Mówiąc o cieple w kontekście ścian i materiałów ściennych używa się dwóch podstawowych współczynników – współczynnika przenikania ciepła i współczynnika przewodzenia ciepła. Pomimo podobnego nazewnictwa te dwa współczynniki znacząco się od siebie różnią. Współczynnik przenikania ciepła oznaczony jest literą „U” i dotyczy całej przegrody (uwzględnia wszystkie warstwy, które ją budują oraz opory przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej i wewnętrznej przegrody). Współczynnik przewodzenia ciepła natomiast oznaczony jest jako „λ” i jest właściwością fizyczną, charakterystyczną dla danego materiału.
Czym jest współczynnik przewodzenia ciepła materiału?
Współczynnik przewodzenia ciepła materiału nazywany zamiennie przewodnictwem cieplnym to charakterystyczna dla każdego materiału zdolność do przewodzenia ciepła. Współczynnik oznaczony jest symbolem „λ” i określany jest w jednostce [W/(m·K)]. Ze względu na właściwości termiczne bardziej korzystne są niskie wartości współczynnika przewodzenia ciepła. Dla rodziny materiałów murowych można wysnuć ogólny wniosek – wraz ze wzrostem gęstości maleje izolacyjność termiczna. W związku z czym spośród betonów komórkowych najlepsze właściwości termiczne będą miały bloczki najlżejszych odmian (300, 350), natomiast spośród elementów silikatowych najgrubszą warstwę izolacji termicznej należy dodać do materiałów o podwyższonych właściwościach akustycznych, które jednocześnie są elementami o najwyższych klasach gęstości (2.0, 2.2).
Czym jest współczynnik przenikania ciepła przegrody?
Współczynnik przenikania ciepła służy do określenia przenikania ciepła przez przegrody. Współczynnik oznaczony jest literą „U” i określany jest w jednostce [W/(m2·K)]. Podobnie jak w przypadku współczynnika przewodzenia ciepła im niższa wartość współczynnika przenikania ciepła, tym korzystniejsza izolacyjność termiczna. Parametr U uwzględnia wszystkie warstwy tworzące przegrodę, a więc nie tylko element murowy ale także warstwę izolacji termicznej, czy warstwy tynku itp.. Co więcej zależy nie tylko od rodzaju materiałów budujących poszczególne warstwy przegrody ale również od grubości poszczególnych warstw. Niska wartość współczynnika przenikania ciepła ścian ma przełożenie na oszczędności uzyskane w związku z niskimi nakładami przeznaczonymi na ogrzewanie domu. Wyjątkową wagę współczynnika „U” podkreśla stopniowe zmniejszanie jego maksymalnej dopuszczalnej wysokości (w latach 2013, 2017, 2021). Takie działanie ma na celu tworzenie budynków nowych i rewitalizowanych o niskim zapotrzebowaniu na energię.
Jak obliczyć współczynnik przenikania ciepła ścian?
Współczynnik przenikania ciepła ścian można wyliczyć na podstawie odpowiedniego wzoru. Aby wykonać poprawne obliczenia należy określić współczynniki przewodzenia ciepła λ (lambda) oraz grubości (d) wszystkich warstw tworzących przegrodę. Najłatwiej obliczyć współczynnik U jako odwrotność sumy oporów cieplnych wszystkich warstw tworzących przegrodę oraz oporów przejmowania ciepła na zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni przegrody – U = 1/ƩR, gdzie R dla każdej warstwy można obliczyć jako d/ λ .
Beton komórkowy czy silikat – który materiał ma korzystniejszy współczynnik U?
Silikaty oraz beton komórkowy powstają z podobnych surowców. Wyroby te wytwarzane są jednak przy zastosowaniu odmiennych technologii, co przekłada się na inne właściwości fizyczne gotowych produktów. Aby zapewnić wymagany współczynnik przenikania ciepła dla ściany zewnętrznej (U ≤ 0,23), wystarczy zbudować z betonu komórkowego ścianę jednowarstwową o grubości około 40 cm. Silikaty w przypadku ścian zewnętrznych muszą zostać uzupełnione dodatkową warstwą izolacji termicznej.
Współczynnik przenikania ciepła ścian to parametr, którego znajomość pozwala uniknąć problemów z nadmiernymi stratami ciepła z budynku. Decydując się na beton komórkowy, można szybko wznieść ściany jednowarstwowe o dobrej izolacyjności termicznej. Przegroda wykonana z elementów silikatowych z warstwą izolacji termicznej to natomiast opcja dla osób, które poza stabilnymi warunkami cieplnymi poszukują rozwiązań gwarantujących podwyższoną izolacyjność akustyczną.
