ממיר העברת חום
העברת חום ובידוד: ערך-R, ערך-U וביצועים תרמיים מוסברים
הבנת העברת חום חיונית לתכנון מבנים יעילים אנרגטית, להנדסת HVAC ולהפחתת עלויות שירותים. מערכי-R בבידוד ביתי ועד ערכי-U בדירוגי חלונות, מדדי ביצועים תרמיים קובעים את הנוחות ואת צריכת האנרגיה. מדריך מקיף זה מכסה מקדמי העברת חום, מוליכות תרמית, חוקי בנייה ואסטרטגיות בידוד מעשיות לבעלי בתים, אדריכלים ומהנדסים.
מושגי יסוד: הפיזיקה של זרימת חום
מקדם העברת חום (ערך-U)
קצב זרימת החום דרך חומר או מכלול
ערך-U מודד כמה חום עובר דרך רכיב בניין ליחידת שטח, לכל מעלת הפרש טמפרטורה. נמדד ב-W/(m²·K) או BTU/(h·ft²·°F). ערך-U נמוך יותר = בידוד טוב יותר. לחלונות, קירות וגגות יש דירוגי ערך-U.
דוגמה: חלון עם U=0.30 W/(m²·K) מאבד 30 ואט למטר רבוע לכל 1°C הפרש טמפרטורה. U=0.20 הוא בידוד טוב יותר ב-33%.
התנגדות תרמית (ערך-R)
יכולתו של חומר להתנגד לזרימת חום
ערך-R הוא ההופכי של ערך-U (R = 1/U). ערך-R גבוה יותר = בידוד טוב יותר. נמדד ב-m²·K/W (SI) או ft²·°F·h/BTU (ארה"ב). חוקי בנייה מפרטים ערכי-R מינימליים לקירות, תקרות ורצפות על בסיס אזורי אקלים.
דוגמה: יריעת פיברגלס R-19 מספקת התנגדות של 19 ft²·°F·h/BTU. R-38 בעליית הגג יעיל פי שניים מ-R-19.
מוליכות תרמית (ערך-k)
תכונת חומר: כמה טוב הוא מוליך חום
מוליכות תרמית (λ או k) היא תכונה פנימית של חומר הנמדדת ב-W/(m·K). ערך-k נמוך = מבודד טוב (קצף, פיברגלס). ערך-k גבוה = מוליך טוב (נחושת, אלומיניום). משמש לחישוב ערך-R: R = עובי / k.
דוגמה: פיברגלס k=0.04 W/(m·K), פלדה k=50 W/(m·K). פלדה מוליכה חום פי 1250 מהר יותר מפיברגלס!
- ערך-U = קצב איבוד חום (נמוך יותר טוב יותר). ערך-R = התנגדות לחום (גבוה יותר טוב יותר)
- ערך-R וערך-U הם הופכיים: R = 1/U, כך ש-R-20 = U-0.05
- ערך-R הכולל מצטבר: קיר R-13 + חיפוי R-3 = R-16 סך הכל
- מרווחי אוויר מפחיתים באופן דרמטי את ערך-R — איטום אוויר חשוב כמו בידוד
- גשרים תרמיים (ניצבים, קורות) עוקפים בידוד — בידוד רציף עוזר
- אזורי אקלים קובעים את דרישות התקן: אזור 7 זקוק לתקרת R-60, אזור 3 זקוק ל-R-38
ערך-R לעומת ערך-U: ההבדל המכריע
אלה שני המדדים החשובים ביותר בביצועים התרמיים של מבנים. הבנת הקשר ביניהם חיונית לתאימות לתקנים, למודלים אנרגטיים ולניתוח עלות-תועלת.
ערך-R (התנגדות)
מספרים גבוהים יותר = בידוד טוב יותר
ערך-R הוא אינטואיטיבי: R-30 טוב יותר מ-R-15. משמש בצפון אמריקה למוצרי בידוד. הערכים מצטברים בטור: שכבות נערמות. נפוץ בבנייה למגורים, בחוקי בנייה ובסימון מוצרים.
- יחידות: ft²·°F·h/BTU (ארה"ב) או m²·K/W (SI)
- טווח: R-3 (חלון זכוכית יחידה) עד R-60 (בידוד עליית גג)
- דוגמת קיר: חלל R-13 + קצף R-5 = R-18 סך הכל
- כלל אצבע: ערך-R לאינץ' משתנה לפי חומר (R-3.5/אינץ' לפיברגלס)
- יעדים טיפוסיים: קירות R-13 עד R-21, תקרות R-38 עד R-60
- שיווק: מוצרים מפורסמים לפי ערך-R ('יריעות R-19')
ערך-U (העברה)
מספרים נמוכים יותר = בידוד טוב יותר
ערך-U הוא לא אינטואיטיבי: U-0.20 טוב יותר מ-U-0.40. משמש ברחבי העולם, במיוחד לחלונות ולחישובי מבנים שלמים. לא מצטבר בפשטות — דורש מתמטיקה הופכית. נפוץ בבנייה מסחרית ובחוקי אנרגיה.
- יחידות: W/(m²·K) או BTU/(h·ft²·°F)
- טווח: U-0.10 (חלון תלת-שכבתי) עד U-5.0 (חלון זכוכית יחידה)
- דוגמת חלון: U-0.30 הוא ביצועים גבוהים, U-0.20 הוא בית פסיבי
- חישוב: איבוד חום = U × שטח × ΔT
- יעדים טיפוסיים: חלונות U-0.30, קירות U-0.20 (מסחרי)
- תקנים: ASHRAE, IECC משתמשים בערכי-U למודלים אנרגטיים
ערך-R וערך-U הם הופכיים מתמטיים: R = 1/U ו-U = 1/R. זה אומר ש-R-20 שווה ל-U-0.05, R-10 שווה ל-U-0.10, וכן הלאה. בעת המרה, זכרו: הכפלת ערך-R מחצית את ערך-U. קשר הופכי זה קריטי לחישובים תרמיים מדויקים ולמודלים אנרגטיים.
דרישות חוקי בנייה לפי אזור אקלים
התקן הבינלאומי לשימור אנרגיה (IECC) ו-ASHRAE 90.1 מפרטים דרישות בידוד מינימליות על בסיס אזורי אקלים (1=חם עד 8=קר מאוד):
| רכיב בניין | אזור אקלים | ערך-R מינימלי | ערך-U מקסימלי |
|---|---|---|---|
| עליית גג / תקרה | אזור 1-3 (דרום) | R-30 עד R-38 | U-0.026 עד U-0.033 |
| עליית גג / תקרה | אזור 4-8 (צפון) | R-49 עד R-60 | U-0.017 עד U-0.020 |
| קיר (מסגרת 2x4) | אזור 1-3 | R-13 | U-0.077 |
| קיר (מסגרת 2x6) | אזור 4-8 | R-20 + R-5 קצף | U-0.040 |
| רצפה מעל חלל לא ממוזג | אזור 1-3 | R-13 | U-0.077 |
| רצפה מעל חלל לא ממוזג | אזור 4-8 | R-30 | U-0.033 |
| קיר מרתף | אזור 1-3 | R-0 עד R-5 | אין דרישה |
| קיר מרתף | אזור 4-8 | R-10 עד R-15 | U-0.067 עד U-0.100 |
| חלונות | אזור 1-3 | — | U-0.50 עד U-0.65 |
| חלונות | אזור 4-8 | — | U-0.27 עד U-0.32 |
תכונות תרמיות של חומרי בנייה נפוצים
הבנת המוליכות התרמית של חומרים מסייעת בבחירת בידוד מתאים ובזיהוי גשרים תרמיים:
| חומר | ערך-k W/(m·K) | ערך-R לאינץ' | יישום נפוץ |
|---|---|---|---|
| קצף פוליאוריטן מותז | 0.020 - 0.026 | R-6 עד R-7 | בידוד תא סגור, איטום אוויר |
| פוליאיזוציאנורט (פוליאיזו) | 0.023 - 0.026 | R-6 עד R-6.5 | לוחות קצף קשיחים, בידוד רציף |
| פוליסטירן מוקצף (XPS) | 0.029 | R-5 | לוח קצף, בידוד מתחת לפני הקרקע |
| פוליסטירן מורחב (EPS) | 0.033 - 0.040 | R-3.6 עד R-4.4 | לוח קצף, מערכות EIFS |
| יריעות פיברגלס | 0.040 - 0.045 | R-3.2 עד R-3.5 | בידוד חללי קירות/תקרות |
| צמר סלעים (Rockwool) | 0.038 - 0.042 | R-3.3 עד R-3.7 | בידוד עמיד באש, בידוד אקוסטי |
| תאית (מוזרקת) | 0.039 - 0.045 | R-3.2 עד R-3.8 | בידוד עליית גג, שיפוץ |
| עץ (רך) | 0.12 - 0.14 | R-1.0 עד R-1.25 | מסגרות, חיפוי |
| בטון | 1.4 - 2.0 | R-0.08 | יסודות, מבני |
| פלדה | 50 | ~R-0.003 | מבני, גשר תרמי |
| אלומיניום | 205 | ~R-0.0007 | מסגרות חלונות, גשר תרמי |
| זכוכית (פאנל יחיד) | 1.0 | R-0.18 | חלונות (בידוד גרוע) |
שלושת מנגנוני העברת החום
הולכה
זרימת חום דרך חומרים מוצקים
חום מועבר במגע ישיר בין מולקולות. מתכות מוליכות חום במהירות, בעוד חומרי בידוד מתנגדים. נשלט על ידי חוק פורייה: q = k·A·ΔT/d. דומיננטי בקירות, גגות ורצפות.
- ניצבי מתכת היוצרים גשרים תרמיים (עלייה של 25% באיבוד חום)
- ידית מחבת חמה המוליכה חום מהכיריים
- זרימת חום דרך קיר מהפנים החם לחלק החיצוני הקר
- בידוד מפחית העברת חום בהולכה
הסעה
העברת חום באמצעות תנועת נוזל/אוויר
חום נע עם זרימת האוויר או הנוזל. הסעה טבעית (אוויר חם עולה) והסעה מאולצת (מאווררים, רוח). דליפות אוויר גורמות לאיבודי חום גדולים. איטום אוויר עוצר הסעה; בידוד עוצר הולכה.
- פרצות אוויר דרך סדקים וחרכים (חדירה/יציאה)
- אוויר חם בורח דרך עליית הגג (אפקט ארובה)
- הפצת חימום/קירור באוויר מאולץ
- רוח מגבירה את איבוד החום דרך קירות
קרינה
העברת חום באמצעות גלים אלקטרומגנטיים
כל העצמים פולטים קרינה תרמית. עצמים חמים קורנים יותר. אינו דורש מגע או אוויר. חסמי קרינה (רדיד רפלקטיבי) חוסמים 90%+ מהחום הקרינתי. גורם מרכזי בעליות גג ובחלונות.
- אור שמש המחמם דרך חלונות (רווח סולארי)
- חסם קרינה בעליית הגג המחזיר חום
- ציפויי Low-E בחלונות המפחיתים חום קרינתי
- חום אינפרא-אדום מגג חם הקורן לרצפת עליית הגג
יישומים מעשיים בתכנון מבנים
בנייה למגורים
בעלי בתים ובונים משתמשים בערכי-R וערכי-U מדי יום:
- בחירת בידוד: עלות/תועלת של יריעות קיר R-19 לעומת R-21
- החלפת חלונות: חלונות U-0.30 תלת-שכבתיים לעומת U-0.50 דו-שכבתיים
- ביקורות אנרגיה: הדמיה תרמית מוצאת פערים בערך-R
- עמידה בתקנים: עמידה בערכי-R מינימליים מקומיים
- תכנון שיפוץ: הוספת R-30 לעליית גג עם R-19 (הפחתה של 58% באיבוד חום)
- החזרים מחברות שירותים: רבים דורשים מינימום R-38 לתמריצים
תכנון וקביעת גודל HVAC
ערכי-U קובעים את עומסי החימום והקירור:
- חישוב איבוד חום: Q = U × A × ΔT (Manual J)
- קביעת גודל ציוד: בידוד טוב יותר = נדרשת יחידת HVAC קטנה יותר
- מודלים אנרגטיים: BEopt, EnergyPlus משתמשים בערכי-U
- בידוד תעלות: מינימום R-6 בחללים לא ממוזגים
- ניתוח החזר השקעה: חישובי ROI לשדרוג בידוד
- נוחות: ערכי-U נמוכים יותר מפחיתים את אפקט הקיר/החלון הקר
מבנים מסחריים ותעשייתיים
מבנים גדולים דורשים חישובים תרמיים מדויקים:
- עמידה ב-ASHRAE 90.1: טבלאות ערכי-U מחייבות
- הסמכת LEED: חריגה מהתקן ב-10-40%
- מערכות קירות מסך: מכלולים של U-0.25 עד U-0.30
- אחסון בקירור: קירות R-30 עד R-40, תקרות R-50
- ניתוח עלויות אנרגיה: חיסכון שנתי של מעל 100,000$ ממעטפת טובה יותר
- גשרים תרמיים: ניתוח חיבורי פלדה באמצעות FEA
בית פסיבי / אפס אנרגיה
מבנים יעילים במיוחד דוחפים את גבולות הביצועים התרמיים:
- חלונות: U-0.14 עד U-0.18 (תלת-שכבתיים, מלאים בקריפטון)
- קירות: R-40 עד R-60 (12+ אינץ' של קצף או תאית דחוסה)
- יסודות: R-20 עד R-30 בידוד חיצוני רציף
- אטימות לאוויר: 0.6 ACH50 או פחות (הפחתה של 99% לעומת התקן)
- מאוורר עם מחליף חום: יעילות של 90%+
- סה"כ: הפחתה של 80-90% בחימום/קירור לעומת המינימום התקני
מדריך המרות יחידות מלא
נוסחאות המרה מקיפות לכל יחידות העברת החום. השתמשו בהן לחישובים ידניים, למודלים אנרגטיים או לאימות תוצאות הממיר:
המרות מקדם העברת חום (ערך-U)
Base Unit: W/(m²·K)
| From | To | Formula | Example |
|---|---|---|---|
| W/(m²·K) | W/(m²·°C) | הכפל ב-1 | 5 W/(m²·K) = 5 W/(m²·°C) |
| W/(m²·K) | kW/(m²·K) | חלק ב-1000 | 5 W/(m²·K) = 0.005 kW/(m²·K) |
| W/(m²·K) | BTU/(h·ft²·°F) | חלק ב-5.678263 | 5 W/(m²·K) = 0.88 BTU/(h·ft²·°F) |
| W/(m²·K) | kcal/(h·m²·°C) | חלק ב-1.163 | 5 W/(m²·K) = 4.3 kcal/(h·m²·°C) |
| BTU/(h·ft²·°F) | W/(m²·K) | הכפל ב-5.678263 | 1 BTU/(h·ft²·°F) = 5.678 W/(m²·K) |
המרות מוליכות תרמית
Base Unit: W/(m·K)
| From | To | Formula | Example |
|---|---|---|---|
| W/(m·K) | W/(m·°C) | הכפל ב-1 | 0.04 W/(m·K) = 0.04 W/(m·°C) |
| W/(m·K) | kW/(m·K) | חלק ב-1000 | 0.04 W/(m·K) = 0.00004 kW/(m·K) |
| W/(m·K) | BTU/(h·ft·°F) | חלק ב-1.730735 | 0.04 W/(m·K) = 0.023 BTU/(h·ft·°F) |
| W/(m·K) | BTU·in/(h·ft²·°F) | חלק ב-0.14422764 | 0.04 W/(m·K) = 0.277 BTU·in/(h·ft²·°F) |
| BTU/(h·ft·°F) | W/(m·K) | הכפל ב-1.730735 | 0.25 BTU/(h·ft·°F) = 0.433 W/(m·K) |
המרות התנגדות תרמית
Base Unit: m²·K/W
| From | To | Formula | Example |
|---|---|---|---|
| m²·K/W | m²·°C/W | הכפל ב-1 | 2 m²·K/W = 2 m²·°C/W |
| m²·K/W | ft²·h·°F/BTU | חלק ב-0.17611 | 2 m²·K/W = 11.36 ft²·h·°F/BTU |
| m²·K/W | clo | חלק ב-0.155 | 0.155 m²·K/W = 1 clo |
| m²·K/W | tog | חלק ב-0.1 | 1 m²·K/W = 10 tog |
| ft²·h·°F/BTU | m²·K/W | הכפל ב-0.17611 | R-20 = 3.52 m²·K/W |
ערך-R ↔ ערך-U (המרות הופכיות)
המרות אלה דורשות לקחת את ההופכי (1/ערך) מכיוון ש-R ו-U הם הופכיים:
| From | To | Formula | Example |
|---|---|---|---|
| ערך-R (ארה"ב) | ערך-U (ארה"ב) | U = 1/(R × 5.678263) | R-20 → U = 1/(20×5.678263) = 0.0088 BTU/(h·ft²·°F) |
| ערך-U (ארה"ב) | ערך-R (ארה"ב) | R = 1/(U × 5.678263) | U-0.30 → R = 1/(0.30×5.678263) = 0.588 או R-0.59 |
| ערך-R (SI) | ערך-U (SI) | U = 1/R | R-5 m²·K/W → U = 1/5 = 0.20 W/(m²·K) |
| ערך-U (SI) | ערך-R (SI) | R = 1/U | U-0.25 W/(m²·K) → R = 1/0.25 = 4 m²·K/W |
| ערך-R (ארה"ב) | ערך-R (SI) | הכפל ב-0.17611 | R-20 (ארה"ב) = 3.52 m²·K/W (SI) |
| ערך-R (SI) | ערך-R (ארה"ב) | חלק ב-0.17611 | 5 m²·K/W = R-28.4 (ארה"ב) |
חישוב ערך-R מתכונות חומר
כיצד לקבוע את ערך-R מעובי ומוליכות תרמית:
| Calculation | Formula | Units | Example |
|---|---|---|---|
| ערך-R מעובי | R = עובי / k | R (m²·K/W) = מטרים / W/(m·K) | 6 אינץ' (0.152 מ') פיברגלס, k=0.04: R = 0.152/0.04 = 3.8 m²·K/W = R-21.6 (ארה"ב) |
| ערך-R כולל (בטור) | R_total = R₁ + R₂ + R₃ + ... | אותן יחידות | קיר: חלל R-13 + קצף R-5 + גבס R-1 = R-19 סך הכל |
| ערך-U אפקטיבי | U_effective = 1/R_total | W/(m²·K) או BTU/(h·ft²·°F) | קיר R-19 → U = 1/19 = 0.053 או 0.30 W/(m²·K) |
| קצב איבוד חום | Q = U × A × ΔT | ואט או BTU/h | U-0.30, 100m², הפרש של 20°C: Q = 0.30×100×20 = 600W |
אסטרטגיות ליעילות אנרגטית
שדרוגים משתלמים
- איטום אוויר תחילה: השקעה של 500$, חיסכון של 20% באנרגיה (החזר השקעה טוב יותר מבידוד)
- בידוד עליית גג: R-19 עד R-38 מחזיר את עצמו תוך 3-5 שנים
- החלפת חלונות: חלונות U-0.30 מפחיתים איבוד חום ב-40% לעומת U-0.50
- בידוד מרתף: R-10 חוסך 10-15% מעלויות החימום
- החלפת דלת: דלת פלדה מבודדת (U-0.15) לעומת דלת עץ חלולה (U-0.50)
איתור בעיות
- מצלמה אינפרא-אדומה: חושפת בידוד חסר ודליפות אוויר
- בדיקת מפוח דלת: מכמתת דליפת אוויר (מדד ACH50)
- בדיקת מגע: קירות/תקרות קרים מצביעים על ערך-R נמוך
- סכרי קרח: סימן לבידוד לא מספק של עליית הגג (חום ממיס שלג)
- עיבוי: מצביע על גשר תרמי או דליפת אוויר
אסטרטגיות ספציפיות לאקלים
- אקלים קר: מקסמו את ערך-R, מזערו את ערך-U (עדיפות לבידוד)
- אקלים חם: חסמי קרינה בעליית הגג, חלונות Low-E חוסמים רווח סולארי
- אקלים מעורב: איזון בין בידוד להצללה ואוורור
- אקלים לח: מחסומי אדים בצד החם, מנעו עיבוי
- אקלים יבש: התמקדו באיטום אוויר (השפעה גדולה יותר מאזורים לחים)
החזר על השקעה
- החזר השקעה הטוב ביותר: איטום אוויר (20:1), בידוד עליית גג (5:1), איטום תעלות (4:1)
- החזר השקעה בינוני: בידוד קירות (3:1), בידוד מרתף (3:1)
- לטווח ארוך: החלפת חלונות (2:1 על פני 15-20 שנה)
- שקלו: החזרים מחברות שירותים יכולים לשפר את החזר ההשקעה ב-20-50%
- החזר: החזר פשוט = עלות / חיסכון שנתי
עובדות תרמיות מרתקות
מדע בידוד האיגלו
איגלו שומר על 4-16°C בפנים כשבחוץ -40°C, באמצעות שלג דחוס בלבד (R-1 לאינץ'). צורת הכיפה ממזערת את שטח הפנים, ומנהרת כניסה קטנה חוסמת את הרוח. כיסי האוויר בשלג מספקים בידוד — הוכחה לכך שאוויר כלוא הוא סוד כל בידוד.
אריחי מעבורת החלל
לאריחים התרמיים של מעבורת החלל הייתה מוליכות תרמית כה נמוכה (k=0.05) עד שהם יכלו להיות ~1100°C בצד אחד וניתנים למגע בצד השני. עשויים מ-90% סיליקה מלאת אוויר, הם חומר הבידוד האולטימטיבי — R-50+ לאינץ' בטמפרטורות גבוהות.
בתים ויקטוריאניים: R-0
לבתים מלפני שנות ה-40 של המאה ה-20 אין לעתים קרובות בידוד בקירות — רק חיפוי עץ, ניצבים וטיח (סה"כ R-4). הוספת בידוד R-13 עד R-19 מפחיתה את איבוד החום ב-70-80%. בתים ישנים רבים מאבדים יותר חום דרך הקירות מאשר דרך עליות גג מבודדות גרוע.
קרח הוא מבודד טוב יותר מזכוכית
לקרח יש k=2.2 W/(m·K), לזכוכית k=1.0. אבל האוויר (k=0.026) הכלוא בגבישי הקרח הופך את השלג/קרח למבודד סביר. באופן פרדוקסלי, שלג רטוב על גגות הוא בידוד טוב יותר (R-1.5/אינץ') מקרח מוצק (R-0.5/אינץ') בגלל כיסי האוויר.
בידוד דחוס מאבד ערך-R
יריעת פיברגלס בדירוג R-19 (5.5 אינץ') שנדחסת ל-3.5 אינץ' מאבדת 45% מערך ה-R שלה (הופכת ל-R-10). כיסי האוויר — לא הסיבים — מספקים את הבידוד. לעולם אל תדחסו בידוד; אם הוא לא מתאים, השתמשו בחומר בצפיפות גבוהה יותר.
אירוג'ל: R-10 לאינץ'
אירוג'ל הוא 99.8% אוויר ומחזיק ב-15 שיאי גינס לבידוד. עם R-10 לאינץ' (לעומת R-3.5 לפיברגלס), זהו המבודד המועדף על NASA. אבל העלות (20-40$/רגל רבוע) מגבילה אותו ליישומים מיוחדים כמו רוברים על מאדים ושמיכות בידוד דקיקות במיוחד.
שאלות נפוצות
מה ההבדל בין ערך-R לערך-U?
ערך-R מודד התנגדות לזרימת חום (גבוה יותר = בידוד טוב יותר). ערך-U מודד קצב העברת חום (נמוך יותר = בידוד טוב יותר). הם הופכיים מתמטיים: U = 1/R. דוגמה: בידוד R-20 = U-0.05. השתמשו בערך-R למוצרי בידוד, בערך-U לחלונות ולחישובי מכלולים שלמים.
האם אני יכול פשוט להוסיף עוד בידוד כדי לשפר את ערך ה-R שלי?
כן, אבל עם תמורה פוחתת. מעבר מ-R-0 ל-R-19 מפחית את איבוד החום ב-95%. מ-R-19 ל-R-38 מפחית עוד 50%. מ-R-38 ל-R-57 מפחית רק 33%. ראשית, אטמו את האוויר (השפעה גדולה יותר מבידוד). לאחר מכן הוסיפו בידוד היכן שערך ה-R הנמוך ביותר (בדרך כלל בעליית הגג). בדקו אם יש בידוד דחוס או רטוב — החלפה עדיפה על הוספה.
מדוע לחלונות יש ערכי-U ולקירות יש ערכי-R?
מוסכמה ומורכבות. לחלונות יש מנגנוני העברת חום מרובים (הולכה דרך זכוכית, קרינה, הסעה במרווחי אוויר), מה שהופך את ערך-U למעשי יותר לדירוג ביצועים כולל. קירות פשוטים יותר — בעיקר הולכה — ולכן ערך-R הוא אינטואיטיבי. שני המדדים עובדים עבור שניהם; זו רק העדפה של התעשייה.
האם ערך-R חשוב באקלים חם?
בהחלט! ערך-R מתנגד לזרימת חום בשני הכיוונים. בקיץ, בידוד עליית גג R-30 שומר על החום בחוץ באותה יעילות שבה הוא שומר על החום בפנים בחורף. אקלים חם נהנה מערך-R גבוה + חסמי קרינה + גגות בהירים. התמקדו בעליית הגג (מינימום R-38) ובקירות הפונים למערב.
מה עדיף: ערך-R גבוה יותר או איטום אוויר?
איטום אוויר תחילה, ואז בידוד. דליפות אוויר יכולות לעקוף את הבידוד לחלוטין, ולהפחית R-30 ל-R-10 אפקטיבי. מחקרים מראים שאיטום אוויר מספק החזר השקעה גבוה פי 2-3 לעומת בידוד בלבד. אטמו תחילה (חומרי איטום, סרטי איטום, קצף), ואז בדדו. יחד הם מפחיתים את צריכת האנרגיה ב-30-50%.
כיצד אני ממיר ערך-R לערך-U?
חלקו 1 בערך-R: U = 1/R. דוגמה: קיר R-20 = 1/20 = U-0.05 או 0.28 W/(m²·K). הפוך: R = 1/U. דוגמה: חלון U-0.30 = 1/0.30 = R-3.3. הערה: היחידות חשובות! ערכי-R אמריקאיים דורשים מקדמי המרה לערכי-U של SI (הכפילו ב-5.678 כדי לקבל W/(m²·K)).
מדוע ניצבי מתכת מפחיתים כל כך את ערך-R?
פלדה מוליכה פי 1250 יותר מבידוד. ניצבי מתכת יוצרים גשרים תרמיים — נתיבי הולכה ישירים דרך מכלול הקיר. קיר עם בידוד חלל R-19 וניצבי פלדה משיג רק R-7 אפקטיבי (הפחתה של 64%!). הפתרון: בידוד רציף (לוח קצף) מעל הניצבים, או מסגרת עץ + קצף חיצוני.
איזה ערך-R אני צריך כדי לעמוד בתקן?
תלוי באזור האקלים (1-8) וברכיב הבניין. דוגמה: אזור 5 (שיקגו) דורש קירות R-20, תקרת R-49, מרתף R-10. אזור 3 (אטלנטה) דורש קירות R-13, תקרת R-30. בדקו את חוקי הבנייה המקומיים או את טבלאות ה-IECC. רשויות רבות דורשות כעת קירות R-20+ ועליות גג R-40+ גם באקלים מתון.
מדריך כלים מלא
כל 71 הכלים הזמינים ב-UNITS