🧱 열관류율 (U-Value) 계산기

다층 벽체나 표면의 종합적인 열 전달 계수(열관류율, U-Value)를 계산합니다.

Inputs

실내 열전달 계수 (h_i)

실외 열전달 계수 (h_o)

Layer 1

층 1 열전도율 (k₁)

층 1 두께 (d₁)

Layer 2

층 2 열전도율 (k₂)

층 2 두께 (d₂)

Results

열관류율 (U-Value)

0.000W/m²·K

총 열저항 (R_t)

0.000(m²·K)/W

벽체 열 프로파일

계산기 설명

열관류율(U-Value)은 벽·지붕·바닥 등 건축 외피나 열교환기 벽을 통해 단위 면적·단위 온도차당 전달되는 열량입니다. 값이 작을수록 단열 성능이 우수합니다. 총 열저항 R_t의 역수로 정의됩니다.

이 계산기가 구하는 것

각 층의 두께 d와 열전도율 k, 그리고 안팎 대류 열전달 계수 h_i, h_o를 입력하면 다층 벽의 총 열저항 R_t와 열관류율 U를 계산합니다.

왜 필요한가

건물 에너지 효율·단열 설계 및 법규(U값) 적합성
냉난방 부하 및 에너지 비용 산정
열교환기 벽면 전열 설계

계산 공식

열관류율 및 열저항

각 층의 전도 열저항(d/k)이 직렬로 더해지고, 양면의 대류 저항(1/h)이 추가됩니다. 전체 저항의 역수가 U값입니다.

R_t = \dfrac{1}{h_i} + \dfrac{d_1}{k_1} + \dfrac{d_2}{k_2} + \cdots + \dfrac{1}{h_o}

U = \dfrac{1}{R_t}

R_t — 총 열저항 [m²·K/W 또는 h·ft²·°F/Btu]
U — 열관류율 [W/(m²·K) 또는 Btu/(h·ft²·°F)]
h — 대류 열전달 계수 [W/(m²·K)]
k — 재질 열전도율 [W/(m·K)]
d — 재질 두께 [m]

식의 의미 (어떻게 구하나)

열전도율 k가 작을수록(단열재), 두께 d가 클수록 해당 층 저항이 커져 U는 작아집니다.
대류 계수 h가 크면(강제 송풍) 표면 저항 1/h가 작아져 전체 U에 덜 영향을 줍니다.
U는 R_t의 역수이므로, 저항을 아무리 크게해도 U는 0에만 가까워지지 0이 되지는 않습니다.

계산 예시

콘크리트 100 mm(k=1.7), 단열재 50 mm(k=0.04), h_i=8, h_o=20 W/(m²·K)인 벽이면: R_t = 1/8 + 0.1/1.7 + 0.05/0.04 + 1/20 ≈ 0.125 + 0.059 + 1.25 + 0.05 = 1.484 m²·K/W, 따라서 U ≈ 0.67 W/(m²·K)입니다.

유용한 팁

실무 팁

단열 성능을 크게 높이려면 가장 작은 k를 가진 층의 두께를 늘리세요(수익이 큼).
실제 시공에서는 열교(bridge)와 공기층·표면 오염을 고려해 설계값보다 약간 높게 잡으세요.
정지 공기층은 복사·대류를 포함한 등가 저항으로 다루세요.

한계와 주의사항

본 모델은 1차원 정상상태 전도를 가정하며, 습기·풍속·복사 변화에는 보정이 필요합니다.
h 값은 표면 상태·유체 속도에 따라 크게 달라지므로 신뢰할 수 있는 값을 쓰세요.