Расчетный коэффициент теплопроводности силикатного кирпича
Теплопроводность кирпича
Современный строительный рынок все чаще пополняют новые материалы, восхищающие потребителя качественным исполнением, улучшенными свойствами, обновленными возможностями. Их преимущества над традиционными бесспорны за счет преобладания сразу нескольких характеристик по многим значимым параметрам.
При появлении новых технологий в строительной индустрии не стоит забывать и хорошо проверенные временем стройматериалы. К примеру, кирпичные материалы во все времена относились к востребованным, и никакие факторы не могут повлиять на уровень их популярности. Из них возведено большинство построек, так как они обладают способностью к противостоянию разным климатическим условиям.
С давних времен до сегодняшнего дня эта строительная продукция выдерживает весомые нагрузки, проходит долгое испытание временем. Прочность, долговечность, экологические свойства, водостойкость, морозоустойчивость, звуко- и теплоизоляционные характеристики относят его к ряду лучших стройматериалов.
Теплопроводность кладки
По ГОСТ 26254 определяют λ для кирпичных и блочных кладок. Для этого действуют следующим образом:
- За время наблюдений определяют показания (средние арифметические) для всех термопар и типломеров.
- Для поверхностей кладок, которые находятся внутри и снаружи зданий и сооружений, вычисляется средневзвешенная температура по результатам испытаний. Принимается в расчет площадь растворных швов горизонтального и вертикального участков, а также площадь тычкового и ложкового участков.
- Определяют для кладки термическое сопротивление.
- Коэффициент теплопроводности кладки вычисляется по значению термического сопротивления.
Сопротивление передаче
Требуемое сопротивление теплопередаче
Определим требуемое сопротивление теплопередаче R ˳ᵐᵖжилого здания, например, в Санкт-Петербурге или каком-либо другом районе Северо-Запада с нормальным влажностным режимом помещения. При проектировании ограждающих конструкций должны соблюдаться нормы строительной теплотехники согласно СНиП 11-3-79 «Строительная теплотехника».
Исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий:
Здесь n=1 — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности стены по отношению к наружному воздуху;
tB= 20 O C— расчетная температура внутреннего воздуха согласно ТСН 23-340-2003 «Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормативы по энергопотреблению и теплозащите»;
tH= -26 O C— расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневке с обеспеченностью 0,92;
Dt H =-4 O C — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности;
aB— коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены.
Напомним, что число градусо-суток отопительного периода для Санкт-Петербурга будет ГСОП = 7796 o C /сут.. Здесь, согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», z= 220 дней — продолжительность периода со средней суточной температурой меньше 8 градусов С, а 1,8 С — средняя температура этого периода.
В результате получаем значение сопротивления теплопередаче наружных стен, рассчитанное по предписываемому подходу, — 3,08. Выбирая наибольшее значение, окончательно получаем R ˳ᵐᵖ =3,08 м²*ºС/Вт.
Термическое сопротивление ограждающей конструкции
Требуемое сопротивлениетеплопередаче применительно к рассматриваемой конструкции стены будет определять лишь минимальную толщину теплоизолирующего газобетонного слоя. Выбор проектной толщины слоя должен являться результатом технико-экономических расчетов. При этом подход к таким расчетам зависит от задач инвестора и заказчика-застройщика в инвестиционном проекте строительства здания. Если задача заключается в минимизации себестоимости квадратного метра площади, то требуется и минимальная толщина газобетона. Если инвестор и заказчик-застройщик исходят из интересов собственника или пользователя жилых помещений, то увеличение толщины газобетона следует рассматривать как инвестиционный проект, направленный на экономию теплопотерь. Для расчетов необходимо задаться вопросами внутренней нормы рентабельности, прогнозируемой цены на тепловые ресурсы и многими другими.
Ни первая (относительно простая), ни вторая задача не являлись целью вопросами работы. Чтобы показать возможность обеспечения приемлемых характеристик ограждающей конструкции, выберем толщину газобетонной кладки, исходя из сложившейся практики. Толщину кладки силикатного лицевого пустотелого кирпича определим по его геометрическими размерам, толщину воздушной прослойки между кирпичем и газобетоном — технологической реализуемостью.
Н.И. ВАТИН , д. т. н.,проф., зав. кафедрой «Технология, организация и экономика строительства» инженерно-строительногофакультета ГОУ СПбГПУ,Г.И. ГРИНФЕЛЬД ,начальник отдела техническогоразвития
компании « АЭРОК », О.Н. ОКЛАДНИКОВА , инженер ГОУ СПбГПУ,С.И. ТУЛЬКО , генеральный директор Павловского завода строительных материалов
Расчёт на внецентренное сжатие простенка из силикатного кирпича по нелинейной деформационной модели
Исходные данные
Материал — кирпич силикатный на ц.п. растворе. Марка кирпича М125, марка раствора М100. Расчётное сопротивление кладки сжатию R=20.3943 кгс/см 2 , Rt=0.815773 кгс/см 2 , Ru=2*R=2*20.3943=40.7886 кгс/см 2 , Rtu=2*Rt=2*0.815773=1.631546 кгс/см 2 . Размеры простенка b=100 см, h=38 см. Высота простенка l0=290 см. По результатам определения внутренних усилий в сечении простенка возникают следующие усилия: N=16.057 т, изгибающие моменты Мх=0.314 т*м, Му=0 т*м, поперечные силы, Qx=0 т, Qy=0.18 т; Изгибающий момент действует в направлении стороны h.
Определение деформационных характеристик кладки
Модуль деформации неармированной кладки при сжатии E=α*Ru=750*40.7886=30591.45 кгс/см 2 .
Относительные деформации кладки при сжатии ε=R/E=20.3943/30591.45=0.000667
Относительные деформации для нелинейных расчётов
Определение предельных деформаций при сжатии
Модуль деформации неармированной кладки при растяжении Et=α*Rtu=750*1.631546=1223.6595 кгс/см 2 .
Относительные деформации кладки при растяжении εt=R/E=0.815773/1223.6595=0.0006666667
Относительные деформации для нелинейных расчётов
Определение предельных деформаций при растяжении
Расчёт на внецентренное сжатие в плоскости изгиба
По п.7.7 Расчет внецентренно сжатых неармированных элементов каменных конструкций следует производить по формуле
A=b*h=3800 см 2 — площадь поперечного сечения простенка;
e0x=Mx/N=0.314/16.057=1.955533 см — эксцентриситет расчётной силы N относительно центра тяжести сечения;
ev=0 см — случайный эксцентриситет продольной силы, для несущих стен толщиной 25 см и более не учитывается.
Высота сжатой части сечения hcx=Ac/b=38 см;
Радиус инерции сжатой части сечения icx=0.289*hcx=0.289*38=10.982 см, λcx=l0/icx=290/10.982=26.407, φcx=0.91138
αn | ||
750 | ||
λn | 21 | 0.95 |
λi | 26.407 | 0.91138 |
λn+1 | 28 | 0.9 |
Коэффициент продольного изгиба: φ1x=(φx+φcx)/2=(0.91138+0.91138)/2=0.91138
Коэффициент ω=1+(ex+ev)/h=1+(1.955533+0)/38=1.051461 — для кладки из силикатного кирпича
Подставляя данные в формулу прочности простенка, получаем:
Клинкерный кирпич
Клинкерный кирпич используется для облицовки фасадов, цоколей, покрытия дорог, улиц и дворов. В качестве преимуществ можно отметить долговечность материла, так как инородным телам очень сложно проникнуть в состав материала, высокую плотность и разнообразие расцветок. Но и есть и минусы — это плохая теплопроводность и высокая цена. Производство кирпича включает в себя процессы прессования сухой красной глины и обжига до спекания.
Клинкерный кирпич имеет плотность 1900–2100 кг/м3, морозостойкость 50–100 циклов, пористость до 5%, коэффициент теплопроводности 1,16 Вт/мС. По прочности выделяют марки от М400 до М1000. Цветовая гамма различна.