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

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 Т (tкон-tнач). Поэтому формула теплоемкости будет выглядеть следующим образом: Q = c*m* Т, где с - коэффициент теплоемкости (удельное значение). Его можно рассчитать по формуле: с = Q/(m* Т) (ккал/(кг* °C)).

Условно приняв, что масса вещества равна 1 кг, а Т = 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

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.

Таблица 1

МатериалПлотность, кг/м3Удельная теплоемкость, кДж/(кг*°C)
Пенополистирол401,34
Минвата1250,84
Газо- и пенобетон6500,84
Гипсовые листы8000,84
Дерево5002,3
Клееная фанера6002,3
Керамический кирпич16000,88
Бетон23000,84
Железобетон25000,84
Кирпичная кладка18000,88
Строительный кирпич

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 м2 бетонной и деревянной стены толщиной 30 см. Для этого сначала нужно посчитать вес таких конструкций. 1 м2 данной бетонной стены будет весить: 2300 кг/м3*0,3 м3 = 690 кг. 1 м2 деревянной стены будет весить: 500 кг/м3*0,3 м3 = 150 кг.

Таблица сравнения теплопроводности бревна с кирпичной кладкой

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 м3 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.

Creating an optimal climate and thermal energy consumption for heating private house in the cold season depends largely on the thermal insulation properties of building materials, of which this building was built. One such characteristic is the specific heat. This value must be considered when selecting the materials for the construction of a private house. Therefore, further heat capacity of some building materials will be considered.

Properties and classification of building materials

Properties and classification of building materials.

Determination of the heat capacity and the formula

Each substance to some extent able to absorb, store and retain heat. To describe this process introduced the concept of specific heat, which is a property of a material to absorb heat energy by heating the surrounding air.

To heat a mass of material m between the temperature tearly to the temperature tgame, will need to spend a certain amount of heat Q, that is proportional to the mass and the temperature difference? T (tgame-tearly). Therefore, the heat capacity of the formula will be as follows: Q = c * m *? T, where c - the specific heat ratio (specific value). It can be calculated according to the formula: c = Q / (m *? T) (Kcal / (Kg * ? C)).

Conventionally, assuming that the mass of a substance is equal to 1 kg and? T = 1 ? C, you can get a = Q (kcal). This means that the specific heat is the quantity of heat which is consumed for heating the material mass of 1 kg per 1 ? C.

Using the heat capacity in practice

Table of heat capacity of building materials

Table of heat capacity of building materials.

Building materials with high thermal capacity is used for the construction of heat-resistant structures. It is very important for private houses where people live permanently. The fact that such structures allow to store (accumulate) the heat, so the house maintains a comfortable temperature for a long time. First, the heater warms the air and walls, after which the very walls of heated air. This allows you to save money on heating and make your stay more comfortable. For the house in which people live periodically (eg, on weekends), a large heat capacity of the building material will have the opposite effect: such a building would be difficult to heat quickly.

The values of the heat capacity of the building materials are given in SNIP II-3-79. The table below shows the basic construction materials and the values of their specific heat.

Table 1

MaterialDensity, kg / m3Specific heat, kJ / (kg * ? C)
Expanded polystyrene401.34
mineral wool1250.84
Gas and foam concrete6500.84
plaster sheets8000.84
Tree5002.3
plywood6002.3
Ceramic brick16000.88
Concrete23000.84
Reinforced concrete25000.84
Brickwork18000.88
building brick

Brick has a high heat capacity, so is ideal for the construction of houses and vozvedeniyaiya furnaces.

Speaking of heat capacity, it should be noted that the heating furnace is recommended to build a brick, because the value of its heat capacity is quite high. This allows you to use the oven as a kind of heat accumulator. Heat accumulators in heating systems (especially in hot water heating systems) are increasingly being used every year. Such devices are convenient in that they are sufficiently well 1 times intense heat furnace solid fuel boiler, after which they will heat your home during the day and even more. This will greatly save your budget.

The heat capacity of building materials

What, then, must be the wall of a private house to meet building regulations? The answer to this question has several nuances. To deal with them, is an example of the heat capacity of 2 of the most popular building materials: concrete and wood. The heat capacity of concrete has a value of 0.84 kJ / (kg * ? C), and wood - 2.3 kJ / (kg * ? C).

At first glance you can determine that a tree - a heat of the material than concrete. This is true, because the wood contains almost 3 times more heat energy than concrete. To heat 1 kg of wood to spend 2.3 kJ of heat energy, but also cools it will give space to 2.3 kJ. Thus 1 kg of a concrete structure capable of accumulating and accordingly only give 0.84 kJ.

But do not jump to conclusions. For example, you need to find out what will be the specific heat of 1 m2 concrete and wooden wall thickness of 30 cm. To do this, you first need to calculate the weight of such structures. 1m2 This concrete wall will weigh 2300 kg / m3* 0.3 m3 = 690 kg. 1m2 wooden wall will weigh 500 kg / m3* 0.3 m3 = 150 kg.

Table comparing the thermal conductivity of the log with brickwork

Table comparing the thermal conductivity of the log with the brickwork.

Next you need to calculate how much heat will be contained within these walls at a temperature of 22 ? C. To do this, multiplied by the heat capacity of the temperature and weight of the material:

  • Concrete wall: 0.84 * 690 * 22 = 12751 kJ;
  • for wooden constructions: 2,3 * 150 * 22 = 7590 kJ.

From this result we can conclude that: 1 m3 wood is almost 2 times less than accumulate heat than concrete. Intermediate materials for the heat capacity between the concrete and the tree is the brickwork, which per unit volume at the same conditions will contain 9199 kJ of heat energy. In this aerated concrete as a building material, contains only 3326 kJ, which is much smaller than the tree. However, in practice the thickness of the wooden structure can be 15-20 cm when aerated concrete can be placed in several rows, significantly increasing the specific heat of the wall.

The use of different materials in the construction of

Tree

For a comfortable stay in the house it is very important that the material has a high heat capacity and low thermal conductivity.

In this respect, wood is the best option for homes not only permanent, but also temporary residence. The wooden building is not heated for a long time, it is good to take a change of air temperature. Therefore, heating of the building will take place quickly and efficiently.

Mainly used in the construction of conifers: pine, spruce, cedar, fir. In terms of price and quality of the best option is pine. Whatever you choose to construct a wooden house, you should consider the following rule: the thicker the walls are, the better. However, there is also need to consider your financial possibilities, since an increase in the thickness of the beam significantly increase its value.

Brick

This building material has always been a symbol of stability and strength. Brick has a good durability and resistance to adverse environmental effects. However, if taking into account the fact that the brick walls constructed mainly of 64 and a thickness of 51 cm, to create good thermal insulation to cover their need further layer of insulating material. Brick houses are ideal for permanent residence. Warmed, such constructions are able to give a long time in space accumulated in them warm.

Choosing material for building a house, you should consider not only its thermal conductivity and heat capacity, but also how often such people will be staying home. The right choice will maintain warmth and comfort in your home throughout the year.

Створення оптимального мікроклімату і витрата теплової енергії на опалення приватного будинку в холодну пору року багато в чому залежить від теплоізоляційних властивостей будівельних матеріалів, з яких зведено дана споруда. Однією з таких характеристик є теплоємність. Це значення необхідно враховувати при виборі будматеріалів для конструювання приватного будинку. Тому далі буде розглянута теплоємність деяких будівельних матеріалів.

Властивості і класифікація будівельних матеріалів

Властивості і класифікація будівельних матеріалів.

Визначення і формула теплоємності

Кожна речовина в тій чи іншій мірі здатне поглинати, запасати і утримувати теплову енергію. Для опису цього процесу введено поняття теплоємності, яка є властивістю матеріалу поглинати теплову енергію при нагріванні навколишнього повітря.

Щоб нагріти будь-якої матеріал масою m від температури tнач до температури tкон, потрібно буде витратити певну кількість теплової енергії Q, яке буде пропорційним масі і різниці температур Т (tкон-tнач). Тому формула теплоємності буде виглядати наступним чином: Q = c * m * Т, де с - коефіцієнт теплоємності (питоме значення). Його можна розрахувати за формулою: з = Q / (m * Т) (ккал / (кг * ° C)).

Умовно прийнявши, що маса речовини дорівнює 1 кг, а Т = 1 ° C, можна отримати, що з = Q (ккал). Це означає, що питома теплоємність дорівнює кількості теплової енергії, яка витрачається на нагрівання матеріалу масою 1 кг на 1 ° C.

Використання теплоємності на практиці

Таблиця теплоємності будівельних матеріалів

Таблиця теплоємності будівельних матеріалів.

Будівельні матеріали з високою теплоємністю використовують для зведення теплотривких конструкцій. Це дуже важливо для приватних будинків, в яких люди проживають постійно. Справа в тому, що такі конструкції дозволяють запасати (акумулювати) тепло, завдяки чому в будинку підтримується комфортна температура досить довгий час. Спочатку опалювальний прилад нагріває повітря і стіни, після чого вже самі стіни прогрівають повітря. Це дозволяє заощадити кошти на опаленні і зробити проживання більш затишним. Для будинку, в якому люди проживають періодично (наприклад, у вихідні), велика теплоємність будматеріалу матиме зворотний ефект: такий будинок буде досить складно швидко натопити.

Значення теплоємності будівельних матеріалів наведені в СНиП II-3-79. Нижче наведена таблиця основних будівельних матеріалів і значення їх питомої теплоємності.

Таблиця 1

матеріалЩільність, кг / м3Питома теплоємність, кДж / (кг * ° C)
пінополістирол401,34
мінвата1250,84
Газо- і пінобетон6500,84
гіпсові листи8000,84
дерево5002,3
клеєна фанера6002,3
керамічна цегла16000,88
бетон23000,84
залізобетон25000,84
Цегляна кладка18000,88
будівельний цегла

Цегла має високу теплоємність, тому ідеально підходить для будівництва будинків і возведеніяія печей.

Говорячи про теплоємності, слід зазначити, що опалювальні печі рекомендується будувати з цегли, так як значення його теплоємності досить високо. Це дозволяє використовувати піч як своєрідний акумулятор тепла. Теплоаккумулятори в опалювальних системах (особливо в системах водяного опалення) з кожним роком застосовуються все частіше. Такі пристрої зручні тим, що їх достатньо 1 раз добре нагріти інтенсивної топкою твердопаливного котла, після чого вони будуть обігрівати ваш будинок протягом цілого дня і навіть більше. Це дозволить істотно заощадити ваш бюджет.

Теплоємність будівельних матеріалів

Якими ж повинні бути стіни приватного будинку, щоб відповідати будівельним нормам? Відповідь на це питання має кілька нюансів. Щоб з ними розібратися, буде наведено приклад теплоємності 2-х найбільш популярних будівельних матеріалів: бетону і дерева. теплоємність бетону має значення 0,84 кДж / (кг * ° C), а дерева - 2,3 кДж / (кг * ° C).

На перший погляд можна вирішити, що дерево - більш тепломісткий матеріал, ніж бетон. Це дійсно так, адже деревина містить практично в 3 рази більше теплової енергії, ніж бетон. Для нагріву 1 кг дерева потрібно витратити 2,3 кДж теплової енергії, але при охолодженні воно також віддасть в простір 2,3 кДж. При цьому 1 кг бетонної конструкції здатний акумулювати і, відповідно, віддати тільки 0,84 кДж.

Але не варто поспішати з висновками. Наприклад, потрібно дізнатися, яку теплоємність матиме 1 м2 бетонної і дерев'яної стіни товщиною 30 см. Для цього спочатку потрібно порахувати вага таких конструкцій. 1 м2 даної бетонної стіни буде важити: 2300 кг / м3* 0,3 м3 = 690 кг. 1 м2 дерев'яної стіни буде важити: 500 кг / м3* 0,3 м3 = 150 кг.

Таблиця порівняння теплопровідності колоди з цегляною кладкою

Таблиця порівняння теплопровідності колоди з цегляною кладкою.

Далі потрібно порахувати, скільки теплової енергії буде міститися в цих стінах при температурі 22 ° C. Для цього потрібно теплоємність помножити на температуру і вагу матеріалу:

  • для бетонної стіни: 0,84 * 690 * 22 = 12751 кДж;
  • для дерев'яної конструкції: 2,3 * 150 * 22 = 7590 кДж.

З отриманого результату можна зробити висновок, що 1 м3 деревини буде практично в 2 рази менше акумулювати тепло, ніж бетон. Проміжним матеріалом по теплоємності між бетоном і деревом є цегляна кладка, в одиниці об'єму якої при тих же умовах буде міститися 9199 кДж теплової енергії. При цьому газобетон, як будівельний матеріал, буде містити тільки 3326 кДж, що буде значно менше дерева. Однак на практиці товщина дерев'яної конструкції може бути 15-20 см, коли газобетон можна укласти в кілька рядів, значно збільшуючи питому теплоємність стіни.

Використання різних матеріалів в будівництві

дерево

Для комфортного проживання в будинку дуже важливо, щоб матеріал мав високу теплоємність і низьку теплопровідність.

В цьому відношенні деревина є оптимальним варіантом для будинків не тільки постійного, а й тимчасового проживання. Дерев'яне будинок, не опалювальне тривалий час, буде добре сприймати зміна температури повітря. Тому обігрів такого будинку буде відбуватися швидко і якісно.

В основному в будівництві використовують хвойні породи: сосну, ялину, кедр, ялицю. За співвідношенням ціни і якості найкращим варіантом є сосна. Що б ви не вибрали для конструювання дерев'яного будинку, потрібно враховувати наступне правило: чим товще будуть стіни, тим краще. Однак тут також потрібно враховувати ваші фінансові можливості, тому що зі збільшенням товщини бруса значно зросте його вартість.

цегла

Даний будматеріал завжди був символом стабільності і міцності. Цегла має хорошу міцність і опірність негативним впливам зовнішнього середовища. Однак якщо взяти до уваги той факт, що цегляні стіни в основному конструюються товщиною 51 і 64 см, то для створення гарної теплоізоляції їх додатково потрібно покривати шаром теплоізоляційного матеріалу. Цегляні будинки відмінно підходять для постійного проживання. Нагрівшись, такі конструкції здатні довгий час віддавати в простір накопичене в них тепло.

Вибираючи матеріал для будівництва будинку, слід враховувати не тільки його теплопровідність і теплоємність, а й те, як часто в такому будинку будуть проживати люди. Правильний вибір дозволить підтримувати затишок і комфорт у вашому будинку протягом усього року.


» » » Таблица удельной теплоемкости строительных материалов