Czym jest przewodność cieplna betonu?

Współczesne budownictwo jest coraz bardziej energooszczędne. Dzięki temu inwestor wydaje mniej pieniędzy na ogrzewanie, a środowisko naturalne jest mniej zanieczyszczanie. Aby mógł powstać energooszczędny budynek, konieczne jest użycie odpowiedniego materiału do budowy.

Jedne materiały charakteryzują się wyższą przewodnością cieplną, inne – niższą. Nie jest zatem obojętne, z czego zostanie zbudowany dom czy inny budynek, jeśli zależy nam na tym, żeby był energooszczędny. Przewodność cieplna określana jest dla wszystkich materiałów. Warto jednak sprawdzić współczynnik przewodzenia ciepła betonu komórkowego, ponieważ to jeden z najpopularniejszych materiałów, jaki jest używany do wznoszenia budynków w Polsce. Wyjaśnimy zatem, czym jest współczynnik przewodzenia ciepła i z jaką wartością mamy do czynienia w przypadku betonu komórkowego. Sprawdzimy, czym jest współczynnik przenikania ciepła i czym się różni od współczynnika przewodzenia ciepła betonu, a także, jakie parametry musi mieć dom, żeby można nazwać go energooszczędnym. Zapraszamy do lektury!

Współczynnik przewodzenia ciepła betonu

Nie przypadkiem w potocznym języku nieraz mawia się o materiałach ciepłych lub zimnych, jeśli chodzi o materiały budowlane. Tak naprawdę chodzi jednak o przewodność cieplną materiałów. Innymi słowy, to przepływ ciepła przez różne materiały. Współczynnik przewodzenia ciepła jest oznaczany jako λ (lambda), a jego wartość jest podawana w [W/(m•K)]. Współczynnik lambda przewodności cieplnej jest informacją na temat strumienia energii, jaka przepływa przez warstwę materiału o grubości 1 metra, gdy różnica temperatury występującej po obydwu stronach badanej warstwy materiału 1K (1°C). Przewodność cieplna należy do właściwości charakterystycznych dla danego materiału (w naszym przypadku to beton komórkowy). Wartość lambda zależy między innymi od tego, jaki skład chemiczny ma dany materiał, od jego porowatości, a nawet od wilgotności materiału. Należy pamiętać, że im niższy współczynnik lambda, tym lepiej, ponieważ taki materiał ma większe właściwości termoizolacyjne.

Jaki jest zatem współczynnik przewodzenia ciepła betonu komórkowego? Bloczki z tego materiału charakteryzują się niską wartością lambda. Beton komórkowy o mniejszej gęstości objętościowej ma niższy współczynnik przewodzenia ciepła, co jest korzystne i oznacza dobrą izolacyjność cieplną betonu komórkowego. W przypadku bloczków z betonu komórkowego Termalica współczynnik przewodzenia ciepła λ (lambda) prezentuje się następująco:

Termalica 300 – 0,075 [W/(m•K)].

Termalica 350 – 0,083 [W/(m•K)].

Termalica 400 – 0,09 [W/(m•K)].

Termalica 500 – 0,12 [W/(m•K)].

Termalica 600 – 0,14 [W/(m•K)].

W przypadku innych materiałów ten współczynnik kształtuje się następująco:

Beton zwykły z kruszywa kamiennego – 1-1,7

Wełna mineralna – 0,031-0,045

Styropian (polistyren ekspandowany, EPS) – 0,032-0,045

*współczynnik lampda oraz U dla ścian dwuwarstwowych Termalica*

U – współczynnik przenikania ciepła

Określenie współczynnika przewodzenia ciepła to jedna kwestia, ale nie można zapominać również o współczynniku przenikania ciepła. To obecnie również dość istotny parametr w budownictwie. Ten współczynnik określa stosunek strumienia cieplnego do powierzchni przegrody (np. ściana domu) i różnicy temperatur z obydwu jej stron. Współczynnik przenikania ciepła oznaczany jest literką „U”, a jego wartość jest podawana w jednostce W/(m²K). Oblicza się go dzieląc współczynnik λ materiału ściany przez jej grubość d: U = λ / d.

Do czego służy współczynnik U?

Za jego pomocą można określić, z jakimi stratami ciepła trzeba się liczyć przy zastosowaniu konkretnego materiału (np. betonu komórkowego) przy określonej grubości warstwy wykonanej z tego materiału. Im niższy współczynnik U, tym lepiej. Na przykład ściana jednowarstwowa z bloczków Termalica o grubości 48 cm mają współczynnik przenikania ciepła na poziomie 0,16 W/(m2K). Należy pamiętać, że obecne przepisy określają współczynnik przenikania ciepła dla przegród zewnętrznych na poziomie 0,23 W/(m²K), natomiast od 2021 roku maksymalna wartość U nie będzie mogła być większa niż 0,20 W/(m²K).

Czym różni się współczynnik lambda od współczynnika U?

Współczynnik przewodzenia ciepła (przewodność cieplna) i współczynnik przenikania ciepła brzmią bardzo podobnie, a to sprawia, że może dochodzić do pomyłek. Tymczasem, jak już można się domyślić z tego, co zostało wcześniej napisane, obydwa te współczynniki określają coś innego. Lambda określa zdolność betonu komórkowego i innych materiałów do przewodzenia ciepła (wpływ ma na to między innymi gęstość materiału). Dzięki temu współczynnikowi można określić stopień izolacyjności materiału. Im mniejsza lambda, tym lepszy izolator ciepła.

Tymczasem współczynnik przenikania ciepła U pokazuje, ile tego ciepła przepływa przez przegrody (ściany), co pozwala obliczyć izolacyjność termiczną przegrody i oszacować straty ciepła. Im niższy współczynnik U, tym większa izolacyjność ściany.

Współczynnik przewodzenia ciepła (przewodność cieplna) betonu pokazuje zatem właściwości termoizolacyjne konkretnego materiału, a współczynnik przenikania ciepła odnosi się do właściwości izolacyjnych całej przegrody. Łatwo się domyślić, że współczynnik lambda ma wpływ na współczynnik U, ponieważ przegrody są wznoszone z betonu komórkowego lub innego materiału, który może mieć większe lub mniejsze przewodzenie ciepła.

Jakie parametry powinien mieć dom energooszczędny?

Budowa z betonu komórkowegojest nie tylko łatwa i szybka, ale także pozwala na wznoszenie domów energooszczędnych. Właśnie dlatego można wybudować taki dom, ponieważ znana jest przewodność cieplna betonu komórkowego (różna gęstość oznacza współczynnik lambda o zróżnicowanej wartości), jak również współczynnik przenikania ciepła ścian wykonanych z tego materiału.

Należy pamiętać, że dom energooszczędny musi charakteryzować się określonymi parametrami. To sprawia, że przy jego budowie musi zostać użyty odpowiedni materiał i może to być właśnie beton komórkowy. Dla domu energooszczędnego wg przepisów obowiązujących od 2021 roku zapisanych w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, przegrodom stawiane są następujące wymagania odnośnie maksymalnej wartości współczynnika U:

ściany zewnętrzne – 0,20 W/(m2•K);
dachy i stropodachy – 0,15;
podłogi – 0,30;
okna w ścianach zewnętrznych – 0,9;
okna dachowe – 1,1.

Przewodność cieplna betonu to kluczowy parametr, który wpływa także na współczynnik przenikania ciepła i decyduje o stopniu izolacyjności całych ścian. Beton komórkowy charakteryzuje się bardzo dobrymi parametrami lambda i U. To sprawia, że za jego pomocą można budować w szybki sposób domy energooszczędne.