สะพานความร้อนหรือเรียกอีกอย่างว่าสะพาน ความ เย็นสะพานความร้อนหรือทางเลี่ยงความร้อนคือบริเวณหรือส่วนประกอบของวัตถุที่มีค่าการนำความร้อน สูง กว่าวัสดุโดยรอบ^{[ 1 ]}ทำให้เกิดเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุดสำหรับ การ ถ่ายเทความร้อน^{[ 2 ]}สะพานความร้อนส่งผลให้ความต้านทานความร้อน โดยรวมของวัตถุลดลง คำนี้มักถูกกล่าวถึงในบริบทของ เปลือกหุ้มความร้อนของอาคารซึ่งสะพานความร้อนส่งผลให้เกิดการถ่ายเทความร้อนเข้าหรือออกจากพื้นที่ปรับอากาศ

สะพานความร้อนในอาคารอาจส่งผลกระทบต่อปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการทำความร้อนและทำความเย็นในพื้นที่ ทำให้เกิดการควบแน่น (ความชื้น) ภายในโครงสร้างอาคาร^{[ 3 ]}และส่งผลให้เกิดความไม่สบายทางความร้อน ในสภาพอากาศที่หนาวเย็น สะพานความร้อนอาจส่งผลให้เกิดการสูญเสียความร้อนเพิ่มเติมและต้องใช้พลังงานเพิ่มเติมเพื่อบรรเทา

มีกลยุทธ์หลายอย่างในการลดหรือป้องกันการถ่ายเทความร้อนผ่านโครงสร้าง เช่น การจำกัดจำนวนส่วนประกอบของอาคารที่ทอดข้ามจากพื้นที่ที่ไม่มีการปรับอากาศไปยังพื้นที่ที่มีการปรับอากาศ และการใช้ฉนวนกัน ความร้อนอย่างต่อเนื่อง เพื่อสร้างช่องว่างความร้อน

การถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้นผ่านกลไกสามอย่าง ได้แก่การพาความร้อนการแผ่รังสีและการนำความร้อน [ ^{4 ] สะพาน}ความร้อนเป็นตัวอย่างของการถ่ายเทความร้อนผ่านการนำความร้อน อัตราการถ่ายเทความร้อนขึ้นอยู่กับค่าการนำความร้อนของวัสดุและความแตกต่างของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นทั้งสองด้านของสะพานความร้อน เมื่อมีความแตกต่างของอุณหภูมิ การไหลของความร้อนจะไหลไปตามเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุดผ่านวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูงสุดและความต้านทานความร้อนต่ำที่สุด เส้นทางนี้เรียกว่าสะพานความร้อน^{[ 5 ]}การเกิดสะพานความร้อนหมายถึงสถานการณ์ในอาคารที่มีการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างภายนอกและภายในผ่านองค์ประกอบหนึ่งหรือมากกว่าที่มีค่าการนำความร้อนสูงกว่าส่วนที่เหลือของโครงสร้างอาคาร

การสำรวจอาคารเพื่อหาจุดถ่ายเทความร้อนทำได้โดยใช้เทอร์โมกราฟีอินฟราเรด แบบพาสซี ฟ (IRT) ตามมาตรฐานขององค์การมาตรฐานสากล (ISO) เทอร์โมกราฟีอินฟราเรดของอาคารสามารถแสดงสัญญาณความร้อนที่บ่งชี้ถึงการรั่วไหลของความร้อนได้ IRT ตรวจจับความผิดปกติทางความร้อนที่เชื่อมโยงกับการเคลื่อนที่ของของเหลวผ่านองค์ประกอบของอาคาร โดยเน้นให้เห็นถึงความแปรผันในคุณสมบัติทางความร้อนของวัสดุที่ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างมาก ผลกระทบ จากเงาตกกระทบซึ่งเป็นสถานการณ์ที่สภาพแวดล้อมโดยรอบทอดเงาลงบนด้านหน้าอาคาร อาจทำให้เกิดปัญหาด้านความแม่นยำในการวัดเนื่องจากการได้รับแสงแดดที่ไม่สม่ำเสมอของด้านหน้าอาคาร วิธีการวิเคราะห์ทางเลือกอื่นคือ การกรองแบบวนซ้ำ (Iterative Filtering: IF) สามารถนำมาใช้เพื่อแก้ปัญหานี้ได้

ในการตรวจสอบอาคารด้วยเทอร์โมกราฟิกทั้งหมด การตีความภาพความร้อนจะดำเนินการโดยผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับความเป็นอัตวิสัยและความเชี่ยวชาญของผู้ปฏิบัติงานในระดับสูง แนวทางการวิเคราะห์อัตโนมัติ เช่น เทคโนโลยีการสแกน ด้วยเลเซอร์สามารถให้ภาพความร้อนบน พื้นผิวแบบจำลอง CAD 3 มิติ และข้อมูลเมตริกสำหรับการวิเคราะห์เทอร์โมกราฟิก^{[ 6 ]}ข้อมูลอุณหภูมิพื้นผิวในแบบจำลอง 3 มิติ สามารถระบุและวัดความผิดปกติทางความร้อนของสะพานความร้อนและการรั่วไหลของฉนวนได้ นอกจากนี้ยังสามารถได้ภาพความร้อนผ่านการใช้ยานไร้คนขับ (UAV) โดยการรวมข้อมูลความร้อนจากกล้องและแพลตฟอร์มหลายตัว UAV ใช้กล้องอินฟราเรดเพื่อสร้างภาพสนามความร้อนของค่าอุณหภูมิที่บันทึกไว้ โดยแต่ละพิกเซลแสดงถึงพลังงานการแผ่รังสีที่ปล่อยออกมาจากพื้นผิวของอาคาร^{[ 7 ]}

โดยทั่วไปแล้ว คำว่า "สะพานความร้อน" มักใช้ในการอ้างอิงถึงเปลือกหุ้มความร้อนของอาคาร ซึ่งเป็นชั้นของระบบผนังอาคารที่ต้านทานการไหลของความร้อนระหว่างสภาพแวดล้อมภายในที่มีการควบคุมอุณหภูมิและสภาพแวดล้อมภายนอกที่ไม่ได้ควบคุมอุณหภูมิ ความร้อนจะถ่ายเทผ่านเปลือกหุ้มความร้อนของอาคารในอัตราที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ตลอดทั้งเปลือกหุ้ม การถ่ายเทความร้อนจะมากขึ้นในบริเวณที่เป็นสะพานความร้อนมากกว่าบริเวณที่มีฉนวนกันความร้อน เนื่องจากมีความต้านทานความร้อนน้อยกว่า^{[ 8 ]}ในฤดูหนาว เมื่ออุณหภูมิภายนอกโดยทั่วไปต่ำกว่าอุณหภูมิภายใน ความร้อนจะไหลออกไปด้านนอกและจะไหลผ่านสะพานความร้อนในอัตราที่สูงกว่า ในบริเวณที่เป็นสะพานความร้อน อุณหภูมิพื้นผิวด้านในของเปลือกหุ้มอาคารจะต่ำกว่าบริเวณโดยรอบ ในฤดูร้อน เมื่ออุณหภูมิภายนอกโดยทั่วไปสูงกว่าอุณหภูมิภายใน ความร้อนจะไหลเข้าด้านในและในอัตราที่สูงกว่าผ่านสะพานความร้อน^{[ 9 ]}ซึ่งทำให้เกิดการสูญเสียความร้อนในฤดูหนาวและการได้รับความร้อนในฤดูร้อนสำหรับพื้นที่ที่มีการควบคุมอุณหภูมิในอาคาร^{[ 10 ]}

แม้จะมีข้อกำหนดด้านฉนวนที่ระบุไว้ในข้อบังคับระดับชาติต่างๆ แต่การถ่ายเทความร้อนผ่านโครงสร้างอาคารยังคงเป็นจุดอ่อนในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง ยิ่งไปกว่านั้น ในหลายประเทศ แนวทางการออกแบบอาคารใช้การวัดฉนวนเพียงบางส่วนตามที่ข้อบังคับกำหนดไว้^{[ 11 ]}ส่งผลให้การสูญเสียความร้อนในทางปฏิบัติมีมากกว่าที่คาดการณ์ไว้ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ

โดยทั่วไปแล้ว การประกอบ เช่น ผนังภายนอกหรือฝ้าเพดานฉนวน จะถูกจำแนกตามค่าU-factorในหน่วย W/m² ^· K ซึ่งสะท้อนถึงอัตราการถ่ายเทความร้อนโดยรวมต่อหน่วยพื้นที่สำหรับวัสดุทั้งหมดภายในการประกอบ ไม่ใช่เฉพาะชั้นฉนวนเท่านั้น การถ่ายเทความร้อนผ่านสะพานความร้อนจะลดความต้านทานความร้อนโดยรวมของการประกอบ ส่งผลให้ค่า U-factor เพิ่มขึ้น^{[ 12 ]}

สะพานความร้อนสามารถเกิดขึ้นได้หลายจุดภายในโครงสร้างอาคาร โดยส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นที่จุดเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบอาคารสองส่วนขึ้นไป จุดที่พบได้บ่อย ได้แก่:

• จุดเชื่อมต่อระหว่างพื้นกับผนัง หรือระเบียงกับผนัง รวมถึงพื้นคอนกรีตที่วางบนระดับพื้นดิน และ ระเบียงหรือลานกลางแจ้งที่ต่อเนื่องจากพื้นคอนกรีตผ่านโครงสร้างอาคาร
• บริเวณรอยต่อระหว่างหลังคา/ฝ้าเพดานกับผนัง โดยเฉพาะในกรณีที่ไม่สามารถติดตั้งฉนวนกันความร้อนที่ฝ้าเพดานได้เต็มความหนา
• จุดเชื่อมต่อระหว่างหน้าต่างกับผนัง^{[ 13 ]}
• จุดเชื่อมต่อประตูกับผนัง^{[ 13 ]}
• จุดเชื่อมต่อผนัง^{[ 13 ]}
• ส่วนประกอบที่ทำจากไม้ เหล็ก หรือคอนกรีต เช่น เสาและคาน ที่ใช้ในการก่อสร้างผนังภายนอก เพดาน หรือหลังคา^{[ 14 ]}
• โคมไฟฝังฝ้าที่ทะลุผ่านฝ้าเพดานฉนวนกันความร้อน
• หน้าต่างและประตู โดยเฉพาะส่วนประกอบของกรอบ
• บริเวณที่มีช่องว่างหรือฉนวนกันความร้อนติดตั้งไม่ดี
• เหล็กยึดในผนังก่ออิฐกลวง^{[ 14 ]}

องค์ประกอบโครงสร้างยังคงเป็นจุดอ่อนในการก่อสร้าง ซึ่งมักนำไปสู่การเกิดสะพานความร้อน ส่งผลให้ความร้อนสูญเสียสูงและอุณหภูมิพื้นผิวในห้องต่ำลง

การถ่ายเทความร้อนผ่านสะพานความร้อนอาจทำให้ต้องใช้พลังงานเพิ่มขึ้นในการทำความร้อนหรือทำความเย็นในพื้นที่ปรับอากาศเนื่องจากการสูญเสียความร้อนในฤดูหนาวและการได้รับความร้อนในฤดูร้อน ในบริเวณภายในอาคารใกล้กับสะพานความร้อน ผู้ที่อยู่อาศัยอาจรู้สึกไม่สบายตัวเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิ^{[ 17 ]}นอกจากนี้ สะพานความร้อนบนชุดหน้าต่างอาจทำให้เกิดการสะสมของน้ำแข็งบนกระจกและกรอบ ส่งผลให้วัสดุเสื่อมสภาพ เกิดเชื้อรา และค่าใช้จ่ายด้านพลังงานสูงขึ้น^{[ 18 ]}

เมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นที่ภายในและภายนอกอาคารมีมาก และมีอากาศอบอุ่นชื้นอยู่ภายในอาคาร ซึ่งมักเกิดขึ้นในฤดูหนาว การควบแน่นอาจก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวภายในที่เย็นกว่า ณ ตำแหน่งสะพานความร้อน^{[ 17 ]}การควบแน่นนี้อาจทำให้เกิดเชื้อราคุณภาพอากาศภายในอาคาร แย่ลง และฉนวนเสื่อมสภาพ ซึ่งลดประสิทธิภาพของฉนวนและทำให้การป้องกันความร้อนไม่สม่ำเสมอทั่วทั้งโครงสร้างอาคาร^{[ 19 ]}การควบแน่นยังอาจนำไปสู่ ​​"ร่องรอยความร้อน" (thermal tracking) ในบ้านเดี่ยว ซึ่งฝุ่นหรือเขม่าจะเกาะติดกับผนังภายในและทำให้เกิดรอยดำในบริเวณที่เย็น เช่น รอยเส้นบนพื้นผิวแผ่นผนังที่อยู่ติดกับโครงเหล็ก^{[ 20 ]}

มีหลายวิธีที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถลดหรือขจัดปัญหาการถ่ายเทความร้อนผ่านโครงสร้างได้ ขึ้นอยู่กับสาเหตุ ตำแหน่ง และประเภทของโครงสร้าง วัตถุประสงค์ของวิธีการเหล่านี้คือการสร้างจุดหยุดความร้อนในบริเวณที่ส่วนประกอบของอาคารจะพาดผ่านจากภายนอกสู่ภายใน หรือลดจำนวนส่วนประกอบของอาคารที่พาดผ่านจากภายนอกสู่ภายใน กลยุทธ์เหล่านี้ได้แก่:

• ชั้น ฉนวนกันความร้อนต่อเนื่องในโครงสร้างกันความร้อน เช่น ฉนวนแผ่นโฟมแข็ง^{[ 5 ]}
• การซ้อนทับฉนวนในกรณีที่ไม่สามารถเชื่อมต่อโดยตรงได้
• ชุดผนังคู่และสลับกัน^{[ 21 ]}
• แผงฉนวนโครงสร้าง (SIPs) และแบบหล่อคอนกรีตฉนวน (ICFs) ^{[ 21 ]}
• ลดปัจจัยการจัดเฟรมโดยการกำจัดสมาชิกการจัดเฟรมที่ไม่จำเป็น เช่น การดำเนินการด้วยการจัดเฟรมขั้นสูง^{[ 21 ]}
• ใช้โครงค้ำยันยกสูงบริเวณรอยต่อระหว่างผนังกับหลังคาเพื่อเพิ่มความหนาของฉนวนกันความร้อน
• การติดตั้งฉนวนคุณภาพสูง ปราศจากช่องว่างหรือฉนวนอัดแน่น
• ติดตั้งหน้าต่างกระจกสองชั้นหรือสามชั้นที่มีก๊าซเติมและเคลือบสารลดการปล่อยความร้อน^{[ 22 ]}
• ติดตั้งหน้าต่างที่มีกรอบกันความร้อนที่ทำจากวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ^{[ 22 ]}

เนื่องจากผลกระทบที่สำคัญต่อการถ่ายเทความร้อน การสร้างแบบจำลองผลกระทบของสะพานความร้อนอย่างถูกต้องจึงมีความสำคัญต่อการประมาณการการใช้พลังงานโดยรวม สะพานความร้อนมีลักษณะเฉพาะคือการถ่ายเทความร้อนแบบหลายมิติ ดังนั้นจึงไม่สามารถประมาณค่าได้อย่างเพียงพอด้วยแบบจำลองการคำนวณแบบหนึ่งมิติ (1D) ในสภาวะคงที่ ซึ่งโดยทั่วไปใช้ในการประมาณประสิทธิภาพทางความร้อนของอาคารในเครื่องมือจำลองพลังงานอาคารส่วนใหญ่^{[ 23 ]}แบบจำลองการถ่ายเทความร้อนในสภาวะคงที่นั้นอิงตามการไหลของความร้อนแบบง่าย โดยความร้อนถูกขับเคลื่อนด้วยความแตกต่างของอุณหภูมิที่ไม่ผันผวนตามเวลา ดังนั้นการไหลของความร้อนจึงอยู่ในทิศทางเดียวเสมอ แบบจำลอง 1D ประเภทนี้อาจประเมินการถ่ายเทความร้อนผ่านผนังอาคารต่ำกว่าความเป็นจริงอย่างมากเมื่อมีสะพานความร้อนอยู่ ส่งผลให้การใช้พลังงานของอาคารที่คาดการณ์ไว้ต่ำลง^{[ 24 ]}

โซลูชันที่มีอยู่ในปัจจุบันคือการเปิดใช้งานความสามารถในการถ่ายเทความร้อนแบบสองมิติ (2D) และสามมิติ (3D) ในซอฟต์แวร์การสร้างแบบจำลอง หรือที่พบได้บ่อยกว่าคือการใช้วิธีการที่แปลงการถ่ายเทความร้อนหลายมิติให้เป็นส่วนประกอบ 1D ที่เทียบเท่าเพื่อใช้ในซอฟต์แวร์จำลองอาคาร วิธีการหลังนี้สามารถทำได้ผ่านวิธีการผนังเทียบเท่า ซึ่งการประกอบแบบไดนามิกที่ซับซ้อน เช่น ผนังที่มีสะพานความร้อน จะถูกแทนด้วยการประกอบหลายชั้น 1D ที่มีลักษณะทางความร้อนเทียบเท่า^{[ 25 ]}

• การป้องกันความชื้น
• การนำความร้อน
• วิทยาศาสตร์การก่อสร้าง
• เทอร์โมกราฟี
• การถ่ายเทความร้อน

• คู่มือการออกแบบ: แนวทางแก้ไขเพื่อป้องกันการถ่ายเทความร้อนผ่านโครงสร้าง
• ฉนวนกันความร้อนโครงสร้างที่ผลิตขึ้นเอง
• โครงการ EU IEE SAVE ASIEPI: หัวข้อ 'สะพานความร้อน' - การจัดการสะพานความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพในบริบทของ EPBD
• สถาบันพาสซีฟเฮาส์ : สะพานความร้อนในงานก่อสร้าง - วิธีหลีกเลี่ยงลิงก์ที่ล้าสมัยถูกเก็บถาวรเมื่อ 2012-09-09 ที่archive.today
• สะพานที่ไกลเกินไป - บทความในวารสาร ASHRAE เกี่ยวกับการถ่ายเทความร้อนผ่านสะพาน (Thermal Bridging) เก็บถาวรเมื่อวันที่ 2 กันยายน 2009 ที่Wayback Machine
• ประมวลกฎหมายอาคารระหว่างประเทศ ปี 2009: สภาพแวดล้อมภายในอาคาร(เก็บถาวรเมื่อ 2012-07-24 ที่Wayback Machine)
• การจำลองสะพานความร้อนออนไลน์ด้วย Energy2D (ต้องใช้ Java)
• อะไรคือสิ่งที่กำหนดการออกแบบที่ปราศจากสะพานความร้อน (Thermal Bridge Free Design) (เก็บถาวรเมื่อ 15 มีนาคม 2016 ที่Wayback Machine)
• เก็บถาวรเมื่อวันที่ 21 ตุลาคม 2020 ที่Wayback Machine