Lämmönsiirron Muunnin
Lämmönsiirto ja eristys: R-arvo, U-arvo ja lämpösuorituskyky selitettynä
Lämmönsiirron ymmärtäminen on olennaista energiatehokkaassa rakennussuunnittelussa, LVI-tekniikassa ja käyttökustannusten vähentämisessä. Kodin eristeiden R-arvoista ikkunoiden luokitusten U-arvoihin, lämpösuorituskyvyn mittarit määrittävät mukavuuden ja energiankulutuksen. Tämä kattava opas kattaa lämmönsiirtokertoimet, lämmönjohtavuuden, rakennusmääräykset ja käytännön eristysstrategiat asunnonomistajille, arkkitehdeille ja insinööreille.
Peruskäsitteet: Lämpövirtauksen fysiikka
Lämmönsiirtokerroin (U-arvo)
Lämmönvirtausnopeus materiaalin tai rakenteen läpi
U-arvo mittaa, kuinka paljon lämpöä siirtyy rakennusosan läpi pinta-alayksikköä kohti lämpötilaeron astetta kohti. Mitataan W/(m²·K) tai BTU/(h·ft²·°F). Matalampi U-arvo = parempi eristys. Ikkunoilla, seinillä ja katoilla on kaikilla U-arvo-luokitukset.
Esimerkki: Ikkuna, jonka U-arvo on 0,30 W/(m²·K), menettää 30 wattia neliömetriä kohti jokaista 1°C:n lämpötilaeroa kohti. U=0,20 on 33 % parempi eristys.
Lämmönvastus (R-arvo)
Materiaalin kyky vastustaa lämpövirtausta
R-arvo on U-arvon käänteisluku (R = 1/U). Korkeampi R-arvo = parempi eristys. Mitataan m²·K/W (SI) tai ft²·°F·h/BTU (US). Rakennusmääräykset määrittelevät vähimmäis-R-arvot seinille, katoille ja lattioille ilmastoalueiden perusteella.
Esimerkki: R-19-lasivillamatto tarjoaa 19 ft²·°F·h/BTU vastuksen. R-38 ullakolla on kaksi kertaa tehokkaampi kuin R-19.
Lämmönjohtavuus (k-arvo)
Materiaalin ominaisuus: kuinka hyvin se johtaa lämpöä
Lämmönjohtavuus (λ tai k) on materiaalin luontainen ominaisuus, joka mitataan W/(m·K). Matala k-arvo = hyvä eriste (vaahto, lasivilla). Korkea k-arvo = hyvä johdin (kupari, alumiini). Käytetään R-arvon laskemiseen: R = paksuus / k.
Esimerkki: Lasivilla k=0,04 W/(m·K), teräs k=50 W/(m·K). Teräs johtaa lämpöä 1250 kertaa nopeammin kuin lasivilla!
- U-arvo = lämpöhäviönopeus (pienempi on parempi). R-arvo = lämmönvastus (suurempi on parempi)
- R-arvo ja U-arvo ovat käänteislukuja: R = 1/U, joten R-20 = U-0,05
- Kokonais-R-arvo lasketaan yhteen: R-13-seinä + R-3-verhous = R-16 yhteensä
- Ilmaraot vähentävät R-arvoa dramaattisesti – ilmatiiviys on yhtä tärkeää kuin eristys
- Kylmäsillat (pylväät, palkit) ohittavat eristyksen – jatkuva eristys auttaa
- Ilmastoalueet määrittävät määräysten vaatimukset: Alue 7 tarvitsee R-60-katon, Alue 3 tarvitsee R-38
R-arvo vs U-arvo: Kriittinen ero
Nämä ovat kaksi tärkeintä mittaria rakennusten lämpösuorituskyvyssä. Niiden välisen suhteen ymmärtäminen on olennaista määräysten noudattamisen, energiamallinnuksen ja kustannus-hyötyanalyysin kannalta.
R-arvo (Vastus)
Suuremmat luvut = parempi eristys
R-arvo on intuitiivinen: R-30 on parempi kuin R-15. Käytetään Pohjois-Amerikassa eristystuotteille. Arvot lasketaan yhteen sarjassa: kerrokset pinotaan. Yleinen asuinrakentamisessa, rakennusmääräyksissä ja tuotemerkinnöissä.
- Yksiköt: ft²·°F·h/BTU (US) tai m²·K/W (SI)
- Alue: R-3 (yksilasinen ikkuna) – R-60 (ullakkoeristys)
- Seinäesimerkki: R-13-ontelo + R-5-vaahto = R-18 yhteensä
- Nyrkkisääntö: R-arvo tuumaa kohti vaihtelee materiaalin mukaan (R-3,5/tuuma lasivillalle)
- Tyypilliset tavoitteet: R-13 – R-21 seinät, R-38 – R-60 katot
- Markkinointi: Tuotteita mainostetaan R-arvolla ('R-19-matot')
U-arvo (Läpäisevyys)
Pienemmät luvut = parempi eristys
U-arvo on vastoin intuitiota: U-0,20 on parempi kuin U-0,40. Käytetään maailmanlaajuisesti, erityisesti ikkunoille ja koko rakennuksen laskelmille. Ei lasketa yhteen yksinkertaisesti – vaatii käänteislaskentaa. Yleinen kaupallisessa rakentamisessa ja energiamääräyksissä.
- Yksiköt: W/(m²·K) tai BTU/(h·ft²·°F)
- Alue: U-0,10 (kolmilasinen ikkuna) – U-5,0 (yksilasinen ikkuna)
- Ikkunaesimerkki: U-0,30 on korkean suorituskyvyn, U-0,20 on passiivitalo
- Laskenta: Lämpöhäviö = U × Pinta-ala × ΔT
- Tyypilliset tavoitteet: U-0,30 ikkunat, U-0,20 seinät (kaupallinen)
- Standardit: ASHRAE, IECC käyttävät U-arvoja energiamallinnukseen
R-arvo ja U-arvo ovat matemaattisia käänteislukuja: R = 1/U ja U = 1/R. Tämä tarkoittaa, että R-20 on yhtä kuin U-0,05, R-10 on yhtä kuin U-0,10 ja niin edelleen. Muunnettaessa muista: R-arvon kaksinkertaistaminen puolittaa U-arvon. Tämä käänteinen suhde on kriittinen tarkoille lämpölaskelmille ja energiamallinnukselle.
Rakennusmääräysten vaatimukset ilmastoalueittain
Kansainvälinen energiansäästökoodi (IECC) ja ASHRAE 90.1 määrittelevät vähimmäiseristysvaatimukset ilmastoalueiden perusteella (1=kuuma – 8=erittäin kylmä):
| Rakennusosa | Ilmastoalue | Min R-arvo | Max U-arvo |
|---|---|---|---|
| Ullakko / Katto | Alue 1-3 (Etelä) | R-30 – R-38 | U-0,026 – U-0,033 |
| Ullakko / Katto | Alue 4-8 (Pohjoinen) | R-49 – R-60 | U-0,017 – U-0,020 |
| Seinä (2x4-runko) | Alue 1-3 | R-13 | U-0,077 |
| Seinä (2x6-runko) | Alue 4-8 | R-20 + R-5-vaahto | U-0,040 |
| Lattia lämmittämättömän tilan yläpuolella | Alue 1-3 | R-13 | U-0,077 |
| Lattia lämmittämättömän tilan yläpuolella | Alue 4-8 | R-30 | U-0,033 |
| Kellarin seinä | Alue 1-3 | R-0 – R-5 | Ei vaatimusta |
| Kellarin seinä | Alue 4-8 | R-10 – R-15 | U-0,067 – U-0,100 |
| Ikkunat | Alue 1-3 | — | U-0,50 – U-0,65 |
| Ikkunat | Alue 4-8 | — | U-0,27 – U-0,32 |
Yleisten rakennusmateriaalien lämpöominaisuudet
Materiaalien lämmönjohtavuuden ymmärtäminen auttaa valitsemaan sopivan eristeen ja tunnistamaan kylmäsillat:
| Materiaali | k-arvo W/(m·K) | R-arvo tuumaa kohti | Yleinen käyttö |
|---|---|---|---|
| Polyuretaaniruiskutusvaahto | 0,020 - 0,026 | R-6 – R-7 | Umpisoluinen eriste, ilmatiivistys |
| Polyisosyanuraatti (Polyiso) | 0,023 - 0,026 | R-6 – R-6,5 | Kovat vaahtolevyt, jatkuva eristys |
| Suulakepuristettu polystyreeni (XPS) | 0,029 | R-5 | Vaahtolevy, maanvastainen eristys |
| Paisutettu polystyreeni (EPS) | 0,033 - 0,040 | R-3,6 – R-4,4 | Vaahtolevy, EIFS-järjestelmät |
| Lasivillamatot | 0,040 - 0,045 | R-3,2 – R-3,5 | Seinä-/katto-onteloiden eristys |
| Kivivilla (Rockwool) | 0,038 - 0,042 | R-3,3 – R-3,7 | Paloluokiteltu eriste, äänieristys |
| Selluloosa (puhallettava) | 0,039 - 0,045 | R-3,2 – R-3,8 | Ullakkoeristys, jälkiasennus |
| Puu (havupuu) | 0,12 - 0,14 | R-1,0 – R-1,25 | Runkorakenteet, verhoilu |
| Betoni | 1,4 - 2,0 | R-0,08 | Perustukset, rakenteellinen |
| Teräs | 50 | ~R-0,003 | Rakenteellinen, kylmäsilta |
| Alumiini | 205 | ~R-0,0007 | Ikkunankarmit, kylmäsilta |
| Lasi (yksikerroksinen) | 1,0 | R-0,18 | Ikkunat (huono eristys) |
Kolme lämmönsiirtomekanismia
Johtuminen
Lämpövirtaus kiinteiden materiaalien läpi
Lämpö siirtyy suorassa kosketuksessa molekyylien välillä. Metallit johtavat lämpöä nopeasti, kun taas eristemateriaalit vastustavat sitä. Ohjataan Fourier'n lailla: q = k·A·ΔT/d. Hallitseva seinissä, katoissa, lattioissa.
- Metallipylväät, jotka luovat kylmäsiltoja (25 %:n lisäys lämpöhäviössä)
- Kuuma paistinpannun kahva, joka johtaa lämpöä liedeltä
- Lämpövirtaus seinän läpi lämpimästä sisätilasta kylmään ulkotilaan
- Eristys vähentää johtuvaa lämmönsiirtoa
Konvektio
Lämmönsiirto nesteen/ilman liikkeen kautta
Lämpö liikkuu ilman tai nesteen virtauksen mukana. Luonnollinen konvektio (lämmin ilma nousee) ja pakotettu konvektio (tuulettimet, tuuli). Ilmavuodot aiheuttavat suuria lämpöhäviöitä. Ilmatiivistys pysäyttää konvektion; eristys pysäyttää johtumisen.
- Veto rakojen ja halkeamien läpi (infiltraatio/eksfiltraatio)
- Lämmin ilma karkaa ullakon kautta (hormi-ilmiö)
- Pakotetun ilman lämmityksen/jäähdytyksen jakelu
- Tuuli lisää lämpöhäviötä seinien läpi
Säteily
Lämmönsiirto sähkömagneettisten aaltojen kautta
Kaikki kappaleet säteilevät lämpösäteilyä. Kuumat kappaleet säteilevät enemmän. Ei vaadi kosketusta tai ilmaa. Säteilyesteet (heijastava folio) estävät yli 90 % säteilylämmöstä. Merkittävä tekijä ullakoilla ja ikkunoissa.
- Auringonvalo lämmittää ikkunoiden läpi (aurinkolämpö)
- Säteilyeste ullakolla heijastaa lämpöä
- Matalan emissiivisyyden (Low-E) ikkunapinnoitteet vähentävät säteilylämpöä
- Infrapunalämpö kuumasta katosta säteilee ullakon lattiaan
Käytännön sovellukset rakennussuunnittelussa
Asuinrakentaminen
Asunnonomistajat ja rakentajat käyttävät R- ja U-arvoja päivittäin:
- Eristeen valinta: R-19 vs. R-21 seinäeristeiden kustannus/hyöty
- Ikkunoiden vaihto: U-0,30 kolmilasi-ikkunat vs. U-0,50 kaksoislasi-ikkunat
- Energiakatselmukset: lämpökuvaus paljastaa puutteet R-arvossa
- Määräysten noudattaminen: paikallisten R-arvon vähimmäisvaatimusten täyttäminen
- Remontin suunnittelu: R-30:n lisääminen R-19-ullakkoon (58 %:n vähennys lämpöhäviössä)
- Energiayhtiöiden avustukset: monet vaativat vähintään R-38 kannustimiin
LVI-suunnittelu ja mitoitus
U-arvot määrittävät lämmitys- ja jäähdytyskuormat:
- Lämpöhäviön laskenta: Q = U × A × ΔT (Manual J)
- Laitteiden mitoitus: parempi eristys = tarvitaan pienempi LVI-yksikkö
- Energiamallinnus: BEopt, EnergyPlus käyttävät U-arvoja
- Kanavien eristys: vähintään R-6 lämmittämättömissä tiloissa
- Takaisinmaksuajan analyysi: eristyspäivityksen ROI-laskelmat
- Mukavuus: matalammat U-arvot vähentävät kylmän seinän/ikkunan vaikutusta
Liike- ja teollisuusrakennukset
Suuret rakennukset vaativat tarkkoja lämpölaskelmia:
- ASHRAE 90.1 -standardin noudattaminen: ohjeelliset U-arvo-taulukot
- LEED-sertifiointi: määräysten ylittäminen 10–40 %
- Verhoseinäjärjestelmät: U-0,25 – U-0,30 -kokoonpanot
- Kylmävarastot: R-30 – R-40 seinät, R-50 katot
- Energiakustannusanalyysi: yli 100 000 dollarin vuotuiset säästöt paremmasta vaipparakenteesta
- Kylmäsillat: teräsliitosten analysointi FEA-menetelmällä
Passiivitalo / Nollaenergiatalo
Erittäin energiatehokkaat rakennukset venyttävät lämpösuorituskyvyn rajoja:
- Ikkunat: U-0,14 – U-0,18 (kolmilasiset, krypton-täytteiset)
- Seinät: R-40 – R-60 (yli 12 tuumaa vaahtoa tai tiheää selluloosaa)
- Perustukset: R-20 – R-30 jatkuva ulkoinen eristys
- Ilmatiiviys: 0,6 ACH50 tai vähemmän (99 % vähennys standardiin verrattuna)
- Lämmön talteenottava ilmanvaihtokone: 90 %+ hyötysuhde
- Yhteensä: 80–90 %:n vähennys lämmityksessä/jäähdytyksessä määräysten minimiin verrattuna
Täydellinen yksikkömuunnosviite
Kattavat muunnoskaavat kaikille lämmönsiirtoyksiköille. Käytä näitä manuaalisiin laskelmiin, energiamallinnukseen tai muuntimen tulosten tarkistamiseen:
Lämmönsiirtokertoimen (U-arvo) muunnokset
Base Unit: W/(m²·K)
| From | To | Formula | Example |
|---|---|---|---|
| W/(m²·K) | W/(m²·°C) | Kerro 1:llä | 5 W/(m²·K) = 5 W/(m²·°C) |
| W/(m²·K) | kW/(m²·K) | Jaa 1000:lla | 5 W/(m²·K) = 0,005 kW/(m²·K) |
| W/(m²·K) | BTU/(h·ft²·°F) | Jaa 5,678263:lla | 5 W/(m²·K) = 0,88 BTU/(h·ft²·°F) |
| W/(m²·K) | kcal/(h·m²·°C) | Jaa 1,163:lla | 5 W/(m²·K) = 4,3 kcal/(h·m²·°C) |
| BTU/(h·ft²·°F) | W/(m²·K) | Kerro 5,678263:lla | 1 BTU/(h·ft²·°F) = 5,678 W/(m²·K) |
Lämmönjohtavuuden muunnokset
Base Unit: W/(m·K)
| From | To | Formula | Example |
|---|---|---|---|
| W/(m·K) | W/(m·°C) | Kerro 1:llä | 0,04 W/(m·K) = 0,04 W/(m·°C) |
| W/(m·K) | kW/(m·K) | Jaa 1000:lla | 0,04 W/(m·K) = 0,00004 kW/(m·K) |
| W/(m·K) | BTU/(h·ft·°F) | Jaa 1,730735:lla | 0,04 W/(m·K) = 0,023 BTU/(h·ft·°F) |
| W/(m·K) | BTU·in/(h·ft²·°F) | Jaa 0,14422764:lla | 0,04 W/(m·K) = 0,277 BTU·in/(h·ft²·°F) |
| BTU/(h·ft·°F) | W/(m·K) | Kerro 1,730735:lla | 0,25 BTU/(h·ft·°F) = 0,433 W/(m·K) |
Lämmönvastuksen muunnokset
Base Unit: m²·K/W
| From | To | Formula | Example |
|---|---|---|---|
| m²·K/W | m²·°C/W | Kerro 1:llä | 2 m²·K/W = 2 m²·°C/W |
| m²·K/W | ft²·h·°F/BTU | Jaa 0,17611:lla | 2 m²·K/W = 11,36 ft²·h·°F/BTU |
| m²·K/W | clo | Jaa 0,155:llä | 0,155 m²·K/W = 1 clo |
| m²·K/W | tog | Jaa 0,1:llä | 1 m²·K/W = 10 tog |
| ft²·h·°F/BTU | m²·K/W | Kerro 0,17611:lla | R-20 = 3,52 m²·K/W |
R-arvo ↔ U-arvo (Käänteismuunnokset)
Nämä muunnokset vaativat käänteisluvun ottamista (1/arvo), koska R ja U ovat käänteisiä:
| From | To | Formula | Example |
|---|---|---|---|
| R-arvo (US) | U-arvo (US) | U = 1/(R × 5,678263) | R-20 → U = 1/(20×5,678263) = 0,0088 BTU/(h·ft²·°F) |
| U-arvo (US) | R-arvo (US) | R = 1/(U × 5,678263) | U-0,30 → R = 1/(0,30×5,678263) = 0,588 tai R-0,59 |
| R-arvo (SI) | U-arvo (SI) | U = 1/R | R-5 m²·K/W → U = 1/5 = 0,20 W/(m²·K) |
| U-arvo (SI) | R-arvo (SI) | R = 1/U | U-0,25 W/(m²·K) → R = 1/0,25 = 4 m²·K/W |
| R-arvo (US) | R-arvo (SI) | Kerro 0,17611:llä | R-20 (US) = 3,52 m²·K/W (SI) |
| R-arvo (SI) | R-arvo (US) | Jaa 0,17611:llä | 5 m²·K/W = R-28,4 (US) |
R-arvon laskeminen materiaalin ominaisuuksista
Kuinka määrittää R-arvo paksuudesta ja lämmönjohtavuudesta:
| Calculation | Formula | Units | Example |
|---|---|---|---|
| R-arvo paksuudesta | R = paksuus / k | R (m²·K/W) = metriä / W/(m·K) | 6 tuumaa (0,152 m) lasivillaa, k=0,04: R = 0,152/0,04 = 3,8 m²·K/W = R-21,6 (US) |
| Kokonais-R-arvo (sarja) | R_kokonais = R₁ + R₂ + R₃ + ... | Samat yksiköt | Seinä: R-13-ontelo + R-5-vaahto + R-1-kipsilevy = R-19 yhteensä |
| Tehollinen U-arvo | U_tehollinen = 1/R_kokonais | W/(m²·K) tai BTU/(h·ft²·°F) | R-19-seinä → U = 1/19 = 0,053 tai 0,30 W/(m²·K) |
| Lämpöhäviönopeus | Q = U × A × ΔT | Wattia tai BTU/h | U-0,30, 100 m², 20°C ero: Q = 0,30×100×20 = 600 W |
Energiatehokkuusstrategiat
Kustannustehokkaat parannukset
- Ilmatiivistys ensin: 500 dollarin investointi, 20 % energiansäästö (parempi ROI kuin eristys)
- Ullakkoeristys: R-19:stä R-38:aan maksaa itsensä takaisin 3–5 vuodessa
- Ikkunoiden vaihto: U-0,30-ikkunat vähentävät lämpöhäviötä 40 % verrattuna U-0,50:een
- Kellarin eristys: R-10 säästää 10–15 % lämmityskustannuksissa
- Oven vaihto: eristetty teräsovi (U-0,15) vs. ontto puuovi (U-0,50)
Ongelmien tunnistaminen
- Infrapunakamera: paljastaa puuttuvan eristyksen ja ilmavuodot
- Ilmatiiviyskoe (Blower door test): mittaa ilmavuodon määrän (ACH50-mittari)
- Kosketustesti: kylmät seinät/katot viittaavat matalaan R-arvoon
- Jääpadot: merkki riittämättömästä ullakkoeristyksestä (lämpö sulattaa lunta)
- Kondensaatio: viittaa kylmäsiltaan tai ilmavuotoon
Ilmastokohtaiset strategiat
- Kylmät ilmastot: maksimoi R-arvo, minimoi U-arvo (eristyksen prioriteetti)
- Kuumat ilmastot: säteilyesteet ullakolla, matalan emissiivisyyden ikkunat estävät aurinkolämmön
- Sekalaiset ilmastot: tasapainota eristys varjostuksen ja ilmanvaihdon kanssa
- Kosteat ilmastot: höyrynsulut lämpimällä puolella, estä kondensaatio
- Kuivat ilmastot: keskity ilmatiivistykseen (suurempi vaikutus kuin kosteilla alueilla)
Sijoitetun pääoman tuotto
- Paras ROI: Ilmatiivistys (20:1), ullakkoeristys (5:1), kanavien tiivistys (4:1)
- Kohtalainen ROI: Seinien eristys (3:1), kellarin eristys (3:1)
- Pitkäaikainen: Ikkunoiden vaihto (2:1 15–20 vuoden aikana)
- Huomioi: energiayhtiöiden avustukset voivat parantaa ROI:ta 20–50 %
- Takaisinmaksuaika: Yksinkertainen takaisinmaksuaika = kustannus / vuosittaiset säästöt
Kiehtovia lämpötietoja
Iglun eristyksen tiede
Iglut pitävät sisälämpötilan 4–16 °C:ssa, kun ulkona on -40 °C, käyttämällä vain tiivistettyä lunta (R-1 tuumaa kohti). Kupolin muoto minimoi pinta-alan, ja pieni sisäänkäyntitunneli estää tuulen. Lumen ilmataskut tarjoavat eristyksen – todiste siitä, että loukkuun jäänyt ilma on kaiken eristyksen salaisuus.
Avaruussukkulan laatat
Avaruussukkulan lämpösuojalaatoilla oli niin alhainen lämmönjohtavuus (k=0,05), että ne saattoivat olla toiselta puolelta ~1100 °C ja toiselta puolelta kosketettavissa. Valmistettu 90-prosenttisesti ilmalla täytetystä piidioksidista, ne ovat äärimmäinen eristemateriaali – R-50+ tuumaa kohti korkeissa lämpötiloissa.
Viktoriaaniset talot: R-0
Ennen 1940-lukua rakennetuissa taloissa ei usein ole lainkaan seinäeristystä – vain puuverhous, runkotolpat ja rappaus (yhteensä R-4). R-13 – R-19 -eristeen lisääminen vähentää lämpöhäviötä 70–80 %. Monet vanhat talot menettävät enemmän lämpöä seinien kautta kuin huonosti eristettyjen ullakoiden kautta.
Jää on parempi eriste kuin lasi
Jään k-arvo on 2,2 W/(m·K), lasin 1,0. Mutta jääkiteisiin loukkuun jäänyt ilma (k=0,026) tekee lumesta/jäästä kelvollisen eristeen. Paradoksaalisesti märkä lumi katoilla on parempi eriste (R-1,5/tuuma) kuin kiinteä jää (R-0,5/tuuma) ilmataskujen vuoksi.
Puristettu eriste menettää R-arvoaan
R-19-luokiteltu lasivillamatto (5,5 tuumaa), joka puristetaan 3,5 tuumaan, menettää 45 % R-arvostaan (muuttuu R-10:ksi). Ilmataskut – eivät kuidut – tarjoavat eristyksen. Älä koskaan purista eristettä; jos se ei sovi, käytä tiheämpää materiaalia.
Aerogeeli: R-10 tuumaa kohti
Aerogeeli on 99,8 % ilmaa ja sillä on 15 Guinnessin ennätystä eristyksestä. R-10 tuumaa kohti (verrattuna R-3,5 lasivillalle) se on NASAn suosikkieriste. Mutta hinta (20–40 $/neliöjalka) rajoittaa sen käyttöä erikoistuneisiin sovelluksiin, kuten Mars-mönkijöihin ja erittäin ohuisiin eristyspeitteisiin.
Usein kysytyt kysymykset
Mitä eroa on R-arvolla ja U-arvolla?
R-arvo mittaa lämpövirran vastusta (suurempi = parempi eristys). U-arvo mittaa lämmönläpäisykerrointa (pienempi = parempi eristys). Ne ovat matemaattisia käänteislukuja: U = 1/R. Esimerkki: R-20-eristys = U-0,05. Käytä R-arvoa eristystuotteille, U-arvoa ikkunoille ja kokonaisrakenteiden laskelmiin.
Voinko vain lisätä eristystä parantaakseni R-arvoani?
Kyllä, mutta tuotto heikkenee. Siirtyminen R-0:sta R-19:ään vähentää lämpöhäviötä 95 %. R-19:stä R-38:aan vähentää vielä 50 %. R-38:sta R-57:ään vähentää vain 33 %. Ensiksi tiivistä ilmavuodot (suurempi vaikutus kuin eristys). Lisää sitten eristettä sinne, missä R-arvo on alhaisin (yleensä ullakolle). Tarkista puristunut tai märkä eriste – vaihtaminen on parempi kuin lisääminen.
Miksi ikkunoilla on U-arvot, mutta seinillä R-arvot?
Käytäntö ja monimutkaisuus. Ikkunoilla on useita lämmönsiirtomekanismeja (johtuminen lasin läpi, säteily, konvektio ilmaväleissä), mikä tekee U-arvosta käytännöllisemmän yleisen suorituskyvyn arvioinnissa. Seinät ovat yksinkertaisempia – enimmäkseen johtumista – joten R-arvo on intuitiivinen. Molemmat mittarit toimivat molemmille; se on vain alan mieltymys.
Onko R-arvolla merkitystä kuumissa ilmastoissa?
Ehdottomasti! R-arvo vastustaa lämpövirtausta molempiin suuntiin. Kesällä R-30-ullakkoeristys pitää lämmön ULKONA yhtä tehokkaasti kuin se pitää lämmön SISÄLLÄ talvella. Kuumat ilmastot hyötyvät korkeasta R-arvosta + säteilyesteistä + vaaleista katoista. Keskity ullakkoon (vähintään R-38) ja länteen päin oleviin seiniin.
Kumpi on parempi: korkeampi R-arvo vai ilmatiivistys?
Ensin ilmatiivistys, sitten eristys. Ilmavuodot voivat ohittaa eristyksen kokonaan, vähentäen R-30:n teholliseen R-10:een. Tutkimukset osoittavat, että ilmatiivistys tarjoaa 2–3 kertaa paremman ROI:n verrattuna pelkkään eristykseen. Tiivistä ensin (tiivistemassa, tiivistenauhat, vaahto), sitten eristä. Yhdessä ne vähentävät energiankulutusta 30–50 %.
Kuinka muunnan R-arvon U-arvoksi?
Jaa 1 R-arvolla: U = 1/R. Esimerkki: R-20-seinä = 1/20 = U-0,05 tai 0,28 W/(m²·K). Päinvastoin: R = 1/U. Esimerkki: U-0,30-ikkuna = 1/0,30 = R-3,3. Huomautus: yksiköt ovat tärkeitä! Yhdysvaltain R-arvot vaativat muuntokertoimia SI-U-arvoille (kerro 5,678:lla saadaksesi W/(m²·K)).
Miksi metallipylväät vähentävät R-arvoa niin paljon?
Teräs on 1250 kertaa johtavampaa kuin eriste. Metallipylväät luovat kylmäsiltoja – suoria johtavia reittejä seinärakenteen läpi. Seinä, jossa on R-19-onteloeristys ja teräspylväät, saavuttaa vain tehollisen R-7:n (64 %:n vähennys!). Ratkaisu: jatkuva eristys (vaahtolevyt) pylväiden päällä tai puurunko + ulkoinen vaahto.
Minkä R-arvon tarvitsen määräysten noudattamiseksi?
Riippuu ilmastoalueesta (1-8) ja rakennusosasta. Esimerkki: Alue 5 (Chicago) vaatii R-20-seinät, R-49-katon, R-10-kellarin. Alue 3 (Atlanta) vaatii R-13-seinät, R-30-katon. Tarkista paikalliset rakennusmääräykset tai IECC-taulukot. Monet lainkäyttöalueet vaativat nyt R-20+-seinät ja R-40+-ullakot jopa lauhkeissa ilmastoissa.
Täydellinen Työkaluhakemisto
Kaikki 71 työkalua saatavilla UNITSissa