Jaký by měl být součinitel tepelné vodivosti?

Co je tedy tepelná vodivost? Z fyzikálního hlediska tepelná vodivost – jedná se o molekulární přenos tepla mezi přímo se dotýkajícími tělesy nebo částicemi téhož tělesa s různou teplotou, při kterém dochází k výměně energie pohybu strukturních částic (molekul, atomů, volných elektronů).

To se snadněji řekne tepelná vodivost je schopnost materiálu vést teplo. Pokud je uvnitř tělesa teplotní rozdíl, pak se tepelná energie přesouvá z teplejší části tělesa do chladnější části. K přenosu tepla dochází v důsledku přenosu energie při srážce molekul látky. To se děje, dokud se teplota uvnitř těla nezmění. Tento proces může probíhat v pevných, kapalných a plynných látkách.

V praxi, například ve stavebnictví pro tepelnou izolaci budov, se uvažuje o dalším aspektu tepelné vodivosti, spojeném s přenosem tepelné energie. Vezměme si jako příklad “abstraktní dům”. V „abstraktním domě“ je ohřívač, který udržuje konstantní teplotu uvnitř domu, řekněme 25 °C. Venkovní teplota je také konstantní, například 0 °C. Je celkem jasné, že když topení vypnete, tak po chvíli bude v domě také 0 °C. Veškeré teplo (tepelná energie) půjde přes zdi do ulice.

Pro udržení teploty v domě na 25 °C musí topení neustále běžet. Ohřívač neustále vytváří teplo, které neustále uniká stěnami na ulici.

Součinitel tepelné vodivosti.

Množství tepla, které projde stěnami (a podle vědy intenzita přenosu tepla v důsledku tepelné vodivosti) závisí na rozdílu teplot (v domě a venku), na ploše stěn a tepelné vodivosti. materiálu, ze kterého jsou tyto stěny vyrobeny.

Pro kvantifikaci tepelné vodivosti existuje součinitel tepelné vodivosti materiálů. Tento koeficient odráží vlastnost látky vést tepelnou energii. Čím vyšší je koeficient tepelné vodivosti materiálu, tím lépe vede teplo. Pokud budeme zateplovat dům, pak je potřeba volit materiály s malou hodnotou tohoto koeficientu. Čím menší, tím lepší. V dnešní době jsou nejpoužívanějšími materiály pro zateplení budov izolace z minerální vlny a různé pěnové plasty. Oblibu si získává nový materiál se zlepšenými tepelně izolačními vlastnostmi – Neopor.

Součinitel tepelné vodivosti materiálů je označen písmenem ? (malé řecké písmeno lambda) a je vyjádřeno ve W/(m2*K). To znamená, že pokud vezmeme cihlovou zeď se součinitelem tepelné vodivosti 0,67 W/(m2*K), tloušťkou 1 metr a plochou 1 m2, pak s rozdílem teplot 1 stupeň, 0,67 wattu tepelná energie bude procházet energií stěny. Pokud je teplotní rozdíl 10 stupňů, projde 6,7 wattu. A pokud je při takovém teplotním rozdílu stěna vyrobena 10 cm, pak bude tepelná ztráta již 67 wattů. Více podrobností o metodice výpočtu tepelných ztrát v budovách naleznete zde.

Je třeba poznamenat, že hodnoty součinitele tepelné vodivosti materiálů jsou uvedeny pro tloušťku materiálu 1 metr. Pro určení tepelné vodivosti materiálu pro jakoukoli jinou tloušťku je třeba koeficient tepelné vodivosti vydělit požadovanou tloušťkou, vyjádřenou v metrech.

Ve stavebních předpisech a výpočtech se často používá pojem „tepelný odpor materiálu“. To je převrácená hodnota tepelné vodivosti. Pokud je například tepelná vodivost pěnového plastu o tloušťce 10 cm 0,37 W/(m2*K), pak jeho tepelný odpor bude roven 1/0,37 W/(m2*K) = 2,7 (m2*K)/ út.

Součinitel tepelné vodivosti materiálů.

Níže uvedená tabulka ukazuje hodnoty součinitele tepelné vodivosti pro některé materiály používané ve stavebnictví.

Materiál	Coeff. teplý W/(m2*K)
Alabastrové desky	0,470
Hliník	230,0
Azbest (břidlice)	0,350
Vláknitý azbest	0,150
azbestový cement	1,760
Azbestocementové desky	0,350
Asfalt	0,720
Asfalt v podlahách	0,800
Bakelit	0,230
Beton na drceném kameni	1,300
Beton na písku	0,700
Pórovitý beton	1,400
Pevný beton	1,750
Tepelně izolační beton	0,180
Asfalt	0,470
papír	0,140
Lehká minerální vlna	0,045
Těžká minerální vlna	0,055
Vata	0,055
Vermikulitové listy	0,100
Vlněná plsť	0,045
Stavební sádra	0,350
Alumina	2,330
štěrk (výplň)	0,930
Žula, čedič	3,500
Půda 10% vody	1,750
Půda 20% vody	2,100
písčitá půda	1,160
Půda je suchá	0,400
Zhutněná půda	1,050
Tar	0,300
Dřevo – desky	0,150
Dřevo – překližka	0,150
Tvrdé dřevo	0,200
dřevotříska	0,200
Duralové	160,0
Železobeton	1,700
Popel ze dřeva	0,150
Vápenec	1,700
Vápenopísková malta	0,870
Iporka (pěnová pryskyřice)	0,038
Kamenný	1,400
Vícevrstvá stavební lepenka	0,130
Pěnová guma	0,030
Přírodní guma	0,042
Fluorovaná pryž	0,055
Pěnový beton	0,200
Křemičitá cihla	0,150
Dutá cihla	0,440
silikátové cihly	0,810
Pevná cihla	0,670
Strusková cihla	0,580
Křemičité desky	0,070
Mosaz	110,0
Led 0°C	2,210
Led -20°С	2,440
Lípa, bříza, javor, dub (15% vlhkost)	0,150
Měď	380,0
Mypora	0,085
Piliny – zásyp	0,095
Suché piliny	0,065
PVC	0,190
Pěnový beton	0,300
Polystyrenová pěna PS-1	0,037
Polystyrenová pěna PS-4	0,040
Pěnový plast PVC-1	0,050
Znovuotevřená pěna FRP	0,045
Expandovaný polystyren PS-B	0,040
Expandovaný polystyren PS-BS	0,040
Polyuretanové pěnové desky	0,035
Panely z polyuretanové pěny	0,025
Lehké pěnové sklo	0,060
Těžké pěnové sklo	0,080
Pergamin	0,170
Perlit	0,050
Perlit-cementové desky	0,080
Písek 0% vlhkosti	0,330
Písek 10% vlhkosti	0,970
Písek 20% vlhkosti	1,330
Pálený pískovec	1,500
Obkladové dlaždice	1,050
Tepelně izolační dlaždice PMTB-2	0,036
Polystyren	0,082
Pěnová guma	0,040
Portlandská cementová malta	0,470
Korková deska	0,043
Korkové desky jsou lehké	0,035
Korkové desky jsou těžké	0,050
Guma	0,150
Ruberoid	0,170
Břidlice	2,100
Sníh	1,500
Borovice lesní, smrk, jedle (450…550 kg/m15, vlhkost XNUMX %)	0,150
Pryskyřičná borovice (600…750 kg/m15, vlhkost XNUMX %)	0,230
ocel	52,0
sklo	1,150
Skleněná vata	0,050
Skleněná vlákna	0,036
Laminát ze skleněných vláken	0,300
Dřevěné hobliny – nádivka	0,120
Teflon	0,250
Papírová střešní lepenka	0,230
cementové desky	1,920
Cementovo-písková malta	1,200
Litina	56,0
Granulovaná struska	0,150
Kotlová struska	0,290
Struskový beton	0,600
Suchá omítka	0,210
Cementová omítka	0,900
Ebonit	0,160