- izolacja z pianki polistyrenowej w długotrwałych zastosowaniach budowlanych
- ASTM C578 Właściwości fizyczne EPS
Definiowanie wartości R
w latach 70.zapotrzebowanie na wysokiej jakości izolację budynków wzrosło, gdy kryzys naftowy wysłał koszty ogrzewania i chłodzenia w górę., Z wieloma nowymi produktami na rynku-i z tak wieloma sprzecznymi roszczeniami dotyczącymi właściwości izolacyjnych tych produktów-Federalna Komisja Handlu, przy udziale i wsparciu przemysłu izolacyjnego, stworzyła obiektywną metodę raportowania wydajności materiałów izolacyjnych w budynkach mieszkalnych. Metoda ta nazywana jest regułą R-value.
reguła określa wymagania dotyczące etykietowania produktu (wartość R) i reklamy oraz nakazuje określone metody ASTM do badań termicznych. Zasada r-value próbowała stworzyć równe szanse dla konkurencyjnych materiałów izolacyjnych., „Zasada r-value była pomocna przy porównywaniu różnych marek tego samego rodzaju materiału izolacyjnego”, powiedziała Betsy Steiner, dyrektor wykonawczy EPS-IA, ” ale ponieważ bardziej wyrafinowane materiały i wyższe systemy konstrukcyjne są wprowadzane do przemysłu budowlanego, stwierdzamy, że wartość R materiału nie opowiada całej historii.”
wartość R opiera się na matematycznym określeniu znanym jako czynnik R. Termin wartość R został opracowany, aby reprezentować zdolność materiału izolacyjnego do ograniczania przepływu ciepła., Określa się go poprzez umieszczenie próbek testowych między dwiema płytami w aparacie laboratoryjnym i pomiar przepływu ciepła przez izolację. Próbka do badań składa się zwykle z stopy kwadratowej materiału o grubości dokładnie jednego cala, którego powierzchnie mają różnicę temperatur 1ºf. Przewodność cieplna (k) materiału wyraża się jako szybkość przepływu ciepła w brytyjskich jednostkach cieplnych na godzinę.
wartość R to Współczynnik R materiału izolacyjnego pomnożony przez ilość użytego materiału. Na przykład, jeśli określona izolacja ma współczynnik R 3,8 i używasz 3.,5 cali izolacji, wartość R wynosi 13,3. Rezystancja cieplna (R) materiału jest jego odporność na przepływ ciepła, a wartość R jest wyrażona jako odwrotność przewodności cieplnej materiałów.
chociaż pomysł, że konsument powinien być w stanie porównać izolację, jest niezbędny do zapewnienia właścicielom domów i profesjonalistom budowlanym możliwości podejmowania świadomych decyzji dotyczących produktu. Mówiąc najprościej, im większa wartość R, tym lepsza izolacja.
ale, jest więcej do rozważenia przy podejmowaniu tych decyzji dzisiaj.,
Przezroczysta ściana wersety cała ściana r-wartość
Kiedy zasada r-wartość została ustanowiona, większość domów i budynków zostały zbudowane i izolowane za pomocą wymiarowej tarcicy, 2×4 i izolacji z włókna szklanego. Aby zwiększyć izolację domu, ogólnie rzecz biorąc, budowniczy wybrałby produkt izolacyjny z włókna szklanego, który miał wyższą wartość R, ale dzisiaj dowiedzieliśmy się, że niekoniecznie wartość R izolacji sprawia, że ściana jest bardziej wydajna. Jest to połączenie materiałów izolacyjnych, detali konstrukcyjnych i opieki instalacyjnej, które zapewniają najwyższą wydajność cieplną.,
dzisiaj rozumiemy, że izolowanie przestrzeni między kołkami włóknem szklanym to nie to samo, co izolowanie całej ściany. Musimy uznać mur za system. Tarcica tworzy mostki termiczne i infiltrację powietrza wewnątrz ściany, wokół okien i drzwi oraz na połączeniach między ścianą, sufitem i podłogą. Teraz wiemy, że ważne jest, aby izolować ścianę, a nie tylko obszar między elementami ramy.
zastanów się jednak, izolacja z włókna szklanego sprawdza się dobrze w kontrolowanych badaniach laboratoryjnych, jak działa, gdy jest faktycznie zainstalowana w domu?, Włókno szklane jest podatne na infiltrację powietrza. Gdy powietrze dostaje się do ściany przez szczelinę w bocznicy lub w pobliżu otworu okiennego, przepływa przez włókno szklane, znacznie zmniejszając jego zdolność do oporu przepływu termicznego. Wilgoć powoduje również, że włókno szklane znacznie traci swoją zdolność izolacyjną. Wartość R nie uwzględnia tych problemów.,
w celu stworzenia bardziej kompleksowych standardów, naukowcy z Centrum technologii budowlanych w departamencie energii w Oak Ridge National Laboratory w Tennessee proponują system oceny „całej ściany R-value”, która jest wartością izolacyjną całego systemu ścian.
według magazynu Builder większość obliczeń wartości R opiera się na tradycyjnej drewnianej konstrukcji szkieletowej z zastosowaniem kryteriów „clear wall” lub „center of cavity”., Wartość R uwzględnia tylko izolację i niezbędne elementy ramowe, które tworzą „przezroczysty” odcinek ściany, a nie narożniki i skrzyżowania z dachem lub podłogą. Co więcej, metoda center-of-cavity ocenia wartość r tylko w punkcie, w którym izolacja jest najgrubsza-tuż między kołkami – a ocena opiera się na badaniach laboratoryjnych, a nie rzeczywistych warunkach. Z tych powodów wartości R są zawyżone.,
cała wartość R uwzględnia jednak szczegóły interfejsu ściany zewnętrznej, czyli przecięcia ściany z innymi ścianami, dachem, tarasem, drzwiami i oknami. Ramki i połączenia tworzą tzw. zwarcia termiczne-punkty, które mogą zmniejszyć ogólną wartość R ściany.
„izolacja EPS stosowana w konstrukcyjnych panelach izolacyjnych lub domach z betonu izolacyjnego oferuje ściślejsze szczegóły interfejsu niż pałki z włókna szklanego, eliminując infiltrację powietrza”, powiedział Steiner., „Z tego powodu zastosowanie wartości R całej ściany jest dokładniejsze w opisywaniu wydajności cieplnej systemu niż odpowiednie wartości R komponentów. Jest to tylko jedna inna kwestia, którą konsumenci muszą wziąć pod uwagę przy ustalaniu najlepszego systemu izolacji.”
Dryft termiczny
istnieją inne czynniki, które wpływają na wydajność produktów izolacyjnych po ich zainstalowaniu w budynku, w tym dryft termiczny.,
niektóre piankowe materiały izolacyjne z tworzyw sztucznych wykorzystują środki spieniające, które mają wysoką odporność na przepływ ciepła, powodując, że izolacja ma nienormalnie wysoką wartość R w momencie produkcji. Obecnie wiadomo, że te środki porotwórcze dyfundują ze struktury komórkowej pianki, aż poziom równowagi osiągnie wiele lat po jej wyprodukowaniu. Ponieważ gazy o wysokiej wartości R wydostają się ze struktury komórkowej, zmniejsza się zdolność izolacji do zapobiegania przepływowi ciepła, tracąc do 30 procent pierwotnej zdolności izolacyjnej., Pianka EPS nie używa tego typu środków porotwórczych, dlatego jej izolacja pozostaje stabilna przez cały okres użytkowania.
„w zależności od zastosowanego materiału izolacyjnego, wartość R może być powoli zmniejszana w miarę starzenia się materiału”, powiedział Steiner. „Należy to wziąć pod uwagę, gdy projektant oblicza oczekiwane właściwości materiałów izolacyjnych, które zaleca.”
” jeśli porównasz EPS obok siebie z niektórymi piankowymi materiałami izolacyjnymi z tworzywa sztucznego zaraz po ich wyprodukowaniu, inne materiały mogą mieć wyższą wartość R”, powiedział Steiner., „Ale EPS jest stabilny i nie doświadcza dryfu termicznego i nie traci wartości R w ciągu swojego życia. W dłuższej perspektywie wydajność cieplna izolacji EPS jest stała, a po uwzględnieniu wszystkich czynników kosztowych i wydajności zazwyczaj zapewnia największą dostępną wartość izolacyjną.”
informacje o najnowszych osiągnięciach w zakresie izolacji LTTR i poliizocyjanuranu można znaleźć w niniejszym raporcie National Roofing Contractors Association, w którym wyszczególniono skorygowane wartości LTTR.,
EPS utrzymuje wartość R
w „Report on Expanded polistyren Insulation for Use in build-Up and Single Ply Roofing Systems” z sierpnia 1984 roku, naukowcy Rene M. Dupuis i Jerome G. Dees pokazują, że próbki izolacji EPS nie miały pogorszenia wartości R. Wyniki badań odporności termicznej próbek izolacji EPS pobranych z systemów dachowych w różnym wieku w temperaturze 70 ° F nie wykazały pogorszenia wartości R w czasie.
poza wartością R
przepisy budowlane wymagają minimalnego poziomu izolacji w celu oszczędzania energii i zwiększenia komfortu budynku., Oszczędność energii i zasobów w dalszym ciągu są ważnymi kwestiami przy podejmowaniu decyzji, jakie materiały są wykorzystywane w dzisiejszym budownictwie. Wraz z rozwojem technologii i wzrostem naszego zrozumienia wydajności cieplnej wiemy, że istnieje wiele innych czynników, które należy wziąć pod uwagę, niż tylko wartość R. Mostkowanie termiczne, zwarcia termiczne, infiltracja powietrza, słabe szczegóły konstrukcyjne i złe wykonanie to czynniki, które przyczyniają się do wydajności cieplnej materiału lub systemu izolacyjnego poza wartością R.
powrót do góry
pytania i odpowiedzi:
p: Co to jest wartość R i jak jest mierzona?, Jak wartość R ma się do wartości K?
a: wartość K to przewodność cieplna, wyrażona jako ilość ciepła (BTUs), która będzie przepływać przez odcinek stopy kwadratowej o grubości 1 cala jednorodnego materiału, w ciągu jednej godziny, gdy istnieje różnica 1ºf w temperaturze strony gorącej do zimnej. Wartość R jest miarą oporu cieplnego materiału. Odporność termiczna jest wskaźnikiem odporności materiału na przepływ ciepła. Jest odwrotnością wartości K. Wartości K określa się za pomocą jednego z dwóch testów: ASTM C 177 lub ASTM C 518., Im wyższa wartość R, tym lepsza odporność na przepływ ciepła (wyrażona w BTU) i lepsza izolacja. Wartości R są zgłaszane dla grubości 1 cala i niekoniecznie są na cal grubości (tylko dla budownictwa mieszkaniowego). R-wartości są zwykle zgłaszane w średnich temperaturach 75ºF. zgodnie z przepisami FTC. W artykule w jesiennym numerze magazynu Exteriors z 1987 roku, Andre Desjarlais, a następnie z Dynatech Scientific Inc., Cambridge, Mass., omówiono potrzebę testowania rzeczywistych środowisk dachowych podczas oceny izolacji dachu., Powiedział: „ponadto niektóre izocyjaniany mogą zmieniać się chemicznie, gdy są trzymane w temperaturze 140ºF. przez 90 dni. Wyniki laboratoryjne mogą być użyte jako prawidłowa reprezentacja produktu, ale wartości R, które otrzymujemy, nie są bezwzględne.”To dodatkowo uzasadnia kwestię, że wartości R muszą być badane nie tylko z perspektywy laboratoryjnej, ale także z ich” prawdziwego świata ” zastosowań.
p: jak porównuje się wartość R EPS z innymi izolacjami?
A: wartość R EPS jest stabilna i nie zmienia się w czasie., Wartość R dla izolacji EPS została omówiona w raporcie” Report on Expanded polistyren Insulation for Use In build-Up and Single Ply Roofing Systems ” autorstwa Rene M. Dupuis i Jerome G. Dees z sierpnia 1984 roku. Raport pokazuje, że próbki izolacji EPS nie miały pogorszenia wartości R.* Wyniki testu w temperaturze 70ºF. dla odporności termicznej próbek izolacji EPS pobranych z systemów dachowych w różnym wieku nie stwierdzono pogorszenia wartości R w czasie., Poniższa tabela porównuje dwa przykłady opublikowanych wartości R z próbkami pobranymi z rzeczywistych pokryć dachowych1:
|
gęstość |
wartość R |
||
|---|---|---|---|
|
opublikowane wartości początkowe |
w momencie produkcji |
1.00 PCF |
3.85 |
|
próbki izolacji EPS |
13 lat |
1.28 PCF |
3.94 |
ci, którzy określają lub kupują izolację, płacą za pewną kwotę wartości R na cal zgodnie z ich potrzebami i budżetem. Inwestowanie w produkt, w którym wartość dolara dryfuje w miarę kurczenia się wartości termicznych, może być kosztownym błędem. W listopadzie 1987 roku National Roofing Contractors i Midwest Roofing Contractors Association wydały wspólny biuletyn techniczny na temat wartości R w eksploatacji dla płyt izolacyjnych z poliizocyjanuranu i pianki poliuretanowej., W tym biuletynie Stowarzyszenia zaleciły, aby projektanci i użytkownicy stosowali wartość R wynoszącą 5,6 na cal dla produktów z poliizo i uretanu, a nie wyższą wartość, o której często wspomina Literatura producentów. W listopadzie 1992 r. NRCA wydała kolejny biuletyn, w którym potwierdziła, że wartość R w eksploatacji wynosi 5,6 na cal grubości pianki dla produktów z płyty poliizocyjanuranowej dmuchanych HCFC. W procesie produkcji poliizocyjanuranu środki porotwórcze usuwają się ze struktury komórkowej pianki przez wiele lat po wytworzeniu., Początkowa utrata środka porotwórczego związana jest z utratą wartości R. Może to być określane jako krótkotrwałe starzenie termiczne. Ta utrata środka porotwórczego trwa przez wiele lat po produkcji. Gazy te są zastępowane przez powietrze, które ma niższy opór cieplny niż początkowy środek spieniający. Zjawisko to ma znaczący wpływ na długoterminową wydajność cieplną materiału izolacyjnego. Najważniejszą kwestią do rozważenia jest długoterminowa wydajność cieplna (10-15 lat), a nie krótkoterminowa., Często producenci izolacji poliizocyjanuranowych zgłaszają swoje wartości R po 180 dniach, tylko krótkotrwały okres strat. Chociaż producenci poliizocyjanuranów mogą zgłaszać wartości R w wieku 6 miesięcy zgodnie z przepisami federalnymi, wartość R tych produktów nadal spada przez lata. Tak nie jest w przypadku izolacji termicznej EPS. Zapytaj swojego dostawcę EPS o gwarancje o wartości R dostępne dla jego produktów.
p: Jaki jest koszt na „R”?
uwagi 1 Wykres przedruku z raportu na temat izolacji styropianowej ekspandowanej do stosowania w systemach dachowych zabudowanych i jednowarstwowych; Rene M., Dupuis, Jerome G. Gees; Sierpień 1984. Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat stabilnych wartości R, optymalnej przepuszczalności pary, niskiej absorpcji wody i doskonałej elastyczności projektowania z EPS, zadzwoń pod numer 1-800-607-EPSA lub dowolnego członka stowarzyszenia.