För att utforma bekväma och ekologiskt sunda byggnader använder arkitekter och ingenjörer materialens termiska egenskaper. Olika byggnadsmaterial har olika konduktiviteter, vilket innebär att de låter värme flyta igenom dem på olika sätt. Hög konduktivitet, K, indikerar snabbt värmeflöde och låg konduktivitet indikerar lågt värmeflöde. Tjockare bitar av samma material får värmen att rinna långsammare än tunna bitar. Så faktiska termiska prestanda beror både på konduktivitet och materialets tjocklek. Ett material med en konduktivitet K och tjocklek L har ett konduktans av C = K / L, vilket indikerar hur bra värme kan rinna genom en specifik bit av det materialet, t.ex. en vägg. I byggnader handlar du ofta om att stoppa värmeflödet eller isolera. Det isolerande värdet för ett objekt kallas R-värdet och kan beräknas som R = 1 / C = L / K.
kredit: Wavebreakmedia Ltd / Wavebreak Media / Getty ImagesIsolerande material har låg konduktivitet.Beräkning av R-värdet för en betongplatta
Steg 1
Slå upp konduktiviteten, K, för betong i en tabell som den i resurs 1. Lätt betong kan ha en konduktivitet så låg som 0,1 watt per meter-kelvin, vilket gör det till en bra isolator. Ju tätare betongen blir, desto ledande är det att värma. Tät betong kan ha ett ledningsförhållande så högt som 1,8 watt per meter-kelvin. Anta att plattan är gjord av tät betong med ett ledningsförhållande på 1,2 watt per meter-kelvin.
Steg 2
Bestäm materialets tjocklek och konvertera till meter. Antag en 12-tums tjock platta, vilket motsvarar 0,305 meter. Värme skulle ha svårare tid att flyta genom en tjock platta än en tunn platta. Märk tjockleken L.
Steg 3
Beräkna konduktiviteten. Plattans konduktivitet ökar med konduktans och minskar med tjockleken. Konduktiviteten för plattan är C = K / L = 1,2 / 0,305 = 3,93 watt per meter ^ 2-kelvin.
Steg 4
Beräkna R-värdet genom att ta den ömsesidiga konduktiviteten C för att få R = 1 / 3,93 = 0,254 kelvin-meter ^ 2 / watt. Du kan också beräkna R-värdet direkt som R = L / K = 0,305 / 1,2 = 0,254 kelvin-meter ^ 2 / watt. Lägg märke till att ju tjockare materialet är, desto högre är R-värdet. Mer av ett givet material gör en bättre isolator.
