Кирпич теплоемкость: Плотность и удельная теплоемкость кирпича: таблица значений

Содержание

Плотность и удельная теплоемкость кирпича: таблица значений

Кирпич — ходовой стройматериал в строительстве зданий и сооружений. Многие различают только красный и белый кирпич, но его виды намного разнообразнее. Они различаются как внешне (форма, цвет, размеры), так и такими свойствами, как плотность и теплоемкость.

Традиционно различают керамический и силикатный кирпич, которые имеют различную технологию изготовления. Важно знать, что плотность кирпича, его удельная теплоемкость и теплопроводность кирпича у каждого вида может существенно отличаться.

Керамический кирпич изготавливается из глины с различными добавками и подвергается обжигу. Удельная теплоемкость керамического кирпича равна 700…900 Дж/(кг·град). Средняя плотность керамического кирпича имеет значение 1400 кг/м³. Преимуществами этого вида являются: гладкая поверхность, морозо- и водоустойчивость, а также стойкость к высоким температурам. Плотность керамического кирпича определяется его пористостью и может находится в пределах от 700 до 2100 кг/м

Чем выше пористость, тем меньше плотность кирпича.

Силикатный кирпич имеет следующие разновидности: полнотелый, пустотелый и поризованный, он имеет несколько типоразмеров: одинарный, полуторный и двойной. Средняя плотность силикатного кирпича составляет 1600 кг/м³. Плюсы силикатного кирпича в отличной звуконепроницаемости. Даже если прокладывать тонкий слой из такого материала, звукоизоляционные свойства останутся на должном уровне. Удельная теплоемкость силикатного кирпича находится в пределах от 750 до 850 Дж/(кг·град).

Значения плотности кирпича различных видов и его удельной (массовой) теплоемкости при различных температурах представлены в таблице:

Таблица плотности и удельной теплоемкости кирпича
Вид кирпича	Температура, °С	Плотность, кг/м³	Теплоемкость, Дж/(кг·град)
Трепельный	-20…20	700…1300	712
Силикатный	-20…20	1000…2200	754…837
Саманный	-20…20	—	753
Красный	0…100	1600…2070	840…879
Желтый	-20…20	1817	728
Строительный	20	800…1500	800
Облицовочный	20	1800	880
Динасовый	100	1500…1900	842
Динасовый	1000	1500…1900	1100
Динасовый	1500	1500…1900	1243
Карборундовый	20	1000…1300	700
Карборундовый	100	1000…1300	841
Карборундовый	1000	1000…1300	779
Магнезитовый	100	2700	930
Магнезитовый	1000	2700	1160
Магнезитовый	1500	2700	1239
Хромитовый	100	3050	712
Хромитовый	1000	3050	921
Шамотный	100	1850	833
Шамотный	1000	1850	1084
Шамотный	1500	1850	1251

Необходимо отметить еще один популярный вид кирпича – облицовочный кирпич. Он не боится ни влаги, ни холодов. Удельная теплоемкость облицовочного кирпича составляет 880 Дж/(кг·град). Облицовочный кирпич имеет оттенки от ярко-желтого до огненно-красного. Таким материалом можно производить и отделочные и облицовочные работы. Плотность кирпича этого вида имеет величину 1800 кг/м

Стоит отметить отдельный класс кирпичей — огнеупорный кирпич. К этому классу относятся динасовый, карборундовый, магнезитовый и шамотный кирпич. Огнеупорный кирпич достаточно тяжел — плотность кирпича этого класса может достигать значения 2700 кг/м³.

Наименьшей теплоемкостью при высоких температурах обладает карборундовый кирпич — она составляет величину 779 Дж/(кг·град) при температуре 1000°С. Кладка из такого кирпича прогревается намного быстрее, чем из шамотного, но хуже держит тепло.

Огнеупорный кирпич применяется, при строительстве печей, с рабочей температурой до 1500°С. Удельная теплоемкость огнеупорного кирпича существенно зависит от температуры. Например, удельная теплоемкость шамотного кирпича имеет величину 833 Дж/(кг·град) при 100°С

и 1251 Дж/(кг·град) при 1500°С.

Источники:

Франчук А. У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов, М.: НИИ строительной физики, 1969 — 142 с.
Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с. строительной физики, 1969 — 142 с.
Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи.

Теплоемкость кирпича: от чего зависит, показатели

От теплоизоляционного свойства материала зависит температура внутри помещения, вот почему теплоемкость кирпича — важный показатель, который показывает его способность аккумулировать тепло. Удельная теплоемкость определяется в ходе лабораторных исследований, согласно которым, самым теплым материалом является полнотелый кирпич. Стоит отметить, что показатель зависит от разновидности кирпичного материала.

Что это такое?

Физическая характеристика теплоемкости присуща любому веществу. Она обозначает количество теплоты, которое поглощает физическое тело при нагревании на 1 градус Цельсия или Кельвина. Ошибочно отождествлять общее понятие с удельным, поскольку последнее подразумевает температуру, необходимую для нагревания одного килограмма вещества. Точно определить ее число представляется возможным только в лабораторных условиях. Показатель необходим для определения теплоустойчивости стен здания и в том случае, когда строительные работы проводятся при минусовых температурах. Для строительства частных и многоэтажных жилых домов и помещений используются материалы с высокими показателями теплопроводности, поскольку они аккумулируют тепло и поддерживают температуру в помещении.

Преимущество зданий из кирпича — позволяют сэкономить на оплате отопления.

Вернуться к оглавлению

От чего зависит теплоемкость кирпичей?

На коэффициент теплоемкости в первую очередь влияет температура вещества и агрегатное состояние, поскольку теплоемкость у одного и того же вещества в жидком и твердом состоянии отличается в пользу жидкого. Кроме этого, важны объемы материала и плотность его структуры. Чем больше в нем пустот, тем меньше он способен сохранять тепло внутри себя.

Вернуться к оглавлению

Виды кирпича и их показатели

Керамический материал используется печном деле.

Выпускается больше 10 разновидностей, различающихся технологией изготовления. Но чаще используются силикатный, керамический, облицовочный, огнеупорный и теплый. Стандартный керамический кирпич изготавливается из красной глины с примесями и обжигается. Его показатель тепла равен 700—900 Дж/ (кг град). Он считается довольно стойким к высоким и низким температурам. Иногда используется для выкладки печного отопления. Пористость и плотность его варьируется и влияет на коэффициент теплоемкости. Силикатный кирпич состоит из смеси песка, глины и добавок. Он бывает полно- и пустотелым, разных размеров и, следовательно, удельная теплоемкость его равна значениям от 754 до 837 Дж/ (кг град). Преимущество силикатной кирпичной кладки — хорошая звукоизоляция даже при выкладывании стены в один слой.

Облицовочный кирпич, используемый для фасадов зданий обладает довольно высокой плотностью и теплоемкостью в пределах 880 Дж/ (кг град). Огнеупорный кирпич, идеально подходит для кладки печи, потому что способен выдерживать температуру до 1500 градусов Цельсия. К этому подвиду принадлежат шамотный, карборундовый, магнезитовый и другие. И коэффициент теплоемкости (Дж/кг) отличается:

карборундовый — 700—850;
шамотный — 1000—1300.

Теплый кирпич — новинка на строительном рынке, который является модернизированным керамическим блоком, размеры и теплоизоляционные характеристики его намного превышают стандартный. Структура с большим количеством пустот помогает аккумулировать тепло и нагревать помещение. Потери тепла возможны только в швах кладки или перегородках.

Кирпич Теплоемкость — Энциклопедия по машиностроению XXL

Массовую теплоемкость других веществ определяют по опытным данным так, для стали массовая теплоемкость равна 0,46, для кирпича 0,84, для каменного угля 0,72, для мазута 2,1 кдж кг-град).

[c.28]

Для воды коэффициент теплоемкости равен 1 ккал/кг град. Коэффициент теплоемкости теплоизоляционных материалов и изделий значительно ниже, чем у воды, так, например, асбест, диатомит, трепел, цемент имеют коэффициент теплоемкости 0,2 ккал/кг град пробка, торф — 0,45 ккал/кг град пористый кирпич, легкий бетон — 0,21 ккал/кг-град.

[c.21]

На установке получены экспериментальные данные о температуропроводности образцов магнезитового, хромомагнезитового и шамотного кирпича (рис. 3). Данные опытов удовлетворительно согласуются с расчетными значениями коэффициента температуропроводности, вычисленными с использованием коэффициента теплопроводности и теплоемкости по данным [5, 6]. Основным препятствием для исследования огнеупоров выше 1500—1600°С является химическое взаимодействие термоэлектродов с образцом. По этой причине температуропроводность хромомагнезитового кирпича удалось определить при температуре только до 1600° С.

[c.269]

С—удельная теплоемкость красного кирпича, 0,19 ккал кг- [c.57]

На сооружение теплоемких печей требуется большое количество кирпича, рабочей силы и времени. Установка их в помещении заметно сокращает жилую площадь. При периодической одноразовой топке печи в отапливаемом помещении создается неравномерный температурный режим в течение суток. [c.91]

Если при нагреве от О до 400° и от О до 1 400° передается кирпичу соответственно 88,9 и 379 al, а от О до 200° и от О до 1 200°—38,7 и 316,3 al, то нагрев от 400 до 1 400° и от 200-до 1 200° требует соответственно 290,1 и 277,6 al, что указывает на среднюю теплоемкость в этих пределах i° 0,2901 и 0,2776 или в среднем (если 1 200 и 1 400°—крайние-i° насадки в верхнем ряду, а 200 и 400°— внизу) 0,284. Эту теплоемкость и можно рекомендовать для расчета насадок сталеплавильных печей, обладающих наивысшей средней i°. Для насадок с более низкой следует брать меньшее значение (в кауперах 0,28), однако все же не ниже 0,27 в обычных случаях применения регенераторов (вместо 0,22—0,24).

Обычная форма и размеры огнеупорного кирпича, уложенного на ребро по Сименсу или Кауперу, хорошо удовлетворяют условиям теплопередачи, но предложено много патентованных форм кирпича и способов их укладки в насадках, по поводу которых необходимо сказать, что если они в том же объеме регенераторов дают меньший или же одинаковый вес насадки, как и обыкновенный кирпич, то применение их не имеет смысла, так как стоимость всякого фасон- [c.128]

Материалы стены имеют следующие значения коэффициентов теплопроводности X ккал м-ч-град, удельной теплоемкости с ккал кг-град и объемного Беса V кг м кирпичная кладка из глиняного кирпича на тяжелом растворе Я,=0,7 с=0,21 =1800 пенобетон >.=0,18 с=0,2 =600.

[c.100]

Теплоемкость с, кДж/(кг-°С), и коэффициент теплопроводности Вт/ м-°С), кирпича насадки рассчитываем по следующим формулам ( — температура) для динаса [c.274]

Для расчетов удельную теплоемкость материала (кирпич красный) принимаем равной Сг = 0,711 кДж/кг К, плотность воды Pi = 10 кг/м , плотность материала для красного кирпича в зависимости от пористости >2 = (1,7. .. 2,1)-10 кг/м. Плотность влажного материала рассчитывается по формуле [c.88]

С)72 = 0,711 10 Дж/кг К — теплоемкость красного кирпича, [c.90]

Чем больше теплоем,кость огнеупорной кладки, тем большее количество тепла она содержит при одной и той же температуре нагрева. Высокой теплоемкостью должен обладать кирпич, из которого выкладывают устройства для нагрева воздуха и газа — насадки, чтобы передать нагреваемому воздуху или газу большее количество тепла.

[c.18]

Керамическое волокно характеризуется низкой объемной плотностью (в 2—4 раза легче огнеупорного изоляционного кирпича), малой теплоемкостью (0,25 ккал/кг, °С), низким коэффициентом теплопроводности, высокой устойчивостью против механических нагрузок и вибраций, инертностью к воде и водяному пару, различным маслам и кислотам. [c.79]

Физические свойства кирпича. Уд. в. обыкновенного красного кирпича составляет 2,4—2,6 объемн. в.—1,75—2,0 з/с.м . Вес кирпича стандартного размера 250 х 120 X 65 мм составляет 3,5—3,9 кг вес кирпича старого формата, 6x3x1,5 вершка,—около 4,0 кг. В 1 стенной кладки помещается ок. 400 штук стандартного кирпича. Теплоемкость красного кирпича при 17—100° составляет по данным Ф. Зингера 0,189—0,244. Теплопроводность приведена в табл. 1, стандартные свойства—в табл. 2.

[c.108]

Второй пример. Определение удельной теплоемкости порошка инфузорного кирпича при t = 20°. В качестве ламбдакалориметра использован медный шар. Его размеры / 2=3,025 10 / i=2,94 10 . [c.294]

Термостойкость определяют по стандарту путем одностороннего нагрева кирпичей при 1300 С и охлаждения в воде, нормируют количество теплосмен до 20 % потери массы испытываемых образцов. В ряде ТУ оговорены другие условия (охлаждение на воздухе, наличие трещин после теплосмены и т. д.). Огнеупоры в службе часто испытывают температурные колебания, нередко довольно резкие, поэтому термостойкости при выборе огнеупора приходится придавать серьезное значение. Имеется еще ряд технических характеристик огнеупоров, очень редко нормируемых или совсем не нормируемых действующими ГОСТами и ТУ шлакоустойчивость, теплопроводность, газопроницаемость, теплоемкость и некоторые другие. Эти показатели определяют в институтах и заводских лабораториях в ходе исследовательских работ, или по отдельным задан1 ям. В некоторых случаях при специфических требованиях потребителя (например, для фур.м продувки металла) устанавливается показатель газопроницаемости, а для легковесных огнеупоров — требования по теплопроводности. [c.19]

Стены (см.) должны удовлетворять условиям устойчивости и прочности, быгь малотеплопроводными, достаточно теплоемкими, воздухопроницаемыми, сухими и экономичными. Толстые массивные стены заменяются в настоящее время легкими Большое применение имеют каркасные стены, состоящие из металлического, каменного или желевобегон-ного каркаса, с заполнением его различными материалами-заполнителями — в виде листов, плиг или отдельных легких камней. Легкий бетон, облегченные кирпичи и теплый раствор при кладке иа обыкновенного кирпича — все это весь.ма распространенные стеновые материалы. Ж. 3. в большинстве случаев делаются из древесины. Облегчение и упрощение междуэтажных перекрытий (см.) достигается сокращением длины перекрываемых пролетов, а следовательно и размеров балок, уменьшением толщины пиломатериалов, идущих на изготовление чистых и черных полов и для подшивки. При устройстве перекрытий по железным балкам заполнение между ними делается такое же, как и при деревянных балках, или же огнестойкое — бетонное, железобетонное, а также из легких и прочных плит. К недостаткам огнестойких перекрытий относится их большая звукопроводность, устранение которой вызывает значительные затраты. [c.25]

АККУМУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛА, собирание в запас тепла отходящих газов (в доменном и мартеновском производстве, в дизельных установках), тепла избыточного пара, использование излишков электрич. энергии для нагрева воды или получения пара (электрокотлы), собирание излишков горячей воды в баках и т. п. Для А. т. служат б. ч. вода и твердые тела, обладаютцие большой уд. теплоемкостью, напр, шамотный кирпич, чугун. В лростей1нем виде А. т. применяется в доменном, мартеновском производстве отходящие газы печей отдают свое тепло в так называемых кауперах клеткам, выложенным из кирпича, от которых затем нагревается пропускаемый через кауперы дутьевой воздух. Широкое применение имеет А. т. в теплосиловых установках, в которых оно, с одной стороны, выравнивает ко.пебания в работе отдельных элементов теплосиловой установки и повышает ее кпд, с другой, — устраняет перебои в снабжении паром и энергией производственных цехов, облегчает ведение технологических процессов и в некоторых случаях даже увеличивает производительность предприятия. Нельзя также недооценивать значения А. т. как фактора, повышающего надежность экс- [c.219]

По сравнению с другими строительными материалами (железом, кирпичом, бетоном) коэф.

линейного расширения Д. вдоль волокон значительно меньше (в 5—10 раз), что является весьма пенной особенностью Д., позволяющей отказаться в деревянных конструкциях от темп-рных швов. Способность поглощать тепло называется теплоемкостью и характеризуется удельной теплоемкостью. Теплоемкость абсолютно сухой Д. почти не зависит от породы и в пределах темп-ры от О до 160° в среднем равна 0,327, т. е. в три раза меньше, чем для поды (Dunlap). Колебания удельной теплоемкости для Д. разньсх пород не выходят из пределов 3%. Большое влияние на теплоемкость Д. оказывает ее влажность во влажной Д. об[цая теплоемкость складывается из теплоемкости древесного вещества и воды, а т. к. теплоемкость воды больше воздуха, к-рый она заменяет в Д., то теплоемкость Д. увеличивается с возрастанием влажности. Теплоемкость Д. имеет большое значение в тех случаях, когда Д. подвергается нагреванию. Напр, при расчете сушильных, парильных и варочных устройств необходимо знать теплоемкость Д., т. к. от этого зависит количество тепла, теряемого с выгружаемым материалом.

Равным образом при сухой перегонке [c.100]

Здесь ад и в — коэффициенты теплоотдачи от продуктов еюрания к Стенке и от стенки к воздуху (газу), Вт/(м2-°С) Тд и Тв — длительность дымового и воздушного (газового) периодов, ч ijj — коэффициент, корректирующий внутреннее тепловое сопротивление насадки при реальных циклических условиях ес работы 5э — эффективная полутолщина кирпича, м X—коэффициент теплопроводности материала кирпича, Bt/( I ° ) р — объемная плотность кирпича насадки, кг/м с — теплоемкость кирпича насадки, кДж/(кг-°С) —коэффициент гистерезиса температуры насадки средней по массе в дымовой и воздушный периоды. [c.264]

Для оценки напряженности полей тепловых потоков в топках паровых котлов М. В. Кирпичев и Г. М. Кондратьев разработали довольно простое устройство, состоящее из массивного медного цилиндра с заделанной в него термопарой. Количество усвоенного блоком тепла измерялось по времени прогрева цилиндра в определенном интервале температур при известной теплоемкости блока. В дальнейшем подобное устройство использовалось Бауэ-ком и Трингом [250], а Р. Газе заменил цилиндрическую форму приемника потока шаровой. [c.23]

Достоверность научно-методологических основ определения темнературонроводности, объемной теплоемкости и теплопроводпости по температурному нолю на поверхности проводилось на призме из бетопа, фторопласта, красного и силикатного кирпича. Для измерения температуры ребра и середины грани методом перазрушающего контроля на призме квадратного сечения закреплялись термопары с использованием контактного устройства, схема и описание которого приведена в разделе 7.5. [c.102]

Теплопроводность кирпича разных видов, морозостойкость и теплоемкость

Выбор кирпича как строительного материала для возведения стен любых помещений, печей или каминов осуществляют на основании его свойств, связанных со способностью проводить, удерживать тепло или холод, выносить воздействие высоких или низких температур. Самые важные теплотехнические характеристики: коэффициент теплопроводности, теплоемкость и морозостойкость.

Оглавление:

Классификация
Способность проводить тепло
Что такое теплоемкость?
Показатель морозостойкости

Виды кирпича

Под этим названием прежде понимали лишь элементы стандартного размера (250х120х65) из обожженной глины. Сейчас производят и продают строительные изделия, изготовленные из любых пригодных компонентов, имеющие форму правильного параллелепипеда и размеры, схожие с габаритами классического керамического варианта.

Основные разновидности:

керамический рядовой (строительный) — классический камень красного цвета из обожженной глины;
керамический лицевой — отличается лучшими внешними качествами, повышенной устойчивостью к атмосферным воздействиям, обычно имеет внутри полости;
силикатный полнотелый — светло-серого цвета из прессованной песчано-известняковой смеси, уступает керамическому по всем показателям (в том числе теплотехническим), кроме прочности;
силикатный пустотный — отличается наличием полостей, повышающих способность стен сохранять тепло;
гиперпрессованый — из цемента с пигментами, придающими оттенки натурального материала, заполнителями смеси являются крошка известняка, мрамора, гранулы доменного шлака;
шамотный — предназначен для кладки печей, каминов, дымоходов;
клинкерный — отличается от обычного тем, что при его производстве используют особые сорта глины и более высокие температуры обжига;
теплая керамика (поризованный камень) — ее характеристики намного превосходят теплопроводность красного кирпича , это достигается за счет наличия в глиняной массе пор, заполненных воздухом, и особой конструкции элемента, имеющего большое количества пустот внутри.

Коэффициент теплопроводности

Теплопроводность вещества — количественная характеристика его способности проводить энергию (тепло). Для ее сравнения у разных строительных материалов используют коэффициент теплопроводности — количество теплоты, проходящей через образец единичных длины и площади за единицу времени при единичной разнице температур. Измеряется в Ватт/метр*Кельвин (Вт/м*К).

При выборе кирпича для возведения стен на показатель теплопроводности обращают внимание, так как от него зависит минимально допустимая толщина конструкции. Чем меньше значение, тем лучше стена удерживает тепло и тем тоньше она может быть, экономнее расход. Этот же параметр учитывают, подбирая вид утеплителя, размер его слоя и технологию.

Теплопроводность зависит от таких факторов:

материал: лучшие показатели — у теплой поризованной керамики, худшие — у гиперпрессованного или силикатного кирпича;
плотность — чем она выше, тем хуже удерживается тепло;
наличие пустот в изделиях — полости внутри щелевого стенового камня после выполнения монтажа заполняет воздух, за счет этого лучше сохраняются тепло или прохлада в помещении.

По коэффициенту теплопроводности в сухом состоянии различают следующие виды кладок:

высокоэффективные — до 0,20;
повышенной эффективности — от 0,21 до 0,24;
эффективные — от 0,25 до 0,36;
условно-эффективные — от 0,37 до 0,46;
обыкновенные — более 0,46.

При выполнении расчетов, выборе лицевого и строительного кирпича и утеплителя учитывают, что способность стены проводить тепло зависит не только от свойств материала, но и характеризуется коэффициентом теплопроводности раствора и толщиной швов.

Теплоемкость

Это количество теплоты (энергии), которое необходимо подвести к телу, чтобы повысить его температуру на 1 Кельвин. Единица измерения этого показателя — Джоуль на Кельвин (Дж/К). Удельная теплоемкость — ее отношение к массе вещества, единица измерения — Джоуль/кг*Кельвин (Дж/кг*К). У кирпича ее значение — от 700 до 1250 Дж/кг*К. Более точные цифры зависят от материала, из которого изготовлен конкретный вид.

Параметр влияет на расход энергии, требуемой для отопления дома: чем ниже значение, тем быстрее прогревается помещение и тем меньше средств уйдет на оплату. Он особенно важен, если проживание в доме непостоянное, то есть периодически требуется прогревать стены. Лучший вариант — силикат, но точные расчеты рекомендуется поручить специалисту. Необходимо учитывать не только теплоемкость стены, но и ее толщину, теплоемкость кладочного раствора, ширину швов, особенности расположения помещения и коэффициент теплоотдачи.

Морозостойкость

Выражается в количестве циклов замораживания-оттаивания, которое элемент выдерживает без существенных ухудшений свойств. Значение имеет не нижний уровень температуры, а именно частота замораживания влаги в порах. Вода, превратившись в лед, расширяется, что способствует разрушению камня.

Обычно морозостойкость обозначают индексом, который содержит большую латинскую букву F и цифры. Например: маркировка F50 указывает на то, что этот материал начинает терять прочность не ранее, чем через 50 циклов замораживания-оттаивания. Возможные марки кирпича по морозостойкости (ГОСТ 530-2012): F25; F35; F50; F100; F200; F300. Ориентируясь на обозначенную цифру, нужно понимать, что количество циклов не совпадает с количеством сезонов.

В некоторых регионах в течение одной зимы может многократно происходить резкая смена температур. Для несущих стен рекомендуют использовать минимум F35, для облицовки — от F75. Варианты с более низкими показателями пригодны только для регионов с мягким климатом.

Вид	Теплопроводность, Вт/м*К	Удельная теплоемкость,(Дж/кг*К)	Морозостойкость, циклов
Керамический рядовой (строительный) полнотелый	0,59-0,69	700-900	25-50
Керамический рядовой (строительный) пустотелый	0,35-0,39	—	25-100
Керамический облицовочный (лицевой)	0,36-0,38	880	35-100
Поризованный керамический камень (теплая керамика)	0,11-0,22	—	50-100
Гиперпрессованный	0,43-0,9	—	100
Клинкерный	0,6-0,9	880	50-300
Силикатный полнотелый	0,7-0,8	750-850	25-75
Силикатный пустотелый	0,4-0,66	—	50
Шамотный	0,6-0, 7	830-1250	35-100

Кирпич: шамотный Vs керамический. — Нет судьбы кроме той, что мы сами творим — LiveJournal

Вокруг вопроса применения шамотного и керамического кирпича в печном деле ходит очень много разных споров, слухов, домыслов и легенд. Например, часто встречается мнение, что шамотный кирпич радиоактивный, что его использование вредно для здоровья.
Издавна принято, что печь кладется из керамического кирпича, а топка футеруется шамотным. Сейчас же можно встретить печи, камины, барбекю полностью сделанные из шамотного кирпича, да что уж таить — сам использую именно шамотный кирпич в работе.
Давайте попробуем все-таки разобраться, что здесь к чему, сравнить эти 2 вида кирпича и определить их области применения.

Для начала несколько теоретических моментов.

Теплопроводность — способность материала передавать через свою толщу тепловой поток, возникающий вследствие разности температур на противоположных поверхностях. Теплопроводность характеризуется количеством теплоты (Дж), проходящей в течение 1 ч через образец материала толщиной 1 м, площадью 1 м2, при разности температур на противоположных плоскопараллельных поверхностях в 1 К.
Теплоемкость — способность материала при нагревании поглощать теплоту. Теплоемкость определяется отношением количества теплоты, сообщаемого телу, к соответствующему изменению температуры
Пористость — степень заполнения объема материала порами, измеряется в %
Плотность кирпича определяется массой кирпича на единицу его объема
Морозостойкость — способность материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание в водонасыщенном состоянии без признаков разрушения

Характеристика	Шамотный кирпич	Керамический кирпич
Плотность кг/м. куб.	1910	1950-2050
Морозостойкость	15-50	15-75
Пористость, %	24-30	8
Теплоемкость, кДж/кг С	1,04	0,9
Теплопроводность, Вт/м С	0,84	0,5-0,7
Коэф. линейного расширения, а.10+6, I/град С	5,3	3-5

А теперь давайте попробуем порассуждать о возможности применения шамотного кирпича.

1. Шамотный кирпич будет быстрее прогреваться и стенки кирпича будут более горячими, но при этом остывает он по времени почти столько же,сколько и керамический. В подтверждение этому опыты Евгения Колчина. Это очень удобно, например, в облицовках каминных топок.
2. Сам по себе шамотный кирпич имеет правильную геометрическую форму где любая из 6 граней может быть лицевой(точнее 5 — ложок с клеймом не подойдет) — с этим преимуществом не может поспорить керамический кирпич(там их всего 3). Данный факт позволяет работать почти без брака.
Так же наличие шамотных блоков (ШБ 94, ШБ 96) в некоторых моментах упрощают работу и увеличивают возможность использования шамота (полки, декоративные элементы)

3. Давайте обратимся к Европейскому опыту. Дополнительные теплонакопительные элементы(включая дополнительные дымообороты) для Brunner, Jotul, Schmid, Olsberg делают из шамота. Немецкая компания Wolfshoeher Tonwerke выпускает шамотные элементы для дымооборотов и теплонакопительных печей. Мало кто обращает внимание, но даже есть специальный класс — печные топки: их можно подключать только через систему дымооборотов.

4. Конечно, коэффициент расширения у шамотного и керамического кирпича разный, потому перевязывать их настоятельно не рекомендуется. Это еще раз подтвердил опыт Евгения Колчина.
5. Очень часто бытует мнение, что шамотный кирпич при нагревании выделяет вредные вещества или вообще радиоактивен. Последнее еще в теории(и только в теории!) как-то возможно, так как все зависит от места добычи глины, но вот в первое верится с трудом. Скорее всего, причина возникновения слуха о выделении вредных веществ в следующем. Шамотный кирпич — один из видов огнеупорных материалов(подгруппы алюмосиликатных огнеупоров: полукислые, шамотные и высокоглиноземистые; а есть еще динасовые, муллитовые и др. огнеупоры), а их очень много, изготавливаются они разным способом. Возможно, что при нагревании некоторых из них и выделение вредных веществ, но это не относится к шамотному кирпичу, так как он предназначен для бытового использования.
6. Еще одним недостатком шамотного кирпича можно назвать его меньшую, по сравнению с керамическим кирпичом, морозостойкость. Многи скажут, что для барбекю он не подойдет. Я не так давно работаю печником, но то, что было сделано на улице мной 3-5 лет назад бес признаков разрушения. Да и всегда можно защитить шамотный кирпич лаками или тем же жидким стеклом

Козырьки и навесы. Наружные и внутренние лестницы. Комплектующие

На самом деле, выбирая строительные материалы для возведения той или иной постройки, в обязательном порядке нужно обращать внимание на их физические величины. И удельная теплоемкость кирпича в рассматриваемом вопросе не является исключением. Но, конечно же, чтобы понять, какое влияние оказывает физическая величина на кирпич, необходимо изначально разобраться в том, что она, собственно, из себя представляет.

На какие показатели необходимо обращать внимание при выборе кирпича?

Удельная теплоемкость – это показатель того, какое именно количество тепла требуется, чтобы нагреть 1 кг вещества, приходящийся на 1°С.
Также огромное значение для кирпича имеет показатель теплопроводности. Он указывает на то, в каком количестве материал может передавать тепло как с внутренней, так и с внешней стороны при разных температурных режимах.
То, каким будет показатель теплопередачи, полностью зависит от того, какой именно материал вы приобретаете для строительства здания. Для того чтобы узнать итоговый показатель для стены с многочисленными слоями, необходимо исходить из показателя теплопроводности для каждого отдельного слоя.

Как определяется удельная теплоемкость?

Большой популярностью пользуется силикатный кирпич. Его получают в процессе смешивания извести с песком.

Удельная теплоемкость определяется в ходе лабораторных исследований. Данный показатель полностью зависит от того, какую именно температуру имеет материал. Параметр теплоемкости необходим для того, чтобы в итоге можно было понять, насколько теплоустойчивыми будут являться внешние стены отапливаемого здания. Ведь стены сооружений нужно строить из материалов, удельная теплоемкость которых стремится к максимуму.

Помимо этого, данный показатель необходим для проведения точных расчетов в процессе подогрева различного рода растворов, а также в ситуации, когда работы производятся при минусовой температуре.

Нельзя не сказать и про полнотелые кирпичи. Именно данный материал может похвастаться высоким показателем теплопроводности. Следовательно, в целях экономии как нельзя кстати подойдет пустотелый кирпич.

Виды и нюансы кирпичных блоков

Для того чтобы в итоге возвести достаточно теплое кирпичное здание, изначально нужно понимать, какой именно вид данного материала подойдет для этого в наибольшей степени. В настоящее время на рынках и в строительных магазинах представлен огромный ассортимент кирпича. Так какому же отдать предпочтение?

На территории нашей страны огромной популярностью у покупателей пользуется силикатный кирпич. Этот материал получают в процессе смешивания извести с песком.

Востребованность силикатного кирпича связана с тем, что он достаточно часто применяется в быту и имеет достаточно приемлемую цену. Если же коснуться вопроса физических величин, то тут данный материал, конечно, во многом уступает своим собратьям. В связи с низким показателем теплопроводности выстроить по-настоящему теплый дом из силикатного кирпича вряд ли получится.

Но, конечно же, как и у любого материала, у силикатного кирпича есть свои плюсы. К примеру, он обладает высоким показателем звукоизоляции. Именно по этой причине его очень часто используют для возведения перегородок и стен в городских квартирах.

Второе почетное место в рейтинге востребованности занимает керамический кирпич. Его получают из размешивания различных видов глин, которые в последующем обжигают. Данный материал применяют для непосредственного возведения зданий и их облицовки. Строительный тип используется для постройки зданий, а облицовочный – для их отделки. Стоит сказать и про то, что кирпич на основе керамики совсем небольшой по весу, поэтому он является идеальным материалом для самостоятельного осуществления строительных работ.

Новинкой строительного рынка является теплый кирпич. Это не что иное, как усовершенствованный блок из керамики. Данный тип по своим размерам может превышать стандарт примерно в четырнадцать раз. Но это никоим образом не влияет на общую массу постройки.

Если сравнивать данный материал с керамическим кирпичом, то первый вариант в вопросе теплоизоляции в два раза лучше. У теплого блока имеется большое количество мелких пустот, которые выглядят как каналы, расположенные в вертикальной плоскости.

А как известно, чем больше воздушного пространства присутствует в материале, тем выше показатель теплопроводности. Потеря тепла в данной ситуации происходит в большинстве случаев на перегородках внутри или в швах кладки.

Теплопроводность кирпича и пеноблоков: особенности

Данное вычисление необходимо для того, чтобы можно было отразить свойства материала, которые выражаются в отношении показателя плотности материала к его свойству проводить тепло.

Теплотехническая однородность – это показатель, который равен обратному отношению потока тепла, проходящему через конструкцию стены, к количеству тепла, проходящему через условную преграду и равному общей площади стены.

На самом деле и тот, и другой вариант вычисления является достаточно сложным процессом. Именно по этой причине если у вас нет опыта в данном вопросе, то лучше всего обратиться за помощью к специалисту, который сможет в точности произвести все расчеты.

Итак, подводя итоги, можно говорить о том, что физические величины очень важны при выборе строительного материала. Как вы смогли увидеть, разные , в зависимости от своих свойств, обладают рядом достоинств и недостатков. К примеру, если вы хотите возвести действительно теплое здание, то вам лучше всего отдать предпочтение теплому виду кирпича, у которого показатель теплоизоляции находится на максимальной отметке. Если же вы ограничены в деньгах, то оптимальным вариантом для вас станет покупка силикатного кирпича, который хоть и минимально сохраняет тепло, зато прекрасно избавляет помещение от посторонних звуков.

Способность материала удерживать тепло оценивается его удельной теплоемкостью , т.е. количеством тепла (в кДж), необходимым для повышения температуры одного килограмма материала на один градус. Например, вода имеет удельную теплоемкость, равную 4,19 кДж/(кг*K). Это значит, например, что для повышения температуры 1 кг воды на 1°K требуется 4,19 кДж.

Таблица 1. Сравнение некоторых теплоаккумулирующих материалов

Материал	Плотность, кг/м 3	Теплоемкость, кДж/(кг*K)	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*K)	Масса ТАМ для теплоаккумулирования 1 ГДж теплоты при Δ= 20 K, кг	Относительная масса ТАМ по отношению к массе воды, кг/кг	Объем ТАМ для теплоаккумулирования 1 ГДж теплоты при Δ= 20 K, м 3	Относительный объем ТАМ по отношению к объему воды, м 3 /м 3
Гранит, галька	1600	0,84	0,45	59500	5	49,6	4,2
Вода	1000	4,2	0,6	11900	1	11,9	1
Глауберова соль (декагидрат сульфата натрия)	14600 1300	1,92 3,26	1,85 1,714	3300	0,28	2,26	0,19
Парафин	786	2,89	0,498	3750	0,32	4,77	0,4

Для водонагревательных установок и жидкостных систем отопления лучше всего в качестве теплоаккумулирующего материала применять воду, а для воздушных гелиосистем — гальку, гравий и т. п. Следует иметь в виду, что галечный теплоаккумулятор при одинаковой энергоемкости по сравнению с водяным теплоаккумулятором имеет в 3 раза больший объем и занимает в 1,6 раза большую площадь. Например, водяной теплоаккумулятор диаметром 1,5 м и высотой 1,4 м имеет объем 4,3 м 3 , в то время как галечный теплоаккумулятор в форме куба со стороной 2,4 м имеет объем 13,8 м 3 .

Плотность аккумулирования теплоты в значительной степени зависит от метода аккумулирования и рода теплоаккумулирующего материала. Она может быть аккумулирована в химически связанном виде в топливе. При этом плотность аккумулирования соответствует теплоте сгорания, кВт*ч/кг:

нефть — 11,3;
уголь (условное топливо) — 8,1;
водород — 33,6;
древесина — 4,2.

При термохимическом аккумулировании теплоты в цеолите (процессы адсорбции — десорбции) может аккумулироваться 286 Вт*ч/кг теплоты при разности температур 55°C. Плотность аккумулирования теплоты в твердых материалах (скальная порода, галька, гранит, бетон, кирпич) при разности температур 60°C составляет 1417 Вт*ч/кг, а в воде — 70 Вт*ч/кг. При фазовых переходах вещества (плавление — затвердевание) плотность аккумулирования значительно выше, Вт*ч/кг:

лед (таяние) — 93;
парафин — 47;
гидраты солей неорганических кислот — 40130.

К сожалению, лучший из приведенных в таблице 2 строительных материалов — бетон, удельная теплоемкость которого составляет 1,1 кДж/(кг*K), удерживает лишь ¼ того количества тепла, которое хранит вода того же веса. Однако плотность бетона (кг/м 3) значительно превышает плотность воды. Во втором столбце таблицы 2 приведены плотности этих материалов. Умножив удельную теплоемкость на плотность материала, получим теплоемкость на кубический метр. Эти величины приведены в третьем столбце таблицы 2. Следует отметить, что вода, несмотря на то, что обладает наименьшей плотностью из всех приведенных материалов, имеет теплоемкость на 1 м 3 выше (2328,8 кДж/м 3), чем остальные материалы таблицы, в силу ее значительно большей удельной теплоемкости. Низкая удельная теплоемкость бетона в значительной степени компенсируется его большой массой, благодаря которой он удерживает значительное количество тепла (1415,9 кДж/м 3).

Подбирая подходящий материал для проведения того или иного вида строительных работ, особое внимание следует обращать на его технические характеристики. Это касается и удельной теплоемкости кирпича, от которой во многом зависит потребность дома в последующей термоизоляции и дополнительной отделке стен.

Характеристики кирпича, которые влияют на его применение:

Удельная теплоемкость. Величина, определяющая количество тепловой энергии, необходимой для нагревания 1 кг на 1 градус.
Теплопроводность. Очень важная характеристика для кирпичных изделий, позволяющая определить количество передаваемого тепла со стороны комнаты на улицу.
На уровень теплопередачи кирпичной стены прямым образом влияют характеристики использованного для ее возведения материала. В тех случаях, когда речь идет о многослойной кладке, потребуется учитывать коэффициент теплопроводности каждого слоя в отдельности.

Керамический

Полезная информация:

Исходя из технологии производства, кирпич классифицируется на керамическую и силикатную группы. При этом оба вида имеют значительные материала, удельной теплоемкости и коэффициенту теплопроводности. Сырьем для изготовления керамического кирпича, еще его называют красным, выступает глина, в которую добавляют ряд компонентов. Сформированные сырые заготовки подвергаются обжигу в специальных печах. Показатель удельной теплоемкости может колебаться в пределах 0,7-0,9 кДж/(кг·K). Что касается средней плотности, то она обычно находится на уровне 1400 кг/м3.

Среди сильных сторон керамического кирпича можно выделить:

1. Гладкость поверхность. Это повышает его внешнюю эстетичность и удобство укладки.
2. Стойкость к морозу и влаге. В обычных условиях стены не нуждаются в дополнительной влаго- и термоизоляции.
3. Способность переносить высокие температуры. Это позволяет использовать керамический кирпич для возведения печей, мангалов, жаропрочных перегородок.
4. Плотность 700-2100 кг/м3. На эту характеристику непосредственно влияет наличие внутренних пор. По мере увеличения пористости материала уменьшается его плотность, и возрастают теплоизоляционные характеристики.

Силикатный

Что касается силикатного кирпича, то он бывает полнотелым, пустотелым и поризованным. Исходя из размеров, различают одинарные, полуторные и двойные кирпичи. В среднем силикатный кирпич обладает плотностью 1600 кг/м3. Особенно ценятся шумопоглощающие характеристики силикатной кладки: даже если речь идет о стене небольшой толщины, уровень ее звукоизоляции будет на порядок выше, чем в случае применения других типов кладочного материала.

Облицовочный

Отдельно стоит сказать об облицовочном кирпиче, который с одинаковым успехом противостоит и воде, и повышению температуры. Показатель удельной теплоемкости этого материала находится на уровне 0,88 кДж/(кг·K), при плотности до 2700 кг/м3. В продаже облицовочные кирпичи представлены в большом многообразии оттенков. Они подходят как для облицовки, так и для укладки.

Огнеупорный

Представлен динасовыми, карборундовыми, магнезитовыми и шамотными кирпичами. Масса одного кирпича довольно большая, по причине значительной плотности (2700 кг/м3). Самый низкий показатель теплоемкости при нагревании у карборундового кирпича 0,779 кДж/(кг·K) для температуры +1000 градусов. Скорость нагревания печи, уложенной из этого кирпича, значительно превышает нагрев шамотной кладки, однако охлаждение наступает быстрее.

Из огнеупорного кирпича обустраиваются печи, предусматривающие нагревание до +1500 градусов. На удельную теплоемкость данного материала большое влияние оказывает температура нагрева. К примеру, тот же шамотный кирпич при +100 градусах обладает теплоемкостью 0,83 кДж/(кг·K). Однако, если его нагреть до +1500 градусов, это спровоцирует рост теплоемкости до 1,25 кДж/(кг·K).

Зависимость от температуры использования

На технические показатели кирпича большое влияние оказывает температурный режим:

Трепельный . При температуре от -20 до + 20 плотность меняется в пределах 700-1300 кг/м3. Показатель теплоемкости при этом находится на стабильном уровне 0,712 кДж/(кг·K).
Силикатный . Аналогичный температурный режим -20 — +20 градусов и плотность от 1000 до 2200 кг/м3 предусматривает возможность разной удельной теплоемкости 0,754-0,837 кДж/(кг·K).
Саманный . При идентичности температуры с предыдущим типом, демонстрирует стабильную теплоемкость 0,753 кДж/(кг·K).
Красный . Может применятся при температуре 0-100 градусов. Его плотность может колебаться от 1600-2070 кг/м3, а теплоемкость – от 0,849 до 0,872 кДж/(кг·K).
Желтый . Температурные колебания от -20 до +20 градусов и стабильная плотность 1817 кг/м3 дает такую же стабильную теплоемкость 0,728 кДж/(кг·K).
Строительный . При температуре +20 градусов и плотности 800-1500 кг/м3 теплоемкость находится на уровне 0,8 кДж/(кг·K).
Облицовочный . Тот же температурный режим +20, при плотности материла в 1800 кг/м3 определяет теплоемкость 0,88 кДж/(кг·K).
Динасовый . Эксплуатация в режиме повышенной температуры от +20 до +1500 и плотности 1500-1900 кг/м3 подразумевает последовательное возрастание теплоемкости от 0,842 до 1,243 кДж/(кг·K).
Карборундовый . По мере нагревания от +20 до +100 градусов материал плотностью 1000-1300 кг/м3 постепенно увеличивает свою теплоемкость от 0,7 до 0,841 кДж/(кг·K). Однако, если нагревание карборундового кирпича продолжить далее, то его теплоемкость начинает уменьшаться. При температуре +1000 градусов она будет равняться 0,779 кДж/(кг·K).
Магнезитовый . Материал плотностью 2700 кг/м3 при повышении температуры от +100 до +1500 градусов постепенно увеличивает свою теплоемкость 0,93-1,239 кДж/(кг·K).
Хромитовый . Нагревание изделия плотностью 3050 кг/м3 от +100 до +1000 градусов провоцирует постепенное возрастание его теплоемкости от 0,712 до 0,912 кДж/(кг·K).
Шамотный . Обладает плотностью 1850 кг/м3. При нагревании от +100 до +1500 градусов происходит увеличение теплоемкости материала с 0,833 до 1,251 кДж/(кг·K).

Подбирайте кирпичи правильно, в зависимости от поставленных задач на стройке.

Сфера применения материала определяется его эксплуатационными характеристиками. Комплекс рассматриваемых свойств должны соответствовать требованиям, предъявляемых строительному кирпичу при сооружении внешних стен, перекрытий, фундамента. Возведение конструкций подразумевает выбор изделий различного назначения:

Силикатный – рядовой, лицевой, пустотелый, полнотелый.
Керамический – жаростойкий и все разновидности предыдущего вида.
Клинкерный – для облицовки фасадов.

Показатели определяют энергопотребление дома, затраты на обогрев помещений. Проектирование сооружений, расчеты ограждающих конструкций учитывают эти параметры.

Коэффициент теплопроводности

Материалы обладают свойством проводить тепло от нагретой поверхности в более холодную область. Процесс происходит в результате электромагнитного взаимодействия атомов, электронов и квазичастиц (фононы). Основной показатель величины – коэффициент теплопроводности (λ, Вт/), определяемый как количество теплоты, проходящее через единицу площади сечения за единичный интервал времени. Малое значение положительно влияет на сохранение теплового режима.

Согласно ГОСТ 530-2012 эффективность кладки в сухом состоянии характеризуется коэффициентом теплопроводности:

≤ 0. 20 – высокая;
0.2
0.24 — 0.36 – эффективная;
0.36 — 0.46 – условно-эффективная;
˃ 0.46 – обыкновенная (малоэффективная).

Чем больше плотность, тем выше теплопроводность – не совсем верное утверждение. Структура содержит закрытые поры и полости (пустотелый), наполненные воздухом с коэффициентом ≈ 0,026. Благодаря этому, изделия со щелевыми отверстиями лучше поддерживают тепловой режим внутри сооружений. В инженерных расчетах необходимо учитывать величину теплопроводности кладочной смеси, значение показателя выбирают от 0.47 и выше, в зависимости от состава.

Теплопроводность красного изделия ниже, чем у силикатного.

Физические процессы нагрева и удержания тепла можно охарактеризовать величинами:

Коэффициент теплоотдачи – теплообмен на границе поверхности твердого тела и воздушной среды. Это мощность теплового потока, приходящаяся на плоскость 1 м², обратно пропорциональная разнице температур тела и теплоносителя (воздух). Чем выше теплопроводность, тем больше теплоотдача.
Полное тепловое сопротивление – способность противостоять передаче тепла. Значение обратно пропорционально коэффициенту теплопередачи. Исходя из расчетной формулы R = L/λ, легко рассчитать оптимальную толщину кладки. λ – постоянный параметр, R – тепловое сопротивление указано в таблице 4 СП 131.13330.2012 для климатических зон России.

Теплоемкость

Необходимое количество тепла, подведенного к телу для увеличения температуры на 1 Кельвин – определение понятия «полная теплоемкость». Единица измерения: Дж/К или Дж/°C. Чем больше объем и масса тела (толщина стен и перекрытий), тем выше теплоемкость материала, лучше поддерживается благоприятный температурный режим. Наиболее точно это свойство подтверждают характеристики:

Удельная теплоемкость кирпича – количество тепла, необходимое для нагрева единичной массы вещества за единичный интервал времени. Единица измерения: Дж/кг*К или Дж/кг*°C. Используется для инженерных расчетов.
Объемная теплоемкость – количество тепла, потребляемое телом единичного объема для нагрева за единицу времени. Измеряется в Дж/м³*К или Дж/кг*°C.

Тепловая конвекция непрерывна: радиаторы нагревают воздух, который передает тепло стенам. При понижении температуры в помещениях происходит обратный процесс. Увеличение удельной теплоемкости, снижение коэффициента теплопроводности стен обеспечивают сокращение затрат на обогрев дома. Толщина кладки может быть оптимизирована рядом действий:

Применение теплоизоляции.
Нанесение штукатурки.
Использование пустотного кирпича или камня (исключено для фундамента здания).
Кладочный раствор с оптимальными теплотехническими параметрами.

Таблица с характеристиками различных видов кладок. Использованы данные СП 50.13330.2012:

	Плотность, кг/м³	Удельная теплоемкость, кДж/кг*°С	Коэффициент теплопроводности, Вт/м*°C
Обыкновенный глиняный кирпич на различном кладочном растворе
Цементно-песчаный	1800	0. 88	0.56
Цементно-перлитовый	1600	0.88	0.47
Силикатный
Цементно-песчаный	1800	0.88	0.7
Пустотный красный различной плотности (кг/м³) на ЦПС
1400	1600	0.88	0.47
1300	1400	0.88	0.41
1000	1200	0.88	0.35

Морозостойкость кирпичной кладки

Устойчивость к воздействию отрицательных температур – показатель, влияющий на прочность и долговечность конструкции. Кладка в процессе эксплуатации насыщается влагой. В зимний период вода, проникая в поры, превращается в лед, увеличивается в объеме и разрывает полость, в которой находится – происходит разрушение. Морозоустойчивость, как правило, низкая, водопоглощение не должно превышать 20 %.

Определение количества циклов замораживания и оттаивания без потери прочности каждого вида изделия позволяет выявить морозоустойчивость (F). Значение получают опытным путем. В лаборатории проводят многократную заморозку в холодильных камерах и естественное оттаивание образцов.

Коэффициент морозостойкости – отношение прочности на сжатие опытного и исходного элемента. Изменение показателя более 5 %, наличие трещин, отколов сигнализируют об окончании испытаний. Марки изделий содержат характеристики по морозостойкости: F15 (20, 25, 35, 50, 75, 100, 150). Цифровой параметр указывает на количество циклов: чем выше число, тем надежнее возводимая система.

Приобретение кирпича высокой марки морозостойкости опустошит бюджет, заложенный на строительство. Меры по улучшению свойств конструкций, продлению срока эксплуатации в зонах холодного климата без увеличения расходов:

Применение паро- и гидроизоляции.
Обработка кладки гидрофобными составами.
Контроль, своевременное исправление дефектов.
Надежная гидроизоляция фундамента.

От выбора материала для кладки, его удельной теплоемкости, теплопроводности, морозостойкости зависит срок и комфорт эксплуатации дома. Сложные расчеты, составление сметы расходов лучше доверить опытным специалистам, имеющим опыт в строительстве и проектировании.

Прежде чем ответить на главный вопрос — вредный ли шамотный кирпич, необходимо понять, что это за строительный материал, в каких областях и конструкциях применяется и из каких компонентов производится.

Чаще всего шамотный кирпич используется при сооружении печей и каминов.

Обычный кирпич, используемый в строительстве, не подходит для конструкций, которые постоянно подвергаются действию высоких температур. Для подобных условий применяются кирпичи из огнеупорных материалов, самым популярным из которых является шамотный кирпич . Без его использования сложно представить и частное, и промышленное строительство.

Специфичный песочно-желтый окрас и крупнозернистая структура делают шамотный кирпич легко узнаваемым. Необычные свойства материалу придает технология изготовления, в ходе которого исходное сырье формуется и обжигается при высоких температурах. Причем их уровень на каждой стадии в обязательном порядке строго контролируется.

Изготавливается шамотный кирпич из особого сорта глины.

Высокие показатели (теплоемкость и огнестойкость) достигаются особым составом исходного сырья. Шамотный кирпич изготавливают из специальных марок глины (которые и носят название «шамот») с применением некоторых добавок, в частности, оксида алюминия. Именно он «отвечает» за прочность и стойкость строительного материала и, самое главное, пористость, от которой напрямую зависит теплоемкость шамотного кирпича.

Понятно, что чем больше добавляется оксида алюминия, тем выше пористость материала и, соответственно, ниже прочность. Найти баланс между этими двумя показателями — самое главное в производстве шамотного кирпича, да и теплоемкость от этого тоже зависит.

Недостатки

Исходя из вышесказанного, можно сделать однозначный вывод — миф о вредности шамотного кирпича не имеет под собой никакого фактического обоснования. Более того, трудно даже просто объяснить причину его возникновения. Вполне возможно, что материал невольно «пострадал» из-за того, что само производство шамотного кирпича, как и большинства других строительных материалов, особенно до прихода современных технологий, зачастую не являлось образцом для подражания защитникам окружающей среды.

Как бы то ни было, опыт многолетней эксплуатации материала позволяет однозначно утверждать, что при воздействии высоких температур (даже предельно высоких) не происходит выделения абсолютно никаких вредных для человека веществ. Трудно ожидать иного, особенно учитывая то, что при производстве шамотного кирпича применяется материал, в экологической чистоте которого сложно усомниться, а именно глина. Можно даже провести параллель с глиняной посудой, которая сопровождает человека множество сотен лет.

Означает ли это, что шамотный кирпич не имеет недостатков? Конечно же, нет. Можно отметить несколько основных:

Блоки шамотного кирпича трудно обрабатывать и резать из-за высокой прочности. Этот минус частично нивелируется многообразием форм блоков шамотного кирпича, позволяющих добиваться практически любых дизайнерских изысков без резки материала.
Даже в одной партии изделия заметны отклонения в размерах кирпичей, а добиться большей унификации блоков проблематично из-за особенностей технологии производства.
Дороговизна материала в сравнении с обычным кирпичом. Избежать этого недостатка также невозможно: условия эксплуатации требуют применение подходящего материала. Использование обычного, не огнеупорного кирпича резко снижает срок службы конструкции либо требует применения дополнительных средств его обработки.

Характеристики

Шамотный кирпич просто незаменим в сфере частного строительства при возведении печей и каминов. Но для того, чтобы конструкция эксплуатировалась долгие годы, необходим качественный материал. Это особенно актуально именно для частников, так как крупные промышленные предприятия имеют больше возможностей по контролю применяемых в строительстве материалов.

И-за высокой прочности шамотный кирпич сложно резать и обрабатывать.

Все показатели шамотного кирпича — от прочности до морозостойкости, от пористости до плотности строго регламентируются государственными стандартами. Стоит отметить, что в последние годы часть производителей при производстве шамотного кирпича руководствуется собственными техническими условиями. В результате по ряду параметров возможны некоторые расхождения. Поэтому при приобретении материала необходимо в обязательном порядке проверять сертификат соответствия на качество продукции.

Следует обратить особое внимание на вес кирпичей. Чем он меньше, тем выше теплопроводность и, соответственно, ниже теплоемкость. Оптимальная масса огнеупорного блока определена ГОСТом в пределах 3,7 кг.

Виды и маркировка

Современные заводы-производители предлагают большое количество самых различных видов шамотного кирпича, которые различаются по массе и форме, технологии производства и степени пористости.

Стандартными по форме прямым и арочным блоками разнообразие форм шамотного кирпича далеко не заканчивается.

Большое распространение получили трапецеидальный и клиновидный, способные удовлетворить любые требования к конструктивным элементам.

В зависимости от показателя степени пористости, шамотный кирпич может варьироваться от особо плотного (менее 3% пористости) до ультралегковесного (пористость — 85% и более).

Основные характеристики очень просто определить по маркировке огнеупорного кирпича , которая в обязательном порядке наносится на каждый блок. В настоящее время выпускаются следующие марки:

ШВ, ШУС.

Теплопроводность шамотного кирпича этих разновидностей позволяет применять их в промышленности — для футеровки стен газоходов парогенераторов и конвективных шахт.

ША, ШБ, ШАК.

Самые универсальные и в силу этого популярные огнеупорные блоки, используемые в большинстве своем частниками. Применяются особенно часто при кладке каминов и печей. Могут использоваться при температурах до 1690 градусов. Кроме того, обладают высокой прочностью.

Используются при строительстве агрегатов по производству кокса.

Легковесная разновидность материала, используемая для футеровки печей с относительно невысокой температурой нагрева — не более 1300 градусов. Небольшой вес огнеупорных блоков достигается ростом показателя пористости.

//www.youtube.com/watch?v=HrJ-oXlbD5U

Именно маркировку при приобретении материала необходимо изучать в первую очередь, что позволит любому строителю выбрать именно тот вид шамотного кирпича, который наиболее подходит для особенностей конструкции. А изучив приведенную информацию, любой может быть уверен в том, что шамотный кирпич не представляет никакой опасности для человека, а тем более мифического вреда.

Чему равна удельная теплоемкость кирпича. Удельная теплоемкость кирпича

Чаще всего шамотный кирпич используется при сооружении печей и каминов.

Изготавливается шамотный кирпич из особого сорта глины.

Недостатки

Означает ли это, что шамотный кирпич не имеет недостатков? Конечно же, нет. Можно отметить несколько основных:

Блоки шамотного кирпича трудно обрабатывать и резать из-за высокой прочности. Этот минус частично нивелируется многообразием форм блоков шамотного кирпича, позволяющих добиваться практически любых дизайнерских изысков без резки материала.
Даже в одной партии изделия заметны отклонения в размерах кирпичей, а добиться большей унификации блоков проблематично из-за особенностей технологии производства.
Дороговизна материала в сравнении с обычным кирпичом. Избежать этого недостатка также невозможно: условия эксплуатации требуют применение подходящего материала. Использование обычного, не огнеупорного кирпича резко снижает срок службы конструкции либо требует применения дополнительных средств его обработки.

Характеристики

И-за высокой прочности шамотный кирпич сложно резать и обрабатывать.

Виды и маркировка

Стандартными по форме прямым и арочным блоками разнообразие форм шамотного кирпича далеко не заканчивается.

ШВ, ШУС.

ША, ШБ, ШАК.

Используются при строительстве агрегатов по производству кокса.

//www.youtube.com/watch?v=HrJ-oXlbD5U

Для начала несколько теоретических моментов.

А теперь давайте попробуем порассуждать о возможности применения шамотного кирпича.

1. Шамотный кирпич будет быстрее прогреваться и стенки кирпича будут более горячими, но при этом остывает он по времени почти столько же,сколько и керамический. В подтверждение этому опыты Евгения Колчина . Это очень удобно, например, в облицовках каминных топок.
2. Сам по себе шамотный кирпич имеет правильную геометрическую форму где любая из 6 граней может быть лицевой(точнее 5 — ложок с клеймом не подойдет) — с этим преимуществом не может поспорить керамический кирпич(там их всего 3). Данный факт позволяет работать почти без брака.
Так же наличие шамотных блоков (ШБ 94, ШБ 96) в некоторых моментах упрощают работу и увеличивают возможность использования шамота (полки, декоративные элементы)

Таблица 1. Сравнение некоторых теплоаккумулирующих материалов

Материал	Плотность, кг/м 3	Теплоемкость, кДж/(кг*K)	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*K)	Масса ТАМ для теплоаккумулирования 1 ГДж теплоты при Δ= 20 K, кг	Относительная масса ТАМ по отношению к массе воды, кг/кг	Объем ТАМ для теплоаккумулирования 1 ГДж теплоты при Δ= 20 K, м 3	Относительный объем ТАМ по отношению к объему воды, м 3 /м 3
Гранит, галька	1600	0,84	0,45	59500	5	49,6	4,2
Вода	1000	4,2	0,6	11900	1	11,9	1
Глауберова соль (декагидрат сульфата натрия)	14600 1300	1,92 3,26	1,85 1,714	3300	0,28	2,26	0,19
Парафин	786	2,89	0,498	3750	0,32	4,77	0,4

Для водонагревательных установок и жидкостных систем отопления лучше всего в качестве теплоаккумулирующего материала применять воду, а для воздушных гелиосистем — гальку, гравий и т.п. Следует иметь в виду, что галечный теплоаккумулятор при одинаковой энергоемкости по сравнению с водяным теплоаккумулятором имеет в 3 раза больший объем и занимает в 1,6 раза большую площадь. Например, водяной теплоаккумулятор диаметром 1,5 м и высотой 1,4 м имеет объем 4,3 м 3 , в то время как галечный теплоаккумулятор в форме куба со стороной 2,4 м имеет объем 13,8 м 3 .

нефть — 11,3;
уголь (условное топливо) — 8,1;
водород — 33,6;
древесина — 4,2.

лед (таяние) — 93;
парафин — 47;
гидраты солей неорганических кислот — 40130.

Кирпич широко применяется в частном и профессиональном строительстве. Существует много разновидностей этого материала. При выборе стройматериала для возведения или облицовки сооружений важную роль играют его характеристики.

Характеристики, влияющие на качество

Нужно учитывать следующие свойства продукта:

теплопроводность – это способность передавать тепло, полученное от воздуха внутри помещения, наружу;
теплоемкость – количество тепла, позволяющее осуществить нагрев одного килограмма стройматериала на один градус по Цельсию;
плотность – определяется наличием внутренних пор.

Ниже будет приведено описание различных типов изделий.

Керамический

Изготавливают из глины с добавлением определенных веществ. После изготовления подвергают термической обработке в специализированных печах. Показатель удельной теплоемкости составляет 0.7 – 0.9 кДж, а плотность – около 1300–1500 кг/м 3 .

Сегодня многие производители выпускают керамическую продукцию. Такие изделия отличаются не только размерами, но и своими свойствами. Например, теплопроводность керамического блока гораздо ниже, чем обычного. Это достигается за счет большого количества пустот внутри. В пустотах находится воздух, который плохо проводит тепло.

Силикатный

Силикатный кирпич пользуется высоким спросом в строительстве, популярность обусловлена прочностью, доступностью и низкой стоимостью. Показатель удельной теплоемкости составляет 0.75 – 0.85 кДж, а его плотность – от 1000 до 2200 кг/м 3 .

Продукт имеет хорошие звукоизоляционные свойства. Стена из силикатного изделия будет изолировать сооружение от проникновения различного рода шума. Его чаще всего используют для возведения перегородок. Продукт широко применяется в качестве промежуточного слоя в кладке, выполняющего роль звукоизолятора.

Облицовочный

Облицовочные блоки широко распространены при отделке наружных стен зданий не только из-за привлекательного внешнего вида. Удельная теплоемкость кирпича – 900 Дж, а значение плотности находится в пределах 2700 кг/м 3 . Такое значение дает возможность материалу хорошо противостоять проникновению влаги сквозь кладку.

Огнеупорный

Огнеупорные блоки можно разделить на несколько видов:

карборундовые;
магнезитовые;
динасовые;
шамотные.

Огнестойкие изделия применяются для постройки высокотемпературных печей. Их плотность составляет 2700 кг/м 3 . Теплоемкость каждого из видов зависит от условий изготовления. Так, индекс теплоемкости у карборундового кирпича при температуре 1000 о С составляет 780 Дж. Шамотный кирпич при температуре 100 о С имеет индекс 840 Дж, а при 1500 о С этот параметр повысится до 1.25 кДж.

Влияние температурного режима

На качества большое влияние оказывает температурный режим. Так, при средней плотности материала теплоемкость может отличаться, в зависимости от температуры окружающей среды.

Из вышеперечисленного следует, что подбирать стройматериал необходимо, исходя из его характеристик и дальнейшей области его применения. Так удастся построить помещение, которое будет отвечать необходимым требованиям.

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.

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 t нач до температуры t кон, нужно будет потратить определенное количество тепловой энергии Q, которое будет пропорциональным массе и разнице температур ΔТ (t кон -t нач). 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.

Вернуться к оглавлению

Использование теплоемкости на практике

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

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.

Вернуться к оглавлению

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. 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.

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.

Удельная теплоемкость твердых тел

Удельная теплоемкость некоторых обычно используемых твердых веществ приведена в таблице ниже.

Для преобразования единиц используйте онлайн-конвертер единиц удельной теплоемкости.

См. Также табличные значения удельной теплоемкости газов, пищевых продуктов и продуктов питания, металлов и полуметаллов, обычных жидкостей и жидкостей и других обычных веществ, а также значения молярной теплоемкости обычных органических и неорганических веществ.

1,36 Висмут 1,5 900 0,35 900 1,8849 0,1 0,67 900

Продукт	Удельная теплоемкость — c _p —
Продукт	(БТЕ / (фунт _м ^o F)) (ккал / (кг ^o C) ))	(кДж / (кг · К))
Агат	0,19	0,80
Алюминиевая бронза	0,10	0,44
Алюминий, 0 ^o С	0.21	0,87
Сурьма	0,05	0,21
Апатит	0,2	0,84
Мышьяк	0,083	0,35
Искусственная вата	0,32
Асбестоцементная плита	0,2	0,84
Асбестовая плита	0,2	0,84
Зола	0.2	0,84
Асфальтобетон (с заполнителем)	0,22	0,92
Augite	0,19	0,80
Бакелит. наполнитель для дерева	0,33	1,38
Бакелит. асбестовый наполнитель	0,38	1,59
Барит	0,11	0,46
Барий	0,07	0.29
Базальтовая порода	0,2	0,84
Пчелиный воск	0,82	3,40
Берил	0,2	0,84
Бериллий	0,24	1,02	0,03	0,13
Шкала кипения	0,19	0,80
Кость	0.11	0,44
Бура	0,24	1,0
Бор	0,31	1,3
Латунь	0,09	0,38
Кирпич обычный	0,22	0,9
Кирпич твердый	0,24	1
Бронза, люминофор	0,09	0,38
Кадмий	0.06	0,25
Кальцит 32 — 100F	0,19	0,8
Кальцит 32 — 212F	0,2	0,84
Кальций	0,15	0,63
Карбонат кальция	0,18	0,76
Сульфат кальция	0,27	1,1
Углерод, алмаз	0,12	0.52
Углерод, графит	0,17	0,71
Карборунд	0,16	0,67
Касситерит	0,09	0,38
Цемент сухой	0,37
Цементный порошок	0,2	0,84
Целлюлоза	0,37	1,6
Целлулоид	0.36	1,5
Древесный уголь	0,24	1
Мел	0,22	0,9
Халькопирит	0,13	0,54
Древесный уголь	0,24
Хром	0,12	0,5
Глина	0,22	0,92
Уголь, антрацит	0.3	1,26
Уголь битуминозный	0,33	1,38
Кобальт	0,11	0,46
Кокс	0,2	0,85
Бетон, камень	0,18 900	0,75
Бетон легкий	0,23	0,96
Константан	0,098	0,41
Медь	0.09	0,39
Пробка, пробковая плита	0,45	1,9
Корунд	0,1	0,42
Хлопок	0,32	1,34
Алмаз	0,15	0,6
Доломитовая порода	0,22	0,92
Дуралий	0,22	0,92
Земля, сухая	0.3	1,26
Электрон	0,24	1,00
Наждак	0,23	0,96
Жиры	0,46	1,93
ДВП светлый	0,6
ДВП	0,5	2,1
Огненный кирпич	0,25	1,05
Флюорит	0.22	0,92
Плавиковый шпат	0,21	0,88
Галена	0,05	0,21
Гранат	0,18	0,75
Стекло	0,2	0,84
Стекло, хрусталь	0,12	0,5
Стекло, пластина	0,12	0,5
Стекло, Pyrex	0.18	0,75
Стекло, окно	0,2	0,84
Стекловата	0,16	0,67
Золото	0,03	0,13
Гранит	0,19	0,79
Графит	0,17	0,71
Гипс	0,26	1,09
Волокно	0.5	2,1
Герматит	0,16	0,67
Роговая обманка	0,2	0,84
Hypersthene	0,19	0,8
Лед -112 ^o F	1,47
Лед -40 ^o F	0,43	1,8
Лед -4 ^o F	0,47	1.97
Лед 32 ^o F (0 ^o C)	0,49	2,09
Индийская резина мин.	0,27	1,13
Индийская резина макс.	0,98	4,1
Слиток железа	0,12	0,49
Йод	0,052	0,218
Иридий	0,03	0,13
Железо, 20 ^o C	0.11	0,46
Лабрадорит	0,19	0,8
Лава	0,2	0,84
Известняк	0,217	0,91
Litharge50	0,21
Свинец	0,03	0,13
Кожа, сухая	0,36	1,5
Литий	0.86	3,58
Магнетит	0,16	0,67
Малахит	0,18	0,75
Марганец	0,11	0,46
Магнезия (85%)		0,84
Магний	0,25	1,05
Мрамор, слюда	0,21	0,88
Меркурий	0.03	0,14
Слюда	0,12	0,5
Одеяло из минеральной ваты	0,2	0,84
Молибден	0,065	0,27
Никель	0,11
Олиглокоза	0,21	0,88
Orthoclose	0,19	0,8
Осмий	0.03	0,13
Оксид хрома	0,18	0,75
Бумага	0,33	1,34
Парафиновый воск	0,7	2,9
Торф	0,45
Фосфорбронза	0,086	0,36
Фосфор	0,19	0,80
Чугун белый	0.13	0,54
Пинчбек	0,09	0,38
Каменный уголь	0,24	1,02
Гипс светлый	0,24	1
Гипс песочный	0,22	0,9
Пластмассы, пена	0,3	1,3
Пластмассы, твердые	0,4	1,67
Платина, 0 ^o C	0.032	0,13
Фарфор	0,26	1,07
Калий	0,13	0,54
Стекло Pyrex	0,2	0,84
Пиролюзит	0,16
Пироксилиновые пластмассы	0,36	1,51
Кварц минеральный 55-212 ^o F	0,19	0.8
Кварц минеральный 32 ^o F (0 ^o C)	0,17	0,71
Красный свинец	0,022	0,09
Красный металл	0,09	0,38
Рений	0,033	0,14
Родий	0,057	0,24
Каменная соль	0,22	0,92
Канифоль	0.31	1,30
Резина	0,48	2,01
Рубидий	0,079	0,33
Соль	0,21	0,88
Песок сухой	0,19	0,80
Песчаник	0,22	0,92
Опилки	0,21	0,9
Селен	0.078	0,33
Серпентин	0,26	1,09
Кремнеземный аэрогель	0,2	0,84
Кремний	0,18	0,75
Кремний, карбид
Шелк	0,33	1,38
Серебро, 20 ^o C	0,056	0,23
Сланец	0.18	0,76
Натрий	0,3	1,26
Почва сухая	0,19	0,80
Почва влажная	0,35	1,48
Стеатит	0,2	0,83
Сталь	0,12	0,49
Камень	0,2	0,84
Керамика	0.19	0,8
Сера, сера	0,17	0,71
Тантал	0,033	0,14
Смола	0,35	1,47
Теллур	0,05	0,05
Торий	0,033	0,14
Плитка пустотелая	0,15	0,63
Древесина, см. Дерево
Олово	0.057	0,24
Титан	0,11	0,47
Топаз	0,21	0,88
Вольфрам	0,03	0,134
Уран	0,028
Ванадий	0,12	0,5
Вермикулит	0,2	0,84
Вулканит	0.33	1,38
Воск	0,82	3,43
Сварочный утюг	0,12	0,52
Белый металл	0,035	0,15
Дерево, бальза	0,7	2,9
Дерево дуб	0,48	2
Дерево сосна белая	0,6	2,5
Шерсть рыхлая	0.3	1,26
Шерсть, войлок	0,33	1,38
Цинк	0,09	0,38

1 БТЕ / фунт _м ^o F = 4,187 кДж / кг K = 1 ккал / кг ^o C
T (^o C) = 5/9 [T (^o F) — 32]
T (^o F) = [ T (^o C)] (9/5) + 32

Для преобразования единиц используйте онлайн-конвертер единиц удельной теплоемкости.

См. Также табличные значения удельной теплоемкости газов, пищевых продуктов, металлов и полуметаллов, обычных жидкостей и жидкостей и других обычных веществ, а также значения молярной теплоемкости обычных органических и неорганических веществ.

Энергия нагрева

Энергия, необходимая для нагрева продукта, может быть рассчитана как

q = c _p m dt (1)

, где

q = необходимое количество тепла (кДж)

c _p = удельная теплоемкость (кДж / кг K, кДж / кг ^o C)

dt = разница температур (K, ^o C)

Пример — Требуемое тепло для повышения температуры в кусок дуба

Если 10 кг дуба нагреть от 20 ^o C до 50 ^o C — разница температур 30 ^o C (K), необходимое тепло может рассчитывается как

q = (2 кДж / кг K) ( 10 кг ) (30 ^o C)

= 600 кДж

Если один час (3600 с) используется для топить дуб — мощность требуется ired можно рассчитать с помощью уравнения

P = q / t (2)

, где

P = мощность (кДж / с, кВт)

t = время (с)

Со значениями:

P = (600 кДж) / (3600 с)

= 0.17 кВт

Тепловая масса — Energy Education

Рис. 1. Схема стены с тромбом, эта установка будет использовать тепловую массу на дальней правой стене для улавливания тепла. ^[1]

Термическая масса — это материал внутри здания, который может помочь уменьшить колебания температуры в течение дня; Таким образом, снижается потребность самого здания в отоплении и охлаждении. Термомассы достигают этого эффекта, поглощая тепло в периоды высокой солнечной инсоляции и выделяя тепло, когда окружающий воздух начинает охлаждаться.При использовании в технологиях пассивного солнечного нагрева и охлаждения тепловая масса может сыграть большую роль в сокращении энергопотребления здания.

Свойства термической массы

Идеальный материал для тепловой массы будет иметь:

Теплоемкость вещества — это количество тепловой энергии, необходимое для изменения температуры объекта на заданную величину. Единица СИ для теплоемкости — Джоуль на Кельвин ( Дж / К ). Общее количество энергии, запасенной системой тепловой массы, пропорционально размеру системы или материала, поэтому удельная теплоемкость ( Дж / м ² K ), теплоемкость на единицу массы и объемная теплоемкость ( Дж / м ³ K ), теплоемкость на единицу объема, являются общими показателями, используемыми для определения материала с хорошей теплоемкостью.

Термомассовые материалы

Ниже приведена таблица стандартных строительных материалов, их теплоемкости, плотности и удельной теплоемкости. Как упоминалось ранее, хороший материал для термической массы должен иметь высокую объемную теплоемкость.

Избранные теплоемкости различных материалов ^[2]
Материал	Теплоемкость ( Дж / К )	Плотность ( кг / м ³ )	Объемная теплоемкость Мощность ( МДж / м ³ K )
Вода	4.18	1000	4,18
Гипс	1,09	1602	1,746
Воздух	1,0035	1,204	0,0012
Бетон	0,88	2371	2,086
Кирпич	0,84	2301	2,018
Известняк	0,84	2611	2.193
Гранит	0,79	2691	2,125
Дерево	0,42	550	0,231

Вода обладает очень привлекательными тепловыми массами и может быть привлекательным материалом для пассивных солнечных элементов; однако потенциальные проблемы с утечкой воды и повреждениями не позволяют его широко использовать в качестве носителя для хранения тепла. Бетон и кирпич обладают относительно высокой объемной теплоемкостью и являются обычными строительными материалами.При правильном использовании с солнечной стеной или стеной с тромбом потребление энергии для отопления и охлаждения здания может быть значительно снижено.

Материалы фазового перехода

В традиционных материалах с термальной массой используется физическое тепло для хранения и выделения пассивной энергии солнечного излучения. В материалах с фазовым переходом используется скрытый накопитель тепла, и они могут поглощать такое же количество солнечной энергии, используя гораздо меньший объем материала. ^[3] При повышении температуры материал меняет фазы с твердой на жидкую, это эндотермическая реакция, поэтому он поглощает тепло.Когда окружающая среда остывает (ночью), материал превращается из жидкого в твердое, в результате экзотермической реакции выделяется накопленное тепло в здание. Использование материалов с фазовым переходом — относительно новая концепция в строительной науке, существует множество различных материалов, используемых для самых разных приложений.

Тепловая масса и климат

В теплую погоду тепловая масса может поглощать тепло, полученное от солнечного света. Это сделает внутреннее пространство более комфортным и значительно снизит потребность в охлаждении и стоимость кондиционирования воздуха.Ночью, когда здание охлаждается, накопленная тепловая энергия затем выделяется во внутреннее пространство здания, что снижает потребность в тепле. Тепловая масса наиболее выгодна в климате, где есть большие колебания между дневной и ночной температурой окружающей среды. В областях с высокими ночными температурами все еще можно использовать тепловую массу, тогда здание необходимо проветривать ночью более прохладным ночным воздухом для отвода накопленной тепловой энергии. ^[4]

Список литературы

↑ Wikimedia Commons.(6 августа 2015 г.). Стена для тромба [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3d/Illust_passive_solar_d2_319pxW.gif
↑ Построй Зеленую Канаду. (28 августа 2015 г.). Объяснение тепловой массы [Online]. Доступно: http://www.buildgreen.ca/2008/09/an-explanation-of-thermal-mass/
↑ Ф. Кузник, Д. Давид, К. Йоханнес и Ж.-Ж. Ру, «Обзор материалов с фазовым переходом, интегрированных в стены зданий», Renew. Поддерживать. Энергия Rev., т. 15, вып. 1. С. 379–391, январь 2011 г.
↑ Г. П. Хенце, Т. Х. Ле, А. Р. Флорита и К. Фельсманн, «Анализ чувствительности оптимального контроля тепловой массы здания», J. Sol. Energy Eng., Т. 129, нет. 4, стр. 473, 2007. 129, вып. 4, стр. 473, 2007.

Тренировка: теплоемкость — Nexus Wiki

Читать

Прочитать веб-страницу Теплоемкость.

Запуск

Чтобы дать вам некоторое представление о том, как это работает, перейдите к моделированию PhET «Формы и изменения энергии».

Настройка

Убедитесь, что вы находитесь на вкладке «Введение». Включите поле «Energy Symbols» вверху справа. Теперь возьмите каждый термометр за маленькую стрелку и поиграйте им с одним из материалов. Выровняйте термометры так, чтобы верхняя часть красного маркера температуры находилась наверху каждого материала. (Это позволяет легче увидеть изменения их температуры.) Ваш экран должен выглядеть следующим образом:

Ответьте на эти вопросы

Предполагается, что все три объекта имеют одинаковый объем.Поскольку и кирпичи, и железо тонут в воде, мы можем предположить, что вода имеет наименьшую массу из трех, кирпич — следующий, а железо — самое тяжелое. Тем не менее, хотя все три объекта имеют одинаковую температуру, они имеют разное количество тепловой энергии: кирпич — меньше всего единиц, железо — следующие, а вода — больше всего. Почему это так?
Если вы объяснили свой ответ на первый вопрос в терминах «теплоемкости», объясните результат в терминах «теоремы о равнораспределении» и наоборот.
Теперь положите кирпич и утюг на теплообменники. Ваш экран должен выглядеть так.

Подсчитайте количество отметок на термометрах. Это соответствует комнатной температуре. Снимите термометры и подсчитайте количество символов энергии в каждом.

Каково отношение количества символов энергии в блоке к количеству отметок на градуснике? Это «температура в расчете на энергию» (связанная с теплоемкостью).

Теперь снимите термометр (чтобы вам было легче сосчитать количество «Е») и добавьте тепла к каждому блоку, потянув и удерживая стрелку на генераторе тепла / холода до тех пор, пока не будет добавлено количество «Е».Вероятно, вам будет лучше делать по одному, поскольку буквы «E» имеют тенденцию уходить.) Восстановите термометр и посмотрите, на сколько делений поднялась температура. Является ли отношение изменения символов энергии к изменению температуры одинаковым для двух блоков? Или это такое же соотношение энергии и температуры, которое вы нашли, когда они находятся при комнатной температуре? Как вы думаете, почему это так?

Почему символы энергии смещаются с блоков после того, как вы их нагрели? Чтобы проверить свою гипотезу, остудите блоки как можно сильнее и подождите.Что теперь происходит?

Джо Редиш, осень 2016

Удельная теплоемкость материалов

Таблица удельной теплоемкости

Удельная теплоемкость материалов от воды до урана указана ниже в алфавитном порядке.
Ниже этой таблицы представлена версия изображения для просмотра в автономном режиме.

Материал	Дж / кг. · K	БТЕ / фунт-метр ° F	Дж / кг. ° C	кДж / кг.K
Алюминий	887	0,212	887	0,887
Асфальт	915	0,21854	915	0,915
Кость	440	0,105	440	0,44
Бор	1106	0,264	1106	1,106
Латунь	920	0.220	920	0,92
Кирпич	841	0,201	841	0,841
Чугун	554	0,132	554	0,554
Глина	878	0,210	878	0,878
Уголь	1262	0,301	1262	1,262
Кобальт	420	0.100	420	0,42
Бетон	879	0,210	879	0,879
Медь	385	0,092	385	0,385
Стекло	792	0,189	792	0,792
Золото	130	0,031	130	0,13
Гранит	774	0.185	774	0,774
Гипс	1090	0,260	1090	1,09
Гелий	5192	1,240	5192	5,192
Водород	14300	3,415	14300	14,3
Лед	2090	0,499	2090	2,09
Утюг	462	0.110	462	0,462
Свинец	130	0,031	130	0,13
Известняк	806	0,193	806	0,806
Литий	3580	0,855	3580	3,58
Магний	1024	0,245	1024	1.024
Мрамор	832	0.199	832	0,832
Меркурий	126	0,030	126	0,126
Азот	1040	0,248	1040	1,04
Дуб	2380	0,568	2380	2,38
Кислород	919	0,219	919	0,919
Платина	150	0.036	150	0,15
Плутоний	140	0,033	140	0,14
Кварцит	1100	0,263	1100	1,1
Резина	2005	0,479	2005	2,005
Соль	881	0,210	881	0,881
Песок	780	0.186	780	0,78
Песчаник	740	0,177	740	0,74
Кремний	710	0,170	710	0,71
Серебро	236	0,056	236	0,236
Почва	1810	0,432	1810	1,81
Нержавеющая сталь 316	468	0.112	468	0,468
Пар	2094	0,500	2094	2,094
Сера	706	0,169	706	0,706
торий	118	0,028	118	0,118
Олово	226	0,054	226	0,226
Титан	521	0.124	521	0,521
Вольфрам	133	0,032	133	0,133
Уран	115	0,027	115	0,115
Вандий	490	0,117	490	0,49
Вода	4187	1.000	4187	4,187
цинк	389	0.093	389	0,389

Таблицы удельной теплоемкости обычных материалов [/ caption]

Предыдущая статьяЦель градиренСледующая статьяЧто сейчас? Электроэнергетика

Удельная теплоемкость произведенного кирпича. Вредны ли современные шамотные кирпичи? Удельная теплоемкость шамотного кирпича

Способность материала сохранять тепло оценивается по его удельной теплоемкости , то есть количеству тепла (в кДж), необходимому для повышения температуры одного килограмма материала на один градус.Например, вода имеет удельную теплоемкость, равную 4,19 кДж / (кг * К). Это означает, например, что 4,19 кДж требуется для повышения температуры 1 кг воды на 1 ° К.

Таблица 1. Сравнение некоторых теплоаккумулирующих материалов

Материал:	Плотность, кг / м 3	Теплоемкость, кДж / (кг * К)	Коэффициент теплопроводности, Вт / (м * К)	Масса ТАМ для хранения 1 ГДж тепла при Δ = 20 К, кг	Относительная масса ТАМ по отношению к массе воды, кг / кг	Объем ТАМ для аккумулирования тепла 1 ГДж тепла при Δ = 20 К, м 3	Относительный объем ТАМ по отношению к объему воды, м 3 / м 3
Гранит, галька	1600	0,84	0,45	59500	5	49,6	4,2
Вода	1000	4,2	0,6	11900	1	11,9	1
Глауберова соль (декагидрат сульфата натрия)	14600 1300	1,92 3,26	1,85 1,714	3300	0,28	2,26	0,19
Парафин	786	2,89	0,498	3750	0,32	4,77	0,4

Для водонагревательных и жидкостных систем отопления лучше всего использовать воду как теплоаккумулятор, а также гальку, гравий и т. Д.для воздушных солнечных систем. При этом следует учитывать, что галечный аккумулятор тепла при той же энергоемкости, что и водяной, имеет объем в 3 раза и занимает площадь в 1,6 раза. Например, водяной теплонакопитель диаметром 1,5 м и высотой 1,4 м имеет объем 4,3 м 3, а тепловой аккумулятор из гальки в виде куба со стороной 2,4 м имеет объем 13,8 м. 3.

Плотность аккумулирования тепла во многом зависит от метода аккумулирования и типа материала аккумулирования тепла.Он может накапливаться в топливе в химически связанной форме. В данном случае плотность накопления соответствует теплоте сгорания, кВт * ч / кг:

масло — 11,3;
уголь (условное топливо) — 8,1;
водород — 33,6;
дерево — 4.2.

При термохимическом аккумулировании тепла в цеолите (процессы адсорбции — десорбции) можно аккумулировать 286 Вт * ч / кг тепла при разнице температур 55 ° C.Плотность аккумулирования тепла в твердых материалах (горные породы, галька, гранит, бетон, кирпич) при перепаде температур 60 ° С составляет 14… 17 Вт * ч / кг, а в воде — 70 Вт * ч / кг. При фазовых переходах вещества (плавление — затвердевание) плотность накопления намного выше, Вт * ч / кг:

лед (тающий) — 93;
парафин — 47;
гидраты солей неорганических кислот — 40 … 130.

К сожалению, лучшие строительные материалы, перечисленные в Таблице 2 — бетон, удельная теплоемкость которого составляет 1,1 кДж / (кг * К), сохраняет только количества тепла, которое сохраняет вода того же веса.Однако плотность бетона (кг / м 3) значительно превышает плотность воды. Во втором столбце таблицы 2 перечислены плотности этих материалов. Умножая удельную теплоемкость на плотность материала, получаем теплоемкость на кубический метр. Эти значения приведены в третьем столбце таблицы 2. Следует отметить, что вода, несмотря на то, что она имеет самую низкую плотность из всех перечисленных материалов, имеет теплоемкость на 1 м 3 выше (2328,8 кДж / м 3. ), чем остальные материалы в таблице, из-за его гораздо более высокой удельной теплоемкости.Низкая удельная теплоемкость бетона во многом компенсируется его большой массой, благодаря которой он сохраняет значительное количество тепла (1415,9 кДж / м 3).

Создание оптимального микроклимата и расход тепловой энергии на обогрев частного дома в холодное время года во многом зависит от теплоизоляционных свойств строительных материалов, из которых возведено это здание. Одна из таких характеристик — теплоемкость. Это значение необходимо учитывать при выборе стройматериалов для строительства частного дома.Поэтому далее мы будем рассматривать теплоемкость некоторых стройматериалов.

Определение и формула теплоемкости

Каждое вещество в той или иной степени способно поглощать, накапливать и удерживать тепловую энергию. Для описания этого процесса было введено понятие теплоемкости, которая представляет собой свойство материала поглощать тепловую энергию при нагревании окружающего воздуха.

Чтобы нагреть любой материал массы m от температуры t start до температуры t end, вам нужно будет потратить определенное количество тепловой энергии Q, которая будет пропорциональна разности массы и температуры ΔT (t end -t start).Следовательно, формула теплоемкости будет выглядеть так: Q = c * m * ΔT, где c — коэффициент теплоемкости (удельное значение). Его можно рассчитать по формуле: с = Q / (м * ΔТ) (ккал / (кг * ° C)).

Условно полагая массу вещества 1 кг и ΔТ = 1 ° C, можно получить c = Q (ккал). Это означает, что удельная теплоемкость равна количеству тепловой энергии, которая расходуется для нагрева материала весом 1 кг на 1 ° C.

Вернуться к содержанию

Практическое использование теплоемкости

Строительные материалы с высокой теплоемкостью используются для возведения жаропрочных конструкций. Это очень важно для частных домов, где люди живут постоянно. Дело в том, что такие конструкции позволяют хранить (накапливать) тепло, за счет чего в доме длительное время поддерживается комфортная температура. Сначала утеплитель нагревает воздух и стены, после чего сами стены прогревают воздух. Это экономит деньги на отоплении и делает ваше пребывание более комфортным. Для дома, в котором люди живут периодически (например, в выходные дни), высокая теплоемкость строительного материала будет иметь обратный эффект: быстро отапливать такое строение будет довольно сложно.

Значения теплоемкости строительных материалов приведены в СНиП II-3-79. Ниже представлена таблица основных строительных материалов и значений их удельной теплоемкости.

Таблица 1

Кирпич обладает высокой теплоемкостью, поэтому идеально подходит для строительства домов и возведения печей.

Говоря о теплоемкости, следует отметить, что отопительные печи рекомендуется строить из кирпича, так как значение его теплоемкости довольно велико.Это позволяет использовать духовку как своего рода аккумулятор тепла. Тепловые аккумуляторы в системах отопления (особенно в системах водяного отопления) с каждым годом используются все чаще. Такие устройства удобны тем, что их достаточно один раз хорошо прогреть интенсивной топкой твердотопливного котла, после чего они будут отапливать ваш дом целый день и даже больше. Это значительно сэкономит ваш бюджет.

Вернуться к содержанию

Теплоемкость строительных материалов

Какими должны быть стены частного дома, чтобы соответствовать СНиП? Ответ на этот вопрос имеет несколько нюансов.Чтобы разобраться с ними, будет приведен пример теплоемкости 2-х самых популярных строительных материалов: бетона и дерева. имеет значение 0,84 кДж / (кг * ° C), а для древесины — 2,3 кДж / (кг * ° C).

На первый взгляд может показаться, что дерево — более теплопотребляющий материал, чем бетон. Это действительно так, потому что древесина содержит почти в 3 раза больше тепловой энергии, чем бетон. Чтобы нагреть 1 кг древесины, нужно потратить 2,3 кДж тепловой энергии, но когда она остынет, в космос также отдаст 2,3 кДж.При этом 1 кг бетонной конструкции способен накапливать и, соответственно, давать всего 0,84 кДж.

Но не торопитесь с выводами. Например, нужно узнать, какой теплоемкостью будет 1 м 2 бетонной и деревянной стены толщиной 30 см. Для этого сначала нужно рассчитать вес таких конструкций. 1 м 2 этой 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.

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 аккумулировать тепла почти в 2 раза меньше, 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 всего 3326 кДж, что будет значительно меньше древесины.Однако на практике толщина деревянной конструкции может составлять 15-20 см, когда пенобетон можно укладывать в несколько рядов, значительно увеличивая удельную теплоемкость стены.

Температура внутри помещения зависит от теплоизоляционных свойств материала, поэтому теплоемкость кирпича является важным показателем, показывающим его способность аккумулировать тепло. Удельная теплоемкость определяется в ходе лабораторных исследований, согласно которым самым теплым материалом является полнотелый кирпич.Стоит отметить, что показатель зависит от вида кирпичного материала.

Что это такое?

Физическая характеристика теплоемкости присуща любому веществу. Он обозначает количество тепла, которое поглощает физическое тело при нагревании на 1 градус Цельсия или Кельвина. Ошибочно отождествлять общее понятие с конкретным, поскольку последнее подразумевает температуру, необходимую для нагрева одного килограмма вещества. Представляется возможным точно определить его количество только в лабораторных условиях.Показатель необходим для определения термического сопротивления стен здания и в том случае, когда строительные работы ведутся при минусовых температурах. Для строительства частных и многоэтажных жилых домов и помещений используются материалы с высокой теплопроводностью, так как они аккумулируют тепло и поддерживают температуру в помещении.

Преимущество кирпичных домов в том, что они экономят на расходах на отопление.
От чего зависит теплоемкость кирпича?
На коэффициент теплоемкости в первую очередь влияют температура вещества и агрегатное состояние, поскольку теплоемкость одного и того же вещества в жидком и твердом состояниях различается в пользу жидкости.Кроме того, важны объемы материала и плотность его структуры. Чем больше в нем пустот, тем меньше он способен удерживать внутри себя тепла.
Виды кирпича и их показатели

Керамический материал используется в печном деле.
Выпускается более 10 разновидностей, различающихся технологией изготовления. Но чаще используются силикатные, керамические, облицовочные, огнеупорные и теплые. Стандартные керамические кирпичи изготавливаются из красной глины с примесями и обжигаются.Тепловой индекс 700-900 Дж / (кг град). Считается достаточно устойчивым к высоким и низким температурам. Иногда используется для выкладки печного отопления. Его пористость и плотность варьируются и влияют на коэффициент теплоемкости. Силикатный кирпич состоит из смеси песка, глины и добавок. Он может быть полным и полым, разного размера, поэтому его удельная теплоемкость составляет от 754 до 837 Дж / (кг · град). Преимущество силикатной кирпичной кладки — хорошая звукоизоляция даже при кладке стены в один слой.
Облицовочный кирпич, применяемый для фасадов зданий, имеет достаточно высокую плотность и теплоемкость в пределах 880 Дж / (кг град). Огнеупорный кирпич идеально подходит для кирпичной кладки, поскольку выдерживает температуру до 1500 градусов Цельсия. К этому подвиду относятся шамот, карборунд, магнезит и другие. А коэффициент теплоемкости (Дж / кг) другой:

При выборе подходящего материала для того или иного вида строительных работ особое внимание следует уделять его техническим характеристикам.Это касается и удельной теплоемкости кирпича, от которой во многом зависит необходимость дома для последующей теплоизоляции и дополнительной отделки стен.

Характеристики кирпича, влияющие на его использование:

Удельная теплоемкость. Величина, определяющая количество тепловой энергии, необходимой для нагрева 1 кг на 1 градус.
Теплопроводность. Очень важная характеристика для кирпичных изделий, позволяющая определить количество тепла, передаваемого со стороны помещения на улицу.
На уровень теплопередачи кирпичной стены напрямую влияют характеристики материала, из которого она построена. В тех случаях, когда речь идет о многослойной кладке, необходимо будет учитывать теплопроводность каждого слоя отдельно.

Керамика

Полезная информация:

По технологии производства кирпич делится на керамические и силикатные группы. Кроме того, оба типа имеют значительную материальную, удельную теплоемкость и теплопроводность.Сырьем для изготовления керамического кирпича, также называемого красным, является глина, в которую добавлен ряд компонентов. Формованные необработанные заготовки обжигают в специальных печах. Удельный теплообменник может колебаться в пределах 0,7-0,9 кДж / (кг · К). Что касается средней плотности, то обычно она составляет около 1400 кг / м3.

К сильным сторонам керамического кирпича относятся:

1. Гладкость поверхности. Это увеличивает его внешнюю эстетичность и удобство укладки.
2. Морозостойкость и влагостойкость.В обычных условиях стены не нуждаются в дополнительном увлажнении и теплоизоляции.
3. Способность выдерживать высокие температуры. Это позволяет использовать керамический кирпич для строительства духовок, мангалов, жаропрочных перегородок.
4. Плотность 700-2100 кг / м3. На эту характеристику напрямую влияет наличие внутренних пор. По мере увеличения пористости материала уменьшается его плотность и повышаются его теплоизоляционные характеристики.

Силикатный

Что касается силикатного кирпича, то он бывает сплошным, пустотелым и пористым.По размерам различают одинарный, полуторный и двойной кирпич. В среднем силикатный кирпич имеет плотность 1600 кг / м3. Особенно ценятся звукопоглощающие характеристики силикатной кладки: даже если речь идет о стене небольшой толщины, уровень ее звукоизоляции будет на порядок выше, чем в случае использования других видов кладочного материала.

Облицовка

Отдельно стоит сказать об облицовочном кирпиче, одинаково успешно сопротивляющемся воздействию воды и повышения температуры.Удельный теплообменник этого материала находится на уровне 0,88 кДж / (кг · К) при плотности до 2700 кг / м3. В продаже облицовочный кирпич представлен в самых разнообразных оттенках. Они подходят как для облицовки, так и для укладки.

Огнеупорный

Представлен динасовым, карборундовым, магнезитовым и шамотным кирпичом. Масса одного кирпича довольно большая из-за его значительной плотности (2700 кг / м3). Самый низкий показатель теплоемкости при нагревании у карборундового кирпича 0.779 кДж / (кг · К) для температуры +1000 градусов. Скорость нагрева печи, выложенной из этого кирпича, значительно превышает нагрев шамотной кладки, однако охлаждение происходит быстрее.

Печи комплектуются огнеупорным кирпичом, обеспечивающим нагрев до +1500 градусов. На удельную теплоемкость этого материала большое влияние оказывает температура нагрева. Например, тот же шамотный кирпич при +100 градусах имеет теплоемкость 0,83 кДж / (кг · К). Однако если его нагреть до +1500 градусов, это спровоцирует повышение теплоемкости до 1.25 кДж / (кг · К).

Зависимость от температуры использования

На технические параметры кирпича большое влияние оказывает температурный режим:

Трепельный … При температуре от -20 до +20 плотность колеблется в пределах 700-1300 кг. / м3. В этом случае показатель теплоемкости находится на стабильном уровне 0,712 кДж / (кг · К).
Силикат … Аналогичный температурный режим от -20 до +20 градусов и плотность от 1000 до 2200 кг / м3 предусматривает возможность различных удельных теплоемкостей от 0.754-0,837 кДж / (кг · К).
Adobe … Когда температура идентична предыдущему типу, он демонстрирует стабильную теплоемкость 0,753 кДж / (кг · К).
Красный … Может использоваться при температуре 0-100 градусов. Его плотность может колебаться в пределах 1600-2070 кг / м3, а теплоемкость — от 0,849 до 0,872 кДж / (кг · К).
Желтый … Колебания температуры от -20 до +20 градусов и стабильная плотность 1817 кг / м3 дают такую же стабильную теплоемкость 0.728 кДж / (кг · К).
Корпус … При температуре +20 градусов и плотности 800-1500 кг / м3 теплоемкость находится на уровне 0,8 кДж / (кг · К).
Облицовка … Тот же температурный режим +20 при плотности материала 1800 кг / м3 определяет теплоемкость 0,88 кДж / (кг · К).
Dinas … Эксплуатация в повышенном температурном режиме от +20 до +1500 и плотности 1500-1900 кг / м3 подразумевает последовательное увеличение теплоемкости от 0.От 842 до 1,243 кДж / (кг · К).
Карборунд … По мере нагрева от +20 до +100 градусов материал с плотностью 1000-1300 кг / м3 постепенно увеличивает свою теплоемкость с 0,7 до 0,841 кДж / (кг · К). Однако при дальнейшем нагревании карборундового кирпича его теплоемкость начинает снижаться. При температуре +1000 градусов она будет равна 0,779 кДж / (кг · К).
Магнезит … Материал плотностью 2700 кг / м3 при повышении температуры от +100 до +1500 градусов постепенно увеличивает свою теплоемкость 0.93-1,239 кДж / (кг · К).
Хромит … Нагревание продукта плотностью 3050 кг / м3 от +100 до +1000 градусов вызывает постепенное увеличение его теплоемкости с 0,712 до 0,912 кДж / (кг · К).
Чамотный … Плотность 1850 кг / м3. При нагревании от +100 до +1500 градусов теплоемкость материала увеличивается с 0,833 до 1,251 кДж / (кг · К).

Правильно выбирайте кирпичи в зависимости от задач на стройке.

Кирпич — популярный строительный материал при строительстве зданий и сооружений. Многие различают только красный и белый кирпич, но его виды гораздо разнообразнее. Они различаются как по внешнему виду (форма, цвет, размер), так и по таким свойствам, как плотность и теплоемкость.

Традиционно различают керамический и силикатный кирпич, которые имеют разную технологию производства. Важно знать, что плотность кирпича, его удельная теплоемкость и для каждого вида могут существенно различаться.

Керамический кирпич изготавливается с различными добавками и обжигается. Удельная теплоемкость керамического кирпича 700 … 900 Дж / (кг · град) … Средняя плотность керамического кирпича 1400 кг / м 3. Достоинства этого типа: гладкая поверхность, морозостойкость и водостойкость, а также устойчивость к высоким температурам. Плотность керамического кирпича определяется его пористостью и может составлять от 700 до 2100 кг / м 3. Чем выше пористость, тем меньше плотность кирпича.

Силикатный кирпич бывает следующих разновидностей: полнотелый, пустотелый и пористый, имеет несколько типоразмеров: одинарный, полуторный и двойной. Средняя плотность силикатного кирпича составляет 1600 кг / м3. Преимущества силикатного кирпича — отличная звукоизоляция. Даже если уложить такой материал тонким слоем, звукоизоляционные свойства останутся на должном уровне. Удельная теплоемкость силикатного кирпича находится в пределах от 750 до 850 Дж / (кг град) .

Значения плотности кирпича разных типов и их удельная (массовая) теплоемкость при разных температурах представлены в таблице:

Таблица плотности и удельной теплоемкости кирпича

Тип кирпича	Температура, ° C	Плотность, кг / м 3	Теплоемкость, Дж / (кг град)
Трепельный	-20… 20	700… 1300	712
Силикат	-20… 20	1000… 2200	754… 837
Adobe	-20… 20	—	753
Красный	0… 100	1600… 2070	840… 879
Желтый	-20… 20	1817	728
Дом	20	800… 1500	800
Облицовка	20	1800	880
динас	100	1500… 1900	842
динас	1000	1500… 1900	1100
динас	1500	1500… 1900	1243
Карборунд	20	1000… 1300	700
Карборунд	100	1000… 1300	841
Карборунд	1000	1000… 1300	779
Магнезит	100	2700	930
Магнезит	1000	2700	1160
Магнезит	1500	2700	1239
Хромит	100	3050	712
Хромит	1000	3050	921
Чамотный	100	1850	833
Чамотный	1000	1850	1084
Чамотный	1500	1850	1251

Следует отметить еще один популярный вид кирпича — облицовочный кирпич.Он не боится влаги и холода. Удельная теплоемкость облицовочного кирпича 880 Дж / (кг град) … Облицовочный кирпич варьируется от ярко-желтого до огненно-красного. Такой материал можно использовать для отделочных и облицовочных работ. Плотность этого вида кирпича 1800 кг / м 3.

Стоит отметить отдельный класс кирпича — кирпич огнеупорный. К этому классу относятся динасовый, карборундовый, магнезитовый и шамотный кирпич. Огнеупорный кирпич достаточно тяжелый — плотность кирпича этого класса может достигать 2700 кг / м 3.

Наименьшей теплоемкостью при высоких температурах обладает карборундовый кирпич — она составляет 779 Дж / (кг · град) при температуре 1000 ° С. Кладка из такого кирпича нагревается намного быстрее шамота, но сохраняет тепло. худший.

Огнеупорный кирпич используется при строительстве печей с рабочими температурами до 1500 ° C. Удельная теплоемкость огнеупорного кирпича существенно зависит от температуры. Например, удельная теплоемкость шамотного кирпича составляет 833 Дж / (кг-град) при 100 ° C и 1251 Дж / (кг-град) при 1500 ° C.

Источники:

Франчук А.Ю. Таблицы теплофизических характеристик строительных материалов, М .: НИИ строительной физики, 1969 — 142 с.
Таблицы физических величин. Справочник. Эд. акад. И.К. Кикоина. М .: Атомиздат, 1976. — 1008 с. строительная физика, 1969 — 142 с.

Использование тепловой массы для нагрева и охлаждения

Тепловая масса для комфорта вашего дома

Эти материалы тяжелые и плотные и поэтому имеют так называемую термическую массу.Обычные материалы, используемые для тепловой массы, включают бетон или заполненный бетонный блок, камень или кладку, обычно используемые для полов или стен.

При правильном использовании — в нужном количестве в нужном месте, с надлежащей внешней изоляцией — термальная масса может помочь поддерживать комфортную температуру внутри вашего дома круглый год. Тепловая масса будет поглощать тепло от солнца в течение дня и излучать его, когда днем температура падает в течение всего вечера.

Тепловая масса снижает температуру в помещении в полдень и в начале дня и увеличивает температуру в помещении в конце дня и в ранние вечерние часы.

Установка тепловой массы в ваш новый дом или ремонт не требует увеличения затрат. Деньги, потраченные на ковер, можно, например, потратить на полировку открытого бетонного пола.

Термомассы

Вероятно, простейшая форма термической массы — это бетонная плита перекрытия. Также можно использовать бетонные блоки, плитку, кирпич, утрамбованную землю и камень. Три фактора определяют, насколько хорошо материал поглощает и сохраняет тепло.

Идеальный материал:

плотный и тяжелый, поэтому он может поглощать и сохранять значительное количество тепла (более легкие материалы, такие как дерево, поглощают меньше тепла)
достаточно хороший проводник тепла (тепло должно поступать и выходить)
имеет темную поверхность, текстурированную поверхность или и то, и другое (помогая ей поглощать и повторно излучать тепло).

Различные материалы с термической массой поглощают разное количество тепла, и требуется больше (или меньше) времени для его поглощения и повторного излучения. Например, кирпичная стена имеет более высокую тепловую массу, чем полая стена с деревянным каркасом, поэтому она будет поглощать больше тепла, чем стена с деревянным каркасом той же толщины.

Когда солнце светит в комнату и воздух теплый, тепло будет поглощаться стенами, полом и другими поверхностями в комнате.

Сколько тепла они могут удерживать, зависит от того, из чего они сделаны и какой толщины.Некоторые материалы могут поглощать много тепла, не сильно нагреваясь. Другие станут довольно теплыми после поглощения небольшого количества тепла. К первым относятся термомассовые материалы. Это означает, что если, например, бетонный пол подвергается воздействию прямых солнечных лучей, он сможет поглощать и накапливать много тепла и медленно его выделять.

Другой материал, например деревянный пол, не может поглощать и хранить столько тепла, поэтому тепло, которое он поглощает, быстро выделяется. В результате большая часть энергии солнечного света быстро уходит в окружающий воздух, повышая температуру в помещении в самые жаркие периоды дня.

Вы можете сравнить тепловую массу с губкой. Большая часть попавшей в него воды будет поглощена. Материал с небольшими тепловыми массами будет вести себя больше как гладкая поверхность. Любая вода, попавшая на него, отскочит назад и окажется в воздухе.

Зимой правильно спроектированная тепловая масса будет поглощать тепло солнечного света на ней в течение дня. Затем, когда температура воздуха упадет, тепло будет перемещаться от более теплой тепловой массы к более прохладному воздуху и другим поверхностям в комнате.

Летом тепловая масса внутри жилища должна быть защищена от прямых солнечных лучей в течение всего дня и подвергаться воздействию прохладного бриза, чтобы обеспечить некоторое охлаждение в жаркие дни и ночи.

Взаимодействие изоляции, остекления и тепловой массы является сложным и меняется в зависимости от климата и времен года. В связи с этим важно попросить эксперта по солнечному дизайну, такого как дизайнер, архитектор или ученый-строитель, который специализируется на пассивном солнечном дизайне, посоветовать вам лучший вариант для вашей ситуации.

Тепловые свойства строительных материалов

Предыдущие колонки технических данных охватывали тепловые свойства многих материалов, которые являются общими для упаковки электроники.Технические данные по этому вопросу шире по объему и касаются обычных строительных материалов, некоторые из которых используются в лабораторных условиях теплопередачи в дополнение к их обычным строительным применениям. Знание теплопроводности и теплоемкости элементов, используемых для создания или поддержки испытательного набора, часто требуется для понимания и интерпретации результатов (или, по крайней мере, для понимания того, почему для достижения теплового равновесия требуется так много времени).

В таблице 1 перечислены некоторые строительные материалы и их термические свойства при номинальной комнатной температуре.Металлы и сплавы не были включены, потому что они были рассмотрены ранее. Следует отметить, что эти значения являются приблизительными и репрезентативны для конкретного типа материала. Некоторые материалы поглощают воду, которая, в свою очередь, меняет их свойства. Например, теплопроводность древесины во влажном состоянии может увеличиваться на 15%. Материалы, используемые в качестве изоляторов, которые полагаются на воздух, такие как одеяла из стекловолокна, демонстрируют большее изменение свойств во влажном состоянии. Стоит отметить, что диапазон значений теплопроводности для этих материалов довольно скромный (около двух порядков).

Таблица 1. Тепловые свойства конструкционного материала при комнатной температуре [1-4]

Материал	Теплопроводность (Вт / м · К) при ~ 300 К	Удельная теплоемкость (Дж / кг · К)	Плотность (кг / м ³⁾
Кирпич	0,7	840	1600
Бетон — плотный	1.4	840	2100
Бетон — легкое литье	0,4	1000	1200
Гранит	1,7 — 3,9	820	2600
Стекло (окно)	0,8	880	2700
Твердая древесина (дуб)	0,16	1250	720
Хвойные породы (сосна)	0.12	1350	510
Поливинилхлорид	0,12 — 0,25	1250	1400
Бумага	0,04	1300	930
Акустическая плитка	0,06	1340	290
ДСП (низкой плотности)	0,08	1300	590
ДСП (высокой плотности)	0.17	1300	1000
Стекловолокно	0,04	700	150
Пенополистирол	0,03	1200	50

Рост затрат на электроэнергию и осознание того, что минимизация нежелательной теплопередачи является выгодной, продолжает создавать стимулы для использования строительных методов и материалов с меньшим энергопотреблением. Преимущества эффективного терморегулирования внутренней электроники также должны сочетаться с термически эффективной конструкцией помещения.Использование изолирующих материалов (с низкой теплопроводностью) может быть желательным, но природа не обеспечила настоящих теплоизоляционных материалов, по крайней мере, по сравнению с диапазоном выбора материалов для электропроводности. Исследование термических свойств этих типов материалов приведет к получению данных со значительными отклонениями из-за различий в составе и различных условий испытаний.

Для многих материалов данные могут быть найдены в виде значения R. Значение R представляет собой обратную величину теплопроводности и имеет единицы измерения ft ² ��F�h / Btu (иногда данные отображаются в единицах СИ, K�m ² / Вт и обычно обозначаются как RSI).Более высокое значение R указывает на более ограниченный путь теплового потока. При условии, что указана толщина, возможно получение приблизительной теплопроводности. Однако путаница и разногласия по поводу экстраполяции значений R на значение толщины и тот факт, что большинство этих материалов используются в средах с влажностью и движущимся воздухом и подвержены старению, вынудили стандарты в отношении того, как их следует измерять, сообщать и рекламировать. [5,6]. Если требуются более чем приблизительные значения, обычно требуется дальнейшее тестирование.

Ссылки

Incropera, F., De Witt, D., Introduction to Heat Transfer, 2nd Edition, John Wiley and Sons, 1990.

Плотность и удельная теплоемкость кирпича: таблица значений

Теплоемкость кирпича: от чего зависит, показатели

Что это такое?

От чего зависит теплоемкость кирпичей?

Виды кирпича и их показатели

Кирпич Теплоемкость — Энциклопедия по машиностроению XXL

Теплопроводность кирпича разных видов, морозостойкость и теплоемкость

Коэффициент теплопроводности

Кирпич: шамотный Vs керамический. — Нет судьбы кроме той, что мы сами творим — LiveJournal

Козырьки и навесы. Наружные и внутренние лестницы. Комплектующие

Как определяется удельная теплоемкость?

Виды и нюансы кирпичных блоков

Теплопроводность кирпича и пеноблоков: особенности

Керамический

Силикатный

Облицовочный

Огнеупорный

Зависимость от температуры использования

Коэффициент теплопроводности

Недостатки

Характеристики

Виды и маркировка

Чему равна удельная теплоемкость кирпича. Удельная теплоемкость кирпича

Недостатки

Характеристики

Виды и маркировка

Характеристики, влияющие на качество

Керамический

Силикатный

Облицовочный

Огнеупорный

Влияние температурного режима

Определение и формула теплоемкости

Использование теплоемкости на практике

Теплоемкость строительных материалов

Удельная теплоемкость твердых тел

Энергия нагрева

Пример — Требуемое тепло для повышения температуры в кусок дуба

Тепловая масса — Energy Education

Свойства термической массы

Термомассовые материалы

Материалы фазового перехода

Тепловая масса и климат

Список литературы

Тренировка: теплоемкость — Nexus Wiki

Читать

Запуск

Настройка

Ответьте на эти вопросы

Удельная теплоемкость материалов

Удельная теплоемкость произведенного кирпича. Вредны ли современные шамотные кирпичи? Удельная теплоемкость шамотного кирпича

Определение и формула теплоемкости

Практическое использование теплоемкости

Теплоемкость строительных материалов

Что это такое?

От чего зависит теплоемкость кирпича?

Виды кирпича и их показатели

Керамика

Силикатный

Облицовка

Огнеупорный

Зависимость от температуры использования

Использование тепловой массы для нагрева и охлаждения

Тепловая масса для комфорта вашего дома

Термомассы

Тепловые свойства строительных материалов

Добавить комментарий Отменить ответ