Što je toplinski otpor i kako ga izračunati? Vrijednost toplinskog otpora i debljine izolacije

• Što je toplinski otpor?
• Uzorak toplinske otpornosti
• Koja toplinska otpornost za pregradu
• Čemu služi toplinski otpor?
• Koeficijent toplinske vodljivosti λ

Kako izračunati toplinski otpor - dajemo formulu. U vrijeme energetske učinkovitosti pazimo na toplinske parametre kuća, njihovih zidova, krova, prozora i vrata. U Poljskoj se isplati graditi kuće čije pregrade imaju visoku toplinsku otpornost jer se time štedi na troškovima grijanja.

Toplinski otpor je jedna od tri vrijednosti koje opisuju parametre toplinske izolacije građevinskih materijala i pregrada izrađenih od njih. Toplinski otpor izračunava se prvenstveno za vanjske pregrade, jer on određuje koliko će topline izaći kroz njih. I to određuje koliko trošimo na grijanje kuće zimi.

Sadržaj

1. Što je toplinski otpor?
2. Uzorak toplinske otpornosti
3. Koja toplinska otpornost za pregradu
4. Čemu služi toplinski otpor?
5. Koeficijent toplinske vodljivosti λ
6. Kako odabrati toplinsku izolaciju

Što je toplinski otpor?

Toplinski otpor R je omjer debljine sloja materijala i njegovog koeficijenta toplinske vodljivosti λ. Obje ove vrijednosti deklariraju proizvođači građevinskog materijala. Oni se mogu pronaći u izjavi o svojstvima. Određuje se i trajnost toplinske otpornosti, tj. mijenjaju li se dane vrijednosti tijekom vremena zbog starenja ili vremenskih utjecaja.

Uzorak toplinske otpornosti

Toplinski otpor se izračunava na sljedeći način:

R=d/λ,

gdje je d debljina materijala, a λ je koeficijent toplinske vodljivosti karakterističan za svaki građevinski materijal, ne samo toplinsku izolaciju, već i za zidove.

Koja toplinska otpornost za pregradu

Što je veća debljina sloja određenog materijala, veća je njegova toplinska otpornost. Odabirom različitih debljina materijala s različitom toplinskom vodljivošću možemo na različite načine dobiti istu toplinsku otpornost pregrade.

Vrijednost toplinskog otpora za različite debljine izolacijskog materijala
Koeficijent toplinske vodljivosti λ materijala [W/m.K]	Toplinski otpor R za određenu debljinu izolacijskog sloja [(m2.K)/W]
	5cm	10cm	15cm	20cm	25cm
0,045	1.11	2.22	3.33	4.44	5.55
0,040	1,25	2,50	3,75	5.00	6.25
0,035	1,42	2,85	4.28	5.71	7.14
0.030	1,66	3.33	5.00	6.66	8.33
0,025	2.00	4.00	6.00	8.00	10.00
0.020	2,50	5.00	7.50	10.00	12.50

Čemu služi toplinski otpor?

Vrijednosti toplinskog otpora potrebne su za izračun izolacije pregrade, npr.vanjski zid ili krov. Tehnički uvjeti za gradnju kuća određuju koliki koeficijent prolaza topline U mogu imati vanjske pregrade, krovovi, prozori, vrata itd. Da biste ga izračunali potrebno je odrediti debljinu svakog sloja i vrstu materijala od kojeg napravljeno je od. Svaki sloj pregrade ima specifičan toplinski otpor. Pojednostavljeno, može se reći da nakon zbrajanja toplinskih otpora svih slojeva, kao i otpora prijenosu topline na vanjskoj i unutarnjoj površini pregrade, dobivamo inverznu vrijednost U koeficijenta cijele pregrade. Koeficijent prolaza topline U obrnuto je proporcionalan toplinskom otporu. Dakle, koeficijent prijenosa topline je:

U=1/R

Trenutno važeći koeficijent prolaza topline U za vanjske zidove ne smije biti veći od 0,23 W/(m^{2.K). Odabirom različitih debljina zidova i toplinsko-izolacijskih materijala s različitim parametrima vodljivosti topline možemo konfigurirati različite zidove s istim toplinskim otporom.Poznavajući zahtjeve za druge pregrade, npr. krov ili pod na tlu, arhitekt u projektu navodi odgovarajuće debljine određenih materijala kako bi ih zadovoljio. Proizvođači prozora i vrata izrađuju ih od materijala sa specifičnim toplinskim svojstvima kako bi zadovoljili zahtjeve u pogledu toplinske izolacije.}

Koeficijent toplinske vodljivosti λ

Ovo je jedna od vrijednosti koje karakteriziraju određeni materijal. Ne ovisi o njegovoj debljini. Njegova veličina je stalna i nepromjenjiva za svaku tvar u određenom agregatnom stanju i fazi. Koeficijent λ pokazuje koliko topline prolazi kroz materijal pri određenoj površini, temperaturnoj razlici i vremenu protoka. Sa stajališta energetske učinkovitosti najtopliji su materijali s najnižim koeficijentom λ. Materijali s niskim lambda koeficijentom će imati bolju (veću) toplinsku otpornost, što se deblji sloj koristi.

Među termoizolacijskim materijalima koji se koriste za izolaciju kuće najtopliji su: aerogeli, poliuretanske pjene zatvorenih ćelija, fenolne ploče ili ploče od ekstrudiranog polistirena.Uobičajeni ekspandirani polistiren i mineralna vuna imaju veći koeficijent λ. Njihova popularnost određena je omjerom toplinskih parametara prema cijeni, dostupnosti i jednostavnosti polaganja.

λ-vrijednost različitih građevinskih materijala
Materijal	Koeficijent toplinske vodljivosti λ [W/m.K]
Aerogel	0,015-0,025
Miran zrak	0,025
Poliuretanska pjena sa zatvorenim ćelijama	0,024-0,030
Ekstrudirani polistiren	0,030-0,36
stiropor	0,031-0,045
celulozna vlakna	0,038
Mineralna vuna	0,031-0,045
Pozor beton, klasa 400	0,096
Porozna keramička opeka	0,17-0,28
Armirani beton	1.7
Čelik	58