическими. Типичный ливанский полый блок (Модель 10) использовался для проверки численной модели.

На рис. 5 показано изменение заданных температур, а также измеренных и смоделированных тепловых потоков на поверхностях блоков. Стена сначала подвергается температурному градиенту 10 ° C, создавая температурные условия около 14 ° C и 24 ° C на ее граничных краях.Устойчивое состояние достигается примерно через 3 часа. Затем при t ~ 4,2 ч грань блока, подвергнутая воздействию температуры 14 ° C, нагревается до температуры, близкой к температуре другой грани (24 ° C). Сравнение численных результатов с экспериментальными измерениями эволюции тепловых потоков на границах блока дает очень похожие результаты, за исключением первой части (между t = 0 h и t = 2 h), где на тепловой поток влияет история материала (начальные условия) и тепло, накопленное в материале перед началом испытаний.

Рис. 5

Экспериментальные измерения и численные результаты для ливанского традиционного полого бетонного блока (Модель 10) [24]

Чтобы определить, насколько точно измеренные и смоделированные тепловые потоки идентичны, коэффициент эффективности Нэша – Сатклиффа ( NSE ) [27] был определен для φ 1 и φ 2 , как показано на рис. 6. Результаты показывают хорошее совпадение результатов моделирования и измерений с Значения NSE близки к 1 для φ 1 и φ 2 .

Рис.6

Модель Нэша Сатклиффа для φ 1 a и φ 2 b

Механическое сопротивление полых блоков

Проверка механической модели

Обычное представление кривой напряжение-деформация для бетонов с прочностью примерно до 40 МПа обеспечивается «модифицированной моделью напряжения-деформации Hognestad» [28], показанной на рис. 7. Кривая состоит из параболы второй степени. для деформации от нуля до ε 0 = 1.8 f ” c / E c , где f” c = 0,9 f ‘ c , за которым следует нисходящая завершающая линия при предельной деформации 0,0038. В принятой численной модели, используемой для описания поведения блока, бетон рассматривается как нелинейный упругий материал в соответствии с одноосной моделью данных, предоставляемой модифицированным соотношением Хогнестада.

Фиг.7

Модифицированная модель напряженно-деформированного состояния Hognestad

Проверка численной модели проводилась с использованием экспериментальных результатов Альварес-Перес и др. [21], которые отобрали и протестировали десять полых блоков в соответствии со стандартами [29,30,31,32,33]. Эти двухячеистые блоки изготовлены из среднего песчаного сита (59,55%), крупного песчаного сита (25,91%), цемента CP-40 (10,02%) и воды (4,52%), и их размеры составляют: 393 мм × 193 мм × 144 мм (длина x высота x толщина). Образец полого блока был смоделирован и смоделирован с использованием в качестве механических свойств средних значений испытанных образцов (плотность 1154 кг.м -3 , модуль Юнга 1056 МПа, коэффициент Пуассона 0,155 и прочность на одноосное сжатие 3,74 МПа). Одна сторона блока подвергалась заданной смещающей нагрузке 1 кН каждые 10 с до достижения предельной грузоподъемности (130 кН), противоположная сторона подвергалась фиксированному ограничению, а четыре оставшиеся грани имели свободные граничные условия. Диаграмма напряжение-деформация десяти испытанных образцов показана на рис. 8. Аналитические результаты (оранжевая кривая) и численные результаты (красная кривая), которые основаны на принятой модифицированной модели напряженно-деформированного состояния Хогнестада, сопоставимы с расчетными. результаты экспериментов.Таким образом, принятый численный метод может быть подтвержден и модель может считаться действительной и надежной.

Рис. 8

Сравнение численной модифицированной модели напряженно-деформированного состояния Хогнестада и экспериментальных результатов, полученных Альварес-Пересом и др. [21]

Метод численной механической оценки

При численной оценке блоки подвергались постоянной нагрузке, предположительно находящейся в пределах их упругого запаса нагружения, с целью сравнения распределения напряжений для каждой конфигурации блоков.Сначала к блоку была приложена равномерная вертикальная граничная нагрузка 100 кН в направлении оси z (рис.9), а напряжения, вызванные этой нагрузкой, были численно смоделированы с помощью неявного решателя COMSOL Multiphysics ® Modeling. Программное обеспечение.

Рис. 9

Граничная нагрузка для сжатия в направлении оси z

Критерии разрушения, используемые в исследовании, используются для хрупких твердых тел и известны как критерии максимального напряжения / деформации.Критерий максимального напряжения предполагает, что материал разрушается, если максимальное главное напряжение σ 1 в элементе материала превышает его предел прочности при растяжении σ t , или, альтернативно, если минимальное главное напряжение σ 3 меньше его прочности на сжатие σ c . Таким образом, безопасная область для материала: σ c < σ 3 < σ 1 < σ t .

Обратите внимание, что в приведенном выше выражении используется условное обозначение положительного напряжения.

Затем еще один параметр, который интересно исследовать для механического поведения блоков, — это их прочность на сжатие на их боковых поверхностях. Фактически, во время транспортировки, хранения и реализации блоки испытывают некоторые суровые условия на заводе и на стройплощадке, что делает их механическую прочность необходимой для их практического использования. Таким образом, механическое сопротивление блоков также было исследовано в соответствии с осью y путем приложения равномерной граничной нагрузки 10 кН на одной поверхности (рис.10), другая сторона подвергается фиксированному ограничению.

Рис. 10

Граничная нагрузка для сжатия в направлении оси y

Анализ независимости сетки

Независимость сетки проверяется для Модели 1 как для тепловой, так и для механической модели. Также оценивается время моделирования, чтобы выбрать оптимальную конфигурацию сетки. Важно отметить, что построение сетки было выполнено автоматически с помощью модуля «Физически управляемая сетка» в COMSOL Multiphysics ® , который позволяет повысить точность результатов; это построение сетки выполняется в зависимости от настроек физических свойств, граничных условий и геометрии тестируемой модели.

На рисунке 11 показан тепловой поток и продолжительность моделирования для пяти различных конфигураций сетки («Чрезвычайно грубая», «Очень грубая», «Грубая», «Грубая» и «Нормальная»). Тепловой поток в y-направлении (перпендикулярном сторонам внешнего блока) стабилизируется для конфигурации «Чрезвычайно крупной» сетки (7436 элементов). Время моделирования увеличивается с 25 с для «чрезвычайно грубой» сетки (2632 элемента) до 2324 с (около 40 минут) для «нормальной сетки» (103 109 элементов). «Более тонкие» конфигурации сетки, помимо «нормальной» сетки, не исследовались, чтобы избежать очень большой продолжительности моделирования, особенно когда решение сходится для более низкой сетки.После этого применяется сетка «Extra coarse» из-за ее небольшого времени моделирования (менее двух минут) и хорошей точности.

Рис. 11

Вариации полного теплового потока в направлении y и общее время моделирования для различного количества элементов сетки

На рисунке 12 представлены максимальное первое главное напряжение и минимальное третье главное напряжение. в качестве продолжительности моделирования для девяти различных конфигураций сетки («Очень грубая», «Очень грубая», «Грубая», «Грубая», «Нормальная», «Тонкая», «Более тонкая», «Очень мелкая» и «Очень мелкая». ).Максимальное первое главное напряжение и минимальное третье главное напряжение требуют для стабилизации «очень тонкой» сетки (142 473 элемента). Время моделирования относительно мало по сравнению с моделью теплопередачи и не превышает четырех минут для «Чрезвычайно мелкой» сетки. В дальнейшем используется сетка «Чрезвычайно тонкая».

Рис. 12

Вариации максимального первого главного напряжения, минимального третьего главного напряжения и общего времени моделирования для различного количества элементов сетки

Thermal Liteblock | Lite Block | Roadstone

Описание

Roadstone 7.5 N Thermal Liteblock производится в Ирландии, обеспечивая значения теплопроводности (лямбда λ) менее 0,33 Вт / мК, с использованием специальной смеси, включающей легкие заполнители. Эта смесь позволяет получить бетонный блок с превосходными изоляционными свойствами, сохраняя при этом прочность конструкции и позволяя использовать традиционные методы строительства.

Система Roadstone Thermal Liteblock сочетает в себе термоблок Roadstone Thermal Liteblock с линейкой бетонных блоков Roadstone, которые при использовании в соответствии с Приемлемыми конструктивными деталями (ACD) достигают значений psi, равных или превышающих стандарты, изложенные в Техническом руководстве (TGD). ) Часть L 2019.

Roadstone смоделировал все соответствующие детали в приложении D к TGD L 2019. На основе этого обширного исследования компания Roadstone теперь может предоставить подробные решения, которые полностью соответствуют требованиям к значениям psi, изложенным в TGD L 2019 — Приложение D.

ПОБЕДИТЕЛЬ Best Interior Building Product — RIAI Architecture Choice Awards

ПОБЕДИТЕЛЬ Best New Product Innovation — Irish Build & Design Awards

ПОБЕДИТЕЛЬ Строительный продукт года — Irish Construction Industry Awards

Характеристики
  • Требуется только в ключевых местах.
  • Прочный и долговечный бетонный блок доступен в вариантах 7,5 Н / мм 2 и 13 Н / мм 2
  • Уникальный цвет, позволяющий отслеживать на месте. Фотосъемка термоблока, созданного на месте, может затем служить доказательством соответствия для назначенного сертифицирующего органа, архитекторов, инженеров и оценщиков BER
  • Превосходное значение теплопроводности (лямбда λ) 0,33 Вт / мК для 7,5 Н, 0,35 Вт / мК для 13 Н, что на 300% больше по сравнению со стандартными блоками.
  • CE — изготовлено в соответствии с требованиями I.S. EN 771-3 к Системе 2+
  • Обеспечивает отличные адгезионные свойства с традиционными растворами и штукатурками.
  • При выполнении полного расчета коэффициента (y) здания с использованием значений psi, включающих Roadstone Thermal Liteblock, может быть достигнут улучшенный коэффициент (y) до 0,03.

Преимущества
  • Тепловая целостность здания сохраняется при использовании Roadstone Thermal Liteblock в сочетании с линейкой Roadstone Concrete Block
  • .
  • Система Thermal Liteblock — очень экономичное решение, которое может привести к значительной экономии общих затрат на сборку.
  • Roadstone может предоставить стандартные детали конструкции, которые, как доказано, соответствуют требованиям к значению фунта на квадратный дюйм и облегчают соблюдение требований TGD L 2019
  • Уменьшение теплового моста, приводящее к уменьшению потерь тепла и меньшим счетам за отопление
  • Подходит для традиционных методов строительства, знакомых ирландским и британским проектировщикам и строителям
  • Улучшенные расчеты коэффициента (y) достигаются при использовании системы Roadstone Thermal Liteblock
  • Соответствующие значения U достигаются без необходимости создания полости более 150 мм

Здания с почти нулевым потреблением энергии (NZEB)

Соответствие NZEB и части L с использованием Thermal Liteblock

Здание с почти нулевым потреблением энергии (NZEB) означает здание с очень высокими энергетическими характеристиками, как определено в соответствии с Приложением I.Почти нулевое или очень небольшое количество необходимой энергии должно в очень значительной степени покрываться энергией из возобновляемых источников, включая энергию из возобновляемых источников, производимых на месте или поблизости.

Стандарт NZEB, изложенный в TGD L 2017 «Здания, кроме жилых», применяется к работам с 1 января 2019 г. (с учетом переходных договоренностей). Для органов государственного сектора NZEB применяется с 31 декабря 2018 года.

Для достижения соответствия требованиям NZEB это означает, что зданиям потребуется повышенная эффективность фабрики, чему может способствовать использование системы Thermal Liteblock от Roadstone.

Детали теплового моста

Загрузите полный набор технических чертежей. Файлы совместимы с Autocad 2013 и новее.

Тип 1 Тип 2 Тип 4 Тип 6 Тип G На заказ

Полость стены u2013 полная и частичная изоляция

Номер зоны 1, 21 2, 4, 6, 8, 14, 16, 18, 20 3, 7, 15, 19 5, 17 9, 13 10, 12 11

(мм) 14 × 248 18,5 18,5 90 4 × 248 4 × 248 4 × 248 18.5 × 248 4 × 248
0,938 3,317 2,976 2,074 1,568 3,082 1,767
1,767
ИЗОЛЯЦИЯ FF НАД ПЛИТКОЙ PDF DWG
PF ИЗОЛЯЦИЯ НАД ПЛИТЫ PDF DWG
FF ИЗОЛЯЦИЯ НИЖНЕЙ ПЛИТЫ PDF DWG
PF ИЗОЛЯЦИЯ НИЖЕ ПЛИТЫ PDF DWG
БЕТОН ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПОЛОВ ВНУТРИ ЖИЛИЩНОГО ДОМА PDF DWG
БЕТОН МЕЖДУ ЗДАНИЯМИ PDF DWG
ДЕРЕВО-ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ПОЛ PDF DWG
ПЛАН ПАРТИЙНОЙ СТЕНЫ PDF DWG
КАРНИЗ 215 TLB ФЕРМА КРЫША PDF DWG
ВНУТРЕННИЙ ПОТОЛОК PDF DWG
КАРНИЗ ПЛОСКОЙ КРЫШИ PDF DWG
ПАРАПЕТ ПЛОСКОЙ КРЫШИ PDF DWG
ГОЛОВКА ОКНА + 1 TLBLOCK PDF DWG
WIND HD — PRESTRES LINTL + 1 TLBLOCK PDF DWG
WIND HD — PRESTRES LINTL + 1 TLB + CLOSER PDF DWG
WIND JAMB RSTLB CLOSER SPECIAL PDF DWG
ВЕТРОВОЙ ПОРОГ + Доводчик PDF DWG
Наружная изоляция каменных стен
GF INSU НАД ПЛИТЫ — СТЕНА — НАРУЖНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ PDF DWG
GF INSU НИЖНЯЯ ПЛИТА — СТЕНА — НАРУЖНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ PDF DWG
НАСТЕННАЯ ИЗОЛЯЦИЯ — ПОТОЛОК PDF DWG
НАСТЕННАЯ ИЗОЛЯЦИЯ — ПАРАПЕТ PDF DWG
Каркасная конструкция
ДЕРЕВЯННАЯ РАМА СТЕНА — ПОЛ + 140 СПЕЦИАЛЬНЫЙ RSTLB PDF DWG
TF PARTY НАСТЕННАЯ ПОЛОСТЬ — ПОЛ + RSTLB PDF DWG
TF100 PARTY WALL — FLOOR + RSTLB PDF DWG
Внутренняя изоляция с двухкамерным полым блоком
TWIN POT — ДЕРЕВЯННЫЙ ПОЛ PDF DWG
ДВОЙНОЙ КАРНИЗ PDF DWG
TWIN POT — СКЛОННЫЕ ПОТОЛКИ PDF DWG
Перегородки и разделительные или партийные стены
РАЗДЕЛЬНАЯ НАСТЕННАЯ ГОЛОВКА CAV + RSTLB PDF DWG
РАЗДЕЛЬНАЯ НАСТЕННАЯ ГОЛОВКА 215 + RSTLB PDF DWG
ОТДЕЛЬНАЯ СТЕНА — ПОЛ PDF DWG
РАЗДЕЛЬНАЯ СТЕНКА (100) — ПОЛ PDF DWG
Сертифицированные данные Roadstone

Примеры использования и ресурсы

Пример использования

Этот пример демонстрирует экономию затрат при использовании Roadstone Thermal Liteblock со службой расчета значения Y Roadstone для уменьшения значения Y на ключевых стыках в типичном двухквартирном доме с рейтингом A2.

Ресурсы

Дополнительная информация

Дополнительная информация о NZEB

Каковы преимущества использования системы Roadstone Thermal Liteblock в зданиях с низким энергопотреблением и как это влияет на результаты рейтинга энергопотребления здания (BER)?

Чтобы продемонстрировать преимущества, нам нужно четко понимать, что такое тепловой мостик, и различать значение U, значение теплопроводности (лямбда λ), значения psi (ᴪ) и то, как значения psi () используются для расчета общего (y) коэффициент для здания.Все эти параметры используются в Процедуре оценки энергии жилища (DEAP) в Ирландии для расчета общих потерь тепла через ткань здания.

Что такое тепловые мосты?

Тепловые мосты — это локализованная область ограждающей конструкции здания, где тепловой поток увеличивается по сравнению с потоком тепла в прилегающих областях из-за соединений, в которых изоляция не является сплошной. Тепловые мосты — это слабое место в оболочке здания, где тепловая энергия передается с большей скоростью по сравнению с окружающей средой.Тепловой мостик сначала измеряется путем вычисления значения фунтов на квадратный дюйм () каждого перехода (см. Ниже объяснение значения фунтов на квадратный дюйм (). Затем сумма значений фунтов на квадратный дюйм () умножается на длину мостовых переходов, эти цифры являются затем используется для расчета общего коэффициента теплового моста (значение y) для любого данного здания. Тепловое перекрытие происходит тремя разными способами: 1. Повторение (например, деревянные стойки с изоляцией между ними на фиксированном расстоянии между центрами): поскольку этот тип перекрытия постоянен , эффекты повторяющегося теплового моста можно учесть при вычислении значения U.2. Случайно (например, один мост холода из-за проникновения изоляционного слоя, например, опорный кронштейн балкона, измерительная коробка и т. Д.). 3. Неповторяющиеся (например, стыки между полом и стенами, стенами и крышей, оконные косяки и головы). Холодный мостик в этих местах соединения возникает там, где изоляционный слой прерывается неизолирующими материалами, и потеря тепла в этих областях может привести к понижению температуры поверхности, вызывая возникновение межузельной и поверхностной конденсации.

Тепловой мостик происходит 3 различными способами:

  1. Повторение (e.грамм. деревянные стойки с изоляцией между ними на фиксированных расстояниях между центрами):
    Поскольку этот тип перемычки является постоянным, эффекты повторяющегося теплового моста могут быть учтены при расчете значения U.
  2. Случайно (например, один мост холода из-за проникновения изоляционного слоя, например, опорный кронштейн балкона, измерительная коробка и т. Д.).
  3. 3. Неповторяющиеся (например, стыки между полом и стенами, стенами и крышей, оконные косяки и головы). Холодный мостик в этих местах соединения возникает там, где изоляционный слой прерывается неизолирующими материалами, и потеря тепла в этих областях может привести к понижению температуры поверхности, вызывая возникновение межузельной и поверхностной конденсации.

Что такое значение лямбда (λ)?

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ (Вт / мК)

Значение лямбда (λ) является мерой скорости теплового потока через материал (рис. 3). Он будет варьироваться в зависимости от плотности, пористости, содержания влаги и температуры материала. Единицы теплопроводности выражаются в ваттах на метр.

толщины на градус Кельвина разницы температур от одной стороны материала к другой. Чем меньше число, тем меньше тепла проходит через материал.

Что такое значение R?

ТЕПЛОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ (м2 К / Вт)

R-Value — это мера сопротивления тепловому потоку материала заданной толщины (рис. 4) или комбинации материалов, то есть элементов строительной плоскости, таких как стена, крыша или пол.
Чтобы рассчитать термическое сопротивление (R) материала, разделите толщину (d) материала на

.

значение лямбда (λ). d / λ = R.

Например:

Стандартный бетонный блок : λ = 1.33 (Вт / мк)
Roadstone Thermal Liteblock : λ = 0,33 (Вт / мк)

Что такое U-значение?

(Вт / (м2 · К))

Коэффициент теплопередачи (значение U) относится к элементу строительной плоскости (стена, крыша, пол) и является мерой скорости, с которой тепло проходит через один квадратный метр всех компонентов, объединенных в эту конструкцию (рис. . 5). Значение
U измеряется в Вт / м2K (ватт на квадратный метр по Кельвину), где Кельвин (K) — это единица измерения разницы температур между элементами изнутри и снаружи.Значение U = 1, деленное на сумму всех тепловых сопротивлений каждого компонента конструкции вместе, то есть 1 / Σ (R) = U.

Что такое значение в фунтах на кв. Дюйм?

(Вт / м · К)

Значение фунта на квадратный дюйм () — это количество тепла (ватт), теряемое тепловым мостом на каждый погонный метр
(м) этого моста, умноженное на разницу температур между внешней и внутренней (градусами Кельвина (K)). Значение psi представляет собой дополнительный тепловой поток через линейный тепловой мост над потоком через прилегающие плоские элементы.Значения фунта на квадратный дюйм для любого данного соединения умножаются на длину этих соединений, чтобы вычислить y-фактор здания. Значение фунта на квадратный дюйм для соединения рассчитывается с использованием 2D и 3D теплового моделирования в соответствии с различными стандартами, такими как BR497, BRE IP 1/06, I.S. EN ISO 6946

И.С. EN ISO 10211, I.S. EN ISO 13370 в зависимости от типа соединения.

Расчет DEAP учитывает тепловые мосты на стыках между элементами и вокруг них. Расчет DEAP учитывает тепловые мосты на стыках между элементами и вокруг отверстий с использованием фактора (y).Когда для отверстий доступны значения линейного коэффициента теплопередачи psi (ᴪ) с использованием коэффициента (y). Если для переходов элементов доступны значения линейного коэффициента теплопередачи psi (ᴪ), значения psi можно умножить на длины (l) соответствующих переходов элементов переходов, значения psi можно умножить на длины (l) соответствующих переходов. (X l), а затем сумма всех значений (psi X l) делится на общую площадь ограждающей конструкции (X l), а сумма всех значений (psi X l) делится на общая площадь ограждающих конструкций здания, содержащих тепловые мосты, для расчета (y).Теперь Roadstone может предоставить подробную информацию * и информацию о тепловых мостах для расчета (y). Теперь Roadstone может предоставить подробную информацию * и соответствующие значения фунтов на квадратный дюйм в соответствии с параграфом 3 приложения K Руководства DEAP ниже:


ДОРОЖНЫЙ КАМЕНЬ 13N ТЕПЛОВОЙ БЛОК:

Термоблок Roadstone Thermal Liteblock теперь доступен в версии 13N. Этот термоблок повышенной прочности Roadstone Thermal Liteblock идеально подходит для использования в коммерческих и высотных жилых зданиях, которые имеют повышенные требования к конструкции, а также в местах ниже или около уровня земли, требующих повышенной устойчивости к замораживанию / оттаиванию.Термоблок Roadstone 13N Thermal Liteblock прошел тщательные испытания на устойчивость к замораживанию / оттаиванию и удовлетворяет всем требованиям к долговечности S.R. 325 Таблица 14 (А). Термоблок Roadstone 13N Thermal Liteblock имеет маркировку CE и производится на нашем современном заводе в соответствии с зарегистрированной Системой управления качеством I.S. EN ISO 9001 и сертифицирован NSAI.

И.С. СООТВЕТСТВИЕ EN

Бетонные блоки в Ирландии производятся для I.S.
EN 771-3 «Технические условия для каменных блоков. Часть
3: Каменные блоки из заполненного бетона (плотные и легкие заполнители)».Стандарт гласит, что при нанесении подходящего слоя штукатурки, обеспечивающего «полную защиту от проникновения воды, не требуется никаких указаний на устойчивость к замораживанию / оттаиванию». По этой причине нет бетонного блока

.

Устойчивость к замерзанию / оттаиванию EN на месте. В стандарте также указывается, что в соответствующих случаях «производитель должен оценивать и заявлять устойчивость блоков к замерзанию / оттаиванию, ссылаясь на положения, действующие в предполагаемом месте использования». Это означает, что выбор подходящей процедуры испытания на устойчивость к замораживанию / оттаиванию остается на усмотрение производителя.

S.R. 325 СООТВЕТСТВИЕ

S.R. 325 В Таблице 14 изложены требования к долговечности блоков кирпичной кладки из глины и заполнителя для заданных условий воздействия. Для работ ниже или около внешнего уровня земли, где существует высокий риск насыщения с замерзанием, рекомендуется бетонный блок из заполнителя 13N. Также указана минимальная плотность блоков. Эта комбинация повышенной прочности

и плотность удовлетворяют требованиям к устойчивости к замораживанию / оттаиванию без необходимости проведения дорогостоящих испытаний на устойчивость к замерзанию / оттаиванию.Чтобы подтвердить его пригодность для использования в этих жестких условиях воздействия, Roadstone 13N Thermal Liteblock прошел испытания на устойчивость к замораживанию / оттаиванию, как описано ниже.

УСТОЙЧИВОСТЬ К ЗАМОРАЖИВАНИЮ / ЗАДВИЖЕНИЮ

Термоблок Roadstone 13N Thermal Liteblock был протестирован на устойчивость к замораживанию / оттаиванию с использованием собственного метода, основанного на I.S. EN 772-22 «Определение морозостойкости
кирпичей из глины». Кладочные блоки из глины обычно не оштукатурены и подвержены воздействию элементов и поэтому требуют более высокого уровня сопротивления замораживанию / оттаиванию.Тест занимает
12 дней и подвергает пропитанную каменную панель 100 циклам замораживания до -15 ° C и оттаивания до + 10 ° C, при этом все время опрыскивается водой с регулярными интервалами. Это суровый и надежный метод испытаний, который намного превосходит стандартные требования к прочности при замораживании / оттаивании каменных блоков в Ирландии. Термоблок Roadstone 13N Thermal Liteblock оказался исключительно устойчивым к замораживанию / оттаиванию. На основании критериев, изложенных в I.S. В соответствии с EN 772-22 термоблок Roadstone 13N Thermal Liteblock может быть отнесен к категории устойчивости к замораживанию / оттаиванию F2 (подходит для использования в тяжелых условиях воздействия) и, следовательно, удовлетворяет требованиям S.Р. 325 Таблица 14 (А).

ПРЕИМУЩЕСТВА

  • Бетонный блок традиционный
  • Легкий вес
  • Пониженный тепловой мостик
  • λ <0,33 Вт / м · К
  • Высокая прочность
  • Проверено на устойчивость к замораживанию / оттаиванию
  • S.R. 325 Таблица 14 (A), соответствует сроку службы
  • Сохраняет прочность во влажном состоянии
  • Принимает стандартные блочные крепления

Часто задаваемые вопросы

1. Что такое термоблок Roadstone Thermal Liteblock?

Легкий бетонный блок с отличной теплопроводностью (лямбда λ) до 0.33Вт / мк.

2. Какова прочность, вес и размер блока?

Прочность на сжатие 7,5 Н / мм2
Вес 11,2 кг
Размеры 440 мм (Д) x 100 мм (Ш) x 215 мм (В)

3. Какое значение теплопроводности (лямбда λ) у Thermal Liteblock

Значение 7,5N Thermal Liteblock составляет 0,33 Вт / мк.
Значение 13N Thermal Liteblock составляет 0,35 Вт / мк

4. Что такое Часть L Строительных норм?

Требования в отношении экономии топлива и энергии для новых жилищ изложены в Правилах строительства (поправка к части L) 2019 года, включая ограничение тепловых мостиков в строительной ткани.

5. Что такое первый подход к ткани?

Энергоэффективный дизайн начинается с подхода, основанного на ткани, при котором форма здания, ориентация, тепловая масса и акцент на деталях, ограничивающих тепловые мосты, позволяют экономить энергию.

6. Что такое расчет Y-фактора?

Расчет DEAP учитывает тепловые мосты на стыках между элементами плоскости здания и вокруг проемов с использованием коэффициента (y).

7.Что такое тепловой мост?

Тепловые мосты — это локализованная область ограждающей конструкции здания, где тепловой поток увеличивается по сравнению с потоком в прилегающих районах из-за прекращения изоляции на стыках зданий.

8. Где я могу использовать термоблоки Roadstone Thermal Liteblocks?

Термоблок Roadstone Thermal Liteblock требуется на ключевых стыках для уменьшения тепловых мостиков и потерь тепла.

9. Нужно ли использовать специальный раствор / штукатурку?

Roadstone Thermal Liteblock обеспечивает отличные адгезионные свойства с традиционными растворами и штукатурками.

10. Имеется ли маркировка CE на термоблоке Roadstone Thermal Liteblock?

Термоблок Roadstone Thermal Liteblock имеет маркировку CE в соответствии с требованиями I.S. EN771-3 для системы 2+.

11. Где я могу получить техническую информацию о Thermal Liteblocks?

У

Roadstone есть специальная техническая группа, которая занимается вопросами, касающимися требований Части L Строительных норм и нашего решения — Thermal Liteblock.
Контакт 01-4041200

12.Как я получу детали строительства моего дома?

Пожалуйста, свяжитесь с нашей технической командой, чтобы обсудить ваш строительный проект и получить доступ к сертифицированным деталям строительства.
Колин Дойл — 01 404 1200

13. Как определить термоблоки во время строительства?

Roadstone Thermal Liteblock окрашен в вересковый цвет, что облегчает идентификацию и осмотр.

14. Сколько блоков в тюке?

80 блоков в каждом тюке с капюшоном

15.Где я могу заказать блоки?

Блоки можно заказать в любом из наших офисов.

Расположение Roadstone

Определение тепловых характеристик стандартных и улучшенных пустотных бетонных блоков с использованием различных методов измерения

% PDF-1.7 % 1 0 объект > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 2 0 obj > / Шрифт> >> / Поля [] >> эндобдж 3 0 obj > транслировать application / pdfdoi: 10.1016 / j.jobe.2017.09.005

  • Определение тепловых характеристик стандартных и улучшенных пустотелых бетонных блоков с использованием различных методов измерения
  • С.Каруана
  • К. Юсиф
  • П. Бахер
  • С. Бухагиар
  • К. Грима
  • Блок пустотелый
  • тепловой поток
  • инфракрасный
  • на месте
  • ограждающая конструкция
  • Мальта
  • Elsevier Ltd
  • Журнал строительной инженерии, принятая рукопись, DOI: 10.1016 / j.jobe.2017.09.005
  • journalJournal of Building Engineering © 2017 Elsevier Ltd. Все права защищены. 2352-710210.1016 / j.jobe.2017.09.005 http://dx.doi.org/10.1016/j.jobe.2017.09.0056.510.1016/j.jobe.2017.09 .005PElsevier2017-09-13T07: 31: 43 + 05: 302017-09-13T07: 31: 43 + 05: 302017-09-13T07: 31: 43 + 05: 30Бетонный блок с истинным пустотелым сердечником; тепловой поток; инфракрасный; на месте; ограждающая конструкция здания; Мальтауид: 39b74038-f305-47ac-82af-d83454624b75uuid: 23ed03b4-9239-4e3d-9dee-2f1f88fe899c конечный поток эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > / XObject> >> / Аннотации [45 0 R 46 0 R 47 0 R] / Родитель 12 0 R / MediaBox [0 0 595 842] >> эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > / MediaBox [0 0 595.32 841,92] / Родитель 12 0 R / QInserted true / Ресурсы> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject 71 0 R >> / Повернуть 0 / StructParents 0 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 18 0 объект > / MediaBox [0 0 595,32 841,92] / Родитель 12 0 R / QInserted true / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject 71 0 R >> / Повернуть 0 / StructParents 1 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 19 0 объект > / MediaBox [0 0 595,32 841,92] / Родитель 12 0 R / QInserted true / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject 71 0 R >> / Повернуть 0 / StructParents 15 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 20 0 объект > / MediaBox [0 0 595.32 841,92] / Родитель 12 0 R / QInserted true / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject 71 0 R >> / Повернуть 0 / StructParents 16 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 21 0 объект > / MediaBox [0 0 595,32 841,92] / Родитель 12 0 R / QInserted true / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject> >> / Повернуть 0 / StructParents 2 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 22 0 объект > / MediaBox [0 0 595,32 841,92] / Родитель 12 0 R / QInserted true / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject 71 0 R >> / Повернуть 0 / StructParents 17 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 23 0 объект > / MediaBox [0 0 595.32 841,92] / Родитель 12 0 R / QInserted true / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject> >> / Повернуть 0 / StructParents 3 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 24 0 объект > / MediaBox [0 0 595,32 841,92] / Родитель 12 0 R / QInserted true / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject> >> / Повернуть 0 / StructParents 4 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 25 0 объект > / MediaBox [0 0 595,32 841,92] / Родитель 12 0 R / QInserted true / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject 71 0 R >> / Повернуть 0 / StructParents 18 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 26 0 объект > / MediaBox [0 0 595.32 841,92] / Родитель 13 0 R / QInserted true / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject> >> / Повернуть 0 / StructParents 5 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 27 0 объект > / MediaBox [0 0 595,32 841,92] / Родитель 13 0 R / QInserted true / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject> >> / Повернуть 0 / StructParents 6 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 28 0 объект > / MediaBox [0 0 595,32 841,92] / Родитель 13 0 R / QInserted true / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject> >> / Повернуть 0 / StructParents 7 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 29 0 объект > / MediaBox [0 0 595.32 841,92] / Родитель 13 0 R / QInserted true / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject> >> / Повернуть 0 / StructParents 8 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 30 0 объект > / MediaBox [0 0 595,32 841,92] / Родитель 13 0 R / QInserted true / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject 71 0 R >> / Повернуть 0 / StructParents 19 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 31 0 объект > / MediaBox [0 0 595,32 841,92] / Родитель 13 0 R / QInserted true / Ресурсы> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject> >> / Повернуть 0 / StructParents 9 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 32 0 объект > / MediaBox [0 0 595.32 841,92] / Родитель 13 0 R / QInserted true / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject> >> / Повернуть 0 / StructParents 10 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 33 0 объект > / MediaBox [0 0 595,32 841,92] / Родитель 13 0 R / QInserted true / Ресурсы> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject 71 0 R >> / Повернуть 0 / StructParents 11 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 34 0 объект > / MediaBox [0 0 595,32 841,92] / Родитель 13 0 R / QInserted true / Ресурсы> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject 71 0 R >> / Повернуть 0 / StructParents 12 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 35 0 объект > / MediaBox [0 0 595.32 841,92] / Родитель 13 0 R / QInserted true / Ресурсы> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject 71 0 R >> / Повернуть 0 / StructParents 13 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 36 0 объект > / MediaBox [0 0 595,32 841,92] / Родитель 14 0 R / QInserted true / Ресурсы> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject 71 0 R >> / Повернуть 0 / StructParents 14 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 37 0 объект > / MediaBox [0 0 595,32 841,92] / Родитель 14 0 R / QInserted true / Ресурсы> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject 71 0 R >> / Повернуть 0 / StructParents 20 / Вкладки / S / Тип / Страница >> эндобдж 38 0 объект > / MediaBox [0 0 595.EYt

    Теплопроводность бетонного блока

    Оставьте свои комментарии?

    ТЕПЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ MASONRY THERMAL…

    1 час назад теплопроводность . Однако фактическое тепловое испытание показывает, что невозможно точно предсказать электропроводность кирпичной кладки блока по плотности бетона из-за разнообразия материалов, используемых в бетоне для производства блока ( агрегаты и др.). Теплопроводность тестов аналогичной плотности

    Размер файла: 858 КБ

    Количество страниц: 11

    Веб-сайт: Perlite.org