Isore s.r.o.

TEPELNO-IZOLAČNÉ VLASTNOSTI

Tepelno-izolačná vlastnosť materiálov je tepelná vodivosť, značka λ, jednotka W/m.K. Čím má materiál väčšiu λ, tým je lepší tepelný vodič, a tým je horší tepelný izolant. Napríklad fasádny polystyrén má λ = 0,04 porobetón λ = 0,13, betón λ = 1,3.

Schopnosť stavebnej konštrukcie tepelne izolovať, teda brániť prestupu tepla, sa nazýva tepelný odpor, značka R, jednotka m2.K/W. Veľkosť tepelného odporu závisí od hrúbky konštrukcie d a jej tepelnej vodivosti λ ÷ R = d ÷ λ . Čím má konštrukcia väčší R, tým lepšie udrží teplo a tým menej treba dom vykurovať. Pre novostavby je minimálne požadovaná hodnota R = 3. Ale bežne sa stavajú s R = 5 a viac.

Schopnosť stavebnej konštrukcie viesť teplo sa nazýva koeficient prestupu tepla, značka U, jednotka W/m2.K. Ide o prenášaný tepelný výkon cez 1 m2 konštrukcie, pri rozdiele teplôt 1 C medzi jej protiľahlými povrchmi. Ide o prevrátenú hodnotu tepelného odporu. Čim je hodnota U nižšia tým je lepší izolant : U = 1 ÷ R. Napríklad staré okná majú U = 6, nové plastové dvojsklá U = 1,1, obvodová stena U = 1 ÷ 5 = 0,2.

Prehľad veličín a vzorcov


značka - názov [jednotka], vzorec
λ - tepelná vodivosť [W/m.K]
d - šírka steny [m]
R - tepelný odpor [m2.K/W], R = d ÷ λ
U - koeficient prestup tepla [W/m2.K] - U = 1 ÷ R = λ ÷ d

Príklad 1: Polystyrén má tepelnú vodivosť λ = 0,04 a šírku d = 10 cm. Aký má tepelný odpor?
R = d ÷ λ = 0,1 m ÷ 0,04 W/m.K = 2,5 m.K/W

Príklad 2: Stena je postavená z porobetónu SOLBET 400. Tepelná vodivosť je λ = 0,11 šírka d = 42 cm. Aký má tepelný odpor?
R = d ÷ λ = 0,42 m ÷ 0,11 W/m.K = 3,81 m.K/W

Príklad 3: Stena má tepelný odpor R = 3,81. Koľko fasádneho polystyrénu EPS treba minimálne prilepiť na stenu aby stena dosiahla tepelný odpor R = 5?
Potrebný pridaný tepelný odpor: R = 5 – 3,81 = 1,19
Odvodenie vzorca: R = d ÷ λ ... => ... d = R . λ
Výpočet hrúbky polystyrénu: d = R . λ = 1,19 x 0,04 = 0,04 m = 4 cm


Súčiniteľ vodivosti tepla "λ" (lambda), schopnosť materiálu viesť teplo, jednotka W/mK (koľko wattov tepla prejde materiálom o hrúbke 1 m pri rozdiele teplôt 1 kelvin (rozdiel 1 K = rozdiel 1 °C)). Čím nižšia je hodnota λ, tým lepším tepelným izolantom je materiál.

Tepelný odpor materiálu je schopnosť materiálu zadržať teplo. Je závislý na hrúbke materiálu a tepelnej vodivosti. Označuje sa "R", jednotka je m2K/W (ako veľká plocha je nutná k prenosu tepla o hodnote 1 Watt pri rozdiele teploty 1 kelvin).

Prevrátená hodnota je tzv. súčiniteľ prestupu tepla "U" (iné označenie "k" = koeficient prestupu), jednotka W/m2K(koľko wattov tepla prejde konštrukciou o ploche 1 m2 pri rozdiele teplôt 1 kelvin). Čím nižšia je hodnota U, tým lepším tepelným izolantom je materiál.

Napríklad 1 cm fúkanej celulózi zadrží rovnaké množstvo tepla ako 20 cm múr z plných tehiel alebo 35 cm zo železobetónu.

Pri prestupe tepla zo vzduchu do konštrukcie vzniká tepelný odpor, ktorý sa definuje ako odpor pri prestupe tepla. Celkový tepelný odpor konštrukcie je súčtom tepelných odporov jednotlivých vrstiev a odporov pri prestupe tepla. Z hore uvedeného vyplýva, že z hľadiska tepelného odporu konštrukcie je jedno, či tepelnú izoláciu umiestnime na vonkajšiu alebo vnútornú stranu alebo do stredu.

Koeficienty palív

- zemný plyn = 9.5 (1 m3 =9.5 kWh)
- čierne uhlie = 6.0 (1 kg =6.0 kWh)
- hnedé uhlie = 4.5 (1 kg =4.5 kWh)
- drevo = 4.5 (1 kg =4.5 kWh)
- elektrická energia = 1.0 (1 kWh=1.0 kWh)

[ [1 ÷ [(hrúbka m) ÷ λ = R] = U] × (plocha m2) × (rozdiel tep. K) ÷ 1000 = (straty kWh)] ÷ (koef.paliva) = m3h

Malé príklady

1.) Výpočet tepelných strát pre okno o ploche 1 m2, s koeficientom (súčiniteľ prestupu) 1.1, vnútorná teplota je 22 °C a vonkajšia teplota -5 °C (U × plocha × rozdiel tep. = tep.straty) 1.1 × 1 × (22-(-5)) = 29.7 W ÷ 1000(kilo) × 24 hod. × 30 dní = 21.384 kWh ÷ 9.5 = 2.250 m3 (zemný plyn)

2.) Výpočet tepelných strát pre okno o ploche 1 m2, s koeficientom (súčiniteľ prestupu) 0.7, vnútorná teplota je 22 °C a vonkajšia teplota -5 °C (U × plocha × rozdiel tep. = tep.straty) 0.7 × 1 × (22-(-5)) = 18.9 W ÷ 1000(kilo) × 24 hod. × 30 dní = 13.608 kWh ÷ 9.5 = 1.432 m3 (zemný plyn)