基础知识
热阻 R 与传热系数 U 详解:保温基础
R 值和 U 值是衡量保温性能的指标,也是建筑规范设定要求的依据。本指南讲解这两个概念、计算方法,以及它们与所需厚度的关系。

1. 热量如何从建筑中散失

热量总是从热处流向冷处:通过墙体、屋面、楼地面和窗户传导,通过缝隙漏风散失,也通过辐射散失。热成像图能清楚显示薄弱部位:建筑外表面的暖色区域就是热量外泄之处。保温层减缓传导,气密性则阻止漏风。
2. 热阻 R:单层材料的阻力
热阻 R 表示一层材料阻挡热流的能力。对于均质材料,它就是厚度除以导热系数:
R = d / λ(d 以米计,λ 单位 W/m·K,R 单位 m²·K/W)
例如,12 cm 厚、λ = 0.035 的矿棉,R = 0.12 / 0.035 ≈ 3.4 m²·K/W。厚度加倍,R 值也加倍。保温计算器 可双向计算。
3. 传热系数 U:整体构造
一面墙由多层构成,每层都有各自的 R 值。将它们相加,再加上内、外表面的少量换热阻(墙体通常约为 0.13 和 0.04 m²·K/W),然后取倒数:
U = 1 / (Rsi + R1 + R2 + … + Rse),单位 W/m²·K
U 值越低,热损失越少。U 值为 0.25 W/m²·K,表示每平方米、每 1 度温差有 0.25 瓦的热量通过。
4. 公制与美制单位
在北美,R 值通常采用英制单位(ft²·°F·h/BTU),而且常按每英寸材料标注。换算方法:R(US) ≈ R(SI) × 5.68。因此美国墙体的 R-13 约相当于 SI 单位的 R 2.3。比较之前,务必确认产品标签采用的是哪种单位制。
5. 典型数值
| 构件 | 典型 U 值(W/m²·K) |
|---|---|
| 无保温实心砖墙 | 约 1.5–2.0 |
| 保温良好的新建墙体 | 约 0.15–0.30 |
| 单层玻璃 | 约 5.0–5.8 |
| 现代双层中空玻璃 | 约 1.1–1.6 |
| 三层玻璃 | 约 0.5–0.9 |
以上为供比较的粗略数值。具体要求取决于所在国家和气候,请查阅当地现行的建筑节能规定。
6. 哪些因素会降低实际效果
计算值以施工完美为前提。实际中,混凝土梁、阳台和窗洞口等处的热桥、板材之间的缝隙、被压实或受潮的保温材料以及漏风,都会增加热损失。连续、拼接紧密的保温层和气密的内表面与材料本身同样重要。各类材料的比较见《保温材料对比:棉类、EPS、XPS、PIR》。
常见错误
- 把美制和 SI 单位的 R 值当成一样来比较。
- 只看保温层,忘了整面墙的 U 值。
- 忽略梁、阳台和窗边的热桥。
- 以为厚度加倍就能让整栋房子的热损失减半,而窗户和漏风依然存在。
- 凭记忆使用产品的导热系数,而不是标签上的标称值。
常见问题
R 值和 U 值有什么区别?
R 值是单层材料的热阻(越高越好);U 值是整体构造的传热量(越低越好)。U 大致是总 R 的倒数。
R 值怎么计算?
用以米计的厚度除以材料的导热系数。例如,0.10 m ÷ 0.035 W/m·K ≈ 2.9 m²·K/W。
墙体的 U 值多少算好?
现行要求通常在约 0.15 至 0.35 W/m²·K 之间,具体取决于国家和气候。
美制 R 值如何换算成公制?
将美制数值除以约 5.68。R-19(美制)约为 3.3 m²·K/W。
保温层应该多厚?
用目标 R 值乘以材料的导热系数即得以米计的厚度,也可以使用保温计算器。