Krok XI – Drewno jako izolator lub przewodnik

W poprzednim kroku opisałem rodzaje elementów posadzkowych – teraz przedstawię właściwości materiałów, z którego zostały wykonane.

Zacznijmy od istoty tematu. W powszechnej opinii drewno jest izolatorem, więc popatrzmy jak to wygląda w odniesieniu do faktycznego izolatora ze styropianu umieszczonego po przeciwnej stronie płyty grzewczej.

Przy tej samej różnicy temperatur ciepło w większości pójdzie “krótszą – łatwiejszą drogą”.

Jak to sprawdzić – policzyć właściwości cieplne materiałów posadzkowych z drewna?

Elementy posadzkowe mogą być wykonane jako lite – z jednorodnego organicznie drewna lub jako warstwowe – wykonane z dwóch lub więcej warstw drewna. Przenikalność cieplna elementu jest odwrotnością oporu cieplnego i wynika z jednej (lity) lub sumarycznej oporności poszczególnych warstw drewna (warstwowy).

Opór cieplny obliczamy dzieląc grubość materiału (w m) przez jego współczynnik przewodzenia ciepła (λ w W/mK). W przypadku drewnianych elementów posadzkowych zawiera się w przedziale od 0,05 m²K/W do 0,15 m²K/W.

Poniżej tabela z właściwościami litego drewna w zakresie przewodzenia ciepła – λ.

(parametry cieplne dla wilgotności 12% w temperaturze ok. 20°C)

Powyższa tabela zawiera wartości uśrednione, natomiast w szczegółach wygląda to dosyć ciekawie.

W przypadku drewna, ciepło przenika najlepiej wzdłuż słoi a w przypadku dębu przy wyższej wilgotności – wzdłuż promieni rdzeniowych.

Termogram potwierdzający twierdzenie o lepszej przewodności wzdłuż usłojenia

Termogram obrazujący nieco lepszą przewodność elementów dębowych z usłojeniem stycznym

Różne gatunki drewna maja różne właściwości w tym względzie. Wg Nauki o Drewnie – jesion promieniowy ma wyższą przewodność względem pierścieniowego o ok. 7%, podobnie mahoń, natomiast orzech o ok. 6%.

Poza tym, przewodność cieplna wzrasta wraz z gęstością, wilgotnością oraz temperaturą drewna.

Nieco wyższa przewodność cieplna posadzki drewnianej jest w pierwszej fazie korzystania z ogrzewania, kiedy drewno po okresie letnim, ma możliwie najwyższą wilgotność, jednak wyższa temperatura po uruchomieniu ogrzewania powoduje sukcesywne wysychanie drewna a tym samym spadek możliwości w zakresie przewodzenia ciepła. Tenże spadek wilgotności elementu posadzkowego z drewna zależy też od jego budowy. Najłatwiej a tym samym najszybciej tracą wilgoć elementy o dużej powierzchni aktywnej – czyli z nacięciami, lamelami oraz z podkładem z miękkiego – porowatego drewna. W rezultacie lite elementy tracą wilgoć najwolniej i jednocześnie najdłużej zachowują swoje właściwości w przewodzeniu ciepła.

Prezentacja wyników testów spadku wilgotności drewnianych elementów podłogowych

Spadek wilgotności drewna zależy również od gatunku drewna, co jest pokazane na wykresach poniżej.

Zmiany parametrów przewodności cieplnej zawartych na wykresie określa PN-EN – 14342-A1, natomiast wg Krzysika – wzrost wilgotności drewna o 1% powoduje wzrost przewodności cieplnej o 0,7 – 1,8%, średnio o 1,25% i odwrotnie przy spadku wilgotności analogicznie spada przewodność cieplna.

Na ubytek wilgoci z drewna istotny wpływ ma pokrycie jego powierzchni. Powłoki lakierowe są w tym względzie najskuteczniejsze.

Podsumowując, występuje szereg zależności, które warto poznać i uwzględnić przy wykonaniu ogrzewania z posadzką drewnianą aby móc właściwie wykorzystać jej walory, minimalizując koszty eksploatacji.

Dla zobrazowania tematu – termogram z przenikalnością cieplną typowych elementów z drewna, jednakowej grubości.

Zdjęcie desek zawartych w powyższym termogramie.

Na koniec tematu jeszcze jeden szczegół – deski z nawierceniami w dolnej części i ich efektywność w przenikaniu ciepła.

Po odwróceniu i ułożeniu na płycie grzewczej

Obraz przenikania ciepła w stanie ustalonym przez drewniany element posadzkowy z nawierceniami.

Ciemniejsze punkty w miejscach nawierceń świadczą o pogorszeniu właściwości w przenikaniu ciepła, co obala kolejny mit marketingowy.