Współczynnik przewodzenia ciepła

Z Encyklopedia materiałów budowlanych
Wersja Admin (dyskusja | edycje) z dnia 11:50, 1 paź 2013

(różn.) ← poprzednia wersja | przejdź do aktualnej wersji (różn.) | następna wersja → (różn.)

Współczynnik przewodzenia ciepła (λ, dawniej oraz w nomenklaturze anglojęzycznej k) jest parametrem charakteryzującym dany materiał budowlany z punktu widzenia ochrony cieplnej. Im jego wartość jest niższa, tym dany materiał gorzej przewodzi ciepło, a zatem lepiej izoluje przed stratami ciepła.

Jednostką współczynnika przewodzenia ciepła jest wat na metr kelwin (W/mK). Wyraża ona wielkość przepływu ciepła przez jednostkową powierzchnię z materiału o danej grubości, jeśli różnica temperatur między dwiema jego stronami wynosi 1 Kelwin.

Zależność do określenia współczynnika przewodzenia ciepła jest następująca:

λ= Q' * d / (ST) [W/mK]

gdzie:

Q' – natężenie przepływu ciepła [W],
d - grubość przegrody [m],
S – pole przekroju przez który przepływa ciepło [m²],
ΔT – różnica temperatur w kierunku przewodzenia ciepła [K].

Znaczenie współczynnika przewodzenia ciepła w budownictwie

Współczynniki przewodzenia ciepła materiałów izolacyjnych powinny przyjmować jak najmniejsze wartości. Im mniejsza wartość λ, tym mniejszą grubość musi mieć dana warstwa izolacyjna, by zapewnić określoną wartość współczynnika przenikania ciepła przez przegrodę.

W przypadku materiałów konstrukcyjnych, współczynnik przewodzenia ciepła ma drugorzędne znaczenie. Niekiedy dąży się jednak do produkcji materiałów konstrukcyjnych o niskiej wartości tego współczynnika (np. pustaki ceramiczne, pustaki keramzytobetonowe, bloczki z betonu komórkowego), aby możliwe było wykonanie ściany jednowarstwowej (bez ocieplenia) lub z możliwie małą grubością warstwy izolacyjnej.

Najniższą wartością współczynnika przewodzenia ciepła charakteryzują się gazy. Nie oznacza to jednak, że gruba warstwa izolacyjna z powietrza będzie stanowić lepszą izolację, niż tak samo gruba warstwa materiału izolacyjnego (np. styropianu). Wynika to z tego faktu, że w przypadku cieczy i gazów oprócz przewodzenia, istotną rolę odgrywa również przekazywanie ciepła na drodze konwekcji. Cieplejsze powietrze unosi się ku górze a zimniejsze opada na dół, w warstwie pustki powietrznej odbywa się więc ciągły ruch powietrza -- nagrzewające się od cieplejszej powierzchni powietrze płynie ku górze, schładzając się od powierzchni zimniejszej, opada w dół.

Materiały porowate posiadają wartości współczynników przewodzenia ciepła niższe, niż materiały ciągłe. Wynika to z zamknięcia w ich objętości małych porcji gazu (powietrza, dwutlenku węgla). Gdy przestrzenie zawierające gaz będą zbyt duże, zacznie zachodzić w nich konwekcja, co zwiększy współczynnik przewodzenia ciepła przez dany materiał budowlany.

Wartości współczynnika przewodzenia ciepła dla wybranych materiałów budowlanych

Materiał Współczynnik przewodzenia ciepła[1][2]
[W/(m·K)]
Aerożel 0,004 - 0,04
Pianka poliuretanowa 0,02 - 0,021
Powietrze 0,025
Wełna mineralna 0,03 - 0,04
Perlit 0,031
Styropian (polistyren ekspandowany, EPS) 0,032 - 0,045
Korek 0,04 - 0,07
Drewno 0,04 - 0,17
Cegła 0,15 - 1,31
Guma 0,16
Cement portlandzki 0,29
Woda (w fazie ciekłej) 0,6
Beton 0,8 - 1,28
Szkło 0,8 - 1,4
Gleba 1,5
Piaskowiec 1,73 - 3,98
Granit 1,83 - 2,9
Marmur 2,07 - 2,94
Piaskowiec 1,83 - 2,9
Stal nierdzewna 16,3


  1. Thermal conductivity, http://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_conductivity
  2. List of thermal conductivities, http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_thermal_conductivities