Теплопроводность полистиролбетона: насколько важным является данное свойство?
Полистиролбетон получил распространение благодаря некоторым качествам, являющимся важными при строительстве здания. Одним из таких является теплопроводность, которая отвечает за свойство материала сохранять температуру.
Полистиролбетон является лидером среди легких бетонов в этом отношении, популярность его применения непосредственно связана с данным фактом. И в этой статье мы постараемся внимательно изучить все характеристики, влияющие на подобный показатель, и выясним, отчего же зависит теплопроводность полистиролбетона.
Кратко о полистиролбетоне
Сначала давайте немного познакомимся с материалом и рассмотрим значения свойств, которые находятся во взаимной зависимости от коэффициента теплопроводности.
Характеристики материала
Полистиролбетон характеризуется наличием в составе полистирольной крошки, которая снижает вес изделий и их прочность и плотность.
Помимо нее, в состав входят: цемент, вода, песок и омыленная смола. Также допустимы некоторые примеси в виде добавок, повышающих качество готового материала.
Основные свойства материала:
Обратите внимание! Стоит учитывать, что в связи с высокой способностью к теплосохранению, другие качества будут наоборот – понижены. Ниже мы рассмотрим эту зависимость.
Виды изделий и особенности их применения
В соответствии с плотностью, полистиролбетон бывает нескольких видов, что и определяет сферу его применения и числовые значения других показателей.
- Теплоизоляционный материал имеет среднюю плотность, не превышающую 300 кг/м3. Минимальное значения – 150. Как становится очевидным, применяется такой полистиролбетон исключительно как теплоизоляционный и звукоизолирующий материал.
- Теплоизоляционно-конструкционные полистиролбетонные блоки имеют плотность около 300-400 кг/м3. Использоваться они могут как в качестве теплоизоляции, так и при возведении конструкций, на которые не предполагается воздействие серьезных нагрузок.
- Конструкционно-теплоизоляционный вид характеризуется средней плотностью в 500-600 кг/м3. С его помощью можно возводить стены и перегородки.
Изделия выпускаются нескольких видов:
- Блоки стеновые, использующиеся при возведении стен;
- Блоки перегородочные, служащие материалом при монтаже перегородок;
- Блоки вентиляционные, характеризующиеся наличием специализированных отверстий для проводки коммуникаций;
- Изделия, имеющие лицевую, то есть облицовочную сторону. При их использовании отделывать дом снаружи не понадобится.
Наиболее распространенной сферой применения материала является теплоизоляция. Утепление полистиролбетоном получило распространение благодаря низкому коэффициенту теплопроводности материала и бюджетной стоимости. Цена на материал сравнительно низкая, поэтому изделия доступны широкому кругу потребителей.
Утепление стен полистиролбетоном, и иных конструкций и покрытий, может быть выполнено в нескольких вариантах:
- Применение блочных изделий;
- Использование материала в жидком виде.
Последний вариант наиболее распространен.
Монолитный полистиролбетон применяют при:
- Устройстве основы под теплые полы;
- Изоляции кровли, перекрытий;
- В качестве материала при заполнении каркасов с целью утепления и во многих других случаях.
Стоит отметить, что применение материала не требует наличия особых навыков, работы могут быть проведены своими руками. Понадобится лишь инструкция и минимальный набор инструмента.
Видео в этой статье расскажет о преимуществах и недостатках полистиролбетона.
Коэффициент теплопроводности полистиролбетона, и зависимость его от других показателей
Давайте выясним, от чего зависит способность к удержанию температур.
В первую очередь стоит сказать о плотности и прочности изделий, которые формируются уже на стадии производства путем изменения пропорций сырья. Воспользуемся таблицей.
Полистиролбетон: теплопроводность и плотность:
| Вид материала в зависимости от средней плотности | Значение ее, кг/м3 | Значение теплопроводности, Вт*мС |
| Конструкционно-теплоизоляционный | 600 | 0,17 |
| 500 | 0,14-0,15 | |
| Теплоизоляционно-конструкционный | 400 | 0,10-0,13 |
| Теплоизоляционный | 300 | 0,08-0,09 |
| 200 | 0,07 | |
| 150 | 0,05-0,06 |
То есть, с повышением плотности материала растет и его коэффициент теплопроводности.
Какими недостатками обладают в свою очередь изделия, отличающиеся высокой способностью к теплосохранению?
- Морозостойкость их не нормируется, она будет предельно мала;
- Долговечность – снижена;
- Гигроскопичность – повышена;
- Хрупкость;
- Низкая плотность.
Из плюсов стоит отметить малый вес и невысокую стоимость.
Как повысить способность полистиролбетона к сохранению температуры, расчет толщины стен
Теперь давайте разбираться, каким же образом можно изменить такие взаимосвязанные свойства как плотность и теплопроводность? А предварительно проведем расчет необходимой толщины стены на примере среднего региона.
Рассчитываем оптимальную толщину стены
Для расчета требуемой толщины стены необходимо узнать показатель теплоотдачи, который является обратной величиной коэффициента теплопроводности. Он различен для каждого региона, его значение указано в СНиП.
Средний показатель составляет около 3,4.
Для упрощения расчетов, подсчитаем толщину стены без учета утепления и последующей отделки. Предположим, что изделия мы будем использовать, обладающие плотностью Д600. Теплопроводность их равна около 0,17 Вт*мС. 0,17*3,4=0,578 см.
При проведении более точных расчетов, необходимо учитывать теплопроводность облицовочного материала и утеплителя. Их значения нужно вычесть из показателя теплоотдачи и опять же перемножить.
Например, допустим, что коэффициент теплопроводности утеплителя равен 0,02, а облицовки – 0,5. Считаем: 3,4-0,5-0,02=2,88. 0,17*2,88=0,49 см.
Изменение характеристик при производстве и укладке изделий
Изменение теплоизоляционных качеств и плотности можно произвести при помощи следующих приемов:
- Еще на стадии производственного цикла, повысить плотность можно путем изменения пропорций сырья: цемента должно быть больше, а процентное соотношение крошки полистирола – меньше. В этом случае увеличатся плотность, прочность и вес готового материала.
- Также существуют специализированные добавки, влияющие на соотношение плотности и теплопроводности, их добавляют на стадии приготовления смеси.
На заметку! При самостоятельном производстве крайне внимательно дозируйте все компоненты, в противном случае, желаемого результата добиться не получится. Зачастую именно поэтому у застройщиков не получается оправдать затраты, так как выходит много бракованной продукции.
- Тепловая обработка изделий также повысит плотность материала.
- При кладке изделий необходимо применять специализированный состав, с его помощью можно уменьшить мостики холода и, как следствие, повысить способность теплосохранению.
- При помощи утепления показатель теплоизоляции будет также увеличен.
Сравнение значения теплопроводности полистиролбетона с основными конкурентами
Сравнение полистиролбетона по теплопроводности с другими материалами:
| Наименование | Теплопроводимость, Вт*мС | Показатель плотности, кг/м3 |
| Полистиролбетон | 0,05-0,17 | 150-600 |
| Газоблок | 0,09-0,34 | 300-1200 |
| Керамзитобетон | 0,14-0,45 | 400-2000 |
| Пенобетон | 0,08-0,33 | 300-1200 |
| Кирпич керамический | 0,6 | 1400-2000 |
| Кирпич силикатный | 0,6 | 1500-1900 |
В заключение
Вывод напрашивается сам собой: плотность полистиролбетона неконкурентная, а вот коэффициент теплопроводности весьма хорош. Поэтому, совершенно не удивительна его основная сфера применения – теплоизоляция конструкций. В этой случае, практичность и эффективность использования материала вполне оправдана.
Ещё раз отметим, что утепление полистиролбетоном получило распространение именно благодаря высокой способности данного материала к теплосохранению.
Полистиролбетон характеристики
Содержание:
- Свойства и характеристики
- Полистиролбетон теплопроводность
- Сколько весит полистиролбетон
- Плотность полистиролбетона
- Нормативные и расчетные сопротивления полистиролбетона
- Полистиролбетон прочность на изгиб
Свойства и характеристики:
- Класс по прочности на сжатие. М2.5-М3.5 и В0.35-В2.5. 1 погонный метр монолитной конструкций толщиной 300 мм может выдерживать распределенную нагрузку до 35 тонн.
- Марка блоков. D150-D550. D150- D200 используются в качестве утеплителя, D250- D350 для перегородок, а D550 для несущих конструкций.
- Показатель морозостойкости. F25-F150. В среднем изделие способно выдержать до 70 замораживаний и оттаиваний без потери целостности и теплоизолирующей способности.
- Предел прочности на растяжение при изгибе. 0.10–0.73.
- Температурный режим. Блоки могут эксплуатироваться при температуре от -60 до +70 градусов.
- Показатель звукоизоляции. Стена из ПСБ толщиной 300 мм способна гасить звук до 70 дБ, что обеспечивает превосходную шумоизоляцию.
Среди других технических характеристик полистиролбетона можно отметить пожаробезопасность, он имеет класс НГ1, то есть не подвержен горению. ПСБ отличается долговечностью, рассчитан на эксплуатацию до 100 лет.
В соответствии с техническими характеристиками полистиролбетон в сравнении с кирпичом и газоблоками имеет небольшой вес. В среднем 1 блок ПСБ весит так же, как 15–17 кирпичей. В сравнении с деревом исключено появление плесени и грибка.
Мы рассмотрели основные свойства и характеристики полистиролбетона, изделия из цемента, песка, гранул полистирола и специализированных добавок.
- Смесь цемента.
- Пенополистирол.
- Шлакопортландцементная продукция.
- Вода.
Дополнительно используются модифицирующие компоненты. Они предназначены для:
- Повышения скорости затвердевания.
- Корректировки времени затвердевания.
- Улучшения пластичности.
- Предотвращения растрескивания.
- Эффективного отведения воздуха.
| Марка блоков по средней плотности (кг/м3) | Класс по прочности на сжатие | Средняя прочность на сжатие R, МПа | Передел прочности на растяжение при изгибе, МПа | Коэффициент теплопроводности, Вт/м °С | Марка по морозостойкости | ||
| В сухом состоянии | При эксплуатационной влажности | ||||||
| А | Б | ||||||
| D150 | М 2,5 | — | 0,10 | 0,055 | 0,057 | 0,060 | F25 |
| D200 | М 3,5 | — | 0,15 | 0,065 | 0,070 | 0,075 | F25-F35 |
| D250 | В 0,35 | — | 0,25 | 0,075 | 0,085 | 0,090 | F35-F50 |
| D300 | В 0,5 | 0,73 | 0,35 | 0,085 | 0,095 | 0,105 | F35-F50 |
| D350 | В 0,75 | 1,09 | 0,50 | 0,095 | 0,110 | 0,120 | F50-F75 |
| D400 | В 1,0 | 1,45 | 0,60 | 0,105 | 0,120 | 0,130 | F50-F75 |
| D450 | В 1,5 | 2,16 | 0,65 | 0,115 | 0,130 | 0,140 | F75-F100 |
| D500 | В 2,0 | 2,90 | 0,70 | 0,125 | 0,140 | 0,155 | F75-F100 |
| D550 | В 2,5 | 3,60 | 0,73 | 0,135 | 0,155 | 0,175 | F100-F150 |
Полистиролбетон теплопроводность
Полистиролбетон широко используется в строительстве благодаря своим наилучшим показателям теплопроводности. В среднем этот коэффициент составляет 0.13–0.15 Вт/(м*С). Чем больше полистирольных шариков находится в блоке, тем меньше плотность. Для южных регионов в основном приобретают изделия плотностью 600 кг/м3, что обеспечивает теплопроводность 0.17 Вт/(м*С). В регионах с резко континентальным климатом оптимально использовать материал с более низкой плотностью 500 кг/м3, что составляет около 0.15 Вт/(м*С).
Высокие показатели теплопроводности ПСБ в сравнении с газоблоком и пеноблоком позволяет использовать его как в качестве несущего конструкционного материала, так и в качестве теплоизоляционного. Полистиролбетон имеет наилучший коэффициент теплопроводности в сравнении с кирпичом. Например, блок ПСБ марки D600 толщиной 400 мм обладает теми же теплосберегающими показателями, что и кирпичная стена толщиной 1,5 метра или бетон толщиной 3 метра.
Сколько весит полистиролбетон
В среднем вес полистиролбетона на 1 кубический метр составляет около 510–540 кг. Конечная масса зависит от соотношения материалов, цемента, песка и полистирола, марки изделия и особенностей производства. В соответствии с ГОСТ вес полистиролбетона является следующим:
- D250 весит 9 кг.
- D300 весит 10.8 кг.
- D400 весит 14.4 кг.
- D550 весит 19.8 кг.
Дополнительно стоит отметить, что вес полистиролбетона кг в кубе может иметь различные данные исходя не только из марки, но и типоразмера. Например, D300 размером 150х300х600 мм будем весить 8.1 кг, 400х300х600 мм 21.6 кг, а вот 250х300х600 мм 13.5 кг. То есть многое зависит не только от марки, но и типоразмера изделия. Информация находится в технической документации. Существуют определенные нормативы, которые закреплены в ГОСТ Р 51263–99.
Благодаря тому, что вес полистиролбетона 1 м3 на 1 м3 значительно меньше, чем у газоблока, кирпича и камня его широко используют в малоэтажном строительстве, при возведении дачных домиков, административных зданий, таунхаусов. Из-за малого веса он не оказывает значительного воздействия на фундамент, что позволяет сэкономить на основании здания и возвести двух, трехэтажное здание с минимальными затратами.
Плотность полистиролбетона
Изделие из портландцемента, кварцевого песка, гранул полистирола и модифицирующих добавок отличается невысокой плотностью, считается легким, имеет пористую структуру. Показатель плотности зависит от марки изделия. Наименьший показатель у марок D150 и D250, но такие материалы имеют наименьший коэффициент теплопередачи, позволяют лучше сохранять тепло внутри помещения. К изделиям высокой плотности относятся полистирольные блоки марки D450 и D600. Они характеризуются повышенной прочностью, используются для возведения перегородок и несущих конструкций.
Полистиролбетон низкой плотности в основном используется для тепло- и звукоизоляции объектов, жилых домов, коттеджей и многих других строений. На показатель плотности будет влиять соотношение цемента, песка и полистирола. Существуют определенные ГОСТы и стандарты. Плотность полистирола кг/м3 закреплена в ГОСТ Р 51263–12.
При приобретении стройматериала у производителей необходимо удостовериться, что продукция была произведена в соответствии с ГОСТ. Для этого необходимо запросить сертификаты и техническую документацию. Важно отметить, что на плотность будет влиять также марка портландцемента и размеры полистирола.
Нормативные и расчетные сопротивления полистиролбетона
| Вид сопротивления | Нормативные сопротивления полистиролбетона и расчетные сопротивления полистиролбетона, МПа, для предельных состояний второй группы при классе бетона по прочности на сжатие |
||||||
| М5 | В0,5 | B0,75 | В1,0 | В1,5 | В2,0 | В2,5 | |
| Сжатие Осевое (призменная прочность) Rbh и Rb,ser |
0,35 | 0,5 | 0,75 | 1,0 | 1,5 | 1,8 | 2,1 |
| Растяжение осевое Rbtn иRbt,ser |
0,12 | 0,15 | 0,21 | 0,26 | 0,3 | 0,32 | 0,35 |
| Растяжение при изгибе Rbtfn и Rbtf,ser |
0,23 | 0,27 | 0,38 | 0,47 | 0,55 | 0,58 | 0,64 |
| Вид сопротивления | Расчетные сопротивления полистиролбетона, МПа, для предельных состояний первой группы при классе бетона по прочности на сжатие |
||||||
| М5 | В0,5 | B0,75 | В1,0 | В1,5 | В2,0 | В2,5 | |
| Сжатие осевое (призменная прочность) Rb |
0,25 | 0,35 | 0,55 | 0,75 | 1,05 | 1,4 | 1,75 |
| Растяжение осевое Rbt | 0,07 | 0,09 | 0,12 | 0,15 | 0,18 | 0,20 | 0,23 |
| Растяжение при изгибе Rbtfn и Rbtfn,ser |
0,14 | 0,16 | 0,22 | 0,28 | 0,32 | 0,35 | 0,40 |
| Марка полистиролбетона по средней плотности | Начальный модуль упругости полистиролбетона при сжатии и растяжении Eб 10-3, МПа, при классе бетона по прочности на сжатие | ||||||
| М5 | В0,5 | В0,75 | В1,0 | В1,5 | В2,0 | В2,5 | |
| D250 | 0,35 | 0,45 | — | — | — | — | — |
| D300 | 0,40 | 0,50 | 0,60 | — | — | — | — |
| D350 | 0,50 | 0,60 | 0,70 | 1,1 | — | — | — |
| D400 | — | 0,70 | 0,80 | 1,2 | 1,3 | — | — |
| D450 | 1,3 | 1,4 | 1,6 | — | |||
| D500 | — | — | — | — | 1,45 | 1,7 | 1,9 |
| D600 | — | — | — | — | 1,6 | 1,8 | 2,1 |
Полистиролбетон прочность на изгиб
Полистиролбетон имеет множество преимуществ перед ячеистым бетоном. Предел прочности на изгиб колеблется от 0.10 до 0.73 МПа. Многое зависит от марки блока ПСБ. Изделие D150 и D300 имеет показатель прочности 0.10–0.35 МПа, D400 и D500 0.60–0.73 МПа. Изделие с невысоким показателем МПа в основном используют для звукоизоляции объектов, а материалы, у которых показатель МПа выше 0.70, применяют для перегородок и несущих конструкций. На прочность полистиролбетона на изгиб и сжатие влияет соотношение цемента, песка и полистирола, а также качество цемента.
Важно отметить, что автоклавный ячеистый бетон превышает на 10–12% прочность ячеистого бетона естественного режима затвердевания и на 20–30% прочности керамзитобетона. Прочность автоклавного ячеистого бетона соответствует классам В5.0-В12.5.
Соответствующие показатели прочности закреплены в ГОСТ Р 51263–99, где можно более подробно ознакомиться с важными техническими параметрами. Рекомендуется использовать для строительства объектов блоки марки D550 класса прочности D2.5 и выше плотностью 450 кг/м3. Оптимальный вариант для малоэтажного строительства.
Роль показателя теплопроводности полистиролбетона в строительстве и его расчет
Полистиролбетон – современный строительный материал, производимый на основе цементного вяжущего и вспученного полистирольного заполнителя (полистирол вспененный гранулированный или ПВГ), относящийся к ячеистым бетонам. Этот материал имеет высокие эксплуатационные характеристики, такие как тепло- и звукоизоляция, что делает возможным использование этого материала в строительстве энергоэффективных зданий и сооружений. Полистиролбетонные блоки имеют относительно небольшой вес, что позволяет обойтись без применения грузоподъемной техники в частном домостроении. Большие, по сравнению с кирпичом, размеры ускоряют и упрощают кладку.
Характеристики материала
Одной из основных характеристик полистиролбетона, выгодно отличающей его от других строительных материалов является коэффициент сопротивления теплопередаче. Эта величина обратна коэффициенту теплопроводности. Он характеризует теплопроводящую способность материала и равен количеству тепловой энергии, прошедшему через единицу поверхности за определенное время, при изменении температуры на 1 градус. Единица измерения в системе СИ – Ватт/(метр*градус Кельвина), или Вт/(м·C). В данном случае градусы Кельвина равны градусам Цельсия.
Таблица 1. Коэффициент теплопроводности полистиролбетона
| Марка полистиролбетона | Коэффициент теплопроводности полистиролбетона, Вт/(м·0C) | Класс прочности, B | Коэффициент морозостойкости, F |
| D150 | 0,055 | Не нормируется | Не нормируется |
| D200 | 0,065 | В0,5 | F25-F35 |
| D250 | 0,075 | В0,5 | F25-F35 |
| D300 | 0,085 | В0,75 | F35 — F50 |
| D350 | 0,095 | В1,0 | F35 — F50 |
| D400 | 0,10 | В1,5 | F35 — F50 |
| D450 | 0,115 | В2,0 | F35-F75 |
| D500 | 0,125 | В2,0 | F35-F75 |
| D550 | 0,135 | В2,5 | F50-F100 |
| D600 | 0,145 | В2,5 | F50-F100 |
Класс прочности на сжатие измеряется в мегапаскалях, например класс прочности B2,0 показывает, что материал выдерживает нагрузку в 2 мПа. Коэффициент морозостойкости показывает количество циклов замораживания-размораживания, которое материал может выдержать, потеряв не более 5% прочности.
Благодаря тому, что гранулы ПВГ находятся в теле бетонной конструкции и не имеют контакта с воздухом, полистиролбетон относится к трудногорючим и негорючим материалам. Группа горючести Г1, допускается применение в конструкциях без дополнительной огнезащиты.
Как видно из таблицы, теплопроводность полистиролбетона зависит от плотности материала, чем выше плотность, тем выше теплопроводность. Для снижения плотности и, следовательно, улучшения изолирующих характеристик материала в раствор вводят гранулы вспененного полистирола. Однако при повышении теплоизолирующих свойств снижаются прочностные характеристики. Составы плотностью до 250 кг/м3 называются теплоизоляционными и имеют низкую прочность и применяются исключительно для звуко- и теплоизоляции, материал плотностью 250-450 кг/м3 — теплоизоляционно-конструкционный — для ненесущих и самонесущих стен, свыше 450 – для несущих стен – конструкционно-теплоизоляционный.
Важно использовать при производстве работ материал расчетной плотности.
Сравнение теплопроводности полистиролбетона с другими материалами
Благодаря включению ПВГ в структуру полистиролбетона значительно превосходит многие конструкционные строительные материалы, что позволяет значительно снизить расходы на отопление в холодное время года, либо делать стены тоньше без потери теплосопротивления. Например, стена толщиной 400 мм из наиболее распространенного в частном строительстве полистиролбетона марки D600 обладает примерно теми же теплосберегающими характеристиками, что и кирпичная стена толщиной 1,5 метра или бетон толщиной 3 метра. Нужно учитывать, что данные показатели применимы только при кладке полистиролбетонных блоков на специальный клей, позволяющий формировать тонкие швы толщиной 1-2 мм. При монтаже блоков на обычный кладочный раствор швы получаются значительно толще и образуются мостики холода.
Таблица 2. Сравнение теплопроводности полистиролбетона с другими строительными материалами.
На диаграмме видно, насколько полистиролбетон эффективнее, чем более традиционные материалы сберегает тепло. Соотношение толщины стен, необходимой для качественного теплосбережения будет таким же.
Сравнение с минватой
Теплопроводность полистиролбетонных блоков и минваты несильно отличаются друг от друга, если речь идет о материале невысокой плотности. Теплоизоляционный состав плотностью 200-300 кг/м3 по теплопроводимости ненамного уступает минеральной вате и может использоваться вместо нее при утеплении стен. Для утепления материал может применяться в виде блоков, плит, или монолитный, заливаемый в съемную или несъемную опалубку. В первом случае блоки крепят к стенам из кирпича, бетона или шлакоблока или укладывают между двумя слоями кирпича, один из которых выполняет несущую функцию, а второй, наружный – облицовочную. При использовании монолитного теплоизоляционного полистиролбетона возможны несколько вариантов. В одном из них опалубкой так же служат 2 слоя кирпича, только пенобетон не укладывается, а заливается между ними. Во втором варианте возводится каркас из оцинкованного металлического профиля, обшивается различными листовыми влагостойкими материалами, например, снаружи ЦСП, внутри – СМЛ и также заливается полистиролбетоном.
Также полистиролбетон различной плотности может использоваться в конструкции плитных фундаментов в качестве утеплителя, для производства мокрых или полусухих стяжек.
Можно ли использовать полистиролбетон в конструкциях «теплых полов»? Можно, в качестве теплоизолирующего подстилающего слоя.
Небольшой вес полистиролбетона позволяет использовать его в производстве стяжек с высокими звукоизолирующими характеристиками даже на легких перекрытиях в каркасных и деревянных зданиях. Пористая структура обеспечивает хорошую изоляцию от воздушного шума и дополнительную теплозащиту.
Виды пенобетонных блоков по тепловой проводимости
В зависимости от плотностных значений, пеноблоки объединяются в три подгруппы:
- теплоизоляционные (марки от Д300 до Д500);
- конструкционные (марки от Д900 до Д1200);
- конструкционно-теплоизоляционные (марки от Д600 до Д800).
Вспененный бетон первого типа имеет проводимость тепла от 0,08 до 0,12, Вт*м* град.С. Изделия этих марок служат только для тепловой изоляции сооружений (в качестве дополнительного слоя для изоляционного контура стен), поскольку имеют наиболее пористую структуру из всех видов блоков.
Они отличаются слабой способностью сохранять тепловую энергию, но при этом являются очень прочным материалом, а также обладают повышенным пределом сжатия.
Благодаря таким свойствам, конструкционные блоки применяются чаще для возведения многоэтажных построек, фундаментов и несущих стен и перегородок, подполья, подземных гаражных боксов. Для того, чтобы максимально увеличить прочность, блоки можно армировать фибровым волокном.
Третий вид пенобетоновых блоков характеризуется средними значениями показателя теплопроводности — он варьируется от 0,11 до 0,18 Вт*м* град.С., а также обладает неплохими теплоизоляционными свойствами. Место его использования — ограждения несущего характера.
Теплоемкость полистиролбетонных блоков
Теплоемкость показывает, какое количество тепловой энергии потребуется для увеличения температуры материала на 1 градус. Измеряется удельная теплоемкость в кДж/кг*градус. Для полистиролбетона этот показатель равен 1,06, что сопоставимо с кирпичной кладкой. Однако следует учитывать, что эта величина зависит от плотности материала, а значит для нагрева на 1 градус кирпичной стены потребуется в 2,5 раза большее количество теплоты, чем для нагрева полистиролбетонной.
Как рассчитать толщину стены
Для расчета необходимой толщины стены нужно знать:
- теплотехнические характеристика материала, из которого будет возводиться конструкция. Если материалов несколько – всех материалов.
- Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) Этот параметр можно взять из справочника или рассчитать по формуле ГСОП = (tв — tот)zот,
где tот, zот — средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут/год, отопительного периода, tв — расчетная температура внутреннего воздуха здания, °С, по ГОСТ 30494. Для Москвы и Санкт-Петербурга ГСОП равен 6000
- Сопротивление стены теплопередаче. Это справочная величина, зависящая от ГСОП, узнать ее величину можно в СНиП 2-3-79. Для жилых домов в Москве это 3,5 (м2?°С)/Вт.
Вычисление ведется по формуле формулой R = s / ? (м2•°С/Вт), где R — сопротивление теплопередаче, s — толщина стены (м), а ? — теплопроводность. Исходя из этой формулы, получаем S= R * ?. Пример расчета толщины стены жилого дома из полистиролбетонных блоков D600 в Москве: S = 3.5*0.14=0.49 м., т.е. для того, чтобы здание соответствовало СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», необходима полистиролбетонная стена толщиной почти полметра. Из красного кирпича толщина стены должна быть S=3.5*0.56=1.96 м. Это расчеты для сухого материала, с увеличением влажности коэффициент теплопроводности также увеличивается.
Всвязи с небольшой гигроскопичностью допускается эксплуатировать сооружения из полистиролбетона без укрытия фасада.
Стены меньшей толщины позволяют не только сохранить полезную площадь внутри постройки, но и уменьшают общий вес конструкции, снижая тем самым нагрузку на фундамент. Малоэтажные дома из полистиролбетона можно возводить на мелкозаглубленных ленточных фундаментах и даже на свайно-винтовых.
Относительно небольшой вес при высоких показателях теплозащиты позволяет использовать полистиролбетон при надстройке дополнительных этажей или мансард на уже построенных зданиях.
Разновидности блоков из керамзитобетона и их особенности
По предназначению современный стеновой материал подразделяется на три группы, бывает: теплоизоляционным, теплоизоляционно-конструктивным и конструктивным.
Но каждая группа отличается между собой теплопроводностью керамзитобетонных блоков.
Особенности различия следующие:
Теплоизоляционные – это самые легкие и наименее плотные стеновые камни, которым присущи повышенные характеристики сохранности тепла в помещениях, а в зимний период они хорошо удерживают прохладу внутри здания, не пропуская жару с улицы.
Отличные эксплуатационные свойства стенового материала обеспечиваются за счет:
- низкой плотности камня, варьирующей от 400 до 600 кг/куб.м.;
- прочности на сжатие — от 7 до 25 кг кв.см;
- показателя теплопроводности, равному 0,10-0,17 Вт/(м*K);
- морозостойкость – до 25 Мр3.
Теплоизоляционно-конструктивный материал имеет:
- среднюю плотность — 700-800 кг/куб.см.;
- среднюю массу;
- теплопроводность – от 0,22 до 0,45 Вт/(м*K);
- морозостойкость – от 20 до 90 Мр3.
- самая высокая плотность – от 800 до 1800 кг/куб.см.;
- наибольший вес – до 30 кг;
- прочность на сжатие — 100 кг/кв.см. и более;
- морозостойкость – до 400 Мр3;
- высокий показатель проводимости тепловой энергии — до 0,55 Вт/(м*K).
Интересная статья о технологиях разработки газобетона.
Улучшение тепловых характеристик
Такие характеристики полистиролбетона, как теплопроводность и коэффициент теплосопротивления, можно улучшить на стадии производства раствора, увеличив количество или фракциюгранул вспененного полистирола, соответствующим образом изменив состав смеси. При самостоятельном изготовлении полистиролбетона на стройплощадке, например для монолитных работ, важно четко соблюдать дозировку. Даже незначительное изменение состава может серьезно изменить прочностные и изоляционные свойства материала.
Нельзя изменять соотношение компонентов смеси или использовать материалы с характеристиками, отличными от расчетных, например цемент ПЦ 400 вместо 500.
При увеличении влажности и намокании материала теплоизоляционные характеристик значительно ухудшаются. Стены из полистиролбетона высокой плотности можно дополнительно утеплить при помощи полистиролбетона низкой плотности или минеральной ваты.
Теплопроводность полистиролбетона – ключевое преимущество
Высокие значения теплопроводности полистиролбетона являются ключевым показателем материала, благодаря характеристике – полистиролбетон стал известен и популярен среди: подрядчиков, мастеров, заказчиков. Числа показывают на сколько блок может сохранять тепло помещения. Дальше, мы постараемся максимально рассмотреть характеристики полистиролбетоннных блоков, узнать почему его характеристики – лучшие, среди аналогичных продуктов сферы строительных материалов.
Поговорим немного про полистиролбетон. Начнем изучение состава и перейдем к характеристикам теплопроводности полистиролбетона, свойствам блоков.
- Состав продукции
- Свойства полистиролбетона:
- Типы, особенности изделий из полистиролбетона
- Теплопроводность полистиролбетона, зависимость показателей от плотности материала
- Толщина стены с использованием теплых блоков в Краснодарском крае
- Вывод
Состав продукции
Полистиролбетон – продукт, где применяется пищевая полистирольная крошка, которая добавляется для уменьшения конечного веса материала, способствует повышению показателей теплопроводности полистиролбетона. Бетонная смесь состоит: из воды, цемента, смолы, добавляют составляющие повышающие конечные качества продукции.
Свойства полистиролбетона:
- Материал выдерживает от 50 циклов зима-лето по оценкам производителя, по регламентирующим стандартам, необходимый минимум – 25 циклов. В зависимости от марки полистиролбетона, поставщиков компонентов – значение может меняться, поэтому перед выбором блоков следует узнать технические характеристики конкретного изделия;
- Коэффициент прочности, используемого в несущих конструкциях блоков – В2,0 – В3,0 при плотности от 300 кг/м3 до 600 кг/м3. Блоки для перегородок имеют прочность ниже, что естественно. По сравнению с другими материалами, значения не находятся в лидирующих позициях, однако, теплопроводность полистиролбетонных блоков, что компенсирует слабость;
- Водопроницаемость материала на уровне 4-6% по сравнению с 25% у газоблоков. Показатель весьма высокий, конкурентный;
- Говоря про усадку, стоит отметить, что полистиролбетон склонен к такому явлению, но не больше остальных.
- Экологичность не ставит никаких вопрос;
- Долговечность не доказана, так как не существует, на сегодняшний день, сооружений необходимого возраста. Однако, дома из дерева стоят веками, так почему стоит сомневаться в качестве бетона? Производители утверждают, что высокие значения теплопроводности полистиролбетонных блоков, как и самого материала – будут сохранены свыше 70-ти лет.
Типы, особенности изделий из полистиролбетона
Теплоизоляционные камни, диапазон плотности — 150-300 кгм3, используется с целью: звукоизоляции, теплоизоляции. Благодаря своим высоким показателям — теплые блоки в Краснодаре используют для дополнительного утепления из облицовочных блоков с высокими свойствами теплопроводности полистиролбетона. Такие изделия не подходят для применения возведения несущих стен, однако, крайний, (блоки 300кг/м3) применяется при монтаже перегородочных стен и возведении одноэтажных строений. К этой группе можно отнести блоки: перегородочные, вентиляционные, облицовочные.
Плотность 300-400 кг/м3. Изделия этой марки прочности применяются для возведения несущих и перегородочных стен. Используют блоки при теплоизоляции построек, возведенных из других материалов.
500-600 кг/м3 – несущие блоки с высокой плотностью и теплопроводностью полистиролбетона. Используются в капитальных конструкциях, могут применяться для возведения внутренних стен и даже для теплоизоляции сооружения. Изготавливают блоки с лицевой стороной, их, после монтажа, скрывать не надо. Фасад, выполненный таким блоком, имеет оконченный вид.
Теплопроводность полистиролбетона, зависимость показателей от плотности материала
Свойство удерживать тепло здания связанно с двумя ингредиентами, а точнее с их пропорциями. Чем больше полистирольных шариков входит в состав полистиролбетона, тем меньшая плотность полученного изделия. Для тёплых регионов, например, использование теплых блоков в Краснодаре с показателями плотности – 600 кг/м3, значение теплопроводности — 0.17 Вт*мС – оптимально. Для применения в более холодных регионах, лучше применять изделия с большим коэффициентом теплопроводности полистиролбетонных блоков, однако, плотность материала будет меньше: 500 кг/м3 или 400кг/м3. Следует учитывать тот факт, что свойства взаимозависимые. При увеличении коэффициента теплопроводности полистиролбетона, показатель плотности немного упадет.
Толщина стены с использованием теплых блоков в Краснодарском крае
Существует формула для расчета необходимой глубины стены, ее можно найти в справочниках: R = Rse + Rk + Rsi, где:
Rse — Теплосопротивление наружной поверхности стены;
Rsi — Теплосопротивление внутренней поверхности стены;
Rk — Термическое сопротивление стены;
R req – Табличный показатель для регионов, городов;
Значение находим в таблицах справочников:
Для Краснодара, R = 1,48. Считаем: Rk = 1.48 – 0.0435 – 0.115 = 1.3215
Далее находим толщину стены из теплых блоков в Краснодаре, Rk = δ/λ, где δ — толщина стены, м, λ — коэффициент теплопроводности, Вт/м×°С.
λ = 0,15 Вт/м×°С, Rk уже посчитан и равен 1.3215. Соответственно, толщина стены = термическое сопротивление умноженное на коэффициент теплопроводности. δ = Rk* λ, δ = 1.3215*0.17 = 0.22 м. Если взять изделие плотностью 400-500 кг/м3, то результат будет того меньше (δ=0,19 м). Строения из газоблоков должны иметь толщину стены по ГОСТам: δ = 1.3215*0.26 = 0.34 м.
Как видим, результат более чем в 1,5 раза выше. По тому же принципу можно посчитать толщину для любого материала в любом регионе.
Вывод
Плотность полистиробетона не высокая по сравнению с другими аналогами на рынке, однако, ее более, чем достаточно для сооружения качественного дома, который будет греть долгие годы. Компенсируется недостаток при помощи других более, чем конкурентных показателей:
- Низкая впитываемость влаги;
- Вес конечной конструкции;
- Высокие значения теплопроводности полистиролбетона, особенно, для продукции с небольшой плотностью.
Продукция из полистирола и цемента обоснованно конкурента, что позволяет применять ее в малоэтажном строительстве. Её показатели находятся на ровне, а чаще -выше, чем у аналогичных материалов.
Теплоотдача стальных труб — значимый параметр в расчете отопления
В устройстве систем отопления частных домов и многоквартирных зданий в качестве наиболее часто используемого материала применяют стальные трубы. У многих потребителей возникают вопросы: насколько хороши эти традиционные изделия в своих технических характеристиках? Именно о таком значимом для отопительных систем параметре, как теплоотдача, расскажем более подробно.
Теплоотдача стальных труб
Когда имеет значение коэффициент теплоотдачи стальной трубы
Учитывать коэффициент теплоотдачи стальной трубы требуется при проектировании отопительных систем для определения нужного количества нагревательных приборов и выбора котельного оборудования. Этот параметр также имеет значение:
- в подсчете возможных потерь при передвижении теплоносителя по трубопроводам центральных и индивидуальных отопительных систем;
- для выбора оптимальных и наиболее эффективных рабочих размеров отопительных приборов, изготавливаемых из стальных труб (змеевиков (полотенцесушителей), регистров).
Коэффициент теплоотдачи представляет собой расчетную величину, характеризующую интенсивность, с которой стальные трубы отдают тепло окружающей среде. Для расчета теплоотдачи стальных труб применяется формула, в которой в качестве исходных данных учитываются площадь поверхности и температура окружающей среды. Искомый параметр получается из соотношения плотности теплового потока, отдаваемого поверхностью, и разности температур на ней с окружающей средой.
Что важно учитывать в расчете теплоотдачи стальных труб
Среднюю удельную теплопроводность стальных труб принято принимать как 74 Вт/м x К, где К –коэффициент теплоотдачи. Обратите внимание, что это именно усредненный показатель, так как для более детального расчета необходимо учитывать еще и другие критерии, в числе которых:
- Форма труб,
- Площадь поверхности (зависит от диаметра),
- Покрытие труб краской, ее цвет,
- Свойства планируемых к использованию теплоизоляционных материалов,
- Характеристики окружающей среды: температуру, теплопроводность,
- Температуру и скорость перемещения теплоносителя.
Для вычисления площади поверхности стальных труб используется математическая формула, применяемая в определении площади цилиндра.
Практические советы по расчету теплоотдачи стальных труб
Для выполнения расчета вам понадобится использование формулы: Q = K x F x dT. В этой формуле:
Q – теплоотдача, измеряемая в Ваттах (Вт),
F – площадь измеряемых труб (для удобства рекомендуется изначально рассчитать теплоотдачу 1м стальной трубы, результат умножить на длины труб одинакового диаметра в системе и получить среднее значение величины труб разных диаметров),
dT – температурный напор. Для получения этого значения также существует правило расчета. Это значение соответствует сумме температур на входе и выходе трубы, деленной на 2, из которой вычитается температура окружающей среды.
При использовании теплоизоляции результаты расчета по указанной выше формуле необходимо умножить на показатель КПД теплоизоляции, указанный производителем материала.
Что делать для того, чтобы теплоотдача стала меньше
Уменьшение теплоотдачи необходимо на таких участках, которые не используются для полезных целей. Это нужно для экономии затрат на подогрев теплоносителя и обеспечит вам экономию средств на его оплату. Едва ли вы согласны в буквальном смысле выбрасывать свои деньги на ветер.
Чтобы предотвратить остывание теплоносителя на таких проблемных участках, строительный рынок предлагает достаточно большой выбор теплоизоляционных эффективных и экологически безопасных материалов. Описание всего их ассортимента и свойств выходит за пределы этой статьи и должно быть предметом отдельного исследования. Общая рекомендация состоит в том, что их использование следует считать обязательным как в частном, таки в многоэтажном строительстве.
Способы для увеличения теплоотдачи
Отдачу тепла стальными трубами и изготовленными из них отопительными приборами можно увеличить несколькими способами. Вот несколько практических и недорогих по исполнению советов:
- Покрасьте отопительный прибор или трубы краской теплого матового цвета. Так вы увеличите инфракрасное излучение.
- Смонтируйте между трубами оребрение из плоских металлических пластин или полых труб меньшего диаметра.
Отопительные приборы из стальных труб
Наиболее распространены такие нагревательные приборы из стальных труб:
- Змеевики (полотенцесушители),
- Теплый пол,
- Отопительные регистры.
Полотенцесушители из стальных труб в их классическом виде, подключаемые к системе отопления и работающие только в отопительный сезон, сегодня не особенно популярны. Потребители отдают предпочтение автономным приборам со специальным теплоносителем и электрическим подогревом. Промышленность выпускает достаточно большой ассортимент с различными техническими характеристиками и дизайном, которые имеют невысокую стоимость. Поэтому вопрос изготовления полотенцесушителей из стальных труб кустарным способом давно перестал быть актуальным.
Для устройства теплых полов стальные трубы также постепенно полностью уходят в прошлое. Основная причина этому – развитие и усовершенствование технологий, более эффективных во всех значимых характеристиках.
Несколько иначе обстоит дело с эффективными регистрами из стальных труб. Эти отопительные приборы продолжают иметь высокую популярность в частных жилых домах, их применяют для устройства отопления в подъездах многоквартирных домов и в зданиях промышленного предназначения. Причина – в их максимально высокой теплоотдаче с одновременно низкой стоимостью материалов для их изготовления. Внешний вид регистров – это трубы, соединенные между собой перемычками меньшего диаметра. Высокий коэффициент их теплоотдачи достигается за счет увеличенной общей площади теплового изучения.
Характеристики стальных труб для отопления, расчет веса и теплоотдачи
Стальные водогазопроводные трубы являются самым популярным металлопрокатом широкого применения. Кроме использования для прокладки коммуникаций в соответствии с названием, они успешно выполняют функции отопительных приборов. Из труб вгп изготавливают гладкие и ребристые регистры разной конфигурации, которые по эффективности теплоотдачи не уступают современным радиаторам. Они прекрасно подходят для транспортировки теплоносителя в системах с естественной циркуляцией, при этом попутно участвуя в обогреве помещений.
Устанавливая стальные водогазопроводные трубы для отопления, очень важно знать их основные характеристики. В первую очередь к ним относятся вес и коэффициент теплоотдачи. Тщательно выполнив предварительные расчеты, вы убережете себя от неожиданных сложностей при монтаже и обеспечите требуемый эффект при эксплуатации.
Сортамент водогазопроводных труб
Водогазопроводные трубы изготавливаются в соответствии с требованиями государственного стандарта – ГОСТ 3262-75. Он действует уже более 40 лет и регламентирует все размеры и технические требования.
В сортаменте выделяется 3 разновидности труб:
- Легкие;
- Обычные;
- Усиленные.
Тип трубы определяется толщиной стенки. Она может варьироваться для разных диаметров от 1,8 до 5,5 мм. Усиление стенок позволяет изделиям выдерживать большее давление и обеспечивает более длительный срок службы. При этом, естественно, увеличивается расход металла на изготовление, стоимость и вес.
Приведенная в ГОСТе таблица веса стальных водогазопроводных труб позволяет определить массу 1 м погонного в зависимости от типа и диаметра.
Важно! Масса, определенная по таблице, является теоретической, фактическое значение может отличаться на 4-8%, что бывает ощутимо при больших партиях. Оцинкованные изделия всегда тяжелее примерно на 3-5%.
Как видно из таблицы, труба водогазопроводная стальная может иметь условный проход от 6 до 150 мм, что соответствует интервалу от ¼ до до 6 дюймов. Размеры в дюймах часто используются для маркировки фитингов и запорно-регулирующей арматуры. Поэтому очень важно правильно оперировать этими единицами измерения при комплектации системы.
На заметку: если под рукой нет таблицы, можно самостоятельно провести пересчет диаметра. Для этого достаточно знать, что 1 английский дюйм соответствует средней толщине большого пальца взрослого мужчины и равняется 25,4 мм. Все калибры легко определить, разделив значение условного прохода на 25 с округлением до ближайшего стандартного значения.
Масса трубы может быть также найдена вручную с помощью простых формул геометрии и физики, представленных на рисунке ниже. При больших объемах расчетов удобно использовать специальный онлайн калькулятор, который позволяет автоматизировать процесс.
На рисунке приняты следующие обозначения:
d – внутренний диаметр трубы;
D – наружный диаметр;
b – толщина стенки;
S – площадь металла в поперечном сечении;
V – объем металла;
m – масса изделия;
ρ – удельный вес стали, равный 7,85 г/см3.
Важно! Следует учитывать, что внутренний диаметр и условный проход – это не одно и то же. Трубы с разными толщинами стенок имеют разные внутренние диаметры при одинаковом условном проходе. Под условным проходом понимают некую стандартную величину в линейке сортамента, которая лишь примерно равна значению d. Приведение труб разных типов к одному условному диаметру значительно упрощает подбор фасонных элементов и других комплектующих.
Необходимо отметить высокие прочностные характеристики стальных труб. Они имеют жесткость, характерную для металлического прута аналогичного диаметра. При этом намного легче и дешевле. Так, изделие самого тяжелого типа будет иметь вес на 30-40% меньше, чем цельнометаллический прокат.
Благодаря этому, водогазопроводная труба широко применяется не только для транспортировки различных сред любой температуры, но также в строительстве и машиностроении для сооружения разнообразных конструкций.
Виды отопительных регистров
Стальные отопительные регистры представляют собой водогазопроводные или электросварные трубы, которые с помощью сварки соединяются в приборы для обогрева помещений. Они могут быть разной конфигурации. В соответствии с формой приборов выделяют следующие разновидности:
- Змеевиковые;
- Секционные.
На рисунке показаны некоторые варианты их конструктивного исполнения.
Секционные в свою очередь подразделяются на виды в зависимости от способа соединения: ниткой или колонкой. В первом случае нагретая жидкость проходит последовательно по каждой трубе, двигаясь по прибору, как в змеевике. Во втором – теплоноситель входит в каждую последующую трубу с двух сторон параллельно, как показано на рисунке выше.
Иногда применяют аналогичные конструкции из металлического профиля прямоугольного или квадратного сечения. Они несколько дороже круглых, но могут быть удобны для самостоятельного изготовления при наличии исходного материала.
Несмотря на непривлекательный внешний вид, стальные регистры довольно популярны в помещениях технического назначения. Их часто можно встретить в гаражах, мастерских, производственных цехах, а иногда и в общественных зданиях. Некоторые домовладельцы отдают предпочтение именно регистрам из труб из-за относительной дешевизны изделия и возможности изготовления своими руками прибора нужной длины и формы.
По способности отдавать тепло такие приборы несколько уступают радиаторам аналогичной длины, но при этом имеют меньшую стоимость. Важным преимуществом гладкотрубных регистров является простота в уходе за ними. Именно удобство регулярного очищения обуславливает их частое применение в медицинских учреждениях.
Для увеличения теплоотдачи стальной трубы используют оребрение из пластин. Они существенно увеличивают площадь контакта с окружающим воздухом, к тому же улучшают конвекцию. Эффективность таких отопительных приборов примерно раза в 3 выше, чем гладкотрубных. Недостаток регистров с оребрением только в сложности удаления пыли, которая скапливается между пластинами.
Существуют и более сложные современные конструкции вертикальных регистров. Они могут быть как прямыми, так и дугообразными в плане, повторяя очертания самых сложных архитектурных форм. Возможны варианты расположения колонок в один или два ряда. Такие регистры очень удобны для больших высоких помещений и дают свободу смелым дизайнерским решениям.
Определение теплоотдачи
Для правильного подбора размера регистров для отопления помещений в соответствии с теплопотерями необходимо знать значение теплоотдачи трубы длиной 1 метр. Эта величина зависит от используемого диаметра и разницы температур теплоносителя и окружающей среды. Температурный напор определяется по формуле:
где t1 и t2 – температуры на входе в котел и выходе из него соответственно;
tк – температура в отапливаемой комнате.
Быстро определить ориентировочное значение количества тепла, получаемого от регистра, поможет таблица теплоотдачи 1 м стальной трубы. Не смотря на то, что результат получается весьма приближенным, этот метод является самым удобным и не требует проведения сложных расчетов.
Для справки: 1 БТЕ/ час · фут 2 · o F = 5,678 Вт/м 2 К = 4,882 ккал/час· м 2 · o C.
Таблица показывает, какой будет теплоотдача стальных труб в воздушной среде при некоторых температурных перепадах. Для промежуточных значений разницы температур выполняются расчеты путем интерполяции.
Для более точного определения количества тепла, которое дает стальная труба, следует пользоваться классической формулой:
Q=K ·F · ∆t,
где: Q – теплоотдача, Вт;
K – коэффициент теплопередачи, Вт/(м 2 · 0 С);
F – площадь поверхности, м 2 ;
∆t – температурный напор, 0 С.
Принцип определения ∆t был описан выше, а значение F находится по простой геометрической формуле для поверхности цилиндра: F = π·d·l,
где π = 3,14, а d и l – диаметр и длина трубы соответственно, м.
При расчете участка длиной 1 м формула приобретает вид Q = 3,14·K·d·∆t.
На заметку: при определении теплоотдачи одиночной трубы достаточно подставить справочное значение коэффициента теплообмена для стали при передаче тепла от воды к воздуху, которое составляет 11,3 Вт/(м 2 · 0 С). Для отопительного прибора значение К зависит не только от материала, из которого изготовлены трубы, но также от их диаметра и количества ниток, так как они влияют друг на друга.
Средние значения коэффициентов теплопередачи для самых популярных типов нагревательных приборов приведены в таблице.
Важно! Подставляя значения в формулы необходимо внимательно следить за единицами измерения. Все величины должны иметь размерности, которые согласовываются между собой. Так, коэффициент теплопередачи, найденный в ккал/(час· м 2 · 0 С) необходимо перевести в Вт/(м 2 · 0 С), учитывая, что 1 ккал/час = 1,163 Вт.
Безусловно, таблица теплоотдачи стальных труб позволяет получить результат более быстро, чем расчет по формулам, но если важна точность, придется немного повозиться.
Чтобы определить необходимый размер регистра, требуемую тепловую мощность нужно разделить на теплоотдачу 1 метра с округлением в большую сторону к ближайшему целому числу. Для ориентира можно взять средние данные для утепленного помещения высотой до 3 м: 1 м регистра при диаметре 60 мм способен обогреть 1 м 2 помещения.
На заметку: Как видно из таблицы, коэффициент К для стальных труб может меняться от 8 до 12,5 ккал/(час· м 2 · 0 С). Увеличение диаметров и количества ниток приводит к уменьшению эффективности передачи тепла. В связи с этим для увеличения теплоотдачи регистра следует отдавать предпочтение увеличению длины элементов.
Необходимо учитывать также, что трубы больших размеров требуют повышенного объема воды в системе, что создает дополнительную нагрузку на котел. Рекомендуемое расстояние между нитками равно равняться диаметру труб плюс еще 50 мм.
Если система заполняется не водой, а незамерзающей жидкостью, то это существенно влияет на теплоотдачу регистра и требует увеличения его размеров после проведения дополнительных расчетов. Это особенно актуально при использовании приборов с ТЭНами и маслом в виде теплоносителя.
Заключение
Стальной трубопровод является довольно прочным, долговечным изделием с хорошей теплоотдачей. Регистры из гладких труб могут иметь различные конфигурации, очень удобны в уходе и не требуют периодической промывки. Это позволяет им успешно конкурировать с легкими биметаллическими и алюминиевыми отопительными приборами, а также с традиционными «неубиваемыми» чугунными радиаторами.
Водогазопроводные трубы получили широкое распространение в наружных тепловых сетях при открытой прокладке благодаря высокой жесткости и износоустойчивости. Целесообразность использования стальных труб для отопления помещений определяется условиями эксплуатации, финансовыми возможностями и эстетическим вкусом хозяев. Применение регистров наиболее оправдано в производственных и технических помещениях, но и в других случаях у них найдутся свои преимущества.
Теплоотдача 1 м. стальной трубы
Расчёт теплоотдачи трубы требуется при проектировании отопления, и нужен, чтобы понять, какой объём тепла потребуется, чтобы прогреть помещения и, сколько времени на это уйдёт. Если монтаж производится не по типовым проектам, то такой расчёт необходим.
Для каких систем нужен расчёт?
Коэффициент теплоотдачи считается для тёплого пола. Всё реже эта система делается из стальных труб, но если в качестве теплоносителей выбраны изделия из этого материала, то произвести расчёт необходимо. Змеевик – ещё одна система, при монтаже которой необходимо учесть коэффициент отдачи тепла.
Радиатор из стальных труб
Регистры – представлены в виде толстых труб, соединённых перемычками. Теплоотдача 1 метра такой конструкции в среднем – 550 Вт. Диаметр же колеблется в пределах от 32 до 219 мм. Сваривается конструкция так, чтобы не было взаимного подогрева элементов. Тогда теплоотдача увеличивается. Если грамотно собрать регистры, то можно получить хороший прибор обогрева помещения – надёжный и долговечный.
Как оптимизировать теплоотдачу стальной трубы?
В процессе проектирования перед специалистами встаёт вопрос, как уменьшить или увеличить теплоотдачу 1 м. стальной трубы. Для увеличения требуется изменить инфракрасное излучение в большую сторону. Делается это посредством краски. Красный цвет повышает теплоотдачу. Лучше, если краска матовая.
Другой подход – установить оребрение. Оно монтируется снаружи. Это позволит увеличить площадь теплоотдачи.
В каких же случаях требуется параметр уменьшить? Необходимость возникает при оптимизации участка трубопровода, расположенного вне жилой зоны. Тогда специалисты рекомендуют утеплить участок – изолировать его от внешней среды. Делается это посредством пенопласта, специальных оболочек, которые производятся из особого вспененного полиэтилена. Нередко используется и минеральная вата.
Производим расчёт
Формула, по которой считается теплоотдача следующая:
- К – коэффициент теплопроводности стали;
- Q – коэффициент теплоотдачи, Вт;
- F – площадь участка трубы, для которого производится расчёт, м 2 dT – величина напора температуры (сумма первичной и конечной температур с учётом комнатной температуры), ° C.
Коэффициент теплопроводности K выбирается с учётом площади изделия. Зависит его величина и от количества ниток, проложенных в помещениях. В среднем величина коэффициента лежит в пределах 8-12,5.
dT называется также температурным напором. Чтобы параметр высчитать, нужно сложить температуру, которая была на выходе из котла, с температурой, которая зафиксирована на входе в котёл. Полученное значение умножается на 0,5 (или делится на 2). Из этого значения вычитается комнатная температура.
Если стальная труба изолирована, то полученное значение умножается на КПД теплоизоляционного материала. Он отражает процент тепла, который был отдан при прохождении теплоносителя.
Рассчитываем отдачу для 1 м. изделия
Посчитать теплоотдачу 1 м. трубы, выполненной из стали, просто. У нас есть формула, осталось подставить значения.
Q = 0,047*10*60 = 28 Вт.
- К = 0.047, коэффициент теплоотдачи;
- F = 10 м 2 , площадь трубы;
- dT = 60° С, температурный напор.
Об этом стоит помнить
Хотите сделать систему отопления грамотно? Не стоит подбирать трубы на глазок. Расчёты теплоотдачи помогут оптимизировать траты на строительство. При этом можно получить хорошую отопительную систему, которая прослужит долгие годы.
