Varmeledningskoefficient for byggematerialer: hvad betyder indikatoren + tabel med værdier

Byggebranchen indebærer brug af alle passende materialer. De vigtigste kriterier er sikkerhed for liv og helbred, varmeledningsevne, pålidelighed. Dernæst kommer pris, æstetiske egenskaber, anvendelsesmuligheder osv.

Lad os se på en af de vigtigste egenskaber ved byggematerialer – varmeledningsevnekoefficienten, da det netop er denne egenskab, der i høj grad bestemmer f.eks. komfortniveauet i hjemmet.

Hvad er varmeledningsevnekoefficienten for et byggemateriale?

Teoretisk set, og i praksis også, skabes der typisk to overflader med byggematerialer – en ydre og en indre. Fra et fysisk synspunkt stræber det varme område altid mod det kolde område.

For byggematerialer vil varme stræbe fra den ene overflade (varmere) til den anden overflade (koldere). Det er netop materialets evne til en sådan overgang, der kaldes varmeledningsevnekoefficienten eller i forkortelse – KTV.

Skema, der forklarer varmeledningseffekten: 1 – termisk energi; 2 – varmeledningsevnekoefficient; 3 – temperatur på første overflade; 4 – temperatur på anden overflade; 5 – tykkelse af byggematerialet

KTV-karakteristikken er normalt baseret på tests, hvor der tages en prøve på 100x100 cm, og den udsættes for termisk påvirkning med en temperaturforskel på 1 grad mellem de to overflader. Påvirkningstiden er 1 time.

Derfor måles varmeledningsevnen i watt pr. meter pr. grad (W/m°C). Koefficienten betegnes med det græske symbol λ.

Som standard klassificeres byggematerialer med en varmeledningsevne på mindre end 0,175 W/m°C som isolerende materialer.

Moderne produktion har mestret teknologier til fremstilling af byggematerialer, hvis KTV-niveau er mindre end 0,05 W/m°C. Takket være sådanne produkter opnås en markant økonomisk effekt med hensyn til energiforbrug.

Faktorers indflydelse på varmeledningsevnen

Hvert enkelt byggemateriale har en bestemt struktur og en særlig fysisk tilstand.

Grundlaget herfor er:

• krystalstrukturens dimensioner;
• substansens fase;
• krystallisationsgrad;
• anisotropi i krystalers varmeledningsevne;
• porøsitetsvolumen og struktur;
• retning af varmestrømmen.

Alt dette er påvirkningsfaktorer. Den kemiske sammensætning og urenheder har også en vis indflydelse på niveauet af KTP. Antallet af urenheder har, som praksis har vist, en særlig markant indflydelse på varmeledningsevnen af krystallinske komponenter.

Isolerende byggematerialer er en klasse af byggeprodukter, skabt under hensyntagen til varmeledningsegenskaber (KTP), der nærmer sig optimale egenskaber. Dog er det ekstremt vanskeligt at opnå ideel varmeledningsevne, samtidig med at andre kvaliteter bevares.

Til gengæld påvirkes KTP af byggematerialets driftsforhold – temperatur, tryk, fugtighedsniveau osv.

Byggematerialer med minimal varmeledningsevnekoefficient

Ifølge forskning har tør luft den mindste varmeledningsevne (ca. 0,023 W/m°C).

Set fra anvendelsen af tør luft i byggematerialets struktur kræves en konstruktion, hvor den tørre luft befinder sig inden i talrige lukkede rum med lille volumen. Konstruktivt er en sådan konfiguration repræsenteret i form af talrige porer inde i strukturen.

Heraf den logiske konklusion: et byggemateriale, hvis indre struktur er en porøs dannelse, bør have et lavt KTP-niveau.

Desuden, afhængigt af materialets maksimalt tilladte porøsitet, nærmer varmeledningsevneværdien sig værdien af tør lufts KTP.

En porøs struktur bidrager til at skabe et byggemateriale med minimal varmeledningsevne. Jo flere porer af forskellig størrelse materialets struktur indeholder, desto bedre KTP kan opnås.

I moderne produktion anvendes flere teknologier til at opnå porøsitet i byggematerialer.

Specifikt anvendes teknologier:

• skumdannelse;
• gasdannelse;
• vandindeslutning;
• opsvulmning;
• indførelse af tilsætningsstoffer;
• dannelse af fiberrammer.

Det skal bemærkes: varmeledningskoefficienten er direkte forbundet med egenskaber som densitet, varmekapacitet og temperaturledningsevne.

Varmeledningsevneværdien kan beregnes ud fra formlen:

λ = Q / S *(T₁-T₂)*t,

Hvor:

• Q – varmemængde;
• S – materialetykkelse;
• T₁, T₂ – temperatur på begge sider af materialet;
• t – tid.

Den gennemsnitlige densitet og varmeledningsevne er omvendt proportional med porøsiteten. Derfor, baseret på byggematerialets strukturdensitet, kan varmeledningsevneafhængigheden beregnes således:

λ = 1,16 √ 0,0196+0,22d² – 0,16,

Hvor: d – densitetsværdien. Dette er V.P. Nekrasovs formel, som viser indflydelsen af et bestemt materiales densitet på dets KTP-værdi.

Fugtighedens indflydelse på byggematerialets varmeledningsevne

Igen, baseret på praktiske eksempler med byggematerialer, viser det sig, at fugt har en negativ indvirkning på byggematerialets varmeledningsevne. Det er observeret, at jo mere et byggemateriale bliver udsat for fugt, desto højere bliver dets varmeledningsevne.

Man forsøger på forskellige måder at beskytte byggematerialer mod fugtpåvirkning. Denne foranstaltning er fuldt berettiget i betragtning af stigningen i varmeledningsevne for fugtige materialer.

Det er let at begrunde dette. Fugtpåvirkning af byggematerialets struktur ledsages af befugtning af luften i porerne og delvis erstatning af luftmiljøet.

Idet varmeledningskoefficienten for vand er 0,58 W/m°C, bliver det forståeligt, hvorfor materialets varmeledningsevne stiger betydeligt.

Man skal også bemærke en mere negativ effekt, når vand, der trænger ind i den porøse struktur, fryser og bliver til is.

Derfor er det let at beregne en endnu større stigning i varmeledningsevne, når man tager højde for isens varmeledningsevne på 2,3 W/m°C – en stigning på cirka fire gange vands varmeledningsevne.

En af grundene til at vælge sommerbyggeri frem for vinterbyggeri er netop faktoren med mulig nedfrysning af visse byggematerialer og dermed øget varmeledningsevne.

Heraf bliver bygningskravene om beskyttelse af isoleringsmaterialer mod fugtindtrængen åbenlyse. For varmeledningsevnen stiger i direkte proportion til fugtindholdet.

Et andet punkt synes ikke mindre vigtigt – det modsatte, når byggematerialets struktur udsættes for betydelig opvarmning. Ekstremt høje temperaturer fremmer også en stigning i varmeledningsevne.

Dette sker på grund af stigningen i molekylernes kinematiske energi, som udgør byggematerialets struktur.

Der findes dog en klasse af materialer, hvis struktur tværtimod får bedre varmeledningsegenskaber under kraftig opvarmning. Et af sådanne materialer er metal.

Hvis de fleste almindelige byggematerialer ved kraftig opvarmning ændrer varmeledningsevnen i retning af en stigning, fører kraftig opvarmning af metal til den modsatte effekt – metallens varmeledningsevne falder.

Metoder til bestemmelse af koefficienten

Der anvendes forskellige metoder inden for dette område, men i realiteten er alle måleteknologier inddelt i to grupper af metoder:

1. Stationære målinger.
2. Ikke-stationære målinger.

Stationær metode indebærer arbejde med parametre, der er uændrede over tid eller ændres i ubetydelig grad. Denne teknologi, at dømme efter praktiske anvendelser, giver mulighed for at forvente mere præcise resultater af varmeledningsevnekoefficienten (VLEK).

Målinger af varmeledningsevne kan med stationær metode udføres i et bredt temperaturområde – 20 – 700 °C. Men samtidig anses stationær teknologi for at være en tidskrævende og kompleks metode, der kræver meget tid at udføre.

Eksempel på et apparat beregnet til måling af varmeledningsevnekoefficienten. Dette er en af de moderne digitale konstruktioner, der giver hurtige og præcise resultater.

En anden måleteknologi – ikke-stationær, ses som mere enkel, der kræver 10 til 30 minutter at udføre. Men i dette tilfælde er temperaturområdet væsentligt begrænset. Ikke desto mindre har metoden fundet bred anvendelse i produktionssektoren.

Tabel over varmeledningsevne for byggematerialer

Det giver ikke mening at måle mange eksisterende og almindeligt anvendte byggematerialer.

Alle disse produkter er som regel testet gentagne gange, på grundlag heraf er der udarbejdet en tabel over varmeledningsevne for byggematerialer, som omfatter stort set alle de nødvendige materialer på byggepladsen.

En version af en sådan tabel er vist nedenfor, hvor VLEK – varmeledningsevnekoefficient:

Vi anbefaler også, at du læser vores andre artikler, hvor vi fortæller om, hvordan du vælger isolering korrekt:

1. Isolering til mansardtag.
2. Materialer til indvendig isolering af huset.
3. Isolering til loft.
4. Materialer til udvendig isolering.
5. Isolering til gulv i træhus.

Konklusioner og nyttig video om emnet

En temaretet video, der i detaljer forklarer, hvad KTP er, og "hvad det bruges til". Når du har sat dig ind i materialet i videoen, er der gode chancer for at blive en professionel bygherre.

Det er indlysende – en potentiel bygherre skal nødvendigvis kende til varmeledningsevne og dens afhængighed af forskellige faktorer. Denne viden hjælper dig med at bygge ikke bare kvalitativt, men med en høj grad af pålidelighed og holdbarhed. Brugen af koefficienten er i virkeligheden en reel besparelse, for eksempel på betaling af forbrugsafgifter.

Hvis du har spørgsmål eller værdifuld information om emnet, bedes du efterlade dine kommentarer i feltet nedenfor.