Теплоемкость бетона и воды сравнение

Обновлено: 18.05.2024

Теплоемкость кварцевого песка. Какой удельный вес у строительного песка. Сравнительная характеристика теплоемкости основных строительных материалов

Теплоёмкость, теплоусвоение и инерция. Удельная теплоемкость песка Удельная теплоемкость материалов

Песок считается самым распространенным материалом
, который используется во всех сферах жизнедеятельности человека особенно в строительстве. Вряд ли найдется современное здание, где бы ни применялся песок, как составляющий материал. Его используют для бетонной смеси или обычного раствора для кладки кирпичной стены. О теплоемкости песка пойдет речь в статье.

Достоинства

Песок обладает рядом достоинств,

благодаря которым здание эксплуатируется долгие годы. К основным можно отнести:

сейсмоустойчивость;
хорошо переносит резкие перепады температур, от сильных морозов до жаркого климата;
низкое сжатие
материала, помогает размещать на нем тяжелое основание, а заодно дополнительно амортизировать всю постройку. Это особо актуально в районах с частыми землетрясениями;
водопроницаемость, которая позволяет проводить очистку многих жидкостей;
широкий спектр применения в других областях.

Для удобства определения теплоемкости материала, в данном случае песка, используются готовые таблицы, в которых приведены расчеты. Их и применяют строители для проведения вычислений.

Теплопроводность также является важным значением,

учитываемым при планировании теплоизоляционных работ. Подбор правильного материала очень важен, от него зависит, какое количество тепловой энергии вам придется затрачивать на обогрев готового помещения.
проблема, это низкая теплоемкость песочного материала и готовое помещение, особенно если это жилой дом, требует дополнительной теплоизоляции. Теплопроводность зависит от плотности самого материала. Еще одним важным моментом является влажность песка.
Как указано в таблице ниже, при ее повышении увеличивается и теплопроводность песочного материала.

Таблица – выражение основных параметров теплопроводности песка

Данная таблица поможет как начинающим строителям, так и тем, кто не новичок в этом деле, быстро и точно рассчитать необходимое количество песочного материала для будущей застройки. а теплоемкость 840 Джкг*град.

Если используется влажный речной песок, то параметры будут такие: масса от 1900 кгм3 имеет теплопроводность 0,814 Вт м*град, а теплоемкость 2090 Джкг*град.

Все эти данные взяты из различных пособий о физических величинах и теплотехнических таблиц, где приведены многие показатели именно для строительных материалов. Так что полезным будет иметь такую книжечку у себя.

Какой песок лучше всего использовать для изготовления бетона?

Повсеместное использование песка в строительных работах позволяет расширить круг применения. Он является универсальным средством

для приготовления различного вида раствора:

для бетонных смесей;
на ;
стен;
укладку стен блоками или кирпичом
;
заливку несущих пли;
изготовление монолита.

Перечислять можно еще, главное понять суть. Но при возведении различного рода конструкций используется песок с различным составом и свойствами.

Уникальное свойство, перехода из рыхлого состояния в плотное. Позволяет использовать этот материал для защитной и естественной амортизации основы строения.

Если выделять производственную составляющую бетона, то здесь строительные организации да и частные строители отдают предпочтение именно речному песку. Его свойства позволяют начать использование без дополнительных манипуляций вроде промывки, как например карьерного.

Самым чистым среди добываемых песков является тот, который добывается со дна действующих рек. Он проходит дополнительный промывочную обработку и может сразу же использоваться по назначению. Однородная масса и отсутствие лишних примесей делают этот вид песка самым востребованным, несмотря на стоимость.

– особенный материал и требует точного расчета пропорций составляющих, а его качество зависит от наличия глинистых пород в песке. Ведь свойства глины в обволакивании песчинок добытого материала, что напрямую воздействует на качественное сцепление песка с другими составляющими бетонной смеси, в числе которых цемент.

По характеристикам песок еще делится на классы

первый класс;
второй класс;
специальные пески.

Каждая из перечисленных групп используется для применения бетонных изделий, но только для узкого круга. Так, например, первый класс используется для отливки бетона, чьими основными характеристиками является:

качество;
высокая сопротивляемость к внешним воздействиям;
резкие перепады температуры, в числе которых морозостойкость.

Пески, относящиеся ко второму классу, применяются лишь для изготовления материалов, не требующих повышенной влагостойкости, например для плитки или облицовочных конструкций.

Специальные песчаные смеси необходимы при возведении бетонных или железобетонных конструкций. Подобные смеси позволяют усилить ряд показателей на сжатие и устойчивость к перепадам атмосферных сред.

Более подробно о свойствах и применении песка смотрите на видео:

Создание оптимального микроклимата и расход тепловой энергии на отопление частного дома в холодное время года во многом зависит от теплоизоляционных свойств строительных материалов, из которых возведена данная постройка.

Одной из таких характеристик является теплоемкость. Это значение необходимо учитывать при выборе стройматериалов для конструирования частного дома. Поэтому далее будет рассмотрена теплоемкость некоторых строительных материалов.

Определение и формула теплоемкости

Каждое вещество в той или иной степени способно поглощать, запасать и удерживать тепловую энергию. Для описания этого процесса введено понятие теплоемкости, которая является свойством материала поглощать тепловую энергию при нагревании окружающего воздуха.

Чтобы нагреть какой-либо материал массой m от температуры t нач до температуры t кон, нужно будет потратить определенное количество тепловой энергии Q, которое будет пропорциональным массе и разнице температур ΔТ (t кон -t нач). Поэтому формула теплоемкости будет выглядеть следующим образом: Q = c*m*ΔТ, где с – коэффициент теплоемкости (удельное значение). Его можно рассчитать по формуле: с = Q/(m* ΔТ) (ккал/(кг* °C)).

Условно приняв, что масса вещества равна 1 кг, а ΔТ = 1°C, можно получить, что с = Q (ккал). Это означает, что удельная теплоемкость равна количеству тепловой энергии, которая расходуется на нагревание материала массой 1 кг на 1°C.

Использование теплоемкости на практике

Строительные материалы с высокой теплоемкостью используют для возведения теплоустойчивых конструкций.

Это очень важно для частных домов, в которых люди проживают постоянно. Дело в том, что такие конструкции позволяют запасать (аккумулировать) тепло, благодаря чему в доме поддерживается комфортная температура достаточно долгое время.

Сначала отопительный прибор нагревает воздух и стены, после чего уже сами стены прогревают воздух. Это позволяет сэкономить денежные средства на отоплении и сделать проживание более уютным.

Для дома, в котором люди проживают периодически (например, по выходным), большая теплоемкость стройматериала будет иметь обратный эффект: такое здание будет достаточно сложно быстро натопить.

Значения теплоемкости строительных материалов приведены в СНиП II-3-79. Ниже приведена таблица основных строительных материалов и значения их удельной теплоемкости.

Кирпич обладает высокой теплоемкостью, поэтому идеально подходит для строительства домов и возведенияия печей.

Говоря о теплоемкости, следует отметить, что отопительные печи рекомендуется строить из кирпича, так как значение его теплоемкости достаточно высоко. Это позволяет использовать печь как своеобразный аккумулятор тепла.

Теплоаккумуляторы в отопительных системах (особенно в системах водяного отопления) с каждым годом применяются все чаще.

Такие устройства удобны тем, что их достаточно 1 раз хорошо нагреть интенсивной топкой твердотопливного котла, после чего они будут обогревать ваш дом на протяжении целого дня и даже больше. Это позволит существенно сэкономить ваш бюджет.

Теплоемкость строительных материалов

Какими же должны быть стены частного дома, чтобы соответствовать строительным нормам? Ответ на этот вопрос имеет несколько нюансов. Чтобы с ними разобраться, будет приведен пример теплоемкости 2-х наиболее популярных строительных материалов: бетона и дерева. имеет значение 0,84 кДж/(кг*°C), а дерева – 2,3 кДж/(кг*°C).

На первый взгляд можно решить, что дерево – более теплоемкий материал, нежели бетон. Это действительно так, ведь древесина содержит практически в 3 раза больше тепловой энергии, нежели бетон.

Для нагрева 1 кг дерева нужно потратить 2,3 кДж тепловой энергии, но при остывании оно также отдаст в пространство 2,3 кДж.

При этом 1 кг бетонной конструкции способен аккумулировать и, соответственно, отдать только 0,84 кДж.

Но не стоит спешить с выводами. Например, нужно узнать, какую теплоемкость будет иметь 1 м 2 бетонной и деревянной стены толщиной 30 см. Для этого сначала нужно посчитать вес таких конструкций. 1 м 2 данной бетонной стены будет весить: 2300 кг/м 3 *0,3 м 3 = 690 кг. 1 м 2 деревянной стены будет весить: 500 кг/м 3 *0,3 м 3 = 150 кг.

для бетонной стены: 0,84*690*22 = 12751 кДж;
для деревянной конструкции: 2,3*150*22 = 7590 кДж.

Из полученного результата можно сделать вывод, что 1 м 3 древесины будет практически в 2 раза меньше аккумулировать тепло, чем бетон.

Промежуточным материалом по теплоемкости между бетоном и деревом является кирпичная кладка, в единице объема которой при тех же условиях будет содержаться 9199 кДж тепловой энергии. При этом газобетон, как строительный материал, будет содержать только 3326 кДж, что будет значительно меньше дерева.

Однако на практике толщина деревянной конструкции может быть 15-20 см, когда газобетон можно уложить в несколько рядов, значительно увеличивая удельную теплоемкость стены.

1017 27.07.2019 5 мин. Принято считать, что любой песок подходит для проведения строительных работ. Но это не так. Во-первых, необходимо применять только специальные строительные виды. Во-вторых, необходимо учитывать их индивидуальные особенности.

Удельный вес и теплоемкость этого материала играют немаловажную роль при выборе одного из его видов, о них и будет рассказано в этой статье.

Классификация

Его удельные характеристики и зависят от вида материала. Существует несколько его разновидностей. По происхождению подразделяется на природный и искусственный. Первый вид в зависимости от места добычи имеет следующие разновидности:

Карьерный

Карьерный песок добывается в результате разрушения горных пород. Его зерна могут быть от 0,16 до 3,2 мм. Из-за особенностей добычи Получается невысокого качества, так как содержит множество примесей в виде глины и пыли.

Дробленый

Получается за счет разрушения и измельчения горных пород. Этот процесс происходит на специальном оборудовании, поэтому добыча этого песка отражается на его высокой стоимости. Из-за получаемой неправильной формы песчинки хорошо связываются между собой и другими строительными веществами. При добавлении такого материала уменьшается расход бетона.

: Его используют для бетонных конструкций, при заливке дорог и тропинок, а также в качестве наполнителя для сухих смесей.

Вышеперечисленные разновидности песка различаются окраской. Так, карьерный имеет желтый и коричневый оттенок, а речной встречается кремового и серого цвета.

Искусственный

Считается таковым, потому как проходит специальную обработку, после которой получается материал, отличающийся по свойствам от своего оригинала. Создается дроблением природных камней.

Кварцевый

Является самым востребованным из всех искусственных видов. Его получают в результате измельчения белого кварца. После определенной обработки производится однородный состав без примесей. Эта его особенность дает возможность рассчитать точные размеры будущей конструкции.

: кварцевый вид широко используется в отделочных и декоративных работах, иногда его добавляют при создании цементного раствора, но это происходит крайне редко. Обычно он входит в состав красок, шпатлевки и дренажных фильтров.

Существует также формовочный песок, его используют во время формовки в металлических моделях.

Определение величины

Это величина равна массе, помещающейся в единице объема. Проще говоря – плотность. Чаще всего в справочной литературе измеряется в г/см 3 или кг/ м 3 .

Удельный вес песка зависит от количества, содержащихся в нем примесей и влУажности материала. Большое содержание воды увеличивает удельный вес, приходящийся на единицу объема. Также этот показатель будет зависеть от места хранения песка, которое бывает:

естественного залегания;
расположение материала насыпом;
искусственного уплотнения.

Один и тот же вид песка при этих условиях будет иметь разные значения.

По ГОСТ 8736-77 указано, что удельный вес строительного песка может колебаться от 1150 до 1700 кг/м 3 .

В таблице для примера приведено несколько значений отдельных его разновидностей.

Вид песка	Удельный вес в кг/1 м 3
Речнойнамывнойуплотнительный	1200-1700
1650
1590
Карьерный	1500
Морской	1620
Кварцевый	1600-1700
Мокрый	1920

Теплоемкость

Это способность материала принимать, накапливать и удерживать энергию. Теплоемкость является показателем теплофизических свойств песка. Способность нагреваться зависит от химического состава, структуры и количества применяемого материала. Поэтому общий показатель будет зависеть от его сухости. Важен для цементных составов и при бетонировании стен.

Разновидность песка	Удельная теплоемкость в кДж/кг на 1 0
Мокрый кварцевый	2,09
Речной сухой	0,8
Карьерный	0,84
Морской

Температура плавления керамики

Температура плавления керамики распространенных типов

В таблице представлены значения температуры плавления керамики различного состава. Температура плавления высокотемпературной керамики в таблице находится в интервале от 2000 до 4040°С.

Дана температура плавления следующих типов керамики (начиная с самой тугоплавкой): карбиды, бориды, силициды, оксиды, нитриды, сульфиды металлов (гафния, тантала, циркония, ниобия, титана, тория, кобальта, самария, лантана, иттрия, алюминия, урана, ванадия, вольфрама, бериллия, стронция, скандия, бария, гадолиния, молибдена, германия, неодима): HfC, TaC, NbC, HfB2, TiN, TiC, TaB2, TaN, NbB2, HfN, ZrN, TiB2, ThO2, ThN, CoO, NdB6, SmB6, LaB6, Ta4Si, MgO, Ta5Si3, UB4, SrO, CeS, BeO, Cr2O2, Nb5Si3, TaB, ThS, TaS, Nb2N, Y2O3, AlN, U2C, VB2, WB, UB2, VN, MoB, UC, La2O3, YC, W2B5, BeB6, YB6, CaC2, Th3S, TpS7, NbB,NbB4, VC, HfO2, W2B, W2C, UO2, WC, MoC, диоксид циркония ZrO2, ZrB12, YN, ThC2, ScN, UN, ScB2, Mo3B2, VB, Zr5Si3, UC2, SrB6, UB12, CaB6, BaB6, Ba3N2, ThB4, Be3N5, BaS, Be3N2, Ti2B, CrB2, TaSi2, Nd2S3, GeB6, WSi2, ThB6, ZrSi, Mo2B, NdS, Ti5Si3, GdB4, TpN4, MoB2, La2S3, V3B2, Al2O3, CrB, Ce3S4, MoSi2, TiO, Al2O3·BaO.

По данным таблицы можно выделить наиболее тугоплавкую керамику на основе карбидов гафния, тантала и циркония. Температура плавления такой керамики составляет величину от 3500 до 4040°С.

Источник: Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. 2–е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Е.И. М., «Металлургия», 1975.- 368 с.

Свойства марганца: плотность, теплопроводность, теплоемкость
Теплопроводность, теплоемкость, свойства фреона-113 (R113, CCl2FCClF2)

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.

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.

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.

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:

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

Огнеупорный

Огнеупорные блоки можно разделить на несколько видов:

Виды огнеупорного кирпича

карборундовые;
магнезитовые;
динасовые;
шамотные.

Огнестойкие изделия применяются для постройки высокотемпературных печей. Их плотность составляет 2700 кг/м3. Теплоемкость каждого из видов зависит от условий изготовления. Так, индекс теплоемкости у карборундового кирпича при температуре 1000о С составляет 780 Дж. Шамотный кирпич при температуре 100о С имеет индекс 840 Дж, а при 1500о С этот параметр повысится до 1.25 кДж.

Теплоемкость строительных материалов (удельная): таблица

Одной из таких характеристик является теплоемкость. Это значение необходимо учитывать при выборе стройматериалов для конструирования частного дома. Поэтому далее будет рассмотрена теплоемкость некоторых строительных материалов.

Свойства и классификация строительных материалов.

Дерево

Для комфортного проживания в доме очень важно, чтобы материал обладал высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью.

В этом отношении древесина является оптимальным вариантом для домов не только постоянного, но и временного проживания. Деревянное здание, не отапливаемое длительное время, будет хорошо воспринимать изменение температуры воздуха. Поэтому обогрев такого здания будет происходить быстро и качественно.

В основном в строительстве используют хвойные породы: сосну, ель, кедр, пихту. По соотношению цены и качества наилучшим вариантом является сосна.

Что бы вы ни выбрали для конструирования деревянного дома, нужно учитывать следующее правило: чем толще будут стены, тем лучше.

Однако здесь также нужно учитывать ваши финансовые возможности, так как с увеличением толщины бруса значительно возрастет его стоимость.

Кирпич

Данный стройматериал всегда был символом стабильности и прочности. Кирпич имеет хорошую прочность и сопротивляемость негативным воздействиям внешней среды.

Однако если принимать в расчет тот факт, что кирпичные стены в основном конструируются толщиной 51 и 64 см, то для создания хорошей теплоизоляции их дополнительно нужно покрывать слоем теплоизоляционного материала.

Кирпичные дома отлично подходят для постоянного проживания. Нагревшись, такие конструкции способны долгое время отдавать в пространство накопившееся в них тепло.

Выбирая материал для строительства дома, следует учитывать не только его теплопроводность и теплоемкость, но и то, как часто в таком доме будут проживать люди. Правильный выбор позволит поддерживать уют и комфорт в вашем доме на протяжении всего года.

Удельный вес песка: объемный строительного кг м3, ГОСТ кварцевого, плотность речного, теплоемкость

Принято считать, что любой песок подходит для проведения строительных работ. Но это не так. Во-первых, необходимо применять только специальные строительные виды. Во-вторых, необходимо учитывать их индивидуальные особенности.

Речный

Добывается со дна реки и имеет более мелкие частицы, чем карьерный вид – 0,3 до 0,5 мм. Этот песчаный материал имеет более чистую фракцию и практически не содержит примесей. Очищение речного песка происходит естественным путем.

Как использовать песок карьерный, можно узнать здесь в статье.

При соприкосновении с водой его частички шлифуются и имеют гладкие грани, из-за этого их округлая форма плохо сцепляется с другими веществами, даже при добавлении воды. При его использовании надо учитывать, что цемента будет идти больше, чем при использовании других видов песка.

Применение: Им пользуются при укладке дорог, добавляют в цементный раствор для возведения домов, для выполнения цементных стяжек, дренажных сооружений, очистных фильтров для воды. Только надо учесть, что такой вид песка в растворе имеет свойство оседать в осадок, поэтому его необходимо постоянно перемешивать.

Узнать какой состав речного песка, можно именно в данной статье.

Намывной

Качественный материал, с минимальным содержанием примесей. Но его добыча – трудоемкий и дорогостоящий процесс, который производят на специальном оборудовании.

При этом расходуется большое количество воды. Необходима для вымывания из песка различных включений.

В конечном счете, материал получается отличного качества, но из-за его высокой стоимости используют его реже, чем тот же карьерный.

Где и при каких условиях добывается песок карьерный крупный, можно узнать прочитав данную статью.

Применение: Является незаменимым материалом для создания растворов, предназначенных для внутренних и внешних облицовочных работ. Также используется при других строительных процессах.

Морской

Считается самым качественным видом. Его извлекают гидравлическими снарядами со дна моря и затем проводят двойную обработку:

первая происходит при добыче песка, с помощью нее отсекаются ненужные примеси в составе материала;
вторая представляет собой гидромеханический метод. Состоит в обработке песка на местах его накопления.

Применение: Этот вид пользуется самой широкой популярностью, его используют для возведения бетонных конструкций и для создания строительных смесей мелкой дисперсности. Его применяют везде, но из-за лимитированной добычи возникают трудности с покупкой материала.

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.

Содержание

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

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:

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

Теплоемкость и теплопроводность материалов

Теплопроводность и теплоемкость строительных материалов

Приведена таблица теплопроводности строительных материалов, их плотность и удельная теплоемкость материалов в сухом состоянии при атмосферном давлении и температуре 20…50°С (если не указана другая температура).

Физики и лирики. Какой дом теплее

Обратите внимание на величину теплопроводности строительных материалов в таблице. Нет линейной зависимости теплопроводности и плотности. В таблице некоторые материалы с меньшей плотностью обладают более высокой теплопроводностью и наоборот. Не все материалы с низкой теплопроводностью можно использовать в утеплении дома. Некоторые строительные материалы могут ухудшить здоровье обитателей дома, например стекловата, которая из-за малой длины волокон проникает в щели и в конце концов оказывается в легких, что может привести к астме или раку легких. Мы также исключили из таблицы материалы на основе шлаков как возможных канцерогенов.

Также обратите внимание на теплоемкость материалов. Бытует мнение, что стены и пол дома должны быть сделаны из теплоемких материалов, чтобы получить комфортный микроклимат в помещении. В этом вопросе слишком много недопонимания. Если теплоемкие материалы впитывают бесплатное тепло, например, от солнца, то это положительно сказывается на утеплении дома, если же они поглощают килоджоули, вырабатываемые вашей печью, то они являются причиной повышенных счетов за отопление и мало влияют на комфортную температуру.

Сравнение теплопроводности и теплоемкости однослойной кладки из газобетона и каркасной стены

1 кв.м стены из однослойной газосиликатной кладки толщиной 400 мм обладает теплоемкостью 228800 Дж/град, а 1 кв.м каркасной стены толщиной 176 мм 61548 Дж/град (фибролит 14 мм, каркас с эковатой 150 мм, гипсокартон 12 мм). Теплоемкость стен из газобетона в 4 раза выше каркасных стен, НО. Возьмем условный дом 10х10х2,5 м, площадь поверхностей будет 300кв.м, а объем 250 куб.м. Зимой, когда на улице -20°С, а вам нужно чтобы в доме было +20°С. Предположим, что у вас есть котел мощностью 20кВт/ч или 72000кДж. Опустим, что котел сначала нагреет теплоноситель, тот пройдет по трубам, нагреет их, а те в свою очередь, отдадут тепло окружающему воздуху. За счет конвекции воздух прогреется во всем доме за 10 минут, но при этом он будет нагревать поверхности стен, пола и потолка, поэтому через 10 минут температура воздуха не будет составлять 20°С. Воздух отдаст свое тепло штукатурке. Цементно-песчанная штукатурка толщиной 10 мм, во всем доме весит 4800 кг и способна накопить тепло 51 кВт/ч. Поэтому, чтобы нагреть штукатурку до 20 градусов и весь воздух в доме, нужно 2,7 часа. Но за это время штукатурка отдаст газобетону 227 Ватт, которому нужно гораздо больше тепла, для нагрева до 20 градусов. Теплосопротивление штукатурки всего котел затрачивает 9152000 Дж х 0,000277778 Вт/ч х 300 м²= 762,6 кВт/ч для нагрева ограждающих конструкций дома из газобетона + 3,36 кВт/ч воздуха и терять 344,7кВт. 775 кВт/ч

На нагрев 1 кв.м каркасной стены котел затратит 61548 Дж х 0,000277778 Вт/ч= 17,1 Вт/ч +3,36 кВт/ч и терять 3,6кВт/ч 24кВт/ч. Иными словами, при мощности котла 20кВт/ч для отопления дома из газобетона потребуется около

Это означает, что ваш отопительный котел будет работать дольше, чтобы нагреть помещение до комфортной температуры, потому что будет нагреваться не только воздух но и стены, но пока стены будут нагреваться, они будут также и остужаться, отдавая тепло улице. В соответствием с законом теплопроводности Фурье поток переноса тепла будет направлен в сторону холодной улицы. Вам наверное мама в детстве не раз говорила: "Не сиди на бетонном полу, сядь на скамейку". Потому что теплоемкий бетон забирает у тела тепло, и человек может простудится. Поэтому все сиденья делают из древесины или других плохо передающих тепло материалов.

При этом потери тепла через стену можно вычислить по формуле:

[Вт/(м·К) · (м 2 ·К)/м = Вт/(м·К) · (м·К) = Вт]

Каждый квадратный метр газосиликатной кладки при разности температур 40° будет пропускать 30Вт/час. При этом потери тепла через каркасную стену толщиной 150 мм составят 12Вт/час. Южная стена дома из газобетона в жаркий день сильнее нагревается солнцем, чем каркасная стена и весь жар отдает в помещение, поэтому летом в доме из газобетона жарче.

Теплоемкость важна в теплоносителе и в полу. Если нужна теплоемкость в каркасном доме сделайте "теплый пол".

Поэтому, господа, стройте дом по каркасной технологии. Будет вам и высокое теплосопротивление и достаточная теплоемкость или, говоря простым языком, дом будет теплым и комфортным.

Читайте также: