Hệ số U ETFE cho biết mức truyền nhiệt tổng thể qua một cấu tạo khi có chênh lệch nhiệt độ giữa hai phía. U-value càng thấp thì khả năng cản truyền nhiệt càng tốt. Màng ETFE đơn gần như chủ yếu tạo lớp bao che; đệm khí hai, ba hoặc bốn lớp tạo thêm khoang không khí nên thường giảm U-value. Con số thiết kế phải lấy từ đúng cấu hình, kích thước panel, điều kiện biên và phương pháp tính/thử được dự án chấp thuận.
U-value là gì và đọc đơn vị thế nào?
U-value thường có đơn vị W/m²K. Ví dụ U = 2,0 W/m²K nghĩa là với mỗi mét vuông cấu tạo và mỗi 1 K chênh lệch nhiệt độ, dòng nhiệt truyền qua ở trạng thái quy ước là 2,0 W. Đây là đại lượng của toàn bộ cấu tạo, không chỉ của riêng lớp film mỏng.
Trong đánh giá tải lạnh hoặc tải sưởi sơ bộ, truyền nhiệt dẫn qua mái có thể hình dung theo quan hệ Q = U × A × ΔT. Tuy nhiên tải thực tế còn có bức xạ mặt trời, trao đổi bức xạ, lọt khí, cầu nhiệt, hình học và chế độ vận hành. Vì vậy không nên dùng U-value như một con số duy nhất để kết luận tiện nghi.
Màng đơn và đệm khí khác nhau ra sao?
| Cấu hình | Cơ chế nhiệt chính | Phù hợp khi | Điểm cần kiểm tra |
|---|---|---|---|
| Màng ETFE đơn | Film rất mỏng, gần như không tạo lớp cách nhiệt đáng kể | Mái che mở, không gian bán ngoài trời, ưu tiên nhẹ và truyền sáng | Gió, lực căng, ngưng tụ và điều kiện không gian bên dưới |
| Đệm hai lớp | Một khoang khí làm tăng điện trở nhiệt | Cần cải thiện so với màng đơn nhưng mức cách nhiệt vừa phải | Chiều dày khoang, áp suất, cầu nhiệt tại biên |
| Đệm ba lớp | Hai khoang khí, giảm truyền nhiệt tốt hơn | Không gian kín cần kiểm soát nhiệt chặt hơn | Vận hành cấp khí, frit, tải và cấu tạo profile |
| Đệm bốn lớp | Ba khoang khí, tiềm năng U-value thấp hơn | Mục tiêu nhiệt cao và cấu hình được kỹ sư tối ưu | Chi phí, độ phức tạp, quang học và bảo trì |
Giá trị tham khảo không phải giới hạn thiết kế
Tài liệu hệ ETFE của Architen Landrell công bố các giá trị tham khảo khoảng 2,9 W/m²K cho đệm hai lớp, 1,8 W/m²K cho ba lớp và 1,4 W/m²K cho bốn lớp. Tài liệu của Birdair nêu mức điển hình khoảng 5,7 W/m²K cho màng đơn, 2,9 W/m²K cho hai lớp và 1,9 W/m²K cho ba lớp.
Các dãy số này cho thấy xu hướng giảm U-value khi tăng số khoang khí, nhưng không nên sao chép trực tiếp vào hồ sơ mời thầu. Chênh lệch giữa nhà cung cấp có thể đến từ phương pháp tính, điều kiện biên, lớp film, kích thước khoang, profile và cách tính cầu nhiệt.
Sáu biến số làm thay đổi hệ số U ETFE
- Số lớp và số khoang khí: thêm khoang khí thường tăng điện trở nhiệt.
- Chiều dày và hình học đệm: khoang quá mỏng hoặc quá sâu có cơ chế đối lưu khác nhau.
- Áp suất vận hành: ảnh hưởng hình học, khoảng cách lớp và độ ổn định của đệm.
- Profile biên và kết cấu đỡ: nhôm và thép có thể tạo cầu nhiệt đáng kể.
- Film, frit và lớp phủ: tác động đồng thời đến quang học, hấp thụ bức xạ và bề mặt trao đổi nhiệt.
- Điều kiện tính hoặc thử: nhiệt độ, vận tốc không khí, hướng dòng nhiệt và cách quy đổi ảnh hưởng kết quả.
U-value không thay thế solar factor
U-value mô tả truyền nhiệt do chênh lệch nhiệt độ; hệ số g hoặc solar factor mô tả phần năng lượng mặt trời đi vào không gian. Một mái có U-value thấp vẫn có thể tạo tải lạnh lớn nếu truyền bức xạ mặt trời cao. Ngược lại, giảm solar gain quá mạnh có thể làm mất lợi thế daylight. Cấu hình ETFE cần được xem cùng độ truyền sáng, frit, hướng nắng và chiến lược che nắng.
Cách ghi yêu cầu U-value trong hồ sơ
- Ghi rõ U-value tối đa và đơn vị W/m²K.
- Xác định giá trị áp cho vùng giữa panel hay toàn bộ hệ bao gồm profile/cầu nhiệt.
- Nêu phương pháp tính hoặc thử và điều kiện biên được chấp thuận.
- Yêu cầu nhà cung cấp gửi cấu hình số lớp, khoang khí, film, frit và profile tương ứng.
- Đối chiếu với mô hình năng lượng và tải lạnh của toàn công trình.
- Kiểm tra thay đổi cấu hình sau value engineering có làm thay đổi U, g-value và truyền sáng hay không.
Khi nào chọn màng đơn, khi nào chọn đệm khí?
Màng đơn phù hợp hơn với mái che mở hoặc không gian bán ngoài trời, nơi mục tiêu chính là nhẹ, che mưa và tạo hình. Đệm khí phù hợp với không gian kín cần tiện nghi nhiệt, nhưng đòi hỏi hệ cấp khí, giám sát áp suất và kế hoạch bảo trì. Quyết định nên dựa trên mô phỏng năng lượng, khí hậu, công năng và chi phí vòng đời thay vì chỉ so số lớp.
Bài kiểm soát nhiệt ETFE trình bày rộng hơn về solar gain, frit, hình học và vận hành; bài này tập trung vào cách đọc U-value.
Liên hệ tư vấn cấu hình ETFE
Gửi diện tích mái, mặt cắt, công năng, điều kiện điều hòa và mục tiêu U-value để Toàn Phát cùng nhóm thiết kế rà soát cấu hình màng đơn hoặc đệm khí. Giá trị cuối phải được kỹ sư dự án xác nhận trên đúng hệ vật liệu và phương pháp tính/thử được phê duyệt.
