Jak się oblicza współczynnik przewodzenia ciepła

Jak się oblicza współczynnik przewodzenia ciepła?

Współczynnik przewodzenia ciepła?

Współczynnik przewodzenia ciepła (λ, lambda) jest fundamentalnym parametrem fizycznym, który opisuje zdolność materiału do przewodzenia ciepła. Im niższa wartość λ, tym materiał lepiej izoluje, ograniczając przepływ ciepła.

definicja

Definicja i jednostki

Współczynnik przewodzenia ciepła jest definiowany jako ilość ciepła (Q) przepływającego w jednostce czasu (t) przez jednostkową powierzchnię (A) materiału o grubości (d), gdy różnica temperatur (ΔT) między jego przeciwległymi powierzchniami wynosi 1 kelwin (K). Matematycznie można to wyrazić wzorem:

$$ \lambda = \frac{Q \cdot d}{A \cdot t \cdot \Delta T} $$

Jednostką współczynnika przewodzenia ciepła jest wat na metr kelwin [W / (m ⋅ K)].

Metody pomiaru współczynnika λ

Metody pomiaru współczynnika λ

1. Metoda stacjonarna (ustalona)
W tej metodzie mierzy się stały strumień ciepła przepływający przez materiał, gdy różnica temperatur jest stała. Używa się do tego specjalnych aparatów, takich jak aparat płytowy z gorącą płytą (ang. Guarded Hot Plate). Materiał umieszcza się między dwoma płytami o znanych temperaturach i mierzy się przepływ ciepła.

2. Metoda nieustalona (dynamiczna)
Tutaj wykorzystuje się krótkotrwałe impulsy ciepła i obserwuje się reakcję materiału na zmiany temperatury w czasie. Przykładem jest metoda prętów wzorcowych (ang. Heat Flow Meter).

obliczenia praktyczne

Obliczenia praktyczne

Choć współczynnik λ jest właściwością materiału i zazwyczaj jest podawany przez producentów na podstawie badań laboratoryjnych, można go również wykorzystać do obliczeń innych parametrów izolacyjnych.

1. Obliczanie oporu cieplnego (R)
Opór cieplny materiału jest odwrotnością jego zdolności do przewodzenia ciepła i oblicza się go wzorem:

$$ R = \frac{d}{\lambda} $$

Gdzie:

R – opór cieplny [m^2K/W],
d – grubość materiału [m]
λ – współczynnik przewodzenia ciepła [W / (mK) ]

2. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła (U)
Współczynnik U określa, ile ciepła przenika przez całą przegrodę (np. ścianę) i jest odwrotnością sumy oporów cieplnych wszystkich warstw oraz oporów przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej (𝑅𝑠𝑖) i zewnętrznej (𝑅𝑠𝑒):

$$ U = \frac{1}{R_{si} + \sum R_{i} + R_{se}} $$

Gdzie:

$$ U \text{ – współczynnik przenikania ciepła } \, [\mathrm{W / (m^2 \cdot K)}] $$
$$ R_{i} \text{ – opory cieplne poszczególnych warstw materiałów.} $$
Przykład obliczenia

Przykład obliczenia

Załóżmy, że mamy warstwę szkła piankowego o grubości d=0,1 m i współczynniku λ = 0,050 W/(mK).

Obliczamy opór cieplny R:

$$ R = \frac{0.1}{0.050} = 2 \, \mathrm{m^2 \cdot K/W} $$

Zakładając standardowe wartości oporów przejmowania ciepła:

$$ R_{si} = 0.13 \, \mathrm{m^2 \cdot K/W} \quad \text{(strona wewnętrzna)} $$
$$ R_{se} = 0.04 \, \mathrm{m^2 \cdot K/W} \quad \text{(strona zewnętrzna)} $$

Obliczamy współczynnik U:

$$ U = \frac{1}{0.13 + 2 + 0.04} = \frac{1}{2.17} \approx 0.46 \, \mathrm{W/(m^2 \cdot K)} $$
znaczenie w praktyce

Znaczenie w praktyce

Znając współczynnik przewodzenia ciepła materiału, inwestorzy i projektanci mogą:

Porównywać materiały pod względem ich właściwości izolacyjnych.
Optymalizować grubość izolacji w celu osiągnięcia pożądanej efektywności energetycznej.
Spełniać wymagania prawne dotyczące efektywności energetycznej budynków.
podsumowanie

Podsumowanie

Obliczenie współczynnika przewodzenia ciepła polega na pomiarze ilości ciepła przepływającego przez materiał przy określonych warunkach. W praktyce korzysta się z wartości λ podawanych przez producentów, aby obliczyć opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła przegród budowlanych. Te parametry są kluczowe dla zapewnienia odpowiedniej izolacyjności termicznej budynków, co przekłada się na oszczędności energetyczne i komfort użytkowania.

Logotyp Artglas Recykling

Artglas Recyklin – Twoj partner w dziedzinie recyklingu szkła

Jeśli chcesz poznać tajniki recyklingu szkła oraz jego korzyściach, zapraszamy do odwiedzenia strony https://artglas.pl/.

Artglas Recykling to przedsiębiorstwo specjalizujące się w zagospodarowywaniu odpadów szklanych. Oferujemy profesjonalne doradztwo dostosowane do indywidualnych potrzeb naszych klientów.

EcoFoam

Zapraszamy do ECOFOAM – Twojego partnera w dziedzinie szkła piankowego

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o szkle piankowym i jego korzyściach, zapraszamy do odwiedzenia strony https://ecofoam.pl/.

EcoFoam to przedsiębiorstwo specjalizujące się w dystrybucji wysokiej jakości szkła piankowego. Oferujemy profesjonalne doradztwo i szeroką gamę produktów dostosowanych do indywidualnych potrzeb klientów.

Dlaczego EcoFoam?

Dlaczego warto wybrać ECOFOAM?

Doświadczenie: Wieloletnia obecność na rynku i bogate doświadczenie w branży.
Jakość: Dostarczamy produkty spełniające najwyższe standardy jakości.
Wsparcie techniczne: Pomagamy w doborze odpowiednich rozwiązań i technologii.
Ekologia: Promujemy ekologiczne rozwiązania w budownictwie.
Scroll to Top