Współczynnik przewodzenia ciepła – czym jest i dlaczego musisz go znać?

Mieliśmy już okazję opisać czym jest współczynnik przewodzenia ciepła. Równie ważnym w naszej technologii jest drugi współczynnik – tym razem przewodzenia. Czym różnią się te dwa współczynniki? Który jest ważniejszy? Wszystkiego dowiesz się z tego artykułu.

Czym jest współczynnik przewodzenia ciepła lambda?

Współczynnik przewodzenia ciepła lambda (λ) to parametr określający zdolność materiału do przewodzenia ciepła. Wyraża, ile ciepła przepływa przez jednostkę powierzchni materiału o grubości 1 metra, gdy różnica temperatur po obu stronach wynosi 1°C. Im niższa wartość współczynnika λ, tym lepsze właściwości izolacyjne materiału, co oznacza, że przewodzi on mniej ciepła i lepiej chroni przed stratami energetycznymi. Współczynnik lambda jest kluczowym parametrem w ocenie efektywności izolacyjnej materiałów stosowanych w budownictwie, takich jak wełna mineralna, styropian czy pianka poliuretanowa. Dla materiałów izolacyjnych niska wartość λ oznacza wyższą efektywność w zatrzymywaniu ciepła, co przekłada się na niższe zapotrzebowanie na ogrzewanie budynku i zwiększa jego energooszczędność.

Jak obliczyć wartość współczynnika?

Wartość współczynnika przewodzenia ciepła lambda (λ) oblicza się na podstawie wzoru:

λ= Q d / A ΔT

gdzie:

• Q– ilość ciepła przepływająca przez materiał,
• d– grubość materiału (w metrach),
• A – powierzchnia przekroju materiału, przez którą przepływa ciepło,
• ΔT – różnica temperatur między obiema stronami materiału.

W praktyce pomiar współczynnika λ dla materiałów budowlanych jest dokonywany przez producentów w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych, a uzyskane wartości deklarowane są w dokumentacji technicznej. Przy projektowaniu budynków i doborze materiałów izolacyjnych architekci oraz inżynierowie korzystają z tych danych, aby zapewnić optymalne właściwości cieplne przegród budowlanych, minimalizując straty energii i zwiększając energooszczędność budynku.

Współczynnik przewodzenia ciepła, a współczynnik przenikania ciepła

Współczynnik przewodzenia ciepła (λ) i współczynnik przenikania ciepła (U) to dwa różne parametry, które opisują właściwości cieplne materiałów budowlanych, choć często bywają mylone.

Współczynnik przewodzenia ciepła lambda (λ) odnosi się do konkretnego materiału i określa jego zdolność do przewodzenia ciepła. Im niższa wartość λ, tym lepsze właściwości izolacyjne materiału, co oznacza, że przewodzi on mniej ciepła.

Współczynnik przenikania ciepła U opisuje natomiast całą przegrodę budowlaną, czyli np. ścianę, dach czy fundament. Uwzględnia on nie tylko współczynnik λ dla każdego materiału wchodzącego w skład przegrody, ale również grubość poszczególnych warstw. Współczynnik U jest wyrażany w jednostkach W/(m²·K) i pokazuje, ile ciepła przenika przez 1 m² przegrody przy różnicy temperatur wynoszącej 1°C. Im niższa wartość współczynnika U, tym lepsza izolacyjność całej przegrody, co przekłada się na mniejsze straty ciepła.

Podsumowując, λ opisuje właściwości cieplne pojedynczego materiału, natomiast U dotyczy całej konstrukcji, uwzględniając różne warstwy i ich grubość. W budownictwie energooszczędnym dąży się do niskich wartości współczynnika U, co wymaga użycia materiałów o niskim współczynniku λ i odpowiedniej grubości izolacji.

Jakie materiały izolacyjne posiadają dobre współczynniki?

Materiały izolacyjne o dobrych współczynnikach przewodzenia ciepła charakteryzują się niską wartością λ, co oznacza, że skutecznie ograniczają przepływ ciepła i minimalizują straty energetyczne. Oto najczęściej stosowane materiały izolacyjne o dobrych parametrach izolacyjnych:

1. Wełna mineralna (λ = 0,030–0,045 W/(m·K)) – Wełna mineralna, w tym wełna skalna i szklana, oferuje dobre właściwości izolacyjne oraz dodatkową zaletę, jaką jest odporność na ogień. Działa też jako izolacja akustyczna.
2. Styropian (polistyren ekspandowany EPS) (λ = 0,031–0,045 W/(m·K)) – Styropian jest popularnym wyborem ze względu na swoje właściwości termoizolacyjne, niską wagę oraz łatwość montażu. Wersje o wyższej gęstości i specjalnym przeznaczeniu (np. do fundamentów) mają lepsze parametry izolacyjne.
3. Polistyren ekstrudowany (XPS) (λ = 0,029–0,038 W/(m·K)) – XPS charakteryzuje się wyższą odpornością na wilgoć i większą wytrzymałością mechaniczną niż EPS, co sprawia, że jest odpowiedni do izolacji fundamentów oraz miejsc narażonych na obciążenia.
4. Pianka poliuretanowa (PUR i PIR) (λ = 0,022–0,028 W/(m·K)) – Pianki PUR i PIR mają jedne z najlepszych współczynników przewodzenia ciepła na rynku, co pozwala na zastosowanie cieńszych warstw izolacji przy zachowaniu wysokiej efektywności. Są one jednak bardziej kosztowne niż inne materiały izolacyjne.
5. Aerożele (λ = 0,013–0,020 W/(m·K)) – Aerożele to nowoczesne materiały o wyjątkowo niskim współczynniku przewodzenia ciepła. Dzięki temu mogą zapewniać wysoką izolacyjność przy minimalnej grubości, ale są droższe i często stosowane w specjalistycznych projektach.
6. Celuloza (λ = 0,038–0,040 W/(m·K)) – Celuloza jest ekologicznym materiałem izolacyjnym produkowanym z recyklingowanego papieru. Charakteryzuje się dobrą izolacyjnością i skutecznością w zatrzymywaniu ciepła, choć może być mniej odporna na wilgoć niż inne izolacje.

Wybierając materiały izolacyjne, warto zwrócić uwagę nie tylko na ich współczynnik λ, ale również na inne właściwości, takie jak odporność na wilgoć, wytrzymałość oraz łatwość montażu, aby zapewnić optymalne właściwości termoizolacyjne całej przegrody budowlanej.

Czy mostki termiczne wpływają na współczynnik przewodzenia ciepła?

Mostki termiczne nie wpływają bezpośrednio na współczynnik przewodzenia ciepła (λ) samego materiału, ponieważ λ jest stałą wartością określającą zdolność konkretnego materiału do przewodzenia ciepła. Natomiast mostki termiczne wpływają na współczynnik przenikania ciepła (U) całej przegrody, uwzględniający stratę ciepła przez całą konstrukcję, w tym obszary narażone na mostki termiczne.

Mostki termiczne to miejsca w przegrodach budowlanych, gdzie dochodzi do intensywniejszego przepływu ciepła niż przez resztę konstrukcji, np. wokół okien, drzwi, na styku ścian i fundamentów. Te lokalne punkty o zwiększonej przewodności cieplnej powodują dodatkowe straty energii, które obniżają efektywność izolacyjną całej przegrody, nawet jeśli zastosowano materiały o niskim współczynniku λ.

Podsumowując, choć mostki termiczne nie zmieniają wartości współczynnika przewodzenia ciepła dla danego materiału, obniżają efektywność cieplną przegrody budowlanej, co ma negatywny wpływ na energooszczędność budynku i może wymagać dodatkowej izolacji, aby zniwelować straty ciepła.

IZODOM a współczynniki przewodzenia ciepła

Technologia IZODOM opiera się na nowoczesnych materiałach termoizolacyjnych, takich jak peripor, neopor oraz biały EPS (polistyren ekspandowany). Każdy z tych materiałów charakteryzuje się niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła (λ), co czyni je bardzo efektywnymi w ograniczaniu strat ciepła i wspiera energooszczędność budynku od podstaw.

Peripor to materiał izolacyjny o ulepszonej strukturze polistyrenu, która zapewnia wyższą wytrzymałość mechaniczną i odporność na wilgoć, a jednocześnie bardzo dobre właściwości termoizolacyjne. Jego niski współczynnik λ umożliwia redukcję grubości izolacji przy zachowaniu wysokiej efektywności cieplnej. W IZODOM używamy Periporu marki BASF.

Neopor to materiał stworzony na bazie EPS z dodatkiem grafitu, który poprawia jego właściwości izolacyjne. Dzięki grafitowi neopor skutecznie odbija i pochłania promieniowanie cieplne, co dodatkowo obniża współczynnik przewodzenia ciepła. Zastosowanie neoporu w technologii IZODOM pozwala uzyskać cieńsze, a przy tym bardzo efektywne termicznie przegrody, które minimalizują straty ciepła.

Biały EPS, czyli tradycyjny styropian, również znajduje zastosowanie w konstrukcjach IZODOM, szczególnie tam, gdzie nie są wymagane dodatkowe właściwości ochrony przed promieniowaniem. Biały EPS zapewnia dobry poziom izolacji cieplnej i jest stosowany jako podstawowy element izolacyjny, charakteryzując się stabilnym współczynnikiem λ w przystępnej cenie. Dzięki połączeniu tych materiałów, technologia IZODOM zapewnia przegrody budowlane o wyjątkowo niskim współczynniku przenikania ciepła. Moduły IZODOM, składające się z bloczków i paneli izolacyjnych, tworzą ciągłą warstwę izolacji wokół całej konstrukcji, co minimalizuje ryzyko powstawania mostków termicznych. To sprawia, że budynki w technologii IZODOM są energooszczędne, a ich przegrody skutecznie chronią przed stratami ciepła, co obniża koszty ogrzewania i poprawia komfort termiczny wewnątrz budynku przez cały rok.