Что такое теплопроводность керамзитобетонных блоков и как ее рассчитать?

Когда приходит время выбирать строительный материал, необходимо заранее изучить все его характеристики и свойства. Теплопроводность керамзитобетонных блоков важна при строительстве дома.
Данный показатель зависит от плотности и пористости материала, а так как блоки не являются слишком плотными, а больше представляют пористую структуру, то показатель у них низкий – следовательно, они хорошо сохраняют тепло в доме.

Что означает понятие?

Под данным понятием керамзитобетонных камней подразумевают величину, которая характеризует свойство материала проводить тепловой поток через толщу своего состава от одной поверхности к другой. Такая способность обусловлена наличием в материале градиента потенциала переноса. Нередко данную величину характеризуют с помощью обратной величины – термического сопротивления.

Есть материалы, которые передают тепло медленнее, а есть сырье, которое очень быстро передает тепло. Например, металл быстрее передаст тепло, чем теплоизоляционные материалы, поэтому их часто используют дополнительно для сохранения тепла в доме. Так как керамзитобетонный камень не имеет в составе большого количества твердых частиц, за исключением полнотелых камней, то его теплопроводность невысокая.

Из чего делают керамзитобетонные блоки

Изготовление керамзитобетона заключается в добавке в цементный раствор керамзитового гравия, имеющего фракции от 5 до 20 мм, и крупного керамзитового песка. Размер наполнителя влияет на прочность и теплосберегающие характеристики блока: чем крупнее гравий, который добавляется в формовочную массу, тем менее прочным, но более теплым получается дом. Для повышения прочности, морозостойкости и пожаробезопасности в смесь также вводят различные химические и минеральные добавки.

Чтобы изделия из керамзитобетона соответствовали техническим характеристикам, состав раствора для приготовления конкретной марки жестко регламентируется ГОСТом. Перед покупкой блоков необходимо удостовериться, что соответствующий сертификат и стандарт качества на данную партию товара имеется. Это поможет вам избежать приобретения некачественного товара от недобросовестного производителя.

От чего зависит?

Этот параметр камней зависит от нескольких факторов:

• пустотность;
• размеры;
• состав;
• пористость.

Известно, что чем больше пустот находится в составе изделия, тем лучше его теплоизоляционные свойства. Полнотелые изделия, в структуре которые вообще нет пустот, то есть их пустотность равна 0%, имеют самый высокий коэффициент проводимости тепла. Однако такие изделия не способны сохранить тепло внутри дома, поэтому, если из них возводить стены, то потребуется дополнительная теплоизоляция утеплителем.

Пористость материала также влияет на этот параметр. Керамзит в составе камня имеет определенный объем и добавляется в изделие в определенной дисперсии. Чем больше пор в материале, тем меньше его масса и плотность, следовательно, эти показатели тоже оказывают влияние на проводимость тепла.

Важно! Данный показатель также зависит от состава блока, а точнее соотношением марки и исходных материалов в структуре.

Пример расчета толщины стен

Расчет должен быть произведен очень точно. Необходимо учесть наилучшую толщину стен, возведенных из керамзитобетонного материала. Для того чтобы произвести точный расчет нужно использовать специальную формулу.

Для этого необходимо знать всего две величины: коэффициент теплопроводимости и коэффициент сопротивления передаче тепла. Первая величина обозначается значком «λ», а вторая «Rreg». На величину коэффициента сопротивления влияет такой фактор, как погодные условия местности, где будут производиться строительные работы.

Определить такой коэффициент можно по строительным правилам и нормам. Толщина будущей стены обозначается значком «δ». И формула для её расчета будет выглядеть следующим образом:

δ = Rreg х λ

К примеру, можно вычислить необходимую толщину стены для постройки здания в Москве или Московской области. Коэффициент сопротивления теплопередачи для этой местности уже рассчитан и составляет примерно 3-3,1. Толщина самого блока может быть любой, к примеру, возьмем 0,19 Вт. После проведения подсчетов по вышеуказанной формуле, получим следующее:

δ = 3 х 0,19 = 0,57 м.

То есть толщина стен должна быть 57 см. Большинство опытных строителей советуют возводить стены толщиной от 40 до 60см, при условии нахождения постройки в центральных регионах России.

Таким образом, вычислив простую формулу, можно возвести такие стены, которые обеспечат не только безопасность конструкции, но и ёё прочность и долговечность. Выполнив такое несложное действие, Вы сможете возвести по-настоящему крепкий и надежный дом.

Стены частных домов, коттеджей и других малоэтажных зданий делают, как правило, двух- трехслойными с утепляющим слоем. Слой утеплителя располагается на несущей части стены из кирпича или малоформатных блоков. Застройщики часто задаются вопросами:«Можно ли экономить на толщине стены?»«А не сделать ли несущую часть стены дома потоньше, чем у соседа или, чем предусмотрено проектом?

На строительных площадках и в проектах увидеть несущую стену из кирпича толщиной 250 мм., а из блоков — даже 200 мм. стало обычным делом.

Стена оказалась слишком тонкой для этого дома.

Таблица коэффициентов

Чтобы понимать, какой бывает показатель у керамзитобетонных камней, можно изучить таблицу ниже. Он зависит от плотности изделия. Две колонки показывают, какую теплопроводность имеют камни в сухом состоянии и при эксплуатации.

Как влияет толщина стены?

Когда проводимость тепла будет определена, необходимо рассчитать толщину конструкции.
Для этого также используется величина сопротивления теплопередачи энергии, которая зависит от типа здания и климатических условий региона, в котором происходит строительство дома.

На параметр также влияет толщина стены. Чем толще стена, тем выше ее способность проводить тепло. А если кладка выполнена из блоков, которые не имею пустот, то придется дополнительно ее изолировать, так как внутри нет воздуха и теплоизоляционные качества стен понижаются.

Часть 3. Минимально допустимое значение сопротивления стен для различных климатических зон.

Минимально допустимое термосопротивление рассчитывается для анализа теплотехнических свойств проектируемой стены для различных климатических зон. Это нормируемая (базовая) величина, которая показывает, каким должно быть термосопротивление стены в зависимости от региона. Сначала вы выбираете материал для конструкции, просчитываете термосопротивление своей стены (часть 1), а потом сравниваете с табличными данными, содержащимися в СНиП 23-02-2003. В случае, если полученное значение окажется меньше установленного правилами, то необходимо либо увеличить толщину стены, либо утеплить стену теплоизоляционным слоем (например, минеральной ватой).

Согласно п. 9.1.2 СП 23-101-2004, минимально допустимое сопротивление теплопередаче Rо (м2·°С/Вт) ограждающей конструкции рассчитывается как

Rо = R1+ R2+R3, где:

R1=1/αвн, где αвн – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2 × °С), принимаемый по таблице 7 СНиП 23-02-2003;

R2 = 1/αвнеш, где αвнеш — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м2 × °С), принимаемый по таблице 8 СП 23-101-2004;

R3 – общее термосопротивление, расчет которого описан в части 1 настоящей статьи.

При наличии в ограждающей конструкции прослойки, вентилируемой наружным воздухом, слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой и наружной поверхностью, в этом расчете не учитываются. А на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой воздухом снаружи прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи αвнеш равным 10,8 Вт/(м2·°С).

Таблица 2. Нормируемые значения термосопротивления для стен по СНиП 23-02-2003.

Уточненные значения градусо-суток отопительного периода, указаны в таблице 4.1 справочного пособия к СНиП 23-01-99* Москва, 2006.

Требования для керамзитных камней

К блокам из керамзита и бетона предъявляются особые требования как по теплопроводности, так и по другим характеристикам. Это регламентируется документом ГОСТ 33126-2014. Отдельно существуют требования для несущих наружных и внутренних стен, а также отдельно для ненесущих перегородок.

Для несущих наружных и внутренних стен

Для строительства несущих наружных и внутренних стен рекомендуется использовать керамзитобетонные камни со средней плотностью и показателями теплопроводности 0,1-0,2 Вт (м°С).

Это конструкционно-теплоизоляционные блоки, которые подходят для возведения наружных стен, так как имеют хорошее соотношение твердых частиц с пустотами внутри них. Также этот материал может применяться и для утепления зданий снаружи.

Ненесущих перегородок

Для ненесущих стен и перегородок подходит специальный перегородочный камень теплоизоляционного типа или конструкционно-теплоизоляционный. Этот тип блока не рассчитан на большие нагрузки, поэтому используется только внутри помещения, не выполняет роли опоры для плиты перекрытия.

Пустотелые блоки позволяют по максимуму сохранить тепло из-за наличия большого количества отверстий или щелей. Но такие свойства говорят о том, что теплопроводность у них низкая и равна 0,1 Вт (м°С).

Основные характеристики

Таблица сравнения теплопроводности строительных материалов
Отличные тепло- и звукоизоляционные свойства материала (приведены в таблице выше) обусловлены его пористой структурой и плотностью. Это делает блоки достаточно легкими. При изготовлении керамзитобетона используется специальная технология отжига, подобная той, которая применяется при производстве кирпичей.

В основа блоков – раствор из цемента, воды, песчаного наполнителя и керамзитовых гранул. При этом основную роль играет именно концентрация и размеры последних в составе.

Что касается самой теплопроводности, то ее коэффициентом называется количество тепла, проходящего за час через определенный строительный элемент (тело). При этом данные указываются для тела с площадью основания в 1 м2 и толщиной в 1 м.

Сопротивление материалов

При производстве самих блоков может варьироваться количество гранул в составе, создавая при этом элементы с нужными показателями. С их учетом керамзитобетонные блоки разделяют на:

• Конструкционные. Используются для сооружения несущих элементов здания.
• Теплоизолирующие. Имеют низкие показатели прочности, но зато обеспечивают высокую изоляцию.
• Конструкционно-теплоизолирующие. Имеют средние характеристики прочности и теплосбережения. В основном применяются для изготовления сборных панелей.

С увеличением размеров гранул керамзита в бетоне снижается способность материала пропускать тепло, что разрешает сооружать конструкции с узкими стенами в местах, где их уровень прочности будет достаточный, чтобы выдерживать возлагаемые нагрузки.

Такие характеристики материала – находка для строительства. При небольшой ширине стен и, соответственно, массе не требуется создания высокопрочного основания, что сокращает затраты на строительство.

Как рассчитать?

Для разных климатических условий теплопроводность стен должна быть соответствующей.
В интернете есть несколько таблиц, где можно отыскать свой регион и понять, какие параметры должны соответствовать погодным условиям места строительства. Затем можно произвести самостоятельные расчеты по формуле.

Например, перед началом строительства при составлении проекта необходимо рассчитать толщину стен будущего дома с комфортными температурными условиями для проживания в нем. В формуле всегда фигурирует коэффициент теплопроводности стен для региона, для этого также используется величина сопротивления теплопередачи.

Формула выглядит так: δx Rreg=толщина стен для определенного региона.

Например, коэффициент сопротивления теплопередаче в Москве равен 3,28 кв.м x °C/Вт, а теплопроводность керамзитобетонного блока с плотностью 600 будет равна 0,15 Вт (м°С). По формуле 3,28×0,15=0,492 м. Из этого следует, что средняя толщина стен для Москвы с условием нормальной температуры внутри дома должна составлять не менее 49 см, если используются камни из керамзита и цемента.

Достоинства керамзита

Характеристики керамзитобетона в таблице
Также материал отличается:

• Полной безопасностью для здоровья. При проживании в сооружениях, возведенных и керамзита, не будет наблюдаться ухудшения состояния у членов семьи из-за воздействия на организм вредных веществ. Он экологически чист.
• Уменьшением трудозатрат на укладку блоков благодаря большому размеру элементов. При этом для выполнения работы нет надобности нанимать специальную технику или бригаду работников.
• Повышенной морозостойкостью (при условии использования высоких марок цемента) и высокой плотностью структуры. Уровень устойчивости к температурам зависит от конструктивного назначения элементов.
• Небольшой массой – снижает нагрузку на основание.
• Способностью продолжительное время сохранять отличные показатели.
• Паропроницаемостью. Дом из керамзита будет «дышать».

Выбирая для сооружения дома или другого строения керамзитобетонные блоки, можно получить прочную и долговечную конструкцию. Использование материала позволит в случае правильного подбора изоляции, отделки и других составляющих сооружения создать оптимальную среду для проживания человека. Только на стадии проектирования обязательно нужно правильно рассчитать ширину стен.

Последствия неправильного выбора показателя

Если своевременно не рассчитать правильную теплопроводность керамзитобетонного блока и использовать камень с неподходящими показателями, то в скором времени жильцы дома могут столкнуться с проблемами. Во-первых, дом будет очень долго нагреваться, даже при использовании отопительных приборов. Если же камень подобран правильно, то дом прогревается уже за 2 часа полностью, несмотря на то, что до этого он был остывшим.

Еще одна проблема – необходимость дополнительного утепления. Эта процедура обязательно повлечет за собой траты денег. Подходить к процессу утепления необходимо грамотно, поэтому нужно привлекать специалистов – это также ведет к расходам. Поэтому лучше заранее определить нужную теплопроводность керамзитобетонного блочного материала и начинать строительство из него.

Мнение владельцев зданий и строителей

Люди, использовавшие керамзитобетонные блоки для строительства жилых и нежилых объектов, довольны своим выбором.

• Они отмечают, что проживать в таких домах комфортно.
• Качественный материал безопасен для здоровья, так как не заполнен вредными примесями и газами.
• Элементы прочные, с годами эта характеристика не утрачивается.
• Людей устраивает универсальность блоков, так как из них можно возводить не только перегородки, но и несущие стены.

К минусам относят:

Сложности с просверливанием отверстий

Делать это приходится осторожно, чтобы не дойти до пустот. В качестве недостатка называют необходимость выполнения наружной отделки в ближайшее время после завершения строительства.Людям с ограниченным бюджетом это кажется накладным в финансовом плане.. Подробнее ознакомиться с отзывами можно здесь и здесь

Подробнее ознакомиться с отзывами можно здесь и здесь.