Теплопроводность строительных материалов
Одним из важнейших показателей строительных материалов, особенно в условиях российского климата, является их теплопроводность, которая в общем виде определяется как способность тела к теплообмену (то есть распределению тепла от более горячей среды к более холодной).
В данном случае более холодная среда – это улица, а горячая – внутреннее пространство (летом зачастую наоборот). Сравнительная характеристика приведена в таблице:
Коэффициент рассчитывается как количество тепла, которое пройдет через материал толщиной 1 метр за 1 час при разнице температур внутри и снаружи на 1 градус Цельсия. Соответственно, единицей измерения строительных материалов является Вт/ (м*оС) – 1 Ватт, разделенный на произведение метра и градуса.
Сравнение теплопроводности строительных материалов, а также их плотности и паропроницаемости представлено в таблице.
Жирным шрифтом выделены наиболее эффективные материалы, применяющиеся в строительстве домов.
Ниже представлена наглядная схема, из которой легко увидеть, какую толщину должна иметь стена из разных материалов, чтобы она удерживала одинаковое количество тепла.
Очевидно, что по этому показателю преимущество за искусственными материалами (например, пенополистиролом).
Примерно такую же картину можно увидеть, если составить диаграмму строительных материалов, которые наиболее часто применяются в работе.
При этом большое значение имеют условия окружающей среды. Ниже приведена таблица теплопроводности строительных материалов, которые эксплуатируются:
- в обычных условиях (А),
- в условиях повышенной влажности (Б),
- в условиях засушливого климата.
Данные взяты на основе соответствующих строительных норм и правил (СНиП II-3-79), а также из открытых интернет-источников (веб-страницы производителей соответствующих материалов). Если данные по конкретным условиям эксплуатации отсутствуют, то поле в таблице не заполнено.
Чем больше показатель, тем больше тепла он пропускает при прочих равных условиях. Так, у некоторых видов пенополистирола этот показатель равен 0,031, а у пенополиуретана – 0,041. С другой стороны, у бетона коэффициент на порядок выше – 1,51, следовательно, он пропускает тепло значительно лучше, чем искусственные материалы.
Сравнительные потери тепла через разные поверхности дома можно увидеть на схеме (100% — общие потери).
Очевидно, что большая часть уходит именно из стен, поэтому отделка этой части помещения – наиболее важная задача, особенно в условиях северного климата.
Применение материалов с небольшой теплопроводностью в утеплении домов
В основном сегодня используются искусственные материалы – пенопласт, минеральная вата, пенополиуретан, пенополистирол и другие. Они очень эффективны, доступны по цене и достаточно легко монтируются, не требуя особых навыков работы.
- при возведении стен (требуется меньшая их толщина, поскольку основную нагрузку по сбережению тепла берут на себя именно теплоизоляционные материалы),
- при обслуживании дома (тратится меньше ресурсов на отопление).
Это один из лидеров в своей категории, который широко используется в утеплении стен как снаружи, так и внутри. Коэффициент составляет примерно 0,052-0,055 Вт/(оС*м).
Как выбрать качественный утеплитель
При выборе конкретного образца важно обращать внимание на маркировке – именно она содержит все основные сведения, влияющие на свойства.
Например, ПСБ-С-15 означает следующее:
Минеральная вата
Еще один довольно распространенный утеплитель, который применяется как во внутренней, так и в наружной отделке помещений, – это минеральная вата.
Материал достаточно долговечный, недорогой и несложен в монтаже. Вместе с тем, в отличие от пенопласта, она хорошо впитывает влагу, поэтому при ее использовании необходимо применять и гидроизоляционные материалы, что удорожает монтажные работы.
Какова теплопроводность штукатурки разных типов
Отделочный материал, применяемый при наружных и внутренних работах, при капитальном строительстве и в косметическом ремонте – это штукатурка. Ее особенности зависят от вида, а их достаточно много, так как в смесь добавляются различные элементы, которые могут повышать ее основные качества либо добавлять эстетики покрытию. Посмотрим на некоторые виды, а также определимся, что такое теплопроводность штукатурки и какой показатель у различных типов материала.
Определение
Теплопроводностью материала называют перенос внутренней энергии от более нагретых частей к менее нагретым. Механизм переноса тепла отличается в зависимости от агрегатного состояния вещества, а также распределения температур по поверхности материала. Иными словами, способность тела проводить тепло — и есть теплопроводность. Определяется она количеством теплоты, которое способно проходить через определенную толщину материала, на определенном участке за обозначенное время (естественно, для удобства расчетов все показатели равны единице). Но штукатурки отличаются слоем нанесения — значит и показатель будет другим
Виды и теплопроводность
Естественно, теплопроводность цементно-песчаной штукатурки для внешних работ будет отличной, чем теплопроводность декоративной штукатурки. Поэтому более подробно посмотрим на общие особенности некоторых видов.
Цементно-песчаная
В зависимости от прочности покрытия, выбирается пропорции песка к цементу – 1:4 или 1:3. Это также зависит от марки цемента и фракции песка. Данный раствор практически не эластичный, поэтому его используют для минеральных поверхностей в качестве основного покрытия, а не заделывании щелей и трещин. При плотности слоя 1800 кг/м 3 коэффициент теплопроводности штукатурки будет равен 1,2.
Это материал для отделки внутренних поверхностей помещения. Его применение подходит, если температура окружающей среды колеблется от +5 до +25 градусов. Теплопроводность гипсовой штукатурки также зависит от плотности ее нанесения и возможных добавок. Обычно коэффициент теплопроводности гипсовой штукатурки при плотности материала 800кг/м 3 – 0.3.
Декоративная
Это исключительно отделочный материал для финишных работ. В его состав могут входить полимерные и синтетические смолы, различные примеси, дающие ей необходимые эстетические свойства. Декоративная штукатурка может применяться для отделки фасадов и внутренних частей здания. Фасадный состав с полимерными добавками при плотности в 1800 кг/м 3 имеет коэффициент теплопроводности 1.
Утепляющая
Это состав, в который входят различные добавки, предающие такие особенности, как:
- морозостойкость,
- прочность вне зависимости от количества осадков и окружающего климатического воздействия,
- звукопоглощение,
- высокая степень адгезии,
- хорошая эластичность.
В зависимости от добавок, коэффициент эластичности утепляющей штукатурки при плотности 500 кг/м 3 составляет 0,2.
Перлитовая
Это одна из разновидностей декоративных штукатурок, которая состоит из вулканических пород. В состав штукатурки входят особые кислые стекла, которые придают покрытию эстетичный внешний вид и добавляют различные практичные качества. Уникальная способность, которой обладает материал, – вспенивание и увеличение в размерах при нагревании. Надо сказать, что перлитовая штукатурка способна увеличиться в объеме в 10 раз. Благодаря этому получается внешне плотный, но достаточно легкий слой для основной поверхности. Плотность слоя может колебаться в пределах 350…800 кг/м 3 , за счет чего колеблется и теплопроводность штукатурки – 0,13…0,9.
Есть такое понятие «сухая штукатурка». Для незнающих в строительной терминологии это означает обыкновенный гипсокартон. По сути, листы состоят из тех же элементов, что и обычная гипсовая штукатурка (жидкая), за исключением того, что они высушены, спрессованы, сформованы и укреплены на картонных листах. Теплопроводность сухой штукатурки также будет зависеть от плотности материала. Средний коэффициент теплопроводности равен 0.21.
Известковая
Наиболее распространенный вид штукатурки для внутренних работ. Одним из главных ее качеств можно назвать чистую белизну, что отлично подходит под дальнейшие финишные работы, в особенности окрашивание или нанесение декоративных жидких обоев. Состоит смесь из гашеной извести, речного песка. Пропорции могут быть разными. Теплопроводность при плотности 1500 кг/м 3 будет равна 0.7.
Для каждой из смесей предусмотрены свои показатели, которые обозначаются на упаковке. Надо сказать, что бумажный мешок сухой смеси – инструкция не только по эксплуатации, но и составу. Там можно найти основные свойства каждого из составов.
Основные характеристки листов гипсокартона всех типов
Каждый строитель знает, что гипсокартон является одним из наиболее удобных и универсальных материалов для отделки стен и возведения перекрытий. Современный рынок предлагает большой спектр типов гкл с различными техническими характеристиками в зависимости от целевого назначения и особенностей эксплуатации. Как правильно подобрать материал и не растеряться среди многообразия фирм-производителей подскажет следующая статья.
1 — ГКЛ, 2 — ГКЛО, 3 — ГКЛВ, 4 — ГКЛВО
Классы ГКЛ и особенности их применения
Гипсокартон представляет собой многослойную плиту из гипса и бумаги. Такая конструкция позволяет использовать материал не только в качестве отделочного, но и создавать полноценные межкомнатные перегородки. При соблюдении определенных правил на них можно вешать полочки, а также клеить обои, класть плитку, да и просто красить. Но обязательно стоит учитывать особенности помещения и правильно подбирать тип гкл.
Итак, листы бывают нескольких видов:
- стандартные (гкл),
- влагостойкие (гклв),
- огнестойкие (гкло),
- огне- и влагостойкие (гклво).
Кроме того, некоторые производители (например, Knauf) предлагают потребителю так называемый суперлист. Он отличается от стандартного волокнистой структурой, что улучшает свойства гипсокартона, повышает его прочность и облегчает процесс нарезки. Использовать суперлист удобно для возведения межкомнатных перегородок.
Существуют и другие варианты: арочный, акустический и виниловый гкл. Арочный гипсокартон имеет меньшие вес и толщину, что позволяет создавать сложные, изогнутые конструкции. Виниловый удобен тем, что его поверхность готова к декоративной отделке и не нуждается в шпаклевке.
Структура, характеристики и состав гипсокартона
Название «гипсокартон» говорит само за себя: между слоями картона находится «начинка» из гипса. На первый взгляд простой состав обуславливает многочисленные положительные характеристики данного материала:
- безопасность,
- экологичность,
- гладкость поверхности,
- механическую прочность,
- легкость в обработке,
- невысокую цену,
- огнестойкость,
- высокие шумоизоляционные характеристики,
- относительно небольшой вес листа гипсокартона.
В таблице 1 приведены характеристики листа гкл стандартного состава.
Таблица 1. Технические характеристики листа гипсокартона толщиной 12.5 и шириной 1200 мм
Кроме того, существуют определенные отличия в составе гкл разных типов. Утепленный лист с одной стороны имеет слой пенополистирола, который непосредственно влияет на теплопроводность гипсокартонной конструкции. Такой материал вообще не имеет картонного покрытия, что делает его стойким к воздействию влаги и открытого огня. Прекрасно «противостоит» пламени и огнестойкий гкл благодаря армирующим включениям из стекловолокна. Влагостойкий гипсокартон содержит специальные добавки против плесени, а также силикон. Листы обычно выполняют в отличной от других цветовой гамме – розовом или зеленом цвете.
Обзор производителей
Любой опытный строитель посоветует приобретать материалы для ремонта только у известных и проверенных фирм. Среди представленных на отечественном рынке производителей гипсокартона наибольшим доверием потребителей пользуются «Knauf» и «Gyprok». Габаритные размеры, вес листов гкл приведены в таблице 2.
Таблица 2. Характеристики гипсокартона
Из таблицы видно, сколько весит лист гкл самых распространенных типов. У других изготовителей показатели могут отличаться от приведенных, поэтому их стоит обязательно уточнять.
Безопасность и экологичность материала
Поскольку в состав стандартного гкл входят только два компонента (гипс и картон), то никакой опасности для здоровья качественный материал представлять не может. Но недобросовестный производитель вполне может использовать в процессе производства минеральный материал из экологически неблагополучных районов. Поэтому при покупке стоит обязательно проверять сертификаты качества и соответствие ГОСТам.
В каких случаях вредность гипсокартона действительно имеет место? Такие ситуации возникают когда:
- Производитель использует добавки, содержащие фенол или формальдегид. Такое встречается у материалов китайского производства.
- Не соблюдаются меры предосторожности при нарезке и обработке кромок. Подобные работы всегда сопровождаются повышенным пылевыделением, поэтому лучше всего их проводить в респираторе.
- Помещения с повышенной влажностью, оконные проемы и откосы отделывают стандартным гкл в целях экономии. Материал не только разрушается, но и способствует образованию и развитию плесневого грибка, опасного для здоровья человека.
- Используют несоответствующую шпаклевку для заделки швов.
Видно, что при соблюдении нехитрых правил гкл является полностью безопасным вариантом отделки, как для человека, так и для окружающей среды. Главное – не экономить на качестве и соблюдать технологию обработки и установки плит.
Технологии монтажа
Технология установки листов гипсокартона на стены и потолок несколько отличается. В качестве примера можно привести способ обшивки стен с помощью металлического каркаса. Такой способ очень надежен и позволяет декорировать поверхность керамической плиткой. Так как плитка имеет немалый вес, чтобы его выдержать, гипсокартон нужно устанавливать на каркас.
Основные этапы отделки:
- Расчет расхода материала, с учетом веса и размеров одного листа гипсокартона.
- Составление сметы и закупка «расходников».
- Разметка поверхности с помощью лазерного уровня.
- Установка металлического каркаса.
- Обшивка его листами гкл.
- Заделка швов и финишная отделка.
Теплопроводность и коэффициент теплопроводности. Что это такое.
Теплопроводность.
Так что же такое теплопроводность? С точки зрения физики теплопроводность – это молекулярный перенос теплоты между непосредственно соприкасающимися телами или частицами одного тела с различной температурой, при котором происходит обмен энергией движения структурных частиц (молекул, атомов, свободных электронов).
Можно сказать проще, теплопроводность – это способность материала проводить тепло. Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной. Передача тепла происходит за счет передачи энергии при столкновении молекул вещества. Происходит это до тех пор, пока температура внутри тела не станет одинаковой. Такой процесс может происходить в твердых, жидких и газообразных веществах.
На практике, например в строительстве при теплоизоляции зданий, рассматривается другой аспект теплопроводности, связанный с передачей тепловой энергии. В качестве примера возьмем “абстрактный дом”. В “абстрактном доме” стоит нагреватель, который поддерживает внутри дома постоянную температуру, скажем, 25 °С. На улице температура тоже постоянная, например, 0 °С. Вполне понятно, что если выключить обогреватель, то через некоторое время в доме тоже будет 0 °С. Все тепло (тепловая энергия) через стены уйдет на улицу.
Чтобы поддерживать температуру в доме 25 °С, нагреватель должен постоянно работать. Нагреватель постоянно создает тепло, которое постоянно уходит через стены на улицу.
Коэффициент теплопроводности.
Количество тепла, которое проходит через стены (а по научному – интенсивность теплопередачи за счет теплопроводности) зависит от разности температур (в доме и на улице), от площади стен и теплопроводности материала, из которого сделаны эти стены.
Для количественной оценки теплопроводности существует коэффициент теплопроводности материалов. Этот коэффициент отражает свойство вещества проводить тепловую энергию. Чем больше значение коэффициента теплопроводности материала, тем лучше он проводит тепло. Если мы собираемся утеплять дом, то надо выбирать материалы с небольшим значением этого коэффициента. Чем он меньше, тем лучше. Сейчас в качестве материалов для утепления зданий наибольшее распространение получили утеплители из минеральной ваты, и различных пенопластов. Набирает популярность новый материал с улучшенными теплоизоляционными качествами – Неопор.
Коэффициент теплопроводности материалов обозначается буквой ? (греческая строчная буква лямбда) и выражается в Вт/(м2*К). Это означает, что если взять стену из кирпича, с коэффициентом теплопроводности 0,67 Вт/(м2*К), толщиной 1 метр и площадью 1 м2., то при разнице температур в 1 градус, через стену будет проходить 0,67 ватта тепловой энергии. Если разница температур будет 10 градусов, то будет проходить уже 6,7 ватта. А если при такой разнице температур стену сделать 10 см, то потери тепла будут уже 67 ватт. Подробней о методике расчета теплопотерь зданий можно посмотреть здесь.
Следует отметить, что значения коэффициента теплопроводности материалов указываются для толщины материала в 1 метр. Чтобы определить теплопроводность материала для любой другой толщины, надо коэффициент теплопроводности разделить на нужную толщину, выраженную в метрах.
В строительных нормах и расчетах часто используется понятие “тепловое сопротивление материала”. Это величина обратная теплопроводности. Если, на пример, теплопроводность пенопласта толщиной 10 см – 0,37 Вт/(м2*К), то его тепловое сопротивление будет равно 1 / 0,37 Вт/(м2*К) = 2,7 (м2*К)/Вт.
Коэффициент теплопроводности материалов.
Ниже в таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов применяемых в строительстве.
Гипс строительный
Перед тем как вы начнете изучать эту статью хочу сделать небольшое вступление. Тема гипса у меня возникла неслучайно. Я собрался делать декоративную штукатурку на стены. В этом плане это мой первый опыт. Первое, что начинаю делать в таких случаях — изучаю материл, т.е. я попытался узнать о строительном гипсе всё.
Изначально тема мне казалась простой, но это оказалось не так, поэтому и делаю предисловие. Начнем с того, что природный гипс бывает разный по структуре. Но и это не всё. Гипс получают, как отход химической промышленности (например, фосфогипс) и он идет с примесями и, как правило, ухудшающие свойства гипса, как вяжущего. Да и в природе гипс идет с примесями. Примеси убирают, но частично они остаются, поэтому нужно понимать, что покупая гипс у разных производителей, вы покупаете разный материал. Если вы самостоятельно добавляете модифицирующие добавки и купили гипс производителя с которым раньше не работали, то лучше сделать пробный замес и нанесение тестового слоя.
Гипс бывает β-модификации и α-модификации. Отличаются только способом приготовления (дегидрации). β-модификации делают нагревая двуводный гипс в открытых печах и вода выходит паром образуя мельчайшие поры, что ухудшает прочность, т.к. при любой тонкости помола получаются пористые частички. α-модификацию делают в автоклавах под давлением и вода выходит капельным способом, что делает полученный полуводный гипс монолитным, что улучшает прочность. α-модификация сложна в производстве, соответственно получается дорогой гипс и используется только в медицине и частично в скульптуре.
Алебастр это название природного зернистого гипса, который имеет более мелкое структурное зерно. В некоторых местах пишут, что любой строительный гипс — алебастр. Это не так. Алебастр является зернистым гипсом, но не любой зернистый гипс является алебастром. Он и в природе от простого зернистого гипса отличается по виду и похож на мрамор. Алебастр по своей природе мелкозернист, поэтому есть возможность при помоле получить более мелкое зерно, чем у простого зернистого гипса. Порошок с более мелким зерном имеет большую площадь поверхности частиц, а значит быстрее вступает в реакцию с водой и быстрее твердеет. Строительный Алебастр — это полуводный гипс, полученный из природного алебастра.
Есть ещё один важный момент. Гипс β-модификации, который только и продается в готовых смесях и так состоит из пористых частичек, но для приготовления рабочего раствора нужной текучести приходится добавлять воды в 2 раза больше, чем нужно для химической реакции. Лишняя вода выходит испарением создавая дополнительные поры и ещё уменьшает прочность. Поэтому если вам важна прочность, уменьшайте воду и применяйте добавки увеличивающие текучесть и используйте гипс с мелким помолом.
Это если совсем кратко. Более подробно читайте дальше. Не хочу показаться нескромным, но это статья дает самую структурированную, понятную и точную информацию о строительном гипсе. Здесь далеко не всё, что можно было бы рассказать о строительном гипсе, но для системного понимания об этом материале вполне достаточно, а про остальные интересные темы о гипсе я напишу в других статьях, например: Модифицированная гипсовая смесь: гипс + известь + метакаолин.
Строительный гипс — это вяжущие вещества, получаемые из гипсового камня или отходов химической промышленности.
При обжиге гипсового камня отделяется химически связанная вода и в зависимости от температуры образуются различные формы гипса. При 100 градусах Цельсия начинается формирование полугидратного гипса. При его затворении в воде вновь образуется дигидрат сульфата кальция. Этот замкнутый цикл был открыт примерно 20 тысяч лет назад. Люди сооружали очаги из гипсового камня и, вероятно, замечали, как рассыпавшийся обожженный гипс превращается под дождем снова в камень. В шумерских и вавилонских клинописях встречаются упоминания о гипсе и его применении.
Доступность сырья, простота технологии и низкая энергоемкость производства (в 4-5 раз меньше, чем для получения портландцемента) делают гипс дешевым и привлекательным вяжущим.
Станьте первым!