ค่าR เป็น ตัววัดความต้านทานความร้อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งว่าสิ่งกีดขวางสองมิติ เช่น ชั้นฉนวนหน้าต่าง หรือผนังหรือเพดานทั้งหมด ต้านทาน การไหลของความร้อน แบบนำ ความร้อนได้ดีเพียง ใด ในบริบทของการก่อสร้าง^{[ 2 ] [ 3 ]}ยิ่ง ค่า R สูง วัสดุนั้นก็ยิ่งเป็นฉนวนมากขึ้น ค่า R ที่สูงขึ้น สามารถลดค่าใช้จ่ายในการทำความร้อนในสภาพอากาศหนาวเย็นและค่าใช้จ่ายในการทำความเย็นในสภาพอากาศร้อน ได้

ค่า Rสามารถแสดงได้ทั้งในหน่วยเมตริกและหน่วยวัดแบบดั้งเดิมของสหรัฐอเมริกาเมื่อแสดงในหน่วยเมตริกมักใช้ คำว่า ค่า RSI ^{[ 4 ]}ค่า R ที่แสดงในหน่วยวัดแบบดั้งเดิมของสหรัฐอเมริกาจะมีขนาดใหญ่กว่าค่า R ที่แสดงในหน่วยเมตริกประมาณ 5.68 เท่า^{[ 5 ]}

ค่าRสามารถกำหนดให้กับวัสดุ (เช่น โฟมโพ ลีเอทิลีน ) หรือให้กับชุดวัสดุ (เช่น ผนังหรือหน้าต่าง) ในกรณีของวัสดุ มักจะแสดงในรูปของค่า R ต่อเมตร หรือต่อนิ้วในสหรัฐอเมริกา ค่า Rสามารถบวกกันได้สำหรับชั้นของวัสดุ ค่า Rถูกกำหนดให้เป็นความแตกต่างของอุณหภูมิต่อหน่วยของฟลักซ์ความร้อนที่จำเป็นในการรักษาระดับฟลักซ์ความร้อนหนึ่งหน่วยระหว่างพื้นผิวที่อุ่นกว่าและพื้นผิวที่เย็นกว่าของสิ่งกีดขวางภายใต้ สภาวะ คงที่ต่อพื้นที่หนึ่งหน่วย^{[ 3 ] [ 6 ]}

ค่าUหรือค่า Uคือค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวมและสามารถหาได้โดยการผกผัน ค่า Rเป็นคุณสมบัติที่อธิบายว่าองค์ประกอบของอาคารนำความร้อนได้ดีเพียงใดต่อหน่วยพื้นที่ตามการไล่ระดับอุณหภูมิ^{[ 7 ]}องค์ประกอบเหล่านี้มักเป็นส่วนประกอบของวัสดุหลายชั้น เช่น วัสดุที่ประกอบเป็นเปลือกอาคาร ค่า U แสดงเป็นวัตต์ต่อตารางเมตรเคลวิน ยิ่งค่า U สูง ความสามารถของเปลือกอาคารในการต้านทานการถ่ายเทความร้อนก็จะยิ่งต่ำลง ค่า U ต่ำ หรือในทางกลับกัน ค่า R สูง มักบ่งชี้ถึงระดับฉนวนที่สูง ค่า U มีประโยชน์เนื่องจากเป็นวิธีในการคาดการณ์พฤติกรรมโดยรวมขององค์ประกอบอาคารทั้งหมด แทนที่จะพึ่งพาคุณสมบัติของวัสดุแต่ละชนิด

ค่า Rถูกกำหนดดังนี้ $${\displaystyle R_{\text{val}}={\frac {\Delta T}{\phi _{q}}},}$$

โดยที่ (ใช้หน่วย SI):

• ${\displaystyle R_{\text{val}}}$( K ⋅ m ² / W ) คือค่าR
• ${\displaystyle \Delta T}$(K) คือความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวที่อุ่นกว่าและพื้นผิวที่เย็นกว่าของสิ่งกีดขวาง
• ${\displaystyle \phi _{q}}$(W/m² ⁾คืออัตราการถ่ายเทความร้อนผ่านสิ่งกีดขวาง

ค่าRต่อหน่วยพื้นที่ผิวสัมผัสของสิ่งกีดขวางจะวัดความต้านทานความร้อนสัมบูรณ์ของสิ่งกีดขวาง^{[ 8 ]}$${\displaystyle {\frac {R_{\text{val}}}{A}}=R,}$$

โดยที่ (ใช้หน่วย SI):

• ${\displaystyle R_{\text{val}}}$คือ ค่า R (m ² ⋅K⋅W ⁻¹ )
• ${\displaystyle A}$คือพื้นที่ผิวสัมผัสของแผงกั้น ( ^ตร.ม. )
• ${\displaystyle R}$คือค่าความต้านทานความร้อนสัมบูรณ์ (K⋅W ⁻¹ )

ความต้านทานความร้อนสัมบูรณ์ (R ) คือค่าที่วัดความแตกต่างของอุณหภูมิต่อหน่วยอัตราการไหลของความร้อนที่จำเป็นในการรักษาอัตราการไหลของความร้อนหนึ่งหน่วย บางครั้งอาจเกิดความสับสนเนื่องจากเอกสารบางฉบับใช้คำว่าความต้านทานความร้อน สำหรับ ความแตกต่างของอุณหภูมิต่อหน่วยฟลักซ์ความร้อนแต่เอกสารอื่นๆ ใช้คำว่าความต้านทานความร้อนสำหรับความแตกต่างของอุณหภูมิต่อหน่วยอัตราการไหลของความร้อน นอกจากนี้ยังเกิดความสับสนมากขึ้นเนื่องจากเอกสารบางฉบับใช้ตัวอักษรRเพื่อแสดงถึงความแตกต่างของอุณหภูมิต่อหน่วยฟลักซ์ความร้อน แต่เอกสารอื่นๆ ใช้ตัวอักษรRเพื่อแสดงถึงความแตกต่างของอุณหภูมิต่อหน่วยอัตราการไหลของความร้อน บทความนี้ใช้คำว่าความต้านทานความร้อนสัมบูรณ์สำหรับความแตกต่างของอุณหภูมิต่อหน่วยอัตราการไหลของความร้อน และใช้คำว่าค่า Rสำหรับความแตกต่างของอุณหภูมิต่อหน่วยฟลักซ์ความร้อน ${\displaystyle R}$

ยิ่งค่า Rมากเท่าไรความต้านทานก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และ คุณสมบัติ การเป็นฉนวนความร้อนของสิ่งกีดขวาง ก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ค่า Rใช้ในการอธิบายประสิทธิภาพของวัสดุฉนวนและในการวิเคราะห์การไหลของความร้อนผ่านโครงสร้าง (เช่น ผนัง หลังคา และหน้าต่าง) ภายใต้สภาวะคงที่^{[ 8 ]}การไหลของความร้อนผ่านสิ่งกีดขวางเกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างสองด้านของสิ่งกีดขวาง และ ค่า Rจะวัดว่าวัตถุนั้นต้านทานแรงผลักดันนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด: ^{[ 9 ] [ 10 ]}ความแตกต่างของอุณหภูมิหารด้วย ค่า Rแล้วคูณด้วยพื้นที่ผิวที่สัมผัสของสิ่งกีดขวางจะให้ค่าอัตราการไหลของความร้อนทั้งหมดผ่านสิ่งกีดขวางซึ่งวัดเป็นวัตต์หรือบีทียูต่อชั่วโมง $${\displaystyle \phi ={\frac {\Delta T\cdot A}{R_{\text{val}}}},}$$

โดยที่ (ใช้หน่วย SI):

• ${\displaystyle R_{\text{val}}}$คือ ค่า R (K⋅m² ^/ W)
• ${\displaystyle \Delta T}$คือความแตกต่างของอุณหภูมิ (เคลวิน) ระหว่างพื้นผิวที่อุ่นกว่าและพื้นผิวที่เย็นกว่าของแผ่นกั้น
• ${\displaystyle A}$คือพื้นที่ผิวสัมผัส (ตร.ม. ⁾ของแผงกั้น
• ${\displaystyle \phi }$คืออัตราการไหลของความร้อน (วัตต์) ผ่านสิ่งกีดขวาง

ตราบใดที่วัสดุที่เกี่ยวข้องเป็นของแข็งที่มีความหนาแน่นสูงและสัมผัสกันโดยตรง^{[ 11 ]} ค่า Rจะสามารถบวกกันได้ ตัวอย่างเช่น ค่า R รวม ของสิ่งกีดขวางที่ประกอบด้วยวัสดุหลายชั้นคือผลรวมของ ค่า Rของแต่ละชั้น^{[ 8 ] [ 12 ]}

ตัวอย่างเช่น ในฤดูหนาว อุณหภูมิภายนอกอาจอยู่ที่ 2 องศาเซลเซียส และภายในอยู่ที่ 20 องศาเซลเซียส ทำให้ความแตกต่างของอุณหภูมิอยู่ที่ 18 องศาเซลเซียส หรือ 18 เคลวิน หากวัสดุมี ค่า Rเท่ากับ 4 จะสูญเสียความร้อน 0.25 วัตต์ต่อ (1 องศาเซลเซียส ต่อ ตารางเมตร⁾โดยมีพื้นที่ 100 ตารางเมตร^{พลังงาน}ความร้อนที่สูญเสียไปคือ0.25 วัตต์ต่อ (เคลวิน^ต่อ ตารางเมตร ) × 18 องศาเซลเซียส × 100 ตารางเมตร⁼ 450 วัตต์นอกจากนี้ยังมีการสูญเสียความร้อนผ่านพื้น หน้าต่าง ช่องระบายอากาศ ฯลฯ แต่สำหรับวัสดุนั้นเพียงอย่างเดียว พลังงานความร้อนที่สูญเสียไปคือ 450 วัตต์ ซึ่งสามารถชดเชยได้ด้วยเครื่องทำความร้อนภายในขนาด 450 วัตต์ เพื่อรักษาระดับอุณหภูมิภายในให้คงที่

โปรดทราบว่าค่า R เป็นคำศัพท์ในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง^{[ 3 ]}ซึ่งในบริบทอื่นเรียกว่า " ความต้านทานความร้อน " "ต่อหน่วยพื้นที่" ^{[ 6 ]}บางครั้งจะใช้คำว่าค่า RSIหากใช้หน่วยSI (เมตริก) ^{[ 4 ] [ 13 ]}

An R-value can be given for a material (e.g., for polyethylene foam), or for an assembly of materials (e.g., a wall or a window). In the case of materials, it is often expressed in terms of R-value per unit length (e.g., per inch of thickness). The latter can be misleading in the case of low-density building thermal insulations, for which R-values are not additive: their R-value per inch is not constant as the material gets thicker, but rather usually decreases.^[11]

The units of an R-value (see below) are usually not explicitly stated, and so it is important to determine from context which units are being used: an R-value expressed in I-P (inch-pound) units^[14] is about 5.68 times larger than when expressed in SI units,^[5] so that, for example, a window that is R-2 in I-P units has an RSI of 0.35 (since 2/5.68 = 0.35). For R-values there is no difference between US customary units and imperial units.

All of the following mean the same thing: "this is an R-2 window";^[15] "this is an R2 window";^[16][4] "this window has an R-value of 2";^[15] "this is a window with R = 2"^[17] (and similarly with RSI-values, which also include the possibility "this window provides RSI 0.35 of resistance to heat flow"^[18][4]).

The more a material is intrinsically able to conduct heat, as given by its thermal conductivity, the lower its R-value. On the other hand, the thicker the material, the higher its R-value. Sometimes heat transfer processes other than conduction (namely, convection and radiation) significantly contribute to heat transfer within the material. In such cases, it is useful to introduce an "apparent thermal conductivity", which captures the effects of all three kinds of processes, and to define the R-value more generally as the thickness of a sample divided by its apparent thermal conductivity. Some equations relating this generalized R-value, also known as the apparent R-value, to other quantities are: $${\displaystyle R_{\text{val}}^{\prime }={\frac {\Delta x}{k^{\prime }}}={\frac {1}{U_{\text{val}}}}=\Delta x\cdot r^{\prime },}$$where:

• ${\displaystyle R_{\text{val}}^{\prime }}$ is the apparent R-value (K/W) across the thickness of the sample,
• ${\displaystyle \Delta x}$คือความหนา ( เมตร ) ของตัวอย่าง (วัดตามเส้นทางที่ขนานกับการไหลของความร้อน)
• ${\displaystyle k^{\prime }}$คือค่าการนำความร้อนปรากฏของวัสดุ ( W /( K ⋅ m ))
• ${\displaystyle U_{\text{val}}}$คือค่าการส่งผ่านความร้อนหรือค่า Uของวัสดุ ( W / K )
• ${\displaystyle r^{\prime }={k^{\prime }}^{-1}}$คือค่าความต้านทานความร้อนปรากฏของวัสดุ ( K ⋅ m / W )

ค่าR ที่ปรากฏนั้นบ่งบอกถึงปริมาณทางกายภาพที่เรียกว่าฉนวนกันความร้อน

อย่างไรก็ตาม การสรุปโดยทั่วไปนี้มาพร้อมกับข้อเสีย เพราะค่า R ที่รวมกระบวนการที่ไม่นำไฟฟ้าอาจไม่สามารถบวกกันได้อีกต่อไป และอาจขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุที่หลวมหรือมีรูพรุน ค่า R ต่อนิ้วโดยทั่วไปจะขึ้นอยู่กับความหนา ซึ่งเกือบทุกครั้งจะลดลงเมื่อความหนาเพิ่มขึ้น^{[ 11 ]} ( โพลีไอโซไซยานูเรต (เรียกกันทั่วไปว่าโพลีไอโซ ) เป็นข้อยกเว้น ค่า R ต่อนิ้วของมันจะเพิ่มขึ้นตามความหนา^{[ 19 ]} ) ด้วยเหตุผลที่คล้ายกัน ค่า R ต่อนิ้วยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของวัสดุ โดยปกติจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลง (โพลีไอโซไซยานูเรตเป็นข้อยกเว้นอีกครั้ง) ฉนวนใยแก้ว ที่มีค่า R-13 อาจเป็น R-14 ที่ −12 °C (10 °F) และ R-12 ที่ 43 °C (109 °F) ^{[ 20 ]}อย่างไรก็ตาม ในงานก่อสร้าง เป็นเรื่องปกติที่จะถือว่าค่า R ไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ^{[ 21 ]}โปรดทราบว่าค่า R อาจไม่ได้คำนึงถึงกระบวนการแผ่รังสีหรือการพาความร้อนที่พื้นผิว ของวัสดุ ซึ่งอาจเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการใช้งานบางอย่าง

ค่า R คือค่าผกผันของค่าการส่งผ่านความร้อน ( U-factor ) ของวัสดุหรือส่วนประกอบ อุตสาหกรรมการก่อสร้างของสหรัฐฯ นิยมใช้ค่า R มากกว่า เนื่องจากค่า R สามารถบวกกันได้ และค่าที่มากขึ้นหมายถึงฉนวนที่ดีกว่า ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ไม่เป็นจริงสำหรับค่า U-factor ^{[ 3 ]}

ค่าUหรือค่า Uคือค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวมที่อธิบายว่าองค์ประกอบของอาคารนำความร้อนได้ดีเพียงใด หรืออัตราการถ่ายเทความร้อน (ในหน่วยวัตต์) ผ่านโครงสร้างหนึ่งตารางเมตรหารด้วยความแตกต่างของอุณหภูมิทั่วทั้งโครงสร้าง^{[ 7 ]}องค์ประกอบเหล่านี้มักเป็นส่วนประกอบที่ประกอบขึ้นจากหลายชั้น เช่น ผนัง พื้น หลังคา เป็นต้น โดยแสดงในหน่วยวัตต์ต่อตารางเมตรเคลวิน W/(m²⋅K ⁾ซึ่งหมายความว่ายิ่งค่า U สูง ประสิทธิภาพทางความร้อนของโครงสร้างอาคารก็จะยิ่งแย่ลง ค่า U ต่ำมักบ่งชี้ถึงระดับฉนวนที่สูง ค่าเหล่านี้มีประโยชน์สำหรับการคาดการณ์พฤติกรรมโดยรวมขององค์ประกอบอาคารทั้งหมด แทนที่จะพึ่งพาคุณสมบัติของวัสดุแต่ละชนิด

ในประเทศส่วนใหญ่ คุณสมบัติของวัสดุเฉพาะ (เช่น ฉนวน) จะถูกระบุด้วยค่าการนำความร้อนซึ่งบางครั้งเรียกว่าค่า k หรือค่าแลมบ์ดา (λ ตัวเล็ก) ค่าการนำความร้อน (ค่า k) คือความสามารถของวัสดุในการนำความร้อน ดังนั้น ยิ่งค่า k ต่ำ วัสดุนั้นก็ยิ่งดีสำหรับการเป็นฉนวน โพลีสไตรีนขยายตัว (EPS) มีค่า k ประมาณ 0.033 W/(m⋅K) ^{[ 22 ]}สำหรับการเปรียบเทียบ ฉนวนโฟมฟีนอลิกมีค่า k ประมาณ 0.018 W/(m⋅K) ^{[ 23 ]}ในขณะที่ไม้มีค่าแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.15 ถึง 0.75 W/(m⋅K) และเหล็กมีค่า k ประมาณ 50.0 W/(m⋅K) ตัวเลขเหล่านี้แตกต่างกันไปในแต่ละผลิตภัณฑ์ ดังนั้นสหราชอาณาจักรและสหภาพยุโรปจึงได้กำหนดมาตรฐาน 90/90 ซึ่งหมายความว่า 90% ของผลิตภัณฑ์จะสอดคล้องกับค่า k ที่ระบุไว้ด้วยระดับความเชื่อมั่น 90% ตราบใดที่ตัวเลขที่อ้างถึงนั้นระบุว่าเป็นค่าแลมบ์ดา 90/90

Uคือค่าผกผันของR ^{[ 24} ] Uวัดเป็นหน่วย SI ของ W/(m ^{2 ⋅K )}และหน่วย US ของ BTU/(h⋅°F⋅ft ² ) โดยที่คือฟลักซ์ความร้อนคือความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างวัสดุkคือสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของวัสดุ และLคือความหนา ในบางบริบทUจะถูกเรียกว่าค่าการนำความร้อนต่อหน่วยพื้นผิว^{[ 25 ]}$${\displaystyle U={\frac {1}{R}}={\frac {{\dot {Q}}_{A}}{\Delta T}}={\frac {k}{L}},}$$${\displaystyle {\dot {Q}}_{A}}$${\displaystyle \Delta T}$

โดยทั่วไปในสหรัฐอเมริกาและแคนาดาคำว่าU-factor มักใช้เพื่อแสดงการไหลของความร้อนผ่านโครงสร้างทั้งหมด (เช่น หลังคา ผนัง และหน้าต่าง ^{[ 26 ]} ) ตัวอย่างเช่น รหัสพลังงาน เช่นASHRAE 90.1และ IECC กำหนดค่า U-value อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ ค่า R-value ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่ออธิบายความต้านทานความร้อนของผลิตภัณฑ์ฉนวน ชั้น และส่วนอื่นๆ ส่วนใหญ่ของโครงสร้างอาคาร (ผนัง พื้น หลังคา) ในพื้นที่อื่นๆ ของโลกมักใช้ค่า U-value/U-factor สำหรับองค์ประกอบของโครงสร้างอาคารทั้งหมด รวมถึงหน้าต่าง ประตู ผนัง หลังคา และแผ่นพื้น^{[ 27 ]}

หน่วย SI (เมตริก) ของค่า R คือ     เคลวินตารางเมตรต่อวัตต์ (K⋅m² ^/ W หรือ °C⋅m² ^/ W)

ในขณะที่หน่วย IP (นิ้ว-ปอนด์) คือ     องศาฟาเรนไฮต์ตารางฟุตชั่วโมงต่อหน่วยความร้อนบริติช (°F⋅ft ² ⋅h/BTU) ^{[ 14 ]}

สำหรับค่า R นั้นไม่มีความแตกต่างระหว่าง หน่วย ของสหรัฐอเมริกาและหน่วยอิมพีเรียลดังนั้นจึงใช้หน่วย IP เดียวกันในทั้งสองระบบ แหล่งข้อมูลบางแห่งใช้คำว่า "RSI" เมื่ออ้างถึงค่า R ในหน่วย SI ^{[ 4 ] [ 13 ]}ค่า R ที่แสดงในหน่วย IP จะมีค่าประมาณ 5.68 เท่าของค่า R ที่แสดงในหน่วย SI ^{[ 5 ]}ตัวอย่างเช่น หน้าต่างที่มีค่า R-2 ในระบบ IP จะมีค่า RSI ประมาณ 0.35 เนื่องจาก 2/5.68 ≈ 0.35 ในประเทศที่ใช้ระบบ SI โดยทั่วไป ค่า R มักจะระบุเป็นหน่วย SI ด้วย ซึ่งรวมถึงสหราชอาณาจักรออสเตรเลียและนิวซีแลนด์ค่า IP มักจะระบุในสหรัฐอเมริกาและแคนาดาแม้ว่าในแคนาดาโดยปกติจะระบุทั้งค่า IP และ RSI ^{[ 28 ] [ 29 ]} เนื่องจากโดยปกติแล้วไม่ได้ระบุหน่วยไว้อย่างชัดเจน จึงต้องพิจารณาจากบริบทว่ากำลังใช้หน่วยใด ในเรื่องนี้ การจำไว้ว่าค่า R ของระบบ IP นั้นมีค่ามากกว่าค่า R ของระบบ SI ถึง 5.68 เท่า จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง

กล่าวโดยละเอียด^{[ 30 ] [ 31 ]}     ค่า R (ใน IP) ≈ ค่า RSI (ใน SI) × 5.678263     ค่า RSI (ใน SI) ≈ ค่า R (ใน IP) × 0.1761102

รัฐบาลออสเตรเลียอธิบายว่าค่า R รวมที่ต้องการสำหรับโครงสร้างอาคารจะแตกต่างกันไปตามเขตภูมิอากาศ "วัสดุดังกล่าวได้แก่ บล็อกคอนกรีตมวลเบา บล็อกโพลีสไตรีนขยายตัวกลวง ฟางอัดก้อน และแผ่นโพลีสไตรีนอัดขึ้นรูปฉาบปูน" ^{[ 32 ]}

ในประเทศเยอรมนี หลังจากกฎหมายEnergieeinsparverordnung (EnEv) ที่ประกาศใช้ในปี 2552 (10 ตุลาคม) เกี่ยวกับการประหยัดพลังงาน อาคารใหม่ทุกหลังจะต้องแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการคงค่า U-value ให้อยู่ภายในขอบเขตที่กำหนดสำหรับวัสดุก่อสร้างแต่ละชนิด นอกจากนี้ EnEv ยังระบุค่าสัมประสิทธิ์สูงสุดสำหรับวัสดุใหม่แต่ละชนิด หากมีการเปลี่ยนหรือเพิ่มชิ้นส่วนเข้าไปในโครงสร้างที่มีอยู่^{[ 33 ]}

กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาได้แนะนำค่า R สำหรับพื้นที่ต่างๆ ในสหรัฐอเมริกาโดยพิจารณาจากต้นทุนพลังงานในท้องถิ่นทั่วไปสำหรับการทำความร้อนและความเย็น รวมถึงสภาพภูมิอากาศของพื้นที่นั้นๆ ฉนวนกันความร้อนมีสี่ประเภท ได้แก่ แบบม้วนและแบบแผ่น แบบเติมหลวมๆ แบบโฟมแข็ง และแบบโฟมฉีด แบบม้วนและแบบแผ่นมักเป็นฉนวนที่มีความยืดหยุ่นซึ่งทำจากเส้นใย เช่น ใยแก้ว ฉนวนแบบเติมหลวมๆ มาในรูปของเส้นใยหรือเม็ดหลวมๆ และควรเป่าเข้าไปในพื้นที่ โฟมแข็งมีราคาแพงกว่าแบบเส้นใย แต่โดยทั่วไปจะมีค่า R สูงกว่าต่อหน่วยความหนา ฉนวนโฟมฉีดสามารถเป่าเข้าไปในพื้นที่เล็กๆ เพื่อควบคุมการรั่วไหลของอากาศ เช่น รอบๆ หน้าต่าง หรือสามารถใช้เพื่อเป็นฉนวนกันความร้อนให้กับบ้านทั้งหลังได้^{[ 34 ]}

การเพิ่มความหนาของชั้นฉนวนจะเพิ่มความต้านทานความร้อน ตัวอย่างเช่น การเพิ่มความหนาของฉนวนใยแก้วเป็นสองเท่าจะทำให้ค่า R-value เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า อาจจาก 2.0 m²⋅K ^/ W สำหรับความหนา 110 มม. เป็น 4.0 m²⋅K ^/ W สำหรับความหนา 220 มม. การถ่ายเทความร้อนผ่านชั้นฉนวนนั้นเปรียบได้กับการเพิ่มความต้านทานให้กับวงจรอนุกรมที่มีแรงดันไฟฟ้าคงที่ อย่างไรก็ตาม นี่เป็นเพียงการประมาณเท่านั้น เนื่องจากค่าการนำความร้อนที่มีประสิทธิภาพของวัสดุฉนวน บางชนิด ขึ้นอยู่กับความหนา การเพิ่มวัสดุเพื่อห่อหุ้มฉนวน เช่นแผ่นยิปซัมและวัสดุปิดผิว จะให้ค่า R-value เพิ่มเติม แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีค่าน้อยกว่ามาก

มีหลายปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อใช้ค่า R ในการคำนวณการสูญเสียความร้อนของผนังแต่ละประเภท ค่า R ที่ผู้ผลิตระบุไว้ใช้ได้เฉพาะกับฉนวนที่ติดตั้งอย่างถูกต้องเท่านั้น การใส่ฉนวนสองชั้นเข้าไปในความหนาที่ออกแบบมาสำหรับชั้นเดียวจะทำให้ค่า R เพิ่มขึ้น แต่จะไม่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า (โดยพื้นฐานแล้ว การบีบอัดฉนวนใยแก้วจะลดค่า R ของฉนวน แต่จะเพิ่มค่า R ต่อนิ้ว)

อีกปัจจัยหนึ่งคือ โครงไม้และหน้าต่างเป็นเส้นทางนำความร้อนคู่ขนานที่ไม่ได้รับผลกระทบจากค่า R ของฉนวน ผลที่ตามมาในทางปฏิบัติคือ แม้จะเพิ่มค่า R ของฉนวนที่ติดตั้งระหว่างโครงไม้เป็นสองเท่า ก็อาจลดการสูญเสียความร้อนได้น้อยกว่า 50 เปอร์เซ็นต์ เมื่อติดตั้งระหว่างโครงไม้ผนัง แม้แต่ฉนวนผนังที่สมบูรณ์แบบก็ช่วยลดการนำความร้อนผ่านฉนวนได้เท่านั้น แต่ยังคงรักษาการสูญเสียความร้อนจากการนำความร้อนผ่านวัสดุต่างๆ เช่น กระจกหน้าต่างและโครงไม้ไว้ได้ ฉนวนที่ติดตั้งระหว่างโครงไม้ อาจช่วยลด แต่โดยปกติแล้วจะไม่สามารถกำจัด การสูญเสียความร้อนเนื่องจากการรั่วไหลของอากาศผ่านผนังอาคารได้ การติดตั้งฉนวนโฟมแข็งแบบต่อเนื่องที่ด้านนอกของแผ่นปิดผนังจะช่วยขัดขวางการถ่ายเทความร้อนผ่านโครงไม้ และยังช่วยลดอัตราการรั่วไหลของอากาศได้อีกด้วย

ค่า R คือค่าที่ใช้วัดความสามารถของฉนวนในการลดอัตราการไหลของความร้อนภายใต้เงื่อนไขการทดสอบที่กำหนด โหมดการถ่ายเทความร้อนหลักที่ถูกฉนวนขัดขวางคือการนำความร้อน แต่ฉนวนยังช่วยลดการสูญเสียความร้อนจากทั้งสามโหมดการถ่ายเทความร้อน ได้แก่ การนำความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสี การสูญเสียความร้อนหลักในพื้นที่ว่างที่เต็มไปด้วยอากาศโดยไม่มีฉนวนคือการพาความร้อนตามธรรมชาติซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอากาศตามอุณหภูมิ ฉนวนจะชะลอการพาความร้อนตามธรรมชาติอย่างมาก ทำให้การนำความร้อนกลายเป็นโหมดการถ่ายเทความร้อนหลัก ฉนวนที่มีรูพรุนจะทำเช่นนี้ได้โดยการดักจับอากาศ ทำให้การสูญเสียความร้อนจากการพาความร้อนลดลงอย่างมาก เหลือเพียงการนำความร้อนและการแผ่รังสีเพียงเล็กน้อย บทบาทหลักของฉนวนดังกล่าวคือการทำให้ค่าการนำความร้อนของฉนวนเท่ากับอากาศที่ถูกดักจับและอยู่นิ่ง อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่สามารถเกิดขึ้นได้อย่างสมบูรณ์ เพราะใยแก้วหรือโฟมที่จำเป็นในการป้องกันการพาความร้อนจะเพิ่มการนำความร้อนเมื่อเทียบกับอากาศที่อยู่นิ่ง

การถ่ายเทความร้อนจากการแผ่รังสีที่น้อยลงนั้นเกิดขึ้นได้จากการมีพื้นผิวหลายชั้นที่ขัดขวาง "การมองเห็นที่ชัดเจน" ระหว่างพื้นผิวด้านในและด้านนอกของฉนวน เช่น แสงที่มองเห็นได้ถูกขัดขวางไม่ให้ผ่านวัสดุที่มีรูพรุน พื้นผิวหลายชั้นดังกล่าวมีอยู่มากมายในวัสดุบุผนังและโฟมที่มีรูพรุน การแผ่รังสีจะลดลงเหลือน้อยที่สุดได้ด้วย พื้นผิวด้านนอกที่มีค่า การแผ่รังสีต่ำ (สะท้อนแสงสูง) เช่น ฟอยล์อลูมิเนียม ค่าการนำความร้อนที่ต่ำกว่า หรือค่า R ที่สูงขึ้น สามารถทำได้โดยการแทนที่อากาศด้วยอาร์กอนเมื่อทำได้ เช่น ในฉนวนโฟมที่มีรูพรุนปิดสนิทชนิดพิเศษ เนื่องจากอาร์กอนมีค่าการนำความร้อนต่ำกว่าอากาศ

การถ่ายเทความร้อนผ่านชั้นฉนวนนั้นคล้ายคลึงกับความต้านทานทางไฟฟ้าสามารถคำนวณการถ่ายเทความร้อนได้โดยคิดถึงความต้านทานที่ต่ออนุกรมกับศักย์ไฟฟ้าคงที่ แต่ความต้านทานในที่นี้คือความต้านทานความร้อน และศักย์ไฟฟ้าคือความแตกต่างของอุณหภูมิจากด้านหนึ่งของวัสดุไปยังอีกด้านหนึ่ง ความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนของวัสดุแต่ละชนิดขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานความร้อนจำเพาะ [ค่า R]/[ความหนาต่อหน่วย] ซึ่งเป็นคุณสมบัติของวัสดุ (ดูตารางด้านล่าง) และความหนาของชั้นนั้น ฉนวนกันความร้อนที่ประกอบด้วยหลายชั้นจะมีตัวต้านทานความร้อนหลายตัวในลักษณะเดียวกับวงจรไฟฟ้า โดยแต่ละตัวต่ออนุกรมกัน ในทำนองเดียวกับชุดตัวต้านทานที่ต่อขนานกัน ผนังที่มีฉนวนอย่างดีแต่มีหน้าต่างที่มีฉนวนไม่ดีจะทำให้ความร้อนส่วนใหญ่ผ่านหน้าต่าง (ค่า R ต่ำ) ไปได้มากกว่า และการเพิ่มฉนวนในผนังจะช่วยปรับปรุงค่า R โดยรวมได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ดังนั้น ส่วนของผนังที่มีฉนวนแย่ที่สุดจะมีบทบาทในการถ่ายเทความร้อนมากที่สุดเมื่อเทียบกับขนาดของมัน คล้ายกับวิธีที่กระแสไฟฟ้าส่วนใหญ่ไหลผ่านตัวต้านทานที่มีความต้านทานต่ำที่สุดในวงจรขนาน ดังนั้น การตรวจสอบให้แน่ใจว่าหน้าต่าง ช่องว่างสำหรับงานระบบ (รอบสายไฟ/ท่อ) ประตู และช่องว่างอื่นๆ ในผนังได้รับการปิดผนึกและฉนวนอย่างดี มักเป็นวิธีที่คุ้มค่าที่สุดในการปรับปรุงฉนวนกันความร้อนของโครงสร้าง เมื่อผนังได้รับการติดตั้งฉนวนอย่างเพียงพอแล้ว

เช่นเดียวกับความต้านทานในวงจรไฟฟ้า การเพิ่มความยาวทางกายภาพ (สำหรับฉนวน ความหนา) ขององค์ประกอบที่ต้านทาน เช่น กราไฟต์ จะทำให้ความต้านทานเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรง กล่าวคือ ความหนาที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าหมายถึงค่า R ที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าและการถ่ายเทความร้อนลดลงครึ่งหนึ่ง สี่เท่า หนึ่งในสี่ เป็นต้น ในทางปฏิบัติ ความสัมพันธ์เชิงเส้นนี้อาจไม่เป็นจริงเสมอไปสำหรับวัสดุที่บีบอัดได้ เช่น ใยแก้วและสำลี ซึ่งคุณสมบัติทางความร้อนจะเปลี่ยนแปลงเมื่อถูกบีบอัด ดังนั้น ตัวอย่างเช่น หากฉนวนใยแก้วชั้นเดียวในห้องใต้หลังคาให้ความต้านทานความร้อน R-20 การเพิ่มชั้นที่สองเข้าไปจะไม่จำเป็นต้องทำให้ความต้านทานความร้อนเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า เพราะชั้นแรกจะถูกบีบอัดด้วยน้ำหนักของชั้นที่สอง

ในการหาค่าเฉลี่ยการสูญเสียความร้อนต่อหน่วยพื้นที่ ให้หารผลต่างของอุณหภูมิด้วยค่า R ของชั้นนั้น

ถ้าอุณหภูมิภายในบ้านอยู่ที่ 20 °C และช่องว่างใต้หลังคาอยู่ที่ 10 °C ความแตกต่างของอุณหภูมิคือ 10 °C (หรือ 10 K) สมมติว่าฝ้าเพดานมีการฉนวนกันความร้อนตามมาตรฐาน RSI 2.0 (R = 2 m²⋅K ^/ W) พลังงานจะสูญเสียไปในอัตรา 10 K / (2 K⋅m² ^/ W) = 5 วัตต์ ต่อตารางเมตร (W/m² ⁾ของฝ้าเพดาน ค่า RSI ที่ใช้ในที่นี้คือค่าของชั้นฉนวนจริง (ไม่ใช่ค่าต่อหน่วยความหนาของฉนวน)

ค่า R ไม่ควรสับสนกับคุณสมบัติพื้นฐานของความต้านทานความร้อนและค่าผกผันของมัน คือ การนำความร้อนหน่วย SI ของความต้านทานความร้อนคือ K⋅m/W การนำความร้อนนั้นตั้งอยู่บนสมมติฐานว่าการถ่ายเทความร้อนของวัสดุมีความสัมพันธ์เชิงเส้นกับความหนาของวัสดุ

ในการคำนวณค่า R ของการติดตั้งแบบหลายชั้น ค่า R ของแต่ละชั้นจะถูกบวกเข้าด้วยกัน: ^{[ 35 ]}     ค่า R _{(ฟิล์มอากาศภายนอก)} + ค่า R _(อิฐ) + ค่า R _{(แผ่นปิด)} + ค่า R _{(ฉนวน)} + ค่า R _{(แผ่นยิปซัม)} + ค่า R _{(ฟิล์มอากาศภายใน)} = ค่า R _(รวม)

เพื่อพิจารณาส่วนประกอบอื่นๆ ในผนัง เช่น โครงสร้างไม้ ก่อนอื่นให้คำนวณค่า U (= 1/ค่า R) ของแต่ละส่วนประกอบ จากนั้นคำนวณค่า U เฉลี่ยถ่วงน้ำหนักตามพื้นที่ ค่า R เฉลี่ยคือ 1/(ค่า U เฉลี่ย) ตัวอย่างเช่น ถ้า 10% ของพื้นที่เป็นไม้เนื้ออ่อน หนา 4 นิ้ว (ค่า R 5.6) และ 90% เป็นซิลิกาแอโรเจลหนา 2 นิ้ว (ค่า R 20) ค่า U เฉลี่ยถ่วงน้ำหนักตามพื้นที่คือ 0.1/5.6 + 0.9/20 ≈ 0.0629 และค่า R เฉลี่ยถ่วงน้ำหนักคือ 1/0.0629 ≈ 15.9

ค่าการนำความร้อนโดยทั่วไปนิยามว่าคืออัตราการนำความร้อนผ่านวัสดุต่อหน่วยพื้นที่ต่อหน่วยความหนาต่อหน่วยความแตกต่างของอุณหภูมิ (ΔT )ส่วนค่าผกผันของค่าการนำความร้อนคือค่าความต้านทาน (หรือ R ต่อหน่วยความหนา) ค่าการนำความร้อนคืออัตราการไหลของความร้อนผ่านหน่วยพื้นที่ที่ความหนาที่ติดตั้งและ ΔT ที่กำหนด

ในทางทดลอง การนำความร้อนจะวัดได้โดยการวางวัสดุให้สัมผัสกันระหว่างแผ่นตัวนำสองแผ่น แล้ววัดปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการรักษาระดับอุณหภูมิที่กำหนดไว้

โดยส่วนใหญ่ การทดสอบค่า R ของฉนวนจะทำที่อุณหภูมิคงที่ โดยปกติประมาณ 70 องศาฟาเรนไฮต์ (21 องศาเซลเซียส) โดยไม่มีการเคลื่อนที่ของอากาศโดยรอบ เนื่องจากนี่คือสภาวะในอุดมคติ ค่า R ที่ระบุไว้สำหรับฉนวนจึงมักจะสูงกว่าค่าที่ได้ในสภาพการใช้งานจริง เพราะสถานการณ์ส่วนใหญ่ที่ใช้ฉนวนมักอยู่ภายใต้สภาวะที่แตกต่างกัน

เอกสาร C168 ที่เผยแพร่โดยสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกาได้เสนอคำจำกัดความของค่า R โดยอิงจากค่าการนำความร้อนที่ปรากฏ ซึ่งอธิบายถึงการถ่ายเทความร้อนผ่านกลไกทั้งสาม ได้แก่ การนำความร้อน การแผ่รังสี และการพาความร้อน

การถกเถียงยังคงดำเนินต่อไปในหมู่ตัวแทนจากกลุ่มต่างๆ ของอุตสาหกรรมฉนวนกันความร้อนของสหรัฐฯ ในระหว่างการแก้ไขข้อบังคับของ FTC ของสหรัฐฯ เกี่ยวกับการโฆษณาค่า R ^{[ 36 ]}ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนของประเด็นต่างๆ

การใช้แบบจำลองในห้องปฏิบัติการเพียงแบบเดียวเพื่อประเมินคุณสมบัติของวัสดุในการต้านทานความร้อนจากการนำ การแผ่รังสี และการพาความร้อนพร้อมกันนั้น มีข้อจำกัดอยู่หลายประการ อุณหภูมิพื้นผิวจะแตกต่างกันไปตามโหมดการถ่ายเทความร้อน หากเราสมมติว่าการถ่ายเทความร้อนระหว่างอากาศทั้งสองด้านกับพื้นผิวของฉนวนเป็นไปอย่างสมบูรณ์แบบ อุณหภูมิพื้นผิวของฉนวนจะเท่ากับอุณหภูมิอากาศทั้งสองด้าน ในกรณีของการแผ่รังสีความร้อน อุณหภูมิพื้นผิวจะขึ้นอยู่กับค่าการแผ่รังสี ความร้อน ของวัสดุ พื้นผิวที่มีค่าการแผ่รังสีต่ำ เช่น ฟอยล์โลหะมันวาว จะลดการถ่ายเทความร้อนโดยการแผ่รังสี การพาความร้อนจะเปลี่ยนแปลงอัตราการถ่ายเทความร้อนระหว่างอากาศกับพื้นผิวของฉนวน ขึ้นอยู่กับลักษณะการไหลของอากาศ (หรือของเหลวอื่นๆ) ที่สัมผัสกับฉนวนนั้น เมื่อมีโหมดการถ่ายเทความร้อนหลายแบบ อุณหภูมิพื้นผิวสุดท้าย (และด้วยเหตุนี้ ฟลักซ์พลังงานที่สังเกตได้และค่า R ที่คำนวณได้) จะขึ้นอยู่กับสัดส่วนการมีส่วนร่วมของการแผ่รังสี การนำความร้อน และการพาความร้อน แม้ว่าการมีส่วนร่วมของพลังงานทั้งหมดจะยังคงเท่าเดิมก็ตาม

นี่เป็นข้อพิจารณาที่สำคัญในการก่อสร้างอาคาร เนื่องจากพลังงานความร้อนเข้ามาในรูปแบบและสัดส่วนที่แตกต่างกัน การมีส่วนร่วมของแหล่งความร้อนแบบแผ่รังสีและแบบนำความร้อนก็แตกต่างกันไปตลอดทั้งปี และทั้งสองอย่างล้วนเป็นปัจจัยสำคัญต่อความสบายทางความร้อน

ในฤดูร้อน รังสีจากแสงอาทิตย์เป็นแหล่งความร้อนหลัก ตามกฎของสเตฟาน-โบลต์ซมันน์การถ่ายเทความร้อนด้วยรังสีมีความสัมพันธ์กับกำลังสี่ของอุณหภูมิสัมบูรณ์ (วัดเป็นเคลวิน : T [K] = T [°C] + 273.16) ดังนั้น การถ่ายเทความร้อนแบบนี้จึงมีความสำคัญมากที่สุดเมื่อเป้าหมายคือการทำความเย็น (เช่น เมื่อรังสีจากแสงอาทิตย์ทำให้พื้นผิวร้อนมาก) ในทางกลับกัน โหมดการสูญเสียความร้อนแบบนำและแบบพาความร้อนจะมีบทบาทสำคัญกว่าในช่วงเดือนที่อากาศเย็นกว่า ที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ำเช่นนี้ ฉนวนใยแก้ว พลาสติก และเซลลูโลสแบบดั้งเดิมจะมีบทบาทสำคัญอย่างมาก ส่วนประกอบของการถ่ายเทความร้อนด้วยรังสีมีความสำคัญน้อยกว่ามาก และส่วนสำคัญของฉนวนกันรังสีคือการกันอากาศได้ดีเยี่ยม สรุปได้ว่า ข้ออ้างเกี่ยวกับฉนวนกันรังสีนั้นสมเหตุสมผลในอุณหภูมิสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องการลดการถ่ายเทความร้อนในฤดูร้อน แต่ข้ออ้างเหล่านี้ไม่สมเหตุสมผลในสภาวะฤดูหนาวแบบดั้งเดิม (การรักษาความอบอุ่น)

ต่างจากฉนวนกันความร้อนทั่วไป แผ่นสะท้อนแสงต้านทานความร้อนได้ไม่ดีนัก วัสดุอย่างเช่นฟอยล์สะท้อนแสงมีค่าการนำความร้อนสูงและทำหน้าที่เป็นฉนวนกันความร้อนได้ไม่ดี แผ่นสะท้อนแสงช่วยลดการถ่ายเทความร้อนได้สองวิธี คือ การสะท้อนพลังงานรังสีออกจากพื้นผิวที่ได้รับรังสี และการลดการปล่อยรังสีจากด้านตรงข้าม

ประเด็นเรื่องวิธีการวัดประสิทธิภาพของระบบอื่นๆ เช่น ฉนวนกันความร้อนแบบสะท้อนแสง ได้ก่อให้เกิดข้อถกเถียงและความสับสนในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง เนื่องจากการใช้ค่า R หรือ 'ค่า R เทียบเท่า' สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีระบบการป้องกันการถ่ายเทความร้อนที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง (ในสหรัฐอเมริกา กฎค่า R ของรัฐบาลกลางได้กำหนดนิยามทางกฎหมายสำหรับค่า R ของวัสดุก่อสร้าง คำว่า 'ค่า R เทียบเท่า' ไม่มีนิยามทางกฎหมายและจึงไม่มีความหมาย) ตามมาตรฐานปัจจุบัน ค่า R ที่ระบุได้อย่างน่าเชื่อถือที่สุดนั้นใช้สำหรับ วัสดุ ฉนวนกันความร้อนแบบเป็นก้อนผลิตภัณฑ์ทั้งหมดที่อ้างถึงในตอนท้ายเป็นตัวอย่างของวัสดุเหล่านี้

การคำนวณประสิทธิภาพของแผ่นกันรังสีนั้นซับซ้อนกว่า เมื่อมีแผ่นกันรังสีที่ดี การไหลของความร้อนส่วนใหญ่จะเกิดจากการพาความร้อน ซึ่งขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยนอกเหนือจากตัวแผ่นกันรังสีเอง แม้ว่าแผ่นกันรังสีจะมีค่าการสะท้อน สูง (และค่าการแผ่รังสี ต่ำ ) ในช่วงสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าหลายช่วง (รวมถึงแสงที่มองเห็นได้และแสงยูวี) แต่ข้อดีทางความร้อนของแผ่นกันรังสีส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับค่าการแผ่รังสีในช่วงอินฟราเรด ค่าการแผ่รังสี^{[ 37 ]}เป็นตัวชี้วัดที่เหมาะสมสำหรับแผ่นกันรังสี ประสิทธิภาพของแผ่นกันรังสีเมื่อนำไปใช้เพื่อต้านทานความร้อนในแอปพลิเคชันที่จำกัดนั้นได้รับการพิสูจน์แล้ว^{[ 38 ]}แม้ว่าค่า R จะไม่สามารถอธิบายแผ่นกันรังสีได้อย่างเพียงพอ

แม้ว่าการวิจัยเกี่ยวกับการเสื่อมสภาพของค่า R ในระยะยาวของฉนวนกันความร้อนจะยังมีไม่มากนัก แต่ผลการวิจัยล่าสุดบ่งชี้ว่าค่า R ของผลิตภัณฑ์อาจเสื่อมลงตามเวลา ตัวอย่างเช่น การอัดแน่นของเซลลูโลสแบบหลวมๆ ทำให้เกิดช่องว่างที่ลดประสิทธิภาพโดยรวม ซึ่งอาจหลีกเลี่ยงได้โดยการบรรจุให้แน่นตั้งแต่เริ่มต้นการติดตั้ง ฉนวน โฟม บางชนิด เช่น โพลียูรีเทนและโพลีไอโซไซยานูเรต ถูกเป่าขึ้นรูปด้วยก๊าซหนัก เช่นคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs) หรือไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (HFCs) อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป ก๊าซเหล่านี้จะแพร่กระจายออกจากโฟมและถูกแทนที่ด้วยอากาศ ทำให้ค่า R ที่มีประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ลดลง โฟมชนิดอื่นๆ ไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเวลาผ่านไป เนื่องจากถูกเป่าด้วยน้ำหรือเป็นแบบเซลล์เปิดและไม่มี CFCs หรือ HFCs ติดอยู่ (เช่น โฟมความหนาแน่นต่ำครึ่งปอนด์) การทดสอบนาน 20 ปีในบางยี่ห้อแสดงให้เห็นว่าไม่มีการหดตัวหรือการลดลงของค่าฉนวนกันความร้อน

สิ่งนี้ทำให้เกิดข้อโต้แย้งเกี่ยวกับวิธีการประเมินฉนวนของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ ผู้ผลิตหลายรายจะประเมินค่า R-value ณ เวลาที่ผลิต นักวิจารณ์โต้แย้งว่าการประเมินที่ยุติธรรมกว่าควรเป็นค่าที่กำหนดไว้ อุตสาหกรรมโฟมนำวิธีการต้านทานความร้อนระยะยาว (LTTR) มาใช้^{[ 39 ]}ซึ่งประเมินค่า R-value โดยอิงจากค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนัก 15 ปี อย่างไรก็ตาม LTTR ให้ค่า R-value ที่มีอายุเพียงแปดปีเท่านั้น ซึ่งสั้นเกินไปสำหรับขนาดของอาคารที่มีอายุการใช้งาน 50 ถึง 100 ปี

ศูนย์วิจัยและพัฒนาวิศวกรรมกองทัพบกสหรัฐฯ ได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับการเสื่อมสภาพในระยะยาวของวัสดุฉนวน ค่าการเสื่อมสภาพได้มาจากการทดสอบในห้องปฏิบัติการระยะสั้นกับวัสดุที่สัมผัสกับอุณหภูมิและความชื้นต่างๆ ผลลัพธ์บ่งชี้ว่าการดูดซับความชื้นและการสูญเสียสารเป่า (ในโฟมโพลียูรีเทนแบบพ่นเซลล์ปิด) เป็นสาเหตุหลักของการสูญเสียค่า R ไฟเบอร์กลาสและโพลีสไตรีนอัดขึ้นรูปยังคงรักษาค่า R เริ่มต้นไว้ได้มากกว่า 97% ในขณะที่แอโรเจลและโพลียูรีเทนแบบเซลล์ปิดมีการลดลง 15% และ 27.5% ตามลำดับ ผลลัพธ์ชี้ให้เห็นว่ากฎการลดลงแบบเอกซ์โพเนนเชียลเมื่อเวลาผ่านไปนั้นใช้ได้กับค่า R สำหรับโพลียูรีเทนแบบเซลล์ปิดและผ้าห่มแอโรเจล^{[ 40 ]}

การใส่ใจอย่างถูกต้องในการปิดผนึกช่องว่างอากาศและการพิจารณากลไกการถ่ายเทไอน้ำมีความสำคัญต่อการทำงานที่เหมาะสมที่สุดของฉนวนกันความร้อนแบบหนา การรั่วไหลของอากาศอาจทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนหรือการเกิดการควบแน่น ซึ่งทั้งสองอย่างนี้อาจทำให้ประสิทธิภาพของฉนวนลดลงได้

ข้อดีหลักอย่างหนึ่งของฉนวนโฟมแบบพ่นคือความสามารถในการสร้างซีล กันอากาศ (และในบางกรณี กันน้ำ) โดยตรงกับพื้นผิวเพื่อลดผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์จากการรั่วไหลของอากาศ เทคโนโลยีการก่อสร้างอื่นๆ ก็ถูกนำมาใช้เพื่อลดหรือกำจัดรอยรั่ว เช่น เทคนิคการปิดผนึกอากาศ

การเสื่อมสภาพของค่า R เป็นปัญหาอย่างยิ่งเมื่อกำหนดประสิทธิภาพการใช้พลังงานของอาคารที่มีอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอาคารเก่าหรืออาคารประวัติศาสตร์ ค่า R ที่กำหนดก่อนการก่อสร้างอาจแตกต่างจากค่าจริงมาก ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อการวิเคราะห์ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ดังนั้น เพื่อให้ได้ข้อมูลที่เชื่อถือได้ ค่า R จึงมักถูกกำหนดโดยการวัดค่า U ณ ตำแหน่งเฉพาะ (in situ) มีวิธีการที่เป็นไปได้หลายวิธี แต่ละวิธีมีข้อดีข้อเสียเฉพาะของตนเอง ได้แก่ เทอร์โมกราฟี การวัดอุณหภูมิหลายจุด และวิธีการวัดการไหลของความร้อน^{[ 7 ]}

การถ่ายภาพความร้อนถูกนำมาใช้ในภาคการก่อสร้างเพื่อประเมินคุณภาพของฉนวนกันความร้อนของห้องหรืออาคาร โดยใช้กล้องถ่ายภาพความร้อนเพื่อระบุจุดที่ความร้อนรั่วไหลและส่วนที่ฉนวนไม่สม่ำเสมอ อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ไม่ได้ให้ข้อมูลเชิงปริมาณใดๆ สามารถใช้ได้เพียงเพื่อประมาณค่า U หรือค่าผกผันของ R เท่านั้น

วิธีการนี้อาศัยการวัดอุณหภูมิอย่างน้อยสามครั้งทั้งภายในและภายนอกองค์ประกอบของอาคาร โดยการประสานการวัดเหล่านี้และตั้งสมมติฐานพื้นฐานบางประการ จะสามารถคำนวณการไหลของความร้อนได้โดยอ้อม และด้วยเหตุนี้จึงสามารถหาค่า U ขององค์ประกอบอาคารได้ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถือ จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้:

• ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิภายในและภายนอกอาคาร ค่าที่เหมาะสม > 15 K
• สภาวะคงที่
• ไม่มีรังสีจากดวงอาทิตย์
• ไม่มีการวัดความร้อนจากการแผ่รังสีในบริเวณใกล้เคียง

ค่า R ขององค์ประกอบอาคารสามารถกำหนดได้โดยใช้เซ็นเซอร์วัดการไหลของความร้อนร่วมกับเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิสองตัว^{[ 41 ]}โดยการวัดความร้อนที่ไหลผ่านองค์ประกอบอาคารและรวมเข้ากับอุณหภูมิภายในและภายนอกอาคาร จะสามารถกำหนดค่า R ได้อย่างแม่นยำ การวัดที่ใช้เวลานานอย่างน้อย 72 ชั่วโมงโดยมีความแตกต่างของอุณหภูมิอย่างน้อย 5 °C เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้ตามมาตรฐาน ISO 9869 แต่ระยะเวลาการวัดที่สั้นกว่าก็ให้ค่า R ที่เชื่อถือได้เช่นกัน ความคืบหน้าของการวัดสามารถดูได้บนแล็ปท็อปผ่านซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้อง และข้อมูลที่ได้สามารถนำไปใช้ในการคำนวณเพิ่มเติมได้ บริษัทต่างๆ เช่น FluxTeq, Ahlborn, greenTEG และ Hukseflux นำเสนออุปกรณ์วัดการไหลของความร้อนดังกล่าว

การติดตั้งเซ็นเซอร์วัดการไหลของความร้อนบนพื้นผิวด้านในหรือด้านนอกขององค์ประกอบอาคาร ช่วยให้สามารถกำหนดการไหลของความร้อนผ่านเซ็นเซอร์วัดการไหลของความร้อนซึ่งเป็นค่าตัวแทนของการไหลของความร้อนผ่านองค์ประกอบอาคารการไหลของความร้อนผ่านเซ็นเซอร์วัดการไหลของความร้อนคืออัตราการไหลของความร้อนผ่านเซ็นเซอร์วัดการไหลของความร้อนหารด้วยพื้นที่ผิวของเซ็นเซอร์วัดการไหลของความร้อนการติดตั้งเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิบนพื้นผิวด้านในและด้านนอกขององค์ประกอบอาคาร ช่วยให้สามารถกำหนดอุณหภูมิพื้นผิวด้านใน อุณหภูมิพื้นผิวด้านนอก และความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างทั้งสองได้ ในบางกรณีเซ็นเซอร์วัดการไหลของความร้อนเองสามารถทำหน้าที่เป็นหนึ่งในเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิได้ ค่า R สำหรับองค์ประกอบอาคาร คือ ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิทั้งสอง หารด้วยการไหลของความร้อนผ่านเซ็นเซอร์วัดการไหลของความร้อนสูตรทางคณิตศาสตร์คือ: โดยที่: $${\displaystyle R_{\text{val}}={\frac {\Delta T}{\phi _{q}}}={\frac {T_{o}-T_{i}}{q/A}},}$$

• ${\displaystyle R_{\text{val}}}$คือค่า R ( K ⋅ W ⁻¹ ⋅ m ² )
• ${\displaystyle \phi _{q}}$คือฟลักซ์ความร้อน ( W ⋅ m ⁻² )
• ${\displaystyle A}$คือพื้นที่ผิวของ เซ็นเซอร์วัดการไหล ^ของความร้อน ( ตร.ม. )
• ${\displaystyle q}$คืออัตราการไหลของความร้อน ( W )
• ${\displaystyle T_{i}}$คืออุณหภูมิพื้นผิวด้านใน ( เคลวิน )
• ${\displaystyle T_{o}}$คืออุณหภูมิพื้นผิวด้านนอก ( K ) และ
• ${\displaystyle \Delta T}$คือความแตกต่างของอุณหภูมิ ( K ) ระหว่างพื้นผิวด้านในและด้านนอก

ค่า U สามารถคำนวณได้โดยการหาค่าผกผันของค่า R นั่นคือ $${\displaystyle U_{\text{val}}={\frac {1}{R_{\text{val}}}}.}$$

โดยที่ ค่า U ( W ⋅ m ⁻² ⋅ K ⁻¹ ) อยู่ ที่ไหน${\displaystyle U_{\text{val}}}$

ค่า R และค่า U ที่ได้อาจมีความแม่นยำในระดับที่ปริมาณความร้อนที่ผ่านเซ็นเซอร์วัดความร้อนเท่ากับปริมาณความร้อนที่ผ่านองค์ประกอบของอาคาร การบันทึกข้อมูลทั้งหมดที่มีอยู่ช่วยให้สามารถศึกษาความสัมพันธ์ของค่า R และค่า U กับปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิภายใน อุณหภูมิภายนอก หรือตำแหน่งของเซ็นเซอร์วัดความร้อนในระดับที่กระบวนการถ่ายเทความร้อนทั้งหมด (การนำความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสี) มีส่วนร่วมในการวัด ค่า R ที่ได้จึงแสดงถึงค่า R ที่ปรากฏ

แผ่นฉนวนสุญญากาศมีค่า R สูงที่สุด ประมาณ R-45 (ในหน่วยของสหรัฐฯ) ต่อหนึ่งนิ้วรองลงมาคือแอโรเจล (ประมาณ R-10 ถึง R-30 ต่อหนึ่งนิ้ว) ตามด้วยฉนวนโพลียูรีเทน (PUR) และโฟมฟีนอลิกที่มีค่า R-7 ต่อหนึ่งนิ้ว ถัดมาคือโพลีไอโซไซยานูเรต (PIR) ที่มีค่า R-5.8 โพลีสไตรีนขยายตัวที่ผสมกราไฟต์ที่มีค่า R-5 และโพลีสไตรีนขยายตัว (EPS) ที่มีค่า R-4 ต่อหนึ่งนิ้ว ส่วนเซลลูโลสแบบหลวม ใยแก้ว (ทั้งแบบเป่าและแบบแผ่น) และใยหิน (ทั้งแบบเป่าและแบบแผ่น) มีค่า R ประมาณ R-2.5 ถึง R-4 ต่อหนึ่งนิ้ว

ฟางอัดก้อนมีค่าการนำความร้อนประมาณ R-2.38 ถึง 2.68 ต่อหนึ่งนิ้ว ขึ้นอยู่กับทิศทางการวางก้อนฟาง^{[ 42 ]}อย่างไรก็ตาม บ้านที่สร้าง จากฟางอัดก้อน โดยทั่วไป จะมีผนังหนามาก จึงมีการฉนวนกันความร้อนที่ดี หิมะมีค่าการนำความร้อนประมาณ R-1 ต่อหนึ่งนิ้ว อิฐมีคุณสมบัติในการเป็นฉนวนกันความร้อนต่ำมาก โดยมีค่าการนำความร้อนเพียง R-0.2 ต่อหนึ่งนิ้ว แต่ก็มีมวลความร้อน ค่อนข้าง ดี

โปรดทราบว่าตัวอย่างข้างต้นทั้งหมดใช้ค่า R ตามนิยามของสหรัฐอเมริกา (ไม่ใช่ระบบ SI)

นี่คือรายชื่อวัสดุฉนวนที่ใช้กันทั่วโลก

ค่า Rทั่วไปสำหรับวัสดุและโครงสร้างต่างๆ จะแสดงเป็นค่าประมาณโดยอิงจากค่าเฉลี่ยของตัวเลขที่มีอยู่ และเรียงลำดับตามค่าต่ำสุดค่า R ที่ 1 เมตรจะแสดงค่า R ที่ปรับให้เป็นมาตรฐานตามความหนา 1 เมตร (3 ฟุต 3 นิ้ว) และเรียงลำดับตาม ค่า มัธยฐานของช่วง

เมื่อพิจารณาความต้านทานความร้อนโดยรวมของโครงสร้างอาคาร เช่น ผนังหรือหลังคา จะต้องเพิ่มผลของฉนวนของฟิล์มอากาศบนพื้นผิวเข้าไปในความต้านทานความร้อนของวัสดุอื่นๆ^{[ 64 ]}

ในทางปฏิบัติ ค่าพื้นผิวข้างต้นใช้สำหรับพื้น เพดาน และผนังในอาคาร แต่ไม่ถูกต้องสำหรับช่องว่างอากาศปิด เช่น ระหว่างแผ่นกระจก ความต้านทานความร้อนที่มีประสิทธิภาพของช่องว่างอากาศปิดได้รับอิทธิพลอย่างมากจากการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสีและระยะห่างระหว่างพื้นผิวทั้งสอง ดู การเปรียบเทียบค่า R สำหรับหน้าต่างได้ ในหัวข้อกระจกฉนวนโดยมีค่า R ที่มีประสิทธิภาพบางค่าที่รวมช่องว่างอากาศไว้ด้วย

คณะกรรมการการค้าของรัฐบาลกลาง (FTC) กำกับดูแลการอ้างสิทธิ์เกี่ยวกับค่า R เพื่อปกป้องผู้บริโภคจากการอ้างสิทธิ์โฆษณาที่หลอกลวงและทำให้เข้าใจผิด โดยได้ออกกฎเกี่ยวกับค่า R ^{[ 67 ]}

วัตถุประสงค์หลักของกฎระเบียบนี้คือเพื่อให้แน่ใจว่าตลาดฉนวนกันความร้อนสำหรับบ้านให้ข้อมูลสำคัญก่อนการซื้อแก่ผู้บริโภค ข้อมูลนี้ช่วยให้ผู้บริโภคมีโอกาสเปรียบเทียบประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อน เลือกผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดและศักยภาพในการประหยัดพลังงานสูงสุด ซื้อได้อย่างคุ้มค่า และพิจารณาตัวแปรหลักที่จำกัดประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนและการประหยัดพลังงานตามที่กล่าวอ้าง

กฎระเบียบกำหนดให้ต้องเปิดเผยข้อมูลค่า R-value เฉพาะสำหรับผลิตภัณฑ์ฉนวนกันความร้อนในบ้านในโฆษณาบางประเภทและ ณ จุดขาย วัตถุประสงค์ของข้อกำหนดการเปิดเผยค่า R-value ในโฆษณาคือเพื่อป้องกันไม่ให้ผู้บริโภคถูกหลอกลวงด้วยข้อกล่าวอ้างบางอย่างที่มีผลต่อค่าการเป็นฉนวน ณ จุดซื้อขาย ผู้บริโภคบางรายอาจได้รับข้อมูลค่า R-value ที่จำเป็นจากฉลากบนบรรจุภัณฑ์ฉนวน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากหลักฐานแสดงให้เห็นว่าบรรจุภัณฑ์มักไม่สามารถตรวจสอบได้ก่อนซื้อ ดังนั้นในหลายกรณีผู้บริโภคจึงอาจไม่ได้รับข้อมูลใดๆ จากฉลาก ด้วยเหตุนี้ กฎระเบียบจึงกำหนดให้ต้องมีเอกสารข้อมูลให้ผู้บริโภคตรวจสอบก่อนทำการซื้อ

กฎค่า R ระบุว่า:

• ตารางค่า R ของฉนวนกันความร้อนใน InspectApedia มีการอ้างอิงแหล่งที่มาดั้งเดิม
• ข้อมูลเกี่ยวกับการคำนวณ ความหมาย และความสัมพันธ์ระหว่างคำศัพท์ที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายเทความร้อนและความต้านทาน
• ตารางค่า R ของวัสดุก่อสร้างของอเมริกา
• การทำงานกับค่า R ( เก็บถาวรเมื่อ 10 กันยายน 2012 ที่Wayback Machine)