Współczynnik przewodności cieplnej

W przypadku styropianu, producent powinien mieć co najmniej dziesięć wyników badań, przeprowadzonych w regularnych odstępach czasu, aby w rzetelny sposób wyliczyć wartość współczynnika lambda, jaka zostanie podana do wiadomości klientów. Co więcej, ze względu na zależność przewodności cieplnej od temperatury i wilgotności, wartość  musi być określona dla ściśle sprecyzowanych warunków. Jeśli badania są prowadzone w innych warunkach, to ich wyniki należy skorygować, uwzględniając wpływ wilgotności i temperatury. Następnym krokiem jest obróbka statystyczna danych uzyskanych w czasie pomiarów.

Dlaczego w informacji handlowej podaje się uśrednione wyniki badań? Otóż w czasie pomiarów zdarzają się próbki o lepszej i gorszych właściwościach. Producent, który wybrałby sobie tylko jeden najlepszy wynik pomiarów i podał go jako odpowiedni dla całej swojej produkcji postąpiłby nieuczciwie. Wartość deklarowana współczynnika  nie może być więc przedmiotem gołosłownych obietnic i zapewnień producenta, który chce się znaleźć na rynku, ale powinna być wynikiem rygorystycznych badań i kontroli. Konsument decydujący się ma towar markowy ma znacznie większą pewność, że właśnie takie reguły zastosowano przy badaniach i produkcji.

Dlaczego badania muszą być systematyczne?
Określanie deklarowanej wartości λ nie może być czynnością jednorazową. Zgodnie z zaleceniem polskich przepisów budowlanych (PN-EN 13163:2004) wartość deklarowana λ dla styropianu powinna być przeliczana w odstępach czasu nie dłuższych niż trzy miesiące produkcji. Producent ma obowiązek wykazać zgodność wyrobu z wartościami deklarowanymi. Stałe badanie współczynnika lambda jest bardzo ważne. Niestety niektórzy producenci zlecają takie badanie raz na wiele miesięcy i później wyliczonym współczynnikiem posługują się bardzo długo.Tymczasem nawet drobne zakłócenie procesu produkcji może spowodować zmianę współczynnika w konkretnej partii produkcyjnej. W efekcie jej właściwości mogą odbiegać od wartości deklarowanej przez producenta. Co więcej, ze względu na zależność przewodności cieplnej od temperatury i wilgotności, wartość λ musi być określona dla ściśle sprecyzowanych warunków. Jeśli badania są prowadzone w innych warunkach, to wyniki tych badań należy skorygować, uwzględniając wpływ wilgotności i temperatury.

Współczynnki λ dla różnych materiałów w bardzo silny sposób jest związany z ich rodzajem i budową wewnętrzną. Najlepszymi przewodnikami ciepła są metale, a więc ciała o uporządkowanej, krystalicznej budowie wewnętrznej. λ dla miedzi wynosi 370 W/(m·K), aluminium 200 W/(m·K), a dla stali 58 W/(m·K). Z tego powodu aluminiowe ramki oddzielające szyby w nowoczesnych oknach zastępowano ramkami stalowymi, a teraz także ramkami z tworzywa sztucznego, o przewodności cieplnej kilkadziesiąt razy niższej od stali.

Współczynnik przewodzenia ciepła można określić także dla cieczy i gazów, pod warunkiem, że ich cząsteczki są nieruchome, tj. nie mogą wykonywać ruchów konwekcyjnych. Znakomitym izolatorem jest powietrze. λ powietrza wynosi zaledwie ok. 0,025 W/(m·K). Przewodność cieplna nieruchomej wody wynosi 0,58 W/(m·K), a więc woda jest ponad dwadzieścia razy gorszym izolatorem niż powietrze. Dlatego właśnie zawilgocone materiały (na przykład papier) szybko tracą swe właściwości izolacyjne.

Skoro powietrze tak świetnie izoluje, to łatwo zrozumieć, dlaczego najlepszym sposobem, by jakiś materiał stał się dobrym izolatorem jest napowietrzenie go. Chodzi o to, by zamknąć w produkowanym materiale jak największą ilość powietrza, ale w taki sposób, aby powietrze nie mogło się poruszać. Dobre materiały izolacyjne to materiały o dużej porowatości (zawartości powietrza w objętości materiału) i zamkniętych porach. Chociaż w tym przypadku omawiane jest głównie przewodzenie ciepła, to w rzeczywistości w porowatych izolatorach występują trzy (konwekcja, promieniowanie, przewodzenie ciepła) formy ruchu ciepła.

  • Ciepło jest przewodzone przez sam izolator, przez nieruchome powietrze oraz wodę zawartą w porach materiału.
  • Zamknięte w porach cząstki powietrza oraz wody mają możliwość poruszania się i przenoszą ciepło w drodze konwekcji.
  • We wnętrzu materiału, między ściankami powietrznych porów ciepło jest przenoszone także przez promieniowanie.

Oceń artykuł
4,60 / 5 głosów
Co sądzisz na ten temat
Zaloguj się i skomentuj pierwszy
Polecamy Ci również

Zobacz także