Tính U-Value hoặc R-Value của Tường/mái

Hiệu suất nhiệt của lớp vỏ bao che tòa nhà

Vỏ bao che tòa nhà là phần bên ngoài, đóng vai trò như một lớp bảo vệ toàn diện chống lại các yếu tố thời tiết khắc nghiệt, gió mạnh và ánh nắng mặt trời, đồng thời giúp duy trì nhiệt độ ổn định bên trong. Về mặt kỹ thuật, lớp vỏ này là một hệ thống tích hợp nhiều thành phần: kết cấu chịu lực, lớp kiểm soát độ ẩm, kiểm soát nhiệt độ, và áp suất không khí. Các thành phần này được kết hợp thành một chiến lược thiết kế tổng thể nhằm tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng của tòa nhà.

Vỏ bao che có vai trò quan trọng trong thiết kế hạ tầng, tạo ra rào cản giữa môi trường bên trong và bên ngoài. Một rào cản hiệu quả sẽ chống chịu tốt trước gió, nước, nhiệt, ánh sáng và tiếng ồn, đồng thời thích nghi được với các điều kiện khí hậu đa dạng. Vỏ bao che được cấu thành từ các vật liệu như kính, gỗ, vách thạch cao, gỗ dán và nhiều vật liệu khác. Các vật liệu này được sắp xếp thành các lớp composite, mỗi lớp có đặc tính nhiệt riêng biệt cần cân nhắc kỹ lưỡng khi thiết kế để tối đa hóa hiệu quả năng lượng của công trình.

Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu (k-value hoặc λ -value) là gì ?

Tính chất nhiệt của vật liệu xây dựng được đánh giá bằng cách xác định độ dẫn nhiệt của sản phẩm hoặc vật liệu xây dựng. Độ dẫn nhiệt liên quan trực tiếp đến khả năng truyền nhiệt hiệu quả của vật liệu. Hệ số dẫn nhiệt hoặc giá trị lambda, còn được gọi là ‘k-value’ hoặc ‘λ-value’, là khả năng dẫn nhiệt của sản phẩm hoặc vật liệu có đơn vị là W/m.K. Độ dẫn nhiệt cao có nghĩa là nhiệt truyền qua vật liệu sẽ diễn ra ở tốc độ cao hơn; Hệ số dẫn nhiệt cũng phụ thuộc vào bản chất của vật liệu và nhiệt độ xác định. Theo tiêu chuẩn TCVN 13103:2020 (ISO 10456:2007), giá trị hệ số dẫn nhiệt công bố của vật liệu được xác định dựa trên các điều kiện tham chiếu về nhiệt độ và độ ẩm. Cụ thể, tiêu chuẩn này quy định hai tập hợp điều kiện tham chiếu:

• Điều kiện I: Nhiệt độ tham chiếu 10°C.
• Điều kiện II: Nhiệt độ tham chiếu 23°C.

Đối với khí hậu nhiệt đới ẩm như ở Việt Nam, nhiệt độ môi trường thường cao hơn, việc lựa chọn tập hợp điều kiện tham chiếu II (nhiệt độ 23°C) để tính toán đánh giá sự phù hợp với yêu cầu tổng nhiệt trở kết cấu tường mái theo QCVN 09:2017/BXD. Tuy nhiên, để đảm bảo tính chính xác và phù hợp với điều kiện thực tế, nên thực hiện các phép đo và điều chỉnh hệ số dẫn nhiệt theo các điều kiện nhiệt độ và độ ẩm của từng vùng khí hậu cụ thể tại Việt Nam. Điều này giúp đảm bảo rằng các giá trị công bố phản ánh đúng hiệu suất nhiệt của vật liệu trong môi trường sử dụng thực tế.

Nhiệt trở (R-value) là gì ?

R-value của vật liệu hoặc sản phẩm là giá trị nhiệt trở thường được sử dụng trong xây dựng để đo lường khả năng cách nhiệt. Giá trị R này không chỉ phụ thuộc vào hệ số dẫn nhiệt của vật liệu (k-value hoặc λ-value) mà còn tính đến độ dày thực tế của vật liệu. Việc đạt được giá trị R cao với độ dày tối thiểu là yếu tố quan trọng để giảm lượng vật liệu sử dụng, giúp xây dựng các tòa nhà tiết kiệm năng lượng hiệu quả hơn.

R-value đo lường khả năng cách nhiệt của vật liệu xây dựng, có đơn vị là m²K/W. Đây là yếu tố quan trọng để xác định mức độ hiệu quả của vật liệu trong việc ngăn nhiệt truyền qua. Giá trị R càng cao thì hiệu quả giữ nhiệt trong không gian của vật liệu cách nhiệt càng cao, dẫn đến hiệu quả năng lượng và sự thoải mái của người sử dụng được nâng cao.

R-value của từng thành phần vật liệu trong một kết cấu xây dựng như tường/mái trở nên quan trọng khi lựa chọn vật liệu cách nhiệt sử dụng và khi tính toán U-value.

Độ truyền nhiệt (U-value) là gì ?

U-value  là một thông số nhiệt quan trọng để đánh giá khả năng cách nhiệt của toàn bộ thành phần trong tòa nhà, chẳng hạn như tường, mái hoặc sàn, thay vì chỉ dựa vào các đặc tính riêng lẻ của vật liệu. U-value của một kết cấu có thể được tính toán từ tổng các nhiệt trở ( R-value tính bằng m²K/W) của các lớp tạo nên kết cấu đó cộng với nhiệt trở bề mặt bên trong và bên ngoài (R_i và R_o). Để tính giá trị U của kết cấu xây dựng, R-value của từng thành phần tạo nên kết cấu đó sẽ được xem xét.

Phương pháp tính toán U-value (tính bằng W/m²K) để chứng minh sự phù hợp với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Công trình sử dụng năng lượng hiệu quả được xác định theo TCVN 13101:2020 (ISO 6946:2017).

Yêu cầu trong Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả

Điều 2.1.2 – QCVN 09:2017/BXD Yêu cầu về tổng nhiệt trở R₀ của phần không xuyên sáng đối với tường bao che bên ngoài và mái công trình:

• Tường bao ngoài công trình trên mặt đất (phần tường không xuyên sáng) của không gian có điều hòa không khí phải có giá trị tổng nhiệt trở nhỏ nhất R_0.min không nhỏ hơn 0,56 m²K/W;
• Kết cấu mái bằng và mái có độ dốc dưới 15⁰ nằm trực tiếp trên không gian có điều hòa không khí phải có giá trị tổng nhiệt trở R_0.min không nhỏ hơn 1,00 m²K/W.
  • CHÚ THÍCH:
    • Mái bằng vật liệu phản xạ: có thể sử dụng trị số nhiệt trở R_0,min nhân với hệ số 0,80 đối với mái được thiết kế bằng vật liệu phản xạ có độ phản xạ trong khoảng 0,70÷0,75 nhằm làm tăng độ phản xạ của bề mặt mái bên ngoài;
    • Mái có độ dốc từ 15⁰ trở lên: có thể xác định tổng nhiệt trở tối thiểu của mái bằng cách nhân các trị số R_0.min với hệ số 0,85;
    • Các trường hợp kết cấu mái không phải tuân thủ mục 2.1.2: hơn 90 % bề mặt mái được che chắn bằng một lớp kết cấu che nắng cố định có thông gió. Lớp kết cấu che nắng phải cách bề mặt mái ít nhất 0,3 m thì mới được xem như là có thông gió giữa lớp mái và lớp che nắng cho mái (mái 2 lớp có tầng không khí đối lưu ở giữa).

Để có thêm thông tin chi tiết về đặc tính nhiệt của Vật liệu xây dựng, vui lòng liên hệ với Phòng thử nghiệm Tiết kiệm năng lượng – Trung tâm Thiết bị, Môi trường và An toàn Lao động – Viện Vật liệu Xây dựng để được hỗ trợ.

Liên hệ: Trung tâm Thiết bị, Môi trường và An toàn lao động
Địa chỉ: 235 Đường Nguyễn Trãi – Thanh Xuân – Hà Nội
Điện thoại: 024.8582217 (102)
Fax: 024.38581112
Mobile: 0912.181.479 hoặc 0915.502.834
Email: thietbimoitruong@vibm.vn; tamnt.tbmt@gmail.com; lecaochien@gmail.com
Website: https://vibm.vn