Lämpöresistanssi

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Lämpöresistanssi eli lämpövastus tai lämmönvastus tai terminen resistanssi (tunnus Rth) kuvaa, miten paljon lämpötilaeroa tulee jossakin lämpöä johtavassa kohteessa, kun tietty lämpöteho vaikuttaa kohteen toisella puolella. Lämpöresistanssilla voidaan kuvata esimerkiksi jäähdytyselementin toiminnan tehokkuutta tai lämmön vuotamista jonkin eristerakenteen läpi. Mitä suurempi lämpöresistanssilukema on, sitä huonommin lämpö johtuu. SI-järjestelmän mukaisesti lämpöresistanssille tulee yksiköksi kelviniä wattia kohti eli K/W.

Rakennusfysiikassa lämmönvastus saa hieman SI-järjestelmästä poikkeavan merkityksen. Rakennusfysiikassa lämmönvastusta ei suhteuteta pinta-alaan, jolloin tuloksena on yksikkö K·m²/W.

Lämpökonduktanssi (lämpöresistanssin käänteisarvo)[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lämmön johtumista voidaan kuvata myös lämpöresistanssin käänteisarvolla eli lämpökonduktanssilla (yksikkö W/K). Tälle suureelle käytetään toisinaan ilmaisua lämmönjohtavuus, vaikka tätä sanaa toisaalta käytetään materiaalin lämmönjohtamiskyvystä eli lämpökonduktiivisyydestä (materiaalin ominaissuure).

Rakennusfysiikassa lämpökonduktanssia ei suhteuteta pinta-alaan, jolloin tuloksena on yksikkö W/(m²·K) ja suurettakin kutsutaan yleensä lämmönläpäisykertoimeksi tai U-arvoksi.

Lämpöresistanssin laskeminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Laskeminen yleensä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lämpöresistanssi Rth on lämpötilaeron ΔT suhde tehoon P:

Rth = ΔT/P

SI-järjestelmä mukainen yleinen lämpöresistanssi Rth jollekin kappaleelle (poikkipinta-ala A ja pituus l) voidaan laskea materiaalille ominaisen lämmönjohtavuuden λ avulla:

Rth = l / (λ·A)

Laskeminen rakennustekniikassa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Rakennusfysiikassa ollaan kiinnostuneita vain rakenteen suhteellisesta kyvystä vastustaa lämmönvirtausta, sen vuoksi lämpövastusta ei jaeta pinta-alalla. Lämmönjohtamiskyvystä käytetään lämpövastuksen käänteislukua (U = \frac{1}{R_t}, jota kutsutaan lämmönläpäisykertoimeksi, U = [W/(m²K)]). Lämmönläpäisykerroin (U) kuvaa johtuvaa lämpövuota, (W/m²) lämpötilayksikköä kohden. Lämpöteho (häviöteho) [W] saadaan kertomalla se kohteen pinta-alalla ja lämpötilaerolla.

R_t = kokonaislämmönvastus rakennusfysiikassa
R_i = kerroksen lämmönvastus rakennusfysiikassa
R_a = kerroksen osan lämmönvastus rakennusfysiikassa


Kerrokselliset rakenteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Rakenteiden laskennallisessa mitoituksessa käytetään normaalista lämmönjohtavuutta (\lambda_n = [\frac{W}{m\cdot K}])

Kerroksen lämmönvastus R_i = [\frac{K}{W}] lasketaan laskemalla käänteisluku kappaleen paksuudelle( d = [mm]) ja kappaleen lämmönjohtavuudelle (\lambda_n) ja kertomalla ne.

R_i = \frac{1}{d\cdot\lambda}

Useammasta kerroksesta koostuvassa rakenteessa kokonaislämmönvastus Rt saadaan laskemalla kerroksien lämmönvastukset yhteen.

R_t = \sum_{i=1}^n R_i

Eli R_t = R_1 + R_2 + R_3 + ...

Rinnakkaiset rakenteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

f_a = kerroksen osan suhteellinen pinta-ala
R_a = kerroksen osan lämmönvastus rakennusfysiikassa

f_a = \frac{A_i}{A_{kok}}  ; A_{kok} = \sum_{i=1}^n A_i

R_i = \frac{1}{\sum_{a=1}^n (\frac{f_a}{R_a})}

Eli R_i = \frac{1}{\frac{f_1}{R_1} + \frac{f_2}{R_2} + \frac{f_3}{R_3} + ...}

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]