Architekten und Ingenieure nutzen die thermischen Eigenschaften von Materialien, um komfortable und ökologisch verträgliche Gebäude zu entwerfen. Unterschiedliche Baustoffe haben unterschiedliche Leitfähigkeiten, dh sie lassen die Wärme unterschiedlich durch. Hohe Leitfähigkeit K zeigt einen schnellen Wärmefluss an, und niedrige Leitfähigkeit zeigt einen geringen Wärmefluss an. Dickere Teile desselben Materials führen dazu, dass die Wärme langsamer fließt als dünne Teile. Die tatsächliche Wärmeleistung hängt also sowohl von der Leitfähigkeit als auch von der Dicke des Materials ab. Ein Materialstück mit einer Leitfähigkeit K und einer Dicke L hat eine Leitfähigkeit von C = K / L, was angibt, wie gut Wärme durch ein bestimmtes Materialstück wie eine Wand fließen kann. In Gebäuden geht es oft darum, den Wärmestrom zu stoppen oder zu isolieren. Der Isolationswert eines Objekts wird als R-Wert bezeichnet und kann als R = 1 / C = L / K berechnet werden.
Kredit: Wavebreakmedia Ltd / Wavebreak Media / Getty ImagesDie Isoliermaterialien haben eine geringe Leitfähigkeit.Berechnung des R-Wertes einer Betonplatte
Schritt 1
Sehen Sie sich die Leitfähigkeit K von Beton in einer Tabelle wie der in Ressource 1 an. Leichtbeton kann eine Leitfähigkeit von nur 0,1 Watt pro Meter-Kelvin haben, was ihn zu einem guten Isolator macht. Je dichter der Beton wird, desto leitfähiger wird er zum Erhitzen. Dichter Beton kann eine Leitfähigkeit von bis zu 1,8 Watt pro Meter Kelvin haben. Angenommen, die Platte besteht aus dichtem Beton mit einer Leitfähigkeit von 1,2 Watt pro Meter Kelvin.
Schritt 2
Bestimmen Sie die Materialstärke und rechnen Sie sie in Meter um. Angenommen, eine 12 Zoll dicke Platte entspricht 0,305 Metern. Wärme würde es schwerer haben, durch eine dicke Platte zu fließen als durch eine dünne. Beschriften Sie die Dicke L.
Schritt 3
Berechnen Sie die Leitfähigkeit. Die Leitfähigkeit der Platte nimmt mit der Leitfähigkeit zu und mit der Dicke ab. Die Leitfähigkeit für die Bramme beträgt C = K / L = 1,2 / 0,305 = 3,93 Watt pro Meter ^ 2-Kelvin.
Schritt 4
Berechnen Sie den R-Wert, indem Sie den Kehrwert der Leitfähigkeit C zu R = 1 / 3,93 = 0,254 Kelvin-Meter ^ 2 / Watt nehmen. Sie können den R-Wert auch direkt berechnen als R = L / K = 0,305 / 1,2 = 0,254 Kelvinmeter ^ 2 / Watt. Beachten Sie, dass der R-Wert umso höher ist, je dicker das Material ist. Mehr von einem gegebenen Material macht einen besseren Isolator.
