Nick Connor

Conductividad térmica de paneles de aislamiento al vacío

La conductividad térmica se define como la cantidad de calor (en vatios) transferida a través de un área cuadrada de material de espesor dado (en metros) debido a una diferencia de temperatura . Cuanto menor sea la conductividad térmica del material, mayor será la capacidad del material para resistir la transferencia de calor y, por lo tanto, mayor será la efectividad del aislamiento. Valores de conductividad térmica típica para los paneles de aislamiento al vacío están entre 0.004 y 0.020W / m ∙ K . Cabe señalar que los valores más bajos de conductividad térmica se logran justo después de la producción. Dado que la envoltura de los paneles no es completamente hermética, el envejecimiento tiene un efecto negativo en los paneles.

En general, el aislamiento térmico se basa principalmente en la muy baja conductividad térmica de los gases . Los gases poseen malas propiedades de conducción térmica en comparación con líquidos y sólidos, y por lo tanto son un buen material de aislamiento si pueden quedar atrapados (por ejemplo, en una estructura similar a la espuma). El aire y otros gases son generalmente buenos aislantes. Pero el principal beneficio es la ausencia de convección. Por lo tanto, muchos materiales aislantes (por ejemplo, vidrio de espuma ) funcionan simplemente al tener una gran cantidad de bolsas llenas de gas que evitan la convección a gran escala .

La alternancia de la bolsa de gas y el material sólido hace que el calor se transfiera a través de muchas interfaces, lo que provoca una disminución rápida del coeficiente de transferencia de calor.

Ejemplo: aislamiento de celulosa

Una fuente importante de pérdida de calor de una casa es a través de las paredes. Calcule la tasa de flujo de calor a través de una pared de 3 mx 10 m de área (A = 30 m ² ). La pared tiene 15 cm de espesor (L ₁ ) y está hecha de ladrillos con la conductividad térmica de k ₁ = 1.0 W / mK (pobre aislante térmico). Suponga que las temperaturas interior y exterior son 22 ° C y -8 ° C, y los coeficientes de transferencia de calor por convección en los lados interior y exterior son h ₁ = 10 W / m ² K y h ₂ = 30 W / m ²K, respectivamente. Tenga en cuenta que estos coeficientes de convección dependen en gran medida especialmente de las condiciones ambientales e interiores (viento, humedad, etc.).

1. Calcule el flujo de calor ( pérdida de calor ) a través de esta pared no aislada.
2. Ahora suponga aislamiento térmico en el lado exterior de esta pared. Utilice aislamiento de celulosa de 10 cm de espesor (L ₂ ) con la conductividad térmica de k ₂ = 0.04 W / mK y calcule el flujo de calor ( pérdida de calor ) a través de esta pared compuesta.

Solución:

Como se escribió, muchos de los procesos de transferencia de calor involucran sistemas compuestos e incluso involucran una combinación de conducción y convección . Con estos sistemas compuestos, a menudo es conveniente trabajar con un coeficiente de transferencia de calor en general , conocido como un factor U . El factor U se define mediante una expresión análoga a la ley de enfriamiento de Newton :

El coeficiente global de transferencia de calor está relacionado con la resistencia térmica total y depende de la geometría del problema.

1. pared desnuda

Suponiendo que la transferencia de calor unidimensional a través de la pared plana y sin tener en cuenta la radiación, el coeficiente global de transferencia de calor se puede calcular como:

El coeficiente global de transferencia de calor es entonces:

U = 1 / (1/10 + 0.15 / 1 + 1/30) = 3.53 W / m ² K

El flujo de calor se puede calcular simplemente como:

q = 3.53 [W / m ² K] x 30 [K] = 105.9 W / m ²

La pérdida total de calor a través de este muro será:

q _pérdida = q. A = 105,9 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 3177W

2. pared compuesta con aislamiento térmico

Suponiendo que la transferencia de calor unidimensional a través de la pared compuesta plana, sin resistencia de contacto térmico y sin tener en cuenta la radiación, el coeficiente global de transferencia de calor se puede calcular como:

El coeficiente global de transferencia de calor es entonces:

U = 1 / (1/10 + 0.15 / 1 + 0.1 / 0.040 + 1/30) = 0.359 W / m ² K

El flujo de calor se puede calcular simplemente como:

q = 0.359 [W / m ² K] x 30 [K] = 10.78 W / m ²

La pérdida total de calor a través de este muro será:

q _pérdida = q. A = 10.78 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 323 W

Como se puede ver, una adición de aislante térmico causa una disminución significativa en las pérdidas de calor. Debe agregarse, una adición de la siguiente capa de aislante térmico no causa un ahorro tan alto. Esto se puede ver mejor con el método de resistencia térmica, que se puede utilizar para calcular la transferencia de calor a través de paredes compuestas . La tasa de transferencia de calor constante entre dos superficies es igual a la diferencia de temperatura dividida por la resistencia térmica total entre esas dos superficies.

Conductividad térmica del aislamiento de celulosa

La conductividad térmica se define como la cantidad de calor (en vatios) transferida a través de un área cuadrada de material de espesor dado (en metros) debido a una diferencia de temperatura . Cuanto menor sea la conductividad térmica del material, mayor será la capacidad del material para resistir la transferencia de calor y, por lo tanto, mayor será la efectividad del aislamiento. Valores de conductividad térmica típica para el aislamiento de celulosa  son entre 0.035 y 0.040W / m ∙ K .

En general, el aislamiento térmico se basa principalmente en la muy baja conductividad térmica de los gases . Los gases poseen malas propiedades de conducción térmica en comparación con líquidos y sólidos, y por lo tanto son un buen material de aislamiento si pueden quedar atrapados (por ejemplo, en una estructura similar a la espuma). El aire y otros gases son generalmente buenos aislantes. Pero el principal beneficio es la ausencia de convección. Por lo tanto, muchos materiales aislantes (por ejemplo, aislamiento de celulosa ) funcionan simplemente al tener una gran cantidad de bolsas llenas de gas que evitan la convección a gran escala .

La alternancia de la bolsa de gas y el material sólido hace que el calor se transfiera a través de muchas interfaces, lo que provoca una disminución rápida del coeficiente de transferencia de calor.

Aislamiento de la pared de la cavidad

El aislamiento de la pared de la cavidad es un método de aislamiento térmico utilizado para reducir la pérdida de calor a través de una pared de la cavidad al llenar el espacio de aire con un aislante térmico. Estos materiales (por ejemplo, poliuretano ) funcionan simplemente al tener una gran cantidad de bolsas llenas de gas que evitan la convección a gran escala . La alternancia de la bolsa de gas y el material sólido hace que el calor se transfiera a través de muchas interfaces, lo que provoca una disminución rápida del coeficiente de transferencia de calor.

Durante la construcción de nuevos edificios, las cavidades a menudo se rellenan con lana de vidrio o paneles de lana de roca colocados entre las dos hojas (lados) de la pared. La espuma de poliuretano (PUR) es un polímero termoestable de celda cerrada. El aislamiento de espuma de poliuretano está disponible en fórmulas de celda cerrada y de celda abierta. La espuma de poliuretano se puede usar como aislamiento de la pared de la cavidad o como aislamiento del techo, aislamiento del piso, aislamiento de tuberías, aislamiento de instalaciones industriales. Los paneles aislantes hechos de PUR se pueden aplicar a todos los elementos de la envolvente del edificio. Otro aspecto importante es que el PUR también se puede inyectar en las paredes de la cavidad existente, utilizando las aberturas existentes y algunos agujeros adicionales.

Para los edificios existentes que no fueron construidos con cavidades aisladas, un material fibroso como el aislamiento de celulosa o lana de vidrio se insufla en la cavidad a través de agujeros adecuadamente perforados hasta que llena todo el espacio de la pared. El aislamiento de relleno suelto consiste en pequeñas partículas de fibra, espuma u otros materiales. Los tipos más comunes de materiales utilizados para el aislamiento de relleno suelto incluyen celulosa , lana de vidrio y lana de roca .

Aislamiento soplado y relleno suelto

Los materiales de relleno suelto se pueden soplar en áticos y cavidades de pared acabadas . Para los edificios existentes que no fueron construidos con cavidades aisladas, un material fibroso como el aislamiento de celulosa o lana de vidrio se insufla en la cavidad a través de agujeros adecuadamente perforados hasta que llena todo el espacio de la pared. El aislamiento de relleno suelto consiste en pequeñas partículas de fibra, espuma u otros materiales. Los tipos más comunes de materiales utilizados para el aislamiento de relleno suelto incluyen celulosa, lana de vidrio y lana de roca.

• El aislamiento de celulosa está hecho de productos de papel reciclado, principalmente periódicos y tiene un contenido de material reciclado muy alto.
• La lana de vidrio (originalmente conocida también como fibra de vidrio) es un material aislante hecho de fibras de vidrio dispuestas usando un aglutinante en una textura similar a la lana.
• La lana de roca , también conocida como lana de roca, se basa en minerales naturales presentes en grandes cantidades en toda la tierra, por ejemplo, roca volcánica, típicamente basalto o dolomita.

Estas pequeñas partículas hechas de estos materiales forman un material aislante que puede ajustarse a cualquier espacio sin alterar las estructuras o los acabados. Uno de los métodos es el aislamiento de celulosa con spray húmedo. Este tipo de aislamiento es similar al aislamiento de relleno suelto, pero se aplica con una pequeña cantidad de agua para ayudar a que la celulosa se una al interior de las cavidades abiertas de la pared.

Aislamiento de fibra de vidrio

El aislamiento de fibra de vidrio consiste en fibras de vidrio extremadamente finas. Es uno de los materiales aislantes más ubicuos. Se usa comúnmente en tres tipos diferentes de aislamiento:

• manta (bloques y rollos)
• relleno suelto
• tableros rígidos

Aislamiento soplado y relleno suelto

Los materiales de relleno suelto se pueden soplar en áticos y cavidades de pared acabadas . Para los edificios existentes que no fueron construidos con cavidades aisladas, un material fibroso como el aislamiento de celulosa o lana de vidrio se insufla en la cavidad a través de agujeros adecuadamente perforados hasta que llena todo el espacio de la pared. El aislamiento de relleno suelto consiste en pequeñas partículas de fibra, espuma u otros materiales. Los tipos más comunes de materiales utilizados para el aislamiento de relleno suelto incluyen celulosa, lana de vidrio y lana de roca.

• El aislamiento de celulosa está hecho de productos de papel reciclado, principalmente periódicos y tiene un contenido de material reciclado muy alto.
• La lana de vidrio (originalmente conocida también como fibra de vidrio) es un material aislante hecho de fibras de vidrio dispuestas usando un aglutinante en una textura similar a la lana.
• La lana de roca , también conocida como lana de roca, se basa en minerales naturales presentes en grandes cantidades en toda la tierra, por ejemplo, roca volcánica, típicamente basalto o dolomita.

Estas pequeñas partículas hechas de estos materiales forman un material aislante que puede ajustarse a cualquier espacio sin alterar las estructuras o los acabados. Uno de los métodos es el aislamiento de celulosa con spray húmedo. Este tipo de aislamiento es similar al aislamiento de relleno suelto, pero se aplica con una pequeña cantidad de agua para ayudar a que la celulosa se una al interior de las cavidades abiertas de la pared.

Aislamiento de espuma en aerosol

El aislamiento de espuma en aerosol es un tipo de aislamiento que se rocía en su lugar a través de una pistola. El aislamiento de espuma en aerosol se puede soplar en las paredes, en losas de concreto, en superficies de áticos o debajo de los pisos para aislar y reducir las fugas de aire. La espuma en aerosol puede llenar incluso las cavidades más pequeñas, creando una barrera de aire efectiva. La espuma generalmente se expande hasta 30-60 veces su volumen de líquido después de rociarse en su lugar. Proporciona una excelente resistencia a la infiltración de aire (a diferencia de los bloques y las mantas, que pueden dejar bypass y bolsas de aire, y es superior a algunos tipos de relleno suelto). Por otro lado, el costo del aislamiento de espuma en aerosol puede ser mayor en comparación con el aislamiento tradicional y la mayoría de las espumas, con la excepción de las espumas cementosas, liberan gases tóxicos cuando se queman.

Hay dos tipos de aislamiento de espuma en aerosol:

• Espuma de celda cerrada . Las espumas de celda cerrada son mejores aislantes. Sus celdas de alta densidad están cerradas y llenas de un gas que ayuda a que la espuma se expanda para llenar los espacios a su alrededor. La espuma de celda cerrada es muy fuerte y refuerza estructuralmente la superficie aislada.
• Espuma de células abiertas . Las celdas de espuma de celda abierta no son tan densas y están llenas de aire, lo que le da al aislamiento una textura esponjosa. La espuma de celda abierta es porosa, permitiendo que el vapor de agua y el agua líquida penetren en el aislamiento. Por otro lado, las espumas de celdas abiertas permitirán que la madera estructural respire y son aproximadamente dos veces más efectivas como barrera de sonido.

Los materiales aislantes de espuma disponibles incluyen:

• Cementoso
• Fenólico
• Poliisocianurato
• Poliuretano .

La mayoría se hacen típicamente con poliuretano o isocianato. Las espumas cementosas son similares y se pueden aplicar de manera similar pero no se expanden. Estas espumas tienen mayor resistencia al fuego en comparación con las espumas de poliuretano o isocianato.

Aislamiento del ático – Aislamiento del techo

Una fuente muy importante de pérdida de calor de una casa es a través del techo y el ático . El aislamiento del ático es un procedimiento de revestimiento interior protector térmicamente aislado que implica el uso de vidrio o lana de roca, espuma de poliuretano o espuma fenólica. Debe notarse, hay una diferencia entre aislar un techo inclinado y un techo plano, y hay una diferencia entre el aislamiento de loft frío o cálido. Un aislamiento de techo frío requiere aislamiento a nivel de vigueta para detener el escape de calor a través del espacio del techo no utilizado. Un techo cálido está aislado entre y debajo de las vigas del techo.

El propósito del aislamiento del techo es reducir el coeficiente general de transferencia de calor agregando materiales con baja conductividad térmica.  El aislamiento del techo y el ático en los edificios es un factor importante para lograr el confort térmico de sus ocupantes. El aislamiento del techo, así como otros tipos de aislamiento, reducen la pérdida de calor no deseada y también reducen la ganancia de calor no deseada. Pueden disminuir significativamente las demandas de energía de los sistemas de calefacción y refrigeración. Debe agregarse, no hay material que pueda evitar por completo las pérdidas de calor, las pérdidas de calor solo se pueden minimizar.

Aislamiento soplado y relleno suelto

Los materiales sueltos se pueden soplar en áticos y cavidades de pared acabadas . Para los edificios existentes que no se construyeron con cavidades aisladas, se sopla un material fibroso como el aislamiento de celulosa o lana de vidrio en la cavidad a través de orificios perforados adecuadamente hasta que llena todo el espacio de la pared. El aislamiento de relleno suelto consiste en pequeñas partículas de fibra, espuma u otros materiales. Los tipos más comunes de materiales utilizados para el aislamiento de relleno suelto incluyen celulosa, lana de vidrio y lana de roca.

• El aislamiento de celulosa está hecho de productos de papel reciclado, principalmente periódicos y tiene un contenido muy alto de material reciclado.
• La lana de vidrio (originalmente conocida también como fibra de vidrio) es un material aislante hecho de fibras de vidrio dispuestas usando un aglutinante en una textura similar a la lana.
• La lana de roca , también conocida como lana de roca, se basa en minerales naturales presentes en grandes cantidades en toda la tierra, por ejemplo, roca volcánica, típicamente basalto o dolomita.

Estas pequeñas partículas hechas de estos materiales forman un material aislante que puede ajustarse a cualquier espacio sin alterar las estructuras o los acabados. Uno de los métodos es el aislamiento de celulosa con spray húmedo. Este tipo de aislamiento es similar al aislamiento de relleno suelto, pero se aplica con una pequeña cantidad de agua para ayudar a que la celulosa se una al interior de las cavidades abiertas de la pared.

Aislamiento del ático – Aislamiento del techo

Una fuente muy importante de pérdida de calor de una casa es a través del techo y el ático . El aislamiento del ático es un procedimiento de revestimiento interior protector térmicamente aislado que implica el uso de vidrio o lana de roca, espuma de poliuretano o espuma fenólica. Cabe señalar que hay una diferencia entre aislar un techo inclinado y un techo plano, y hay una diferencia entre el aislamiento de loft frío o cálido. Un aislamiento de techo frío requiere aislamiento a nivel de vigueta para evitar que el calor se escape a través del espacio del techo no utilizado. Un techo cálido está aislado entre y debajo de las vigas del techo.

El propósito del aislamiento del techo es reducir el coeficiente general de transferencia de calor al agregar materiales con baja conductividad térmica.  El aislamiento del techo y el ático en los edificios es un factor importante para lograr el confort térmico de sus ocupantes. El aislamiento del techo, así como otros tipos de aislamiento, reducen la pérdida de calor no deseada y también reducen la ganancia de calor no deseada. Pueden disminuir significativamente las demandas de energía de los sistemas de calefacción y refrigeración. Debe agregarse, no hay material que pueda evitar por completo las pérdidas de calor, las pérdidas de calor solo se pueden minimizar.

Ejemplo de aislamiento: aislamiento de celulosa

El aislamiento de celulosa está hecho de productos de papel reciclado, principalmente periódicos y tiene un contenido muy alto de material reciclado. Las fibras de celulosa obtenidas tienen una estructura similar a la lana (por lo tanto, lana de papel). Para hacer que las fibras de celulosa sean resistentes a la humedad y a la llama, se añaden ácido bórico o sulfato de amonio. El aislamiento de celulosa se utiliza en las cavidades de paredes y techos para aislar, a prueba de corrientes de aire y reducir el ruido libre. El aislamiento de celulosa se usa tanto en hogares nuevos como existentes, generalmente como relleno suelto en instalaciones de áticos abiertos y densamente empacado en cavidades de edificios. La celulosa y otros materiales de relleno suelto se pueden soplar en áticos, cavidades de paredes terminadas y áreas de difícil acceso.

Ejemplo: pérdida de calor a través de una pared

Una fuente importante de pérdida de calor de una casa es a través de las paredes. Calcule la tasa de flujo de calor a través de una pared de 3 mx 10 m de área (A = 30 m ² ). La pared tiene 15 cm de espesor (L ₁ ) y está hecha de ladrillos con la conductividad térmica de k ₁ = 1.0 W / mK (aislante térmico deficiente). Suponga que las temperaturas interior y exterior son 22 ° C y -8 ° C, y los coeficientes de transferencia de calor por convección en los lados interior y exterior son h ₁ = 10 W / m ² K y h ₂ = 30 W / m ²K, respectivamente. Tenga en cuenta que estos coeficientes de convección dependen en gran medida especialmente de las condiciones ambientales e interiores (viento, humedad, etc.).

1. Calcule el flujo de calor ( pérdida de calor ) a través de esta pared no aislada.
2. Ahora suponga aislamiento térmico en el lado exterior de esta pared. Utilice  aislamiento de lana de vidrio de 10 cm de espesor (L ₂ ) con la conductividad térmica de k ₂ = 0.023 W / mK y calcule el flujo de calor ( pérdida de calor ) a través de esta pared compuesta.

Solución:

Como se escribió, muchos de los procesos de transferencia de calor involucran sistemas compuestos e incluso involucran una combinación de conducción y convección . Con estos sistemas compuestos, a menudo es conveniente trabajar con un coeficiente de transferencia de calor en general , conocido como un factor U . El factor U se define mediante una expresión análoga a la ley de enfriamiento de Newton :

El coeficiente global de transferencia de calor está relacionado con la resistencia térmica total y depende de la geometría del problema.

1. pared desnuda

Suponiendo que la transferencia de calor unidimensional a través de la pared plana y sin tener en cuenta la radiación, el coeficiente global de transferencia de calor se puede calcular como:

El coeficiente global de transferencia de calor es entonces:

U = 1 / (1/10 + 0.15 / 1 + 1/30) = 3.53 W / m ² K

El flujo de calor se puede calcular simplemente como:

q = 3.53 [W / m ² K] x 30 [K] = 105.9 W / m ²

La pérdida total de calor a través de este muro será:

q _pérdida = q. A = 105,9 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 3177W

2. pared compuesta con aislamiento térmico

Suponiendo que la transferencia de calor unidimensional a través de la pared compuesta plana, sin resistencia de contacto térmico y sin tener en cuenta la radiación, el coeficiente global de transferencia de calor se puede calcular como:

El coeficiente global de transferencia de calor es entonces:

U = 1 / (1/10 + 0.15 / 1 + 0.1 / 0.023 + 1/30) = 0.216 W / m ² K

El flujo de calor se puede calcular simplemente como:

q = 0.216 [W / m ² K] x 30 [K] = 6.48 W / m ²

La pérdida total de calor a través de este muro será:

q _pérdida = q. A = 6.48 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 194 W

Como se puede ver, una adición de aislante térmico causa una disminución significativa en las pérdidas de calor. Debe agregarse, una adición de la siguiente capa de aislante térmico no causa un ahorro tan alto. Esto se puede ver mejor con el método de resistencia térmica, que se puede utilizar para calcular la transferencia de calor a través de paredes compuestas . La tasa de transferencia de calor constante entre dos superficies es igual a la diferencia de temperatura dividida por la resistencia térmica total entre esas dos superficies.

Ejemplo: aerogel

Una fuente importante de pérdida de calor de una casa es a través de las paredes. Calcule la tasa de flujo de calor a través de una pared de 3 mx 10 m de área (A = 30 m ² ). La pared tiene 15 cm de espesor (L ₁ ) y está hecha de ladrillos con la conductividad térmica de k ₁ = 1.0 W / mK (pobre aislante térmico). Suponga que las temperaturas interior y exterior son 22 ° C y -8 ° C, y los coeficientes de transferencia de calor por convección en los lados interior y exterior son h ₁ = 10 W / m ² K y h ₂ = 30 W / m ²K, respectivamente. Tenga en cuenta que estos coeficientes de convección dependen en gran medida especialmente de las condiciones ambientales e interiores (viento, humedad, etc.).

1. Calcule el flujo de calor ( pérdida de calor ) a través de esta pared no aislada.
2. Ahora suponga aislamiento térmico en el lado exterior de esta pared. Use aislamiento de aerogel de  10 cm de espesor (L ₂ ) con la conductividad térmica de k ₂ = 0.03 W / mK y calcule el flujo de calor ( pérdida de calor ) a través de esta pared compuesta.

Solución:

Como se escribió, muchos de los procesos de transferencia de calor involucran sistemas compuestos e incluso involucran una combinación de conducción y convección . Con estos sistemas compuestos, a menudo es conveniente trabajar con un coeficiente de transferencia de calor en general , conocido como un factor U . El factor U se define mediante una expresión análoga a la ley de enfriamiento de Newton :

El coeficiente global de transferencia de calor está relacionado con la resistencia térmica total y depende de la geometría del problema.

1. pared desnuda

Suponiendo que la transferencia de calor unidimensional a través de la pared plana y sin tener en cuenta la radiación, el coeficiente global de transferencia de calor se puede calcular como:

El coeficiente global de transferencia de calor es entonces:

U = 1 / (1/10 + 0.15 / 1 + 1/30) = 3.53 W / m ² K

El flujo de calor se puede calcular simplemente como:

q = 3.53 [W / m ² K] x 30 [K] = 105.9 W / m ²

La pérdida total de calor a través de este muro será:

q _pérdida = q. A = 105,9 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 3177W

2. pared compuesta con aislamiento térmico

Suponiendo que la transferencia de calor unidimensional a través de la pared compuesta plana, sin resistencia de contacto térmico y sin tener en cuenta la radiación, el coeficiente global de transferencia de calor se puede calcular como:

El coeficiente global de transferencia de calor es entonces:

U = 1 / (1/10 + 0.15 / 1 + 0.1 / 0.013 + 1/30) = 0.125 W / m ² K

El flujo de calor se puede calcular simplemente como:

q = 0.125 [W / m ² K] x 30 [K] = 3.76 W / m ²

La pérdida total de calor a través de este muro será:

q _pérdida = q. A = 3.76 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 113 W

Como se puede ver, una adición de aislante térmico causa una disminución significativa en las pérdidas de calor. Debe agregarse, una adición de la siguiente capa de aislante térmico no causa un ahorro tan alto. Esto se puede ver mejor con el método de resistencia térmica, que se puede utilizar para calcular la transferencia de calor a través de paredes compuestas . La tasa de transferencia de calor constante entre dos superficies es igual a la diferencia de temperatura dividida por la resistencia térmica total entre esas dos superficies.

Conductividad térmica del aerogel

La conductividad térmica se define como la cantidad de calor (en vatios) transferida a través de un área cuadrada de material de espesor dado (en metros) debido a una diferencia de temperatura . Cuanto menor sea la conductividad térmica del material, mayor será la capacidad del material para resistir la transferencia de calor y, por lo tanto, mayor será la efectividad del aislamiento. Valores de conductividad térmica típica para aerogeles  son alrededor  0.013W / m ∙ K .

En general, el aislamiento térmico se basa principalmente en la muy baja conductividad térmica de los gases . Los gases poseen malas propiedades de conducción térmica en comparación con líquidos y sólidos, y por lo tanto son un buen material de aislamiento si pueden quedar atrapados (por ejemplo, en una estructura similar a la espuma). El aire y otros gases son generalmente buenos aislantes. Pero el principal beneficio es la ausencia de convección. Por lo tanto, muchos materiales aislantes (por ejemplo, aerogel) funcionan simplemente al tener una gran cantidad de bolsas llenas de gas que evitan la convección a gran escala .

La alternancia de la bolsa de gas y el material sólido hace que el calor se transfiera a través de muchas interfaces, lo que provoca una disminución rápida del coeficiente de transferencia de calor.