ほとんどの適用では、断熱材材料の第一次特徴は表面と環境間の、また これは、熱伝導率の低い値を有することとして知られている。 一般に、材料の熱伝導率が低いほど、所与の材料の厚さおよび一連の条件に対して絶縁する能力が大きくなる。それが本当に単純なのであれば、なぜK-value、U-value、R-value、C-valueなど、非常に多くの異なる用語がありますか？
それが本当に単純なのであれば、なぜk-value、U-value、R-value、C-value ここでは、比較的単純な定義の概要を示します。
K-値
k-値は、単に熱伝導率の省略形です。 ASTM規格C168は、用語上、用語を次のように定義しています。
熱伝導率、n：その単位面積に垂直な方向の単位温度勾配によって誘導される均質材料の単位面積を通る定常状態の熱流の時間率。p>
この定義は実際にはそれほど複雑ではありません。 詳しく見てみましょう、フレーズごとに。
熱流の時間速度は、水の流量、例えば、毎分非常に多くのガロンでシャワーヘッドを流れる水と比較することができます。
熱流の時間速度は、水の流量、例えば、毎分非常に多くのガロンでシャワーヘッドを流れる水と比較することができる。 これは、通常、時間単位で測定された特定の期間内に表面を横切って流れる、一般的にBtuで米国で測定されたエネルギーの量です。 したがって、熱流の時間速度は、1時間あたりのBtuの単位で表されます。
定常状態は、単に水が一定の速度でシャワーヘッドから流出するように、条件が安定していることを意味します。
均質な材料は、単純に、全体を通して一貫した組成を有する二つまたは三つではなく、一つの材料を指します。 言い換えれば、1つのタイプの1つの層と第2のタイプの第2の層とは対照的に、1つのタイプの断熱材のみが存在する。 また、この議論の目的のために、溶接ピンまたはねじ、または絶縁材を通る構造金属がありません;そしてギャップがありません。
単位面積はどうですか？ これは、標準的な断面積を指す。 米国の熱流のために、平方フィートは単位面積として一般に使用されます。 したがって、1平方フィートの面積あたり、1時間あたりのBtuの単位があります（視覚化するために、1フィートx1フィートのボードにぶつかる毎分ガロンの数で流れる水を画像化します）。
最後に、単位温度勾配によるフレーズがあります。 二つのアイテムが同じ温度を持ち、それらが触れるように一緒になっている場合、彼らは同じ温度を持っているので、熱は一方から他方に流れません。 ある物体から別の物体への伝導による熱の流れを得るには、両方が接触している場合、温度差または勾配がなければなりません。 二つの接触する物体の間に温度勾配があるとすぐに、熱が流れ始めます。 これら2つの物体の間に断熱材がある場合、熱はより低い速度で流れます。
この時点で、単位面積当たりの熱流率、時間当たりのBtuの単位との温度差、平方フィート当たり、度F当たりの熱伝導率は材料の厚さに依存しません。
熱伝導率は、材料の厚さに依存しません。
熱伝導率は、材料の厚さに依存しません。
熱伝導率は、材料の厚 理論的には、絶縁材の各切れは隣接の切れと同じです。 スライスは、いくつかの標準的な厚さでなければなりません。 米国では、インチの単位は熱絶縁材の厚さのために普通使用されます。 だから我々は、熱流のBtuの観点から考える必要があります,材料の厚さのインチのために,時間あたり,面積の平方フィートあたり,温度差の度Fあたり. 熱伝導率のためのASTM C168定義を離れて選んだ後、私達にdegree F.ごとの平方フィートごとのBtuインチ/時間の単位があります。
C-value
c-valueは単に熱コンダクタンスの省略形です。 断熱材の種類の場合、C値は材料の厚さに依存します。k値は一般に厚さに依存しません（この記事の範囲にはいくつかの例外があります）。 ASTM C168はどのように熱伝導率を定義しますか？
コンダクタンス、熱、n：体表面間の単位温度差によって誘導される材料または構造の単位面積を通る定常状態の熱流の時間率。
ASTM C168は、簡単な式と単位を与えます。 米国で使用されているインチポンド単位では、これらの単位は、温度差の度Fあたりの平方フィートあたりのBtu/時間です。
この言葉は、熱伝導率の定義のものとかなり似ています。 欠けているのは、2インチ厚の絶縁ボードのC値が同じ材料の1インチ厚の絶縁ボードの場合と同じ値の半分であるため、分子のインチ単位です。 断熱材が厚いほど、そのC値は低くなります。 p>
式1:C-value=K-value/thickness
R-value
通常、この用語は、木材ヤードで購入できる建物の断熱材のラベル付き性能評価を記述するために使用されます。 それは機械絶縁材のためにより少なく頻繁に使用されますが、理解することはまだ有用な言葉です。 その公式の指定は熱抵抗です。 これはASTM C168がそれをいかに定義するかである:
抵抗、熱、n: 単位面積を介して単位熱流を誘導する材料または構造の二つの定義された表面間の定常状態で、温度差によって決定される量。
ASTM C168は、典型的な単位に続いて式を提供します。 インチポンドの単位では、熱抵抗は熱流のBtuごとの時間の区域の時間時間の摂氏温度の時間平方フィートで測定されます。
ほとんどの人は、特定の断熱材の場合、それが厚いほどR値が大きいことを知っています。 たとえば、特定のタイプの絶縁ボードの場合、厚さ2インチのボードは厚さ1インチのボードの2倍のR値を持ちます。式2：R値=1/C値
C値が0.5の場合、R値は2.0です。 上記の式1のC値の式から計算することができます。
式3：R値=厚さ/K値
したがって、厚さが1インチで、K値が0.25の場合、R値は1を0で除算します。25、または4（簡潔にするためにユニットを残します）。最後に、熱透過率として正式に知られているU値があります。 これは、均質な材料とは対照的に、システムの熱性能を指定するために使用される工学用語の詳細です。 ASTM C168の定義は次の通りあります:
Transmittance,thermal,n:各側面の環境間の単位温度の相違によって引き起こされる物質的な構造および境界空気
いくつかの新しい用語があります：境界エアフィルムと各側の環境の間。 以前の定義では、環境を参照していませんでした。熱透過率またはU値を説明する最良の方法は、例を使用することです。
熱透過率またはU値を説明する最良の方法は、例を使用することです。 公称2×4ボード（実際には約1-1/2インチ×3-1/2インチを測定する）、垂直に実行されている中央に16インチの間隔をあけた典型的な絶縁家の壁を考 1つは木製のスタッドからギプスの壁板を分けるプラスチックフィルムの蒸気障壁が壁の内部の3/8インチ厚いギプスの壁板を、見るかもしれ ガラス繊維のバットは2つのx4つのスタッド間の3-1/2インチ幅スペースを満たすかもしれない。 スタッドの外側で、外部の木製のおおうことで覆われる1/2インチ厚いポリスチレンの絶縁材板があるかもしれない。 この例では、ドアと窓、および蒸気バリアとして使用されるプラスチックシートのK値と厚さを無視します。
壁のU値の計算は、この記事の範囲を超えて十分に複雑ですが、計算する熱透過率については、以下の値が既知であるか、少なくとも推定されなけれ: *
- 室内空気フィルムのc値
- K-3/8インチの石膏壁ボードの値
- k-3-1/2インチ幅の木製スタッドの値
- スタッド間の間隔（この場合は16インチ）
- ガラス繊維断熱バットのK値、ならびにそれらの厚さ（3-1/2インチの厚さ）
- ガラス繊維バットの幅（16インチマイナス木材スタッドの1-1/2インチの厚さ=14-1/2インチ）
- ポリスチレンボードのk値とその厚さ（1/2インチ）
- k値と木材サイディング材の厚さ
- 屋外空気のc値 フィルム
U値が低いほど、与えられた一連の条件の熱流速度が低くなります。 十分に絶縁された建物の壁システムに非絶縁されるか、または不完全に絶縁されたシステムより大いに低いU価値、か熱伝送が、あります。
機械的絶縁システムのU値を正確に決定するには、均質な絶縁を介した熱伝達だけでなく、異なる絶縁材料との違反や膨張ギャップを考慮する必 また外の空気フィルムおよび時折中の空気フィルムがあります。
実際には、多くの非均質な部分は、通常、説明されていません。 標準的な熱伝導性の試験手順は同質であるように普通材料を扱います。 実際の用途では、硬質材料には接合部があり、時には亀裂があります。 これらの不整合により、断熱材が均質な材料として動作する場合よりもU値が大きくなります。
K値、C値、R値、およびU値の概念は、次の規則で合計することができます。
- システムを絶縁する方が良いほど、そのU値は低くなります。
- システムを絶縁する方が良いほど、そのu値は低くなります。
- システムを絶縁する方が良いほど、そのu値は低くなります。
- 断熱材の性能が大きいほど、R値が大きくなり、C値が低くなります。
- 特定の絶縁材料のK値が低いほど、特定の厚さおよび特定の条件に対する絶縁値が大きくなります。
- 特定の絶縁材料のK値が低いほど、特定の厚
これらは、断熱材のユーザーが省エネルギー、プロセス制御、人員保護、および凝縮制御に依存する特性です。
*上記のすべての値は、ASHRAE Handbook of Fundamentals,Chapter25:”Thermal and Water Vapor Transmission Data”に記載されています。”同じASHRAEマニュアルの第23章から第26章では、壁のU値の計算についても説明しています。
図1
いくつかの絶縁材料の比較
図2
R値とK値の関係
図3
熱伝達建物のエンベロープは、実際には断熱材のr値だけでなく、壁や屋根のu値の関数です。
図4
この図は、中西部断熱請負業者協会（MICA）全国商業および産業断熱規格（1999）のプレート＃26で、断熱システムが連続的で均質な断熱材を使p>
- システムを絶縁する方が良いほど、そのu値は低くなります。