我们过去在建造房子的时候，很少考虑热量通过墙壁、天花板和地板的流动。最主要的是提供一些抵抗风雨的能力，然后我们会在室内生火，让室内温度可以忍受。

如果你曾经住在一个古老的，无明显的房子里，你知道方法不太好，所以后来我们开始将绝缘层放入建筑物组件中的洞穴中。绝缘腔的家园更舒适，但究竟通过建筑物组件的热量如何？事实证明有两种方式。

层系列

通过由堆叠在一起的多种材料制成的建筑物组件，热流动是通过层的层。下图显示了两层从凉爽的侧面分离出热侧的层¹．

这种热流方法非常简单。所有热量必须流过各层。从热门开始（因为热力学第二定律)，热量流过粉红色的层²，然后是灰色层。对于下面的一维热流的警告，相同量的热量流过组装的任何部分。

好的，这里有个警告。事情并不像我说的那么简单。它从来都不是真的，但我们总是要从简化的情况开始并增加复杂性。实际上，热流是三维的，我们必须考虑边界处的情况。然而，在这个分析中，我们只考虑一维的热流。这意味着一个红色箭头代表了相同的热流，无论它从哪里进入组件。

如果我们所有的装配器都是这样的，我们就会有一个简单的时间与r-values的数学时间：您只需将它们添加在一起。

规则：

系列热流：添加R值

如果您在R-2混凝土墙上放置了R-5泡沫塑料板，例如，组合的R值为7.多层比那更大？只需将它们添加到。

平行通路

然而，正如您在本文顶部的照片中看到的那样，标准墙组件不仅仅是一系列连续层。您可以在墙的主要部分中看到两个平行的路径。窗户和门代表了更多的途径。窗户上方的标题是另一个途径，与螺柱和板不同，因为两片木材之间的间隙有时填充，无论是用绝缘还是部分用木质垫片都填充。

下图显示了热流通过两种不同的途径:墙的框架(#1)和绝缘腔(#2)。热量通过绝缘腔(#2)有一个更困难的去它，因为绝缘比木材更敏感的热流。短的红色箭头表示通过该路径的热量较少。

所以，热量有一个选择。它可以通过途径1或途径2。通过r值较高的途径的量更少，在本例中是2。

但是你如何找到这样一个集合的r值呢?不能只是取两个r值的平均值。这种方法的第一个问题是，它没有考虑路径的不同区域。在每16个″间隔的墙壁上，你有1.5″的木材和13.5″的隔墙，所以隔热比木材有更多的面积。当你在底板、顶板和其他框架构件中加入木材时，一个标准的墙大约有23%的木材和77%的空腔。

但我们不能只是做R价的加权平均值。我们实际上必须回到热流方程（q = u x a xî“t）来弄清楚如何执行它，事实证明我们必须做U值的加权平均值，而不是R值。一旦我们找到平均U值，我们可以转换为R值，以找到与热流的平均电阻，使用等式r = 1 / u。

这里的规则:

平行热流:做一个加权平均值的u值

如果您有三个途径，则会使用U3 x A3添加另一个术语。您可以添加尽可能多的术语，因为您需要包含所有并行路径。在您获得平均U值后，您可以拍摄互酷（1 / UAVG）以找到平均值。

串并联组合

当然，大多数建筑物组件是串联和平行途径的层组合。在墙上，例如，您在一层中的框架和绝缘层，那么您在内侧和护套上有干墙（通常的OSB)和外覆层。还有航空胶片，排水刨，有时也可以添加其他东西。

左边的图表显示了一个简单的串并联组合示例。它可能是一个带有2×10搁栅的天花板，搁栅之间有隔热层，下面有干墙。(这里我忽略了空气薄膜和其他东西。)

要解决此问题，请首先识别两个并行路径，1和2.然后注意到每个路径是一系列层，A和B。您为每层添加R值，然后执行加权平均值导致两个途径的总R值。

下表将其铺设出来。

路径＃1和30.5的总R值为12.0。

面积分别是94平方英尺和906平方英尺，所以要找到平均u值，你需要建立如下方程:

当你计算时，你应该得到0.038。求倒数，r值的平均值是26.6。

下面的视频来自我们的建筑科学模块在线家居能源型课程并利用另一个例子解释了串联和并行热流和更多信息。

为什么窗户的评级是u因素

如果您想知道为什么保温值由其R值和Windows评分U-Factor评分，这是材料和组件之间的差异。一般来说，材料由R值和组件评定，由U形因子评定。原因应该清楚我们上面所做的。

组件是层系列和并行路径的组合，从而找到一个表征其热性能的数字，您必须对平均U因素进行计算。制造商只是报告U-Fact，而不是参加下一步并计算平均R值，而不是计算平均值。不是很大的事情，特别是因为我们可以在r和你之间轻松之间。

现实世界很复杂

正如我在上面的警告中指出的那样，现实世界比我们在这里想象的要复杂得多。此外，我在本文中使用的示例比通常为寻找u因子而进行的分析更简单，因为我忽略了空气膜、框架的复杂性和经常出现的其他层。

在我们的课程中，我们提供了一个电子表格，允许学生在每个途径中的每层的R值中放入R值，并看到所得的平均U-FIGN和平均R值。您可以在家庭能源评级软件REM /速率的路径层视图中进行同样的事情。如果您想进入更准确的热流建模，您需要使用像Therm或Therm）这样的工具武器．

既然你知道基本面，你可以开始计算平均值的R值并在你看到的时候吹脑一点点无限的区域有多重要或者为什么它很重要保持你的保温平面，而不是笨拙．如果你想了解热桥接在美国，你必须理解层次和路径。

Allison贝尔斯他是一位演说家、作家、能源顾问、resnet认证培训师和《能源先锋博客．看看他的深入课程，掌握建筑科学并在Twitter上关注他@EnergyVanguard．

脚注

1.是的，我知道这是冬天，因为我写这个，我甚至看到这个寒冷的亚特兰大的早晨在地上看到了雪，但没有人在建筑科学世界中得到严重采取，除非他们展现出热气候偏见。无论是那个还是我是幻觉。等等，真的很雪！？

2.这里选择的颜色并不代表我对任何特定品牌的绝缘材料的认可。粉色恰好在图中显示得很好，但我也可以简单地使用蓝色、黄色、白色、绿色或黑色。