- Isolamento in polistirolo espanso in applicazioni a lungo termine
- ASTM C578 Proprietà fisiche di EPS
Definizione di R-value
Durante gli anni 1970 la domanda di isolamento di edifici di qualità aumentò vertiginosamente, quando una crisi petrolifera fece impennare i costi di riscaldamento e raffreddamento., Con molti nuovi prodotti sul mercato – e con così tante affermazioni contrastanti relative alle capacità isolanti di quei prodotti-la Federal Trade Commission, con la partecipazione e il supporto dell’industria dell’isolamento, ha creato un metodo oggettivo per riportare le prestazioni dei materiali isolanti residenziali. Questo metodo è chiamato R-value Rule.
La regola fornisce requisiti per l’etichettatura del prodotto (R-value) e la pubblicità e impone metodi ASTM specifici per i test termici. La regola R-value ha tentato di creare condizioni di parità per i materiali isolanti concorrenti., “La regola R-value è stata utile per confrontare diverse marche dello stesso tipo di materiale isolante”, ha dichiarato Betsy Steiner, direttore esecutivo di EPS-IA, ” ma man mano che materiali più sofisticati e sistemi di costruzione a tecnologia più elevata vengono introdotti nell’edilizia, scopriamo che il valore R di un materiale non racconta tutta la storia.”
Il valore R si basa su un termine matematico noto come fattore R. Il termine R-value è stato sviluppato per rappresentare la capacità di un materiale isolante di limitare il flusso di calore., Viene determinato posizionando provette tra due piastre in un apparecchio di laboratorio e misurando il flusso di calore attraverso l’isolamento. La provetta consiste solitamente di un piede quadrato di materiale esattamente un pollice di spessore le cui superfici hanno un differenziale di temperatura di 1ºF. La conducibilità termica (k) di un materiale è espressa come la velocità del flusso di calore in unità termiche britanniche all’ora.
R-value quindi, è il fattore R di un materiale isolante moltiplicato per la quantità di materiale utilizzato. Ad esempio, se l’isolamento specificato ha un fattore R di 3,8 e si sta utilizzando 3.,5 pollici di isolamento, il valore R è 13.3. La resistenza termica (R) di un materiale è la sua resistenza al flusso di calore e il valore R è espresso come reciproco della conduttività termica dei materiali.
Anche se tecnico, l’idea che un consumatore dovrebbe essere in grado di confrontare l’isolamento è essenziale per garantire proprietari di case e professionisti dell’edilizia sono in grado di prendere decisioni informate del prodotto. In poche parole, maggiore è il valore R, migliore è l’isolamento.
Ma, c’è di più da considerare quando si prendono queste decisioni oggi.,
Clear Wall verses Whole Wall R-value
Quando è stata istituita la regola R-value, la maggior parte delle case e degli edifici sono stati costruiti e isolati utilizzando legname dimensionale, 2×4 e isolamento in fibra di vetro. Per aumentare l’isolamento di una casa, generalmente, un costruttore avrebbe selezionato un prodotto isolante in fibra di vetro che aveva un valore R più alto, ma oggi abbiamo imparato che non è necessariamente il valore R dell’isolamento che rende il muro più efficiente. Si tratta di una combinazione di materiali isolanti, dettagli costruttivi e cura dell’installazione che forniscono le massime prestazioni termiche.,
Oggi capiamo che isolare lo spazio tra i perni con fibra di vetro non è la stessa cosa che isolare un’intera parete. Dobbiamo considerare il muro come un sistema. Il legname crea ponti termici e infiltrazioni d’aria all’interno della parete, intorno a finestre e porte e ai collegamenti tra la parete, il soffitto e il pavimento. Ora sappiamo che è importante isolare il muro e non solo l’area tra i membri dell’inquadratura.
Considera però che l’isolamento in fibra di vetro si comporta bene nei test di laboratorio controllati, come si comporta quando viene effettivamente installato in una casa?, La fibra di vetro è suscettibile di infiltrazioni d’aria. Quando l’aria entra in una parete attraverso una fessura nel raccordo o vicino a un’apertura della finestra, scorre attraverso la fibra di vetro, riducendo significativamente la sua capacità di resistere al flusso termico. L’umidità, inoltre, fa sì che la fibra di vetro perda significativamente la sua capacità isolante. R-value non tiene conto di questi problemi.,
Nel tentativo di creare standard più completi, i ricercatori del Building Technology Center presso il Department of Energy Oak Ridge National Laboratory nel Tennessee stanno proponendo un sistema per valutare “Valore R intero muro”, che è il valore isolante di un intero sistema a parete.
Secondo Builder Magazine, la maggior parte dei calcoli del valore R si basa sulla costruzione convenzionale del telaio in legno utilizzando i criteri” clear wall “o” center of cavity”., R-value prende in considerazione solo l’isolamento e gli elementi di inquadratura necessari che costituiscono la sezione “chiara” del muro, non gli angoli e le intersezioni con il tetto o il pavimento. Inoltre, il metodo del centro della cavità valuta il valore R solo nel punto in cui l’isolamento è il più spesso-proprio tra i perni-e la valutazione si basa su test di laboratorio, non su condizioni reali. Per questi motivi, i valori R tendono ad essere sopravvalutati.,
L’intero valore R, tuttavia, tiene conto dei dettagli dell’interfaccia di una parete esterna, che sono le intersezioni del muro con altre pareti, il tetto, il ponte, le porte e le finestre. L’inquadratura e le connessioni creano quelli che vengono chiamati pantaloncini termici points punti che possono sminuire il valore R complessivo del muro.
“L’isolamento EPS utilizzato nei pannelli coibentati strutturali o nelle case isolanti in calcestruzzo offre dettagli di interfaccia più stretti rispetto ai batt in fibra di vetro eliminando l’infiltrazione d’aria”, ha affermato Steiner., “Per questo motivo, l’uso del valore R a parete intera è più accurato nella descrizione delle prestazioni termiche del sistema rispetto ai rispettivi valori R dei componenti. Questa è solo un’altra considerazione che i consumatori devono fare quando si determina il miglior sistema di isolamento.”
Deriva termica
Ci sono altri fattori che influenzano le prestazioni dei prodotti isolanti dopo che sono stati installati in un edificio, inclusa la deriva termica.,
Alcuni materiali isolanti in plastica espansa utilizzano agenti espandenti che hanno un’elevata resistenza al flusso di calore, causando l’isolamento ad avere un valore R anormalmente elevato al momento della produzione. Ora è noto che questi agenti espandenti si diffondono dalla struttura cellulare della schiuma fino a raggiungere un livello di equilibrio molti anni dopo la sua produzione. Poiché i gas ad alto valore R si diffondono fuori dalla struttura cellulare, la capacità dell’isolamento di impedire il flusso termico viene ridotta, perdendo fino al 30% della sua capacità isolante originale., La schiuma EPS non utilizza questi tipi di agenti espandenti, pertanto le sue prestazioni di isolamento rimangono stabili per tutta la sua vita.
“A seconda del materiale isolante utilizzato, il valore R può essere ridotto lentamente nel tempo man mano che il materiale invecchia”, ha affermato Steiner. “Questo dovrebbe essere considerato quando il progettista calcola le prestazioni previste dei materiali isolanti che sta raccomandando.”
” Se si confronta EPS side-by-side con alcuni materiali isolanti in plastica espansa subito dopo che sono stati fabbricati, gli altri materiali potrebbero avere un valore R più alto”, ha affermato Steiner., “Ma EPS è stabile e non sperimenta alcuna deriva termica e non perde R-valore nel corso della sua vita. A lungo termine, le prestazioni termiche dell’isolamento EPS sono costanti e, quando vengono considerati tutti i fattori di costo e prestazioni, in genere fornisce il massimo valore isolante disponibile.”
Per informazioni sugli ultimi sviluppi nell’isolamento LTTR e poliisocianurato, consultare questo rapporto della National Roofing Contractors Association, che descrive in dettaglio i valori LTTR corretti.,
L’EPS mantiene il valore R
Nel “Rapporto sull’isolamento in polistirene espanso per l’uso in sistemi di copertura costruiti e monostrato”, datato agosto 1984, i ricercatori Rene M. Dupuis e Jerome G. Dees mostrano che i campioni di isolamento EPS non avevano alcun deterioramento del valore R. I risultati dei test a 70 ° F per la resistenza termica di campioni di isolamento EPS prelevati da sistemi di tetti di varie età non hanno indicato alcun deterioramento del valore R nel tempo.
Oltre il valore R
I codici di costruzione richiedono livelli minimi di isolamento al fine di risparmiare energia e rendere l’edificio più confortevole., L’energia e la conservazione delle risorse continuano ad essere questioni importanti nel decidere quali materiali vengono utilizzati nella costruzione di oggi. Man mano che la tecnologia migliora e la nostra comprensione delle prestazioni termiche aumenta, ora sappiamo che ci sono molti più fattori da considerare oltre al semplice valore R. Ponti termici, pantaloncini termici, infiltrazioni d’aria, dettagli costruttivi scadenti e cattiva lavorazione sono tutti fattori che contribuiscono alle prestazioni termiche di un materiale o di un sistema di isolamento oltre il valore R.
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Domande e risposte:
D: Cos’è il valore R e come viene misurato?, In che modo il valore R si riferisce al valore K?
A: Il valore K è la conduttività termica, espressa come la quantità di calore (BTU), che fluirà attraverso una sezione di un piede quadrato di uno spessore di 1 pollice di un materiale omogeneo, durante un’ora in cui c’è una differenza di 1ºF nella temperatura lato caldo-freddo. Il valore R è una misura della resistenza termica di un materiale. La resistenza termica è un indice della resistenza di un materiale al flusso di calore. È il reciproco del valore K. K-valori sono determinati da uno dei due test: ASTM C 177 o ASTM C 518., Maggiore è il valore R, migliore è la resistenza al flusso di calore (espresso in BTU) e migliore è l’isolamento. I valori R sono riportati per 1 pollice di spessore e non sono necessariamente per pollice di spessore (solo per l’edilizia residenziale). I valori R sono generalmente riportati a temperature medie di 75ºF. secondo i regolamenti FTC. In un articolo nel numero autunnale del 1987 della rivista Exteriors, Andre Desjarlais, poi con Dynatech Scientific Inc., di Cambridge, Massa., ha discusso la necessità di testare ambienti del tetto del mondo reale durante la valutazione dell’isolamento del tetto., Ha detto: “Inoltre, alcuni isocianurati possono cambiare chimicamente se tenuti a 140ºF. per 90 giorni. I risultati di laboratorio possono essere utilizzati come rappresentazione valida del prodotto, ma i valori R ottenuti non sono assoluti.”Ciò conferma ulteriormente il problema che i valori R devono essere esplorati non solo da una prospettiva di laboratorio, ma anche dalle loro applicazioni “reali”.
D: Come si confronta il valore R di EPS con altri isolamenti?
A: Il valore R di EPS è stabile e non cambia nel tempo., Le prestazioni R-value per l’isolamento EPS sono discusse nel rapporto “Report on Expanded Polystyrene Insulation for Use In Built-Up and Single Ply Roofing Systems” di Rene M. Dupuis e Jerome G. Dees, datato agosto 1984. Il rapporto mostra che i campioni di isolamento EPS non avevano alcun deterioramento del valore R.* I risultati del test a 70ºF. per la resistenza termica dell’isolamento EPS i campioni prelevati da sistemi di copertura di varie età non hanno indicato alcun deterioramento del valore R nel tempo., La tabella seguente mette a confronto due esempi pubblicati R-valori ai campioni prelevati dal tetto decks1:
|
ETÀ |
DENSITÀ |
R-VALUE |
|
|---|---|---|---|
|
Pubblicati i Valori Iniziali |
al momento della fabbricazione |
1.00 pcf |
3.85 |
|
Coibentazione in EPS di Campioni |
13 anni |
1.28 pcf |
3.94 |
Coloro che specificano o acquistano l’isolamento pagano una certa quantità di valore R per pollice in base alle loro esigenze e al loro budget. Investire in un prodotto in cui il valore del dollaro si sposta man mano che i valori termici si restringono può essere un errore costoso. Nel novembre 1987, la National Roofing Contractors e la Midwest Roofing Contractors Association hanno pubblicato un bollettino tecnico congiunto sui valori R in servizio per pannelli isolanti per coperture in poliuretano espanso e poliisocianurato., In quel bollettino le associazioni raccomandavano ai progettisti e agli utenti di utilizzare un valore R di 5,6 per pollice per i prodotti polyiso e uretano, non il valore più alto spesso citato dalla letteratura dei produttori. Nel novembre 1992, NRCA ha pubblicato un altro bollettino in cui riaffermava la raccomandazione di un valore R in servizio di 5,6 per pollice di spessore di schiuma per i prodotti in cartone di poliisocianurato soffiato con HCFC. Nel processo di produzione del poliisocianurato, gli agenti espandenti disinnescano dalla struttura cellulare della schiuma per molti anni dopo la produzione., La perdita iniziale di agente espandente è stata associata a una perdita di valore R. Questo può essere indicato come invecchiamento termico a breve termine. Questa perdita di agente espandente continua per molti anni dopo la produzione. Questi gas sono sostituiti da aria che ha una resistenza termica inferiore rispetto all’agente espandente iniziale. Questo fenomeno ha un’influenza significativa sulle prestazioni termiche a lungo termine del materiale isolante. Il problema fondamentale da considerare è la prestazione termica a lungo termine (10-15 anni), non il breve termine., Spesso i produttori di isolamenti poliisocianurati riportano i loro valori R dopo 180 giorni, solo un periodo di perdita a breve termine. Sebbene i produttori di poliisocianurato possano segnalare valori R di 6 mesi in conformità con le normative federali, il valore R di questi prodotti continua a diminuire per anni. Questo non è il caso dell’isolamento termico EPS. Chiedi al tuo fornitore EPS le garanzie R-value disponibili con i loro prodotti.
D: Qual è il costo per “R”?
Note 1 Grafico ristampato dalla Relazione sull’isolamento in polistirene espanso per l’uso in sistemi di copertura costruiti e monostrato; Rene M., Dupuis, Jerome G. Gees; Agosto 1984. Se desideri maggiori informazioni su valori R stabili, trasmissione ottimale del vapore, basso assorbimento d’acqua e flessibilità di progettazione superiore con EPS, chiama 1-800-607-EPSA o qualsiasi membro dell’associazione.