Lämmönsiirtokyky

Lämmönsiirtokyky (lämmönsiirtokyky) kuvaa materiaalin tai rakenteen kykyä siirtää lämpöä. Se liittyy erityisesti lämmönjohtuvuuteen, mutta siihen vaikuttavat myös konvektio ja säteily. Käytännössä lämmönsiirtokyky määrittelee, kuinka nopeasti lämpö siirtyy paikoista, joissa lämpötila on erilainen, esimerkiksi rakennusosan sisä- ja ulkopuolen välillä tai elektroniikkalaitteen sisällä.

Lämmönsiirtokyky voidaan tarkastella konduktion, konvektion ja säteilyn kautta. Konduktiossa lämpöliike tapahtuu aineen sisällä tai kahden aineen rajalla lämpötilaeron ajamana. Kaavamaisesti konduktiossa lämpöteho Q/t noudattaa Q/t = k·A·(ΔT)/L, jossa k on lämmönjohtavuus, A on poikkipinta-ala, ΔT lämpötilapoikkeama ja L pituuskoordinaatti. Konvektion tapauksessa Q/t = h·A·ΔT, jossa h on lämmönsiirtokerroin. Säteily perustuu Stefan–Boltzmannin lain kaltaisiin ilmiöihin ja riippuu materiaalin emissiviteetistä sekä lämpötilasta.

Mittaukset ja yksiköt: materiaalin lämmönjohtavuus k ilmoitetaan yksikössä W/(m·K). Lämpöä kuljettavat kokonaisuudet voivat käyttää myös lämpövastusta R tai lämmönsiirtokerrointa h. Yleisimmät arvot vaihtelevat laajasti: metallit kuten kupari ja teräs ovat korkean lämmönjohtavuuden omaavia (kuhunkin sadoissa W/(m·K)); ilma ja tyhjiö ovat eristäviä (alle 0,05 W/(m·K)); puu, vesi ja eristeet asettuvat kymmenissä millä.Kuitenkin käytännön rakenteissa kokonaislämmönsiirto määräytyy materiaalien sekä liitoskohtien mukaan.

Sovellukset: lämmönsiirtokyky on keskeinen tekijä rakennusten energiatehokkuudessa, elektroniikan jäähdytyksessä, lämpöeristeissä ja teollisuusprosesseissa. Haluttu tasapaino riippuu käyttökohteesta: suurempi kyky johtaa lämpöä, pienempi eristämään lämpöä.