Jak obliczyć opór cieplny materiału izolacyjnego? 

Współczesne budownictwo skupia się przede wszystkim na energooszczędności. W tym kontekście niezwykle istotnym parametrem jest opór cieplny materiałów izolacyjnych. Czym on jednak jest, w jaki sposób można go samodzielnie wyliczyć i ile on wynosi w przypadku mat aerożelowych? Odpowiedzi na te pytania prezentujemy w poniższym artykule. 

Czym jest opór cieplny?

Opór cieplny oznaczany jest symbolem R i wyraża stosunek grubości materiału izolacyjnego do jego współczynnika przewodzenia ciepła λ. Jest on wobec tego miarą, która określa zdolność materiału do hamowania przepływu ciepła. W praktyce oznacza to, że im wyższy opór cieplny, tym trudniej ciepło przenika przez dany materiał. Jest to istotne pojęcie zarówno w kontekście izolacji termicznej, gdzie celem jest minimalizacja utraty energii cieplnej, jak i w przewodnictwie cieplnym, gdzie chcemy zapewnić efektywną transmisję ciepła w celu chłodzenia lub ogrzewania. 

Czym jest współczynnik przewodzenia ciepła?

Omawiając opór cieplny, warto także objaśnić czym jest współczynnik przewodzenia ciepła, który jest niezbędny do jego wyliczenia. Wobec tego współczynnik przewodzenia ciepła to fundamentalna cecha materiałów określająca ich zdolność do przewodzenia ciepła. Oznaczany symbolem λ (lambda), wyraża ilość ciepła przewodzonego przez materiał w jednostce czasu i jednostce powierzchni na jednostkę różnicy temperatur. 

Im wyższy współczynnik przewodzenia ciepła, tym materiał jest lepszym przewodnikiem energii cieplnej. W praktyce, materiały o wysokim współczynniku λ szybko przekazują ciepło, podczas gdy te o niższym λ posiadają lepsze właściwości izolacyjne, co sprawia, że są bardziej skuteczne w jego zatrzymywaniu. 

Jakie znaczenie ma opór cieplny w przypadku współczesnego budownictwa?

Współczesne budownictwo kładzie coraz większy nacisk na efektywność energetyczną i zrównoważony rozwój. W tym kontekście opór cieplny materiałów izolacyjnych odgrywa kluczową rolę. Poprawnie wykonana izolacja termiczna pozwala ograniczyć straty ciepła z budynków w okresie zimowym oraz utrudnia przenikanie ciepła do wnętrza w czasie upałów, co przekłada się na obniżenie zużycia energii potrzebnej do ogrzewania i chłodzenia. Ponadto odpowiednio dobrana izolacja termiczna może przyczynić się do zwiększenia komfortu użytkowników poprzez utrzymanie stabilnej temperatury wewnętrznej oraz redukcję hałasu z zewnątrz. 

Dodatkowo wartość oporu cieplnego jest również niezbędna do obliczenia współczynnika przenikania ciepła U. Jest on miarą ilości ciepła przenikającego przez daną powierzchnię w jednostce czasu i jednostce różnicy temperatur. Wyraża się go w jednostkach W/(m²·K).

Jak wyliczyć opór cieplny materiału izolacyjnego? - wzór

Do obliczenia oporu cieplnego niezbędna jest znajomość grubości warstwy materiału izolacyjnego określonej w metrach oraz jego wartości współczynnika przenikania ciepła. Dane te następnie podstawia się do prostego wzoru. Wzór ten można przedstawić jako:

R= d /λ

Gdzie:

• R oznacza opór cieplny materiału izolacyjnego,
• d to grubość materiału (w metrach),
• λ to przewodność cieplna materiału (W/(m*K)),

Przy użyciu tego wzoru można dokładnie określić opór cieplny izolacji i odpowiednio dostosować jej grubość oraz właściwości materiału do wymagań konkretnego projektu.

Ile wynosi opór cieplny mat aerożelowych?

Wyliczenie oporu cieplnego mat aerożelowych przeprowadzimy na przykładzie mat aerożelowych AEROMAT 650.

Przy zwiększeniu grubości izolacji wykonanej z zastosowaniem mat aerożelowych jej opór cieplny będzie się natomiast zwiększał. Przy czym istotną kwestią jest to, że niski współczynnik przewodzenia ciepła tego materiału sprawia, że aerożel pozwala uzyskać wysoki opór cieplny przy o wiele mniejszej grubości izolacji termicznej niż w przypadku klasycznych materiałów, takich jak wełna mineralna czy styropian.