Tabulka tepelné vodivosti stavebních materiálů, doporučení

Tepelná vodivost stavebních materiálů se stala v posledních letech oblíbeným tématem. Je to dáno tím, že lidé začali častěji přemýšlet o tom, jak ušetřit za vytápění svých domů v zimě, případně je učinit ekologičtějšími (pokud se topí uhlím, topným olejem nebo jiným neekologickým palivem).

Věříme, že mnozí z vás již slyšeli, že některé materiály vedou teplo dobře, jiné ne tolik. V souladu s tím jsou některé domy okamžitě teplé, zatímco jiné nutně potřebují izolovat. Ale jak to všichni spočítají? Podle jakých kritérií a vzorců? O tom vám povíme v tomto článku.

Součinitel tepelné vodivosti Lambda. co to je?

Koeficient λ (lambda) – To je snad nejdůležitější parametr všech tepelně izolačních materiálů. Jeho hodnota udává, kolik tepla může materiál přes sebe propustit. Tedy jeho index tepelné vodivosti.

Čím nižší je hodnota součinitele λ (lambda), tím nižší je vodivost materiálu, a proto je lépe izolován od tepelných ztrát. To znamená, že za stejných podmínek projde látkou s větší tepelnou vodivostí více tepla.

Jak se tento koeficient vypočítá? Podle druhého termodynamického zákona jde teplo vždy do oblasti s nižší teplotou. U tělesa ve tvaru teplovodivého kvádru za stacionárních podmínek závisí množství předávaného tepla na látce, úměrné průřezu tělesa, rozdílu teplot a době přenosu tepla.

Výpočtový vzorec tedy bude vypadat takto:

• λ (lambda) — součinitel tepelné vodivosti;
• ΔQ je množství tepla proudícího tělem;
• t — čas;
• L – délka těla;
• S je plocha průřezu těla;
• ΔT — teplotní rozdíl ve směru tepelné vodivosti;
• d je tloušťka přepážky.

Soustava SI je brána jako jednotka měření tepelné vodivosti – [W / (m K)]. Vyjadřuje množství tepelného toku jednotkovým povrchem materiálu dané tloušťky, je-li teplotní rozdíl mezi jeho dvěma stranami 1 Kelvin. Všechny tyto ukazatele se měří ve speciálních stavebních laboratořích.

Na čem závisí tepelná vodivost?

Jak jsme tedy již viděli, součinitel tepelné vodivosti λ (lambda) charakterizuje intenzitu prostupu tepla konkrétním materiálem.

Například kovy jsou nejvíce tepelně vodivé a plyny jsou nejslabší. Všechny vodiče elektřiny, jako je měď, hliník, zlato nebo stříbro, také dobře propouští teplo, zatímco elektrické izolanty (dřevo, plast, guma) ho naopak zadržují.

Co může ovlivnit tento ukazatel, kromě samotného materiálu? Například teplota. Tepelná vodivost izolačních materiálů s rostoucí teplotou roste, u kovů naopak klesá. Přítomnost nečistot může také ovlivnit. Nepodobné kovové slitiny mají obecně nižší tepelnou vodivost než jejich legující prvky.

Obecně platí, že tepelná vodivost látek závisí především na jejich struktuře, pórovitosti, a především na jejich hustotě. Pokud tedy výrobce uvádí nízkou hodnotu lambda při nízké hustotě materiálu, nemá tato informace zpravidla nic společného s realitou a jde pouze o reklamní trik.

Hodnoty tepelné vodivosti pro různé materiály

Pomocí této tabulky můžete porovnat, kolik může konkrétní materiál přenášet teplo:

Tepelná vodivost [W/(m K)]

Plsť, rohože a desky z minerální vlny

0,16 – 0,3 (borovice a smrk), 0,22 – 0,4 (dub)

Aplikace součinitele tepelné vodivosti ve stavebnictví

Ve stavebnictví platí jedno jednoduché pravidlo – součinitele tepelné vodivosti izolačních materiálů by měly být co nejnižší. Čím nižší je totiž hodnota λ (lambda), tím menší tloušťku izolační vrstvy lze vyrobit pro zajištění konkrétní hodnoty součinitele prostupu tepla stěnami nebo příčkami.

V současné době se výrobci tepelně izolačních materiálů (pěnový polystyren, grafitové desky nebo minerální vlna) snaží minimalizovat tloušťku výrobku snížením koeficientu λ (lambda), např. u polystyrenu je to 0,032-0,045 oproti 0,15-1,31 u cihlový.

Co se týče stavebních materiálů, součinitel tepelné vodivosti není při jejich výrobě tak důležitý, ale v posledních letech je trendem výroby stavebních materiálů s nízkou hodnotou λ (například keramické tvárnice, konstrukční izolační panely, pórobeton bloky). Takové materiály umožňují postavit jednovrstvou stěnu (bez izolace) nebo s minimální možnou tloušťkou izolační vrstvy.

Je důležité, aby se: Součinitel tepelné vodivosti lambda závisí na hustotě materiálu, proto při nákupu například pěnového polystyrenu věnujte pozornost hmotnosti výrobku. Pokud je hmotnost příliš nízká, pak desky nemají deklarovanou tepelnou izolaci. Dodáváme, že výrobce je povinen uvádět na každém balení deklarovanou hodnotu součinitele tepelné vodivosti.

Jaký stavební materiál je nejteplejší?

V současnosti se jedná o polyuretanovou pěnu (PPU) a její deriváty a také minerální (čedičovou, kamennou) vlnu. Již se osvědčily jako účinné tepelné izolanty a dnes se hojně používají při zateplování domů.

Abychom ilustrovali, jak účinné jsou tyto materiály, ukážeme vám následující obrázek. Ukazuje, jaká tloušťka materiálu stačí k udržení tepla ve stěně domu:

Co vzduch a plynné látky? – ptáš se. Vždyť jejich koeficient Lambda je ještě nižší? To je sice pravda, ale pokud máme co do činění s plyny a kapalinami, musíme kromě tepelné vodivosti počítat i s pohybem tepla uvnitř nich – tedy konvekcí (nepřetržitý pohyb vzduchu, kdy teplejší vzduch stoupá vzhůru a chladnější vzduch klesá).

Podobný jev se vyskytuje u porézních materiálů, proto mají vyšší hodnoty tepelné vodivosti než pevné materiály. Jde o to, že v dutinách takových materiálů jsou ukryty malé částice plynu (vzduch, oxid uhličitý). I když se to může stát i u jiných materiálů – pokud jsou v nich vzduchové póry příliš velké, může v nich také začít docházet ke konvekci.

Rozdíl mezi tepelnou vodivostí a přenosem tepla

Kromě součinitele tepelné vodivosti Lambda existuje také součinitel prostupu tepla U. Znějí podobně, ale znamenají úplně jiné věci.

Pokud je tedy součinitel tepelné vodivosti charakteristikou určitého materiálu, pak součinitel prostupu tepla U určuje stupeň tepelné izolace stěny nebo příčky. Jednoduše řečeno, součinitel tepelné vodivosti je výchozí a přímo ovlivňuje hodnotu součinitele prostupu tepla U.

Pokud máte zájem získat více informací na toto téma, stejně jako zjistit, jaké materiály je nejlepší pro zateplení vašeho domova, jaké jsou rozdíly mezi různými typy izolací, doporučujeme přečíst tento článek.

Pohodlí a útulnost v domě do značné míry závisí na dobře spočítané výměně tepla již ve fázi výstavby. K tomu se bere v úvahu vše. Pro zpřesnění výpočtů a jejich mnohem snazší provedení se používá tabulka tepelné vodivosti stavebních materiálů. S jeho pomocí si můžete spočítat, jak teplý bude dům a o kolik ekonomičtější bude jeho vytápění. Zvažme hlavní parametry tepelné vodivosti různých materiálů a metodiku výpočtu takové hodnoty pro celkovou konstrukci.

Co je tepelná vodivost, tepelný odpor a součinitel tepelné vodivosti

Jaký druh „zvíře“ je tepelná vodivost? Pokud „rozluštíte“ složitou fyzikální definici, můžete získat následující vysvětlení. Tepelná vodivost je vlastnost, kterou mají všechny stavební materiály. Vyznačuje se schopností přenášet teplo z vyhřívaného předmětu do chladnějšího. Čím rychleji a intenzivněji se to děje, tím chladnější je samotný materiál a konstrukce z něj tedy potřebuje intenzivnější ohřev. Což není moc efektivní, hlavně co se peněz týče.

Pro odhad hodnoty tepelné vodivosti se používají speciální koeficienty, které byly již předem identifikovány. GOST 30290-94 řídí metody pro určování takových charakteristik. Ten je neoddělitelně spojen s tepelným odporem, tedy odporem teplosměnné vrstvy. V případě vícevrstvého materiálu se počítá jako součet tepelných odporů jednotlivých vrstev. Tato hodnota sama o sobě je rovna poměru tloušťky vrstvy ke koeficientu.

Varování! Pro zjednodušený výpočet tepelného odporu stěny najdete na internetu kalkulačku s přístupným a srozumitelným rozhraním.

Jak vidíte, při určování tepelné vodivosti není nic složitého ani nepochopitelného. Se znalostí všech těchto charakteristik budoucích materiálů je možné vytvořit „energeticky účinný sendvič“, ale pouze za předpokladu, že budou brány v úvahu všechny okolnosti, které ovlivní tepelnou účinnost každé vrstvy konstrukce.

Hlavní parametry, na kterých závisí tepelná vodivost

Ne všechny stavební materiály jsou stejně tepelně účinné. Ovlivňují to následující faktory:

1. Porézní struktura materiálu znamená, že taková struktura je heterogenní a póry jsou vyplněny vzduchem. Tepelné hmoty pohybující se těmito vrstvami ztrácejí minimum své energie. Proto je pěnobeton s uzavřenými póry považován za dobrý tepelný izolant.
2. Zvýšená hustota materiálu zaručuje užší vztah mezi částicemi navzájem. V souladu s tím dochází k vyrovnávání teplotní bilance mnohem rychleji. Z tohoto důvodu má hustý materiál vysoký koeficient tepelné vodivosti. Proto je železobeton považován za jeden z „nejchladnějších“ materiálů.
3. Влажность – maligní faktor, který zvyšuje rychlost přenosu tepla. Proto je tak důležité provádět vysoce kvalitní hydroizolaci nezbytných součástí budovy, správně organizovat větrání a používat stavební materiály, které jsou co nejvíce inertní vůči vlhkosti.

Když víte, co je tepelná vodivost a jaké faktory ji ovlivňují, můžete se bezpečně pokusit použít své znalosti k výpočtu budoucích stavebních konstrukcí. K tomu potřebujete znát koeficienty použitých materiálů.

Součinitel tepelné vodivosti stavebních materiálů – tabulky

Tepelně izolační vlastnosti materiálů dokonale dokládají souhrnné tabulky, které prezentují standardní ukazatele.

Ale tyto tabulky tepelné vodivosti materiálů a izolačních materiálů neberou v úvahu všechny hodnoty. Podívejme se blíže na přenos tepla základních stavebních materiálů.

Tabulka tepelné vodivosti cihel

Jak jsme již viděli, cihla není „nejteplejším“ materiálem stěny. Z hlediska tepelné účinnosti zaostává za dřevem, pěnobetonem a keramzitem. Ale se správnou izolací vytváří útulné a teplé domovy.

Ale ne všechny typy cihel mají stejný koeficient tepelné vodivosti (λ). Například u slínku je největší – 0,4−0,9 W/(m K). Proto je nepraktické z toho něco stavět. Nejčastěji se používá pro silniční práce a pokládku podlah v technických budovách. Nejmenší koeficient této charakteristiky je u tzv. termokeramiky – pouze 0,11 W/(m K). Ale takový produkt je také velmi křehký, což minimalizuje jeho rozsah použití.

Dobrá shoda mezi pevností a tepelnou účinností vápenopískových cihel. Zdivo z nich však také potřebuje dodatečnou izolaci a v závislosti na oblasti stavby možná i zesílení stěny. Níže je uvedena srovnávací tabulka hodnot tepelné vodivosti pro různé typy cihel.

Tabulka tepelné vodivosti kovů

Tepelná vodivost kovů je neméně důležitá ve stavebnictví, například při výběru topných radiátorů. Takovým hodnotám se nelze vyhnout ani při svařování kritických konstrukcí, výrobě polovodičů a různých izolantů. Níže jsou uvedeny srovnávací tabulky tepelné vodivosti různých kovů.

Tabulka tepelné vodivosti dřeva

Dřevo ve stavebnictví je neoficiálně klasifikováno jako elitní materiál pro stavbu domů. A to nejen kvůli šetrnosti k životnímu prostředí a vysokým nákladům. Dřevo má nejnižší koeficienty tepelné vodivosti. Navíc takové hodnoty přímo závisí na plemeni. Nejnižší koeficient mezi stavebními druhy má cedr (pouze 0,095 W/(m∙C)) a korek. Stavba domů z posledně jmenovaného je velmi nákladná a problematická. Korek pro podlahy je však ceněn pro svou nízkou tepelnou vodivost a dobré zvukově izolační vlastnosti. Níže jsou uvedeny tabulky tepelné vodivosti a pevnosti různých hornin.

Tabulka tepelné vodivosti betonu

Beton ve svých různých variacích je dnes nejběžnějším stavebním materiálem, i když není „nejteplejší“. Ve stavebnictví se rozlišuje konstrukční a tepelně izolační beton. První se používají ke stavbě základů a kritických součástí budov s následnou izolací, zatímco druhé se používají ke stavbě zdí. V závislosti na regionu se na ně buď aplikuje další izolace, nebo ne.

Pórobeton je považován za nejvíce „teplý“ a trvanlivý. I když to není tak úplně pravda. Pokud porovnáte strukturu pěnových bloků a pórobetonu, můžete vidět významné rozdíly. V prvním jsou póry uzavřeny, zatímco v plynosilikátech je většina z nich otevřená, jakoby „roztrhaná“. Proto je ve větrném počasí nezateplený dům z provzdušněných tvárnic velmi chladný. Ze stejného důvodu je takový lehký beton náchylnější k vlhkosti.

Jaký je součinitel tepelné vodivosti vzduchové mezery?

Ve stavebnictví se často používají větrotěsné vzduchové vrstvy, které pouze zvyšují tepelnou vodivost celého objektu. Takové větrací otvory jsou také nutné k odstranění vlhkosti ven. Zvláštní pozornost je věnována navrhování takových vrstev v budovách z pěnového betonu pro různé účely. Takové vrstvy mají také svůj vlastní koeficient tepelné vodivosti v závislosti na jejich tloušťce.

Kalkulačka pro výpočet tloušťky stěny na základě tepelné vodivosti

V praxi jsou taková data často využívána nejen profesionálními designéry. Neexistuje jediný zákon, který by vám zakazoval samostatně vytvořit projekt vašeho budoucího domova. Hlavní věc je, že splňuje všechny normy a SNiP. Pro výpočet tepelné vodivosti stěny můžete použít speciální kalkulačku. Takový „zázrak pokroku“ si můžete buď nainstalovat do svého počítače jako aplikaci, nebo službu používat online.

Není v tom žádná moudrost. Stačí vybrat potřebná data a získáte hotový výsledek.

Existují také složitější výpočetní kalkulačky, které berou v úvahu všechny vrstvy stěn, příklad takového výpočetního „mechanismu“ je uveden na fotografii níže.

Tepelná účinnost budoucí budovy je samozřejmě otázkou, která vyžaduje zvýšenou pozornost. Koneckonců záleží na tom, jak bude dům teplý a jak ekonomicky bude vytápěn. Každá klimatická oblast má své vlastní normy pro součinitele tepelné vodivosti obvodových konstrukcí. Tepelnou účinnost můžete vypočítat sami, ale pokud se vyskytnou problémy, je lepší vyhledat pomoc od specialistů.