KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

VLASTNOSTI REÁLNÝCH STAVEBNÍCH HMOT II

Obsah přednášky • Tepelné vlastnosti stavebních hmot mechanismy transportu tepla, normové veličiny, měrná tepelná vodivost, měrná tepelná kapacita, lineární, délková teplotní roztažnost, tepelná jímavost, součinitel teplotní vodivosti, tepelný odpor vrstvy materiálu, součinitel prostupu tepla, metody měření, příklady vlastností materiálů • Akustické vlastnosti stavebních hmot vlnový odpor, akustická tvrdost, činitel zvukové pohltivosti, zvuková pohltivost, šíření zvuku, vážená neprůzvučnost, vlastnosti běžných stavebních materiálů • Alternativní materiály ovčí vlna

Literatura • Stavební hmoty, L. Svoboda a kolektiv, JAGA Group s.r.o., Bratislava, 2004. • ČSN 73 0540 Tepelná ochrana budov (2005) • Nizkoenergetické domy – principy a příklady, Jan Tywoniak a kol., Grada Publishing, a.s., 2005. • Fyzika stavebního inženýra – J. Binko, I. Kašpar, SNTL/ALFA, 1983. • Meranie termofyzikálních veličín – J. Krempaský, SAV Bratislava, 1969. • Praktická fyzika – Z. Horák, SNTL, Praha 1958. • Fyzikální a mechanická zkoušení stavebních materiálů Michalko O., Mikš A., Semerák P., Klečka T., ČVUT 1998.

Tepelné vlastnosti stavebních materiálů • Transport tepla – v závislosti na fyzikální podstatě jevů, který je teplo transportováno, můžeme rozlišit tři různé způsoby jeho přenosu: - vedením (kondukcí) v látkách - prouděním (konvekcí) látek - Zářením (radiací) Vedení- přenos tepla vedením probíhá ve spojitém látkovém prostředí - stavební částice látky si předávají kinetickou energii neuspořádaných tepelných pohybů, která se tím přenáší z míst vyšší teploty do míst o nižší teplotě látky - vedení tepla probíhá v látkách pevných, kapalných i plynných

Proudění - přenos tepla prouděním látky je vázán taktéž na spojité látkové prostředí - probíhá pouze v tekutinách, tj. v kapalinách a plynech - samovolné proudění je vyvoláno tím, že se ohříváním v důsledku roztažnosti zmenšuje hustota látek - pokud vznikne mezi místem ohřevu a místem ochlazení v tekutině teplotní rozdíl, ohřívaná část tekutiny stoupá při vytlačování ochlazené těžší části - v kapalinách a zvláště v plynech přenos tepla prouděním převažuje nad přenosem tepla vedením Záření - přenos tepla zářením nevyžaduje látkové prostředí - teplo se přenáší elektromagnetickým zářením - energetická výměna mezi plochami o různé teplotě - pokud je přenos tepla zprostředkován převážně infračerveným zářením (vlnová délka 760 nm – 1 mm), nazývá se tento přenos sálání

Stavební materiály – převážně porézní nebo mezerovité -kromě kondukce se uplatňuje při přenosu tepla také konvekce a záření -zejména u větších pórů je nutné brát v úvahu také proudění plynů či par -na protilehlých stranách pórů dochází také k šíření tepla sáláním způsob šíření tepla v materiálu je závislý na následujících vlastnostech: o pórovitosti (velikosti pórů) a objemové hmotnosti o struktuře (uspořádání vnitřní struktury materiálů) o teplotě o typu materiálu (kov, nekov) o vlhkosti

Vliv tepla na materiály • Vlivem tepelné energie přidané do materiálu dochází ke změně jeho teploty, která je doprovázena změnami rozměrů materiálu (objemu), změnou pevnosti, tvrdosti, tažnosti. tepelnou závislost obecně vykazují veškeré materiálové parametry!!! - délkové (objemové) změny vyvolané v materiálu vlivem změny teploty mohou vést (v závislosti na pevnostních charakteristikách materiálu) ke vzniku trhlin, na to jsou citlivá především souvrství materiálů o různé tepelné roztažnosti (výhodné spolupůsobení betonu a oceli) - tepelná energie může v materiálu vyvolat i další významné změny vedoucí až narušení celistvosti – tepelná dekompozice (např. rozpad po vysušení – sádra)

Tepelné materiálové parametry parametry důležité především pro materiály konstrukcí, které oddělují prostředí s rozdílnými teplotními, vlhkostními a tlakovými parametry tepelné materiálové parametry dělíme na: o tepelně fyzikální veličiny – měrná tepelná vodivost, měrná tepelná kapacita, lineární délková teplotní roztažnost, objemová roztažnost o tepelně technické veličiny – tepelná jímavost, tepelný odpor vrstvy materiálu, součinitel prostupu tepla

Tepelné materiálové parametry o akumulační (tepelná kapacita – měrná, objemová) o transportní (součinitel tepelné vodivosti, teplotní vodivost) o mechanické (teplotní roztažnost, objemové změny, smršťování)

normy definující tepelné vlastnosti stavebních materiálů a požadavky na tepelně izolační funkci stavebních konstrukcí

ČSN 73 0540-1 Tepelná ochrana budov. Část 1: Termíny, definice a veličiny pro navrhování a ověřování. (2005), nahrazení normy z roku 1994. ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov. Část 2: Termíny, požadavky. (2002) – nahrazení stávající normy z roku 1994. ČSN 73 0540-3 Tepelná ochrana budov. Část 3: Výpočtové hodnoty veličin pro navrhování a ověřování. (1994) ČSN EN 12524 Stavební materiály a výrobky – Tepelné a vlhkostní vlastnosti – Tabulkové návrhové hodnoty (2001).

tepelně-technické normy zavádějí tři typy tepelně fyzikálních veličin: o normové hodnoty – číselná hodnota veličiny stanovená normalizovaným postupem o charakteristické hodnoty – číselná hodnota veličiny statisticky vyhodnocená z naměřených hodnot o výpočtové hodnoty – stanovené výpočtem podle norem na základě normové nebo charakteristické hodnoty této veličiny (případně přímo tabulková hodnota dle normy) – zavedení bezpečnostních přirážek, koeficientů, hodnot určujících vlastnosti materiálu apod.

• Tepelně-fyzikální

veličiny

Měrná tepelná vodivost - základní tepelně-fyzikální vlastnost homogenních stavebních materiálů - vyjadřuje schopnost příslušného materiálu vést teplo za podmínek, že v materiálu jsou místa s teplotním gradientem - charakterizuje ji součinitel tepelné vodivosti λ [Wm-1K-1] - má číselnou hodnotu jako hustota tepelného toku při gradientu teploty 1 K m-1 v dané látce Transport tepla lze například popsat Fourierovým vztahem

q = −λgradT kde q je vektor hustoty tepelného toku, T je teplota

Rychlost přenosu tepla se vyjadřuje veličinou zvanou tepelný tok nebo tepelný výkon definovanou

dQ Iq = dτ kde Q značí množství přenášeného tepla a příslušný čas. Plošná hustota tepelného toku JQ je definována jako

q=

dI Q dS n

Hnací silou vedení tepla je teplotní spád vyjádřený gradientem teploty.

• Součinitel tepelné vodivosti nemá pro žádný materiál stálou hodnotou, neboť závisí na struktuře látky, pórovitosti, teplotě, tlaku, vlhkosti, stlačení, sypné hmotnosti atd. • Vysokou tepelnou vodivostí se vyznačují kovy, např. měď 402 W m-1K-1, nižší mají kapaliny, např. voda 0,56 W m-1K-1, nejhůře vedou teplo plyny, např. suchý vzduch 0,0258 W m-1K1. • Součinitel tepelné vodivosti se dosazuje do tepelně technických výpočtů při návrhu a posuzování stavebních konstrukcí a budov (výpočet součinitele prostupu tepla, tepelný odpor konstrukce, celková energetická bilance budovy, atd.)

Podle velikosti součinitele tepelné vodivosti můžeme materiály rozdělit na: • vysoce tepelně izolační materiály λ = 0,03 – 0,10 Wm-1K-1 (objemová hmotnost do 500 kgm-3) • materiály s dobrými tepelně izolačními vlastnostmi λ = 0,10 – 0,30 Wm-1K-1 (objemová hmotnost do 800 kgm-3) • materiály se středními tepelně izolačními vlastnostmi λ =0,30 – 0,60 Wm-1K-1 (objemová hmotnost do 1600 kgm-3) • materiály s běžnými tepelně izolačními vlastnostmi λ =0,60 – 1,25 Wm-1K-1 (objemová hmotnost do 2400 kgm-3) • hutné anorganické materiály λ =1,25– 3,5 Wm-1K-1 (objemová hmotnost > 2400 kgm-3) • ostatní hutné ortotropní materiály λ > 3,5 Wm-1K-1 kovy s velikostí tepelné vodivosti λ > 50 Wm-1K-1

Závislost součinitele tepelné vodivosti na objemové hmotnosti

Závislost s. tepelné vodivosti na objemové hmotnosti 1 – lehký beton z experlitu, 2 – pórobeton, 3 – plynosilikát, 4 – lehký beton z keramzitu, 5 - cihelný střep

Závislost s. tepelné vodivosti Liaporu na sypné hmotnosti

- na součinitel vlhkostní vodivosti má výrazný vliv vlhkost materiálu (s nárůstem vlhkosti dochází k poklesu tepelně izolačních vlastností) - způsobeno součinitelem tepelné vodivosti vody (cca 0,58 Wm-1K-1), která je cca 25x > než tepelná vodivost vzduchu (cca 0,025 Wm-1K-1) a také tím, že dochází šíření tepla prouděním - v případě, kdy dojde k zmrznutí vlhkosti, dochází k dalšímu nárůstu součinitele tepelné vodivosti ( λ = 2,3 Wm-1K-1 při -10°C)

- podstatný nárůst součinitele tepelné vodivosti vlivem nárůstu vlhkosti má významné důsledky při praktickém provádění konstrukcí (zejména tepelných izolací) nasákavé materiály je nutné v průběhu skladování, montáže a i po zabudování do konstrukce dostatečně chránit proti pronikání vlhkosti - při návrhu konstrukcí a konstrukčních detailů je tedy nutné počítat se součinitelem tepelné vodivosti, který odpovídá praktické vlhkosti materiálu (ne dokonale vysušenému materiálu – pozor na vzdušnou vlhkost, viz. sorpční izotermy)

- v ČSN 73 0540-1 je vyjádřena změna velikosti součinitele tepelné vodivosti v závislosti na změně vlhkosti pomocí součinitele Zu [-] (dříve Zw) - vlhkostní součinitel materiálu Zu [-]

Zu =

a2

λk

- a2 součinitel regresní lineární závislosti součinitele teplotní vodivosti na hmotnostní vlhkosti (směrnice závislosti) - λk charakteristická hodnota součinitele tepelné vodivosti

Závislost součinitele tepelné vodivosti na obsahu vlhkosti.

Závislost součinitele tepelné vodivosti na obsahu vlhkosti desek EPS - S každým objemovým % obsahu vlhkosti roste tepelná vodivost o 3 - 4 % (měřeno na zkušebních tělesech o objemové hmotnosti 16 kg/m3).

- pro zvýšení tepelně izolačních vlastností materiálu je výhodnější větší množství malých pórů oproti pórům velkým, v kterých probíhá radiace - anisotropní materiály mají v jednotlivých směrech různé hodnoty součinitele teplené vodivosti (minerální vlny, lamináty s výztuží ze skleněných vláken)

-u porézních materiálů dochází se zvyšováním teploty k intenzivnějšímu sálání v pórech

- u porézních materiálů dochází se zvyšováním teploty k intenzivnějšímu sálání v pórech nárůst součinitele tepelné vodivosti -pro informativní stanovení závislosti mezi teplotou a součinitelem tepelné vodivosti je možno použít vztah:

λt = λ0 + 0, 0025t - λ0 součinitel tepelné vodivosti při teplotě 0°C [W/m-1K-1] - t teplota, pro kterou se stanovuje tepelná vodivost [°C]

Závislost součinitele tepelné vodivosti na teplotě EPS desky (měřeno na zkušebních tělesech o objemové hmotnosti 20 kg/m3).

Měření součinitele tepelné vodivosti • metody přímé • metody nepřímé Základem všech metod je znalost rozložení teploty (teplotního pole) v měřeném vzorku materiálu. Podle toho, jakým způsobem se ve vzorku vytváří teplotní pole rozdělujeme metody na stacionární – měření probíhá za stálého tepelného výkonu a nestacionární – tepelný výkon se během měření mění. Stacionární metody jsou exaktnější, jednodušší, spolehlivější a snáze kontrolované. Na druhé straně je dosažení ustáleného teplotního stavu časově náročné a to i při měření relativně malých vzorků – zdlouhavé, při měření vlhkých vzorků může dojít k redistribuci vlhkosti a tím ke změně tepelné vodivosti zkoušeného vzorku.

Metody měření součinitele tepelné vodivosti lze také rozdělit podle dalších aspektů: • podle tvaru zdroje – bodové, liniové (kruhové, přímkové), plošné, objemové a kombinované • podle tvaru měřeného vzorku – vzorky nedefinovaného tvaru, definovaného geometrického tvaru (koule, destička, válec) • podle časové průběhu tepelného příkonu zdroje

Přístroje pro měření součinitele tepelné vodivosti • přístroj Shotherm Showa Denko – měření v nestacionárním stavu • princip měření je založen na metodě horkého drátu – - měření teplotního nárůstu v definované vzdálenosti od lineárního zdroje tepelné energie, který působí konstantním výkonem na jednotku délky - drátem, umístěným v ose vzorku, se dodává konstantní tepelný tok - s časem dochází k exponenciálnímu nárůstu teploty

q ⋅ ln(t2 − t1 ) λ= 4π (T2 − T1 )

- topný drát je umístěn mezi dvě vrstvy zkoumaného materiálu (Shotherm – jedna část vzorku nahrazena materiálem nepropustným pro teplo o známém λ)

-měření trvá řádově v desítkách sekund, což umožňuje měření vlhkých vzorků • Přístroj ISOMET 104 (Applied Precision) - přístroj je založen na nestacionárním způsobu měření - do analyzovaného vzorku jsou vysílány tepelné impulsy a následně je měřena časová závislost teplotní odezvy materiálu - teplota je vzorkována a jako funkce času přímo vyhodnocena jako funkce času pomocí polynomiální regrese

• Stacionární metody - Gaurded hot plate - Metoda Poensgenova, Poensgen-Eriksonova metoda, Bockova metoda - měření je založeno na průchodu ustáleného toku tepla z měřící topné desky zkoušeným vzorkem k chlazené desce přístroje

• Poensgenův přístroj – stacionární metoda

• Metody nepřímé - založeny na měření jiné fyzikální veličiny, z níž pak lze tepelnou vodivost odvodit (dynamická metoda určení teplotní vodivosti – difuzivity a)

λ a = cρ Rovnice vedení tepla:

∂T ∂ ∂T ρc = (λ ) ∂t ∂x ∂x

λ = λ (t )

(inverzní analýza experimentálně stanovených teplotních profilů – obdobné s řešením inverzní úlohy transportu vlhkosti)

Tepelná kapacita c - měrná – vztažena na kg látky [J kg-1 K-1] - objemová – vztažena na m3 látky [J m-3 K-1] -udává množství tepla, které je nutné dodat 1 kg materiálu aby se ohřál o 1K

1 ⎛ dQ ⎞ cx = ⎜ ⎟ m ⎝ dT ⎠ x - index x značí druh termodynamické změny stavu, při níž je tělesu přiváděno teplo (konstantní tlak, objem), nemění-li se při dodávání tepla látce její objem, dodané teplo pouze zvyšuje vnitřní energii látky a její teplota roste, může-li se při ohřívání objem látky zvyšovat, koná látka při rozpínání práci a tuto práci je nutné krýt dalším dodáním tepla - u pevných a kapalných látek malá tepelná rozpínavost a proto nerozlišujeme cp, cv.

- je také vysoce závislá na vlhkosti a teplotě - s nárůstem vlhkosti roste také měrná tepelná kapacita závislost měrné tepelné kapacity -aditivní veličina na vlhkosti lze vyjádřit jednoduchým směšovacím vztahem

c = (c 0 + c w u ) /(1 + u ) - kde c je měrná tepelní kapacita vlhkého materiálu - cw měrná tepelná kapacita vody (cca 4182 J/kgK při 20°C) - hmotnostní obsah vlhkosti [kg/kg] - c0 měrná tepelná kapacita suchého materiálu - závislost měrné tepelné kapacity na teplotě není možné popsat žádným obecně platným vztahem, neboť je zcela individuální pro každý druh materiálu

Velikosti měrné tepelné kapacity materiálů v suchém stavu: • anorganické materiály přibližně 840 – 1500 Jkg-1K-1 • organické materiály uměle vyrobené a směsi anorganickoorganických materiálů 1000 – 2500 Jkg-1K-1 • organické materiály přírodního původu cca 2500 Jkg-1K-1

Měření měrné tepelné kapacity • kalorimetrická měření – nádoba opatřena teploměrným zařízením • princip měření je založen na zákonu zachování tepla - v uzavřené tepelně izolované soustavě se tepla přijatá studenějšími tělesy rovnají teplům odňatým teplejším tělesům za předpokladu, že tělesa nemění svá skupenství, nepůsobí na sebe chemicky a nevykonávají při tomto procesu žádnou vnější mechanickou práci. Výměna tepel mezi tělesy trvá tak dlouho, dokud v soustavě nedojde k vyrovnání teplot všech těles

Q = mc x Δ T

n

∑

i =1

n

m ic iti = t ∑ m ic i i =1

Měření měrné tepelné kapacity – adiabatický kalorimetr I/II – mají stěny dokonale tepelně izolovány od okolí – dodávané teplo způsobí vzrůst teploty uvnitř kalorimetru – směšovací kolorimetr

m v c v + v k T − T1 c = M T2 − T mv … hmotnost kapaliny cv … měrná tepelná kapacita kapaliny vk … vodní hodnota kalorimetru T … konečná teplota lázně kalorimetru T1 … počáteční hodnota lázně kalorimetru T2 … teplota vzorku před vhozením do kalorimetru

Měření měrné tepelné kapacity – adiabatický kalorimetr II/II

T2 − T1 − T 1 vk = (M 2 − M 1 ) − (M 1 − M k ) 4,1868 ΔT Mk … hmotnost suchého kalorimetru M1 … hmotnost kalorimetru naplněného vodou do ½ T1 … teplota v kalorimetru na počátku měření T2 … teplota ohřáté vody

Teplotní délková a objemová roztažnost • mezi nejdůležitější tepelné vlastnosti stavebních materiálů patří kromě tepelné kapacity a tepelné vodivosti také teplotní délková a objemová roztažnost • vlastnosti, které v mnohých případech rozhodují o použití materiálů • !!!! vlivem teploty může docházet také ke smršťování – vznik smykových (případně tahových) trhlin ve zdivu součinitel délkové teplotní roztažnosti α [K-1] -vyjadřuje reakci materiálu na změnu teploty (změna rozměrů ve všech směrech) - protože u stavebních materiálů zabudovaných v konstrukcích převažuje většinou jeden rozměr, posuzujeme je většinou podle změny délky ΔL

dl = l 0 α dT • u většiny tradičních materiálů se součinitel lineární délkové roztažnosti pohybuje v rozsahu 6 – 16 x 10-6 K-1 • např. u betonů a oceli se uvažuje hodnota stejná 10 - 12 x 10-6 K-1 • pozor na spolupůsobení materiálů zabudovaných v konstrukci !!! vnitřní pnutí, deformace !!! součinitel objemové teplotní roztažnosti α [K-1] - pro pevné látky s isotropní strukturou lze vzhledem k malé hodnotě α volit vztah

γ ≅ 3α

1 dV γ= V0 dT

Tepelně-technické vlastnosti materiálů • počítají se na základě známých (změřených) hodnot tepelně-fyzikálních veličin

• tepelná jímavost • součinitel teplotní vodivosti • tepelný odpor vrstvy materiálu • součinitel prostupu tepla

Tepelná jímavost materiálů b [W2sm-4K-2] • vyjadřuje schopnost materiálu přijímat nebo uvolňovat teplo • čím větší je tepelná jímavost materiálu, tím materiál méně přijímá, ale i uvolňuje teplo • nízká hodnota tepelné jímavosti pak znamená, že materiál rychle přijme teplo, ale také ho rychle uvolní

b = λ ⋅ c ⋅ ρV λ součinitel tepelné vodivosti c měrná tepelná kapacita ρv objemová hmotnost

Součinitel teplotní vodivosti a [m2s-1] • popisuje schopnost materiálu o definované vlhkosti vyrovnávat rozdílné teploty při neustáleném vedení tepla (důležité např. při přerušovaném vytápění) • platí, že čím vyšší je velikost součinitele teplotní vodivosti, tím rychleji probíhá vyrovnání teplot

λ a= c ⋅ ρV λ součinitel tepelné vodivosti c měrná tepelná kapacita ρv objemová hmotnost

Tepelný odpor vrstvy materiálu R [m2KW-1] • dříve návrhová hodnota dle norem ČSN • vyjadřuje tepelně izolační vlastnosti materiálu o konkrétní tloušťce • čím je vyšší, tím více materiál (konstrukce) izoluje

R=

d

λ

λ součinitel tepelné vodivosti d tloušťka materiálu

Součinitel prostupu tepla U [W/m2K]

1 U= R

• parametr popisující vlastnosti konstrukce • dle ČSN 73 0540-2 je to tepelně technická veličina charakterizující tepelně izolační vlastnosti konstrukce

Vztah mezi součinitelem prostupu tepla a tepelným odporem.

Akustické vlastnosti materiálů • pro potlačení odrazu zvukových vln se navrhují konstrukce pohlcující • pro potlačení přenosu zvukových vln se navrhují konstrukce zvukově izolační • měřítkem vhodnosti stavebních materiálů pro tyto konstrukce je jich vlnový odpor Z [N s m-3]

Z = ρ ⋅c c rychlost šíření podélných vln v materiálu (ms-1) ρ objemová hmotnost (kg/m3)

-vlnový odpor popisuje tzv. akustickou tvrdost materiálu, podle které materiály dělíme na: • akusticky měkké materiály – hodnoty vlnového odporu blízké odporu vzduchu (Z0) • akusticky tvrdé materiály – Z >> Z0

Schéma rozložení akustického výkonu zvukové vlny po dopadu na stavební konstrukci.

Materiály pro pohlcující konstrukce • schopnost materiálu (konstrukce) pohltit část akustického výkonu dopadající zvukové vlny je definována činitelem zvukové pohltivosti α v kmitočtovém pásmu • definován jako podíl akustického výkonu konstrukcí pohlceného k akustickému výkonu na konstrukci dopadajícího • zvuková pohltivost A [m2] - schopnost absorbéru (pohlcovače) pohlcovat část akustického výkonu zvukové vlny, která na něj dopadá

A = αs ⋅ S αs činitel zvukové pohltivosti pohlcovače v kmitočtovém pásmu 0<α>1 S plošný obsah volného povrchu pohlcovače [m2]

Šíření zvuku stavebními konstrukcemi:

a) b) c)

šíření zvuku vzduchem šířením zvuku kmitáním (vibrace) šíření zvuku jinými cestami (otvory a netěsnosti v konstrukcích)

Materiály pro neprůzvučné konstrukce -neprůzvučnými konstrukcemi jsou konstrukce stěn a stropů, které akusticky oddělují různé prostory – zprostředkovávají přenos zvukových vln ze vzduchu s určitou ztrátou akustického výkonu - vyznanou akustickou charakteristikou konstrukcí je jejich plošná hmotnost m´ [kgm-2], která definuje neprůzvučnost konstrukcí a dle které můžeme stavební konstrukce rozdělit na ohybově poddajné, polotuhé a tuhé o ohybově poddajné konstrukce – m´ ≤ mc´ o polotuhé mc´ ≤ m´≤ ms´ o konstrukce tuhé ms´ ≤ m´ mc´, ms´ - charakteristické hodnoty plošné hmotnosti, liší se pro různé typy materiálů

mc ´= kc

ρ c

ms ´= k s mc ´ ρ objemová hmotnost materiálu [kg m-3] c rychlost šíření podélných vln v materiálu [ms-1] kc [ms-1], ks - materiálové konstanty závislé na hodnotě ztrátového činitele η (viz. normy) • v látkách pevného skupenství rychlost šíření podílných vln úzce souvisí s tuhostí těchto látek, neboť platí

c ≈ ( E / ρ )1/ 2 kde E (Pa) je dynamický modul pružnosti

Vážená neprůzvučnost Rwc [dB] pro plošnou hmotnost mc´, vážená neprůzvučnost Rws pro plošnou hmotnost ms´

Rwc = 20 ⋅ log ( mc´) +10

Rws = Rwc + 10 pro konstrukce ohybově poddajné platí:

Rw = 20 ⋅ log ( m´) +10 pro konstrukce ohybově polotuhé platí:

10 m´ Rw = Rwc + ⋅ log log ks mc´ pro konstrukce ohybově tuhé platí:

⎛ m´⎞ Rw = 20⋅ log⎜ ⎟ +20 ⎝ ks ⎠

Neprůzvučnost jednoduchých konstrukcí tedy závisí na následujících parametrech stavebních materiálů: o objemová hmotnost materiálů (s jejím nárůstem se zvyšuje také neprůzvučnost) o rychlost šíření podélných zvukových vln c (resp. na dynamickém modulu pružnosti materiálu v tahu za ohybu E [Pa]) – s poklesem neprůzvučnost vstoupá o na ztrátovém činiteli η, s jehož nárůstem se zvyšuje neprůzvučnost konstrukce o neprůzvučnost jednoduchých konstrukcí závisí na jediném konstrukčním parametru – tloušťce konstrukce h

Alternativní tepelně-izolační materiály Ovčí vlna I/III • z ovčí vlny je možné technologii kolmého kladení mykaného ovčího rouna vyrábět tepelně-izolační materiály • výroba spočívá ve formování vlnovek z ovčí vlny, které jsou mechanicky přichyceny k armovací mřížce z polypropylenu • tato technologie umožňuje zpracovat ovčí rouno do tvaru rolí o různých šířkách (do 1 m) a tloušťkách 40 – 160 mm • objemová hmotnost se pohybuje od 13 do 25 kg/m3 • součinitel tepelné vodivosti je udáván 0.038 W/mK (suchý stav) • nedostatkem izolací na bázi ovčí vlny je to, že ji mohou postupně sníst moli, z tohoto důvodu jsou vlákna ovčí vlny pokryta přírodě blízkou chemikálií (pyrethroid), která přebývání molů ve vlně znemožní

Alternativní tepelně-izolační materiály Ovčí vlna II/III • do vlny je přidáván retardér hoření (2%), je samozhášivá, zápalná teplota je 560°C, stupeň hořlavosti B2 (nesnadno hořlavé materiály) • výhodou ovčí vlny je její značná hygroskopicita, tzn. že je schopna přijmout velké množství vzdušné vlhkosti (až do 1/3 své hmotnosti) a opět ji ovzduší vrátit − umožňuje přirozenou regulaci klimatu v místnosti, je-li použita ve formě vnitřní izolace nevyžaduje parotěsnou zábranu!!! • další výhodou je velmi snadná manipulovatelnost s ovčí vlnou, vlna je přirozeně pružná, po stlačení se opět roztáhne do volného prostoru a může tak těsně vyplnit i nepravidelné dutiny

Alternativní tepelně-izolační materiály Ovčí vlna III/III • hlavní předností ovčí vlny je ekologické hledisko, neboť se jedná o materiál, jehož produkce je příznivá pro přírodu a krajinu, místo toho aby ji více či méně zatěžovala • výrobek: ISOWOOL, INWOOL • použití: izolace příček, podhledů, akustických stropů a stěn • izolace na principu ovčí vlny neobsahuje plnidla, proto není odolná proti tlaku - z tohoto důvodu není vhodná do plovoucích podlah, na vnější zateplení budov a na izolaci pochůzných střech