Влияние теплопроводности
Схема керамзитобетонного блока.
В строительных работах важно рассчитать коэффициент теплопроводности, так как она имеет влияние на долговечность всей конструкции. Коэффициент важен при расчетах толщины стен, которые состоят из керамзитобетонных блоков
Теплопроводность – это такое свойство материала, которое характеризует процесс передачи тепла от теплых предметов к прохладным.Это всем известно еще с уроков физики.
Теплопроводность в расчетах выражается через специальный коэффициент. Он учитывает параметры тел, между которыми передается тепло, количество тепла, и время. Этот коэффициент показывает, сколько тепла может быть передано на протяжении одного часа от одного тела к другому, которые имеют размеры один метр толщины и один квадратный метр площади.
Разные характеристики имеют свое влияние на теплопроводность каждого материала.
К ним относятся размер, вид, наличие пустот материала или вещества, его химический состав. Влажность, температура воздуха также влияют на этот процесс. Например, низкая теплопроводность наблюдается у пористых материалов и веществ.
Схемы кладки, перевязка и примыкание
Кладка стен из керамзитобетона начинается с углов, блоки тщательно выравнивают, и дают время раствору схватиться. Затем к углам привязывают шнур причалку, и вдоль нее выкладывается весь ряд. Последний элемент обычно нестандартный, его нужно отпиливать по размеру.
На заметку: высота самонесущих стен не должна превышать 3,5 м, а свободная длина – не больше 8 м.
Стены могут быть разной конструкции, самые распространенные – это:
В один ряд (толщиной в половину блока), такие получается при схеме кладки керамзитобетонных блоков в продольном направлении. Здесь имеет место классическая перевязка ложковых рядов со смещением на расстояние не менее 0,4 от высоты блока (100 мм).В два ряда (толщиной в один блок), перевязка здесь осуществляется смещением ложковых рядов относительно друг друга не менее 100 мм как в продольном направлении стены, так и в поперечном. При этом необходимо каждые 2 ряда делать тычковую перевязку – это когда керамзитоблоки расположены поперек стены, на всю ее толщину.
Сопряжение внутренних стен с наружными можно выполнять перевязкой кладки или при помощи анкеровки блоков, закладных или арматурных элементов с шагом 600 мм (допустимый минимум – две перевязки на высоту одного этажа). Все стальные изделия, применяемые при перевязке, должны быть устойчивыми к коррозии (из нержавеющей стали или со специальным покрытием).
Армирование и перемычки
Чтобы сгладить просадочные и усадочные деформации кладки, а также снизить риск трещинообразования, устраивается опоясывающее армирование каждого третьего ряда. Для этого при производстве работ своими силами чаще используются стальные пруты периодического профиля диаметром 8 – 10 мм.
Для них нужно устроить штробу такой глубины (до 25 мм), чтобы стержни погружались туда полностью, нигде не выпирая. По углам сооружения арматура не должна прерываться, правильным будет загнуть ее с определенным радиусом. Далее в штробу следует уложить раствор, «утопить» в нем стержень и замазать сверху.
Армирование обязательно в следующих опорных рядах:
1. Под дверные, оконные проемы. В этих местах нужно класть два ряда арматуры длинной больше на 500 – 900 мм, чем ширина проема с каждой стороны.
2. Под перекрытие. Здесь по периметру стен устраивается опоясывающее двухрядное армирование или каркасное, уложенное в U-образные блоки.
Если кладка ведется самостоятельно, без предварительного проекта и расчетов, то, поддаваясь желанию «сработать получше и покрепче» можно делать опоясывающее армирование каждые 3 ряда, это повысит трещиностойкость конструкции в целом.
Над оконными и дверными проемами перемычки могут быть организованы следующим образом:
С применением U-образных изделий. Для этого сооружается опалубка-подпорка, на нее выкладываются лотки с перепуском на стену не менее 250 мм.
В них помещается арматурный каркас, и все заливается бетоном, который уплотняется штыкованием, затем поверхность необходимо выровнять.С использованием готовых железобетонных перемычек. Их укладывают на слой раствора с перепуском от 100 мм для ненесущих конструкций и не менее 250 мм – для несущих.Также можно применять стальной прокатный профиль (уголки, квадратные трубы) в качестве несъемной опалубки-подпорки. Поверх можно просто класть керамзитоблоки с обычной перевязкой.
Опирание перекрытия следует выполнять на опорный ряд с опоясывающим армированием, который равномерно перераспределит нагрузку по всему периметру.
Если используется железобетонная плита или балки рекомендуется устраивать анкерную перевязку перекрытия со стенами гнутыми стержнями арматуры (например, Ø8 А240). Одна сторона гнутого стержня зацепляется к монтажной петле перекрытия, а другая кладется вдоль керамзитоблоков. Также торцы плит перекрытий в наружных стенах желательно дополнительно защитить слоем утеплителя.
В случаях, если нет уверенности в своих силах – лучше обратиться к специалистам. Стоимость кладки за куб по регионам России варьируется от 900 до 1600 руб, самые высокие цены в Москве. Также стоимость зависит от видов работ, включаемых в смету, например, погрузку иногда считают отдельно.
Если хочется иметь загородный дом, но денег на строительство немного, к примеру, та же самая древесина не подойдет, не говоря уже о кирпиче. В таком случае для монтажа дома может использоваться кладка стен из керамзитобетонных блоков, которые обладают высокими качественными характеристиками и при этом не слишком дороги.
Если возводить дом своими руками, то есть возможность сэкономить еще небольшую сумму. Но для самостоятельного монтажа необходимо знать алгоритм работы. В данной статье будет дана пошаговая инструкция, как качественно произвести кладку стен из керамзитобетонных блоков.
Пример расчета
Для вычисления оптимальной толщины керамзитобетонных стен, нужно знать функциональное предназначение здания. Если брать в учет регламент строительных нормативов и правил, получается, что ширина должна быть учтена с утеплительным материалом и составлять не менее 64 сантиметров.
Стены, обладающие такой толщиной, подойдут для помещений жилого типа. Для правильного расчета расхода требуемых стройматериалов, нужно учитывать суммарные показатели всех стен, которые будут построены в здании со всеми перегородками и высотой этажа.
Все показатели нужно перемножить. Также учитывают примерные показатели толщины цементного раствора для стяжки и швов, примерно это 15 см. Число, которое получиться нужно, умножить на толщину стены, а после разделить на объем керамзитобетонных панелей.
В итоге получится нужное число изделий необходимых для возведения стен. Примерная стоимость рассчитывается таким образом: количество блоков умножают на цену 1 изделия, после нужно добавить расходы закупки теплоизоляционных стройматериалов.
Толщина несущей стены из керамзитобетонных блоков
Расчет толщины стены из керамзитобетонных блоков неподготовленному человеку выполнить непросто. Теплорасчетом занимаются инженеры, но при достаточном усердии в упрощенной форме его может сделать каждый. Начнем с того, что нам понадобится выяснить нормируемое сопротивление теплоотдаче для региона, где проводится строительство. Для этого используем формулу расчета сопротивления теплопередачи элементов ограждающих конструкций:
- a = 0,00035 (нормируемые значения сопротивления теплопередаче, табличный коэффициент по СНиП 23-02-2003);
- b = 1,4 (нормируемые значения сопротивления теплопередаче, табличный коэффициент по СНиП 23-02-2003);
- D d – градусо-сутки отопительного периода для региона строительства.
Чтобы узнать Dd необходимо найти сводную таблицу областных городов России, в которой указаны градусо-сутки для вашего населенного пункта. Для одного города значения будут разными в зависимости от требуемой температуры внутри здания. Таблица выглядит следующим образом:
После того, как выяснится нормируемое сопротивление теплоотдаче, может быть непосредственно рассчитана толщина стены из керамзитобетонных блоков для дома по формуле:
Толщина стены = Rreg × λ
- R reg – нормируемое сопротивление теплоотдаче;
- λ – теплопроводность стенового материала.
Теплопроводность стенового материала вам также необходимо запросить и у вашего поставщика блоков. Когда все формулы и данные собраны, можно подсчитать, какой должна быть минимальная толщина стены дома из керамзитобетонных блоков.
Давайте рассмотрим конкретный расчет и узнаем, какой должна быть толщина стены из керамзитобетонных блоков в Тюмени, например. Находим нормируемое сопротивление теплоотдаче. Для этого в таблице смотрим градусо-сутки. Хотим, чтобы в доме было тепло, поэтому примем значение при 22° C, которое равно 6 600.
Rreg = 0,00035 × 6 600 + 1,4 = 3,71
Допустим, в качестве стенового материала мы хотим применить блок «Стандарт», который производят на «Чебоксарском стройкомбинате». Возьмем его максимально возможную теплопроводность — 0,26 Вт/м°С. На этапе расчетов всегда полезнее исходить из наихудших условий — это позволяет подготовиться к возможным трудностям. Подставим значение в формулу для расчета толщины стены:
Толщина стены = Rreg × λ = 3,71 × 0,26 = 0,96 м.
Как видите, чтобы поддерживать в доме температуру 22° C зимой в Тюмени, необходимая толщина стены составляет почти метр. Это неприемлемо. Для сравнения возьмем для расчета кирпич (силикатный 1 600 кг/м 3 ). Его теплопроводность равна 0,81 Вт/м°C. Получаем:
Толщина стены = Rreg × λ = 3,71 × 0,81 = 3 м.
Можете представить себе дом с такими стенами? Это и не требуется, потому что снизить теплопроводность стены можно не только увеличением ее толщины, но и использованием специализированных материалов — утеплителей.
Толщина стены из керамзитобетонных блоков с утеплителем рассчитывается иным способом. Необходимо рассчитать сопротивление теплоотдаче каждого материала в отдельности, затем сложить их и сравнить с нормируемым значением. На этот раз в качестве примера возьмем Екатеринбург. Толщина стены из керамзитобетонных блоков без утеплителя на Урале будет неприемлемо большой. Рассчитаем нормируемое сопротивление теплоотдаче, предварительно выяснив, что Dd = 6 000 для поддержания температуры внутри жилого помещения на уровне 20° C. Подставляем в формулу:
Rreg = a × Dd + b = 0,00035 × 6000 + 1,4 = 3,5
Далее меняем тактику, рассчитываем не толщину, а выясняем коэффициент сопротивления теплоотдаче той стены, которую мы предполагаем возвести. В качестве строительного материала вновь выберем блок «Стандарт». Меняем формулу, если:
Толщина стены = Rreg × λ, то Rreg = Толщина стены / λ
Предположим, что мы «нацелены» на кладку в полтора блока – 0,6 м толщиной, тогда:
Rreg = Толщина стены / λ = 0,6 / 0,41 = 1,46
Один из двух коэффициентов есть. Теперь рассчитаем сопротивление теплоотдаче утеплителя. Выберем ROCKWOOL ФАСАД БАТТС Д ОПТИМА, толщиной 100 мм. Теплопроводность каменной ваты составляет 0,041 Вт/м°C. Подставляем значения в формулу:
Rreg = Толщина утеплителя / λ = 0,1 / 0,041 = 2,43
Складываем первый коэффициент, полученный для керамзитоблока с коэффициентом для каменной ваты, чтобы получить общее сопротивление теплоотдаче «пирога» стены:
1,46 + 2,43 = 3,89 (нам требовалось 3,5)
Как видите, толщина стены из керамзитобетона 0,6 м плюс 100 мм утеплителя соответствуют требованиям с запасом. Таким образом вы можете рассчитывать различные комбинации материалов. Хотите сэкономить на керамзитоблоке — возьмите кладку в блок (0,4 м) и утеплитель 120 мм. Толщина стен из керамзитобетонных блоков в Московской области, соответственно, будет другой.
№1. Как делают керамзитобетон
Керамзитобетон начали изготавливать в середине прошлого века, потом о нем благополучно забыли, а сегодня он переживает новую эру популярности. В состав материала, как и любого легкобетонного блока, входит цемент, вода и песок
, а в качестве наполнителя используется керамзит
– гранулы разного размера, полученные путем обжига легкоплавких сортов глины. Гранулы легкие за счет большого количества пор внутри, но прочные, так как имеют крепкую обожженную оболочку. Для производства керамзитобетона используют гранулы размером 5-40 мм. Блоки могут быть полнотелыми или пустотелыми. Более того, раствор керамзитобетона может использоваться для монолитного строительства стен дома
.
Огромное значение на эксплуатационные характеристики блока имеет соотношение керамзита и цемента. Чем больше керамзита, тем более легким, теплым и дорогим будет блок. Качество цемента определяет марку прочности материала. За счет наполнителя из керамзита материал приобретает уникальные теплоизоляционные свойства, за которые его так полюбили современные застройщики.
Недобросовестные производители добавляют в смесь клеевые добавки для увеличения прочности материала, но на экологической безопасности это сказывается негативно. Блоки на производстве формируются под воздействием вибрации
, сушатся в специальных камерах
, где прогрев идет потоками горячего воздуха или инфракрасными лучами.
Из керамзитобетона сегодня строят частные и загородные дома, дачи, его используют для монолитного возведения зданий.
С чего начинается строительство из керамзитобетонных блоков
Любое строительство начинается с подготовительных работ на участке. Затем необходимо подготовить проект будущего дома. В проекте должны быть соблюдены все строительные нормы и правила (СНиП).
Для разработки проекта обязательно нужна следующая информация: общая площадь дома, количество этажей, комнат и поэтажная планировка, также требуется определить размеры и особенности стен, дверных и оконных проемов, высоту потолков, наличие лестниц, мансард, и т. п. По окончанию разработки проекта можно покупать материал.
Необходимо посчитать количество блоков и исходя из этого, определить нужный объем цемента и арматуры. Число блоков можно посчитать, умножив суммарную длину стен на высоту и толщину, и, разделив на объем одного блока (0.014 кв. м).
Приобретать блоки необходимо с запасом, поэтому размеры проемов возможно не учитывать. Во время покупки надо проверить наличие сертификата и изучить качество поверхности. Дом высотой в один этаж можно возвести из пустотелых блоков.
А дома в два или три этажа лучше возводить из многощелевых блоков. В качестве перекрытий в домах из керамзитобетона рекомендуются использовать дерево, так как железобетонные перекрытия сильно увеличивают нагрузку на стены, и для их монтажа потребуются специальные подъемные механизмы. Для подсчета размеров фундамента под дом из керамзитобетонных блоков необходимо учитывать суммарные нагрузки, которые складываются из веса строительных, отделочных материалов, мебели и т.
п. До начала земляных работ надо определиться, как будет устроен водопровод и отвод сточных вод. Если присутствует центральная канализация, то траншеи под фундамент, канализацию и водопровод копаются одновременно и еще до заливки фундамента должны быть проложены трубы.
Если же канализация будет автономной, то надо определить место очистного сооружения и способ очистки. При этом необходимо не забывать о санитарных нормах устройства, расстоянии от жилых построек и месте расположения на участке. Все локальные очистные станции необходимо не режеодного раза в год чистить, а для этого потребуетсяорганизовать доступность проезда соответствующего транспорта.
Все углы в доме должны быть строго под 90 градусов и не иметь отклонения. Для осуществления разметки перед стартом земляных работ целесообразней будет пригласить геодезиста. Это увеличит финансовые затраты, но будет сделано точно и быстро.
Траншея под фундамент должна копаться согласно расчетной глубине и ширине, после чего, в нее устанавливают деревянную опалубку и заливают бетоном.Арматуру необходимо закладывать по высоте через каждые 40-50 см.
По истечению 3-4 дней опалубку снимают и изолируют боковые плоскости фундамента жидким битумом и рубероидом. Зазоры между стенами траншеи и фундаментом необходимо засыпать грунтом, тщательно утрамбовав. Приступить к закладке стен можно спустя 2-3 месяца после полной усадки.
Какой толщины должна быть стена из кирпича
Кирпичные стены прочные, хорошо выдерживают нагрузку от балок и железобетонных плит перекрытия, подвесного оборудования. Но теплопроводность у них достаточно высокая, поэтому ограждающие конструкции имеют значительную толщину.
Стандартные размеры кирпича — 250х120х65 мм, высота полуторных и двойных — 88 и 138 мм. Применяются и другие типоразмеры.
В строительстве домов используется глиняный, силикатный и гиперпрессованный кирпич. Чтобы обеспечить необходимые параметры микроклимата в жилых помещениях, толщина наружных стен в умеренных широтах должна быть не меньше 510 мм (в 2 кирпича), в северных регионах — 640 мм (в 2,5 кирпича). Эту величину рассчитывают согласно климатической зоне и указывают в строительном проекте. Марка материала должна соответствовать условиям работы конструкции.
Кладка стен в 2 и в 2,5 кирпича
Такие толстые и тяжелые стены нуждаются в мощных заглубленных фундаментах. Чтобы уменьшить вес конструкций и увеличить степень теплозащиты, применяются пустотелые кирпичи, облегченные виды кладки, наружное утепление.
Показатель теплопроводности у щелевых или поризованных элементов в 2 раза ниже, чем у полнотелых за счет воздушных полостей, препятствующих потерям тепла. Но, к сожалению, уменьшается прочность. Поэтому применять пустотелый кирпич можно только в случае, если нагрузка это допускает.
Пустотелые кирпичи
Из пустотелого кирпича выполняют сплошную или облегченную кладку, для несущих стен возможна комбинация полнотелого и пустотелого отделочного камня.
Облегченная кладка выстраивается по типу колодцев, которые оставляют пустыми или заполняют теплоизоляционными материалами — керамзитом, пенополистиролом, пенобетоном, шлаком. Две параллельные стенки толщиной в полкирпича связывают поперечными диафрагмами, что придает жесткость конструкции.
Облегченная кладка кирпичной стены
Наружная теплоизоляция значительно уменьшает толщину стены дома. Для восприятия нагрузки в малоэтажном строительстве достаточно конструкции в 1-1,5 кирпича. Внешнюю поверхность утепляют минеральной ватой или плитами пенополистирола, затем монтируют финишную отделку.
Наружная теплоизоляция кирпичной стены
Перегородки, стены хозпостроек и временно используемых сооружений выполняют толщиной в 0,5-1 кирпич. Для устойчивости конструкции укрепляют армирующей сеткой, оцинкованной перфорированной полосой или стальными стержнями.
Толщина несущих стен
Определяя, какая оптимальная толщина стены должна быть у дома в определенном регионе, желательно предварительно выполнить геологические изыскания, принять во внимание все климатические факторы, изучить свойства выбранной марки газобетона, других материалов, использующихся в строительстве. Обязательно выполняют расчет, составляют проект
Что учитывают при определении толщины стены:
- Требования и нормы СНиП 23-02-2003, который дает все нужные данные для экономии энергии и поддержания комфортной температуры внутри помещений, а также регламентирует все правила для здания с отоплением, постоянным проживанием.
- Стойкость выбранной марки газобетона к температурам, морозу, влаге и т.д.
- Материалы, используемые для защиты газобетона от увлажнения, утепления стен и т.д.
- Планируемые расходы на отопление (и расчеты, стоит ли на этапе строительства вкладывать средства в дополнительные меры и материалы, чтобы потом экономить определенную сумму).
Определяясь с тем, какой толщины должна быть газобетонная стена, лучше всего выполнять теплотехнические расчеты по существующим правилам, что делают специалисты.
Если же оплачивать работу квалифицированного мастера не хочется или нет возможности, можно попробовать высчитать все самостоятельно.
Существующие нормы в строительстве из газобетона:
- Минимальная толщина любых ограждающих конструкций для домов, дач сезонного проживания – 20 сантиметров для самонесущих конструкций из блока марки D400. Но специалисты советуют останавливаться, все-таки, на минимальных 30 сантиметрах.
- При наличии подвала, цокольного этажа – из-за высоких нагрузок лучше брать D500-D600 с прочностью класса В3.5-В5, стены делать толщиной 40 сантиметров.
- Минимальная толщина внутренних перегородок из блока марки D500 должна составлять 10-15 сантиметров, межквартирных – 30 сантиметров.
- Несущие стены из газоблоков автоклавного твердения должны быть толщиной минимум 37.5 сантиметров, самонесущих – от 30 сантиметров.
- Объекты в теплом климате, одноэтажные – толщина стен может быть 25 сантиметров.