Součinitel tepelné vodivosti patří mezi často používané termíny ve stavebnictví, zejména v oblasti zateplení domu. Jelikož se v současné době stále častěji zaměřujeme na úsporu energie v našich domácnostech, je potřeba se alespoň částečně orientovat v základních fyzikálních veličinách, a mezi ně rozhodně patří i součinitel tepelné vodivosti.
Co je součinitel tepelné vodivosti?
Součinitel tepelné vodivosti λ je fyzikální veličina. Označuje se malým řeckým písmenem lambda. Udává schopnost stavebních materiálů vést teplo, tedy jeho teplotní vodivost. Tepelná vodivost stavebních materiálů je konstantní veličina. Jedná se o energii, která prochází materiálem (cihlou, betonem, polystyrenem, minerální vatou či jiným materiálem) o tloušťce 1 m při rozdílu teplot 1 K mezi oběma povrchy měřených materiálů.
Je definována jako množství tepla, které musí za jednotku času projít tělesem, aby na jednotkovou délku byl jednotkový teplotní spád. Přitom se předpokládá, že teplo se šíří pouze v jednom směru, např. v desce s rovnoběžnými povrchy. Tuto definici lze také vyjádřit tak, že součinitel tepelné vodivosti je výkon (tzn. teplo za jednotku času), který projde každým čtverečním metrem desky tlusté metr, jejíž jedna strana má teplotu o 1 kelvin vyšší než druhá.
Mnohdy bývá součinitel tepelné vodivosti chybně označován jako tepelná vodivost. Základní jednotkou je Watt na metr a Kelvin (W.m-1.K-1). Jednotkou součinitele tepelné vodivosti lambda λ je W*m-1*K-1. Součinitele tepelné vodivosti pak dostanete ze vzorce λ = d/(tSdeltaT)*Q , kde d je tloušťka materiálu v m, t je čas v sekundách, ΔT je rozdíl teplot mezi oběma vodorovnými stranami, S je plocha materiálu kolmá na tepelný tok a Q pak je množství tepla, které plochami projde.
Význam součinitele tepelné vodivosti
Hodnota tohoto součinitele se v praxi používá pro výpočet tloušťky zateplení konstrukce, pro výpočet tepelných ztrát a určení energetické náročnosti budovy. Pokud se při výběru vhodné tepelné izolace, a především její tloušťky, potřebujete správně rozhodovat, je nutné si spočítat tepelný odpor R. Jednoduchým poměrem tloušťky materiálu a součinitele tepelné vodivosti vypočtete tepelný odpor materiálu (konstrukce), což je obrácená hodnota součinitele prostupu tepla.
Čtěte také: Tření Mezi Betonem a Jinými Materiály
Čím je nižší hodnota součinitele tepelné vodivosti, znamená to, že materiál je dobrý tepelný izolant. Tepelná vodivost rozlišuje mezi sebou jednotlivé látky podle schopnosti vést teplo na tepelné izolanty a vodiče. Tepelné izolanty mají nízkou hodnotu lamda "minerální vata 0,04 polystyrén 0,037", hodnota nám ukazuje, že daný stavební materyál převádí malé množství tepla špatně vedou teplo. Tato vlastnost znamená udržet teplo na jedné straně materiáliu a nepustit ho pryč. Tepelné izolanty nazýváme obecně ve stavebnictví materiály, které se používají na zeteplení staveb. Jedná se o izolace obvodových zdí, izolace v podkroví střechy, izolace podlah v přízemí nebo izolace podlah mezi jednotlivímy patry.
Na energetickou náročnost budovy se klade stále větší důraz. Některé materiály mají vyšší tepelnou vodivost a některé nižší. Tvrzení, že na materiálu nezáleží, je naprostý nesmysl. Každý materiál má hodnotu tepelné vodivosti naprosto odlišnou.
Pórobeton a tepelná vodivost
Pórobeton dosahuje jedinečných tepelně izolačních parametrů, díky kterým mají pórobetonové stavby výbornou energetickou bilanci. Dosažení požadovaných hodnot pro nízkoenergetické či pasivní domy je velmi jednoduché. Tepelnou vodivostí se rozumí schopnost daného materiálu vést teplo. Představuje rychlost, jakou se teplo šíří materiálem.
Tepelná vodivost daného materiálu je charakterizována součinitelem tepelné vodivosti, má označení λ a jednotku W/m•K. Součinitel tepelné vodivosti (U) je důležitý, ale neměli byste zapomenout ani na součinitel prostupu tepla (R). Součinitel prostupu tepla určuje, k jakým tepelným ztrátám skrze danou konstrukci dochází. Jednotka W/m2K vyjadřuje, kolik tepelné energie ve Wattech prostupuje obvodovou konstrukcí o ploše 1 m2 při rozdílu venkovní a vnitřní teploty 1 K.
Díky hodnotě U můžeme dopředu zjistit s jakými tepelnými ztrátami můžeme počítat za použití konkrétní tloušťky materiálu. Pro výpočet hodnoty U musíme nejprve zjistit tepelný odpor konstrukce (R). Stavba z pórobetonu je nejen snadná a rychlá, ale také umožňuje stavbu nízkoenergetických staveb.
Čtěte také: Hodnoty součinitele prostupu tepla u cihel
Tabulka součinitelů tepelné vodivosti vybraných stavebních materiálů
Jelikož stanovení součinitele tepelné vodivosti není úplně jednoduchý, níže naleznete v tabulce součinitele pro některé základní stavební materiály. Hodnoty v tabulce jsou přibližné, protože každý výrobce či typ daného výrobku má mírně odlišné hodnoty. Například hodnoty pro beton jsou značně rozličné, protože se může jednat o hutný beton, ale také o beton pilinový, struskový či keramzitový.
| Materiál | Součinitel tepelné vodivosti λ (W/mK) |
|---|---|
| Zdivo z pórobetonových tvárnic o obj.hm. suché látky 100 kg/m3 a obj. hm. | (6,6 až 2,0) |
| Součinitel tepelné vodivosti pro stav. | (1,4 až 1,2) |
Upozornění: Tuto tabulku není možné brát jako závazný dokument sloužící pro stanovení vlastností konstrukcí staveb. Aktuálně platný a rozšířený přehled tepelně technických vlastností dalších materiálů podle ČSN 73 0540, ČSN 73 0544 a ČSN 73 0549. Výpočet tepelných ztrát budov podle ČSN 06 0210.
Čtěte také: Vše o výpočtu součinitele dotvarování betonu
tags: #součinitel #tepelné #vodivosti #beton #hodnoty