Конвертер R-значения утеплителя
Переводит R-значение утеплителя из американских имперских единиц (ft²·°F·h/BTU) в метрические единицы СИ (m²·K/W) и обратно, а также показывает соответствующие U-значения в обеих системах. Просто выберите систему единиц и введите R-значение.
Перевод R-значения изоляции между американскими и метрическими единицами
Формула перевода R-значения утеплителя
Где:
- \(R_{US}\) — R-значение в американских имперских единицах (ft²·°F·h/BTU); именно в них маркируется утеплитель в Северной Америке
- \(R_{SI}\) — R-значение в метрических единицах СИ (m²·K/W), которые используются в европейских и международных строительных нормах
- \(0.176110\) — коэффициент перевода: 1 ft²·°F·h/BTU = 0,176110 m²·K/W точно (следует из определения 1 BTU = 1055,05585262 Дж)
- \(U\) — U-значение (коэффициент теплопередачи), то есть величина, обратная R-значению в той же системе единиц
Первые две формулы переводят сопротивление теплопередаче из американской системы в СИ и обратно. Третья показывает, что U-значение — это просто число, обратное R-значению: чем выше R, тем лучше утеплитель сопротивляется теплу, а чем ниже U, тем меньше тепла проходит сквозь конструкцию.
Пример расчёта R-значения утеплителя
Пример: американская стекловатная плита с маркировкой R-13 (стандартный вариант для каркасной стены 2×4) должна быть выражена в метрических единицах для международного энергетического отчёта.
\[ R_{SI} = 13 \times 0.176110 = 2.289 \ \text{m}^2\!\cdot\!\text{K/W} \]
\[ U_{SI} = \frac{1}{2.289} = 0.437 \ \text{W/(m}^2\!\cdot\!\text{K)} \qquad U_{US} = \frac{1}{13} = 0.0769 \ \text{BTU/(h}\!\cdot\!\text{ft}^2\!\cdot\!\text{°F)} \]
Результат: R-13 (US) = 2,289 m²·K/W (СИ). Соответствующие U-значения — 0,437 W/(m²·K) в метрических единицах и 0,0769 BTU/(h·ft²·°F) в имперских.
Как пользоваться калькулятором
- В поле Система единиц введённого R-значения выберите US: ft²·°F·h/BTU, если число взято с североамериканской упаковки, или СИ (метрическая): m²·K/W, если оно указано в метрической документации.
- Введите значение в поле R-значение утеплителя (R). Допускаются дробные числа, например 5,6.
- Результаты появятся в панели Пересчитанные значения: R-значение в другой системе единиц плюс U-значения в обеих системах.
Что такое R-значение?
R-значение характеризует сопротивление теплопередаче — насколько сильно слой материала препятствует прохождению тепла. Чем выше R-значение, тем медленнее передаётся тепло и тем лучше теплоизоляция. В США R-значения указывают на упаковке в виде простых чисел — R-13 для стен 2×4, R-19 для стен 2×6, от R-30 до R-49 для чердачных перекрытий, — а единицы ft²·°F·h/BTU подразумеваются. В большинстве остальных стран применяются единицы СИ, m²·K/W; типичные значения для стены целиком лежат в диапазоне примерно от 2 до 8.
Поскольку две системы единиц различаются примерно в 5,68 раза, американское и метрическое R-значения могут выглядеть обманчиво похоже, хотя описывают совершенно разную теплоизоляцию. R-13 в американских единицах — это 2,289 m²·K/W, а вовсе не 13. Сравнивая продукцию, сметы или строительные нормы из разных регионов, всегда сначала переводите значения — именно для этого и нужен данный калькулятор.
Калькулятор также выводит U-значение — величину, обратную R-значению. U-значение (коэффициент теплопередачи) показывает, сколько тепла реально проходит через квадратный метр (или квадратный фут) на градус разности температур. В европейских строительных нормах и спецификациях на окна обычно указывают именно U-значения: чем меньше, тем лучше. Стена с R-13 имеет U = 0,0769 BTU/(h·ft²·°F), или 0,437 W/(m²·K).
R-значения слоёв просто складываются: две плиты R-13, уложенные одна на другую, дают R-26. U-значения не складываются — их объединяют через обратные величины, поэтому для многослойных конструкций удобнее считать в R-значениях.
Типичные R-значения в обеих системах единиц
| Конструкция (маркировка США) | R (ft²·°F·h/BTU) | R (m²·K/W) | U (W/(m²·K)) |
|---|---|---|---|
| Стена 2×4 (утеплённый проём) | 13 | 2,29 | 0,437 |
| Стена 2×6 (утеплённый проём) | 19 | 3,35 | 0,299 |
| Чердак / потолок (минимум) | 30 | 5,28 | 0,189 |
| Чердак / потолок (холодный климат) | 38 | 6,69 | 0,149 |
| Чердак с повышенными требованиями | 49 | 8,63 | 0,116 |
Ограничения и практические советы
- Номинальное R против R конструкции целиком. Значения на упаковке описывают только сам утеплитель. В реальной стене часть эффективности теряется из-за стоек, крепежа и щелей (мостиков холода), поэтому стена 2×4 с утеплителем R-13 в целом работает скорее как R-9…R-11.
- R-значение — не всё. Оно учитывает лишь кондуктивный теплоперенос в стационарном режиме. Инфильтрация воздуха, влага, тепловая инерция и лучистый нагрев могут значить не меньше, а то и больше: герметичная стена с R-13 нередко оказывается лучше продуваемой стены с R-19.
- Условия имеют значение. Лабораторные R-значения определяют при стандартной средней температуре (около 24 °C / 75 °F). Некоторые материалы, особенно насыпные и вспененные, теряют или набирают сопротивление при температурных extremes, а также со временем при старении и осадке.
- Следите за направлением U-значения. Читая U-значения, помните: чем меньше, тем лучше — ровно наоборот по сравнению с R. Если в спецификации указано U-значение, обратные величины из этого калькулятора помогут его проверить.
- Единицы обязательны. Голое «R-5» в европейском документе почти наверняка означает 5 m²·K/W (≈ R-28 в US), а не 5 ft²·°F·h/BTU. Перед сравнением всегда уточняйте систему единиц.
Если вы работаете с тепловыми и климатическими расчётами, вам могут пригодиться наши калькулятор индекса жары, калькулятор точки росы и калькулятор охлаждения ветром — они пригодятся в смежных задачах отопления, вентиляции и погодного анализа.
Часто задаваемые вопросы
Как перевести R-значение вручную, без калькулятора?
Умножьте американское R-значение на 0,176, чтобы получить m²·K/W, либо разделите метрическое значение на 0,176 (то есть умножьте его примерно на 5,68), чтобы перейти к американским единицам. Например, R-19 US: \(19 \times 0.176 = 3.35\) m²·K/W. Для быстрой прикидки в уме полезно запомнить, что метрическое R-значение — это примерно одна шестая американского, то есть R-30 US ≈ 5,3 m²·K/W.
Какое R-значение считается хорошим для стен, чердака и пола?
Для американских стен 2×4 стандартом является R-13…R-15; для стен 2×6 обычно используют R-19…R-21. Чердачным перекрытиям требуется R-30…R-49 в зависимости от климата (в более холодных регионах — больше), а полам над неотапливаемыми помещениями — часто R-19…R-30. В метрических единицах это примерно 2,3–3,7 m²·K/W для стен и 5,3–8,6 m²·K/W для чердака. Обязательно сверяйтесь с местными строительными нормами: требования различаются по климатическим зонам.
Почему американское R-значение примерно в 5,7 раза больше метрического?
Обе системы измеряют одну и ту же физическую величину, но в разных базовых единицах. Один ft²·°F·h/BTU равен точно 0,176110 m²·K/W — это следует из определения BTU (1 BTU = 1055,05585262 Дж), а также из соотношений квадратных футов и квадратных метров, градусов Фаренгейта и кельвинов. Поэтому R-13 в US — это всего 2,29 m²·K/W: числа разные, а теплоизоляция одинаковая.
Можно ли складывать R-значения и как объединять U-значения?
R-значения последовательных слоёв просто складываются: плита R-13 плюс пенопластовая плита R-5 дают в сумме R-18. U-значения напрямую складывать нельзя — сначала каждое из них нужно перевести в R-значение, затем просуммировать и взять обратную величину. Например, слои с U = 0,5 и U = 0,2 дают R = 2 + 5 = 7, то есть суммарное U составит около 0,143 W/(m²·K). Поэтому расчёты многослойных конструкций обычно ведут в R-значениях.
R-5 на европейском товаре — это то же самое, что R-5 на американском?
Нет, и путаница между ними — одна из самых частых ошибок. Голое «R-5» в европейском или международном документе почти всегда означает 5 m²·K/W, что соответствует примерно R-28 в американских единицах — совершенно другой уровень теплоизоляции. Прежде чем сравнивать товары, нормы или сметы из разных регионов, выясните, в какой системе единиц указано число, и переведите его.
Чем R-значение отличается от U-значения и что из них лучше?
Это взаимно обратные величины, описывающие одно и то же с противоположных сторон: R-значение измеряет сопротивление теплопереносу (чем больше, тем лучше), а U-значение — теплопередачу, то есть тепло, которое реально проходит сквозь конструкцию (чем меньше, тем лучше). В Европе и у производителей окон приняты U-значения, в Северной Америке — R-значения. Если в спецификации указано U = 0,25 W/(m²·K), эквивалентное R-значение — \(1/0.25 = 4\) m²·K/W ≈ R-23 US.
Почему реальная эффективность стены ниже, чем R-значение на упаковке?
Значение на маркировке описывает только сам утеплитель, тогда как в реальной конструкции есть стойки, гвозди, надпроёмные балки и щели, через которые тепло уходит быстрее, — это явление называется мостиками холода. Стена 2×4, заполненная утеплителем R-13, в целом часто работает ближе к R-9…R-11. Для точного энергетического моделирования ищите значения R для конструкции целиком либо используйте метод параллельных путей теплопереноса, а не полагайтесь на цифру с упаковки.