حاسبة سماكة العزل: معامل U للجدار أو السقف

طريقة الاستخدام

اكتب كل طبقة من الجدار في سطر مستقل: اسمها وسماكتها بالمليمتر وλ، مثلاً: طوب طيني 100 0.77.
أبقِ مقاومة السطح الداخلي ومقاومة السطح الخارجي على قيمتيهما للجدار، أو اكتب القيم الخاصة بحالتك.
اكتب λ للعزل الذي ستضيفه من ورقة مواصفاته، ومعامل U المستهدف.
اقرأ معامل U للجدار كما أُدخل، ثم العزل المطلوب إضافته (مم). ويعرض الجدول مقاومة كل طبقة.

كيف يُحسب معامل U

تقاوم كل طبقة انتقال الحرارة بقدر يتناسب طردياً مع سماكتها وعكسياً مع موصليتها λ. ويضيف السطحان الداخلي والخارجي مقاومتيهما، لأن طبقة رقيقة من الهواء تلتصق بكل جانب. والمقاومة الكلية مجموع هذه كلها، ومعامل U هو واحد مقسوماً عليها، فكلما انخفض معامل U قلّ عدد الواطات الذي يمرّ عبر كل متر مربع.

ويأتي العزل المطلوب من الحسبة نفسها. فمقاومته، أي السماكة مقسومة على λ، يجب أن تسدّ الفرق بين مجموع الجدار الحالي وواحد مقسوماً على معامل U المستهدف.

مقاومة الطبقة R = السماكة (م) ÷ λ
المقاومة الكلية = Rsi + مجموع R للطبقات + Rse
U = 1 ÷ المقاومة الكلية
السماكة المضافة (م) = λ × (1 ÷ U المستهدف − المقاومة الكلية)

مقاومات الأسطح

القيمتان 0.13 للداخلي و0.04 للخارجي هما قيمتا ISO 6946 للجدار حين تسري الحرارة أفقياً، كما يستخدمهما مثال طريقة ISO 6946 في ويكيبيديا (باللغة الإنجليزية).

تعتمد قيمة السطح على اتجاه سريان الحرارة. والسقف، حيث تسري الحرارة غالباً إلى الأعلى أو إلى الأسفل، له قيم تختلف عن الجدار، فاكتب القيم الخاصة بحالتك من المعيار قبل أن تعتمد على النتيجة.

من أين تأتي الموصليات

يعطي جدول Engineering Toolbox قيماً معتادة: الطوب الطيني من 0.6 إلى 1.0 واط/(م·K)، والخرسانة الكثيفة من 1.0 إلى 1.8، وصوف المعادن والصوف الزجاجي 0.04، والبوليسترين الممدد ورغوة البولي يوريثان 0.03. والمنتجات تختلف، لذلك استخدم λ المكتوبة في ورقة مواصفات المادة التي تشتريها.

ما لا تشمله هذه الحاسبة

الجسور الحرارية، مثل الأعمدة والعتبات الخرسانية والمثبتات، التي لا تشملها طريقة الطبقات.
فراغات الهواء والرطوبة وتجفيف الجص الجديد، فالصفحة تفترض طبقات صلبة وجافة.
الفراغات المهواة والفراغات الهوائية بين ألواح الزجاج.

مثال محلول: جدار من الطوب والبلوك الخرساني بسماكة 200 مم، إلى معامل U قدره 0.30

في الجدار 100 مم من الطوب الطيني (λ 0.77) و100 مم من البلوك الخرساني (λ 1.13). مقاومته الكلية 0.13 + 0.04 + 0.100 ÷ 0.77 + 0.100 ÷ 1.13 = 0.388 م²·K/واط، لذلك فمعامل U هو 1 ÷ 0.388 = 2.57 واط/(م²·K).

لمعامل U قدره 0.30 يجب أن تبلغ المقاومة الكلية 1 ÷ 0.30 = 3.333 م²·K/واط. ويجب أن يضيف العزل 3.333 − 0.388 = 2.945 م²·K/واط، وعند λ 0.04 يكون ذلك 2.945 × 0.04 = 0.118 م، أي 118 مم. ومع هذا العزل يصبح معامل U هو 0.30.

الجزء	مم	R (م²·K/واط)
السطح الداخلي		0.130
طوب طيني، λ 0.77	100	0.130
بلوك خرساني، λ 1.13	100	0.088
السطح الخارجي		0.040
المجموع	200	0.388

الأسئلة الشائعة

ما معامل U؟

معامل U هو مقدار الحرارة التي تمر عبر متر مربع من الجدار أو السقف أو النافذة، عن كل درجة فرق بين الهواء على جانبيه، ويُقاس بالواط لكل متر مربع ولكل كلفن. وكلما انخفضت القيمة كان العزل أفضل.

أي λ أستخدم لعزلي؟

استخدم λ المطبوعة على ورقة مواصفات المنتج الذي تشتريه، لأن المنتجات المصنوعة من المادة نفسها تختلف. والقيم في الجدول معتادة فقط.

لماذا تكون سماكة العزل أكبر مما توقعت؟

تحسب الصفحة الطبقات التي تكتبها والسطحين فقط. والجسور الحرارية مثل الإطارات والمثبتات غير مشمولة، لذلك قد يحتاج الجدار الحقيقي إلى أكثر. والطريقة الكاملة في المعيار، أو خبير مساحة، يعطيان الرقم الذي يُعتمد عليه.

هل يهم ترتيب الطبقات؟

لا. فالمقاومة الكلية مجموع الطبقات، لذلك لا يغيّر ترتيب الجدار المستوي من الخارج إلى الداخل معامل U.

هل قيم الأسطح نفسها للسقف؟

ليس دائماً. فقيمة السطح تعتمد على اتجاه سريان الحرارة، والسقف الذي تسري فيه الحرارة غالباً إلى أعلى أو أسفل له قيم مختلفة عن الجدار. اكتب القيم الخاصة بحالتك.

هل تحفظ الأداة ما أدخله؟

لا. تُجرى الحسبة في متصفحك، ولا يُرسل إلينا أو يُحفظ أي شيء تكتبه.

المصادر

آخر مراجعة للأرقام والنص: الثلاثاء، 30 جمادى الأولى 1448 بعد الهجرة.

النتيجة