Теплотехнические показатели строительных материалов и конструкций

 

    Материал Плот- ность ρо , кг/м³ Коэффициенты теплопро- водности, λ, Вт/(м • °С) при условиях эксплуатации
А Б
I. Бетоны и растворы
А. Бетоны на природных плотных заполнителях
Железобетон 1,92 2,04
Бетоны на гравии или щебне из природного камня 1,74 1,86
Б. Бетоны на природных пористых заполнителях
Туфобетон 0,87 0,99
Тоже 0,70 0,81
Тоже 0,52 0,58
Тоже 0,41 0,47
Пемзобетон 0,62 0,68
Тоже 0,49 0,54
Тоже 0,40 0,43
Тоже 0,30 0,34
Тоже 0,22 0,26
В. Бетоны на искусственных заполните лях      
Керамзитобетон на керамзитовом песке или керамзитопенобетон 0,80 0,92
Тоже 0,67 0,79
Тоже 0,56 0,65
Тоже 0.44 0,52
Тоже 0,33 0,41
Тоже 0,24 0,31
Тоже 0,20 0,26
Тоже 0,17 0,23
Тоже 0,33 0,41
Тоже 0,24 0,31
Тоже 0,20 0,26
Тоже 0,17 0,23
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией 0,41 0,47
Тоже 0,29 0,35
Перлитобетон 0,44 0,50
Тоже 0,33 0,38
Тоже 0,27 0,33
Тоже 0,19 0,23
Г. Бетоны ячеистые      
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат 0,41 0,47
Тоже 0,33 0,37
Тоже 0,22 0,26
Тоже 0,14 0,15
Тоже 0,11 0,13
Д. Растворы      
Цементно-песчаный 0,76 0,93
Сложный (песок, известь, цемент) 0,70 0,87
Известково-песчаный 0,70 0,81
II. Кирпичная кладка      
А. Кирпичная кладка из сплошного кирпича (на цементном растворе)      
Глиняный обыкновенный 0,70 0,81
Силикатный 0,76 0,87
Б. Кирпичная кладка из кирпича керамического и силикатного пустотного (на цементном растворе):      
— плотностью 1400 кг/м3 (брутто) 0,58 0,64
— плотностью 1300 кг/м3 (брутто) 0,52 0,58
— плотностью 1000 кг/м3 (брутто) 0,47 0,52
III. Теплоизоляционные материалы      
А. Минераловатные и стекловолокнистые      
Маты минераловатные промывные(ГОСТ 21880-76) и на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-82) 0,064 0,07
Тоже 0,06 0,064
Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом и 0,09 0,11
битумном связующих      
Тоже 0,087 0,09
Тоже 0,076 0,08
Тоже 0,06 0,07
Тоже 0,052 0,06
Плиты из стеклянного штапельного во локна на синтетическом связующем 0,06 0,064
Б. Полимерные  
Пенополистирол 0,052 0,06  
Тоже 0,041 0,052  
Пенополистирол 0,041 0,05  
Пенопласт ПХВ-1 иПВ-1 0,06 0,064  
Тоже 100 и менее менее 0,05 0,52  
Пенополиуретан 0,05 0,05  
Тоже 0,041 0,041  
Тоже 0,04 0,04  
Перлитопластобетон 0,052 0,06  
Тоже 0,041 0,05  
               

Пример.Определить необходимую толщину кирпичной стены жилого дома в г. Дмитров Московской области. Кладка выполняется из керамического пустотного кирпича плотностью 1400кг/м3 (брутто) на цементно-песчаном растворе с оштукатуриванием внутренней поверхности известково-песчаном раствором толщиной δ2 = 0,02 м.

Для заданных условий принимают

tв= 18 °С; ∆tн= 4 ºС,n = 1; αв= 8,7Вт/(м2 ∙ °С);αн =23 Вт/(м2 ∙ °С);tн = -26 ºС; условия эксплуатации — Б.

Требуемое сопротивление теплопередаче

Rо1тр = n (tв – tн) / ∆tн αв =[18-(-26)∙l]/ (4∙8,7 ) = 1,26 (м2 °С)/ Вт.

 

Приравнивая фактическое сопротивление теплопередаче всех слоев стены требуемому сопротивлению, находим мини­мально допустимую толщину стены δ1 исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий, т. е.:

R0 = 1/αв + δ1/λ1 + δ2/λ2 + 1/αн = Rо1тр

Отсюда,

δ1= (Rо1тр - 1/αв - δ2/λ2 - 1/αн ) ∙ λ1 = (1,26 - 1/8,7 – 0,02/0,81 – 1/23)∙0,64 = 0,69 м,

где λ1и λ2— коэффициенты теплопроводности соответственно кирпичной кладки стены и штукатурки (см. табл. 5).

Таким образом, из санитарно-гигиенических и комфортных условий толщину стены принимают равной 0,77 м (в три кирпича) (рис. 1, а).

Для определения толщины стены из условия энергосбережения подсчитывают градусосутки отопительного периода (ГСОП)

ГСОП=(tB-tот.пер.)zот.пер.=(18-[(-10,2)+(-9,7)+(-4,7)+4+4,2+(-2,2)+(-7,6)]:7)∙30∙7=4563°С∙сут.

По табл. 1 интерполяцией принимаем Rо2тр = 3,0 м2 ∙ °С/ Вт.

Толщина стены по энергосбережению

δ1= (Rо2тр - 1/αв - δ2/λ2 - 1/αн ) ∙ λ1 = (3,0 - 1/8,7 – 0,02/0,81 – 1/23)∙0,64 = 1,6 м.

Таким образом, толщина стены по энергосбережению должна быть в 2,3 раза больше, чем из санитарно-гигиенических и комфортных условий. Это свидетельствует о том, что на­грузка на фундамент должна возрасти в несколько раз.

Далее переходим к трехслойной наружной стене и производим упрощенный расчет (в учебных целях).

С целью уменьшения толщины стены принимаем трехслойный вариант с утеплителем (колодцевая кладка). Для этого наружный и внутренний слои выполняем из глиняного обыкновенного кирпича плотностью ρ = 1800 кг/м3, толщиной 120 мм на цементно-песчаном растворе. Внутреннюю поверх­ность стены предусматриваем оштукатуривать слоем толщиной δ4 = 20 мм известково-песчаным раствором (рис. 1, б).

Кладку наружного слоя будем вести под расшивку. Мате­риалом утеплителя для второго слоя выбираем газобетон с плотностью 400 кг/м3 и коэффициентом теплопроводностиλ2 = =0,15 Вт/(м ∙ °С). Определим толщину δ2:

δ2= (Rо2тр - 1/αв - δ1/λ1 - δ3/λ3 - δ4/λ4 - 1/αн ) λ2 =

=(3,0 - 1/8,7 – 0,12/0,81 – 0,12/0,81 - 0,02/0,81 – 1/23)∙0,15 = 0,38 м,

где λ1 = λ3 = 0,81 Вт/(м °С) — коэффициенты теплопроводности кирпичной кладки (см. табл. 5);

λ4 = 0,81 Вт/(м °С) — коэффициент теплопроводности известково-песчаного раствора (см. табл.5);

Общая толщина стены без штукатурки составит

δ = δ1+δ2+δ3 = 0,12+0,38+0,12=0,62 м.

Полученная толщина стены не кратна стандартной 0,64 м (2,5 кирпича), поэтому принимаем δ= 0,64 м. Уточняем требуемую толщину утеплителя:

δ2=δ-(δ1+δ3) = 0,64-(0,12 + 0,12)=0,40 м.



Рис. 1. Схемы к расчету теплопроводности наружной стены: а — однородной; б— неоднородной (с утеплителем)

Приведенный теплотехнический расчет наружной стены является приближенным, так как не учитывает неоднородность многослойной каменной стены облегченной кладки с теплоизоляционным слоем, а также наружных панелей стен гражданских зданий.

Подробный расчет изложен в СНиП 23-02-2003