Conduttività termica: fondamentale per l'isolamento
Se vuoi isolare la tua casa, puoi semplicemente assumere una ditta specializzata, se necessario chiamare un consulente energetico, e alla fine pagare il conto. Quindi non devi preoccuparti dei dettagli tecnici. Ma se vuoi avere voce in capitolo, magari anche dare una mano, devi saperlo un po 'meglio. E quando si parla di isolamento, la pianificazione ruota attorno alla conducibilità termica dei materiali.
Principio di base del materiale isolante: l'inclusione dell'aria riduce la conduttività termica
L'intero tema dell'isolamento esiste solo perché il calore scorre sempre nella direzione della temperatura più bassa. Migliore è la conducibilità termica dei materiali, meglio è possibile farlo, di contro ne consegue che minore è la conducibilità termica del materiale isolante, migliore è l'effetto isolante.
Ovviamente esiste una definizione precisa di conducibilità termica. Indica la quantità di calore, misurata in joule, che può fluire al secondo attraverso una sostanza che ha uno spessore di un metro e una superficie di un metro quadrato. La differenza di temperatura tra le due superfici è di un grado Kelvin. Per inciso, una differenza di un grado Kelvin è esattamente uguale a un grado Celsius, ma in fisica l'unità di misura più comune è il Kelvin. Il simbolo per la conducibilità termica è λ (lambda), l'unità è W / (mK), ovvero watt diviso per metro per Kelvin.
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Per definizione, tutti i materiali sono considerati materiali isolanti con un valore lambda inferiore a 0,1 W / (mK). I materiali isolanti attualmente in uso hanno valori lambda compresi tra 0,025 e 0,04 W / (mK). Il polistirolo spesso installato, ad esempio, che è correttamente chiamato polistirolo, ha un valore di 0,03 W / (mK), i pannelli isolanti in cellulosa e fibra di legno sono leggermente peggiori con 0,037 W / (mK) quando si arriva a questo punto. Il lino e la canapa soddisfano appena i requisiti con 0,04 W / (mK), i pannelli isolanti sottovuoto sono attualmente il miglior materiale isolante con 0,004 W / (mK).
Materiali isolanti: esempi di conduttività termica di alcuni materiali isolanti
Il valore lambda può essere utilizzato anche per calcolare la resistenza termica (R) dei componenti; nella formula qui è compreso lo spessore (d) di circa una parete. La formula è quindi R = d / λ. Il reciproco di R è il cosiddetto valore K, che si incontra ripetutamente con i materiali isolanti. Questa formula è K = 1 / R. Quando le norme europee sono state armonizzate, è stata sostituita dalla U-, non c'è differenza di contenuto. Il valore U, misurato in watt per metro quadrato moltiplicato per Kelvin, è la misura decisiva per la perdita di calore. Il valore U viene calcolato dividendo il valore lambda per lo spessore del materiale.
L'aria è decisiva
Da cosa dipende effettivamente la conducibilità termica? Il fattore decisivo è quanta aria c'è nel materiale - questo può essere illustrato bene usando l'esempio di un maglione di lana. Molta aria è intrappolata nel tessuto e il capo è caldo. Se il maglione si bagna, c'è molta acqua nel tessuto invece che nell'aria. L'acqua conduce il calore notevolmente meglio dell'aria, l'effetto riscaldante del maglione è sparito.
Tali pietre non sono un materiale isolante. Ma a causa dell'aria intrappolata, fanno uscire meno calore dalla casa rispetto alle pietre solide. © Gina Sanders, stock.adobe.com
Non isola una casa con maglioni di lana. Ma il principio è lo stesso: materiali isolanti perché il materiale ha molti pori in cui è intrappolata l'aria. Più aria c'è nel materiale, meno altre sostanze ci sono che trasmettono meglio il calore. A proposito, nessuna aria è persino migliore dell'aria: questo spiega la conducibilità termica estremamente bassa delle piastre a vuoto.
