Теплопроводность полистиролбетона: насколько важным является данное свойство?

Коэффициент теплопроводности полистиролбетона

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· 0 C)	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/м 3 называются теплоизоляционными и имеют низкую прочность и применяются исключительно для звуко- и теплоизоляции, материал плотностью 250-450 кг/м 3 — 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/м 3 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.

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.

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.

Роль показателя теплопроводности полистиролбетона в строительстве и его расчет

Искусственно созданный камень полистиролбетон считается уникальным строительным материалом, обладающим высокими качественными характеристиками и очень высокой теплопроводностью.

Последнее качество особенно ценится при возведении построек в условиях сурового климата, где температурные показатели в зимнее время достигают критических отметок.

Хорошая теплопроводимост помогает длительное время сохранять в помещении комфортную температуру, и изготавливать полистиролбетонный материал не только для несущих стен, но и дополнительного утепления.

Все о понятии теплопроводности полистиролбетонных блоков, требованиям к ним, расчетах нужных показателей, последствий неправильного выбора материала для работы, читайте подробно в представленной статье.

Что это такое?

Понятие теплопроводимости для полистиролбетонных блоков включает в себя способность этого материала проводить и сохранять тепло. Происходит данное физическое явление, благодаря особому химическому составу специально подобранных веществ, которые на молекулярном уровне выравнивают перепад низкой и высокой температур в окружающем пространстве.

Так сохраняется и накапливается тепловая энергия, которая определяется с помощью коэффициента, называемого теплопроводностью.

Данный термин для полистиролбетона обозначается греческой буквой лямбда «λ», а в расчетах выражается в «ВтxмС» или «Вт/(м2xК)».

Показатель зависит от толщины полистиролбетонного блока – чем он выше, тем больше и показатель теплопроводности.

Представленный в виде коэффициента, показатель λ рассчитывается для толщины материала в 1 м. Но для того, чтобы выполнить расчеты любой другой толщины, коэффициент теплопроводности делят на показатель ширины изделия, указанный в м.

Требуемая толщина стены и требования к самому материалу указаны в ГОСТе Р 51263-2012:5126399; СП 434.1325800.2018; СТО 00284807-001-2011.

Средний показатель коэффициента толщины, согласно нормативным материалам, равен 3,4. Но эта цифра может быть больше или меньше, в зависимости от региона и технологических требований к самой постройке.

Теплопроводность во многом зависит от плотности материала. Чем выше этот показатель по марке D, тем выше и λ. Это хорошо видно в таблице на фото ниже:

Полистиролбетон имеет небольшой вес и невысокую стоимость, что позволяет утеплять стеновые перегородки. Изделия из полистиролбетона можно использовать не только для стен, но и для обустройства «теплых полов», кровли и перекрытий.

Таблица коэффициентов для разных видов блоков

Показатель теплопроводности ячеистых бетонов, к которым относится полистиролбетон, зависит во многом от плотности материала и марки, указанной производителем. Но также для него имеет большое значение и разновидность блока. Различают несколько основных видов полистиролбетона, который делится на:

• несущий (конструкционный);
• перегородочный (теплоизоляционно-конструкционный);
• теплоизоляционный.

Каждый из перечисленных видов выполняют свою функцию в строительстве, и может использоваться отдельно друг от друга или вместе. Идеальный вариант постройки из ячеистого бетона включает в себя такой вариант – наружные стены (несущая конструкция с конструкционными блоками) + перегородочные стены из теплоизоляционно-конструкционного материала + 2 слой теплоизоляционных блоков рядом с несущими.

Таблица с характеристикой каждого вида и необходимыми показателями может выглядеть так, как в таблице ниже:

Использовать ячеистый бетон можно также в сочетании с другими видами строительных материалов. Он хорошо поддается облицовке кирпичом, а также отлично комбинируется с монолитом, шлакоблоком, деревом и т.д.

Требования для разных типов стен

Показатели требований к λ представлены в таблицах и нормативных требованиях ГОСТов, указанных в параграфах выше. Зависят они от ряда факторов, в том числе, от климатических условий возведения постройки, типа стены и пирога, который, например, может выглядеть для пенополистиролбетона так, как на представленном фото:

Как уже упоминалось выше, теплопроводность находится в прямой зависимости от плотности стены. Несмотря на то, что плотность несущих стен выше, чем теплоизоляционных, в сочетании друг с другом они способны создать хороший конструкционный слой (пирог) в помещении, который будет способствовать созданию благоприятного микроклимата.

Соотношение показателей плотности (кг/м3) и λ (Вт/мxºС) по требованиям можно представить и таким образом:

• 150 – 0,05;
• 200 – 0,06;
• 250 – 0,07;
• 300 – 0,085;
• 350 – 0,095;
• 600 – 0,145.

На показатели теплопроводности влияют тип стены, который имеет различную плотность, а также производитель.

Если производство полистиролбетона проходит с нарушениями, не соответствующими нормативным технологическим правилам, и производитель реализует продукцию, которая является некачественной, несертифицированной, немаркированной, без предоставления гарантий, то такие блоки не смогут обеспечить достаточную теплопроводность, и станут конструктивно ошибочным решением, при их приобретении.

Важно! Качественный материал соответствует товарной российской номенклатуре, обозначен маркировкой с указанием D и В (класса прочности на сжатие), продается в целостной упаковке, и всегда имеет инструкцию на русском языке.

Примеры расчетов

Поскольку теплопроводность полистирольного блока напрямую влияет на оптимальную толщину стены, то при определении размеров пирога в строительстве активно используют показатели λ из таблиц ГОСТов. Примеры нужных расчетов толщины стены можно посмотреть на фото ниже:

Многие неопытные мастера-самоучки часто путаются в нужных расчетах. Помочь не ошибиться с формулами могут инженеры местного архитектурного государственного бюро или строительные компании, предоставляющие данные услуги.

Последствия неправильного выбора

Чем толще пенополистиролбетон, тем лучше он сохраняет тепло. Поэтому при выборе материала особое внимание обращают на толщину стандартов будущей стены по проекту (24,5 – D 500; 20,3 – D400; 16,4 – D300), а также качество блока, представленного производителем. Сертификация и гарантия являются важными при приобретении пенополистиролбетонных изделий.

Последствия неправильного выбора блоков по теплопроводности могут проявиться в виде систематических потерь тепла в помещении, необходимости в обустройстве утепления, а также использования альтернативных способов обогрева, что приводит к дополнительным материальным затратам по оплате электроэнергии, дровяного, угольного или газового отопления.

Заключение

Теплопроводность пенополистиролбетонных изделий имеет большое значение при выборе искусственного камня для строительства любых зданий. Особенно ценятся блоки, в качестве дополнительного слоя утепления к основным, несущим стенам, и перегородкам.

Теплопроводность пенополистиролбетонных блоков тем выше, чем больше их плотность. Толщина стены в норме для получения комфортного помещения с хорошими атмосферными показателями составляет 25 см, для сурового климата толщина может составлять больше (до 50 см). На толщину влияет учет формирования второго теплоизоляционного слоя с блоками.

Полистиролбетон – описание, характеристики, сфера применения, опыт умельцев портала

Одним из самых востребованных в строительной сфере материалов является бетон. Без него, в той или иной мере, не обходится практически ни одно строительство, будь то промышленные масштабы или частный сектор. С развитием технологий появились разновидности бетона с определенным набором характеристик. Одна из них полистиролбетон, завоевывающий все большую популярность у потребителей, в том числе и на FORUMHOUSE. В этой статье рассмотрим характеристики материала, его особенности и опыт применения участниками портала.

Полистиролбетон – сырьевая база, свойства

Полистиролбетон (ПСБ) – особо легкий бетон с пористой структурой, производимый на базе цементного вяжущего (обычно портландцемент), с пористым гранулированным заполнителем (вспененный полистирол). Допустимая насыпная плотность гранулята – до 15 кг на кубометр бетона, при особых условиях до 20 кг/мᶟ. Размер гранул (фракция) зависит от марки и класса бетона и колеблется в диапазоне 0,7-5,5 мм, максимум – 10 мм (теплоизоляционный ПСБ низких марок).

Также в раствор добавляются воздухововлекающие вещества и различные модифицирующие добавки, улучшающие свойства как смеси, в процессе применения, так и готового бетона в процессе эксплуатации. Воздухововлекающие добавки, такие как СДО (смола древесно омыленная), необходимы для придания цементному камню пористой структуры не только за счет полистирольных шариков, но и за счет образования замкнутых воздушных ячеек.

Они препятствуют всплытию гранул, обеспечивая однородность раствора и предотвращая его расслоение на фракции.

Смола древесная омыленная нужна для обогащения раствора воздушными порами, а также вводится в полистиролбетонную или керамзитобетонную смесь, чтобы не допустить расслоения (всплытие гранул). С добавкой получается однородный раствор.

Такая структура обеспечивает ПСБ сравнительно небольшую массу и плотность, и минимальную теплопроводность.

А учитывая постоянный рост цен на энергоносители, все большее количество самозастройщиков при выборе стеновых материалов во главу угла ставят именно изолирующую способность ограждающих конструкций сравнительно небольшой толщины (около 30 см). Кроме небольшого веса и способности удерживать тепло, у полистиролбетона есть и другие положительные свойства:

• Огнестойкость – несмотря на большую объемную долю полистирола в составе, является слабогорючим материалом (Г1), так как гранулы находятся внутри цементного «футляра».
• Биостойкость – строительный материал не подвержен воздействию патогенной микрофлоры (плесень, грибок), не гниет.
• Звукоизоляция – воздушные поры и полистирольные гранулы гасят звук, вместе с теплоизоляцией получается и шумоизоляция.

Часто звучат обвинения в повышенной гигроскопичности, сложности последующей обработки, меньшей, по сравнению с обычным бетоном, прочности и низкой паропроницаемости. Но это, скорее, свойства материала, а не его минусы, от влаги защищают гидроизоляторы и отделка, в продаже масса материалов для подобных оснований, а прочность подбирается, исходя из поставленной задачи. Если не пытаться из теплоизоляционной разновидности ПСБ возвести несущие стены, и дом не рухнет. Низкая же паропроницаемость, характерная для всех производных на базе полистирола, нивелируется хорошей системой вентиляции. Другое дело, что каждый выбирает подходящий именно для себя материал, у которого есть определенные минусы, и ПСБ не исключение.

Разновидности, характеристики полистиролбетона, применение

В зависимости от рецептуры и пропорций входящих веществ в растворе, получается несколько разновидностей ПСБ, с различными марочными показателями, эти характеристики и определяют сферу применения.

• Теплоизоляционный ПСБ – используется для утепления несущих и каркасных конструкций, чердаков и кровель (плотность D150-D225, прочность от М2).
• Теплоизоляционно-конструкционный ПСБ – используется для перемычек над дверными и оконными проемами, в теплоэффективных внешних стенах в качестве ненесущего заполнения (плотность D250-D350, прочность от В0,5).
• Конструкционно-теплоизоляционный ПСБ – используется при изготовлении длинных перемычек над проемами, в качестве стенового материала для несущих стен в малоэтажном строительстве (плотность D400—D600, прочность от В1,5).
• Сборные изделия из ПСБ – стеновые блоки, плиты, ЖБ элементы, изготавливаемые на специальном оборудовании. Плотность ненесущих элементов D250-D400 (прочность от В0,5), самонесущих – D350-D450 (прочность от В1,0), несущих – D450-D600 (прочность от В1,5).
• Монолитный ПСБ – самомесный или заводской раствор, используемый в различных элементах конструкции (заливка перекрытий, стяжек, полов по грунту, стен). Соотношение плотности, прочности и сферы применения монолитного ПСБ аналогично параметрам предыдущей разновидности. В последние годы среди частников все популярнее строительство монолитных домов из полистиролбетона своими руками.

Класс прочности на сжатие, предел прочности на растяжение и марка морозостойкости (количество циклов полной заморозки-оттаивания без изменения характеристик) ПСБ напрямую зависят от его плотности. В раствор для производства теплоизоляционно-конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных разновидностей добавляется кварцевый песок. Вместе с увеличенной долей вяжущего, это позволяет добиться высокой плотности и прочности. Важнейшие характеристики, влияющие на сферу применения, показаны в таблице.

Источник – ГОСТ Р 51263-12 «Полистиролбетон. Технические условия».

Производство полистиролбетона

Технология производства полистиролбетона изобретена и апробирована еще в пятидесятых-шестидесятых годах минувшего века, но тогда широкого применения не получила. Это объяснялось как довольно затратным производственным циклом, так и недостаточной прочностью получаемого камня, которая до нормативов того времени не дотягивала. Да и не было такой потребности в утеплителях, повсеместно строили кирпичные или панельные дома, не задумываясь о таких «высоких» категориях, как теплопроводность и энергоэффективность.

Сегодня же полистирол значительно подешевел, марка получаемого камня повысилась, пенообразователи и модификаторы можно купить практически в любом строительном магазине, а параметры энергосбережения семейного гнездышка напрямую влияют на бюджет. Поэтому популярность полистиролбетона резко возросла.

Производство полистиролбетона может вестись как в промышленных масштабах, на профильных предприятиях, так и в кустарном варианте – своими руками для своей же стройки.

Но если обычный самомес можно замешать и лопатой в корыте, некоторые умудряются таким образом заливать десятки кубов фундамента, то для приготовления ПСБ обязательно иметь бетономешалку. Состав и пропорции раствора зависят от того, какую плотность (марку) предполагается получить. Это может быть такая рецептура.

Чтобы смесь была максимально однородной, важно не только правильно подобранное соотношение вяжущего, наполнителей и добавок, но и последовательность загрузки в барабан. В большинстве случаев оправдан следующий алгоритм:

• загрузка ПВГ (полистирол вспененный гранулированный), заливка небольшого количества воды (1/10 часть) с модификаторами;
• перемешивание содержимого (30-60 секунд), чтобы гранулы увлажнились;
• введение цемента (и песка, если речь о теплоизоляционно-конструкционном и конструкционном ПСБ);
• введение воды (8/10 частей) с модификатором;
• введение оставшейся части воды с разбавленной в ней воздухововлекающей добавкой (СДО, другие готовые пенообразователи, жидкое мыло, средства для мытья посуды);
• перемешивание раствора в течение 3-5 минут до получения однородной, удобоукладываемой смеси.

Чтобы из самомесного раствора получить блоки, приближенные по показателям к заводским, необходима специальная установка, что сводит к минимуму предполагаемую выгоду, если после не наладить производство.

Поэтому более распространена заливка монолита в съемную или несъемную опалубку, колодцевую кладку, а также заливка стяжек, черновых полов и создание теплоизоляционных контуров. Так как гранулы и поры – слабая защита от усадки и растрескивания, рекомендуется использовать в качестве армирующей добавки фибру, если эти явления критичны для конструкции.

Полистиролбетон – альтернатива традиционным материалам

Полистиролбетон – это бетон с добавлением вспененного полистирола. Хотя этот материал относится к категории ячеистых бетонов, он отличается от них своими свойствами.

К преимуществам полистиролбетона можно отнести широкую сферу применения, обусловленную возможностью предусматривать плотность изготавливаемой продукции в вариативном диапазоне.

Плотность полистиролбетона снижают за счет добавления наполнителя с пористой структурой – вспененного полистирола. Когда нужно получить полистиролбетон высокой плотности, увеличивают добавление кремнеземистого компонента. Варьируя плотность материала, получают основу для теплоизоляции и возведения строений (марки D150 и D600). Необходимые конструктивные элементы, как правило, производятся по технологии литья в металлоформы.

В зависимости от плотности этот тип бетона выпускается как теплоизолятор с низким значением показателя плотности или в качестве конструкционного – с высоким. Вес кубометра наиболее легкой версии полистиролбетона около 150 кг, чего не скажешь о газо- и пенобетоне.

Согласно ГОСТ Р 51263-2012, полистиролбетон состоит из разных видов портландцемента, кремнеземистых наполнителей, вспененного полистирола (пенопласта), модификаторов, пластификаторов, ускорителей отвердевания смеси.

Чем хорош полистиролбетон?

Бетон с наполнителем успешно применяется, как в России, так и на Западе. Но до недавнего времени применение именно этого типа бетона было менее распространено. Сейчас отмечается повышение спроса на полистиролбетон за счет несомненных достоинств этого стройматериала:

1. Более простая и низкая по материалоемкости технология производства (по сравнению с изготовлением прочих видов легких бетонов), потому выпуск бетона с наполнителем из полистирола стоит дешевле. Экономится около 70% раствора, необходимого для других типов подобной продукции. Полистиролбетон имеет лучшие теплотехнические свойства и представляет собой серьезного конкурента газобетону.

2. Низкая теплопроводность полистиролбетона обуславливает значительную экономию на отоплении зданий.

3. Жесткие требования, предъявляемые в строительстве к фактору энергосбережения, служат причиной разделения материалов на теплоизоляционные и несущие механические нагрузки. По этой причине полистиролбетон особенно примечателен и пользуется спросом.

4. Свойства материала благоприятствуют отливу крупных блоков, в значительной мере снижающих трудоемкость кладки стен. К тому же благодаря легкому весу при строительстве нет нужды использовать тяжелую спецтехнику. Штучные изделия из полистирола удобны при обработке, так как хорошо пилятся, сверлятся, подлежат отделке с помощью гвоздей без затруднений.

5. При устройстве конструкций элементы соединяются между собой тем же клеевым составом, что и пеноблоки. Поэтому кладка из полистиролбетона не содержит швов толще 4 мм, что исключает образование мостиков холода.

6. Полистиролбетон ценится также за высокую пожарную безопасность, так как относится к группе трудногорючих материалов.

7. Стройматериал устойчив к низким температурам, экологичен. Как утверждают производители, срок службы сооружений из блоков с полистиролом достигает 100 лет.

8. Полистиролбетон не является благоприятной средой для развития микроорганизмов, жизнедеятельности насекомых и мелких грызунов.

9. В помещениях строений, возведенных с использованием полистиролбетона, наблюдается хороший микроклимат и шумозащита. Первый фактор обеспечивается присущей материалу паропроницаемости и гидроизоляционным свойствам.

Теплопроводность и паропроницаемость полистиролбетона

Значения теплопроводности и паропроницаемости полистиролбетона даны в таблице в зависимости от его плотности. Рассмотрены марки полистиролбетона с плотностью от 150 до 600 кг/м 3 .

Теплопроводность полистиролбетона указана, как в сухом состоянии при температуре от -20 до 50°С, так и с учетом влажности. Следует отметить, что влажный полистиролбетон более теплопроводный, чем сухой. Теплопроводность полистиролбетона увеличивается с ростом его плотности.

Паропроницаемость полистиролбетона зависит от его плотности. Чем более плотен этот тип бетона, тем ниже его паропроницаемость.

Применение полистиролбетона

Полистиролбетон применяется для возведения перегородок, сборных структур, плит перекрытий и ограждающих конструкций. Весьма ценится материал при надстройке сооружений, тем более если вес добавляемой системы – решающая характеристика.

Явные достоинства полистиролбетона сделали его применение востребованным при устройстве крыш, полов в качестве тепло- и звукоизоляционного материала. Это также отличный вариант, когда необходим наполнитель для нивелирования пустот в кладке из кирпича и прочих конструкциях. В том числе там, где предъявляются повышенные требования к звукоизоляции.

Стены из полистиролбетона рекомендуется сооружать толщиной 30 см. Как заверяют изготовители, блоки не подвержены усадке. Значит, новые стены можно штукатурить без опасения, что покрытие быстро потрескается. Перед отделкой поверхность обрабатывается грунтовкой-бетонконтактом для увеличения адгезии.

Источник:
Полистиролбетон. Технические условия ГОСТ Р 51263-2012. М.: «Стандартинформ», 2014 — 24 с.

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.

1. Состав продукции
2. Свойства полистиролбетона:
3. Типы, особенности изделий из полистиролбетона
4. Теплопроводность полистиролбетона, зависимость показателей от плотности материала
5. Толщина стены с использованием теплых блоков в Краснодарском крае
6. 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:

1. 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;
2. 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;
3. Водопроницаемость материала на уровне 4-6% по сравнению с 25% у газоблоков. Показатель весьма высокий, конкурентный;
4. Говоря про усадку, стоит отметить, что полистиролбетон склонен к такому явлению, но не больше остальных.
5. Экологичность не ставит никаких вопрос;
6. 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 = R_se + R_k + R_{si, где:}

R_se — Теплосопротивление наружной поверхности стены;

R_si — Теплосопротивление внутренней поверхности стены;

R_k — Термическое сопротивление стены;

R req – Табличный показатель для регионов, городов;

Значение находим в таблицах справочников:

Для Краснодара, R = 1,48. Считаем: R_k = 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, R_k 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:

1. Низкая впитываемость влаги;
2. Вес конечной конструкции;
3. 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.

Производство полистиролбетона, его свойства и применение

Полистиролбетон — это композитный стройматериал. Из него можно быстро возводить прочные, долговечные стены. При выборе важна низкая теплопроводность полистиролбетона. Стены из этого материала защищают от холода и ветра, а в южных регионах страны они не требуют дополнительного утепляющего слоя.

Образцы полистиролбетона

Свойства и технические характеристики

На строительную площадку привозят полистиролбетон в блоках. Они состоят из вяжущего вещества (цемента) и вспененных гранул. Полученные блоки нужны для строительства малоэтажных домов, стен монолитных зданий, для создания энергетически эффективных объектов. На выбор материала для строительства конструкций влияют характеристики полистиролбетона:

• Огнестойкость позволяет сопротивляться огню в течение 90 минут, после этого внутренние гранулы начинают гореть, выделяя едкий, вредный для человека дым.
• Низкий коэффициент теплопроводности любого вида полистиролбетона обеспечивает хорошую защиту внутренних помещений от холода.
• Отсутствие влаги внутри материала позволяет замораживать и размораживать его до 100 раз. Но после 25-ой зимы блоки могут потерять прочность, растрескаться.

Важное преимущество полистиролбетона — это удобство эксплуатации. Он легко режется, укладывается, штукатурится. Отличается легкостью, поэтому для выполнения строительных работ потребуется небольшое количество рабочих.

Особенности полистиролбетона

Методы производства

Хозяева загородных домов стараются сами выполнять все работы на площадке. Это один из способов уменьшения стоимости строительства и приобретения опыта работы. Для производства полистиролбетона своими руками потребуется небольшой набор:

• Крошка полистирола. От ее фракции будет зависеть прочность и способность к удержанию тепла.
• Цемент. От его марки будет зависеть прочность готового материала на изгиб или на сжатие.
• Кварцевый песок.

Необязательная добавка в смесь — это пластификатор. При его наличии полистиролбетон приобретает пластичность. Это позволяет ему сохранять целостность во время транспортировки, застывания, сушки и укладки.

Производство полистиролбетона

Как сделать полистиролбетон своими руками

Пенополистирол можно изготовить самому. При самостоятельном производстве создаются стройматериалы с необходимыми свойствами.

Важно! При увеличении количества наполнителя снижается плотность и прочность полистиролбетона, но улучшаются его способность к сохранению тепла.

Перед началом производства рассчитываются необходимые пропорции сырья для придания готовому продукту необходимых характеристик. Классические элементы для изготовления:

• Цемент марки М400. При использовании продукта более высокой марки в смесь можно добавить песок, по объему не превышающий половину объема цемента.
• Наполнитель для бетона, пенополистирол объемом от 1 м 3 можно приобрести в строительном магазине.
• Пластификатор. Можно использовать специальный материал, а можно заменить его жидким мылом. Специальный пластификатор добавляется в соответствии с инструкцией на упаковке, а моющее средство — в количестве 20 мл на 10 литров.
• Чтобы полистиролбетон приобрел свойства защиты от холода в его состав необходимо добавить СДО (вещество, вовлекающее воздух в массу).

Изготовление полистиролбетона

Чтобы создать качественную массу для изготовления полистиролбетона, необходимо использовать бетономешалку. В нее засыпается полистирол, после этого заливается растворенный в воде пластификатор или мыльный раствор. Когда вода равномерно распределится по массе, в барабан необходимо засыпать цемент и залить воду. После этого добавляется водововлекающая добавка. И масса перемешивается в течение 2–3 минут.

Укладка самодельного полистиролбетона

Минусы самодельных блоков

Полистиролбетон применяется аналогично цементному раствору или в форме готовых блоков. В первом случае материал можно использовать для утепления горизонтальных частей сооружения, а во втором можно создавать стены и другие конструкции. Наладить производство блоков можно при наличии форм необходимого размера и бетономешалки. Но самодельные стройматериалы будут иметь несколько недостатков:

• Скорость возведения конструкций значительно сокращается;
• Из-за отсутствия контроля при производстве никогда неизвестно, какими точно свойствами будут обладать блоки;
• Плотность самодельного полистиролбетона будет низкой.
• Блоки будут иметь неровные края, из-за чего увеличится расход кладочной смеси.
• Отсутствие контроля расхода разных видов сырья приведет к получению разных по качеству материалов.

Полистиролбетон, изготовленный своими руками, имеет свои плюсы и минусы. Его целесообразно использовать при возведении конструкций, не требующих большой прочности. Это малоэтажные дома, хозяйственные постройки, загоны для скота, гаражи.

Блоки полистиролбетона

Разновидности

Чтобы правильно выбрать тип материала, необходимо четко сформулировать, для каких целей беде использоваться построенное сооружение. От этого зависят требуемые свойства изделий. В таблице полистиролбетона собраны основные характеристики материалов разных видов:

Вид	Форма выпуска
Теплоизоляционный	Плиты или монолитные конструкции
Теплоизоляционно-конструктивный	Блоки, доборные элементы, монолитные сооружения, перемычки
Конструктивно-теплоизоляционный	Блоки, монолитные конструкции, доборные элементы

Первый вид изделий применяется для обустройства покрытий и перекрытий, для укладки над проездами, для изоляции холодных подвалов, несущих стен, цокольных этажей. Теплоизоляционно-конструктивные изделия необходимы для защиты наружных стен от промерзания. Конструктивно-теплоизоляционные изделия отличаются прочностью, поэтому используются для строительства несущих наружных стен.

Резка полистиролбетона

Плюсы и минусы полистиролбетонных блоков

Использование полистиролбетона в малоэтажном и высотном строительстве обрело большую популярность. Из него создаются прочные конструкции. Материал имеет несколько важных преимуществ:

• При использовании качественного цемента высокой марки готовый стройматериал отличается прочностью на сжатие и на изгиб. Он применяется для строительства несущих стен небольших домов.
• Полистиролбетон экологичен и безопасен для окружающей среды. Он не боится воздействия солнечных лучей.
• Блоки практически не впитывают влагу, благодаря этому даже во влажных условиях они хорошо сохраняют тепло.
• На поверхности не образуется плесень и грибок, он не боится грызунов и насекомых.
• Высокая адгезия с другими строительными материалами позволяет быстро и надежно укладывать блоки.
• Срок службы при бережной эксплуатации и соблюдении правил монтажа нередко достигает 100 лет.
• Способность к защите от шума.

При проектировании сооружения важна масса материала. Полистиролбетон отличается низкой плотностью и легкостью. Благодаря этому он не требует обустройства тяжелого фундамента и может применяться для строительства домов на слабых грунтах.

Блоки из полистиролбетона

Но у стройматериала есть несколько недостатков. Многих людей пугает, что в качестве наполнителя для изготовления блоков применяется вредный полистирол. Он может выделять вредные химические вещества.

Важно! Во время пожара материал загорается через полтора часа. При этом он начинает выделять вредный токсичный дым. Горючий наполнитель (гранулы полистирола) находится внутри блока, поэтому он загорается далеко не сразу.

Следующий недостаток — это низкая прочность полистиролбетона. Его можно использовать только для строительства небольших зданий высотой до двух этажей. При этом окна и двери будут расшатываться и достаточно скоро потребуют ремонта. При выполнении ремонтных работ в здании из полистиролбетона для монтажа кронштейнов в стены необходимы специальные дюбели.

Низкая паропроницаемость становится причиной влажного микроклимата во внутренних помещениях. Бетонная поверхность не подвержена биологической угрозе (мыши, насекомые, грибки). Большая влажность приводит к образованию грибка на других материалах. Справиться с этим можно только с помощью принудительной вентиляции. Из блоков собирают вентилируемые фасады, внутри которых циркулирует воздух, не позволяя влаге накапливаться внутри стеновых материалов.

Конструкция из полистиролбетона

Как выбрать полистиролбетонные блоки

При выборе полистиролбетона учитываются его технические характеристики, которые будут зависеть от состава материала. Для утепления зданий — легкий материал с большим количеством пористого заполнителя. Он будет удерживать тепло, но при этом уменьшатся прочностные характеристики.

Для строительства малоэтажных домов следует приобретать блоки с малым количеством заполнителя. Благодаря большому объему цемента улучшается прочность на сжатие. Из такого материала можно строить

Стоимость полистиролбетонных блоков

Стоимость теплоизоляционного материала за 1 м 3 зависит от свойств пенополистирола. Блоки, обладающие с высокой точностью размеров, будут стоить значительно дороже самодельных блоков. При покупке материала не стоит экономить. Следует сначала прочитать описание одного из видов полистиролбетона, ознакомиться с его характеристиками и определить степень соответствия материала параметрам, указанным в проекте.

Средняя стоимость полистиролбетона – от 3000 до 4500 рублей за 1 м 3 .

Прочный и плотный полистиролбетон необходим только для строительства несущих стен. Материал обладает высокой теплопроводностью и требует монтажа толстого слоя утеплителя. Для строительства слабонагруженных элементов это невыгодно. Для таких стен необходим материал с большим количеством наполнителя и хорошими теплоизоляционными характеристиками.

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;

t_к – 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.