Vilket material har sämst värmeledande egenskaper

Värmekonduktivitet

Värmekonduktiviteten alternativt värmeledningsförmågan, λ, ökar ungefär linjärt tillsammans ökad densitet samt fuktkvot.

Ju lägre värmeledningsförmåga ett material har desto bättre är värmemotstånd i materialet och desto bättre isoleringsförmåga

Den är större inom fiberriktningen än vinkelrätt mot fibrerna.

I SS-EN 12524 anges värmekonduktiviteten (designvärdet) mot 0,13 W/(mK) samt 0,18 W/(mK) för trä tillsammans densitet cirka 500 kg/m³ respektive cirka 800 kg/m³. inom denna standard kunna även tabellvärden för andra träbaserade varor återfinnas samt omräkningsfaktorer för fuktens inverkan.

Värmekapacitet

Trä besitter ett relativt hög bestämd värmekapacitet.

Den anges inom SS-EN 12524 mot 1500-1700 J/(kgK). Detta förmå jämföras tillsammans med motsvarande värde för betong, 1000 J/(kgK).

Mängden trä är dock begränsad inom moderna byggnad samt möjligheten för att använda trä för för att utjämna klimatvariationer är därför begränsad.

Trähus tillsammans med regelstomme brukar tvärtom anses äga ringa värmetröghet samt förmå därför förses tillsammans dygnsvarierande temperaturreglering.

I byggnad från massivt trä, timmer alternativt KL-trä, är den specifika värmekapaciteten däremot väldigt hög.

Exempel på värmeledningsförmåga för olika material hämtat från Swedisol: Beräknade U-värden för olika byggnadsdelar ger en bra uppfattning om var åtgärder kan sättas in

Massivt trä placeras tillsammans med fördel mot detta uppvärmda utrymmet för för att på bästa sätt utnyttja materialets värmeegenskaper.

KL-trä samt värmelagring samt fuktbuffring

Det är en välkänt förhållande för att inomhusklimatet är behagligt inom timmerhus, tillsammans med tjocka, massiva träväggar.

Flera mätningar samt datasimuleringar besitter utförts för för att fastställa hur detta förhåller sig tillsammans med boendeklimatet inom byggnad tillsammans med KL-trästomme alternativt likartade stommar samt deras energieffektivitet. Resultaten tyder på för att dem är både trevliga för att bo inom samt för att energiförbrukningen för uppvärmning är låg.

enstaka avgörande minskning från energiförbrukningen för uppvärmning, inom jämförelse tillsammans lättväggar samt lätta bjälklag, är möjlig för att uppnå.

Träets låga värmeledningsförmåga gör också för att golv- samt väggytorna är trevliga för att beröra.

Genom för att köldbryggorna är få samt träytorna ej känns kalla kunna temperaturen inomhus sänkas, tillsammans bibehållen behaglighet, tillsammans uppemot en par grader. Rummet går också snabbt för att värma upp efter ett nedkylning.

Tabell 1. Materialdata för några vanliga byggmaterial.

Material	Värmekonduktivitet (λ) (W/m °C)	Specifik värmediffusivitet (a) (m2/s)	Värmekapacitet (c) (J/kg °C)
KL-trä	0,13	0,19 · 10-6	1 600
Lättbetong	0,14	0,28 · 10-6	500
Mineralull	0,04	0,30 · 10-6	120
Gips	0,25	0,31 · 10-6	720
Tegel	0,6	0,44 · 10-6	1 350
Betong	1,7	1,00 · 10-6	1 000

 

Tabell 2.

Periodiskt inträngningsdjup för enstaka temperaturcykel på en dygn för några vanliga byggmaterial.

Material	Periodiskt inträngningsdjup (mm)
KL-trä	70
Gips	90
Lättbetong	90
Tegel	110
Betong	140
Mineralull	160
Sten (granit)	210

Värmelagring inom byggnadsstommar samt nyttan från värmelagring bestäms från en antal faktorer; ämne, byggmetod, täthet, fasförskjutning tillsammans med mera.

Optimalt är för att lagra in den mängd värme likt man annars varit tvungen för att vädra försvunnen. detta ställs även höga krav på övriga delar inom klimatskärmen.

Klimatskärmen måste existera tät samt välisolerad för för att förhindra för att värmen försvinner ut genom väggen. Installationer inom övrigt, såsom ventilation samt reglering från radiatorer, måste även anpassas för för att utnyttja värmelagringen optimalt.

Ett materials förmåga för att lagra värme beror på dess vikt samt dess specifika värmelagringsförmåga, titta tabell 1.

Trä besitter trots den låga densiteten hög värmelagringsförmåga tackar vare ett inom förhållande mot andra ämne hög bestämd värmekapacitet, c. bestämd värmekapacitet anger den mängd värme inom Ws alternativt J såsom åtgår för för att höja temperaturen ett grad inom en kilo från materialet.

Värmekonduktivitet, λ, även kallad värmeledningsförmåga, är ett materialegenskap liksom anger hur lätt värme transporteras inom en ämne. detta önskar säga materialets värmeisolerande förmåga.

en annat mått likt är från nyfikenhet är värmediffusivitet, a, såsom visar hur snabbt ett temperaturförändring sprider sig inom materialet.

För för att lagra värme inom exempelvis solbelysta innerväggar äger även inträngningsdjupet ett innebörd då detta talar angående hur massiv sektion från materialet likt är aktivt beneath enstaka bestämd tidsperiod.

Periodiska inträngningsdjupet för några vanliga byggmaterial framgår inom tabell 2.

En ytterligare fördel vilket kunna tillskrivas den massiva träytterväggen, mot följd från hög värmekapacitet samt låg värmekonduktivitet, är den så kallade fasförskjutning, η, såsom uppträder mellan temperaturerna på väggens ut- samt insida.

Fasförskjutningen beskriver den tidsförskjutning inom vilken den högsta dagstemperaturen går eller reser från ut- mot insidan genom ett byggnadsdel samt avger utomhustemperaturen mot rummens inomhustemperatur. inom ett massiv trävägg tar detta lång tidsperiod innan värmetopparna på väggens utsida når insidan, ända upp mot 10 – 12 timmar.

Det gör värmeledningsförmågan mycket högre i metaller

För för att fasförskjutningen inom ytterväggen bör bli massiv bör detta så kallade temperaturledningstalet, α, tillsammans enheten (m kg °C) ⁄ J artikel lågt. ej för att förväxla tillsammans med a inom tabell 1. Temperaturledningstalet är kapabel beräknas i enlighet med ekvation 1:

\(\alpha=\displaystyle \frac{ t}{ c}\)
Ekvation 1.

där:
t      är väggtjocklek inom meter.
c     är väggens värmekapacitet inom J/kg °C.

Diagram 1.

Graf över fasförskjutning samt amplitudförändring över ett väggkonstruktion.
Källa: BSPhandbuch.

För för att uppnå identisk fasförskjutning inom enstaka vägg från stenmaterial krävs cirka dubbelt så massiv tjocklek likt på den massiva träväggen.

För för att förklara temperaturförändringar inom ett yttervägg är detta från nyfikenhet för att titta på temperaturamplitudernas förändring inom väggen samt fasförskjutningen.

Man kunna då analysera den ytterväggens utvändiga ytskiktstemperatur samt ytterväggens invändiga ytskiktstemperatur.

Principiellt kunna detta beskrivas i enlighet med diagram 1.

Amplituddämpningen θ förmå beräknas i enlighet med ekvation 2:

\(\theta=\displaystyle \frac{\Lambda t_{\mathrm{a}}}{\Delta t_{oi}}\)
Ekvation 2.

där:
Δt_a     är temperturamplitud utomhus inom °C.
Δt_oi    är temperaturamplitud inuti inom °C.
Ƞ       är fasförskjutning inom timmar.

Värden liksom ofta eftersträvas är ett amplituddämpning likt är större än 3,3 för ytterväggar samt större än 5,0 för yttertak.

Exempelvis θ = Δt_a ⁄ Δt_oi = 25 °C ⁄ 5 °C = 5. Samtidigt bör fasförskjutningen artikel större än 10 timmar för för att uppnå en behagligt inomhusklimat.

Beroende på hur konstruktionen byggs upp samt vilka ingående ämne såsom väljs, går detta för att påverka fasförskjutningen samt amplituddämpningen, titta tabell 3.

Tabell 3.

Temperaturens fasförskjutning beroende från väggens uppbyggnad.

Väggtyp (mm)	Värme­genom­gångs­tal (U) (W/m2°C)	Effektiv lagringsmassa (m) (kg/m2)	Fas­förskjutning (η) (h)	Amplitud­dämpning (θ)
120 KL-trä	0,88	31	7,8	3,76
95 mineralull 120 KL-trä	0,32	38	10,7	23,8
95 mineralull 120 KL-trä 50 mineralull 15 gipsskiva	0,22	48	16,3	60,8

 

Dimensionering mot kondens

Ytterväggen äger likt övning för att hålla enstaka temperaturdifferens mellan inneluften samt uteluften.

Klimatskärmen utsätts för stora klimatvariationer vilket gör för att fukttillståndet kommer för att variera samt tillsammans ökande isoleringstjocklekar ökar även risken för kondens inne inom konstruktionerna.

Värmemotståndet (R) har enheten m²K/W och räknas ut genom att mäta materialets tjockleken (meter) och dividera detta med värmekonduktiviteten (lambda)

Bedömning tillsammans med hänsyn mot fara för skadlig kondens inuti ett konstruktion kunna göras tillsammans med hjälp från anpassade fuktberäkningsprogram. enstaka konstruktion kunna anses uppfylla kraven angående kondens ej inträffar, alternativt angående kondenserad vattenmängd förmå föras försvunnen över period.

Alternativt för att mängden kondenserad fukt är så ringa inom förhållande mot materialets förmåga för att lagra kondenserad fukt tills fukten kunna avdunsta, för att inga skador förmå väntas uppstå. enstaka massiv trästomme äger massiv förmåga för att lagra fukt. Ytfuktkvoten inom trämaterialet bör därvid understiga 18 % nära inbyggnad för för att förhindra mikrobiell påväxt.

För för att undvika diffusion genom ett vägg- alternativt takkonstruktion används vanligtvis någon form eller gestalt från ångspärr alternativt -broms.

För beräkning av transmissionsförluster från byggnader används värmeledningsförmåga och U-värden för olika material

KL-träskivor utförda tillsammans minimalt fem brädskikt samt skivtjocklekar större än 70 mm kunna inom många fall fungera likt ångbroms samt innebära för att ytterligare skikt ej behövs för för att förhindra diffusion genom konstruktionen. detta är dock beroende från hur KL-träskivorna tillverkas samt ställer även krav på för att anslutningar mellan mot modell bjälklag samt vägg alternativt vägg samt vägg förmå utföras på sådant sätt för att erforderlig lufttäthet uppnås.

Luftrörelser inom springor samt andra otätheter ger dock koncentrationer från fukt samt enstaka åldersbeständig folie alternativt likvärdigt ämne agerar där enstaka betydande roll för för att säkerställa väggens lufttäthet.

Bild 1. Kontorsmiljö, Älta.

Bild 2.

Värmen sprids genom att atomernas vibrationer fortplantar sig genom materialet

Paviljong tillsammans med krökta KL-träelement, Österrike.

För mer resultat titta Byggfysik, Värmeisolering samt lufttäthet.

Temperaturrörelser

Träets värmeutvidgningskoefficient är förhållandevis små. Den äger ringa innebörd nära temperaturer över 0°C, därför för att rörelserna orsakade från ändringar inom fuktkvot är helt ledande.

nära temperaturer beneath 0°C förmå skillnader inom temperatur på olika djup inom virket orsaka spänningar likt förmå ge sprickbildning, mot modell frostskador på växande träd. Värmeutvidgningskoefficienten hos furu samt gran sidled fiberriktningen är cirka 0,4-0,5x10^-5 samt vinkelrätt fiberriktningen 3,4-5,8x10^-5.

Eurokod 1, SS-EN 1991-1-5, ger linjära längdutvidgningskoefficienter liksom kunna användas nära bestämning från lasteffekter orsakade från temperatur. För trä är dem 5-x10^-6/°C längs fibrerna samt 30-70.x10^-6/°C vinkelrätt fibrerna.