Współczynnik lambda gliny nie ma jednej, stałej wartości. Zależy przede wszystkim od gęstości objętościowej, porowatości, rodzaju domieszek oraz wilgotności materiału. Ciężka glina surowa przewodzi ciepło znacznie lepiej niż glina lekka z dodatkiem słomy lub wiórów, dlatego sama nazwa materiału nie wystarcza do oceny jego izolacyjności.
Czym jest współczynnik lambda gliny?
Współczynnik przewodzenia ciepła λ określa, jak intensywnie materiał przekazuje ciepło. Podaje się go w jednostkach W/(m·K). Im niższa wartość, tym mniejszy strumień ciepła przechodzi przez warstwę materiału o określonej grubości, a więc tym lepsze właściwości termoizolacyjne.
W przypadku gliny trzeba jednak doprecyzować, o jakim materiale mowa. Ciężka glina surowa, ubijana ziemia i glina konstrukcyjna mają dużą gęstość oraz stosunkowo mało zamkniętego powietrza w porach. Pełnią przede wszystkim funkcję masy termicznej, czyli akumulują ciepło i później je oddają. Nie są tym samym co warstwa izolacyjna.
Glina lekka powstaje przez połączenie gliny z lekkim, porowatym dodatkiem, na przykład słomą, wiórami lub innym materiałem roślinnym. Wraz ze wzrostem ilości powietrza w strukturze spada gęstość, a przewodność cieplna zwykle się zmniejsza.
Jak gęstość wpływa na lambdę gliny?
Gęstość gliny lekkiej może mieścić się w szerokim zakresie około 300–1200 kg/m³. Dla porównania gęstość gliny surowej przyjmuje się na poziomie około 1800 kg/m³. Nie można więc traktować każdej mieszanki określanej jako glina lekka jako materiału o podobnych parametrach cieplnych.
Poniższe zestawienie ma charakter orientacyjny. Rzeczywista lambda zależy od receptury, rodzaju i ułożenia domieszek, porowatości oraz stanu wilgotności:
| Gęstość [kg/m³] | Szacunkowa lambda [W/(m·K)] | Zastosowanie |
|---|---|---|
| 300–500 | około 0,09–0,15 | lekka warstwa wypełniająca i izolacyjna |
| 500–700 | około 0,15–0,21 | wypełnienia ścian i stropów |
| 700–900 | około 0,21–0,30 | cięższa glina lekka, przegrody o funkcji mieszanej |
| 900–1200 | około 0,30–0,45 | materiał konstrukcyjny lub akumulacyjny |
W materiałach o gęstości około 700 kg/m³ spotyka się wartość λ bliską 0,21 W/(m·K), natomiast przy gęstości około 900 kg/m³ może ona wynosić około 0,30 W/(m·K). To duża różnica, która bezpośrednio wpływa na wymaganą grubość ściany.
Wartości z tabeli nie powinny zastępować danych producenta ani wyników badania konkretnej mieszanki. Do obliczeń projektowych należy przyjmować parametr ustalony dla materiału o określonej gęstości i wilgotności, a nie ogólną wartość przypisaną słowu „glina”.
Wilgotność i skład mieszanki – co zmienia lambdę?
Glina jest materiałem higroskopijnym, czyli może pochłaniać i oddawać parę wodną z otoczenia. Zawilgocenie zwykle zwiększa przewodność cieplną. Powietrze znajdujące się w porach przewodzi ciepło słabo, natomiast woda przewodzi je znacznie lepiej. Gdy zastępuje powietrze w porach, materiał traci część właściwości izolacyjnych.
Na wartość współczynnika lambda wpływają przede wszystkim:
- Wilgotność – wzrost zawartości wody zwykle podnosi λ i pogarsza izolacyjność.
- Porowatość – większa ilość nieruchomego powietrza w porach sprzyja niższej przewodności cieplnej.
- Rodzaj domieszek – słoma i wióry mogą znacząco obniżyć gęstość mieszanki, ale ich udział oraz sposób ułożenia zmieniają końcowy parametr.
Znaczenie ma także sposób pomiaru. Lambda deklarowana dla suchej próbki może być niższa niż wartość obliczeniowa przyjęta dla warunków użytkowych. Przy projektowaniu przegród trzeba uwzględnić wilgotność materiału, temperaturę oraz warunki panujące po obu stronach przegrody.
Czy z gliny można zbudować ciepły dom w Polsce?
Tak, ale nie z każdej gliny i nie w dowolnej grubości. Ciężka glina konstrukcyjna może dobrze stabilizować temperaturę dzięki dużej masie, jednak sama nie stanowi skutecznej bariery dla przepływu ciepła. W całorocznym domu ogrzewanym zimą najczęściej potrzebna jest warstwa materiału o niskiej lambdzie.
Glina lekka może pełnić funkcję izolacyjną, lecz jej parametry trzeba ocenić przed przyjęciem konkretnego rozwiązania. Mieszanka o wysokiej gęstości może wymagać bardzo grubej ściany, aby osiągnąć wymagany poziom izolacyjności. Z tego powodu projekt często łączy glinę z dodatkową warstwą ocieplenia albo wykorzystuje lekką glinę jako wypełnienie między elementami konstrukcji.
W polskich warunkach dla ścian zewnętrznych stosuje się jako punkt odniesienia wymaganie dotyczące współczynnika przenikania ciepła na poziomie U ≤ 0,20 W/(m²·K). U zależy nie tylko od lambdy gliny, lecz także od grubości wszystkich warstw, mostków cieplnych, oporów przejmowania ciepła i przyjętych warunków obliczeniowych.
W praktyce warto rozdzielić funkcje materiałów: cięższą glinę umieścić po stronie wewnętrznej jako warstwę akumulującą ciepło, a ochronę przed jego ucieczką zapewnić materiałem izolacyjnym. Przy projektowaniu zewnętrznych przegród budynku całorocznego potrzebne są obliczenia cieplno-wilgotnościowe oraz dane dla konkretnego składu mieszanki.
Najważniejszy wniosek jest prosty: nie istnieje jedna „lambda gliny”. O właściwościach cieplnych decydują gęstość, skład i wilgotność materiału, dlatego ocenę trzeba przeprowadzać na podstawie parametrów konkretnej mieszanki i całej przegrody.
