Siltumvadītspēja

Siltumvadītspēja ir fizikāls lielums, kas raksturo materiāla spēju vadīt siltumu. To parasti apzīmē ar grieķu burtu λ (lambda), mērvienība ir . Siltumvadītspējas koeficients ir skaitliski vienāds ar enerģiju, kas laika vienībā izplūst caur šķērsgriezuma laukuma vienību no vienas vietas uz citu, ja temperatūru starpība tām ir 1 grāds.

Jo mazāka ir λ vērtība, jo labāk materiāls darbojas kā siltumizolators. Siltumvadītspēju ietekmē materiāla blīvums, mitrums, porainība un temperatūra. Būvniecībā λ izmanto, lai aprēķinātu konstrukciju siltumpretestību R un siltumcaurlaidību U, tāpēc λ ir viens no galvenajiem kritērijiem ārsienu, jumtu un grīdu projektēšanā.

Starptautiskajā praksē siltumvadītspējas koeficientu apzīmē ar λ; dažos avotos sastop arī κ (kappa) vai k. Šajā kontekstā tiek lietots λ.

 Pielietojums būvniecībā 
Latvijā ēku energoefektivitātes prasības nosaka Ministru kabineta noteikumi Nr. 529 Ēku energoefektivitātes aprēķināšanas metode un ēku energosertifikācija (2013). 

Saskaņā ar tiem jaunbūvēm ārsienu siltumcaurlaidības koeficientam jābūt U ≤ 0,20 W/(m²·K).

Praksē tas nozīmē, ka siltumvadītspēja (λ) tiek izmantota, lai aprēķinātu ārsienas kopējo siltumpretestību R un siltumcaurlaidību U pēc formulas:

, kur d ir slāņa biezums metros, bet λ ir materiāla siltumvadītspēja.

, kur Rsi un Rse ir iekšējās un ārējās virsmas pretestības.

Piezīme: Rsi un Rse ir standarta virsmas siltumpretestības vērtības, ko nosaka EN ISO 6946. 

Tās atspoguļo plāno nekustīgā gaisa slāni (t.s. "gaisa plēvi"), kas vienmēr veidojas pie konstrukcijas saskares ar iekšējo un ārējo gaisu:
 Rsi = 0,13 m²·K/W (iekšējā virsma, vertikālām sienām);
 Rse = 0,04 m²·K/W (ārējā virsma, vertikālām sienām).
Šīs vērtības tiek ņemtas kā konstantes un neatkarīgi no tā, vai siena ir apmesta, krāsota vai siltināta, gaisa plēve veidojas uz jaunās ārējās virsmas.
 Ārsienas piemērs 
Apskatīsim tipisku ārsienu:
 150 mm minerālvates izolācija (λ ≈ 0,037 W/m·K)
 120 mm ķieģeļu mūris (λ ≈ 0,70 W/m·K)

Aprēķins:
 Minerālvates slānis: R = 0,15 / 0,037 ≈ 4,05 m²·K/W
 Ķieģeļu mūris: R = 0,12 / 0,70 ≈ 0,17 m²·K/W
 Kopējā R vērtība ar virsmas pretestībām: Rtotal ≈ 0,13 + 4,05 + 0,17 + 0,04 ≈ 4,39  m²·K/W
 U = 1 / 4,39 ≈ 0,23 > 0,2 W/(m²·K)

Šāda siena neatbilst jaunbūves prasībām (0,20), taču būtu piemērota renovācijai, kur pieļauj augstāku U vērtību (piemēram, 0,23–0,25). Lai atbilstu normatīvam, būtu jāpalielina minerālvates slānis līdz ~180 mm.
 Tabulas 
+ Plaši izplatītie būvmateriāli un to siltumvadītspēja pie ~20 °C Materiāls  Siltumvadītspēja
λ, W/(m·K) Piezīme Gaiss (nekustīgs)  ~0,025  Ideāls izolators tikai bez kustības EPS putupolistirols 0,035–0,038  Fasāžu un grīdu siltinājumam PIR plāksnes  0,022–0,024  Plānāks slānis dod to pašu efektu Minerālšķiedru plāksnes  0,036–0,040  Nedegošs izolācijas materiāls Gāzbetons ~500 kg/m³  0,10–0,12  Nesošs un silts mūris Keramikas pilnķieģelis ~0,70  Blīvs, prasa papildus siltinājumu Klinkerķieģelis  ~1,00  Ļoti blīvs un dekoratīvs, nav silts Keramikas ķieģelis ar caurumiem  0,30–0,40  Vieglāks, siltāks par pilno Keramzītbetons  0,14–0,30  Atkarīgs no blīvuma Koks (sausā veidā)  0,13–0,17  Atkarīgs no šķiedru virziena OSB plātne  ~0,13  Koka karkasa konstrukcijās Kokskaidu plātne  0,14–0,18  Atkarīgs no blīvuma Ģipškartons ~0,25  Sienu apšuvumam Apmetums cementa-kaļķa  0,70–0,90  Atkarīgs no sastāva Betons parasts  1,7–2,1  Ļoti augsta λ, prasa siltinājumu Dzelzsbetons 2,0–2,3  Ar stiegrojumu Asfalts 0,70–0,75  Ceļu segumam Smilts (sausa)  0,25–0,30  Siltuma vadītspēja pieaug ar mitrumu Grants 0,35–0,40  Atkarīgs no frakcijas Šķembas smalkas (4–8 mm)  0,35–0,45  Pie blīvas ieklāšanas Šķembas rupjas (16–32 mm)  0,40–0,55  Ar lielākām gaisa spraugām Izdedži berami  0,12–0,15  Atkarīgs no frakcijas un mitruma
Piezīme: Vērtības ir orientējošas un atkarīgas no blīvuma, mitruma un temperatūras. Būvaprakstos jālieto ražotāja deklarētā λD vai standarta vērtības.

+ Metāli (siltumvadītspēja pie dažādām temperatūrām) Metāls  λ (0 °C)  λ (20 °C)  λ (127 °C)  λ (327 °C) Alumīnijs  236  ~237  240  232 Varš  401  ~400  392  383 Bronza (75% Cu, 25% Sn)  —  26  —  — Misiņš (70% Cu, 30% Zn)  —  111  —  — Dzelzs  83,5  ~80  69,4  54,7 Niķelis  94  ~90  80,1  65,5 Cinks  122  ~121  116  105

Piezīme: Metālu siltumvadītspēja ir atkarīga no temperatūras. Tabulā dati sakārtoti pieaugošā temperatūrā (no 0 līdz 327 °C jeb attiecīgi no 273 līdz 600 K). Būvniecībā aprēķinos izmanto vērtības pie ~20 °C, jo atšķirība no 0 °C parasti ir ļoti neliela.

 Atsauces 

Kategorija:Fizikāli lielumi

Kategorija:Celtniecība
Kategorija:Dzelzceļa infrastruktūra