In ce fel te ajuta conductivitatea termica in alegerea materialului izolator?

Conductivitatea termica λ, indica capacitatea izolatoare a unui material si te ajuta, in calcule, pentru stabilirea grosimii materialului izolator.

Capacitatea izolatoare, din punctul de vedere al coeficientului λ,  inseamna capacitatea materialului de a lasa caldura sa treaca, de a pierde caldura. Pare putin pe dos, de aceea iti voi da o definitie mai didactica a conductivitatii termice:

Coeficientul de conductivitate termica (sau conductibilitate termica) λ, este egal cu cantitatea de caldura ce trece timp de 1 ora printr-un material cu grosimea de 1 m, cu suprafata de 1 mp si la o diferenta de temperatura pe cele doua fete ale sale de 1 grad Celsius. Se exprima in W/mK.

Coeficient λ mic inseamna capacitate mica a materialului de a pierde caldura, coeficient λ mare inseamna capacitate mare a materialului de a pierde caldura.

De exemplu avem pentru polistiren λ=0,04 W/mK, iar pentru caramida porotherm λ=0,40 W/mK. Comparand valorile, stim ca polistirenul izoleaza de 10 ori mai eficient decat caramida, la aceiasi grosime de material.

Dar tu vrei sa compari capacitatea izolatoare a polistirenului de 5cm, de 10cm…, a caramizii de 25cm, de 30cm,etc.

Pentru aceasta s-a introdus notiunea de rezistenta termica la transmisia caldurii ( R ), care este direct proportionala cu grosimea materialului si invers proportionala cu conductivitatea:

R=d/λ

Rezistenta temica, R, arata capacitatea unei anumite grosimi din materialul respectiv de a nu pierde caldura.

Astfel, polistirenul de 5 cm grosime are R=1,25 m2K/W , polistirenul de 10 cm grosime are rezistenta termica  R=2,5 m2K/W, caramida porotherm de 25cm are R=0,625 m2K/W.

Rezistenta termica R, este mai familiara constructorilor si se utilizeaza in calcule termotehnice, iar tu poti sa compari capacitatea izolatoare a diverselor grosimi de material.

Ca atare, cand alegi materialul în functie de conductivitatea termica (λ), conteaza grosimea acestui material, care iti da rezistenta termica pe care o doresti.

Ce fenomene pot modifica valoarea λ?

Fenomenul care poate duce chiar la pierderea capacitatii izolatoare a unui material este: Umiditatea.

Capacitatea izolatoare a materialelor se bazeaza pe aerul inchis în porii raspanditi uniform în masa acestor materiale termoizolatoare. Aerul continut  în structuri de dimensiuni mici ( sub 5 mm ) este cel mai bun izolator, λaer=0,025 W/mK. În conditii de umezeala, apa care inlocuieste aerul din porii materialului duce la marirea conductibilitatii termice, deoarece apa este de 23,2  ori mai buna conducatoare de caldura decat aerul: λ apa=0,58  W/mK.

Ce este conductivitatea de calcul ?

Conductivitatea de calcul  (λc), este conductivitatea care se utilizeaza in calculele termotehnice

Producatorul iti da pe eticheta, de obicei, conductivitatea efectiva (λef) pe care o obtine in laborator, pentru temperatura de 0  ̊C si pentru materialul in stare uscata.

In exploatare, insa, materialul nu va fi niciodata in stare uscata. De aceea, in calcule, se utilizeaza conductibilitatea de calcul (λc), care ia in considerare umezeala naturala din exploatare. Cand aceasta valoare nu este data de producator, o calculezi  sau o iei ca atare din tabel, conform ̊normativului C107/2005. Cu alte cuvinte, la conductivitatea λef, se adauga un spor de umiditate normala.

Pentru polistiren expandat se calculeaza λc, majorand cu 20% conductivitatea efectiva λef (obtinuta experimental, pentru materialul uscat, la temperatura de  0   ̊C), iar pentru polistirenul extrudat cu 10%.

Vata de sticla sau vata bazaltica, sunt bune izolatoare termice dar nu rezista în conditii de umiditate, pierzandu-şi calitatile termoizolatoare. De aceea, cand folosim vata minerala ca material izolator, este importanta bariera de vapori, respectarea tehnologiei care asigura ventilarea, etc.

Pentru vata minerala cu densitatea de 60 kg/mc, λc=0,042 W/mK , iar pentru vata minerala cu densitatea de 70 kg/mc, λc=0,045 W/mK, conform normativului C107/2005.

Temperatura. Conductivitata termica creste odata cu cresterea temperaturii la care este supus materialul. Uneori producatorul determina si conductivitatea la temperatura de 10 ̊C, la 23 ̊C (în functie de cerintele standardului de produs). De exemplu pentru polistirenul GecsaTherm: λ= 0,0397 W/mK (T=0 ̊C); λ=0,0420 W/mK (T=23 ̊C). Dupa cum se observa, conductivitatea nu se majoreaza semnificativ odata cu cresterea temperaturii.

Un material poate fi considerat termoizolant, daca are conductibilitatea termica  λ < 0,10W/mK (sau egala), conform normativului C107/0-2002.

About these ads