На сегодняшний день существует такое разнообразие строительных материалов, что представить их все в виде системной классификации дело довольно-таки трудоемкое. Материал пытаются систематизировать в единую систему по каким-либо сходным качествам, свойствам или признакам. Свойства строительных материалов подразделяют на физические, химические и механические.
Классификация свойств строительных материалов также включает в себя такие понятия как теплопроводность материала, его плотность и другие функциональные качества. Помимо разделения по функциональным признакам, строительные материалы подразделяются на группы в зависимости от сырья, из которого они изготовлены. Это могут быть металлические, полимерные или керамические материалы.
Часть материалов объединяется в группы природных материалов, и часть —искусственные. Группы материалов нередко являются представителями конкретных отраслей промышленности, такой как стекольная, цементная и прочие. Развитие данных отраслей обеспечивает своевременное строительство различных сооружений.
Влияние строительных материалов на жизнь человека. Сергей Балута
Строительные материалы природного происхождения получают путем извлечения из глубин земли или переработки лесов. Материалы, полученные таким путем, не подвергают дополнительной химической обработке, а только лишь придают им определенные размеры и формы.
В принципе, классифицировать материалы можно любому из признаков, выделяя из всех один общий, по которому и относить материал в ту или иную группу. Таким образом любой строительный материал может быть классифицирован по разным свойствам и соответственно включен в разные группы.
Применение строительных материалов
Еще со времен глубокой древности до нашего времени дошли факты получения и применения строительных материалов. Именно им отводилась немаловажная роль в развитии культуры древних людей и обустройстве их быта. Вследствие применения различных материалов история человечества разделена на золотой, серебряный, бронзовый и железный века.
Применение различных материалов осуществлялось по мере надобности, без подробного их изучения. В древние века было изобилие таких материалов как глины, горных пород, металла и его сплавов. На протяжении многих столетий, на территории нашего государства велось строительство различных сооружений и зданий с использованием строительных растворов, кирпича, черепицы, древесины, кровельного железа, глазурованной плитки различных цветов.
Углубленное изучение материалов началось гораздо позже их применения. После установления возможности влиять на качество материалов посредством изменения его структуры, началось стремительное развитие науки материаловедение, одной из основных задач которой стало увеличение долговечности строительных материалов. Первым неорганическим материалом, полученным вследствие обжига глины, стала керамика. Данное открытие принадлежит глубокой древности.
В современном мире производство и применение строительных материалов поставлено на научный уровень. Создается много искусственных строительных материалов. Перед тем как предложить рынку новые материалы и технологии их применения, производители проводят широкие маркетинговые исследования, и только потом начинают массовое производство.
Лекция 4 Полимерные строительные материалы
Все строительные материалы классифицируют по назначению, виду и способу получения:
— по назначению строительные материалы делят на:
— по виду различают стройматериалы:
стеклянные и т.п.
— по способу получения строительные материалы делятся на:
природные – их добывают в месте, где они образовались (например, горные породы) или выросли (древесина). При использовании природных строительных материалов применяют главным образом механическую обработку – распиловку или дробление. Соответственно свойства природных стройматериалов зависят от происхождения исходной породы и способа обработки;
искусственные – их изготавливают из природного сырья (песок, глина, известняк, газ, нефть и т.п.) с добавлением промышленных отходов (зола, шлаки). Искусственные стройматериалы приобретают новые свойства, которые могут значительно отличаться от свойств исходного природного сырья.
Как выбирать строительные материалы: свойства и классификацияСвойства любого материала зависят от его состава и структуры и могут изменяться в широких пределах. При этом они не являются постоянными, а изменяются с течением времени под воздействием среды, в которой эксплуатируется здание.
Скорость изменений может меняться от очень медленной (например, разрушение горных пород) до быстрой (повышение хрупкости полимеров под воздействием ультрафиолетовых лучей или вымывание из бетона растворимых веществ).
Поэтому при выборе стройматериалов для строительства дома необходимо руководствоваться не только теми свойствами, которыми они обладают в изначальном состоянии, но и их стойкостью, обеспечивающей срок эксплуатации, как отдельного изделия, так и сооружения в целом.
Свойства строительных материалов условно делят на:
химические и технологические.
Ниже дана наглядная схема с указанием перечня конкретных свойств, по которым нужно сравнивать и выбирать стройматериалы.
Источник: mydocx.ru
Что стоит учитывать в процессе объединения различных строительных материалов
Взаимодействие различных строительных материалов – вещь, на которую необходимо обратить внимание. Порой даже самые оригинальные идеи не имеют достойного воплощения по причине появления неуместных контрастов.
Чтобы избежать подобных ошибок, давайте посмотрим, чем все-таки характеризуется каждое подобное сочетание.
Бетон + дерево
Взаимосвязь этих элементов формирует чёткий интерьер, основанный на контрастах противоположностей. Серость и холод – эмоции, которые несёт бетон, полностью растворяются в тепле и домашнем уюте, формируемом благодаря дереву. Любые предметы декора и интерьера, установленные внутри такого помещения, имеют особый акцент, который придётся по нраву каждому.
Немного шершавая поверхность бетона отлично смотреться в контексте гладкого потолка, изготовленного из дерева. Подобный дизайнерский ход создаёт особую атмосферу, позволяющую достичь высшей степени спокойствия и душевного равновесия.
Использование древесины в качестве основного материала для потолочного покрытия, сорт которой отличаются светлым оттенком, позволяет расслабиться во время принятия ванны и полностью забыть об обилии камня, который вас окружает. Именно такое сочетание цветов в интерьере имеет наиболее положительный эффект.
Отличительным свойством такого интерьера является то, что конкретные плоскости оформлены при помощи одних материалов. То есть, если это стены, то они изготовлены из бетона, если это потолок, то соответственно применяется древесина.
Можно было пойти ещё дальше и сделать деревянным пол, а также оформить с помощью этого материала другие элементы внутреннего убранства, которые расположены в горизонтальной плоскости. Но дизайнеры решили ограничиться небольшим процентом зрительной нагрузки.
Причина визуального эффекта. Бетон имеет нейтральный цвет, который очень хорошо сочетается с коричневыми оттенками природных материалов. Ну и не стоит забывать об эмоциональном взаимодействии, которое происходит в результате использования этих наименований.
Сталь + дерево
Сталь наряду с бетоном является основным строительным материалом современности. С участием этих наименований не обходится ни одно мероприятие, направленное на возведение различных зданий и сооружений.
Поэтому не удивительно, что эти два элемента имеют схожие характеристики, причём, как физические, так и эмоциональные. Так же как и бетон, сталь не отличается визуальной душевностью и теплом.
Поэтому немудрено, что и в данном случае при формировании различных вариантов внутреннего убранства на помощь приходит дерево. Все те же функции, в виде придания уюта и положительной атмосферы, требуются от древесины и в этом случае.
Кроме эстетических свойств деревянные элементы в этом случае обеспечивают высокий уровень практической стороны. Являясь плохим проводником тепла, древесина отлично взаимодействует со сталью в качестве отличного изоляционного материала, позволяющего поддерживать оптимальный температурный режим.
Также изоляция, в состав которой входят природные элементы, в автономном режиме может поддерживать комфортный уровень влажности, что исключает вариант появления коррозии на металлических изделиях.
Здесь вы можете наблюдать отличное сочетание стали, в виде металлического каркаса, поддерживающего верхний ярус здания и саму крышу, а также древесины, которая использовалась для облицовки этого шикарного купола.
Деревянные элементы в отличие от металлических имеют некоторые ограничения по размерам, поэтому в данном случае использовался оригинальный приём, который создал видимость наслоения дощечек.
Благодаря этому, полученный образ получился ещё более объёмным и завораживающим, сохранив при этом эффект величия металла, и теплоту природных материалов.
Причина визуального эффекта. Отличное сочетание строгих линий и правильных форм, источником которых является сталь, с несколько шершавой и тёплой поверхностью дерева. Сформированный образ впитывает в себя все эти характеристики, что положительно отражается на его визуальном восприятии.
Стекло + яркие краски
Наличие прозрачных стеклянных элементов, имеющих габариты от пола и потолка, позволяет грамотно перераспределить внимание в условиях имеющегося коридора.
При таком раскладе светлые тона могут мирно соседствовать с более яркими оттенками, при помощи которых оформлена лестница. Экран, изготовленный из стекла, в данном случае выполняет двойную функцию. Он одновременно разделяет и связывает две составляющих одного пространства.
Давайте представим этот интерьер без стеклянного экрана. Какофония цветов, порождающая сильную визуальную нагрузку – это то, что в обязательном порядке будет сопровождать небольшие помещения, коим и является представленная зона.
Вряд ли вы будете чувствовать себя в подобных условиях хоть немного комфортно. Оформление все в едином нейтральном свете – это конечно, выход, но он не принесёт желаемого результата, способного сравниться с имеющимся образом.
Причина визуального эффекта. Стекло сглаживает любые взаимодействия элементов, оформленных в различной цветовой гамме. Плюс этот материал сам по себе обладает возможностью придания помещению особого стиля и определённого шарма.
Белый цвет + белый цвет
Белый цвет в интерьере применяется повсеместно. Причина этого явления состоит в способности подобного дизайна передать ощущение душевной чистоты и расширить визуальное пространство любого помещения. Давайте более подробно разберём свойство этого приёма на конкретном примере.
Свет и блеск – основные стилистические составляющие дизайна этой ванной комнаты. Динамика сияния всех используемых элементов, которые с первых секунд завораживают и притягивают внимание, основана на чередовании материалов с различной текстурой поверхности.
Матовые, зеркальные или хромированные – все это описания предметов, которые составляют образ представленного внутреннего убранства. Поэтому неудивительно, что каждый человек, оказывающийся в подобном помещении, чувствует себя довольно комфортно, не боясь при этом поскользнуться или случайно испачкать что-нибудь из окружающей идиллии.
Любой свет, попадающий сюда, многократно отражается от белой поверхности, создавая иллюзию огромного пространства. Кстати, подобный прием, хорошо подойдёт тем, для кого такая тема как интерьер маленькой ванной стала настоящим наказанием.
Любой элемент дизайна этой ванной комнаты, несмотря на определённые отличия в оформлении, в принципе нейтрален и не заостряет на себе лишнего внимания.
Такой фон, полученный в результате применения исключительно белых компонентов, является идеальным для небольших цветовых акцентов. Красный цветок, расположенный на полке, в данном случае подобен взрыву, который полностью меняет представление о сформированном образе.
То есть, вы всегда сможете менять направление дизайна с помощью небольших дополнений, роль которых могут играть не только цветы, но и различные аксессуары, а также яркий декор.
Причина визуального эффекта. Белый цвет является классикой. Кроме того он отлично подчёркивает красоту более ярких элементов.
Белый цвет + дерево
Подобное сочетание позволяет использовать небольшое количество древесины. Даже несколько природных элементов достаточно для того чтобы оживить весь образ, наделив его жизнью и особым уютом.
Лестничный пролёт, выполненный в исключительно белом цвете, создаёт иллюзию того, что ступеньки парят в воздухе и ведут не на верхний этаж, а в царство неземного света и ярчайших эмоций.
При таком сочетании цветов, достаточно лишь несколько деревянных пролётов, остальные можно будет выполнить из более дешёвого материала. Это очень актуально в тех случаях, когда семейный бюджет не отличается безграничностью.
Очень оригинально смотрится лестница, имеющая открытую конструкцию, где функцию ступенек выполняют небольшие деревянные доски. Подобный подход позволяет поддерживать серьёзность стиля сформированного интерьера и в то же время гармонично вплетать эмоциональные штрихи домашнего уюта, что для жилого помещения, согласитесь, очень важно.
Причина визуального эффекта. Белый цвет в интерьере гарантирует внутреннему пространству наличие элемента лёгкости и воздушности, на что никак не влияет дерево, которое привносит исключительно тёплые эмоциональные штрихи.
Чёрное + белое
Интерьер в черно белом цвете является классикой, а образы, сформированные посредством применения данного стилистического приёма, гарантировано имеют успех.
Подобный стиль способен скрыть любые недостатки помещения, подходит для любых масштабов, и формирует особое настроение, где главенствует ощущение изысканного стиля, неповторимого шарма, и правильного, а главное, здорового отношения к своей персоне.
В данном случае, помимо цветовой палитры, внимание заслуживают материалы, которые применялись при оформлении интерьера. Сталь и стекло – наименования элементов, которые вошли в основу таких составляющих дизайна, как лестница и стильная мебель.
Благодаря наличию этого фактора, внутреннее убранство помещения приобрело космические оттенки, что позволяет отнести образ к разряду ультрасовременных и очень оригинальных.
Причина визуального эффекта. Здесь все как на черно белых фотографиях, которые, несмотря на тонкости своего тематического содержания, вызывают живейший интерес у любой публики.
Кирпич + сталь
Кирпич, как строительный материал, используется человеком уже в течение нескольких сотен, и даже тысяч лет. Сталь, как высокофункциональный металлический сплав, была изобретена относительно недавно.
Именно поэтому сочетание этих элементов в строительной сфере практически всегда венчается созданием удивительных образцов.
Кирпичная кладка фасада придаёт всему зданию несколько винтажный вид, что делает применение металла, из которого изготовлены оконные рамы и двери гаража, несколько необычным.
Но несмотря, ни на что все эти действия довольно актуальны, а полученный образ не только смог сохранить частичку истории в своём облике, но и приобрести новые запоминающиеся современные стилистические штрихи.
Причина визуального эффекта. Ровные зеркальные поверхности стали отлично гармонируют с разношёрстностью кирпича, который был применён в процессе возведения здания.
Дерево + камень
Сочетание этих природных материалов в любом случае приводит к отличному результату, а интерьер, при создании которого был применён подобный дизайнерский ход, просто обречён на успех.
В данном случае камень играет роль своеобразного стилистического якоря, на котором базируется весь дизайн данного помещения. Выбор в пользу рельефной структуры каменной стены позволил обеспечить интересную игру светотеней, эффектом которой может насладиться каждый. Деревянные ступеньки отлично дополняют конструкцию лестницы, сделав внутреннее убранство гармоничным и визуально притягательным.
Сочетание камня и дерева в данном случае формирует великолепный образ, обладающий своей собственной стилистической философией. Просто невероятно, как два разных во всех отношениях материала могут дополнять друг друга, показывая пример невероятной гармонии, что по-особенному влияет на существующую атмосферу, наполняя её сакральным смыслом.
Поверхность из белого мрамора, в обрамлении деревянных элементов, которые использовались при оформлении стен, представляет собой некий алтарь, любоваться которым можно в течение очень долгого времени.
Причина визуального эффекта. Эти природные элементы отлично дополняют друг друга за счёт слияния совершенно разных эмоциональных составляющих.
Источник: museum-design.ru
Удельная теплоемкость воды, количество тепла, теплоемкость строительных материалов, значения теплоемкости
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.
Свойства и классификация строительных материалов.
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.
Показатели температурных изменений
Таблица основных свойств бетона.
Такой процесс, как усадка или, наоборот, набухание бетона, напрямую зависит от количества цементного вещества, замешанного в растворе при его изготовлении. Со временем после строительства и уже ввода здания в эксплуатацию бетон будет постепенно высыхать и на каждый метр линейного размера давать усадку около 0,3 мм. Приблизительно на такую же величину будет происходить и набухание готового материала. Так, при покупке цементного вещества и изготовлении бетона важно знать, что:
- в зависимости от количества самого цемента в заготовленной массе для изготовления цементных плит необходимо обязательно учитывать расстояние усадочных швов,
- в среднем усадочный шов должен быть более 1,1 мм на 1 м общих линейных размеров,
- для бетона коэффициент расширения от температурных колебаний (удельная теплоемкость) составляет 0,00001(°С)-1, и, например, при повышении или понижении температуры на 40° он расширится до 0,8 мм/м.,
- заготовленная смесь для бетона всегда легче, чем уже готовый материал,
- он бывает монолитный, тяжелый и пористый, и удельная теплоемкость напрямую зависит от его вида.
Вернуться к оглавлению
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.
Свойства и описание материала
Бетон неспроста настолько популярен как в частном строительстве, так и в масштабном. Все дело в сочетании в нем практически всех фундаментальных свойств материала, так необходимых для качественной постройки.
К основным физико-техническим характеристикам этого стройматериала относятся:
-
Высокая плотность. При наличии требования к повышенной прочности строения бетонный раствор можно усиливать при помощи использования цемента разных марок плотности, а также различных наполнителей — крупного щебня, магнетитовых и лимонитовых пород. Кроме того, крепость изделия можно легко повысить в несколько раз, армировав бетон металлическими прутьями в виде сетки. Чем чаще будет шаг сеточной ячейки, тем прочнее станет конструкция.
Это лишь основные свойства бетонной смеси, которые позволяют ей удерживать лидерство на рынке строительных материалов.
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.
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).
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.
Использование теплоемкости на практике
Таблица теплоемкости строительных материалов.
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.
| Материал | Плотность, кг/м3 | Удельная теплоемкость, кДж/(кг*°C) |
| Пенополистирол | 40 | 1,34 |
| Минвата | 125 | 0,84 |
| Газо- и пенобетон | 650 | 0,84 |
| Гипсовые листы | 800 | 0,84 |
| Дерево | 500 | 2,3 |
| Клееная фанера | 600 | 2,3 |
| Керамический кирпич | 1600 | 0,88 |
| Бетон | 2300 | 0,84 |
| Железобетон | 2500 | 0,84 |
| Кирпичная кладка | 1800 | 0,88 |
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 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.
Использование различных материалов в строительстве
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.
Что такое теплоемкость бетона?
Как вы уже поняли, именно теплоемкость бетона очень важна, так как она позволяет четко определить теплопроводность конструкции. Эти данные потребуются для того, чтобы в первую очередь определить необходимость проведения дополнительного утепления того или же иного элемента конструкции, а также четко определить необходимые расходы на процесс ускорения твердения строения.
Существует масса различных видов раствора бетона, что и говорит о непостоянности параметров теплопроводности.
Справочник
Удельная теплоемкость различных твердых веществ при 20 °C (если не указано другое значение температуры)
| Название | Cpж кДж/(кг °С) | Название | Cpж кДж/(кг °С) |
| Асбест | 0,80 | Мрамор | 0,80 |
| Асбоцемент (плиты) | 0,96 | Панели легкие строительные | 1,47…1,88 |
| Асфальт | 0,92 | Парафин | 2,19 |
| Базальт | 0,84 | Песчаник глиноизвестковый | 0,96 |
| Бакелит | 1,59 | Песчаник керамический | 0,75-0,84 |
| Бетон | 1,00 | Песчаник красный | 0,71 |
| Бумага сухая | 1,34 | Пластмасса | 1.67…2.09 |
| Волокно минеральное | 0,84 | Полистирол | 1,38 |
| Гипс | 1,09 | Полиуретан | 1,38 |
| Глина | 0,88 | Полихлорвинил | 1,00 |
| Гранит | 0,75 | Пробка | 1,26…2,51 |
| Графит | 0,84 | Пробка, крошка | 1,38 |
| Грунт песчаный | 1.1…3.2 | Резина твердая | 1,42 |
| Дерево, дуб | 2,40 | Сера ромбическая | 0,71 |
| Дерево, пихта | 2,70 | Слюда | 0,84 |
| Древесно-волокнистая плита | 2,30 | Солидол | 1,47 |
| Земля влажная | 2,0 | Соль каменистая | 2.1…3.0 |
| Земля сухая | 0,84 | Соль каменная | 0,92 |
| Земля утрамбованная | 1,0-3,0 | Соль поваренная | 0,88 |
| Зола | 0,80 | Стекло | 0,75-0,82 |
| Известь | 0,84 | Стекловолокно | 0,84 |
| Кальцит | 0,80 | Тело человека | 3,47 |
| Камень | 0.84..1,26 | Торф | 1,67…2,09 |
| Каолин (белая глина) | 0,88 | Уголь бурый (О…1ОО °С ) | |
| Картон сухой | 1,34 | 20% воды | 2,09 |
| Кварц | 0,75 | 60% воды | 3,14 |
| Кизельгур (диатомит) | 0,84 | в брикетах | 1,51 |
| Кирпич | 0,84 | Уголь древесный | 0,75… 1,17 |
| Кирпичная стена | 0,84… 1,26 | Уголь каменный (0…100°С) | 1,17… 1,26 |
| Кожа | 1,51 | Фарфор | 0,80 |
| Кокс (0…100°С) | 0,84 | Хлопок | 1,30 |
| (0…1000°C) | 1,13 | Целлюлоза | 1.55 |
| Лед (0°С) | 2.11 | Цемент | 0,80 |
| (-10°С) | 2,22 | Чугун | 0,55 |
| (-20 °С) | 2,01 | Шерсть | 1,80 |
| (-60 °С ) | 1,64 | Шифер | 0,75 |
| Лед сухой (твердая CO2) | 1,38 | Щебень | 0,75…1,00 |
Удельная теплоемкость различных жидких веществ при 20 °С (если не указано другое значение температуры)
| Название | Cpж кДж/(кг °С) | Название | Cpж кДж/(кг °С) |
| Ацетон | 2,22 | Масло минеральное | 1,67…2,01 |
| Бензин | 2,09 | Масло смазочное | 1,67 |
| Бензол (10°С) | 1,42 | Метиленхлорид | 1,13 |
| (40С) | 1,77 | Метил хлорид | 1,59 |
| Вода чистая (0°С) | 4,218 | Морская вода (18°С) | |
| (10°С) | 4,192 | 0,5% соля | 4,10 |
| (20°С) | 4,182 | 3% соля | 3,93 |
| (40°С) | 4,178 | 6% соли | 3,78 |
| (60°С) | 4,184 | Нефть | 0,88 |
| (80°С) | 4,196 | Нитробензол | 1,47 |
| (100°С) | 4,216 | Парафин жидкий | 2,13 |
| Глицерин | 2,43 | Рассол (-10°С) | |
| Гудрон | 2,09 | 20% соли | 3,06 |
| Деготь каменноугольный | 2,09 | 30% соли | 2,64…2,72 |
| Дифенил | 2,13 | Ртуть | 0,138 |
| Довтерм | 1,55 | Скипидар | 1,80 |
| Керосин бытовой | 1,88 | Спирт метиловый (метанол) | 2,47 |
| Керосин бытовой (100 °С) | 2,01 | Спирт нашатырный | 4,73 |
| Керосин тяжелый | 2,09 | Спирт этиловый (этанол) | 2,39 |
| Кислота азотная 100%-я | 3,10 | Толуол | 1.72 |
| Кислота серная 100%-я | 1,34 | Трихлорэтилен | 0,93 |
| Кислота соляная 17%-я | 1,93 | Хлороформ | 1,00 |
| Кислота угольная (-190°С) | 0,88 | Этиленгликоль | 2,30 |
| Клей столярный | 4,19 | Эфир кремниевой кислоты | 1,47 |
Примечание: источниками справочных данных являются публикации в Интернете, поэтому они не могут считаться «официальными» и «абсолютно точными». Как правило, в Интернет справочниках не приводятся ссылки на научные работы, являющиеся основой опубликованных данных. Мы стараемся брать информацию из наиболее надежных научных сайтов. Однако если кого-то интересуют ссылки на эксперименты, советуем произвести самостоятельно углубленный поиск в Интернете. Будем признательны за любые комментарии к нашим справочным таблицам, а особенно за уточнения существующей информации или дополнение справочных данных.
Неверные свойства теплоемкости воды
Теплоемкость воды имеет аномальные свойства. Оказывается, что с повышением температуры воды ее теплоемкость уменьшается, эта динамика сохраняется до 37 ° С, а с увеличением температуры теплоемкость начинает увеличиваться.
Этот факт содержит одно интересное утверждение. Условно говоря, сама природа на фоне воды определила 37 ° C как наиболее комфортную температуру тела человека, при условии, конечно, что соблюдаются все остальные факторы. В случае каких-либо динамических изменений температуры окружающей среды, температура воды стремится к 37 ° C
— это свойство вещества, которое указывает количество энергии, которое может быть преобразовано в тепло.
— это термодинамическое свойство вещества, которое указывает
уровень энергии,
запасенной в молекулярной структуре. Это означает, что хотя вещество может иметь энергию на земле, не все они могут быть преобразованы в тепло. Часть внутренней энергии
всегда остается в содержании
и сохраняет свою молекулярную структуру. Некоторые вещества недоступны, когда его температура приближается к температуре окружающей среды. Следовательно,
энтальпия
— это количество энергии, которое доступно для преобразования в тепло при определенной температуре и давлении.
Единицы энтальпии
— британская тепловая единица или джоуль для энергии и Btu / фунт / Дж / кг для удельной энергии.
Источник: khvkedr.ru
Таблица удельной теплоемкости строительных материалов
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.
Свойства и классификация 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 tнач до температуры tкон, нужно будет потратить определенное количество тепловой энергии Q, которое будет пропорциональным массе и разнице температур ΔТ (tкон-tнач). 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
Таблица теплоемкости строительных материалов.
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.
| Материал | Плотность, кг/м 3 | Удельная теплоемкость, кДж/(кг*°C) |
| Пенополистирол | 40 | 1,34 |
| Минвата | 125 | 0,84 |
| Газо- и пенобетон | 650 | 0,84 |
| Гипсовые листы | 800 | 0,84 |
| Дерево | 500 | 2,3 |
| Клееная фанера | 600 | 2,3 |
| Керамический кирпич | 1600 | 0,88 |
| Бетон | 2300 | 0,84 |
| Железобетон | 2500 | 0,84 |
| Кирпичная кладка | 1800 | 0,88 |
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. Теплоемкость бетона 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.
Таблица сравнения теплопроводности бревна с кирпичной кладкой.
Далее нужно посчитать, какое количество тепловой энергии будет содержаться в этих стенах при температуре 22°C. Для этого нужно теплоемкость умножить на температуру и вес материала:
- 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.
Использование различных материалов в строительстве
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.
Возможно вас заинтересует: Купить диплом вуза кто то покупал диплом ast-diplomy.com/kupit-diplom-moskva.
Источник: opt-stroy.net