Drewno od wieków znajduje zastosowanie w budownictwie, meblarstwie czy rzemiośle. Poza walorami estetycznymi i mechanicznymi charakteryzuje się również interesującymi właściwościami termicznymi. W niniejszym artykule przyjrzymy się temu, jak przewodność cieplna drewna wpływa na komfort cieplny i jak można ją wykorzystać w praktyce.
Czym jest przewodność cieplna?
Przewodność cieplna (oznaczana często literą λ\lambdaλ) określa zdolność materiału do przenoszenia ciepła przez jego strukturę. Im niższa wartość przewodności cieplnej, tym trudniej materiałowi „przepuszczać” ciepło, co zwykle przekłada się na lepsze właściwości izolacyjne.
Przykładowo:
- Wysoka przewodność cieplna: metale (np. miedź, aluminium).
- Niska przewodność cieplna: materiały porowate (wełna mineralna, styropian, korek).
Drewno, w zależności od gatunku i warunków, ma stosunkowo niską przewodność cieplną, co czyni je dobrym materiałem izolacyjnym w porównaniu np. z betonem czy stalą.
Jakie czynniki wpływają na przewodność cieplną drewna?
- Gatunek drewna
Różne gatunki drewna mają odmienne gęstości, strukturę włókien i zawartość żywic. Na przykład drewno iglaste (np. sosna, świerk) zwykle ma mniejszą gęstość i charakteryzuje się niższą przewodnością cieplną od niektórych gatunków liściastych (np. dąb). - Wilgotność
Wysoka wilgotność może zwiększać przewodność cieplną, ponieważ woda wypełniająca pory drewna lepiej przewodzi ciepło. Suchsze drewno zwykle izoluje skuteczniej niż wilgotne. - Kierunek włókien
Drewno jest materiałem anizotropowym, co oznacza, że właściwości fizyczne mogą się różnić wzdłuż i w poprzek włókien. Przewodność cieplna wzdłuż włókien jest najczęściej wyższa niż w poprzek. - Temperatura otoczenia
Podwyższona temperatura może zmieniać przewodność cieplną, jednak w typowych warunkach eksploatacji (temperatury pokojowe) wahania nie są aż tak znaczące.
Typowe wartości przewodności cieplnej drewna
W praktyce wartości λ\lambdaλ dla różnych gatunków drewna mieszczą się w przybliżonym zakresie:
- 0,10 – 0,16 W/(m·K) dla gatunków iglastych (sosna, świerk),
- 0,15 – 0,20 W/(m·K) dla niektórych gatunków liściastych (buk, dąb),
- W drewnie mocno wilgotnym lub sprasowanym wartości mogą się zbliżać do 0,2 W/(m·K) lub nawet je przekraczać.
Dla porównania, beton komórkowy ma przewodność rzędu 0,1 – 0,2 W/(m·K), a metale (np. stal) – od kilkudziesięciu do kilkuset W/(m·K).
Znaczenie w budownictwie i aranżacji wnętrz
- Izolacyjność ścian i stropów
Drewniane konstrukcje szkieletowe są często docieplane dodatkowymi materiałami (np. wełną mineralną), ale samo drewno też pełni rolę warstwy ograniczającej ucieczkę ciepła. - Komfort cieplny
Pomieszczenia z elementami drewnianymi (parkiety, boazerie, meble) zwykle odbierane są jako „cieplejsze” i przytulniejsze w dotyku. Drewniana podłoga nie wychładza stóp tak szybko jak płytki ceramiczne czy kamień. - Mostki termiczne
Warto pamiętać, że w konstrukcjach mieszanych (np. stalowo-drewnianych) elementy metalowe mogą tworzyć mostki termiczne. Drewno o niższej przewodności cieplnej znacznie ogranicza ten problem.
Jak poprawić właściwości termiczne drewna?
- Dobór odpowiedniego gatunku: Jeśli priorytetem jest niski współczynnik λ\lambdaλ, lepsze będą gatunki o mniejszej gęstości, zwykle iglaste.
- Suszenie drewna: Niższa wilgotność oznacza lepsze parametry izolacyjne.
- Odpowiednie wykończenie: Impregnacja oraz utrzymanie właściwych warunków (np. odpowiednia wentylacja, brak zawilgoceń) pozwalają zachować niską przewodność cieplną.
- Wypełnienia izolacyjne: W konstrukcjach warstwowych można stosować dodatkowo materiały izolacyjne w połączeniu z drewnem w celu polepszenia ogólnej izolacyjności.
