مقادیر R و U در عایق‌بندی ساختمان

دانستن تفاوت میان مقادیر R و U کمک‌تان می‌کند تا در انتخاب مصالح ساختمانیِ متناسب با پروژه‎ که عایق‌بندی حرارتی‌شان متناسب با اقلیم منطقه باشد موثرترین و بهترین تصمیم را اتخاذ کنید.

مقدار R در برابر مقدار U

مقدار R میزان عایق‌بندی مصالح ساختمانی را نشان می‌دهد. این پارامتر به مقاومت یک محصول یا ماده در برابر انتقال حرارت اشاره دارد. هرچه مقدار R بیشتر باشد، عایق‌بندی و بازدهی انرژی بهتر خواهد بود.

رده‌بندی مقدار R به مصالح مربوط می‌شود نه سیستم‌ها. در نتیجه، مقدار R در ارتباط با سیستم‌های ساختمانی‌ای که از یک ماده‌ی ساختمانی ساخته شده‌اند به کار می‌رود.

در حالی که مقدار R مقاومت ماده در برابر انتقال حرارت را اندازه می‌گیرد، مقدار U ضریب انتقال حرارت را نشان می‌دهد. این پارامتر نشان می‌دهد که یک ماده به عنوان مصالح عایق‌بندی چقدر کارآمد است. در این مورد، مقادیر پایین U بهتر هستند چرا که از بازدهی انرژی بیشتری حکایت دارند.

مقدار U عمدتاً برای رده‌بندی سیستم‌هایی همچون واحدهای در و پنجره استفاده می‌شود، که برای حصول اطمینان از عملکردهای مختلف (تهویه، فیلتراسیون، انتقال حرارت) می‌تواند مصالح مختلفی را شامل شود.

ارتباط بین این دو چیست؟ با نگاهی اجمالی، مقدار R فقط نشانگر مقاومت در برابر انتقال حرارت است، در حالی که مقدار U انتقال حرارت را نشان می‌دهد که به واسطه‌ی تابش و رسانش از طریق سیستم عایق‌بندی رخ می‌دهد.

از نظر علم ریاضی، مقدار U عدد پایینی است و با مقدار R نسبت عکس دارد، چرا که اندازه می‌گیرد که چه مقدار انرژی حرارتی از دست رفته یا به دست آمده است، در نتیجه U=1/R. بنابراین مقدار بالای R به معنای مقدار پایین U است. ماده‌ای با مقدار R برابر با ۱۰ مقدار U مساوی با ۰٫۱ خواهد داشت.

در مقایسه با مقدار R، مقدار U عملکرد حرارتی را توصیف می‌کند. البته رابطه‌ی بین این دو مقدار از صرفاً یک معادله‌ی ریاضیاتی پیچیده‌تر است.

علاوه بر موارد فوق، با جمع بستن مقدار R منفرد اجزای مختلف ساخته‌شده از یک ماده می‌توان مقدار R را محاسبه کرد. بنابراین مقدار R کلی یک دیوار دوجداره برابر است با مجموع مقادیر منفرد R برای ورق‌های دیوار، عایق دیوار، و دیوار خشک داخلی.

در مقایسه با آن، محاسبه‌ی مقدار U اینقدر سرراست نیست، چرا که سیستم‌هایی که نیازمند عایق‌بندی هستند از مصالح مختلفی تشکیل می‌شوند، که همانطور که در بالا مشاهده شد گاهی اوقات مقادیر R یا مقاومت‌های حرارتی مختلفی دارند. جمع بستن مقادیر منفرد U ممکن نیست.

برای محاسبه‌ی ساده‌ی مقدار U که به عنوان ضریب انتقال حرارتی شناخته می‌شود، نرخ انتقال حرارت از میان یک سازه، که می‌تواند ماده‌ای منفرد یا مرکب باشد، را بر اختلاف دما در میان آن سازه تقسیم می‌کنیم. واحدهای اندازه‌گیری W/m²K (وات بر مترمربع درجه‌ی کلوین) هستند. در ضریب انتقال حرارت هدررفت گرمای ناشی از رسانش، همرفتی و تابش در نظر گرفته می‌شود.

مقادیر R و U ساندویچ پانل

برای توصیف ویژگی عایقی ساندویچ پانل هم از مقادیر R و U استفاده می‌شود. هر چقدر مقدار R بیشتر باید یعنی ساندویچ پانل دارای خاصیت عایقی بیشتری است. که در ساندویچ پانل این مقدار به نوع عایق بکاررفته و ضخامت آن بستگی دارد. به عنوان مثال ساندویچ پانل پلی اورتان دارای مقدار R بیشتری نسبت به ساندویچ پانل پلی استایرن است و به همین خاطر برای ساخت سقف و دیواره‌های سردخانه از ساندویچ پانل پلی اورتان با ضخامت بالا استفاده می‌شود.