Теплопроводность бетона: от чего зависит и как измеряется
Теплопроводность бетона — это его способность проводить тепло через свою толщу. Для строительных конструкций этот показатель особенно важен, если бетон используется в наружных стенах, ограждающих элементах, плитах и других частях здания, которые соприкасаются с холодным воздухом.Чем ниже коэффициент теплопроводности, тем меньше тепла уходит из помещения зимой и тем слабее стены нагреваются летом. Именно поэтому при выборе материала для наружных конструкций важно учитывать не только прочность, но и его теплотехнические характеристики.Оглавление:
- Как измеряется теплопроводность бетона
- От чего зависит коэффициент
- Как теплопроводность влияет на строительство
Что такое теплопроводность бетона
Теплопроводность показывает, какое количество тепла проходит через материал при разнице температур. В строительной практике этот показатель обозначают коэффициентом λ и измеряют в Вт/(м·°C) или Вт/(м·К).
Для бетона этот параметр особенно важен по двум причинам:
- он влияет на теплопотери здания;
- он помогает понять, можно ли использовать материал без дополнительного утепления.
Тяжёлые плотные бетоны хорошо работают на сжатие и подходят для несущих конструкций, но по теплотехнике уступают более лёгким составам. Если вас интересуют и другие свойства смеси, полезно также посмотреть материал про вес 1 м3 бетона.
От чего зависит теплопроводность бетона
На коэффициент теплопроводности влияет сразу несколько факторов:
- плотность материала;
- его структура и объёмный вес;
- вид заполнителя;
- количество и размер пор;
- влажность;
- температура эксплуатации.
Чем плотнее бетон, тем выше его теплопроводность. Поэтому лёгкие и ячеистые составы обычно теплее тяжёлых.
Например:
- ячеистый бетон при плотности около 600 кг/м3 может иметь теплопроводность около 0,14 Вт/(м·°C);
- керамзитобетон плотностью 1000 кг/м3 — около 0,41 Вт/(м·°C);
- керамзитобетон плотностью 1200 кг/м3 — около 0,52 Вт/(м·°C).
Большое значение имеет и пористость. Если пор много и они мелкие, находящийся в них воздух работает как естественный теплоизолятор. Именно поэтому лёгкие бетоны обычно выигрывают по теплотехническим характеристикам.
Сильное влияние оказывает и влажность. При намокании материал начинает проводить тепло лучше, а значит, теплопотери увеличиваются. По этой причине наружные конструкции из бетона важно не только утеплять, но и защищать от влаги.
Как измеряется теплопроводность бетона
Коэффициент теплопроводности определяют лабораторно. Для этого применяют несколько методик:
- Метод стационарного теплового потока — по ГОСТ 7076-99. Используется для стеновых блоков и панелей при нулевой влажности.
- Метод поверхностного преобразователя — по ГОСТ 30290-94.
- Метод цилиндрического зонда при нестационарном тепловом режиме — по ГОСТ 30256-94.
На практике для частного строительства обычно важнее не сама лабораторная процедура, а понимание порядка цифр и того, подходит ли материал для наружных стен без дополнительного утепления.
Примеры коэффициента теплопроводности разных бетонов
Теплопроводность зависит и от состава заполнителя. Например:
- бетон на щебне может иметь коэффициент около 1,3 Вт/(м·°C);
- бетон на песке — около 0,69 Вт/(м·°C);
- шлакопемзобетон — около 0,17 Вт/(м·°C).
У лёгких бетонов показатель обычно находится примерно в диапазоне 0,25–0,51 Вт/(м·°C). Если влажность увеличивается всего на 1%, коэффициент может вырасти ещё на 0,016–0,036 Вт/(м·°C).
Для теплоизоляционных составов стараются получить ещё более низкие значения. Например, при использовании вспученного перлита можно добиться коэффициента около 0,18 Вт/(м·°C).
Высокая теплопроводность тяжёлого бетона означает, что его не стоит использовать для наружных стен без утепления. Зато он отлично подходит для несущих и нагруженных конструкций, где главную роль играет прочность.
Теплопроводность монолитного бетона может составлять около 1,36 Вт/(м·°C), а железобетона — около 1,70 Вт/(м·°C). Оба материала при использовании в наружном контуре обычно требуют дополнительной теплоизоляции.
Почему тяжёлый бетон нужно утеплять
Тяжёлые составы хорошо работают на сжатие, но плохо удерживают тепло. Поэтому их редко используют как единственный материал наружной стены в жилом доме. Без утепления через такие конструкции будет уходить слишком много тепла, а расходы на отопление возрастут.
Именно поэтому при применении тяжёлых смесей важно заранее учитывать не только прочность, но и теплотехническую схему всей конструкции. Если речь идёт о монолитных элементах, полезно также понимать, сколько цемента нужно на 1 куб бетона и как состав влияет на свойства материала.
На что влияет теплопроводность бетона
Этот показатель отражается сразу на нескольких характеристиках здания:
- на толщине наружных стен;
- на общем весе ограждающих конструкций;
- на расходах на отопление;
- на уровне комфорта в помещении зимой и летом;
- на необходимости утепления;
- на огнестойкости и поведении конструкции при нагреве.
Снижение коэффициента теплопроводности позволяет уменьшать толщину стеновых панелей и снижать массу конструкции. Это особенно важно в малоэтажном строительстве и при проектировании энергоэффективных домов.
Частые ошибки при оценке теплопроводности
- ориентироваться только на прочность, не учитывая теплопотери;
- не принимать во внимание влажность материала;
- считать, что любой бетон подходит для наружных стен без утепления;
- игнорировать влияние заполнителя и пористости;
- не учитывать условия эксплуатации конструкции.
Даже хороший по прочности бетон может оказаться плохим решением для ограждающих конструкций, если не продумать утепление заранее.
Вывод
Теплопроводность бетона напрямую зависит от его плотности, структуры, влажности и вида заполнителя. Лёгкие и ячеистые материалы удерживают тепло лучше, а тяжёлые бетоны требуют утепления при использовании в наружных конструкциях.
Если бетон работает как несущий материал, его высокая теплопроводность не является недостатком сама по себе. Но если речь идёт о стенах, перекрытиях и других ограждающих элементах, этот показатель обязательно нужно учитывать ещё на этапе выбора материала и проектирования.
