- isolation en mousse de polystyrène dans les applications de construction à Long terme
- ASTM C578 Propriétés physiques de EPS
définition de la valeur R
Au cours des années 1970, la demande d’isolation de bâtiment de qualité a grimpé en flèche,, Avec de nombreux nouveaux produits sur le marché-et avec tant d’allégations contradictoires concernant les capacités isolantes de ces produits-la Federal Trade Commission, avec la participation et le soutien de l’industrie de l’isolation, a créé une méthode objective pour rendre compte de la performance des matériaux d’isolation résidentiels. Cette méthode s’appelle la règle R-value.
La règle prévoit des exigences pour l’étiquetage des produits (Valeur R) et la publicité, et impose des méthodes ASTM spécifiques pour les essais thermiques. La règle de la valeur R a tenté de créer des conditions équitables pour les matériaux d’isolation concurrents., « La règle de la valeur R a été utile pour comparer différentes marques du même type de matériau isolant », a déclaré Betsy Steiner, directrice exécutive D’EPS-IA, » mais à mesure que des matériaux plus sophistiqués et des systèmes de construction de haute technologie sont introduits dans l’industrie du bâtiment, nous constatons que la valeur R d’un matériau ne raconte pas »
la valeur R est basée sur un terme mathématique appelé facteur R. Le terme Valeur R a été développé pour représenter la capacité d’un matériau isolant à restreindre le flux de chaleur., Il est déterminé en plaçant des échantillons d’essai entre deux plaques dans un appareil de laboratoire et en mesurant le flux de chaleur à travers l’isolation. Le spécimen d’essai se compose habituellement d’un pied carré de matériel exactement un pouce d’épaisseur dont les surfaces ont un différentiel de la température de 1ºF. La conductivité thermique (k) d’un matériau est exprimée par le débit de chaleur en unités thermiques britanniques par heure.
la valeur R est alors le facteur R d’un matériau isolant multiplié par la quantité de matériau utilisé. Par exemple, si l’isolation spécifiée a un facteur R de 3,8 et que vous utilisez 3.,5 pouces d’isolation, la valeur R est de 13,3. La résistance thermique (R) d’un matériau est sa résistance au flux de chaleur, et la valeur R est exprimée comme l’inverse de la conductivité thermique des matériaux.
bien que technique, l’idée qu’un consommateur devrait pouvoir comparer l’isolation est essentielle pour s’assurer que les propriétaires et les professionnels du bâtiment sont capables de prendre des décisions éclairées sur les produits. Tout simplement, plus la valeur R est élevée, meilleure est l’isolation.
mais, il y a plus à considérer lors de la prise de ces décisions aujourd’hui.,
Clear Wall versets Whole Wall R-value
lorsque la règle de la valeur R a été instituée, la plupart des maisons et des bâtiments ont été construits et isolés à l’aide de bois dimensionnel, de 2×4 et d’isolation en fibre de verre. Pour augmenter l’isolation d’une maison, généralement, un constructeur aurait choisi un produit d’isolation en fibre de verre qui avait une valeur R plus élevée, mais aujourd’hui, nous avons appris que ce n’est pas nécessairement la valeur R de l’isolation qui rend le mur plus efficace. C’est une combinaison de matériaux d’isolation, de détails de construction et de soins d’installation qui offrent des performances thermiques ultimes.,
Aujourd’hui, nous comprenons qu’isoler l’espace entre les plots avec de la fibre de verre n’est pas la même chose que d’isoler un mur entier. Nous devons considérer le mur comme un système. Le bois crée un pont thermique et une infiltration d’air à l’intérieur du mur, autour des fenêtres et des portes et au niveau des connexions entre le mur, le plafond et le sol. Maintenant, nous savons qu’il est important d’isoler le mur et pas seulement la zone entre les éléments de charpente.
considérez cependant que l’isolation en fibre de verre fonctionne bien dans les tests de laboratoire contrôlés, comment fonctionne-t-elle lorsqu’elle est réellement installée dans une maison?, La fibre de verre est sensible à l’infiltration d’air. Lorsque l’air pénètre dans un mur par une fissure dans le revêtement ou près d’une ouverture de fenêtre, il traverse la fibre de verre, réduisant considérablement sa capacité à résister à l’écoulement thermique. L’humidité fait également perdre considérablement sa capacité isolante à la fibre de verre. La valeur R ne tient pas compte de ces problèmes.,
dans le but de créer des normes plus complètes, des chercheurs du Centre de technologie du bâtiment du laboratoire national Oak Ridge du Département de l’énergie au Tennessee proposent un système d’évaluation de la « valeur R du mur entier », qui est la valeur isolante d’un système de mur entier.
selon le magazine Builder, la plupart des calculs de la valeur R sont basés sur une construction à ossature de bois conventionnelle utilisant des critères de « paroi transparente » ou de « Centre de cavité »., La valeur R ne prend en compte que l’isolation et les éléments de charpente nécessaires qui composent la section « claire » du mur, pas les Coins et les intersections avec le toit ou le sol. En outre, la méthode du centre de la cavité évalue la valeur R uniquement au point où l’isolation est la plus épaisse-juste entre les goujons-et la cote est basée sur des tests de laboratoire, et non sur des conditions réelles. Pour ces raisons, les valeurs R ont tendance à être surestimées.,
la valeur R entière, cependant, prend en compte les détails d’interface d’un mur extérieur, qui sont les intersections du mur avec d’autres murs, le toit, le pont, les portes et les fenêtres. Le cadrage et les connexions créent ce que l’on appelle des shorts thermiques-des points qui peuvent nuire à la valeur R globale du mur.
« l’isolation EPS utilisée dans les panneaux isolants structurels ou les maisons isolantes en béton offre des détails d’interface plus serrés que les batts en fibre de verre en éliminant l’infiltration d’air », a déclaré Steiner., « Pour cette raison, l’utilisation de la valeur R de paroi entière est plus précise pour décrire les performances thermiques du système que les valeurs R respectives des composants. Ce n’est qu’une autre considération que les consommateurs doivent faire lors de la détermination du meilleur système d’isolation. »
Dérive thermique
Il y a d’autres facteurs qui affectent les performances des produits d’isolation après leur installation dans un bâtiment, y compris la dérive thermique.,
certains matériaux isolants en mousse plastique utilisent des agents gonflants qui ont une résistance élevée au flux de chaleur, ce qui fait que l’isolation a une valeur R anormalement élevée au moment de la fabrication. On sait maintenant que ces agents gonflants diffusent à partir de la structure cellulaire de la mousse jusqu’à ce qu’un niveau d’équilibre soit atteint de nombreuses années après sa fabrication. À mesure que les gaz à haute valeur R se diffusent hors de la structure cellulaire, la capacité de l’isolant à empêcher l’écoulement thermique est réduite, perdant jusqu’à 30% de sa capacité isolante d’origine., La mousse EPS n’utilise pas ces types d’agents gonflants, par conséquent, ses performances d’isolation restent stables sur toute sa durée de vie.
« selon le matériau d’isolation utilisé, la valeur R peut lentement être réduite au fil du temps à mesure que le matériau vieillit », a déclaré Steiner. « Cela devrait être pris en compte lorsque le concepteur calcule la performance attendue des matériaux d’isolation qu’il recommande. »
» Si vous comparez L’EPS côte à côte avec certains matériaux isolants en mousse plastique juste après leur fabrication, les autres matériaux peuvent avoir une valeur R plus élevée », a déclaré Steiner., « Mais EPS est stable et ne subit aucune dérive thermique et ne perd pas la valeur R au cours de sa vie. À long terme, la performance thermique de l’isolation EPS est constante et, lorsque tous les facteurs de coût et de performance sont pris en compte, elle fournit généralement la plus grande valeur isolante disponible. »
Pour plus d’informations sur les derniers développements en matière de LTTR et d’isolation en polyisocyanurate, veuillez consulter ce rapport de la National Roofing Contractors Association, qui détaille les valeurs de LTTR ajustées.,
le PSE maintient la valeur R
dans le « Report on Expansed Polystyrene Insulation for Use in Built-Up and Single Ply Roofing Systems », daté d’août 1984, les chercheurs Rene M. Dupuis et Jerome G. dees montrent que les échantillons d’isolant en PSE ne présentaient aucune détérioration de la valeur r. Les résultats du test à 70 ° F pour la résistance thermique des échantillons D’isolation EPS prélevés sur des systèmes de toiture de différents âges n’ont indiqué aucune détérioration de la valeur R au fil du temps.
au-delà de la valeur R
Les codes du bâtiment exigent des niveaux d’isolation minimaux afin d’économiser l’énergie et de rendre le bâtiment plus confortable., La conservation de l’énergie et des ressources reste un enjeu important pour décider quels matériaux sont utilisés dans la construction d’aujourd’hui. À mesure que la technologie s’améliore et que notre compréhension des performances thermiques augmente, nous savons maintenant qu’il y a beaucoup plus de facteurs à prendre en compte que la valeur R. Le pontage thermique, les shorts thermiques, l’infiltration d’air, les mauvais détails de construction et la mauvaise exécution sont tous des facteurs qui contribuent à la performance thermique d’un matériau ou d’un système d’isolation au-delà de la valeur R.
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Questions et réponses:
Q: Qu’est-ce que la valeur R et comment est-elle mesurée?, Comment la valeur R est-elle liée à la valeur K?
r: la valeur K est la conductivité thermique, exprimée en quantité de chaleur (BTU), qui s’écoulera à travers une section d’un pied carré d’une épaisseur de 1 pouce d’un matériau homogène, pendant une heure où il y a une différence de 1ºF entre la température du côté chaud et le côté froid. La valeur R est une mesure de la résistance thermique d’un matériau. La résistance thermique est un indice de résistance d’un matériau à l’écoulement de la chaleur. C’est la réciproque de la valeur de K. Les valeurs K sont déterminées par l’un des deux essais suivants: ASTM C 177 ou ASTM C 518., Plus la valeur R est élevée, meilleure est la résistance au flux de chaleur (exprimée en BTU) et meilleure est l’isolation. Les valeurs R sont déclarées pour 1 pouce d’épaisseur et ne sont pas nécessairement par pouce d’épaisseur (pour la construction résidentielle seulement). Les valeurs R sont généralement signalées à des températures moyennes de 75ºF. selon les règlements de la FTC. Dans un article paru dans le numéro d’automne 1987 du magazine extérieurs, André Desjarlais, alors chez Dynatech Scientific Inc., de Cambridge, Mass., a discuté de la nécessité de tester des environnements de toit RÉELS lors de l’évaluation de l’isolation du toit., Il a déclaré: « en outre, certains isocyanurates peuvent changer chimiquement lorsqu’ils sont maintenus à 140ºF. pour 90 jours. Les résultats de laboratoire peuvent être utilisés comme représentation valide du produit, mais les valeurs R obtenues ne sont pas absolues. »Cela corrobore la question selon laquelle les valeurs R doivent être explorées non seulement du point de vue du laboratoire, mais aussi de leurs applications « réelles ».
Q: Comment la valeur R de L’EPS se compare – t-elle aux autres isolations?
A: la valeur R de L’EPS est stable et ne change pas avec le temps., La performance de la valeur R pour l’isolation EPS est discutée dans le rapport « Report on Expansed Polystyrene Insulation for Use In Built-Up and Single Ply Roofing Systems » de René M. Dupuis et Jerome G. dees, daté d’août 1984. Le rapport montre que les échantillons d’isolation EPS n’avaient pas de détérioration de la valeur R.* Les résultats du test à 70ºF. pour la résistance thermique des isolants EPS, des échantillons prélevés sur des systèmes de toiture de différents âges n’ont indiqué aucune détérioration de la valeur R au fil du temps., Le tableau suivant compare les deux exemples publiés de valeurs R pour les échantillons prélevés à partir de la réalité de toit decks1:
|
ÂGE |
DENSITÉ |
R-VALEUR |
|
|---|---|---|---|
|
Publié Valeurs Initiales |
au moment de la fabrication |
1.00 pcf |
3.85 |
|
Isolant EPS Échantillons |
13 ans |
1.28 pcf |
3.94 |
ceux qui spécifient ou achètent une isolation paient une certaine valeur R par pouce en fonction de leurs besoins et de leur budget. Investir dans un produit où la valeur monétaire dérive à mesure que les valeurs thermiques diminuent peut être une erreur coûteuse. En novembre 1987, la National Roofing Contractors et la Midwest Roofing Contractors Association ont publié un bulletin technique conjoint sur les valeurs R en service pour les panneaux isolants de toiture en polyisocyanurate et en mousse de polyuréthane., Dans ce bulletin, les associations ont recommandé que les concepteurs et les utilisateurs utilisent une valeur R de 5,6 par pouce pour les produits en polyiso et en uréthane, et non la valeur plus élevée souvent mentionnée dans la littérature des fabricants. En novembre 1992, la NRCA a publié un autre bulletin dans lequel elle a réaffirmé qu’elle recommandait une valeur R en service de 5,6 par pouce d’épaisseur de mousse pour les panneaux de polyisocyanurate soufflés au HCFC. Dans le processus de fabrication du polyisocyanurate, les agents gonflants désamorcent la structure cellulaire de la mousse pendant de nombreuses années après la fabrication., La perte initiale d’agent gonflant a été associée à une perte de valeur R. Cela peut être appelé vieillissement thermique à court terme. Cette perte d’agent gonflant se poursuit pendant de nombreuses années après la fabrication. Ces gaz sont remplacés par de l’air qui a une résistance thermique plus faible que l’agent gonflant initial. Ce phénomène a une influence significative sur les performances thermiques à long terme du matériau d’isolation. La question primordiale à considérer est la performance thermique à long terme (10-15 ans), pas le court terme., Souvent, les fabricants d’isolants en polyisocyanurate signalent leurs valeurs R après 180 jours, une période de perte à court terme seulement. Bien que les producteurs de polyisocyanurate puissent déclarer des valeurs R vieillies à 6 mois conformément à la réglementation fédérale, la valeur R de ces produits continue de diminuer pendant des années. Ce n’est pas le cas avec l’isolation thermique EPS. Renseignez-vous auprès de votre fournisseur EPS sur les garanties R-value disponibles avec leurs produits.
Q: Quel est le coût par « R »?
Notes 1 Tableau reproduit du rapport sur L’isolation en polystyrène expansé pour les systèmes de toiture bâtis et à simple couche; Rene M., Dupuis, Jerome G. Gees; Août 1984. Si vous voulez plus d’informations sur des valeurs R stables, une transmission optimale de la vapeur, une faible absorption d’eau et une flexibilité de conception supérieure avec EPS, appelez le 1-800-607-EPSA ou tout membre de l’association.