什麼是熱阻?
熱阻(R)用來衡量材料層阻擋熱量以傳導方式通過的能力。R 值越大,代表隔熱效果越好,因為在相同溫差下,材料讓通過的熱量更少。它是建築物理、電子散熱與傳熱工程中的基本物理量。本計算器採用穩態傳導關係式,從材料層的幾何尺寸與材料性質求出 R 值。
如何使用本計算器
請輸入三個數值:材料厚度 L(單位:公尺,也就是熱量必須穿越的距離)、熱導率 k(單位:W/m·K,屬於材料本身的物理性質),以及熱量通過的面積 A(單位:平方公尺)。計算器會回傳以每瓦特開爾文(K/W)為單位的熱阻 \(R\),以及熱導 \(U = 1/R\)(單位:W/K)。
公式說明
主要公式為 $$R = \frac{\text{Thickness } L}{\text{Conductivity } k \cdot \text{Area } A}$$ 熱阻會隨厚度增加而變大,因為熱量需要傳遞得更遠;而當熱導率越高或面積越大時,熱阻則越小,因為兩者都讓熱量更容易通過。熱導率(k)較低的材料,例如發泡材或玻璃纖維(\(k \approx 0.04\) W/m·K),熱阻高、是良好的隔熱材;金屬類材料(高 \(k\) 值)則熱阻極低。
範例計算
假設有一片厚度 0.1 m、熱導率 \(k = 0.04\) W/m·K 的發泡板,覆蓋面積為 10 m²。則 $$R = \frac{0.1}{0.04 \times 10} = \frac{0.1}{0.4} = 0.25 \text{ K/W}$$ 其熱導為 \(U = 1/0.25 = 4\) W/K,意即此板兩側每相差 1 K,就有 4 瓦特的熱量流過。
常見問題
本計算器使用什麼單位?採用 SI 國際單位制:公尺、W/m·K 與 m²,因此熱阻單位為 K/W。
R 值(R-value)和這裡的 R 有什麼不同?建築上常說的「R 值」多半是經過面積正規化後的熱阻(\(R = L/k\),單位為 m²·K/W)。本計算器將面積納入計算,得到的是整個構件的絕對熱阻,單位為 K/W。
可以疊加多層材料嗎?可以。對於串聯的多層材料,總熱阻等於各層 R 值的總和。