建築物熱損失

概述

建築圍護結構的熱損失取決於室內外環境的溫差，以及各組成層的熱阻。將所有材料層與內外表面空氣膜的熱阻相加，即可估算穿過牆體、屋頂、樓板及接地構件的穩態熱流量（瓦特）。下列參考值適用於常見構造類型的概略計算。

關鍵公式

穿過建築構件的穩態熱損失

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

總熱阻（串聯層）

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

對於接地構造，請以查自下表的等效地面熱阻 $R_e$ 取代外表面空氣膜熱阻 $R_o$。

總傳熱係數

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

因此，熱損失也可寫為：

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

變數

熱阻資料

內外表面空氣膜

接地建築構件

計算器

單位換算器

互動式地面熱損失圖

下方使用還原的接地熱阻資料呈現原始 building_heat_loss_ground.png 圖。此圖表顯示常見樓板與地下室牆條件下，等效地面熱阻的變化。

還原的原始來源表格

下列表格由原始來源頁面還原，以保留完整的參考資料。

熱阻 - 內牆與外牆

建築構件 - 對大地的熱阻

原始源圖

保留下列原始來源圖片，以免遺失視覺參考資料。若圖片包含圖表或表格資料，擷取出的數值會呈現在頁面表格、計算器或互動式圖表中；其餘圖片則保留作為視覺來源參考。

工程要點

• 穩態假設。 $Q = A\Delta T / R_{total}$ 公式假設室內外溫度維持不變。實際情況包含每日與季節週期、太陽得熱及內部熱源，因此進行能源建模時，動態分析會更準確。
• 熱橋。 結構接合處（鋼骨立柱、樓板邊緣、過梁）會形成局部低熱阻路徑，無法以各層 R 值的簡單加總反映。接地構件表中的冷橋防護值已考量部分影響，但詳細設計仍需計算熱橋（ψ 值）。
• 接地熱阻取決於幾何形狀。 接地構件的 $R_e$ 值是簡化的等效值。實際熱損失取決於土壤熱傳導率、含水量、深度，以及牆高與樓板寬度之比。由於較深處的土壤溫度較穩定，算式 $0.2 + 0.3h$ 所得的熱阻會隨深度增加。
• **內表面空氣膜（$R_i = 0.13$ m²K/W）**大致相當於傳熱係數約為 $h_i \approx 7.7$ W/m²K 的靜止空氣膜。外表面空氣膜（$R_o = 0.04$ m²K/W）則反映暴露於風中的情況（$h_o \approx 25$ W/m²K）。數值會隨表面方向與放射率而變化。
• 總熱阻包含所有層。 使用上表時，請將 $R_i + R_o$（或 $R_e$）表面熱阻值，加上牆體、保溫層及覆面層的熱阻，以求得 $R_{total}$。
• 單位。 熱阻單位為 m²K/W。R 值越高，保溫效果越好。U 值（$1/R_{total}$）的單位為 W/m²K，且越低越好。

參考資料

• 原始來源 — Engineering ToolBox：建築物熱損失