Độ dẫn nhiệt, giá trị R và hệ số U được đọc ra sao?

• Một vật liệu: độ dẫn nhiệt
• Một lớp vật liệu: giá trị R
• Một cửa sổ: hệ số U

Bạn sẽ học được gì

• Nói được mỗi đại lượng mô tả điều gì và áp dụng cho đối tượng nào.
• Đọc đúng chiều tốt xấu của từng con số.
• Liên hệ giá trị R với độ dày và hệ số U với giá trị R.

Cần biết trước

Biết rằng nhiệt đi từ nơi nóng sang nơi lạnh và vật liệu cách nhiệt làm chậm quá trình đó.

Độ dẫn nhiệt cho biết điều gì?

Độ dẫn nhiệt là thước đo vật liệu dẫn nhiệt dễ hay khó. Ghi chú về truyền nhiệt của Đại học Boston gọi độ dẫn nhiệt k là một hằng số chỉ phụ thuộc vào vật liệu. Nhờ vậy ta so sánh được các vật liệu với nhau.

Tài liệu nêu hai ví dụ trái ngược. Đồng, chất dẫn nhiệt tốt, có độ dẫn nhiệt 390 J/(s·m·°C), nên một số nồi chảo có đáy bằng đồng. Xốp polystyrene (Styrofoam), chất cách nhiệt tốt, chỉ có 0,01 J/(s·m·°C). Với vật liệu cách nhiệt, độ dẫn nhiệt thấp là điều tốt.

• Dẫn nhiệt tốt (như đồng): độ dẫn nhiệt cao
• Cách nhiệt tốt (như xốp): độ dẫn nhiệt thấp

Giá trị R cho biết điều gì?

Giá trị R cho biết cả một lớp vật liệu chống lại dòng nhiệt tốt đến đâu. Hội đồng Khuyến nông Maryland viết rằng hiệu quả cách nhiệt được đo bằng giá trị R, và giá trị R càng cao thì cách nhiệt càng tốt. Khuyến nông Illinois nói thêm rằng giá trị R đo khả năng chống lại dòng nhiệt dẫn.

Khác với độ dẫn nhiệt, giá trị R phụ thuộc cả độ dày. Theo Khuyến nông Illinois, nó phụ thuộc vào loại vật liệu cách nhiệt, độ dày và khối lượng riêng. Hai loại có thể cùng giá trị R nhưng khác độ dày, do cách chế tạo và khối lượng riêng.

• Lớp mỏng: giá trị R thấp hơn
• Lớp dày: giá trị R cao hơn

Vật liệu thường được ghi giá trị R mỗi inch dày. Khuyến nông Maryland nêu sợi thủy tinh dạng chăn khoảng 3,2 mỗi inch và xenlulô thổi rời khoảng 3,7 mỗi inch. Để đạt R-49, cần khoảng 15 inch sợi thủy tinh dạng chăn.

Hệ số U cho biết điều gì?

Hệ số U cho biết một cửa sổ hay bộ phận dẫn nhiệt nhiều đến đâu. Tài liệu về chọn cửa sổ của Đại học Alaska Fairbanks viết rằng hệ số U là nghịch đảo của giá trị R và đo mức độ dẫn nhiệt của cửa sổ. Hệ số U trên nhãn càng thấp thì giá trị R càng cao và cửa sổ càng hiệu quả trong việc giữ ấm.

Bảng chú giải của Hướng dẫn NFRC bổ sung rằng hệ số U có thể tính cho riêng kính hoặc cả cửa sổ, gồm ảnh hưởng của khung và vật liệu đệm.

Quan hệ nghịch đảo phải áp dụng cho cùng đối tượng: U của cả cửa sổ đi với R của cả cửa sổ, không phải R của riêng lớp kính hay lớp cách nhiệt. Khi so nhãn, cũng cần kiểm tra hệ đơn vị trước khi lấy nghịch đảo; các giá trị R mỗi inch nêu ở trên là theo cách ghi của tài liệu Hoa Kỳ.

• Cửa sổ cho nhiều nhiệt qua: hệ số U cao
• Cửa sổ cho ít nhiệt qua: hệ số U thấp

Ba con số đọc cùng nhau thế nào?

Mỗi số mô tả một khía cạnh, và chiều tốt xấu khác nhau.

Ví dụ trong đời sống

Hãy so sánh hai lớp cách nhiệt cho một mái nhà. Một lớp là sợi thủy tinh dạng chăn với khoảng 3,2 giá trị R mỗi inch, lớp kia là xenlulô thổi rời với khoảng 3,7 mỗi inch. Cùng một độ dày thì xenlulô có giá trị R cao hơn. Muốn đạt R-49, tài liệu của Maryland cho biết cần khoảng 15 inch sợi thủy tinh dạng chăn. Con số R-49 là tổng cho cả lớp, không phải mỗi inch.

Hiểu lầm thường gặp

Con số cao luôn tốt hơn. Chỉ đúng với giá trị R. Với độ dẫn nhiệt và hệ số U, thấp mới là cách nhiệt tốt.

Hệ số U và giá trị R là hai thứ không liên quan. Hệ số U là nghịch đảo của giá trị R.

Hai vật liệu cùng giá trị R thì dày bằng nhau. Chúng có thể khác độ dày, do cách chế tạo và khối lượng riêng.

Câu hỏi thường gặp

Độ dẫn nhiệt thấp có nghĩa là gì?

Vật liệu dẫn nhiệt khó, nên là chất cách nhiệt tốt. Xốp polystyrene có độ dẫn nhiệt thấp hơn nhiều so với đồng.

Giá trị R cao có nghĩa là gì?

Lớp vật liệu chống dòng nhiệt tốt hơn, tức cách nhiệt tốt hơn.

Hệ số U khác giá trị R thế nào?

Hệ số U là nghịch đảo của giá trị R: hệ số U càng thấp thì giá trị R càng cao.

Giá trị R có phụ thuộc độ dày không?

Có. Nó phụ thuộc vào loại vật liệu, độ dày và khối lượng riêng.

Tóm tắt

• Độ dẫn nhiệt mô tả vật liệu, giá trị R mô tả một lớp vật liệu, hệ số U mô tả cửa sổ hay bộ phận.
• Độ dẫn nhiệt và hệ số U càng thấp càng tốt, giá trị R càng cao càng tốt.
• Hệ số U là nghịch đảo của giá trị R, và giá trị R phụ thuộc độ dày.