Канвэртар Цеплаперадачы
Цеплаперадача і Ізаляцыя: R-велічыня, U-велічыня і Тлумачэнне Цеплавых Характарыстык
Разуменне цеплаперадачы мае важнае значэнне для энергаэфектыўнага праектавання будынкаў, інжынерыі сістэм ацяплення, вентыляцыі і кандыцыянавання (HVAC) і зніжэння выдаткаў на камунальныя паслугі. Ад R-велічынь у хатняй ізаляцыі да U-велічынь у рэйтынгах вокнаў, паказчыкі цеплавых характарыстык вызначаюць камфорт і спажыванне энергіі. Гэта ўсёабдымнае кіраўніцтва ахоплівае каэфіцыенты цеплаперадачы, цеплаправоднасць, будаўнічыя нормы і практычныя стратэгіі ізаляцыі для домаўладальнікаў, архітэктараў і інжынераў.
Фундаментальныя Паняцці: Фізіка Цеплавога Патоку
Каэфіцыент Цеплаперадачы (U-велічыня)
Хуткасць цеплавога патоку праз матэрыял або канструкцыю
U-велічыня вымярае, колькі цяпла праходзіць праз будаўнічы кампанент на адзінку плошчы на градус розніцы тэмператур. Вымяраецца ў Вт/(м²·К) або BTU/(г·фут²·°F). Ніжэйшая U-велічыня = лепшая ізаляцыя. Вокны, сцены і дахі маюць рэйтынгі U-велічыні.
Прыклад: Акно з U=0.30 Вт/(м²·К) губляе 30 ват на квадратны метр на кожны 1°C розніцы тэмператур. U=0.20 - гэта на 33% лепшая ізаляцыя.
Цеплавы Супраціў (R-велічыня)
Здольнасць матэрыялу супраціўляцца цеплавому патоку
R-велічыня з'яўляецца адваротнай велічынёй да U-велічыні (R = 1/U). Вышэйшая R-велічыня = лепшая ізаляцыя. Вымяраецца ў м²·К/Вт (СІ) або фут²·°F·г/BTU (ЗША). Будаўнічыя нормы вызначаюць мінімальныя R-велічыні для сцен, столяў і падлог у залежнасці ад кліматычных зон.
Прыклад: Шкловалакновы мат R-19 забяспечвае супраціў 19 фут²·°F·г/BTU. R-38 на гарышчы ўдвая больш эфектыўны, чым R-19.
Цеплаправоднасць (k-велічыня)
Уласцівасць матэрыялу: наколькі добра ён праводзіць цяпло
Цеплаправоднасць (λ або k) - гэта ўнутраная ўласцівасць матэрыялу, якая вымяраецца ў Вт/(м·К). Нізкая k-велічыня = добры ізалятар (пена, шкловалакно). Высокая k-велічыня = добры праваднік (медзь, алюміній). Выкарыстоўваецца для разліку R-велічыні: R = таўшчыня / k.
Прыклад: Шкловалакно k=0.04 Вт/(м·К), сталь k=50 Вт/(м·К). Сталь праводзіць цяпло ў 1250 разоў хутчэй, чым шкловалакно!
- U-велічыня = хуткасць страты цяпла (чым ніжэй, тым лепш). R-велічыня = супраціў цяплу (чым вышэй, тым лепш)
- R-велічыня і U-велічыня з'яўляюцца адваротнымі: R = 1/U, таму R-20 = U-0.05
- Агульная R-велічыня складаецца: сцяна R-13 + ашалёўка R-3 = агульная R-16
- Паветраныя прамежкі рэзка зніжаюць R-велічыню — герметызацыя гэтак жа важная, як і ізаляцыя
- Цеплавыя масткі (стойкі, бэлькі) абыходзяць ізаляцыю — дапамагае суцэльная ізаляцыя
- Кліматычныя зоны вызначаюць патрабаванні нормаў: Зона 7 патрабуе столь R-60, Зона 3 патрабуе R-38
R-велічыня супраць U-велічыні: Крытычная Розніца
Гэта два найбольш важныя паказчыкі цеплавых характарыстык будынкаў. Разуменне іх узаемасувязі неабходна для адпаведнасці нормам, энергетычнага мадэлявання і аналізу выдаткаў і выгод.
R-велічыня (Супраціў)
Большыя лічбы = лепшая ізаляцыя
R-велічыня інтуітыўна зразумелая: R-30 лепш, чым R-15. Выкарыстоўваецца ў Паўночнай Амерыцы для ізаляцыйных вырабаў. Велічыні складаюцца паслядоўна: пласты накладваюцца. Распаўсюджана ў жылым будаўніцтве, будаўнічых нормах і на этыкетках прадукцыі.
- Адзінкі: фут²·°F·г/BTU (ЗША) або м²·К/Вт (СІ)
- Дыяпазон: ад R-3 (аднашкловае акно) да R-60 (ізаляцыя гарышча)
- Прыклад сцяны: поласць R-13 + пена R-5 = агульная R-18
- Практычнае правіла: R-велічыня на цалю залежыць ад матэрыялу (R-3.5/цалю для шкловалакна)
- Тыповыя мэты: сцены R-13 да R-21, столі R-38 да R-60
- Маркетынг: Прадукты рэкламуюцца па R-велічыні ('маты R-19')
U-велічыня (Цеплаперадача)
Меншыя лічбы = лепшая ізаляцыя
U-велічыня контрінтуітыўная: U-0.20 лепш, чым U-0.40. Выкарыстоўваецца ва ўсім свеце, асабліва для вокнаў і разлікаў для ўсяго будынка. Не складаецца проста — патрабуе адваротных вылічэнняў. Распаўсюджана ў камерцыйным будаўніцтве і энергетычных нормах.
- Адзінкі: Вт/(м²·К) або BTU/(г·фут²·°F)
- Дыяпазон: ад U-0.10 (трохшкловае акно) да U-5.0 (аднашкловае акно)
- Прыклад акна: U-0.30 - высокая эфектыўнасць, U-0.20 - пасіўны дом
- Разлік: Страта цяпла = U × Плошча × ΔT
- Тыповыя мэты: вокны U-0.30, сцены U-0.20 (камерцыйныя)
- Стандарты: ASHRAE, IECC выкарыстоўваюць U-велічыні для энергетычнага мадэлявання
R-велічыня і U-велічыня з'яўляюцца матэматычна адваротнымі: R = 1/U і U = 1/R. Гэта азначае, што R-20 роўна U-0.05, R-10 роўна U-0.10 і гэтак далей. Пры канвертацыі памятайце: падваенне R-велічыні памяншае U-велічыню ўдвая. Гэтая адваротная залежнасць мае вырашальнае значэнне для дакладных цеплавых разлікаў і энергетычнага мадэлявання.
Патрабаванні Будаўнічых Нормаў па Кліматычных Зонах
Міжнародны кодэкс па энергазберажэнні (IECC) і ASHRAE 90.1 вызначаюць мінімальныя патрабаванні да ізаляцыі на аснове кліматычных зон (ад 1=спякотная да 8=вельмі халодная):
| Кампанент Будынка | Кліматычная Зона | Мін R-велічыня | Макс U-велічыня |
|---|---|---|---|
| Гарышча / Столь | Зона 1-3 (Поўдзень) | R-30 да R-38 | U-0.026 да U-0.033 |
| Гарышча / Столь | Зона 4-8 (Поўнач) | R-49 да R-60 | U-0.017 да U-0.020 |
| Сцяна (каркас 2x4) | Зона 1-3 | R-13 | U-0.077 |
| Сцяна (каркас 2x6) | Зона 4-8 | R-20 + R-5 пена | U-0.040 |
| Падлога над неацяпляемым памяшканнем | Зона 1-3 | R-13 | U-0.077 |
| Падлога над неацяпляемым памяшканнем | Зона 4-8 | R-30 | U-0.033 |
| Сцяна Падвала | Зона 1-3 | R-0 да R-5 | Патрабаванняў няма |
| Сцяна Падвала | Зона 4-8 | R-10 да R-15 | U-0.067 да U-0.100 |
| Вокны | Зона 1-3 | — | U-0.50 да U-0.65 |
| Вокны | Зона 4-8 | — | U-0.27 да U-0.32 |
Цеплавыя Ўласцівасці Распаўсюджаных Будаўнічых Матэрыялаў
Разуменне цеплаправоднасці матэрыялаў дапамагае выбраць адпаведную ізаляцыю і выявіць цеплавыя масткі:
| Матэрыял | k-велічыня Вт/(м·К) | R-велічыня на цалю | Распаўсюджанае Прымяненне |
|---|---|---|---|
| Поліурэтанавая напыляльная пена | 0.020 - 0.026 | R-6 да R-7 | Ізаляцыя з закрытымі ячэйкамі, герметызацыя |
| Поліізацыянурат (Polyiso) | 0.023 - 0.026 | R-6 да R-6.5 | Жорсткія пенапластавыя пліты, суцэльная ізаляцыя |
| Экструдаваны полістырол (XPS) | 0.029 | R-5 | Пенапластавыя пліты, ізаляцыя ніжэй за ўзровень зямлі |
| Успенены полістырол (EPS) | 0.033 - 0.040 | R-3.6 да R-4.4 | Пенапластавыя пліты, сістэмы EIFS |
| Шкловалакновыя маты | 0.040 - 0.045 | R-3.2 да R-3.5 | Ізаляцыя поласці сцен/столі |
| Мінеральная вата (Rockwool) | 0.038 - 0.042 | R-3.3 да R-3.7 | Вогнетрывалая ізаляцыя, гукаізаляцыя |
| Цэлюлоза (задзіманая) | 0.039 - 0.045 | R-3.2 да R-3.8 | Ізаляцыя гарышча, рэканструкцыя |
| Дрэва (мяккія пароды) | 0.12 - 0.14 | R-1.0 да R-1.25 | Каркас, ашалёўка |
| Бетон | 1.4 - 2.0 | R-0.08 | Фундаменты, канструкцыйныя элементы |
| Сталь | 50 | ~R-0.003 | Канструкцыйныя элементы, цеплавы мост |
| Алюміній | 205 | ~R-0.0007 | Аконныя рамы, цеплавы мост |
| Шкло (адно) | 1.0 | R-0.18 | Вокны (дрэнная ізаляцыя) |
Тры Механізмы Цеплаперадачы
Праводнасць
Паток цяпла праз цвёрдыя матэрыялы
Цяпло перадаецца праз прамы кантакт паміж малекуламі. Металы хутка праводзяць цяпло, у той час як ізаляцыйныя матэрыялы супраціўляюцца. Рэгулюецца законам Фур'е: q = k·A·ΔT/d. Дамінуе ў сценах, дахах, падлогах.
- Металічныя стойкі ствараюць цеплавыя масткі (павелічэнне страт цяпла на 25%)
- Гарачая ручка патэльні праводзіць цяпло ад пліты
- Паток цяпла праз сцяну ад цёплага інтэр'еру да халоднага экстэр'еру
- Ізаляцыя зніжае цеплаперадачу праз праводнасць
Канвекцыя
Цеплаперадача праз рух вадкасці/паветра
Цяпло перамяшчаецца з патокам паветра або вадкасці. Натуральная канвекцыя (цёплае паветра падымаецца) і прымусовая канвекцыя (вентылятары, вецер). Уцечкі паветра выклікаюць значныя страты цяпла. Герметызацыя спыняе канвекцыю; ізаляцыя спыняе праводнасць.
- Скразнякі праз шчыліны і трэшчыны (інфільтрацыя/эксфільтрацыя)
- Выхад цёплага паветра праз гарышча (эфект коміна)
- Размеркаванне прымусовага ацяплення/ахалоджвання
- Вецер павялічвае страты цяпла праз сцены
Выпраменьванне
Цеплаперадача праз электрамагнітныя хвалі
Усе аб'екты выпраменьваюць цеплавое выпраменьванне. Гарачыя аб'екты выпраменьваюць больш. Не патрабуе кантакту або паветра. Радыяцыйныя бар'еры (адбівальная фальга) блакуюць 90%+ радыяцыйнага цяпла. Асноўны фактар на гарышчах і ў вокнах.
- Сонечнае святло награвае праз вокны (сонечны прырост)
- Радыяцыйны бар'ер на гарышчы адбівае цяпло
- Пакрыцці Low-E на вокнах зніжаюць радыяцыйнае цяпло
- Інфрачырвонае цяпло ад гарачага даху выпраменьваецца на падлогу гарышча
Практычнае Прымяненне ў Праектаванні Будынкаў
Жылое Будаўніцтва
Домаўладальнікі і будаўнікі штодня выкарыстоўваюць R-велічыні і U-велічыні:
- Выбар ізаляцыі: суадносіны кошту і карысці сценавых матаў R-19 супраць R-21
- Замена вокнаў: трайное шкленне U-0.30 супраць падвойнага шклення U-0.50
- Энергетычны аўдыт: цеплавізійная здымка выяўляе прабелы ў R-велічыні
- Адпаведнасць нормам: выкананне мясцовых мінімальных патрабаванняў да R-велічыні
- Планаванне рэканструкцыі: даданне R-30 да гарышча R-19 (зніжэнне страт цяпла на 58%)
- Зніжкі ад камунальных службаў: многія патрабуюць мінімум R-38 для атрымання льгот
Праектаванне і Падбор Памеру HVAC
U-велічыні вызначаюць нагрузкі на ацяпленне і ахалоджванне:
- Разлік страт цяпла: Q = U × A × ΔT (Manual J)
- Падбор памеру абсталявання: лепшая ізаляцыя = патрэбна меншая ўстаноўка HVAC
- Энергетычнае мадэляванне: BEopt, EnergyPlus выкарыстоўваюць U-велічыні
- Ізаляцыя каналаў: мінімум R-6 у неацяпляемых памяшканнях
- Аналіз акупнасці: разлікі ROI для мадэрнізацыі ізаляцыі
- Камфорт: ніжэйшыя U-велічыні зніжаюць эфект халодных сцен/вокнаў
Камерцыйныя і Прамысловыя Будынкі
Вялікія будынкі патрабуюць дакладных цеплавых разлікаў:
- Адпаведнасць ASHRAE 90.1: нарматыўныя табліцы U-велічынь
- Сертыфікацыя LEED: перавышэнне нормаў на 10-40%
- Сістэмы навясных сцен: зборкі U-0.25 да U-0.30
- Халадзільныя склады: сцены R-30 да R-40, столі R-50
- Аналіз выдаткаў на энергію: штогадовая эканомія 100 000$+ дзякуючы лепшай абалонцы
- Цеплавыя масткі: аналіз сталёвых злучэнняў з дапамогай FEA
Пасіўны Дом / Чысты Нуль
Ультраэфектыўныя будынкі пашыраюць межы цеплавых характарыстык:
- Вокны: U-0.14 да U-0.18 (трайное шкленне, запоўненае крыптонам)
- Сцены: R-40 да R-60 (12+ цаляў пены або шчыльнай цэлюлозы)
- Фундамент: R-20 да R-30 суцэльная знешняя ізаляцыя
- Герметычнасць: 0.6 ACH50 або ніжэй (зніжэнне на 99% у параўнанні са стандартам)
- Вентылятар з рэкуперацыяй цяпла: эфектыўнасць 90%+
- Агулам: зніжэнне ацяплення/ахалоджвання на 80-90% у параўнанні з мінімальнымі нормамі
Поўны Даведнік па Канвертацыі Адзінак
Усёабдымныя формулы канвертацыі для ўсіх адзінак цеплаперадачы. Выкарыстоўвайце іх для ручных разлікаў, энергетычнага мадэлявання або праверкі вынікаў канвертара:
Канвертацыі Каэфіцыента Цеплаперадачы (U-велічыня)
Base Unit: Вт/(м²·К)
| From | To | Formula | Example |
|---|---|---|---|
| Вт/(м²·К) | Вт/(м²·°C) | Памножыць на 1 | 5 Вт/(м²·К) = 5 Вт/(м²·°C) |
| Вт/(м²·К) | кВт/(м²·К) | Падзяліць на 1000 | 5 Вт/(м²·К) = 0.005 кВт/(м²·К) |
| Вт/(м²·К) | BTU/(г·фут²·°F) | Падзяліць на 5.678263 | 5 Вт/(м²·К) = 0.88 BTU/(г·фут²·°F) |
| Вт/(м²·К) | ккал/(г·м²·°C) | Падзяліць на 1.163 | 5 Вт/(м²·К) = 4.3 ккал/(г·м²·°C) |
| BTU/(г·фут²·°F) | Вт/(м²·К) | Памножыць на 5.678263 | 1 BTU/(г·фут²·°F) = 5.678 Вт/(м²·К) |
Канвертацыі Цеплаправоднасці
Base Unit: Вт/(м·К)
| From | To | Formula | Example |
|---|---|---|---|
| Вт/(м·К) | Вт/(м·°C) | Памножыць на 1 | 0.04 Вт/(м·К) = 0.04 Вт/(м·°C) |
| Вт/(м·К) | кВт/(м·К) | Падзяліць на 1000 | 0.04 Вт/(м·К) = 0.00004 кВт/(м·К) |
| Вт/(м·К) | BTU/(г·фут·°F) | Падзяліць на 1.730735 | 0.04 Вт/(м·К) = 0.023 BTU/(г·фут·°F) |
| Вт/(м·К) | BTU·цаля/(г·фут²·°F) | Падзяліць на 0.14422764 | 0.04 Вт/(м·К) = 0.277 BTU·цаля/(г·фут²·°F) |
| BTU/(г·фут·°F) | Вт/(м·К) | Памножыць на 1.730735 | 0.25 BTU/(г·фут·°F) = 0.433 Вт/(м·К) |
Канвертацыі Цеплавога Супраціву
Base Unit: м²·К/Вт
| From | To | Formula | Example |
|---|---|---|---|
| м²·К/Вт | м²·°C/Вт | Памножыць на 1 | 2 м²·К/Вт = 2 м²·°C/Вт |
| м²·К/Вт | фут²·г·°F/BTU | Падзяліць на 0.17611 | 2 м²·К/Вт = 11.36 фут²·г·°F/BTU |
| м²·К/Вт | clo | Падзяліць на 0.155 | 0.155 м²·К/Вт = 1 clo |
| м²·К/Вт | tog | Падзяліць на 0.1 | 1 м²·К/Вт = 10 tog |
| фут²·г·°F/BTU | м²·К/Вт | Памножыць на 0.17611 | R-20 = 3.52 м²·К/Вт |
R-велічыня ↔ U-велічыня (Адваротныя Канвертацыі)
Гэтыя канвертацыі патрабуюць узяцця адваротнай велічыні (1/значэнне), таму што R і U - адваротныя:
| From | To | Formula | Example |
|---|---|---|---|
| R-велічыня (ЗША) | U-велічыня (ЗША) | U = 1/(R × 5.678263) | R-20 → U = 1/(20×5.678263) = 0.0088 BTU/(г·фут²·°F) |
| U-велічыня (ЗША) | R-велічыня (ЗША) | R = 1/(U × 5.678263) | U-0.30 → R = 1/(0.30×5.678263) = 0.588 або R-0.59 |
| R-велічыня (СІ) | U-велічыня (СІ) | U = 1/R | R-5 м²·К/Вт → U = 1/5 = 0.20 Вт/(м²·К) |
| U-велічыня (СІ) | R-велічыня (СІ) | R = 1/U | U-0.25 Вт/(м²·К) → R = 1/0.25 = 4 м²·К/Вт |
| R-велічыня (ЗША) | R-велічыня (СІ) | Памножыць на 0.17611 | R-20 (ЗША) = 3.52 м²·К/Вт (СІ) |
| R-велічыня (СІ) | R-велічыня (ЗША) | Падзяліць на 0.17611 | 5 м²·К/Вт = R-28.4 (ЗША) |
Разлік R-велічыні з Уласцівасцяў Матэрыялу
Як вызначыць R-велічыню з таўшчыні і цеплаправоднасці:
| Calculation | Formula | Units | Example |
|---|---|---|---|
| R-велічыня з таўшчыні | R = таўшчыня / k | R (м²·К/Вт) = метры / Вт/(м·К) | 6 цаляў (0.152м) шкловалакна, k=0.04: R = 0.152/0.04 = 3.8 м²·К/Вт = R-21.6 (ЗША) |
| Агульная R-велічыня (паслядоўна) | R_агульная = R₁ + R₂ + R₃ + ... | Тыя ж адзінкі | Сцяна: поласць R-13 + пена R-5 + гіпсакардон R-1 = агульная R-19 |
| Эфектыўная U-велічыня | U_эфектыўная = 1/R_агульная | Вт/(м²·К) або BTU/(г·фут²·°F) | Сцяна R-19 → U = 1/19 = 0.053 або 0.30 Вт/(м²·К) |
| Хуткасць страты цяпла | Q = U × A × ΔT | Ваты або BTU/г | U-0.30, 100м², розніца 20°C: Q = 0.30×100×20 = 600Вт |
Стратэгіі Энергаэфектыўнасці
Эканамічна Эфектыўныя Мадэрнізацыі
- Спачатку герметызацыя: інвестыцыі 500$, эканомія энергіі 20% (лепшы ROI, чым ізаляцыя)
- Ізаляцыя гарышча: ад R-19 да R-38 акупляецца за 3-5 гадоў
- Замена вокнаў: вокны U-0.30 зніжаюць страты цяпла на 40% у параўнанні з U-0.50
- Ізаляцыя падвала: R-10 эканоміць 10-15% выдаткаў на ацяпленне
- Замена дзвярэй: ізаляваныя сталёвыя дзверы (U-0.15) супраць пустотелых драўляных (U-0.50)
Выяўленне Праблем
- Інфрачырвоная камера: выяўляе адсутнасць ізаляцыі і ўцечкі паветра
- Тэст з дапамогай аэрадзвярэй: колькасна ацэньвае ўцечку паветра (метрыка ACH50)
- Тэст навобмацак: халодныя сцены/столі паказваюць на нізкую R-велічыню
- Ледзяныя заторы: прыкмета недастатковай ізаляцыі гарышча (цяпло растоплівае снег)
- Кандэнсат: паказвае на цеплавы мост або ўцечку паветра
Стратэгіі для Канкрэтнага Клімату
- Халодны клімат: максімізаваць R-велічыню, мінімізаваць U-велічыню (прыярытэт ізаляцыі)
- Спякотны клімат: радыяцыйныя бар'еры на гарышчы, вокны Low-E блакуюць сонечны прырост
- Змешаны клімат: збалансаваць ізаляцыю з зацяненнем і вентыляцыяй
- Вільготны клімат: параізаляцыйныя бар'еры на цёплым баку, прадухіляць кандэнсат
- Сухі клімат: засяродзіцца на герметызацыі (большы ўплыў, чым у вільготных рэгіёнах)
Акупнасць Інвестыцый
- Лепшы ROI: Герметызацыя (20:1), ізаляцыя гарышча (5:1), герметызацыя каналаў (4:1)
- Умераны ROI: Ізаляцыя сцен (3:1), ізаляцыя падвала (3:1)
- Доўгатэрміновы: Замена вокнаў (2:1 на працягу 15-20 гадоў)
- Улічвайце: зніжкі ад камунальных службаў могуць палепшыць ROI на 20-50%
- Акупнасць: Простая акупнасць = кошт / гадавая эканомія
Цікавыя Цеплавыя Факты
Навука ізаляцыі іглу
Іглу падтрымліваюць 4-16°C унутры, калі на вуліцы -40°C, выкарыстоўваючы толькі сціснуты снег (R-1 на цалю). Купалападобная форма мінімізуе плошчу паверхні, а невялікі ўваходны тунэль блакуе вецер. Паветраныя кішэні ў снезе забяспечваюць ізаляцыю — доказ таго, што захопленае паветра з'яўляецца сакрэтам усёй ізаляцыі.
Пліткі касмічнага шатла
Цеплавыя пліткі касмічнага шатла мелі настолькі нізкую цеплаправоднасць (k=0.05), што яны маглі быць нагрэтыя да 1100°C з аднаго боку і заставацца даступнымі для дотыку з іншага. Зробленыя з 90% запоўненага паветрам крэмнязёму, яны з'яўляюцца найлепшым ізаляцыйным матэрыялам — R-50+ на цалю пры высокіх тэмпературах.
Віктарыянскія дамы: R-0
Дамы, пабудаваныя да 1940-х гадоў, часта не маюць ізаляцыі ў сценах — толькі драўляная ашалёўка, стойкі і тынкоўка (агульная R-4). Даданне ізаляцыі R-13 да R-19 зніжае страты цяпла на 70-80%. Многія старыя дамы губляюць больш цяпла праз сцены, чым праз дрэнна ізаляваныя гарышчы.
Лёд - лепшы ізалятар, чым шкло
Лёд мае k=2.2 Вт/(м·К), шкло - k=1.0. Але паветра (k=0.026), захопленае ў крышталях лёду, робіць снег/лёд прыстойным ізалятарам. Парадаксальна, але мокры снег на дахах - лепшая ізаляцыя (R-1.5/цалю), чым цвёрды лёд (R-0.5/цалю), дзякуючы паветраным кішэням.
Сціснутая ізаляцыя губляе R-велічыню
Шкловалакновы мат, разлічаны на R-19 (5.5 цалі), сціснуты да 3.5 цалі, губляе 45% сваёй R-велічыні (становіцца R-10). Паветраныя кішэні — а не валокны — забяспечваюць ізаляцыю. Ніколі не сціскайце ізаляцыю; калі яна не падыходзіць, выкарыстоўвайце матэрыял большай шчыльнасці.
Аэрагель: R-10 на цалю
Аэрагель на 99.8% складаецца з паветра і мае 15 рэкордаў Гінеса па ізаляцыі. Пры R-10 на цалю (супраць R-3.5 для шкловалакна), гэта асноўны ізалятар NASA. Але кошт (20-40$/кв. фут) абмяжоўвае яго выкарыстанне спецыялізаванымі прымяненнямі, такімі як марсаходы і ультратонкія ізаляцыйныя коўдры.
Частыя Пытанні
У чым розніца паміж R-велічынёй і U-велічынёй?
R-велічыня вымярае супраціў цеплавому патоку (чым вышэй = лепшая ізаляцыя). U-велічыня вымярае хуткасць цеплаперадачы (чым ніжэй = лепшая ізаляцыя). Яны з'яўляюцца матэматычна адваротнымі: U = 1/R. Прыклад: ізаляцыя R-20 = U-0.05. Выкарыстоўвайце R-велічыню для ізаляцыйных вырабаў, U-велічыню для вокнаў і разлікаў для ўсёй канструкцыі.
Ці магу я проста дадаць больш ізаляцыі, каб палепшыць сваю R-велічыню?
Так, але з меншай аддачай. Пераход ад R-0 да R-19 скарачае страты цяпла на 95%. Ад R-19 да R-38 скарачае яшчэ 50%. Ад R-38 да R-57 скарачае толькі 33%. Спачатку герметызуйце (большы ўплыў, чым ізаляцыя). Потым дадайце ізаляцыю там, дзе R-велічыня самая нізкая (звычайна на гарышчы). Праверце, ці не сціснутая або мокрая ізаляцыя — замена лепш, чым даданне.
Чаму вокны маюць U-велічыні, а сцены - R-велічыні?
З-за ўмоўнасці і складанасці. Вокны маюць некалькі механізмаў цеплаперадачы (праводнасць праз шкло, выпраменьванне, канвекцыя ў паветраных прамежках), што робіць U-велічыню больш практычнай для агульнай ацэнкі эфектыўнасці. Сцены прасцейшыя — у асноўным праводнасць — таму R-велічыня больш інтуітыўная. Абодва паказчыкі працуюць для абодвух; гэта проста перавага галіны.
Ці важная R-велічыня ў спякотным клімаце?
Абсалютна! R-велічыня супраціўляецца цеплавому патоку ў абодвух напрамках. Улетку ізаляцыя гарышча R-30 утрымлівае цяпло ЗВОНКУ гэтак жа эфектыўна, як і ўтрымлівае цяпло ЎНУТРЫ зімой. Спякотны клімат выйграе ад высокай R-велічыні + радыяцыйных бар'ераў + светлых дахаў. Засяродзьцеся на гарышчы (мінімум R-38) і заходніх сценах.
Што лепш: вышэйшая R-велічыня або герметызацыя?
Спачатку герметызацыя, потым ізаляцыя. Уцечкі паветра могуць цалкам абыйсці ізаляцыю, зніжаючы эфектыўную R-велічыню з R-30 да R-10. Даследаванні паказваюць, што герметызацыя забяспечвае ў 2-3 разы большы ROI у параўнанні з адной толькі ізаляцыяй. Спачатку загерметызуйце (герметык, ушчыльняльнік, пена), потым ізалюйце. Разам яны зніжаюць спажыванне энергіі на 30-50%.
Як мне канвертаваць R-велічыню ў U-велічыню?
Падзяліце 1 на R-велічыню: U = 1/R. Прыклад: сцяна R-20 = 1/20 = U-0.05 або 0.28 Вт/(м²·К). Наадварот: R = 1/U. Прыклад: акно U-0.30 = 1/0.30 = R-3.3. Заўвага: адзінкі маюць значэнне! Амерыканскія R-велічыні патрабуюць каэфіцыентаў пераліку для U-велічынь СІ (памножце на 5.678, каб атрымаць Вт/(м²·К)).
Чаму металічныя стойкі так моцна зніжаюць R-велічыню?
Сталь у 1250 разоў больш праводная, чым ізаляцыя. Металічныя стойкі ствараюць цеплавыя масткі — прамыя шляхі праводнасці праз канструкцыю сцяны. Сцяна з ізаляцыяй поласці R-19 і сталёвымі стойкамі дасягае толькі эфектыўнай R-7 (зніжэнне на 64%!). Рашэнне: суцэльная ізаляцыя (пенапластавыя пліты) па-над стойкамі або драўляны каркас + знешняя пена.
Якая R-велічыня мне патрэбна для адпаведнасці нормам?
Залежыць ад кліматычнай зоны (1-8) і кампанента будынка. Прыклад: Зона 5 (Чыкага) патрабуе сцены R-20, столь R-49, падвал R-10. Зона 3 (Атланта) патрабуе сцены R-13, столь R-30. Праверце мясцовыя будаўнічыя нормы або табліцы IECC. Многія юрысдыкцыі зараз патрабуюць сцены R-20+ і гарышчы R-40+ нават у ўмераным клімаце.
Поўны Даведнік Інструментаў
Усе 71 інструменты, даступныя на UNITS