Что такое теплопроводность керамзитобетонных блоков и как ее рассчитать?

Определение термина

В физике теплопроводностью называется способность тела (в нашем случае, поризованного блока) проводить тепло от более нагретых частей к менее нагретым. Количественно она выражается в величине, называемой коэффициентом теплопроводности и обозначается как Вт/(м*С). Еще одни вариант международного обозначения – греческая буква λ (лямбда).

Проще говоря, теплопроводность керамического блока показывает, сколько тепла (в градусах) уходит из здания через внешнюю стену, в пересчете на единицу площади

Важно знать о том, что тем этот показатель ниже, тем меньше тепла будет уходить наружу, и тем более «теплой», при прочих равных условиях, будет стена

Уровень теплопроводности тесно связан с другими характеристиками керамоблока (как впрочем, и любого другого строительного материала). В их числе:

• Пустотность.
• Пористость.
• Плотность.

Чем выше уровень пустотности, пористости и ниже плотность, тем теплопроводность будет ниже (что в нашем случае – хорошо), и наоборот. Получается, что оптимальная теплопроводность керамоблока достигается путем увеличения технологических пустот, а также пор (от чего и произошло название материала – поризованная керамика). Но при этом, как правило, будет снижаться плотность блока и его марка прочности. Сразу же хочется отметить, что этой прочности, в любом случае, с большим запасом будет достаточно для возведения малоэтажных (2-3 этажа) коттеджей с несущими стенами. И уж тем более ее будет достаточно для заполнения внешних стен и перегородок в многоэтажном каркасно-монолитном строительстве. Для сравнения: марка прочности газобетонных блоков в 2-3 раза ниже, чем у керамических блоков, но даже они вполне подходят для кладки несущих стен коттеджей.

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 R_о (м2·°С/Вт) ограждающей конструкции рассчитывается как

R_о = R₁+ R₂+R₃, где:

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

R₂ = 1/α_внеш, где α_внеш — 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 α_внеш равным 10,8 Вт/(м2·°С).

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

Жилые здания для различных регионов РФ	Градусо-сутки отопительного периода, D, °С·сут	Нормируемые значения сопротивления теплопередаче , R, м2·°С/Вт, ограждающих конструкций для стен
Астраханская обл., Ставропольский край, Краснодарский край	2000	2,1
Белгородская обл., Волгоградская обл.	4000	2,8
Алтай, Красноярский край, Москва, Санкт Петербург, Владимирская обл.	6000	3,5
Магаданская обл.	8000	4,2
Чукотка, Камчатская обл., г. Воркута	10000	4,9
	12000	5,6

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

Как рассчитать?

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.

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.

Технические характеристики

Размеры стандартных керамзитобетонных блоков:

• стеновые – 188 х 190 х 390 мм;
• перегородочные – 188 х 90 х 390 мм.

Габарит каждой поверхности блока может иметь допустимые отклонения в размере 6-8 мм.

По качеству поверхности боковых граней блоки делятся на:

• рядовые – используются для возведения стен, требующих дополнительной внешней отделки;
• лицевые – используются для сооружения зданий без последующей отделки фасада.

Еще одна деталь, которая является немаловажной – наличие пустот (от 0 до 40 %). Блоки бывают пустотелые, которые имеют сквозные или несквозные отверстия разной формы

Это снижает вес материала, но повышает его теплоизоляционные свойства. Полнотелые блоки, наоборот более тяжелые, но и более прочные. Именно из них производят кладку капитальных стен, которые воспринимают высокие нагрузки.

Плотность и прочность

Прочность керамзитобетона определяют опытным путем, то есть производят замеры максимальных нагрузок, при которых материал начинает разрушаться. Прочность варьируется от 25 до 300 кг/см². Маркировка данного показателя выглядит как буква М и цифровой индекс, обозначающий максимально допустимые нагрузки на материал в кг/см². Например, М150: цифра 150 говорит о том, что каждый квадратный сантиметр блока может выдержать давление в 150 кг, не подвергаясь угрозе разрушения. Наиболее прочной является марка М300. От прочности зависит надежность и долговечность несущих конструкций зданий.

Плотность керамзитобетона варьируется в зависимости от наполнителя (размера фракций). От этого показателя зависят теплосберегающие и звукоизолирующие свойства блоков.

Плотность и прочность различных керамзитобетонных блоков:

Теплопроводность

Коэффициент теплопроводности позволяет определить, насколько хорошо материал сохраняет тепло, и он полностью зависит от плотности: чем крупнее гравий добавляется в формовочную массу, тем более теплым становится строение. То есть с повышением плотности теплопроводность блоков керамзитобетона увеличивается и, как следствие, ухудшаются энергосберегающие свойства.

Морозостойкость и огнеупорность

Устойчивость к низким температурам и к огню – это те два показателя, которые влияют на долговечность материала.

Маркировка показателя морозоустойчивости выглядит как буква F и цифровой индекс, обозначающий количество циклов замораживания и размораживания, которые может без потерь прочности выдержать блок, пропитанный водой.

Что касается устойчивости к огню, керамзитобетонные блоки обладают характеристиками с самым высоким классом пожаробезопасности А1, а это значит, что конструкции из этого материала способны выдержать испытание огнем в течение 7-10 часов и не разрушиться.

Удельный и объемный вес

Такой показатель, как удельный вес керамзитобетона редко применяется на практике. Этот параметр зависит от вида применяемого наполнителя и его качества.

Для расчетов нагрузок на фундамент и перекрытия специалисты используют такой показатель, как объемный вес керамзитобетона, который показывает, сколько весит один кубический метр блоков.

В зависимости от плотности раствора, применяемого для изготовления блоков, наличия или отсутствия пустот вес керамзитобетона объемом 1 м3 варьируется в широких пределах:

Паропроницаемость

Еще один достаточно важный параметр, который показывает, насколько керамзитобетон является «дышащим» строительным материалом. Этот показатель находится в интервале от 0,094 до 0,256 мг/м*ч*Па при плотности соответственно от 1400 до 500 кг/м³. Кроме того КБ блоки могут удалять избыточную влагу из воздуха и возвращать ее в случае низкой влажности.

Коэффициент теплопроводности

Характеристика теплопроводности строительных блоков имеет важное значение при расчете толщины стен сооружаемого здания. Опытным путем было установлено, что материал до 75% снижает теплопотери, что дает возможность не сооружать слишком толстые стены

Толщина стен (L), м возводимого дома будет зависеть от коэффициента теплопроводности (Кт), Вт/м*°С и термического сопротивления керамзитобетона, количественно обозначающегося коэффициентом сопротивления теплопередачи (Rс), м2*°C/Вт: L = Кт*Rc Первая величина показывает способность тела передавать тепло на участке определенной длины. Последняя величина определяется согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и зависит от влажности, климатических условий региона.

Таблица теплопроводности керамзитобетонных блоков

Данные теплопроводности завода-изготовителя, Вт/м*°С	Плотность блоков, кг/м3	Рабочая теплопроводность в условиях эксплуатации здания, Вт/м*°С
0,12	500	0,16-0,2
0,2	800	0,25-0,3
0,35	1200	0,4-0,45
0,55	1600	0,65-0,7
0,65	1800	0,8-0,9

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.

Зависимость толщины от типа кладки

Толщина поверхности, отделанная керамзитобетонным блоком, в основном зависит от того, какой вы выберите вариант кладки. Каждый вариант, в свою очередь, зависит от погодных, климатических условий. Также учитывается, насколько сильно эксплуатируется постройка. Когда строительство капитальное, то часто могут использоваться не только один блоки из керамзитобетона. Кроме того применяют кирпичи, пено- шлакоблоки. Толщина будущей кладки будет зависеть от того, какая требуется теплоизоляция для конкретной постройки. Еще будет учитываться различные теплопроводные и влагоотталкивающие характеристики утеплителя.

В зависимости от выбора кладки, вы будете высчитывать толщину стен, которая делается керамическими блоками. Причем будет учитываться наружный и внутренний слой отделочной штукатурки, нанесенный на стену:

1. Первый вариант: если опорная стена выложена блоками по 390:190:200 миллиметров, то кладку нужно укладывать толщиной 400 миллиметров, не считая слоев внутренней штукатурки и утепления, что находится снаружи.
2. Второй вариант: если конструкция несущей стены состоит из блоков размером 590:290:200 миллиметров, то стена должна быть ровно 600 миллиметров. Утеплителем в таком случае стоит заполнять специальные пустоты в блоках между стенами.
3. Третий вариант: если вы решите использовать керамзитобетонный блок размером 235:500:200 миллиметров, то толщина стены будет 500 миллиметров. Плюс добавьте к расчетам слои штукатурки с обеих сторон стены.

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.

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.

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.