Jak obliczyć izolacyjność ściany jednowarstwowej?
Izolacyjność termiczna, czyli ciepłochronność ściany jednowarstwowej, a więc jednorodnej, zależy od grubości ściany oraz przewodności cieplnej materiału użytego do jej zbudowania. Cechę tę określa współczynnik U, który oblicza się dzieląc współczynnik λ materiału ściany przez jej grubość d:
U = λ / d
A oto przeciętne wartości współczynnika przewodności cieplnej λ materiałów na ściany jednorodne:
- beton komórkowy - 0,10 W/(m•K),
- ceramika poryzowana - 0,14 W/(m•K),
- ceramika poryzowana z wkładkami z wełny mineralnej - 0,08 W/(m•K).
Ściany jednowarstwowe o ekonomicznie uzasadnionej grubości 40-50 cm z trudem uzyskują więc wymagany obecnymi przepisami współczynnik U do 0,23 W/(m2•K). Dlatego do ich budowy używa tylko najlżejszych odmian betonu komórkowego oraz pustaków ceramicznych z poprawiającymi izolacyjność wkładkami z wełny mineralnej.
Potrzeba odpowiednio bloczków z betonu komórkowego odmiany 400 o grubości 42 cm albo pustaków z wełną o grubości 38 cm. Nie jest uwzględniona izolacyjność cieplna tynku oraz opory przejmowania ciepła, które choć zmieniają wynik niewiele, to akurat w przypadku ścian jednowarstwowych mogą być istotne.
Przykład: Obliczamy jaką izolacyjność U ma ściana jednorodna grubości d = 42 cm (0,42 m) wykonana z betonu komórkowego o współczynniku λ = 0,10 W/(m•K).
0,10 W/(m•K) / 0,42 m = 0,238 W/(m²•K)
Jak obliczyć izolacyjność ściany dwu- i trójwarstwowej?
Należy zsumować opory cieplne poszczególnych warstw. Opór cieplny R to odwrotność współczynnika przenikalności U. Oblicza się go dzieląc grubości warstw materiałów przez współczynnik λ.
R = 1/U = (d/λ)
Obliczenie izolacyjności cieplnej ściany warstwowej z ociepleniem wymaga zatem znajomości współczynników przewodności wszystkich użytych w niej materiałów.
Do celów obliczeniowych przyjmuje się najczęściej następujące wartości λ:
- ocieplenie ze styropianu lub wełny mineralnej - 0,04 W/(m•K), choć niektóre odmiany mogą mieć wartość λ o 10-15% niższą,
- materiały konstrukcyjne:
- beton komórkowy odmian o większej g- 0,15 W/(m•K),
- ceramika poryzowana - 0,25 W/(m•K),
- bloczki silikatowe 0,8 W/(m•K).
Największe znaczenie ma oczywiście rodzaj i grubość materiału ocieplającego.
Przykład: Obliczamy jaką izolacyjność U ma ściana dwuwarstwowa grubości d = 25 cm (0,25 m) wykonana z ceramiki poryzowanej, ocieplonej styropianem o grubości 15 cm (0,15 m).
Opór cieplny wyniesie:
R = d / λ (ściany) + d / λ (ocieplenia)
R = 0,25 m / 0,25 W/(m•K) + 0,15 m / 0,04 W/(m•K)= 1 + 3,75 (m²•K)/W
Współczynnik przenikania ciepła U wyniesie więc:
U = 1/R
U = 1 / 4,75 (m²•K)/W = 0,210 W/(m²•K) (pominęliśmy opory przejmowania ciepła i tynk).
Obliczenia dla ściany trójwarstwowej wykonuje się analogicznie.
Jarosław Antkiewicz
fot. Grupa Silikaty
12
