Pour concevoir des bâtiments confortables et écologiques, architectes et ingénieurs utilisent les propriétés thermiques des matériaux. Différents matériaux de construction ont des conductivités différentes, ce qui signifie qu'ils laissent la chaleur les traverser différemment. Une conductivité élevée, K, indique un flux de chaleur rapide, et une faible conductivité, un flux de chaleur faible. Les pièces plus épaisses du même matériau provoquent un écoulement de chaleur plus lent que les pièces minces. Les performances thermiques réelles dépendent donc à la fois de la conductivité et de l'épaisseur du matériau. Un morceau de matériau ayant une conductivité K et une épaisseur L a une conductance de C = K / L, ce qui indique dans quelle mesure la chaleur peut bien traverser un morceau spécifique de ce matériau, tel qu'un mur. Dans les bâtiments, vous êtes souvent préoccupé par l’arrêt du flux de chaleur ou par l’isolation. La valeur isolante d'un objet s'appelle la valeur R et peut être calculée comme suit: R = 1 / C = L / K.
crédit: Wavebreakmedia Ltd / Wavebreak Media / Getty ImagesLes matériaux isolants ont une faible conductance.Calcul de la valeur R d'une dalle de béton
Étape 1
Recherchez la conductivité, K, du béton dans un tableau tel que celui de la ressource 1. Le béton léger peut avoir une conductivité aussi faible que 0,1 watts par mètre-kelvin, ce qui en fait un bon isolant. Plus le béton est dense, plus il chauffe la chaleur. La conductance du béton dense peut atteindre 1,8 watts par mètre-kelvin. Supposons que la dalle est faite de béton dense avec une conductance de 1,2 watts par mètre kelvin.
Étape 2
Déterminez l'épaisseur du matériau et convertissez-la en mètres. Supposons une dalle de 12 pouces d'épaisseur, ce qui équivaut à 0,305 mètre. La chaleur aurait plus de mal à traverser une dalle épaisse qu'une dalle mince. Étiquetez l'épaisseur L.
Étape 3
Calculez la conductivité. La conductivité de la dalle augmente avec la conductance et diminue avec l'épaisseur. La conductivité de la dalle est C = K / L = 1,2 / 0,305 = 3,93 watts par mètre ^ 2-kelvin.
Étape 4
Calculez la valeur R en prenant l'inverse de la conductivité C pour obtenir R = 1 / 3,93 = 0,254 kelvin-mètre ^ 2 / watt. Vous pouvez également calculer directement la valeur de R comme suit: R = L / K = 0,305 / 1,2 = 0,254 kelvin-mètre ^ 2 / watt. Notez que plus le matériau est épais, plus la valeur R est élevée. Plus d'un matériau donné fait un meilleur isolant.
