M nižší tepelná vodivost, tím lépe?

Součinitel tepelné vodivosti. Vyberte si „svou“ tepelnou izolaci

2019-02-27T21:46:57+03:00 20.03.2019 | Kategorie: Pohled odborníka | Štítky: Vlastní zateplení |

Co je součinitel tepelné vodivosti a proč je potřeba? Co znamená „při 10 °C“ nebo „při 100 °C“? Jak správně porovnávat tepelnou vodivost materiálů. První článek Dmitrije Abramova ze série „Vlastní tepelná izolace“.

Co je součinitel tepelné vodivosti

Přesná definice součinitele tepelné vodivosti je uvedena v souboru pravidel SP 61.13330.2012 „Tepelná izolace zařízení a potrubí“.

Součinitel tepelné vodivosti – množství tepla přeneseného za jednotku času přes jednotku plochy izotermického povrchu s teplotním gradientem rovným jednotce.
Od SP 61.13330.2012

Používají se zde následující pojmy:

Koeficient – relativní hodnota, která určuje vlastnost procesu nebo zařízení.

Tepelná vodivost – schopnost přenášet teplo z vytápěných prostor do chladnějších.

Izotermický povrch – povrch, jehož teplota je ve všech bodech stejná.

teplotní gradient – teplotní rozdíl.

V podstatě se jedná o vypočítaný koeficient, který ukazuje, kolik tepla materiál vede. Součinitel tepelné vodivosti je označen symbolem λ (lambda).

Proč je potřeba koeficient tepelné vodivosti?

Když vidíte, že součinitel tepelné vodivosti jednoho materiálu při 10 °C je 0,034 W/mK a druhého 0,036 W/mK za stejných podmínek. Co to znamená?

Díky koeficientu tepelné vodivosti můžete porovnat, který materiál předá více tepla a který méně. Čím nižší je tepelná vodivost materiálu, tím lepší tepelně izolační vlastnosti má.

Porovnejte například koeficient tepelné vodivosti materiálů ALMALEN při 10 °C s jinými pěnovými polyethyleny. Má nejnižší tepelnou vodivost ve své třídě: od 0,032 W/mK do 0,034 W/mK.

A pokud půjdeme dále, koeficient tepelné vodivosti umožní pochopit, jak se mění množství tepla přeneseného stejným materiálem v závislosti na teplotě na povrchu izolovaného objektu. Množství tepla přeneseného materiálem za určitou dobu se nazývá tepelný tok.

Definice tepelného toku je uvedena v GOST 7076-99 „Stavební materiály a výrobky. Metoda stanovení tepelné vodivosti a tepelného odporu za stacionárních tepelných podmínek.“

Tepelný tok – množství tepla procházející vzorkem za jednotku času.
Od GOST 7076-99

Co znamená λ?₁₀, λ₂₀, λ₁₀₀ a tak dále

Regulační dokumenty vám pomohou problematiku detailně pochopit. Vezměme si například GOST 32025-2012 (EN ISO 8497:1996) „Tepelná izolace. Metoda pro stanovení charakteristik přenosu tepla v továrně vyrobených lahvích za stacionárních tepelných podmínek. Podle této metody:

λ₁₀ je součinitel tepelné vodivosti získaný jako výsledek zkoušek při aritmetické střední hodnotě teploty tepelné izolace 10 °C. Aritmetický průměr teploty tepelné izolace je součet teplot na izolovaném povrchu a vnějším povrchu tepelné izolace dělený na polovinu.

λ₁₀₀ znamená, že zkoušky byly provedeny při aritmetickém průměru teploty tepelné izolace 100 °C.

Jak správně porovnat tepelnou vodivost různých materiálů

Pro stanovení součinitele tepelné vodivosti existují různé metody. Při porovnávání materiálů je třeba vždy věnovat pozornost srovnatelnosti a použitelnosti takových metod. To znamená, že je nutné porovnat součinitele tepelné vodivosti odebrané při stejné teplotě a stanovené podle stejné normy.

Například podle GOST 7076-99 „Stavební materiály a výrobky. Metoda stanovení tepelné vodivosti a tepelného odporu za stacionárních tepelných podmínek“ obvykle určuje součinitel tepelné vodivosti při 25 °C. Přitom většina evropských norem, například EN 12667:2001, definuje součinitel tepelné vodivosti při 10 °C.

Součinitel tepelné vodivosti stejného materiálu, měřený při nižší teplotě, bude mít vždy nižší hodnotu a údajně bude vypadat lépe.

Když někdo srovnává různé materiály na základě neznámých koeficientů tepelné vodivosti, utíkejte od takového „specialisty“. V nejlepším případě ztratíte čas.

Líbí se? Sdílej se svými přáteli!

5 komentáře

Vasily 23.03.2019 v 08:29 — Odpovědět

V článku je uvedena definice „součinitele tepelné vodivosti“ z SP 61 a v textu „tepelná vodivost“. Jak je to tedy správné a o jaké hodnotě mluvíme? Koeficient je bezrozměrný. logicky. Ano? Můžete prosím vysvětlit

Dmitrij Abramov 23.03.2019 v 11:39 — Odpovědět

Součinitel tepelné vodivosti je rozměrová hodnota udávající množství tepla přeneseného za jednotku času přes jednotku povrchu za jednotku času s rozdílem teplot jeden stupeň. Pro lineární součinitel tepelné vodivosti stěnami, válcovými nebo plochými, který se obvykle používá ve stavební tepelné fyzice, vypadá rozměr jako W/mS nebo W/mK, protože rozměry Celsia a Kelvina jsou stejné. Čím vyšší je součinitel tepelné vodivosti, tím intenzivnější je tepelný tok stěnou (aby to bylo zřetelnější přes tloušťku materiálu) a tím větší je tepelná vodivost tohoto materiálu. To znamená, že tepelná vodivost je vlastnost materiálu a tepelná vodivost je charakteristikou této vlastnosti.

Alexander 22.03.2019 v 07:55 — Odpovědět

Ve stavebnictví pracují se součiniteli tepelné vodivosti za reálných podmínek: lambda „a“ a lambda „b“. Zajímalo by mě, proč se u technické izolace nepoužívají takové koeficienty.

Dmitrij Abramov 22.03.2019 v 10:32 — Odpovědět

Součinitele tepelné vodivosti za provozních podmínek „A“ a „B“ znamenají přítomnost stálého zvlhčování izolace během topného období v obvodové konstrukci v důsledku difúze vodní páry z místnosti ven. Objem difuze závisí na typu místnosti (suchá, vlhká, mokrá), a proto poslední dva odkazují na provozní podmínky „B“. V technické izolaci je odlišný přístup, založený na skladbě tepelněizolační konstrukce. Při vysokých teplotách chladicí kapaliny samozřejmě nedochází k difúzi páry do potrubí. Proto se v technické izolaci bere součinitel tepelné vodivosti při 25C (v některých případech při 10C) a k tomuto součiniteli se připočítává zvýšení teploty, vlhkosti, stárnutí, násobené součinitelem zhutnění atd. A při nízkých teplotách chladicí kapaliny, zejména v létě, je objem difúze k povrchu potrubí mnohem větší než objem uvažovaný ve stavebních konstrukcích. Ale to je samostatné téma.

Pavel Bakhirev 22.03.2019 v 10:43 — Odpovědět

Difúze je vzájemné pronikání kontaktujících látek do sebe v důsledku tepelného pohybu částic. Difúze vodní páry je pronikání vodní páry do materiálu při kontaktu materiálu se vzduchem. Přírůstek je částka, o kterou se něco zvýší.

Než začneme s podrobným srovnáním izolačních materiálů, pojďme nejprve zjistit, které izolační materiály jsou na Ukrajině nejvíce žádané. Mezi nejoblíbenější izolační materiály pro širokou škálu aplikací patří minerální vlna, tekuté tepelné izolace, pěnový polystyren, penoizol, ecowool a polyuretanová pěna (PPU). Každá firma i soukromý vlastník má svou vizi, která izolace je lepší. Ale i tak stojí za to být objektivní. Proto je navrhujeme porovnat podle hlavních ukazatelů.

Porovnání tepelné izolace podle tepelné vodivosti

První důležitou vlastností tepelně izolačních materiálů je tepelná vodivost. Tento indikátor zohledňuje množství tepla, které materiál předává neustále, a ne v krátkém čase. Tepelná vodivost izolace ukazuje koeficient, který se měří ve wattech na metr čtvereční. To znamená, že pokud vidíme hodnotu 0.05 W/m*K, znamená to, že na 1 metr čtvereční plochy s aplikovanou tepelnou izolací bude tepelná ztráta 0.05 Watt. V důsledku toho, čím vyšší je součinitel tepelné vodivosti, tím horší jsou jeho tepelně izolační vlastnosti.

Nyní se podíváme na údaje o našich materiálech a dáme vše do tabulky.

Srovnávací tabulka pro tepelnou vodivost izolace:

Tepelně izolační materiál	Tepelná vodivost, W/m*K
Tekutá tepelná izolace Lic Ceramic	0.0025
Polyuretanová pěna	0.023-0.035
Penoizol	0.028-0.034
Ecowool	0.032-0.041
Pěnoplasty	0.036-0.041
Minerální vlna	0.037-0.048

Jak můžete vidět, tekutá tepelná izolace zaujímá první místo v tepelné vodivosti mezi nejoblíbenějšími izolačními materiály pro širokou škálu aplikací. A přitom je hodnota o řád vyšší než u polyuretanové pěny. Poslední místo v této tabulce patří minerální vatě.

Při zateplování je velmi důležitá tloušťka izolačního materiálu. A pro každou situaci se tloušťka vypočítá individuálně. Hodnotu tloušťky tepelné izolace totiž ovlivní řada faktorů. Patří mezi ně tloušťka stěn, účel místnosti a dokonce i klimatická zóna.

Pro nikoho nebude tajemstvím, že tepelná vodivost izolace závisí na hustotě materiálu. A právě minerální vlna v tom všem ztrácí. Pokud je hustota vysoká, znamená to, že v tomto materiálu je méně vzduchu. Problémem přítomnosti vzduchu v tepelně izolačních materiálech je jejich vysoký součinitel tepelné vodivosti. Pro vaši informaci tekutá tepelná izolace Lic Ceramic obsahuje minimální množství vzduchu, jelikož kompozice využívá vakuové keramické kuličky.

Porovnání izolace podle paropropustnosti

Charakteristika jako je paropropustnost je pro izolaci velmi důležitá, protože charakterizuje, jak materiál propouští vzduch a spolu s ním i páru, což vede ke kondenzaci. Čím vyšší je paropropustnost, tím méně kondenzace.

Tabulka paropropustnosti izolace

Tepelně izolační materiál	Paropropustnost, mg/m*h*Pa
Minerální vlna	0.49-0.6
Tekutá tepelná izolace Lic Ceramic	0.44
Ecowool	0.3
Penoizol	0.21-0.24
Pěnoplasty	0.03
Polyuretanová pěna	0.02

Při porovnání vidíme, že nejvyšší paropropustnost má minerální vlna a tekutá tepelná izolace Lic Ceramic. U celopolymerové izolace je hodnota této charakteristiky velmi nízká. Proto v mnoha případech, kdy lidé zateplují své domy pěnovým polystyrenem, dochází k efektu mokré zdi. V prostoru mezi stěnou a pěnou se hromadí voda a následně se objevují houby a černá plíseň. A v zimě voda zamrzá a odtlačuje pěnu od stěny, což často vede ke zcela nulovým izolačním výsledkům. Pokud jde o izolaci zevnitř pěnovým polystyrenem, destruktivní účinek mají houby a plísně, které jsou velmi škodlivé pro zdraví lidí a zvířat.

Porovnání tepelné izolace pro instalaci a účinnost za provozu

Instalace je pro zákazníky velmi důležitá. Koneckonců, vzhledem k tomu, jak probíhá instalace tepelné izolace, závisí finanční náklady a čas. Nejjednodušším materiálem pro aplikaci je tekutá tepelná izolace. A kromě toho právě z tohoto důvodu si jej mnoho kupujících vybírá, protože si tekutou keramickou tepelnou izolaci aplikují sami. Opakem z hlediska snadnosti instalace je polyuretanová pěna. K jeho aplikaci potřebujete speciální vybavení. Ecowool lze také snadno položit na podlahu nebo pro izolaci podkroví. Ale stříkání ecowool na stěny pomocí mokré metody vyžaduje dovednost a speciální vybavení.

Pokud jde o pěnový polystyren, lze jej položit na speciálně předem nainstalovaný plášť nebo přímo na požadovaný povrch. U desek z kamenné vlny je situace přibližně stejná. Pokládají se k izolaci svislých a vodorovných ploch. Ale měkká skelná vata, která se dodává v rolích, by měla být položena pouze na opláštění.

Po určité době po použití se může aplikovaný tepelně izolační materiál změnit. Koneckonců, v závislosti na řadě vlastností, může absorbovat vlhkost, smršťovat se, mohou se v něm objevit hlodavci a mohou na něj působit infračervené paprsky, voda a další prvky prostředí, včetně agresivních chemických sloučenin. A vůči tomu všemu nejimunnější je tekutá keramická tepelná izolace Lic Ceramic příslušných úprav.

Porovnání izolačních materiálů pro požární bezpečnost

Požární bezpečnost je velmi důležitým faktorem pro výběr tepelně izolačního materiálu. To je zvláště důležité, pokud jde o izolaci komínů, vzduchovodů a kotelen. K tomuto účelu je vhodná pouze tepelná izolace, která nepodporuje hoření při jakékoliv teplotě. A mezi takové materiály patří tekuté tepelné izolace na bázi keramiky a speciálně navržená minerální vlna. Zbývající materiály, které se účastní našeho srovnání, tak či onak podporují spalování. Pro přehlednost doporučujeme prostudovat tabulku porovnání izolačních materiálů podle hořlavosti:

Název tepelné izolace	Skupina hořlavosti
Tekutá tepelná izolace Lic Ceramic	G1
Minerální vlna	NG-G3
Penoizol	G2-G3
Polyuretanová pěna	G2-G4
Ecowool	G2-G3
Pěnoplasty	G1-G4

NG – nesvítí;
G1 – málo hořlavý;
G2 – středně hořlavý;
G4 je vysoce hořlavý.

Doufáme, že naše srovnání tepelných izolací pomůže při výběru správného materiálu pro izolaci.