建物の熱損失

概要

建物エンベロープを通過する熱損失は、室内と室外の環境間の温度差と各アセンブリ層の熱抵抗によって駆動されます。すべての材料層の抵抗に内側と外側の表面フィルムを加えたものを合計することで、設計者は壁、屋根、床、および地面接触要素を通過する定常状態の熱流（ワット単位）を推定します。以下の参照値は、一般的な建設タイプの概算計算に適用されます。

主要な公式

建物部材を通過する定常状態の熱損失

$Q = \frac{A \cdot \Delta T}{R_{total}}$

総熱抵抗（直列層）

$R_{total} = R_i + R_1 + R_2 + \dots + R_n + R_o$

地面接触アセンブリについては、外気フィルム抵抗 $R_o$ を下の表から等価な地面抵抗 $R_e$ に置き換えてください。

総合熱伝達係数

$U = \frac{1}{R_{total}}$

したがって、熱損失は次のようにも書けます：

$Q = U \cdot A \cdot \Delta T$

変数

熱抵抗データ

内側および外側の表面フィルム

地面に対する建物要素

計算機

単位変換器

インタラクティブ地熱損失ダイアグラム

元の building_heat_loss_ground.png ダイアグラムは、復元された地接触抵抗データを使用して以下に示されています。チャートは、一般的な床および地下室壁条件での等価地抵抗の変化を示しています。

復元された元のソース表

以下の表は、完全な参照データを保持するために、元のソースページから復元されています。

熱抵抗 - 内壁と外壁

建物要素 - 地盤に対する熱抵抗

元のソース画像

以下の元のソース画像は、視覚的参考資料を失わないように保持されています。画像にチャートや表データが含まれている場合、その抽出値はページテーブル、計算機、またはインタラクティブチャートで表されます。残りの画像は視覚的ソース参照として保持されます。

エンジニアリングノート

• 定常状態の仮定。 $Q = A\Delta T / R_{total}$ の式は、室内と室外の温度が一定であると仮定しています。実際の条件は、日周期と季節周期、太陽熱取得、および内部熱源を含み、エネルギーモデリングには動的分析がより正確です。
• 熱橋。 構造接続（スチールスタブ、スラブエッジ、リンテル）は、単純な層ごとのR値の合計では捕捉されない低抵抗の局所的なパスを作ります。接地テーブルのコールドブリッジ保護値はこれの一部を考慮していますが、詳細なプロジェクトには熱橋計算（ψ値）が必要です。
• 接地抵抗は形状に依存します。 地中接触要素の$R_e$値は簡略化された等価値です。実際の熱損失は、土壌の伝導率、水分含量、深さ、および壁の高さと床の幅の比率に依存します。式 $0.2 + 0.3h$ は深さとともに抵抗を増加させます。なぜなら、より深い土壌温度はより安定しているからです。
• 内装表面フィルム（$R_i = 0.13$ m²K/W） は、熱伝達係数約 $h_i \approx 7.7$ W/m²K の静止空気フィルムに大まかに対応します。外装フィルム（$R_o = 0.04$ m²K/W）は、風にさらされた条件（$h_o \approx 25$ W/m²K）を反映しています。値は表面の向きと放射率によって異なります。
• 総抵抗にはすべての層が含まれます。 上記の表を使用する場合、$R_i + R_o$（または$R_e$）の表面値を壁、断熱材、および外装層の抵抗に加えて、$R_{total}$ を得ます。
• 単位。 抵抗の単位は m²K/W です。R値が高いほど、断熱性能が優れています。U値（$1/R_{total}$）の単位は W/m²K で、低い方が優れています。

参考文献

• 元のソース — エンジニアリングツールボックス：建物からの熱損失