Удельная теплоемкость облицовочного кирпича

Теплопроводность и теплоемкость кирпича

Подбирая подходящий материал для проведения того или иного вида строительных работ, особое внимание следует обращать на его технические характеристики. Это касается и удельной теплоемкости кирпича, от которой во многом зависит потребность дома в последующей термоизоляции и дополнительной отделке стен.

Характеристики кирпича, которые влияют на его применение:

• Удельная теплоемкость. Величина, определяющая количество тепловой энергии, необходимой для нагревания 1 кг на 1 градус.
• Теплопроводность. Очень важная характеристика для кирпичных изделий, позволяющая определить количество передаваемого тепла со стороны комнаты на улицу.
• На уровень теплопередачи кирпичной стены прямым образом влияют характеристики использованного для ее возведения материала. В тех случаях, когда речь идет о многослойной кладке, потребуется учитывать коэффициент теплопроводности каждого слоя в отдельности.

Керамический

Исходя из технологии производства, кирпич классифицируется на керамическую и силикатную группы. При этом оба вида имеют значительные отличия по плотности материала, удельной теплоемкости и коэффициенту теплопроводности. Сырьем для изготовления керамического кирпича, еще его называют красным, выступает глина, в которую добавляют ряд компонентов. Сформированные сырые заготовки подвергаются обжигу в специальных печах. Показатель удельной теплоемкости может колебаться в пределах 0,7-0,9 кДж/(кг·K). Что касается средней плотности, то она обычно находится на уровне 1400 кг/м3.

Среди сильных сторон керамического кирпича можно выделить:

1. Гладкость поверхность. Это повышает его внешнюю эстетичность и удобство укладки.
2. Стойкость к морозу и влаге. В обычных условиях стены не нуждаются в дополнительной влаго- и термоизоляции.
3. Способность переносить высокие температуры. Это позволяет использовать керамический кирпич для возведения печей, мангалов, жаропрочных перегородок.
4. Плотность 700-2100 кг/м3. На эту характеристику непосредственно влияет наличие внутренних пор. По мере увеличения пористости материала уменьшается его плотность, и возрастают теплоизоляционные характеристики.

Коронка по бетону: что такое и как выбрать

Силикатный

Что касается силикатного кирпича, то он бывает полнотелым, пустотелым и поризованным. Исходя из размеров, различают одинарные, полуторные и двойные кирпичи. В среднем силикатный кирпич обладает плотностью 1600 кг/м3. Особенно ценятся шумопоглощающие характеристики силикатной кладки: даже если речь идет о стене небольшой толщины, уровень ее звукоизоляции будет на порядок выше, чем в случае применения других типов кладочного материала.

Облицовочный

Отдельно стоит сказать об облицовочном кирпиче, который с одинаковым успехом противостоит и воде, и повышению температуры. Показатель удельной теплоемкости этого материала находится на уровне 0,88 кДж/(кг·K), при плотности до 2700 кг/м3. В продаже облицовочные кирпичи представлены в большом многообразии оттенков. Они подходят как для облицовки, так и для укладки.

Огнеупорный

Представлен динасовыми, карборундовыми, магнезитовыми и шамотными кирпичами. Масса одного кирпича довольно большая, по причине значительной плотности (2700 кг/м3). Самый низкий показатель теплоемкости при нагревании у карборундового кирпича 0,779 кДж/(кг·K) для температуры +1000 градусов. Скорость нагревания печи, уложенной из этого кирпича, значительно превышает нагрев шамотной кладки, однако охлаждение наступает быстрее.

Из огнеупорного кирпича обустраиваются печи, предусматривающие нагревание до +1500 градусов. На удельную теплоемкость данного материала большое влияние оказывает температура нагрева. К примеру, тот же шамотный кирпич при +100 градусах обладает теплоемкостью 0,83 кДж/(кг·K). Однако, если его нагреть до +1500 градусов, это спровоцирует рост теплоемкости до 1,25 кДж/(кг·K).

Зависимость от температуры использования

На технические показатели кирпича большое влияние оказывает температурный режим:

• Трепельный. При температуре от -20 до + 20 плотность меняется в пределах 700-1300 кг/м3. Показатель теплоемкости при этом находится на стабильном уровне 0,712 кДж/(кг·K).
• Силикатный. Аналогичный температурный режим -20 — +20 градусов и плотность от 1000 до 2200 кг/м3 предусматривает возможность разной удельной теплоемкости 0,754-0,837 кДж/(кг·K).
• Саманный. При идентичности температуры с предыдущим типом, демонстрирует стабильную теплоемкость 0,753 кДж/(кг·K).
• Красный. Может применятся при температуре 0-100 градусов. Его плотность может колебаться от 1600-2070 кг/м3, а теплоемкость – от 0,849 до 0,872 кДж/(кг·K).
• Желтый. Температурные колебания от -20 до +20 градусов и стабильная плотность 1817 кг/м3 дает такую же стабильную теплоемкость 0,728 кДж/(кг·K).
• Строительный. При температуре +20 градусов и плотности 800-1500 кг/м3 теплоемкость находится на уровне 0,8 кДж/(кг·K).
• Облицовочный. Тот же температурный режим +20, при плотности материла в 1800 кг/м3 определяет теплоемкость 0,88 кДж/(кг·K).
• Динасовый. Эксплуатация в режиме повышенной температуры от +20 до +1500 и плотности 1500-1900 кг/м3 подразумевает последовательное возрастание теплоемкости от 0,842 до 1,243 кДж/(кг·K).
• Карборундовый. По мере нагревания от +20 до +100 градусов материал плотностью 1000-1300 кг/м3 постепенно увеличивает свою теплоемкость от 0,7 до 0,841 кДж/(кг·K). Однако, если нагревание карборундового кирпича продолжить далее, то его теплоемкость начинает уменьшаться. При температуре +1000 градусов она будет равняться 0,779 кДж/(кг·K).
• Магнезитовый. Материал плотностью 2700 кг/м3 при повышении температуры от +100 до +1500 градусов постепенно увеличивает свою теплоемкость 0,93-1,239 кДж/(кг·K).
• Хромитовый. Нагревание изделия плотностью 3050 кг/м3 от +100 до +1000 градусов провоцирует постепенное возрастание его теплоемкости от 0,712 до 0,912 кДж/(кг·K).
• Шамотный. Обладает плотностью 1850 кг/м3. При нагревании от +100 до +1500 градусов происходит увеличение теплоемкости материала с 0,833 до 1,251 кДж/(кг·K).

Плюсы и минусы силикатного кирпича

Подбирайте кирпичи правильно, в зависимости от поставленных задач на стройке.

Удельная теплоемкость производимого кирпича

На самом деле, выбирая строительные материалы для возведения той или иной постройки, в обязательном порядке нужно обращать внимание на их физические величины. И удельная теплоемкость кирпича в рассматриваемом вопросе не является исключением. Но, конечно же, чтобы понять, какое влияние оказывает физическая величина на кирпич, необходимо изначально разобраться в том, что она, собственно, из себя представляет.

Таблица сравнения теплопроводности бревна с кирпичной кладкой.

На какие показатели необходимо обращать внимание при выборе кирпича?

1. Удельная теплоемкость – это показатель того, какое именно количество тепла требуется, чтобы нагреть 1 кг вещества, приходящийся на 1°С.
2. Также огромное значение для кирпича имеет показатель теплопроводности. Он указывает на то, в каком количестве материал может передавать тепло как с внутренней, так и с внешней стороны при разных температурных режимах.
3. То, каким будет показатель теплопередачи, полностью зависит от того, какой именно материал вы приобретаете для строительства здания. Для того чтобы узнать итоговый показатель для стены с многочисленными слоями, необходимо исходить из показателя теплопроводности для каждого отдельного слоя.

Как определяется удельная теплоемкость?

Большой популярностью пользуется силикатный кирпич. Его получают в процессе смешивания извести с песком.

Удельная теплоемкость определяется в ходе лабораторных исследований. Данный показатель полностью зависит от того, какую именно температуру имеет материал. Параметр теплоемкости необходим для того, чтобы в итоге можно было понять, насколько теплоустойчивыми будут являться внешние стены отапливаемого здания. Ведь стены сооружений нужно строить из материалов, удельная теплоемкость которых стремится к максимуму.

Помимо этого, данный показатель необходим для проведения точных расчетов в процессе подогрева различного рода растворов, а также в ситуации, когда работы производятся при минусовой температуре.

Нельзя не сказать и про полнотелые кирпичи. Именно данный материал может похвастаться высоким показателем теплопроводности. Следовательно, в целях экономии как нельзя кстати подойдет пустотелый кирпич.

Виды и нюансы кирпичных блоков

Для того чтобы в итоге возвести достаточно теплое кирпичное здание, изначально нужно понимать, какой именно вид данного материала подойдет для этого в наибольшей степени. В настоящее время на рынках и в строительных магазинах представлен огромный ассортимент кирпича. Так какому же отдать предпочтение?

На территории нашей страны огромной популярностью у покупателей пользуется силикатный кирпич. Этот материал получают в процессе смешивания извести с песком.

Таблица теплопроводности материалов.

Востребованность силикатного кирпича связана с тем, что он достаточно часто применяется в быту и имеет достаточно приемлемую цену. Если же коснуться вопроса физических величин, то тут данный материал, конечно, во многом уступает своим собратьям. В связи с низким показателем теплопроводности выстроить по-настоящему теплый дом из силикатного кирпича вряд ли получится.

Но, конечно же, как и у любого материала, у силикатного кирпича есть свои плюсы. К примеру, он обладает высоким показателем звукоизоляции. Именно по этой причине его очень часто используют для возведения перегородок и стен в городских квартирах.

Второе почетное место в рейтинге востребованности занимает керамический кирпич. Его получают из размешивания различных видов глин, которые в последующем обжигают. Данный материал применяют для непосредственного возведения зданий и их облицовки. Строительный тип используется для постройки зданий, а облицовочный – для их отделки. Стоит сказать и про то, что кирпич на основе керамики совсем небольшой по весу, поэтому он является идеальным материалом для самостоятельного осуществления строительных работ.

Новинкой строительного рынка является теплый кирпич. Это не что иное, как усовершенствованный блок из керамики. Данный тип по своим размерам может превышать стандарт примерно в четырнадцать раз. Но это никоим образом не влияет на общую массу постройки.

Если сравнивать данный материал с керамическим кирпичом, то первый вариант в вопросе теплоизоляции в два раза лучше. У теплого блока имеется большое количество мелких пустот, которые выглядят как каналы, расположенные в вертикальной плоскости.

А как известно, чем больше воздушного пространства присутствует в материале, тем выше показатель теплопроводности. Потеря тепла в данной ситуации происходит в большинстве случаев на перегородках внутри или в швах кладки.

Теплопроводность кирпича и пеноблоков: особенности

Данное вычисление необходимо для того, чтобы можно было отразить свойства материала, которые выражаются в отношении показателя плотности материала к его свойству проводить тепло.

Теплотехническая однородность – это показатель, который равен обратному отношению потока тепла, проходящему через конструкцию стены, к количеству тепла, проходящему через условную преграду и равному общей площади стены.

На самом деле и тот, и другой вариант вычисления является достаточно сложным процессом. Именно по этой причине если у вас нет опыта в данном вопросе, то лучше всего обратиться за помощью к специалисту, который сможет в точности произвести все расчеты.

Итак, подводя итоги, можно говорить о том, что физические величины очень важны при выборе строительного материала. Как вы смогли увидеть, разные типы кирпича, в зависимости от своих свойств, обладают рядом достоинств и недостатков. К примеру, если вы хотите возвести действительно теплое здание, то вам лучше всего отдать предпочтение теплому виду кирпича, у которого показатель теплоизоляции находится на максимальной отметке. Если же вы ограничены в деньгах, то оптимальным вариантом для вас станет покупка силикатного кирпича, который хоть и минимально сохраняет тепло, зато прекрасно избавляет помещение от посторонних звуков.

Теплоемкость материалов — таблица

В строительстве очень важной характеристикой является теплоемкость строительных материалов. От нее зависят теплоизоляционные характеристики стен постройки, а соответственно, и возможность комфортного пребывания внутри здания. Прежде, чем приступить к ознакомлению с теплоизоляционными характеристиками отдельных строительных материалов, необходимо понять, что собой представляет теплоемкость и как она определяется.

1. Удельная теплоемкость материалов
2. Теплоемкость строительных материалов
3. Сравнительная характеристика теплоемкости основных строительных материалов
4. Теплоемкость и теплопроводность материалов

Удельная теплоемкость материалов

Теплоемкость – это физическая величина, описывающая способность того или иного материала накапливать в себе температуру от нагретой окружающей среды. Количественно удельная теплоемкость равна количеству энергии, измеряемой в Дж, необходимой для того, чтобы нагреть тело массой 1 кг на 1 градус.
Ниже представлена таблица удельной теплоемкости наиболее распространенных в строительстве материалов.

Для того, чтобы рассчитать теплоемкость того или иного материала, необходимо обладать такими данными, как:

• вид и объем нагреваемого материала (V);
• показатель удельной теплоемкости этого материала (Суд);
• удельный вес (mуд);
• начальную и конечную температуры материала.

Теплоемкость строительных материалов

Теплоемкость материалов, таблица по которой приведена выше, зависит от плотности и коэффициента теплопроводности материала.

А коэффициент теплопроводности, в свою очередь, зависит от крупности и замкнутости пор. Мелкопористый материал, имеющий замкнутую систему пор, обладает большей теплоизоляцией и, соответственно, меньшей теплопроводностью, нежели крупнопористый.

Это очень легко проследить на примере наиболее распространенных в строительстве материалов. На рисунке, представленном ниже, показано каким образом влияет коэффициент теплопроводности и толщина материала на теплозащитные качества наружных ограждений.

Из рисунка видно, что строительные материалы с меньшей плотностью обладают меньшим коэффициентом теплопроводности.
Однако так бывает не всегда. Например, существуют волокнистые виды теплоизоляции, для которых действует противоположная закономерность: чем меньше плотность материала, тем выше будет коэффициент теплопроводности.

Поэтому нельзя доверять исключительно показателю относительной плотности материала, а стоит учитывать и другие его характеристики.

Сравнительная характеристика теплоемкости основных строительных материалов

Для того, чтобы сравнить теплоемкость наиболее популярных строительных материалов, таких дерево, кирпич и бетон, необходимо рассчитать величину теплоемкости для каждого из них.

В первую очередь нужно определиться с удельной массой дерева, кирпича и бетона. Известно, что 1 м3 дерева весит 500 кг, кирпича – 1700 кг, а бетона – 2300 кг. Если мы берем стенку, толщина которой составляет 35 см, то путем нехитрых расчетов получим, что удельная масса 1 кв.м дерева составит 175 кг, кирпича – 595 кг, а бетона – 805 кг.
Далее выберем значение температуры, при которой будет происходить накопление тепловой энергии в стенах. Например, это будет происходить в жаркий летний день с температурой воздуха 270С. Для выбранных условий рассчитываем теплоемкость выбранных материалов:

1. Стена из дерева: С=СудхmудхΔТ; Сдер=2,3х175х27=10867,5 (кДж);
2. Стена из бетона: С=СудхmудхΔТ; Сбет=0,84х805х27= 18257,4 (кДж);
3. Стена из кирпича: С=СудхmудхΔТ; Скирп=0,88х595х27= 14137,2 (кДж).

Из произведенных расчетов видно, что при одинаковой толщине стены наибольшим показателем теплоемкости обладает бетон, а наименьшим – дерево. О чем это говорит? Это говорит о том, что в жаркий летний день максимальное количество тепла будет накапливаться в доме, выполненном из бетона, а наименьшее – из дерева.

Этим объясняет тот факт, что в деревянном доме в жаркую погоду прохладно, а в холодную погоду тепло. Кирпич и бетон легко накапливают в себе достаточно большое количество тепла из окружающей среды, но так же легко и расстаются с ним.

Теплоемкость и теплопроводность материалов

Теплопроводность – это физическая величина материалов, описывающая способность проникновения температуры с одной поверхности стены на другую.

Для создания комфортных условий в помещении необходимо, чтобы стены обладали высоким показателем теплоемкости и низким коэффициентом теплопроводности. В этом случае стены дома будут в состоянии накапливать тепловую энергию окружающей среды, но при этом препятствовать проникновению теплового излучения внутрь помещения.

Характеристики кирпича, его теплопроводность, морозостойкость и теплоемкость

Выбор кирпича как строительного материала для возведения стен любых помещений, печей или каминов осуществляют на основании его свойств, связанных со способностью проводить, удерживать тепло или холод, выносить воздействие высоких или низких температур. Самые важные теплотехнические характеристики: коэффициент теплопроводности, теплоемкость и морозостойкость.

Под этим названием прежде понимали лишь элементы стандартного размера (250х120х65) из обожженной глины. Сейчас производят и продают строительные изделия, изготовленные из любых пригодных компонентов, имеющие форму правильного параллелепипеда и размеры, схожие с габаритами классического керамического варианта.

• керамический рядовой (строительный) — классический камень красного цвета из обожженной глины;
• керамический лицевой — отличается лучшими внешними качествами, повышенной устойчивостью к атмосферным воздействиям, обычно имеет внутри полости;
• силикатный полнотелый — светло-серого цвета из прессованной песчано-известняковой смеси, уступает керамическому по всем показателям (в том числе теплотехническим), кроме прочности;
• силикатный пустотный — отличается наличием полостей, повышающих способность стен сохранять тепло;
• гиперпрессованый — из цемента с пигментами, придающими оттенки натурального материала, заполнителями смеси являются крошка известняка, мрамора, гранулы доменного шлака;
• шамотный — предназначен для кладки печей, каминов, дымоходов;
• клинкерный — отличается от обычного тем, что при его производстве используют особые сорта глины и более высокие температуры обжига;
• теплая керамика (поризованный камень) — ее характеристики намного превосходят теплопроводность красного кирпича , это достигается за счет наличия в глиняной массе пор, заполненных воздухом, и особой конструкции элемента, имеющего большое количества пустот внутри.

Коэффициент теплопроводности

Теплопроводность вещества — количественная характеристика его способности проводить энергию (тепло). Для ее сравнения у разных строительных материалов используют коэффициент теплопроводности — количество теплоты, проходящей через образец единичных длины и площади за единицу времени при единичной разнице температур. Измеряется в Ватт/метр*Кельвин (Вт/м*К).

При выборе кирпича для возведения стен на показатель теплопроводности обращают внимание, так как от него зависит минимально допустимая толщина конструкции. Чем меньше значение, тем лучше стена удерживает тепло и тем тоньше она может быть, экономнее расход. Этот же параметр учитывают, подбирая вид утеплителя, размер его слоя и технологию.

Теплопроводность зависит от таких факторов:

• материал: лучшие показатели — у теплой поризованной керамики, худшие — у гиперпрессованного или силикатного кирпича;
• плотность — чем она выше, тем хуже удерживается тепло;
• наличие пустот в изделиях — полости внутри щелевого стенового камня после выполнения монтажа заполняет воздух, за счет этого лучше сохраняются тепло или прохлада в помещении.

По коэффициенту теплопроводности в сухом состоянии различают следующие виды кладок:

• высокоэффективные — до 0,20;
• повышенной эффективности — от 0,21 до 0,24;
• эффективные — от 0,25 до 0,36;
• условно-эффективные — от 0,37 до 0,46;
• обыкновенные — более 0,46.

При выполнении расчетов, выборе лицевого и строительного кирпича и утеплителя учитывают, что способность стены проводить тепло зависит не только от свойств материала, но и характеризуется коэффициентом теплопроводности раствора и толщиной швов.

Это количество теплоты (энергии), которое необходимо подвести к телу, чтобы повысить его температуру на 1 Кельвин. Единица измерения этого показателя — Джоуль на Кельвин (Дж/К). Удельная теплоемкость — ее отношение к массе вещества, единица измерения — Джоуль/кг*Кельвин (Дж/кг*К). У кирпича ее значение — от 700 до 1250 Дж/кг*К. Более точные цифры зависят от материала, из которого изготовлен конкретный вид.

Параметр влияет на расход энергии, требуемой для отопления дома: чем ниже значение, тем быстрее прогревается помещение и тем меньше средств уйдет на оплату. Он особенно важен, если проживание в доме непостоянное, то есть периодически требуется прогревать стены. Лучший вариант — силикат, но точные расчеты рекомендуется поручить специалисту. Необходимо учитывать не только теплоемкость стены, но и ее толщину, теплоемкость кладочного раствора, ширину швов, особенности расположения помещения и коэффициент теплоотдачи.

Выражается в количестве циклов замораживания-оттаивания, которое элемент выдерживает без существенных ухудшений свойств. Значение имеет не нижний уровень температуры, а именно частота замораживания влаги в порах. Вода, превратившись в лед, расширяется, что способствует разрушению камня.

Обычно морозостойкость обозначают индексом, который содержит большую латинскую букву F и цифры. Например: маркировка F50 указывает на то, что этот материал начинает терять прочность не ранее, чем через 50 циклов замораживания-оттаивания. Возможные марки кирпича по морозостойкости (ГОСТ 530-2012): F25; F35; F50; F100; F200; F300. Ориентируясь на обозначенную цифру, нужно понимать, что количество циклов не совпадает с количеством сезонов.

В некоторых регионах в течение одной зимы может многократно происходить резкая смена температур. Для несущих стен рекомендуют использовать минимум F35, для облицовки — от F75. Варианты с более низкими показателями пригодны только для регионов с мягким климатом.