Теплопроводность бетона и железобетона

Теплопроводность тяжелого бетона на щебне плотностью 2400 кг/м³ в условиях Б равна 1,86 Вт/(м·°C) (СП 50.13330.2024, табл. М.1, строка 217), у кирпичной кладки 0,81 (строка 197): бетон проводит тепло в 2,3 раза больше.

Возьмите куб бетона с ребром 1 м. С одной стороны обогреватель, с другой на 1 градус холоднее. Через куб пойдет столько ватт, сколько равна λ: 1,86 Вт при условиях Б (строка 217). Это и есть теплопроводность. Образ нужен, чтобы число не было абстрактным: чем меньше ватт, тем лучше материал держит тепло.

Коротко

• В расчет берут λ условий А или Б: для бетона на щебне это 1,74 (А) и 1,86 (Б), для железобетона 1,92 и 2,04 (СП 50.13330.2024, табл. М.1, строки 217 и 216).
• Таблица ниже: обе строки тяжелого бетона и железобетона (216, 217), с плотностью, обеими λ и записью в справочнике.
• Сплошная стена из бетона до нормы не доходит: в Москве потребовалось бы 5,2 м бетона на щебне (условия Б, однородная стена).

λ бетона по СП 50 (таблица М.1)#

Таблица М.1 приложения М СП 50.13330.2024: расчетные теплотехнические показатели материалов. λ приведены при средней температуре 25 °C (примечание 3). В нашем справочнике каждая строка записана с тем же номером, поэтому любое число можно найти и в норме, и в файле.

Почему λА не равна λ «в сухом состоянии»: λА и λБ расчетные, их дают при влажности материала w, принятой для условий эксплуатации А и Б, а λ₀ в сухом состоянии дана при w = 0, поэтому λА и λБ всегда больше λ₀. Рядом с каждой строкой стоят плотность ρ₀ и обе колонки, А и Б.

Какую строку таблицы брать?#

• Бетон на гравии или щебне из природного камня (обычный тяжелый): строка 217, ρ₀ 2400 кг/м³.
• Железобетон: строка 216, ρ₀ 2500 кг/м³.
• Бетон на литоидной пемзе: строка 106 таблицы М.1 в таблицу страницы не вошла (это не обычный тяжелый бетон): ее берут по номеру строки из нормы.
• Газобетон и керамзитобетон: отдельные страницы, газобетон и керамзитобетон: у них λ в разы ниже.
• Марка бетона (М300 и т.п.): в таблице М.1 строки бетона выбирают по плотности и виду заполнителя, строки с маркой по прочности (М300) там нет.

Почему в каталоге цифра меньше?#

Если λ бетона в каталоге или на упаковке заметно меньше, чем в таблице выше, проверьте, не λ ли это сухого материала. В норме она стоит колонкой λ₀ (влажность равна нулю, примечание 2 к таблице М.1). В конструкции материал не сухой: для бетона на щебне (строка 217) в условиях А влажность принята 2 %, в условиях Б 3 %, и λ растет от 1,51 до 1,86 (СП 50.13330.2024, табл. М.1, строка 217).

Какие расхождения бывают в справочниках теплопроводности бетона?#

Числа теплопроводности бетона в справочниках, каталогах и блогах нередко не совпадают с таблицей нормы. Типовые причины, которые стоит проверить:

• Сухая λ вместо расчетной. В расчете стены нужны λА или λБ, а не λ₀ сухого материала: у строки 217 λ₀ равна 1,51, расчетные 1,74 (А) и 1,86 (Б).
• Другая редакция нормы. Значения могут относиться к старому СП. Редакцию нужно искать рядом с числом.
• Нет плотности и условий А и Б. Число без ρ₀ и без А и Б нельзя сверить со строкой: у железобетона (строка 216, ρ₀ 2500 кг/м³) λА 1,92, λБ 2,04, у бетона на щебне (строка 217, ρ₀ 2400 кг/м³) 1,74 и 1,86.

Как выбрать А или Б?#

Условие зависит от двух вещей: влажности воздуха в помещении (табл. 1 нормы) и зоны влажности района (приложение А, карта: зона 1 влажная, 2 нормальная, 3 сухая). Жилая комната при +20 °C и 55 % попадает в режим «нормальный» (при температуре св. 12 до 24 °C это влажность св. 50 до 60 %).

Вывод по таблице 2 нормы: А получается в сухой зоне (кроме влажного и мокрого режима помещения) и при сухом режиме помещения в нормальной зоне. Для жилой комнаты с нормальным режимом А только в сухой зоне, в нормальной и во влажной зоне берут Б. Зону своего района смотрите на рисунке А.1 нормы, в реестре климата поля зоны нет. Если зона района неизвестна, берут Б: λБ не меньше λА, расчет идет с запасом.

Таблица 2 и приложение А в тексте нормы · п. 4.4 · приложение А

Сколько бетона нужно до нормы?#

Стена должна давать сопротивление теплопередаче не меньше базового R₀тр (табл. 3 нормы, поз. 1.1 «жилые», графа «стены»): R₀тр = a · ГСОП + b, где a = 0,00035, b = 1,4, ГСОП = (t_в − t_от) · z_от (формула 5.2), t_в = 20 °C (для района с t_н минус 31 °C и ниже жилые комнаты считают при 21 °C по ГОСТ 30494-2011, как и в калькуляторе толщины утеплителя; так считается Новосибирск). Для однородной стены R₀ = 1/α_в + d/λ + 1/α_н (формула Г.6), α_в = 8,7 (табл. 4, п. 1), α_н = 23 (табл. 6, п. 1). Отсюда толщина d = λ · (R₀тр − 1/8,7 − 1/23), округляем вверх до 10 мм.

Слой бетона сам по себе дает вот сколько (R слоя для привычных толщин):

А вот сколько потребовалось бы сплошной стены, чтобы одной ей дойти до R₀тр:

Как читать: «При А» и «При Б» считают однородную стену без откосов, перемычек и углов (r = 1). Последняя колонка берет r = 0,92, как калькулятор по умолчанию: настоящая стена неоднородна. Города взяты как примеры (t_от и z_от из реестра климата): Москва 4383 °C·сут/год и R₀тр 2,93, Новосибирск (t_в 21 °C) 6248 и 3,59, Краснодар 2428 и 2,25.

Даже при наименьшем m_р = 0,63 по п. 5.2 для Москвы нужно 3,2 м бетона на щебне. Поэтому стену из бетона на практике утепляют, а бетон несет нагрузку.

Посчитать в калькуляторе#

Калькулятор «Толщина утеплителя» открывается сразу с выбранными слоями и городом Москва: город и слои можно сменить. Материалы в адресе заданы постоянными номерами из нашего справочника.

• Стена из бетона на щебне 200 мм без утеплителя
• Железобетонная стена 200 мм с минватой 150 мм
• Железобетонная стена 300 мм с минватой 150 мм

Подробный разбор расчета «шаг за шагом» есть в уроке 2 самоучителя.

Где бетон дает мост холода?#

Мост холода (тепловой мост) это место, где тепло уходит быстрее, чем через ровную стену, потому что на его пути стоит материал с большей λ или меньше утеплителя. Для бетона это:

• Плита перекрытия и балкона, прошивающая стену. Железобетон (λБ 2,04, строка 216) проводит тепло в 2,5 раза больше кирпичной кладки (строка 197) и в 44 раза больше каменной ваты (строка 24).
• Перемычка над окном. Железобетонная перемычка в слое кладки или газобетона (λБ газобетона D500 0,162, строка 192) проводит тепло в 13 раз больше.
• Углы и стыки панелей. Здесь бетон выходит на наружную грань; такие узлы считают по температурному полю.

Такие места считают не по формуле, а по температурному полю, в Temper-3D.

Связанные страницы#

• Теплопроводность газобетона
• Теплопроводность керамзитобетона
• Теплопроводность кирпича
• Все материалы справочника
• Какая толщина утеплителя нужна для стен
• СП 50.13330.2024 на сайте