Materiały lekkie

Ogólnie można stwierdzić, że wraz ze wzrostem gęstości objętościowej rośnie również przewodność cieplna materiałów budowlanych. Materiały lekkie, o gęstości objętościowej g = 204-100 kg/m³, jak np. styropian, wełna mineralna, pianka poliuretanowa, mają współczynniki przewodności cieplnej odpowiednio: 0,045; 0,05; 0,035 W/(m-K), dla materiałów kamiennych (np. granit, marmur), o gęstości objętościowej g = 2800 kg/m³, współczynnik *^n wynosi 3,5 W/(m-K), a dla metali jest jeszcze większy i przykładowo dla stali (g = 7800 kg/m³) wynosi aż 58 W/(m*K) (program uprawnienia budowlane na komputer).

W materiałach o tej samej substancji stałej, ale różnej gęstości występuje również zróżnicowanie wielkości współczynników przewodności ciepła. Przykładowo współczynnik przewodności cieplnej A dla betonu zwykłego o gęstości g = = 1900 kg/m³ wynosi 1,0 W/(m -K), natomiast dla betonu o gęstości g = 2400 kg/ m³ wartość ta wzrasta o 50% i wynosi 1,50 W/(m-K) (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

W materiałach anizotropowych (o budowie krystalicznej lub włóknistej) znaczne zróżnicowanie wartości współczynnika przewodności cieplnej występuje zależności od kierunku przepływu ciepła. Najbardziej klasycznym tego przykładem jest np. drewno sosnowe (p = 550 kg/m³), dla którego wzdłuż włókien A = = 0,30 W/(m -K), przy przepływie ciepła w poprzek włókien zaś A = 0,16 W/(m K) (uprawnienia budowlane).

Zjawiska te tłumaczy się tym, że w materiałach o strukturze kapilarno-poro- vatej, ziarnistej, mieszanej lub włóknistej zachodzi złożona wymiana ciepła: przez przewodzenie w substancji stałej, oraz przez przewodzenie, promieniowanie i konwekcję w porach materiału wypełnionych powietrzem.

Ponieważ współczynnik przewodności cieplnej powietrza jest znacznie mniejszy A = 0,0244-0,031 W/(m*K) w zależności od wielkości porów) od współczynnika przewodności cieplnej substancji stałej (szkieletu), to wraz ze zmniejszeniem gęstości materiału, i tym samym wzrostem porowatości, maleje również jego przewodność cieplna (program egzamin ustny).

Dyfuzja pary wodnej

Jeżeli pory są otwarte lub bardzo duże, w materiale intensyfikuje się ruch powietrza i stąd zwiększa się współczynnik A. Zjawisko to obserwuje się w materiałach stosowanych w postaci zasypek, mat i płyt o różnym uziarnieniu i zagęszczeniu włókien. W materiałach tych powietrze może swobodnie przemieszczać się między ziarnami czy włóknami, zwiększając wskutek konwekcji wymianę ciepła. W materiałach o drobnych ziarnach lub włóknistej strukturze wymiana ciepła przez konwekcję i promieniowanie maleje, rośnie natomiast wpływ wymiany ciepła przez przewodzenie (opinie o programie).

Podstawowym czynnikiem wpływającym na wzrost współczynnika przewodzenia jest stopień zawilgocenia materiałów budowlanych. Woda wypełniająca pory materiału ma współczynnik przewodności cieplnej około dwudziestokrotnie większy niż powietrze; współczynnik A dla wody wynosi ok. 0,56 W/(m-K), dla powietrza w temperaturze 0°C zaś 0,024-0,031 W/(m-K). Dodatkowo wpływ na przewodność cieplną wywiera dyfuzja pary wodnej, z którą połączone jest przenoszenie ciepła oraz kapilarne przemieszczanie się wilgoci zależne od gradientu wilgoci (segregator aktów prawnych).

Złożoność zjawisk ruchu wilgoci i wpływu na przewodność cieplną nie zostały dotychczas w pełni wyjaśnione i dlatego w celu uproszczenia zagadnień zakłada się, że przewodność cieplna zależy przede wszystkim od ilości wilgoci w materiale. Najczęściej przyjmuje się, że przyrost współczynnika A w temperaturze dodatniej wynosi ok. 1% na każdy procent zawartości wilgoci wyrażonej w stosunku do suchej masy (promocja 3 w 1). Dotyczy to głównie materiałów organicznych. W materiałach pochodzenia nieorganicznego zależność ta nie jest wprost proporcjonalna i dla wielu materiałów jest dość zróżnicowana. Przykładowo, w betonach komórkowych można przyjąć, że przyrost współczynnika A wynosi ok. 4,5% na 1% przyrostu wilgotności.