图片来源:Martin Holladay
能源书呆子的更多思考
在美国销售的大多数新窗户上都有类似的NFRC标签，在左上角的盒子里有一个标有“u系数”的数字。对于许多房主和建筑商来说，看到这个贴纸代表着他们第一次接触到u因子。
一旦人们知道窗户有u系数，他们可能就会知道墙壁和天花板也可能有u系数。在这一点上，困惑可能开始。
是u因子，不是u值
u因子字面上是一个因子——它是一个涉及乘法的数学公式的一部分。(我们都记得七年级的因子，对吧?)这是著名的热量损失公式的一部分，建筑商使用它来确定通过地板、屋顶和墙壁的传输损失:
Q = a•Δt•u
换句话说，通过建筑组件的热流速率(单位:Btu/h)等于组件的面积(单位:ft²)乘以ΔT(单位:F°)乘以u因子(单位:Btu/ft²•hr•F°)。
Delta-T (ΔT)是室外温度与室内温度之差。例如，如果室外温度是20华氏度，室内温度是70华氏度，那么delta-T是50华氏度。
简而言之，发明u因子是为了使这个公式适用于我们在美国使用的特殊的英制(或英制)单位。u因子是你必须用来乘以某个乘积(面积乘以t)的数字，以得到我们感兴趣的值:Q，或热流速率，单位为Btu/h。
这个方程中的u因子不是常数。的u值各不相同。对于具有厚保温层的建筑组件，u因子将相对较低(导致通过组件的低热流率)，而对于具有薄保温层的建筑组件，u因子将相对较高(导致……)
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22日评论
马丁
一弗隆有多少个U因数?
u因子的辐射分量
有用的帖子。谢谢。有一个领域值得深入思考——美国vs .欧洲的室外温度选择。正如你所说，美国产品的测试温度比欧洲产品要低。我熟悉对隔热性能的影响，这可能也适用于窗户。
u因子有一个辐射分量。辐射通量不取决于温差，而是绝对温度的四次方差。这意味着，对于相同的δ T，任何δ T下的辐射通量在低温下都要小于高温下的辐射通量，-10°C至10°C之间的辐射通量比0°C至20°C之间的辐射通量低约11%。
例如，由于辐射通量较低，随着温度越来越低(直到其他对流因素开始发挥作用)，隔热效果会越来越好。在一侧进行低温测试的绝缘产品看起来会更好，因为它包含了低温低通量部分。没有假人，那些美国人。
比我更懂行的人必须衡量窗户的辐射和对流系数。
——比尔·罗斯
如果我都明白了
如果我的理解是正确的，人们不能肯定地说U.20的窗户会胜过U.21的窗户——这取决于你的气候。
回复Jon R
乔恩,
在任何气候区，U-0.20窗口(NFRC额定)将优于U-0.21窗口(NFRC额定)，因为这两个窗口是根据相同的标准进行测试的。U-0.20窗口的换热速率低于U-0.21窗口的换热速率。
窗玻璃之间有理想的空气间隙
我想多了解一下窗玻璃之间的理想空气间隙。我计划在我正在建造的新房子中使用新的Cascadia(来自B.C.)被动式房屋认证的玻璃纤维窗户。他们提到为了达到被动式房屋的标准，他们必须改变的一件事是将玻璃窗格分开得更远。
我不是在建造被动式房屋，但我想为我的气候区选择最有效的选择……标准三层玻璃的总密封单元宽度为1.6英寸，被动式房屋的证书为1.73英寸。有人有什么想法吗?他们在欧洲的业务范围有多广?
对Scott Benson的回应
斯科特,
简单的答案是:在美国，最佳的间隔是1/2英寸(12.7毫米)。在欧洲，最佳的间隔是11/16英寸(18毫米)。
也就是说，在美国并不是所有的窗户都有一个最佳的间隙。对于氩气填充玻璃单元，玻璃层之间的最佳空间是1/2英寸，导致三层玻璃单元厚度为1 3/8到1 1/2英寸。由于较厚的玻璃单元很难整合到易于管理的窗框中，一些窗户制造商推广厚度为7/8英寸的三层玻璃单元。这种薄缝隙的玻璃单元在氪气中比在氩气中表现更好。然而，由于氪的成本高于氩气，一些窗户制造商只提供氩气，即使在他们的薄玻璃单元;购者自慎。
很难设计一个双悬挂或滑动窗，容纳全厚度(1 3/8英寸或1 1/2英寸)三层玻璃。许多对窗户性能感兴趣的制造商更喜欢坚持全层三层玻璃，因此只提供三层玻璃用于窗扇、遮阳篷或固定窗。那些寻找三层玻璃双挂的人往往不得不接受一种折衷的产品，只有薄的(7/8”或1”)三层玻璃。只要施工人员记得指定氪气，而不是氩气，这样的薄玻璃单元可以表现良好。
有关此主题的详细信息，请参见假定的欧洲优越感综合症．
回复Bill Rose(评论#2)
比尔,
谢谢你的意见。
我没有资格评论你关于u因子辐射分量的观点。但在我看来，窗口u因子评级的主要目的是允许设计师和建筑商比较可用的产品。虽然在低温下测试可能会使“美国”u系数看起来比“欧洲”u系数更好，但这个问题与美国购物者选择nfrc级窗户无关。所有美国购物者想知道的是窗口A的u系数比窗口b高还是低。美国购物者很少有兴趣知道窗口A(由NFRC系统评定)的u系数比窗口X(由德国实验室评定)高还是低。
在目前的系统下，围绕跨大西洋窗户性能比较的问题是无法解决的——除非欧洲制造商选择让他们的窗户接受NFRC评级，这是昂贵的。
回复Bill Rose(评论#2)
在高性能窗户中，在玻璃之间的每个空间至少有一个表面上有低e涂层，玻璃之间通过辐射的热传递比通过填充气体的热传递小得多。所以u因子的温度依赖性主要取决于气体传热的温度依赖性，辐射换热的温度依赖性不太重要。
房间和内部玻璃面板之间的辐射传热仍然是决定u值的一个因素，但如果空间是有条件的，那里的温度就不太重要了。
最佳间距(斯科特，5号和马丁)
马丁正确地回答了斯科特的问题，但他的回答可能有点令人困惑。为什么不同的间隔可能是最佳的，原因有二。一个人会试图在一个特定的评级系统中获得最好的分数。另一个是在你的气候条件下获得最佳性能。在Scott的案例中，NFRC选择的温度等级与他的气候很匹配，1/2英寸的间隙是氩气的一个很好的选择。但在气候温和的北美，欧洲的评级温度将更具有代表性，实际性能将非常好与更大的间距。
对于那些想要试验温度和窗格间距对u系数影响的读者来说，免费的LBNL“Window”软件很有用。https://windows.lbl.gov/software/window/window.html
但对于大多数人来说，重点是确保比较苹果和苹果，或者橙子和橙子，而不是太担心哪个系统更适合他们的地区，马丁在评论#7中解释道。
u因子和u值
很好的概述，马丁。我不太明白为什么把重点放在"因素"和。“价值”。
不管怎样，它只是代入方程的一部分。称它为因子在数学上是正确的，因为“因子”意味着方程的一部分与其他部分相乘。“值”应该是指一个方程的结果。方程也可以写成Q/(A•ΔT)=U。在这种情况下，U是一个值。在第一种情况下，U也是一个变量。直到它被一个数字取代;那么它就是一个数字。
对Michael Maines的回应
迈克尔,
你误解了我的观点——或许是我没有说清楚。当然，你是对的，u因子既是一个值，也是一个数字。我的观点与术语的名称有关——为了清晰起见，名称应该是一致的。
很多特定的数字和值都有名字:r值，u因子，t。每一个都应该有一个一致的名称，这样我们都知道我们在谈论什么。
在一些建筑商开始谈论“u值”之前，“u因子”已经确立了几十年，显然是因为他们熟悉一个相关的术语“r值”。但“u值”是用词不当。我只是想在命名上保持一致。
仅仅因为许多建造者谈论“套”和“EFIS”并不意味着我们应该放弃提醒读者正确的术语是“套”和“EIFS”。
如今，大多数受过教育的人在提到欧洲记录的温度时，会说“摄氏度”而不是“摄氏度”。“摄氏度”是首选术语;“u因子”也是如此。
很好
我通常是那个主张术语精确的人，所以我基本上只是在搅乱事情。我当然为经常使用“u值”这个术语而感到内疚，而没有考虑它。我将继续使用u因子。
回复Jon R
乔恩,
虽然NFRC的u因子仅在0°F时准确，但在较冷或较热的室外温度下u因子略有不同的事实并不那么重要。没有人期望天气是恒定的，u系数是恒定的，但我们仍然设法设计建筑物，居住在其中，并为其供暖。
额定与实际
与绝缘一样，重要的是要注意，在某些其他条件下，额定系数/值和实际系数/值会有所不同。例如，在某些温度下，R5额定EPS将优于R5.1额定polyiso。但R5.1实际性能优于R5实际性能。
适用于窗户——在你的气候条件下，u21等级的窗户可能比u20等级的窗户性能更好。
对Antonis Antoniou的回应
Antonis,
关于u值和u因子的争论可能已经不值得再争论了。当NFRC建立他们的标签项目时，他们讨论了这个问题，并同意了“u因子”。
当然，当涉及到术语和行话时，英国的惯例通常与美国的完全不同
我坚持我在评论#4中的声明。如果你比较两个根据NFRC协议评定的窗口，U-0.20窗口总是比U-0.21窗口表现更好(传热率更低)。
这并不意味着U-0.20窗口是可以想象的最佳窗口。这也不意味着U-0.20窗口已经针对所有室外温度进行了优化。这也并不意味着欧洲窗口的表现不会更好。
马丁·霍拉迪的回应
马丁，如果下面的说法是正确的，那么我不明白你怎么能坚持你在评论#4中的说法。
请考虑下面的例子。
如果窗口a在0华氏度时u系数为0.2，在32华氏度时u系数为0.25，而窗口B在0华氏度时u系数为0.21，在32华氏度时u系数为0.24，那么在低温不低于0华氏度的气候条件下，窗口B将比窗口a表现更好，尽管在NFRC测试条件下，窗口a将优于窗口B。
我遗漏了什么吗?
回复马丁·霍拉迪
马丁，在两点上我不同意你的看法。
首先是术语。我唯一见过的术语是u值。假设我不是ME，我可能错了，但我的父亲是ME，他使用u值，从来没有听说过u因子。这可能是因为英国的术语与美国不同，但我对此表示怀疑。此外，韦氏词典列出了u值，但没有u因子，所以我假设更多的人熟悉这个术语，作为一名工程师，我认为值这个词比因子更合适，因子是你用来在单位之间转换或两个其他值之间的比率的常数值(至少在电气工程领域)。无论如何，我认为只要大家都明白我们在讨论热透过率，这个问题就没有意义了。
第二点分歧是你在你的#4评论中所做的陈述，因为它完全与你在博客文章中所说的内容相矛盾。如果一个NFRC评级窗口的u系数比另一个低，这并不意味着它在所有情况下都会表现得更好。举例来说，欧洲窗户的额定温度为32华氏度(0C)，并被设计成在这些条件下工作得更好，而在这些条件下，即使欧洲窗户在NFRC条件下测试有更高的u值，美国窗户也不会做得很好。
对Antonis Antoniou的回应
Antonis,
我说的是两扇窗户，它们都符合美国联邦财务报告委员会的标准。如果两个窗户都被NFRC评定，在华氏O度时表现更好的窗户在华氏32度时也会表现更好。
这并不意味着IGU不能在32华氏度下表现得更好——它可以通过增加窗格之间的空间来实现。但我们讨论的是另一个窗口。
你提出了两个不存在的窗口——比如说独角兽和狮鹫。
马丁·霍拉迪的回应
马丁，虽然我想象的窗口可能不是真的，但我使用的值应该能说明我的观点。既然不是，我就再试一次。
如果你有一个NFRC评级的窗户(A)，你增加玻璃之间的空间，你会得到一个窗户(B)。与原来的窗户(A)相比，窗户B的性能在32度时是否会增加?
它在0F时的性能如何?它会比原来的A减少还是增加?
对Antonis Antoniou的回应
Antonis,
这是我的基本观点:如果你比较两扇美国窗户，它们都是由NFRC评级的，窗户A的u系数比窗户B低(更好)，当你改变室外温度时，它们的性能会同步变化。随着室外温度的下降或上升，窗口A的性能总是优于窗口B。
类似地，如果比较欧洲评定的两扇窗户，如果窗口X的u系数比窗口Y低，那么随着室外温度的下降或上升，窗口X的表现总是比窗口Y好。
下面的草图意在说明这一点;我并没有说曲线的形状是准确的，只是说这幅图没有欺骗地说明了我的原理。据我所知，代表美国窗户的两条曲线(黑色和绿色曲线)是连续移动的，代表欧洲窗户的两条曲线(橙色和蓝色曲线)也是如此。
我在文章中提出的观点——比较大西洋两岸的u因子是困难的——可以通过以下事实来说明:两条美国曲线在0°F时的最佳性能得到了优化，而两条欧洲曲线在32°F时的最佳性能得到了优化。
马丁和安东尼斯
看起来你们俩在生理上已经达成一致了。唯一的分歧是您想要考虑的场景范围。安东尼斯正在考虑一种情况，即一些宽间距的窗户具有NFRC评级。如果美国制造商将其作为定制选项，或者欧洲制造商的产品获得NFRC评级，就可能发生这种情况。所以我同意安东尼斯的观点，这是可能的，尽管我也同意马丁的观点，这并不常见，也不太可能是一个重要的考虑因素
考虑到有很多
考虑到有许多设计权衡(填充、间距、涂料、窗格、框架等)会影响评级，我预计(但无法证明)两个NFRC评级的评级相似但设计显著不同的窗户会产生交叉线。
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