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温度の異なる物体が物理的に接触したり、放射の影響範囲にある場合は常に、熱交換が行われる。
断熱とは、この熱の移動を抑えることである。
熱伝導の場合は、これらの物体間に熱障壁を作ることによって達成される。 熱伝導熱放射の場合は反射によって達成される。
物体をその周囲から断熱するためには、放射や対流だけでなく、伝導による熱交換も避けなければならない。
伝導による熱伝達は、温度差、熱接触面、材料の厚さの逆数に比例する。
単位はワット/メートル、単位はケルビン（W-m-1-K-1）。
断熱材の断熱性能は、その熱伝導率と厚みに依存する。
断熱は、対象物を熱伝導率の低い材料で厚く囲むことによって達成される。
断熱材は、冷たいものは冷たく、熱いものは熱く保つ。
建物 建物エネルギー効率を高め、冬は暖かく、夏は涼しく保つことができる。
断熱材を使用：
- 建築・建設用：建物、パイプ、温水タンクなど
- 包装用（主にコールドチェーンの一部としての断熱輸送コンテナ用）
- 衣料用、鳥類（羽毛）や哺乳類（毛皮）の天然断熱材として使用される。
- スリーピングマットやフォームマットレスなどの断熱キャンプ用品用
熱伝導率
熱伝導率は、ほぼゼロ（気体の場合）から、金属のような最も熱伝導率の高い材料では数百W/(m*K)まで様々です。 気体の熱伝導率は最も低く（空気：0.026W/(m*K)）、次いで液体（ほとんどの有機液体で0.1～0.2W/(m*K)）と固体である。 ポリマー、アスファルト、ゴムなどの有機固体は、石（大理石、花崗岩など）やコンクリート（通常2～3W/(m*K)）などの無機固体よりも熱伝導率が低い（通常0.1～0.3W/(m*K)）。
気体（空気）を固体に閉じ込めることで、主に、熱伝導率の低い有機固体を用いて、小さなセルを作って対流を制限すれば、良い断熱材ができる。 この原理は、発泡体（ウレタンフォーム、発泡スチロール（EPS）、コルク）、建築用断熱材（ロックウール、グラスウール、ガラス繊維、アスベスト）、衣類（ウール、ダウンフェザー、フリース）など、ほとんどの断熱材に使われている。
エアロゲルは特殊な絶縁材料である。 エアロゲルは、構造を変えることなく液相を気相に置き換えたゲルから作られる。 エアロゲルは密度が極めて低く、熱伝導率が低く、透明性が高い。
熱貫流率、R値、U値
熱貫流率またはR値は、材料の断熱能力を評価するために使用されます。
R値は、壁、窓、断熱パネルなどの二次元物体を通過する（伝導性の）熱流の抵抗を測定します。
R値は定常状態で測定され、所定の温度差における高温面と低温面間の熱の流れを表す。
単位はK・m2/W。
R値が高いほど断熱性に優れていることになる。
全体の熱伝達率またはU値はRの逆数であり、そのSI単位は次の通りです。 W/(m2*K).
用途別断熱材
用途に応じて、さまざまな種類の断熱材が使用される。
建築・建設
かつては、建物の断熱材にはアスベストが使われていた。 現在は、EPS（発泡ポリスチレン）、ウレタンフォーム、ロックウール、真空断熱パネル（VIP）などに取って代わられている。 木、綿、わらなどの有機素材が使われることも多い。 窓は、断熱空気層を挟んだ2枚のガラス板で隔離されている（断熱グレージング）。
温水タンクやパイプの断熱には、主にポリウレタン・フォームが使用される。
パッケージング
包装用、主に断熱輸送コンテナ（コールドチェーンの一部）には、通常ポリレイヤー素材が使用される。 これらは発泡体、保温ブランケット（ライナー）、反射層で構成されている。 バブルラップが使われることも多い。 さらに、魔法瓶という概念もある。
衣類と天然動物の断熱材
衣類は、哺乳類（毛皮）や鳥類（羽毛）の自然動物の断熱材として、空気を含む有機素材（綿、羊毛、羽毛など）で構成されている。
試験方法と装置
断熱材の熱伝導率を測定する方法には、ヒートフロー法（HFM-Heat Flow Meters）など、さまざまな方法があります。 (HFM-ヒートフローメーター)や ガード付きホットプレート（GHP） のような熱線法過渡ホットブリッジ（THB）.
