- aislamiento de espuma de poliestireno en aplicaciones de construcción a largo plazo
- ASTM C578 propiedades físicas de EPS
definición de R-value
durante la década de 1970, la demanda de aislamiento de edificios de calidad se disparó, cuando una crisis del petróleo elevó los costos de calefacción y refrigeración., Con muchos productos nuevos en el mercado-y con tantas afirmaciones conflictivas relacionadas con las capacidades de aislamiento de esos productos-la Comisión Federal de comercio, con la participación y el apoyo de la industria del aislamiento, creó un método objetivo para informar el rendimiento de los materiales de aislamiento residencial. Este método se denomina regla de valor R.
la regla establece requisitos para el etiquetado del producto (valor R) y la publicidad, y exige métodos ASTM específicos para las pruebas térmicas. La regla del valor R intentó crear un campo de juego nivelado para los materiales de aislamiento competidores., «La regla del valor R ha sido útil para comparar diferentes marcas del mismo tipo de material aislante», dijo Betsy Steiner, directora ejecutiva de EPS-IA, » pero a medida que se introducen materiales más sofisticados y sistemas de construcción de alta tecnología en la industria de la construcción, descubrimos que el valor R de un material no cuenta toda la historia.»
El valor R se basa en un término matemático conocido como factor R. El término valor R fue desarrollado para representar la capacidad de un material aislante para restringir el flujo de calor., Se determina colocando muestras de ensayo entre dos placas en un aparato de laboratorio y midiendo el flujo de calor a través del aislamiento. La muestra de prueba generalmente consiste en un pie cuadrado de material de exactamente una pulgada de espesor cuyas superficies tienen un diferencial de temperatura de 1ºF. La conductividad térmica (k) de un material se expresa como la tasa de flujo de calor en Unidades Térmicas Británicas por hora.
valor R entonces, es el factor R de un material aislante multiplicado por la cantidad de material utilizado. Por ejemplo, si el aislamiento especificado tiene un Factor R de 3.8 y está utilizando 3.,5 pulgadas de aislamiento, el valor R es 13.3. La resistencia térmica (R) de un material es su resistencia al flujo de calor, y el valor R se expresa como el recíproco de la conductividad térmica de los materiales.
aunque técnica, la idea de que un consumidor debe ser capaz de comparar el aislamiento es esencial para garantizar que los propietarios y los profesionales de la construcción son capaces de tomar decisiones informadas sobre el producto. En pocas palabras, cuanto mayor sea el valor R, mejor será el aislamiento.
pero, hay más que considerar al tomar esas decisiones hoy.,
Clear Wall vs whole Wall R-value
Cuando se instituyó la regla del valor R, La mayoría de las casas y edificios fueron construidos y aislados utilizando madera dimensional, 2×4 y aislamiento de fibra de vidrio. Para aumentar el aislamiento de una casa, generalmente, un constructor habría seleccionado un producto de aislamiento de fibra de vidrio que tuviera un valor R más alto, pero hoy hemos aprendido que no es necesariamente el valor R del aislamiento lo que hace que la pared sea más eficiente. Es una combinación de materiales de aislamiento, detalles de construcción y cuidado de la instalación que proporcionan el máximo rendimiento térmico.,
hoy entendemos que aislar el espacio entre los postes con fibra de vidrio no es lo mismo que aislar una pared entera. Debemos considerar el muro como un sistema. La madera crea puentes térmicos e infiltración de aire dentro de la pared, alrededor de ventanas y puertas y en las conexiones entre la pared, el techo y el suelo. Ahora sabemos que es importante aislar la pared y no solo el área entre los miembros del encuadre.
tenga en cuenta que el aislamiento de fibra de vidrio funciona bien en pruebas de laboratorio controladas, ¿cómo funciona cuando se instala realmente en una casa?, La fibra de vidrio es susceptible a la infiltración de aire. Cuando el aire entra en una pared a través de una grieta en el revestimiento o cerca de una abertura de ventana, fluye a través de la fibra de vidrio, reduciendo significativamente su capacidad para resistir el flujo térmico. La humedad, también, hace que la fibra de vidrio pierda significativamente su capacidad aislante. R-value no explica estos problemas.,
en un esfuerzo por crear estándares más completos, los investigadores del Centro de tecnología de edificios del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de energía en Tennessee están proponiendo un sistema para calificar «valor R de pared completa», que es el valor aislante de un sistema de pared completa.
según la revista Builder, la mayoría de los cálculos del valor R se basan en la construcción convencional de marcos de madera utilizando criterios de» pared transparente «o» centro de cavidad»., R-value solo tiene en cuenta el aislamiento y los elementos de encuadre necesarios que conforman la sección «clara» de la pared, no las esquinas e intersecciones con el techo o el piso. Además, el método del centro de cavidad califica el valor R solo en el punto donde el aislamiento es más grueso, justo entre los pernos, y la clasificación se basa en pruebas de laboratorio, no en condiciones reales. Por estas razones, los valores de R tienden a ser exagerados.,
Todo el valor R, sin embargo, tiene en cuenta los detalles de la interfaz de una pared exterior, que son las intersecciones de la pared con otras paredes, el techo, la cubierta, las puertas y las ventanas. El encuadre y las conexiones crean lo que se llaman cortocircuitos térmicos points puntos que pueden restar valor al valor R General de la pared.
«el aislamiento EPS utilizado en paneles aislantes estructurales o en casas de forma de concreto aislante ofrece detalles de interfaz más ajustados que los batts de fibra de vidrio al eliminar la infiltración de aire», dijo Steiner., «Por esta razón, el uso del valor R de pared completa es más preciso para describir el rendimiento térmico del sistema que los valores R respectivos de los componentes. Esta es solo otra consideración que los consumidores deben hacer al determinar el mejor sistema de aislamiento.»
Deriva térmica
hay otros factores que afectan el rendimiento de los productos de aislamiento después de que se instalan en un edificio, incluida la Deriva térmica.,
algunos materiales de aislamiento de espuma de plástico utilizan agentes de soplado que tienen una alta resistencia al flujo de calor que hace que el aislamiento tenga un valor R anormalmente alto en el momento de la fabricación. Ahora se sabe que estos agentes espumantes se difunden desde la estructura celular de la espuma hasta que se alcanza un nivel de equilibrio muchos años después de su fabricación. A medida que los gases de alto valor R se difunden fuera de la estructura celular, la capacidad del aislamiento para evitar el flujo térmico se reduce, perdiendo hasta un 30 por ciento de su capacidad de aislamiento original., La espuma EPS no utiliza este tipo de agentes espumantes, por lo tanto, su rendimiento de aislamiento se mantiene estable durante toda su vida útil.
«dependiendo del material de aislamiento utilizado, el valor R se puede reducir lentamente con el tiempo a medida que el material envejece», dijo Steiner. «Esto debe ser considerado cuando el diseñador calcula el rendimiento esperado de los materiales de aislamiento que está recomendando.»
«Si se compara EPS lado a lado con algunos materiales de aislamiento de espuma plástica justo después de que se fabrican, los otros materiales pueden tener un valor R más alto», dijo Steiner., «Pero el EPS es estable y no experimenta ninguna Deriva térmica y no pierde el valor R durante su vida útil. A largo plazo, el rendimiento térmico del aislamiento de EPS es constante, y cuando se consideran todos los factores de costo y rendimiento, generalmente proporciona el mayor valor de aislamiento disponible.»
para obtener información sobre los últimos desarrollos en LTTR y aislamiento de poliisocianurato, consulte este informe de la Asociación Nacional de Contratistas de techos, que detalla los valores de LTTR ajustados.,
EPS mantiene el valor R
en el «informe sobre aislamiento de poliestireno expandido para su uso en sistemas de techos construidos y de una sola capa», fechado en agosto de 1984, los investigadores Rene M. Dupuis y Jerome G. dees muestran que las muestras de aislamiento de EPS no tuvieron deterioro en el valor R. Los resultados de la prueba a 70 ° F para la resistencia térmica de muestras de aislamiento EPS tomadas de sistemas de techo de varias edades indicaron que no se deterioró el valor R con el tiempo.
más allá del valor R
Los códigos de construcción requieren niveles mínimos de aislamiento para conservar energía y hacer que el edificio sea más cómodo., La conservación de la energía y los recursos siguen siendo cuestiones importantes para decidir qué materiales se utilizan en la construcción actual. A medida que la tecnología mejora y aumenta nuestra comprensión del rendimiento térmico, ahora sabemos que hay muchos más factores a considerar que solo el valor R. Los puentes térmicos, los pantalones cortos térmicos, la infiltración de aire, los detalles de construcción deficientes y la mala mano de obra son factores que contribuyen al rendimiento térmico de un material o sistema de aislamiento más allá del valor R.
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preguntas y Respuestas:
P: ¿Qué es el valor R y cómo se mide?, ¿Cómo se relaciona el valor R con el valor K?
A: el valor K es la conductividad térmica, expresada como la cantidad de calor (BTUs), que fluirá a través de una sección de un pie cuadrado de un espesor de 1 pulgada de un material homogéneo, durante una hora cuando hay una diferencia de 1ºF en la temperatura del lado caliente a frío. El valor R es una medida de la resistencia térmica de un material. La resistencia térmica es un índice de la resistencia de un material al flujo de calor. Es el recíproco del valor K. Los valores K se determinan mediante dos pruebas: ASTM C 177 o ASTM C 518., Cuanto mayor sea el valor R, mejor será la resistencia al flujo de calor (expresado en BTU) y mejor será el aislamiento. Los valores R se reportan para 1 pulgada de espesor y no son necesariamente por pulgada de espesor (solo para construcción residencial). Los valores de R Generalmente se reportan a temperaturas medias de 75ºF. según las regulaciones de la FTC. En un artículo en la edición de otoño de 1987 de Exteriors magazine, Andre Desjarlais, entonces con Dynatech Scientific Inc., of Cambridge, Mass., discutió la necesidad de probar los entornos de techo del mundo real al evaluar el aislamiento del techo., Dijo: «además, algunos isocianuratos pueden cambiar químicamente cuando se mantienen a 140ºF. durante 90 días. Los resultados de laboratorio se pueden utilizar como representación válida del producto, pero los valores R que se obtienen no son absolutos.»Esto corrobora aún más la cuestión de que los valores R deben explorarse no solo desde una perspectiva de laboratorio, sino también desde sus aplicaciones en el «mundo real».
P: ¿Cómo se compara el valor R de EPS con otros aislamientos?
A: El valor R del EPS es estable y no cambia con el tiempo., El rendimiento del valor R para el aislamiento de EPS se discute en el informe «Report on Expanded Poliestirene Insulation for Use in Built-Up and Single Ply Roofing Systems» De Rene M. Dupuis y Jerome G. dees, de agosto de 1984. El informe muestra que las muestras de aislamiento EPS no tuvieron deterioro en el valor R.* Los resultados de la prueba a 70ºF. para la resistencia térmica de las muestras de aislamiento de EPS tomadas de sistemas de techo de varias edades no indicaron deterioro en el valor R con el tiempo., La siguiente tabla compara dos ejemplos de publicados los valores R a muestras tomadas de techo decks1:
|
ERA |
la DENSIDAD |
R-VALOR |
|
|---|---|---|---|
|
Publicado Valores Iniciales |
en el momento de fabricación |
1.00 pcf |
3.85 |
|
el Aislamiento de EPS Muestras |
13 años |
1.28 pcf |
3.94 |
los que especifican o compran aislamiento pagan una cierta cantidad de valor R por pulgada de acuerdo con sus necesidades y presupuesto. Invertir en un producto donde el valor del dólar se desplaza a medida que los valores térmicos se encogen puede ser un error costoso. En noviembre de 1987, la National Roofing Contractors y la Midwest Roofing Contractors Association publicaron un boletín técnico conjunto sobre los valores R en servicio de los tableros aislantes de poliisocianurato y espuma de poliuretano para techos., En ese boletín, las asociaciones recomendaron que los diseñadores y usuarios usaran un valor R de 5.6 por pulgada para los productos de poliiso y uretano, no el valor más alto al que a menudo se hace referencia en la literatura de los fabricantes. En noviembre de 1992, la NRCA publicó otro boletín en el que reafirmaba que recomendaba un valor R en servicio de 5,6 por pulgada de espesor de espuma para los productos de cartón de poliisocianurato soplado con HCFC. En el proceso de fabricación de poliisocianurato, los agentes espumantes se desactivan de la estructura celular de la espuma durante muchos años después de la fabricación., La pérdida inicial del agente espumante se ha asociado con una pérdida del valor R. Esto puede ser referido como envejecimiento térmico a corto plazo. Esta pérdida de agente espumante continúa durante muchos años después de la fabricación. Estos gases son reemplazados por aire que tiene una menor resistencia térmica que el agente espumante inicial. Este fenómeno tiene una influencia significativa en el rendimiento térmico a largo plazo del material de aislamiento. La cuestión primordial a considerar es el rendimiento térmico a largo plazo (10-15 años), no el a corto plazo., A menudo, los fabricantes de aislamientos de poliisocianurato informan sus valores R Después de 180 días, un período de pérdida a corto plazo solamente. Aunque los productores de poliisocianurato pueden estar reportando valores R de 6 meses de edad de acuerdo con las regulaciones federales, el valor R de estos productos continúa disminuyendo durante años. Este no es el caso con el aislamiento térmico de EPS. Pregunte a su proveedor de EPS sobre las garantías R-value disponibles con sus productos.
P: ¿Cuál es el costo por «R»?
Notas 1 Gráfico reimpreso del informe sobre aislamiento de poliestireno expandido para su uso en sistemas de techos construidos y de una sola capa; Rene M., Dupuis, Jerome G. Gees; August 1984. Si desea más información sobre valores R estables, transmisión óptima de vapor, baja absorción de agua y flexibilidad de diseño superior con EPS, llame al 1-800-607-EPSA, o a cualquier miembro de la Asociación.