Rata tal-fluss tas-sħana minn ġo materjal jew assemblaġġ

Il-valur-U jkejjel kemm sħana tgħaddi minn komponent tal-bini għal kull unità ta' erja, għal kull grad ta' differenza fit-temperatura. Jitkejjel f'W/(m²·K) jew BTU/(h·ft²·°F). Valur-U aktar baxx = iżolament aħjar. It-twieqi, il-ħitan, u s-soqfa kollha għandhom klassifikazzjonijiet tal-valur-U.

Eżempju: Tieqa b'U=0.30 W/(m²·K) titlef 30 watt għal kull metru kwadru għal kull 1°C ta' differenza fit-temperatura. U=0.20 huwa 33% iżolament aħjar.

Il-kapaċità ta' materjal li jirreżisti l-fluss tas-sħana

Il-valur-R huwa r-reċiproku tal-valur-U (R = 1/U). Valur-R ogħla = iżolament aħjar. Jitkejjel f'm²·K/W (SI) jew ft²·°F·h/BTU (US). Il-kodiċijiet tal-bini jispeċifikaw valuri-R minimi għall-ħitan, is-soqfa, u l-artijiet ibbażati fuq iż-żoni klimatiċi.

Eżempju: Saff tal-fibra tal-ħġieġ R-19 jipprovdi 19 ft²·°F·h/BTU reżistenza. R-38 f'attic huwa darbtejn aktar effettiv minn R-19.

Proprjetà tal-materjal: kemm jikkonduċi s-sħana tajjeb

Il-konduttività termika (λ jew k) hija proprjetà intrinsika tal-materjal imkejla f'W/(m·K). Valur-k baxx = iżolatur tajjeb (fowm, fibra tal-ħġieġ). Valur-k għoli = konduttur tajjeb (ram, aluminju). Jintuża biex jiġi kkalkulat il-valur-R: R = ħxuna / k.

Eżempju: Fibra tal-ħġieġ k=0.04 W/(m·K), azzar k=50 W/(m·K). L-azzar jikkonduċi s-sħana 1250 darba aktar malajr mill-fibra tal-ħġieġ!

Numri ogħla = iżolament aħjar

Il-valur-R huwa intuwittiv: R-30 huwa aħjar minn R-15. Jintuża fl-Amerika ta' Fuq għal prodotti ta' iżolament. Il-valuri jiżdiedu f'serje: is-saffi jiġu stivati. Huwa komuni fil-kostruzzjoni residenzjali, il-kodiċijiet tal-bini, u t-tikkettar tal-prodotti.

• Unitajiet: ft²·°F·h/BTU (US) jew m²·K/W (SI)
• Firxa: R-3 (tieqa b'ħġieġa waħda) sa R-60 (iżolament tal-attic)
• Eżempju tal-ħajt: kavità R-13 + fowm R-5 = R-18 totali
• Regola ġenerali: il-Valur-R għal kull pulzier ivarja skont il-materjal (R-3.5/pulzier għall-fibra tal-ħġieġ)
• Miri tipiċi: ħitan R-13 sa R-21, soqfa R-38 sa R-60
• Marketing: Prodotti jiġu reklamati bil-Valur-R ('saffi R-19')

Numri aktar baxxi = iżolament aħjar

Il-valur-U huwa kontro-intuwittiv: U-0.20 huwa aħjar minn U-0.40. Jintuża globalment, speċjalment għat-twieqi u l-kalkoli tal-bini kollu. Ma jiżdiedx b'mod sempliċi—jeħtieġ matematika reċiproka. Huwa komuni fil-kostruzzjoni kummerċjali u l-kodiċijiet tal-enerġija.

• Unitajiet: W/(m²·K) jew BTU/(h·ft²·°F)
• Firxa: U-0.10 (tieqa bi tliet ħġiġiet) sa U-5.0 (tieqa b'ħġieġa waħda)
• Eżempju tat-tieqa: U-0.30 huwa ta' prestazzjoni għolja, U-0.20 huwa ta' dar passiva
• Kalkolu: Telf ta' sħana = U × Żona × ΔT
• Miri tipiċi: twieqi U-0.30, ħitan U-0.20 (kummerċjali)
• Standards: ASHRAE, IECC jużaw valuri-U għall-immudellar tal-enerġija

Fluss tas-sħana minn ġo materjali solidi

Is-sħana tiġi ttrasferita permezz ta' kuntatt dirett bejn il-molekuli. Il-metalli jikkonduċu s-sħana malajr, filwaqt li l-materjali iżolanti jirreżistu. Irregolata mil-Liġi ta' Fourier: q = k·A·ΔT/d. Dominanti fil-ħitan, is-soqfa, l-artijiet.

• Studs tal-metall li joħolqu pontijiet termali (żieda ta' 25% fit-telf tas-sħana)
• Manku ta' taġen jaħraq li jikkonduċi s-sħana mill-fuklar
• Sħana li tgħaddi minn ħajt minn ġewwa sħun għal barra kiesaħ
• Iżolament li jnaqqas it-trasferiment tas-sħana konduċenti

Trasferiment tas-sħana permezz tal-moviment ta' fluwidu/arja

Is-sħana timxi mal-fluss tal-arja jew tal-likwidu. Konvezzjoni naturali (arja sħuna titla') u konvezzjoni sfurzata (fannijiet, riħ). It-tnixxijiet tal-arja jikkawżaw telf kbir ta' sħana. Is-siġillar tal-arja jwaqqaf il-konvezzjoni; l-iżolament iwaqqaf il-konduzzjoni.

• Kurrenti tal-arja minn vojt u xquq (infiltrazzjoni/exfiltrazzjoni)
• Arja sħuna li taħrab mill-attic (effett taċ-ċumnija)
• Distribuzzjoni tat-tisħin/tkessiħ b'arja sfurzata
• Riħ li jżid it-telf tas-sħana mill-ħitan

Trasferiment tas-sħana permezz ta' mewġ elettromanjetiku

L-oġġetti kollha jarmu radjazzjoni termika. Oġġetti sħan jirradjaw aktar. Ma jeħtieġx kuntatt jew arja. Il-barrieri radjanti (fojl li jirrifletti) jimblukkaw 90%+ tas-sħana radjanti. Fattur ewlieni fl-attics u t-twieqi.

• Dawl tax-xemx li jsaħħan mit-twieqi (gwadann solari)
• Barriera radjanti fl-attic li tirrifletti s-sħana
• Kisi Low-E tat-twieqi li jnaqqas is-sħana radjanti
• Sħana infra-aħmar minn saqaf jaħraq li tirradja lejn l-art tal-attic

Is-sidien tad-djar u l-bennejja jużaw valuri-R u valuri-U kuljum:

• Għażla tal-iżolament: kost/benefiċċju ta' saffi tal-ħajt R-19 vs R-21
• Sostituzzjoni tat-twieqi: ħġieġ triplu U-0.30 vs ħġieġ doppju U-0.50
• Awditjar tal-enerġija: l-immaġini termali ssib vojt fil-valur-R
• Konformità mal-kodiċi: l-ilħuq tal-minimi lokali tal-valur-R
• Ippjanar ta' retrofit: iż-żieda ta' R-30 ma' attic R-19 (tnaqqis ta' 58% fit-telf tas-sħana)
• Skonti tal-utilitajiet: ħafna jeħtieġu minimu ta' R-38 għal inċentivi

Il-valuri-U jiddeterminaw it-tagħbijiet tat-tisħin u t-tkessiħ:

• Kalkolu tat-telf tas-sħana: Q = U × A × ΔT (Manwal J)
• Daqs tat-tagħmir: iżolament aħjar = unità tal-HVAC iżgħar meħtieġa
• Immudellar tal-enerġija: BEopt, EnergyPlus jużaw valuri-U
• Iżolament tal-kanali: minimu R-6 fi spazji mhux kundizzjonati
• Analiżi tal-ħlas lura: kalkoli tar-ROI għall-aġġornament tal-iżolament
• Kumdità: valuri-U aktar baxxi jnaqqsu l-effett tal-ħajt/tieqa kiesħa

Bini kbir jeħtieġ kalkoli termali preċiżi:

• Konformità mal-ASHRAE 90.1: tabelli preskrittivi tal-valur-U
• Ċertifikazzjoni LEED: li taqbeż il-kodiċi b'10-40%
• Sistemi tal-ħitan tal-purtieri: assemblaġġi U-0.25 sa U-0.30
• Ħażna kiesħa: ħitan R-30 sa R-40, soqfa R-50
• Analiżi tal-ispiża tal-enerġija: €100K+ iffrankar annwali minn ovoj aħjar
• Ponti termali: l-analiżi tal-konnessjonijiet tal-azzar bil-FEA

Bini ultra-effiċjenti jimbotta l-limiti tal-prestazzjoni termika:

• Twieqi: U-0.14 sa U-0.18 (ħġieġ triplu, mimli bil-krypton)
• Ħitan: R-40 sa R-60 (12+ pulzier fowm jew ċelluloża ppakkjata densament)
• Fondazzjoni: R-20 sa R-30 iżolament estern kontinwu
• Ermetiċità: 0.6 ACH50 jew inqas (tnaqqis ta' 99% vs standard)
• Ventilatur għall-irkupru tas-sħana: effiċjenza ta' 90%+
• Total: tnaqqis ta' 80-90% fit-tisħin/tkessiħ vs il-minimu tal-kodiċi

• Siġillar tal-arja l-ewwel: investiment ta' €500, 20% iffrankar tal-enerġija (ROI aħjar mill-iżolament)
• Iżolament tal-attic: R-19 għal R-38 iħallas għalih innifsu fi 3-5 snin
• Sostituzzjoni tat-twieqi: twieqi U-0.30 inaqqsu t-telf tas-sħana b'40% vs U-0.50
• Iżolament tal-kantina: R-10 jiffranka 10-15% tal-ispejjeż tat-tisħin
• Sostituzzjoni tal-bibien: bieb tal-azzar iżolat (U-0.15) vs injam vojt (U-0.50)

• Kamera infra-aħmar: tikxef iżolament nieqes u tnixxijiet tal-arja
• Test tal-blower door: jikkwantifika t-tnixxija tal-arja (metrika ACH50)
• Test bil-mess: ħitan/soqfa kesħin jindikaw valur-R baxx
• Digi tas-silġ: sinjal ta' iżolament inadegwat tal-attic (is-sħana ddewweb is-silġ)
• Kondensazzjoni: tindika pont termali jew tnixxija tal-arja

• Klimi kesħin: timmassimizza l-valur-R, timminimizza l-valur-U (prijorità l-iżolament)
• Klimi sħan: barrieri radjanti fl-attic, twieqi Low-E jimblukkaw il-gwadann solari
• Klimi mħallta: ibbilanċja l-iżolament mad-dell u l-ventilazzjoni
• Klimi umdi: barrieri tal-fwar fuq in-naħa sħuna, ipprevjeni l-kondensazzjoni
• Klimi xotti: iffoka fuq is-siġillar tal-arja (impatt akbar minn reġjuni umdi)

• L-aħjar ROI: Siġillar tal-arja (20:1), iżolament tal-attic (5:1), siġillar tal-kanali (4:1)
• ROI moderat: Iżolament tal-ħitan (3:1), iżolament tal-kantina (3:1)
• Fit-tul: Sostituzzjoni tat-twieqi (2:1 fuq 15-20 sena)
• Ikkunsidra: skonti tal-utilitajiet jistgħu jtejbu r-ROI b'20-50%
• Ħlas lura: Ħlas lura sempliċi = spiża / iffrankar annwali

L-igloos iżommu 4-15°C ġewwa meta barra jkun -40°C bl-użu ta' borra kumpattata biss (R-1 għal kull pulzier). Il-forma tal-koppla timminimizza l-erja tal-wiċċ, u mina żgħira tad-dħul timblokka r-riħ. Il-bwiet tal-arja tal-borra jipprovdu iżolament—prova li l-arja maqbuda hija s-sigriet tal-iżolament kollu.

Il-madum termali tal-Space Shuttle kellu konduttività termika daqshekk baxxa (k=0.05) li seta' jkun 1100°C fuq naħa waħda u jintmess fuq l-oħra. Magħmul minn 90% silika mimlija bl-arja, huwa l-materjal tal-iżolament aħħari—R-50+ għal kull pulzier f'temperaturi għoljin.

Djar ta' qabel l-1940s spiss ma jkollhom l-ebda iżolament fil-ħitan—biss kisi tal-injam, studs, u ġibs (total R-4). Iż-żieda ta' iżolament R-13 sa R-19 tnaqqas it-telf tas-sħana b'70-80%. Ħafna djar qodma jitilfu aktar sħana mill-ħitan milli minn attics iżolati ħażin.

Is-silġ għandu k=2.2 W/(m·K), il-ħġieġ huwa k=1.0. Iżda l-arja (k=0.026) maqbuda fil-kristalli tas-silġ tagħmel il-borra/silġ iżolatur deċenti. Paradossalment, borra mxarrba fuq is-soqfa hija iżolament aħjar (R-1.5/pulzier) minn silġ solidu (R-0.5/pulzier) minħabba l-bwiet tal-arja.

Saff tal-fibra tal-ħġieġ ikklassifikat R-19 (5.5 pulzieri) ikkompressat għal 3.5 pulzieri jitlef 45% tal-valur-R tiegħu (isir R-10). Il-bwiet tal-arja—mhux il-fibri—jipprovdu l-iżolament. Qatt ma tikkompressa l-iżolament; jekk ma jidħolx, uża materjal ta' densità ogħla.

L-Aerogel huwa 99.8% arja u għandu 15-il Rekord Guinness għall-iżolament. B'R-10 għal kull pulzier (vs R-3.5 għall-fibra tal-ħġieġ), huwa l-iżolatur preferut tan-NASA. Iżda l-ispiża ($20-40/pied kwadru) tillimitah għal applikazzjonijiet speċjalizzati bħal rovers ta' Mars u kutri ta' iżolament ultra-rqaq.

Il-valur-R ikejjel ir-reżistenza għall-fluss tas-sħana (ogħla = iżolament aħjar). Il-valur-U jkejjel ir-rata tat-trażmissjoni tas-sħana (inqas = iżolament aħjar). Huma reċiproċi matematiċi: U = 1/R. Eżempju: iżolament R-20 = U-0.05. Uża l-valur-R għal prodotti ta' iżolament, il-valur-U għat-twieqi u l-kalkoli tal-assemblaġġ kollu.

Iva, iżda b'rendimenti li jonqsu. Li tmur minn R-0 għal R-19 tnaqqas it-telf tas-sħana b'95%. R-19 għal R-38 tnaqqas 50% oħra. R-38 għal R-57 tnaqqas biss 33%. L-ewwel, siġilla l-arja (impatt akbar mill-iżolament). Imbagħad żid iżolament fejn il-valur-R huwa l-aktar baxx (ġeneralment l-attic). Iċċekkja għal iżolament ikkompressat jew imxarrab—is-sostituzzjoni hija aħjar milli żżid aktar.

Konvenzjoni u kumplessità. It-twieqi għandhom mekkaniżmi multipli ta' trasferiment tas-sħana (konduzzjoni mill-ħġieġ, radjazzjoni, konvezzjoni fil-vojt tal-arja) li jagħmlu l-valur-U aktar prattiku għall-klassifikazzjoni tal-prestazzjoni ġenerali. Il-ħitan huma aktar sempliċi—l-aktar konduzzjoni—għalhekk il-valur-R huwa intuwittiv. Iż-żewġ metriċi jaħdmu għal kwalunkwe wieħed; hija biss preferenza tal-industrija.

Assolutament! Il-valur-R jirreżisti l-fluss tas-sħana fiż-żewġ direzzjonijiet. Fis-sajf, iżolament tal-attic R-30 iżomm is-sħana BARRA b'mod effettiv daqskemm iżomm is-sħana ĠEWWA matul ix-xitwa. Klimi sħan jibbenefikaw minn valur-R għoli + barrieri radjanti + soqfa ta' kulur ċar. Iffoka fuq l-attic (minimu R-38) u l-ħitan li jħarsu lejn il-punent.

Siġillar tal-arja l-ewwel, imbagħad iżolament. It-tnixxijiet tal-arja jistgħu jevitaw l-iżolament kompletament, u jnaqqsu R-30 għal R-10 effettiv. Studji juru li s-siġillar tal-arja jipprovdi ROI 2-3 darbiet ogħla meta mqabbel mal-iżolament waħdu. Siġilla l-ewwel (caulk, weatherstripping, fowm), imbagħad iżola. Flimkien inaqqsu l-użu tal-enerġija bi 30-50%.

Aqsam 1 bil-valur-R: U = 1/R. Eżempju: ħajt R-20 = 1/20 = U-0.05 jew 0.28 W/(m²·K). Bil-maqlub: R = 1/U. Eżempju: tieqa U-0.30 = 1/0.30 = R-3.3. Nota: l-unitajiet huma importanti! Il-valuri-R tal-Istati Uniti jeħtieġu fatturi ta' konverżjoni għal valuri-U SI (immultiplika b'5.678 biex tikseb W/(m²·K)).

L-azzar huwa 1250 darba aktar konduttiv mill-iżolament. L-istuds tal-metall joħolqu pontijiet termali—mogħdijiet konduttivi diretti mill-assemblaġġ tal-ħajt. Ħajt b'iżolament tal-kavità R-19 u studs tal-azzar jikseb biss R-7 effettiv (tnaqqis ta' 64%!). Soluzzjoni: iżolament kontinwu (bord tal-fowm) fuq l-istuds, jew qafas tal-injam + fowm estern.

Jiddependi fuq iż-żona klimatika (1-8) u l-komponent tal-bini. Eżempju: Żona 5 (Chicago) teħtieġ ħitan R-20, saqaf R-49, kantina R-10. Żona 3 (Atlanta) teħtieġ ħitan R-13, saqaf R-30. Iċċekkja l-kodiċi tal-bini lokali jew it-tabelli tal-IECC. Ħafna ġurisdizzjonijiet issa jeħtieġu ħitan R-20+ u attics R-40+ anke fi klimi moderati.