Coeficientul de conductivitate termică

Majoritatea materialelor de construcţie, cu excepţia celor compacte (metale, sticlă etc.), au o structură capilar–poroasă, alcătuită din cavităţi şi schelet rigid, ce poate lega apa sub diferite forme, la presiuni mai mici decât cele de saturaţie din afara corpurilor. De asemeni, aerul şi apa migrează prin reţeaua de capilare şi pori. În consecinţă, căldura se transmite concomitent sub mai multe forme:

· conducţie în scheletul solid şi în amestecul aer – apă din cavităţi;

· convecţie locală a aerului şi apei datorită diferenţelor de temperatură între feţele opuse ale pereţilor cavităţii;

· schimburi repetate de fază (evaporări, condensări) în cavităţi.

În aceste condiţii este deosebit de dificilă evaluarea cantitativă a acestor fenomene pe baza unor relaţii simple. Ca urmare, aprecierea coeficientului de conductivitate termică, în aşa fel încât să reflecte complexitatea proceselor de transfer termic, nu se poate efectua decât experimental, determinându-se un coeficient echivalent, ce depinde de o multitudine de factori:

λ_{echiv=f(T,U, gradT, gradU,d...)}

unde:

T – temperatura absolută;

U – umiditatea materialului;

grad T, grad U – gradienţii de temperatură şi de umiditate;

d – grosimea materialului.

Coeficientul de conductivitate termică λ (sau, mai scurt, conductivitatea termică) reprezintă o caracteristică termofizică de bază a fiecărui material şi depinde, în cazul general, de natura şi starea materialului, de temperatură şi de presiune. Pentru materialele de construcţie curent folosite, acest coeficient are valori cuprinse între 0,04...3,0 W/mºC (cu excepţia metalelor).

În Tabelul 1 sunt redate valorile coeficientului de conductivitate termică pentru câteva materiale de construcţii des întâlnite.

Conductivitatea termică variază direct proporţional cu densitatea materialului. Din acest motiv materialele uşoare (polistirenul, vata minerală) au un coeficient λ mai mic şi deci proprietăţi de izolare termică mai bune. De asemeni, coeficientul de conductivitate variază direct proporţional cu umiditatea (deoarece conductivitatea apei este considerabil mai mare – de cca. 20 de ori – decât cea a aerului), deci un material va avea proprietăţi izolatoare mai bune cu cât va fi mai uscat.

Tabel 1. Coeficientul de conductivitate termică

Nr. crt.	Material	λ (W/mºC)
1	Polistiren expandat	0.044
2	Vată minerală	0,042 ... 0,05
3	Lemn	0,17...0,41
4	Zidărie din b.c.a.	0,25...0,34
5	Zidărie din cărămizi cu goluri verticale	0,46...0,75
6	Zidărie din cărămizi pline	0,8
7	Beton armat	1,62...2,03
8	Oţel	58,0
9	Aluminiu	220,0