Co to współczynnik lambda i jakie ma znaczenie w wyborze materiałów budowlanych?

Aktualnie wszystkie projekty domów muszą być wzniesione zgodnie ze standardzem WT 2021, który narzuca rygorystyczne normy dotyczące termoizolacyjności budynku. Aby dom spełniał te wymagania i był energooszczędny, projektanci muszą dokładnie zaplanować grubość przegród i izolacji, a także właściwie dobrać do ich konstrukcji materiały budowlane o odpowiedniej wartości współczynnika przewodzenia ciepła.

Co to jest współczynnik lambda? Definicja

Materiały budowlane mają różne właściwości fizyczne, a jedną z tych o największym znaczeniu jest właśnie współczynnik lambda – co to jest i jakie własności materiałów opisuje? Współczynnik przewodzenia ciepła, oznaczany symbolem λ (lambda), definiuje się jako ilość ciepła przepływającą w ustalonym czasie przez materiał o jednostkowej grubości i powierzchni, przy założeniu stałej różnicy temperatury między jego stronami. Jednostką współczynnika przewodzenia ciepła λ w układzie SI jest wat na metr na Kelwin W/(m*K). 

Warto przypomnieć, że zgodnie z zasadami fizyki energia cieplna przenika tylko wtedy, gdy występuje różnica temperatur i przepływa ona zawsze z cieplejszego do chłodniejszego obszaru. Jeśli więc przegroda budowlana będzie wykonana z materiałów o wysokim przewodzeniu ciepła, podczas zimy ciepło będzie przez nią „uciekało” z domu na zewnątrz, a w okresie letnim - z otoczenia do wnętrza domu. To przełoży się na większe zużycie energii potrzebnej do ogrzania lub shcłodzenia budynku. 

Nietrudno się więc domyślić, co oznacza współczynnik lambda w praktyce – im jest on niższy, tym dany materiał odznacza się lepszą izolacyjnością termiczną, a więc jest bardziej energooszczędny.

Warto wiedzieć!

Materiały o niskim współczynniku lambda nazywane są izolatorami cieplnymi, natomiast te mające jego wysoką wartość określa się jako przewodniki ciepła.

Sprawdź gotowe projekty domów energooszczędnych!

Syriusz 2

5 000 zł

5 000 zł

Lugo LMB97

3 790 zł

3 790 zł

Lila Prima Duolit (1869)

6 704 zł

6 704 zł

Projekty domów energooszczędnych

Współczynnik lambda – jednostka

Jednostką współczynnika lambda jest W/(m*K), czyli Wat na metr x Kelwin.

• Wat jest jednostką mocy i strumienia energii.
• Metr dotyczy grubości materiału.
• Kelwin jest jednostką temperatury.

Lambda wyraża zatem wielkość przepływu ciepła przez powierzchnię z materiału o danej grubości, jeśli różnica temperatur występująca między jego jedną i drugą stroną wynosi 1 Kelwin.

Przeczytaj: Styropian grafitowy – czy warto nim ocieplić dom? Ceny, zastosowanie i właściwości styropianu grafitowego

Wzór na współczynnik przewodzenia ciepła lambda (λ)

Współczynnik przewodzenia ciepła lambda obliczany jest według dość skomplikowanego wzoru i wymaga znajomości wielu parametrów.

Wzór na współczynnik lambda (λ) jest następujący:

λ= Q' * d / (S*ΔT)

gdzie:

Q – oznacza ilość (natężenie) ciepła przepływającego przez materiał (wyrażone w Watach),

d – grubość materiału (wyrażona w metrach),

S – pole przekroju, przez który przepływa ciepło (wyrażone w m²),

ΔT – różnica temperatur w kierunku przewodzenia ciepła (wyrażona w Kelwinach).

Jak obliczyć współczynnik lambda?

Chcąc obliczyć współczynnik przewodzenia ciepła, trzeba znać wiele szczegółowych parametrów materiału, również tych fizycznych. W praktyce dla materiałów budowlanych ustala się go w warunkach laboratoryjnych. Dzięki temu nie musisz wiedzieć, jak obliczyć współczynnik lambda – wystarczy, że właściwie go odczytasz ze specyfikacji danego materiału dostarczonego przez jego producenta. 

Sprawdź: Ocieplenie stropu – co daje, ile kosztuje i jaki materiał wybrać na ocieplenie stropu?

Jakie wartości ma współczynnik lambda dla różnych materiałów?

Współczynnik lambda oblicza się głównie dla materiałów konstrukcyjnych, a więc służących do budowy przegród budowlanych, a także dla materiałów stosowanych do izolacji termicznej domu.

Ponieważ najniższą wartość współczynnika mają gazy, niską lambdę mają też materiały porowate - z racji tego, że są wypełnione powietrzem. Do porowatych materiałów o niskim współczynniku lambda zaliczamy m.in. styropian, wełnę mineralną i beton komórkowy.

Poniżej przedstawiamy wartość współczynnika lambda dla materiałów wykorzystywanych najczęściej przy budowie domów.

Współczynnik przewodzenia ciepła lambda – tabela dla wybranych materiałów budowlanych

Warto pamiętać, że powyższe wartości są orientacyjne, ponieważ zależą one od grubości i gęstości danego materiału.

Nie przegap: Jaki tynk wewnętrzny wybrać - gipsowy czy cementowo-wapienny?

Wybór materiałów budowlanych i technologii a współczynnik lambda

Sprawdź, jak wartość współczynnika lambda różnych materiałów wpływa na decyzje konstrukcyjne i technologiczne. Co warto wiedzieć? 

• Współczynnik lambda należy uwzględnić przede wszystkim przy wyborze materiałów izolacyjnych, a także tych konstrukcyjnych. W przypadku materiałów konstrukcyjnych od wartości współczynnika lambda będzie zależała całkowita grubość przegrody, która często jest zależna od grubości warstwy izolacyjnej.
• Najlepsze materiały budowlane o najniższym współczynniku lambda pozwalają dzisiaj na wznoszenie nawet ścian jednowarstwowych bez izolacji, które spełniają wyśrubowane normy dotyczące termoizolacyjności. Dzięki takim materiałom można obniżyć koszty inwestycji, ponieważ taka jednowarstwowa ściana jest tańsza i szybsza w budowie niż jej znacznie grubszy, wielowarstwowy odpowiednik z tradycyjnych materiałów.
• Warto też pamiętać, że na izolacyjność termiczną domu wpływ mają nie tylko przegrody pionowe, ale i przegrody poziome. Warto więc zatem zwrócić uwagę na współczynnik lambda, wybierając np. panele podłogowe. Jeśli podłoga ma być izolatorem, lepsze będą panele drewniane, ponieważ współczynnik przewodzenia ciepła lambda dla drewna w zależności od gatunku wynosi około 0,16- 0,30.
• Z kolei przy ogrzewaniu podłogowym lambda powinna być wyższa, aby materiał umożliwiał przenikanie ciepła do pomieszczenia. Najwyższy współczynnik przenikania ciepła wśród materiałów na posadzki ma kamień naturalny np. granit lub marmur (aż 3,5) i dlatego doskonale nadaje się do stosowanie razem z ogrzewaniem podłogowym.

Odkryj naszą ofertę domów pasywnych!

Samowystarczalny Kompozycja przestrzenna

9 500 zł

9 500 zł

Samowystarczalny 3Bryły

7 900 zł

7 900 zł

Samowystarczalny Optimum

8 400 zł

8 400 zł

Projekty domów pasywnych

Znaczenie współczynnika lambda w budownictwie

Znajomość wartości współczynnika przewodzenia ciepła materiałów pozwala projektantom sporządzić ich wykaz w taki sposób, by umożliwiły wzniesienie budynku z przegrodami o określonym współczynniku przenikania ciepła U. Maksymalną dopuszczalną wysokość współczynnika lambda (λ) określają przepisy, co wyjaśnimy niżej.

Jaka jest różnica między współczynnikiem lambda i współczynnikiem U? 

Współczynnik przewodzenia ciepła λ często jest mylony ze współczynnikiem przenikania ciepła U. Jaka jest różnica między lambda a współczynnikiem U?

O ile współczynnik lambda określa termoizolacyjność materiałów budowlanych, o tyle współczynnik przenikania ciepła oznacza izolacyjność przegrody budowlanej (np. ściany, okna, czy dachu) o określonej grubości.

Współczynnik przenikalności cieplnej (U) oblicza się go według wzoru:

U= λ/d,

gdzie:

d - oznacza grubość przegrody (podana w metrach),

λ - wartość współczynnika lambda (wyrażona w W/(m*K)).

Jednostką współczynnika przenikania ciepła U jest W/(m²*K) Wat na metr kwadratowy x Kelwin.

Sprawdź również: Współczynnik przenikania ciepła okna - co jest istotne dla izolacyjności okna?

Zależność między współczynnikiem lambda i współczynnikiem przenikania ciepła U

Z powyższego wzoru wynika, że współczynnik U i współczynnik lambda mają wiele wspólnego. Wartość współczynnika przenikania ciepła U zależy bowiem od wartości współczynnika przewodzenia ciepła (λ) materiału i jego grubości.

Jak układają się ich wzajemne zależności?

• Im niższa jest lambda materiału, tym niższa będzie wartość U całej przegrody o tej samej grubości, co będzie oznaczać jej niską przenikalność cieplną, a więc także lepszą izolacyjność termiczną.
• Przy zastosowaniu materiałów o wyższej lambdzie, należy z nich wykonać grubszą warstwę przegrody, aby otrzymać pożądany współczynnik U.

Należy pamiętać, że od 2021 roku obowiązują normy dotyczące maksymalnych wartości współczynnika U dla przegród budowlanych zawarte w wymaganiach technicznych WT 2021:

• 0,30 W/(m²K) dla podłogi na gruncie,
• 0,20 W/(m²K) dla ścian zewnętrznych,
• 0,15 W/(m²K) dla dachów i stropodachów,
• 0,9 W/(m²K) dla okien,
• 1,1 W/(m²K) dla okien połaciowych,
• 1,3 W/(m²K) dla drzwi zewnętrznych.

Jak już wiemy, w spełnieniu powyższych norm pomaga właśnie współczynnik lambda określany dla materiałów budowlanych.

Może Cię zainteresować:

• Jak otrzymać dofinansowane do budowy domu energooszczędnego?
• Co możemy odliczyć w uldze termomodernizacyjnej?

Od czego zależy przewodnictwo cieplne i współczynnik lambda?

Przewodnictwo cieplne zależy głównie od właściwości danego materiału, przede wszystkim jego struktury i gęstości, ale nie tylko.

Na szybkość przenikania ciepła przez materiał wpływ mają również takie czynniki jak temperatura i wilgotność. Przy wyższej temperaturze i większej wilgotności współczynnik λ wzrasta. Takim czynnikom są poddawane materiały budowlane i izolacyjne choćby pod wpływem zmieniających się warunków atmosferycznych i warunków eksploatacyjnych pomieszczeń. Właśnie dlatego producenci materiałów oprócz wskaźnika lambda podają również parametr DS, który określa tzw. stabilność wymiarową.

Na podstawie parametru DS można ocenić podatność wyrobu izolacyjnego na zmiany wymiarów (długości, szerokości i grubości) pod wpływem temperatury i wilgotności, co ma wpływ na ich przewodnictwo cieplne. Im mniejsza jest taka możliwa zmiana, tym lepiej, ponieważ oznacza to, że w warstwie izolacji nie pojawią się mostki termiczne, które zwiększą straty ciepła przez przegrodę.

Warto wiedzieć!

Skuteczna i trwała izolacja powinna mieć DS mniejszy niż 1%.

Może Cię zainteresować: Nowe ekologiczne i energooszczędne technologie w budownictwie