Что такое U-величина и как она рассчитывается? опубликовано
Что такое U-значение? Поскольку достижение максимально возможного уровня устойчивости и производительности для наших домов сейчас важнее, чем когда-либо, понимание этого термина жизненно важно для всех домовладельцев.
(Изображение предоставлено Гетти)
Несмотря на то, что сейчас это общепринятый термин, вопрос «что такое U-значение?» до сих пор у некоторых людей вызывает недоумение — но мы здесь для того, чтобы здесь, будь то утепление стены или строительство нового дома с нуля, объяснить все.
Тепловая оболочка дома состоит из всех элементов, отделяющих внутреннее кондиционируемое пространство от внешнего некондиционированного воздуха. Это в первую очередь защищает нас от холода зимой, но также полезно для защиты от неприятной жары летом. Способ, которым мы измеряем производительность каждой из частей, составляющих эту тепловую оболочку (крыша, стены, пол, окна и двери), — это мера, называемая коэффициентом теплопередачи.
Что такое U-значение?
Значение U описывает в Вт/м2.К (Ватт на квадратный метр по Кельвину) способность элемента передавать энергию на градус разницы температур по обе стороны от элемента. По сути, значение U измеряет, насколько хорошо или плохо компонент передает тепло изнутри наружу.
Если вы ищете советы по энергосбережению, вам действительно нужно знать, что, короче говоря, чем выше коэффициент теплопередачи компонента, тем больше он способен передавать энергию и, следовательно, тем хуже он разделяет изнутри снаружи. Таким образом, чем меньше число, тем лучше.
Как рассчитываются значения U?
Значения U рассчитываются с использованием теплопроводности (значение лямбда или K) каждого материала в конструкции; их толщину, а также термическое сопротивление наружных и внутренних поверхностей конструкции. Чем ниже значение лямбда материала, тем лучше он изолятор. Типичная изоляция имеет значение лямбда от 0,02 до 0,045.
Вы также должны учитывать элементы, которые создают повторяющиеся тепловые мосты в конструкции. Это могут быть настенные связи в полых стенах или деревянные шпильки в рамах. Один из них сам по себе обычно не имеет значения, но повторение по всей поверхности может оказать заметное влияние на производительность.
Каковы строительные нормы для значений U?
Все элементы, составляющие тепловую оболочку, контролируются в соответствии со строительными нормами, часть L. По большей части, при строительстве нового дома вы будете сбалансировать производительность всех строительных элементов, чтобы достичь определенного целевого балла SAP. Однако существуют предельные значения, которых должен достичь каждый элемент как минимум.
Если вы работаете с существующим зданием, вы можете применить «элементарный» подход к тепловым характеристикам, просто обеспечив достижение целевого значения теплопередачи для каждой части тепловой оболочки.
Какие еще факторы влияют на U-значения?
Наиболее важным фактором, влияющим на коэффициент теплопередачи, помимо базовых правил, является «форм-фактор» здания.
Форм-фактор – это отношение площади ограждающих конструкций к полезной площади этажа. Чем выше это число, тем менее эффективна форма. Форм-фактор имеет прямое отношение к толщине изоляции, необходимой для пола, стен и крыши для достижения конкретных характеристик всего здания. Зданию с форм-фактором 4 необходимо будет достичь коэффициента теплопередачи примерно в два раза лучше, чем зданию с форм-фактором 2. Это будет означать либо примерно в два раза большую изоляцию, либо более дорогой и более эффективный изоляционный продукт.
Окна и двери – лишь один из элементов дома, составляющих его тепловую оболочку. (Изображение предоставлено Гетти)
Где можно получить расчет U-значения?
Все производители изоляции могут выполнить расчет коэффициента теплопередачи для конструкции, включающей их изоляционный продукт. Это также будет включать в себя базовый, но полезный анализ риска образования конденсата.
У многих архитекторов также есть инструменты для расчета коэффициента теплопередачи. На практике мы используем для этого пакет планирования Passivhaus (PHPP), и это означает, что мы получаем немедленную обратную связь, если мы меняем конструкцию.
Производители окон, как правило, указывают коэффициент U всего окна для номинального окна с размерами 1,48 м в высоту и 1,23 м в ширину. Окно состоит из нескольких путей потери тепла. Двумя основными из них являются теплоизоляционные характеристики рамы и стекла. Редко когда рама работает лучше, чем стекло. Это означает, что по мере того, как окно становится меньше, доля окна, содержащего кадр, увеличивается, и окно становится менее эффективным, чем номинальные данные окна. И наоборот, большее окно будет более эффективным.
Является ли значение U единственным полезным инструментом для создания эффективного здания?
Точно нет. На самом деле, это всего лишь исходные данные для ввода в тепловую модель вашего здания. Создание тепловой модели в PHPP или аналогичном инструменте позволяет вам принимать целостные и обоснованные решения об эффективности вашего нового дома. Вы должны начать это как можно раньше, чтобы не загнать себя в угол с высокой энергией. Если вы сделаете это, значение U может оказаться менее строгим для достижения тех же целей в отношении энергии и комфорта.
Пол Теста
Архитектор, директор HEM Architects и специалист по низкоэнергетическому дизайну.
