- Polystyrolschaumisolierung in langfristigen Gebäudeanwendungen
- ASTM C578 Physikalische Eigenschaften von EPS
Definition des R-Value
In den 1970er Jahren stieg die Nachfrage nach hochwertiger Gebäudedämmung, als eine Ölkrise die Heiz-und Kühlkosten in die Höhe trieb., Mit vielen neuen Produkten auf dem Markt-und mit so vielen widersprüchlichen Behauptungen in Bezug auf die Isolierfähigkeiten dieser Produkte-schuf die Federal Trade Commission unter Beteiligung und Unterstützung der Dämmstoffindustrie eine objektive Methode zur Meldung der Leistung von Wohnisolierstoffen. Diese Methode wird als R-Wert-Regel bezeichnet.
Die Regel enthält Anforderungen für die Produktkennzeichnung (R-Wert) und Werbung und schreibt spezifische ASTM-Methoden für thermische Tests vor. Die R-Wert-Regel versuchte, gleiche Wettbewerbsbedingungen für konkurrierende Dämmstoffe zu schaffen., „Die R-Wert-Regel war hilfreich beim Vergleich verschiedener Marken desselben Isoliermaterialtyps“, sagte Betsy Steiner, Executive Director von EPS-IA, “ aber da anspruchsvollere Materialien und höher entwickelte Bausysteme in die Bauindustrie eingeführt werden, stellen wir fest, dass der R-Wert eines Materials nicht die ganze Geschichte erzählt.“
Der R-Wert basiert auf einem mathematischen Begriff, der als R-Faktor bekannt ist. Der Begriff R-Wert wurde entwickelt, um die Fähigkeit eines Isoliermaterials darzustellen, den Wärmefluss einzuschränken., Es wird bestimmt, indem Prüflinge zwischen zwei Platten in einem Laborgerät platziert und der Wärmefluss durch die Isolierung gemessen wird. Der Prüfling besteht in der Regel aus einem Quadratfuß Material mit einer Dicke von genau einem Zoll, dessen Oberflächen einen Temperaturunterschied von 1ºF aufweisen. Die Wärmeleitfähigkeit (k) eines Materials wird als die Rate des Wärmeflusses in britischen thermischen Einheiten pro Stunde ausgedrückt.
R-Wert ist dann der R-Faktor eines Isolationsmaterials multipliziert mit der Menge des verwendeten Materials. Zum Beispiel, wenn die angegebene Isolierung einen R-Faktor von 3,8 hat und Sie 3 verwenden.,5 zoll von isolierung, die R-wert ist 13,3. Der thermische Widerstand (R) eines Materials ist seine Beständigkeit gegen Wärmefluss, und der R-Wert wird als Kehrwert der Wärmeleitfähigkeit des Materials ausgedrückt.
Obwohl technisch, die Idee, dass ein Verbraucher in der Lage sein sollte, Isolierung zu vergleichen, ist wichtig, um sicherzustellen, Hausbesitzer und Baufachleute sind in der Lage, fundierte Produktentscheidungen zu treffen. Einfach ausgedrückt, je größer der R-Wert, desto besser die Wärmedämmung.
Aber, es gibt mehr zu berücksichtigen, wenn diese Entscheidungen heute.,
Klare Wand, ganzer Wand-R-Wert
Als die R-Wert-Regel eingeführt wurde, wurden die meisten Häuser und Gebäude mit dimensionalem Holz, 2×4-und Glasfaserisolierung gebaut und isoliert. Um die Isolierung eines Hauses zu erhöhen, hätte ein Bauherr im Allgemeinen ein Glasfaserdämmprodukt mit einem höheren R-Wert ausgewählt, aber heute haben wir gelernt, dass es nicht unbedingt der R-Wert der Isolierung ist, der die Wand effizienter macht. Es ist eine Kombination aus Dämmstoffen, Konstruktionsdetails und Installationspflege, die ultimative thermische Leistung bieten.,
Heute verstehen wir, dass es nicht dasselbe ist, den Raum zwischen den Bolzen mit Glasfaser zu isolieren, als eine ganze Wand zu isolieren. Wir müssen die Wand als System betrachten. Das Holz schafft thermische Überbrückung und Luftinfiltration innerhalb der Wand, um Fenster und Türen und an Verbindungen zwischen der Wand, der Decke und dem Boden. Jetzt wissen wir, dass es wichtig ist, die Wand und nicht nur den Bereich zwischen den Rahmenelementen zu isolieren.
Bedenken Sie jedoch, Glasfaserisolierung funktioniert gut in kontrollierten Labortests, wie funktioniert es, wenn es tatsächlich in einem Haus installiert ist?, Fiberglas ist anfällig für Luftinfiltration. Wenn Luft durch einen Riss im Abstellgleis oder in der Nähe einer Fensteröffnung in eine Wand eindringt, fließt sie durch die Glasfaser und verringert so ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Wärmeströmungen erheblich. Feuchtigkeit führt auch dazu, dass Glasfaser ihre Isolierfähigkeit erheblich verliert. R-Wert berücksichtigt diese Probleme nicht.,
Um umfassendere Standards zu schaffen, schlagen Forscher des Building Technology Center des Oak Ridge National Laboratory des Energieministeriums in Tennessee ein System zur Bewertung des „Whole Wall R-value“ vor, das der Dämmwert eines ganzen Wandsystems ist.
Laut Builder Magazine basieren die meisten R-Wertberechnungen auf herkömmlicher Holzrahmenkonstruktion nach den Kriterien“ clear wall „oder“ center of cavity“., R-Wert berücksichtigt nur die Isolierung und die notwendigen Rahmenelemente, die den „klaren“ Abschnitt der Wand ausmachen, nicht die Ecken und Schnittpunkte mit dem Dach oder Boden. Ferner bewertet das Center-of-Cavity-Verfahren den R-Wert nur an dem Punkt, an dem die Isolierung am dicksten ist-direkt zwischen den Bolzen-und die Bewertung basiert auf Labortests, nicht auf tatsächlichen Bedingungen. Aus diesen Gründen sind R-Werte tendenziell überbewertet.,
Der R-Wert berücksichtigt jedoch die Schnittstellendetails einer Außenwand, die die Schnittpunkte der Wand mit anderen Wänden, Dach, Deck, Türen und Fenstern sind. Die Rahmung und Verbindungen erzeugen sogenannte thermische Shorts-Punkte, die den gesamten R-Wert der Wand beeinträchtigen können.
„EPS-Isolierung, die in strukturellen Isolierplatten oder isolierenden Betonformhäusern verwendet wird, bietet engere Schnittstellendetails als Glasfaserlatten, indem Luftinfiltration eliminiert wird“, sagte Steiner., „Aus diesem Grund ist die Verwendung von ganzen Wand R-Wert genauer bei der Beschreibung der thermischen Leistung des Systems als die jeweiligen R-Werte der Komponenten. Dies ist nur eine weitere Überlegung, die Verbraucher bei der Bestimmung des besten Isolationssystems berücksichtigen müssen.“
Thermische Drift
Es gibt andere Faktoren, die die Leistung von Dämmstoffen beeinflussen, nachdem sie in einem Gebäude installiert sind, einschließlich thermische Drift.,
Einige Schaumkunststoff-Dämmstoffe verwenden Treibmittel, die eine hohe Wärmebeständigkeit aufweisen, wodurch die Isolierung zum Zeitpunkt der Herstellung einen ungewöhnlich hohen R-Wert aufweist. Es ist nun bekannt, dass diese Treibmittel aus der Zellstruktur des Schaums diffundieren, bis viele Jahre nach seiner Herstellung ein Gleichgewichtsniveau erreicht ist. Wenn die Gase mit hohem R-Wert aus der Zellstruktur diffundieren, verringert sich die Fähigkeit der Isolierung, einen Wärmefluss zu verhindern, und verliert bis zu 30 Prozent ihrer ursprünglichen Isolierfähigkeit., EPS-Schaum verwendet diese Arten von Treibmitteln nicht, daher bleibt seine Isolationsleistung über seine gesamte Lebensdauer stabil.
„Je nach verwendetem Dämmstoff kann der R-Wert mit zunehmendem Materialalter langsam reduziert werden“, so Steiner. „Dies sollte berücksichtigt werden, wenn der Designer die erwartete Leistung der von ihm empfohlenen Dämmstoffe berechnet.“
„Wenn Sie EPS direkt nach der Herstellung nebeneinander mit einigen Schaumkunststoff-Dämmstoffen vergleichen, haben die anderen Materialien möglicherweise einen höheren R-Wert“, sagte Steiner., „Aber EPS ist stabil und erfährt keine thermische Drift und verliert nicht R-Wert über seine Lebensdauer. Auf lange Sicht ist die Wärmeleistung der EPS-Isolierung konstant, und wenn alle Kosten-und Leistungsfaktoren berücksichtigt werden, bietet sie typischerweise den größten verfügbaren Dämmwert.“
Informationen zu den neuesten Entwicklungen in der LTTR-und Polyisocyanurat-Isolierung finden Sie in diesem Bericht der National Roofing Contractors Association, in dem die angepassten LTTR-Werte aufgeführt sind.,
EPS behält R-Wert
Im“ Bericht über expandierte Polystyrolisolierung zur Verwendung in aufgebauten und einlagigen Dachsystemen “ vom August 1984 zeigen die Forscher Rene M. Dupuis und Jerome G. Dees, dass Proben von EPS-Isolierungen keine Verschlechterung des R-Wertes aufwiesen. Die Testergebnisse bei 70°F für die thermische Beständigkeit von EPS-Isolierproben aus Dachsystemen unterschiedlichen Alters zeigten keine Verschlechterung des R-Wertes im Laufe der Zeit.
Über den R-Wert hinaus
Bauvorschriften erfordern ein Mindestmaß an Isolierung, um Energie zu sparen und das Gebäude komfortabler zu machen., Energie-und Ressourcenschonung sind nach wie vor wichtige Themen bei der Entscheidung, welche Materialien im heutigen Bauwesen verwendet werden. Wenn sich die Technologie verbessert und unser Verständnis der thermischen Leistung zunimmt, wissen wir jetzt, dass es viel mehr Faktoren zu berücksichtigen gibt als nur den R-Wert. Thermische Überbrückung, thermische Kurzschlüsse, Luftinfiltration, schlechte Konstruktionsdetails und schlechte Verarbeitung sind Faktoren, die zur thermischen Leistung eines Materials oder Dämmsystems beitragen, das über den R-Wert hinausgeht.
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Fragen und Antworten
Q: Was ist R-Wert und wie wird er gemessen?, Wie bezieht sich der R-Wert auf den K-Wert?
A: Der K-Wert ist die Wärmeleitfähigkeit, ausgedrückt als die Wärmemenge (BTUs), die während einer Stunde durch einen quadratischen Fußabschnitt mit einer Dicke von 1 Zoll eines homogenen Materials fließt, wenn es einen Unterschied von 1 ° F in der heißen zu kalten Seitentemperatur gibt. R-Wert ist ein Maß für den thermischen Widerstand eines Materials. Thermische Beständigkeit ist ein Index der Beständigkeit eines Materials gegen den Wärmefluss. Es ist das Reziproke des K-Wertes. K-Werte werden durch einen von zwei Tests bestimmt: ASTM C 177 oder ASTM C 518., Je höher der R-Wert, desto besser ist der Widerstand gegen den Wärmefluss (ausgedrückt in BTU ‚ s) und desto besser ist die Isolierung. R-Werte werden für 1 Zoll Dicke gemeldet und sind nicht unbedingt pro Zoll Dicke (nur für den Wohnungsbau). R-Werte werden normalerweise bei mittleren Temperaturen von 75ºF gemeldet. pro FTC-Vorschriften. In einem Artikel in der Herbstausgabe 1987 des Exteriors Magazine, Andre Desjarlais, dann mit Dynatech Scientific Inc., Cambridge, Mass., diskutierte die Notwendigkeit, reale Dachumgebungen bei der Bewertung der Dachisolierung zu testen., Er sagte: „Darüber hinaus können sich einige Isocyanurate chemisch ändern, wenn sie bei 140ºF gehalten werden. für 90 Tage. Lab Ergebnisse kann verwendet werden als gültige Darstellung des Produktes, sondern die R-Werte die man bekommt sind nicht absolut.“Dies untermauert das Problem, dass R-Werte nicht nur aus Laborsicht, sondern auch aus ihren „realen“ Anwendungen heraus untersucht werden müssen.
F: Wie vergleicht sich der R-Wert von EPS mit anderen Isolierungen?
A: Der R-Wert von EPS ist stabil und ändert sich mit der Zeit nicht., Die R-Wert-Leistung für EPS-Isolierung wird in dem Bericht „Bericht über expandierte Polystyrol-Isolierung für den Einsatz in aufgebauten und einlagigen Dachsystemen“ von Rene M. Dupuis und Jerome G. Dees vom August 1984 erörtert. Der Bericht zeigt, dass Proben der EPS-Isolierung keine Verschlechterung des R-Wertes aufwiesen.* Die Testergebnisse bei 70ºF. für die thermische Beständigkeit von EPS-Isolationsproben aus Dachsystemen unterschiedlichen Alters zeigten keine Verschlechterung des R-Wertes im Laufe der Zeit., Die folgende Tabelle vergleicht zwei Beispiele veröffentlichter R-Werte mit Stichproben, die von tatsächlichen Dachdeckern entnommen1:
|
AGE |
DENSITY |
R-VALUE |
||
|---|---|---|---|---|
|
Veröffentlichte Anfangswerte |
zum Zeitpunkt der Herstellung |
1,00 pcf |
3,85 |
|
|
EPS Isolationsproben |
13 Jahre |
1.28 pcf |
3.94 |
Wer einen bestimmten R-Wert pro Zoll angibt oder kauft, zahlt entsprechend seinen Bedürfnissen und seinem Budget. In ein Produkt zu investieren, bei dem der Dollarwert driftet, wenn die thermischen Werte schrumpfen, kann ein kostspieliger Fehler sein. Im November 1987 veröffentlichten die National Roofing Contractors und die Midwest Roofing Contractors Association ein gemeinsames technisches Bulletin über in Betrieb befindliche R-Werte für Polyisocyanurat-und Polyurethanschaumdachdämmplatten., In diesem Bulletin empfahlen die Verbände, dass Designer und Benutzer einen R-Wert von 5.6 pro Zoll für Polyiso-und Urethanprodukte verwenden, nicht den höheren Wert, auf den häufig in der Herstellerliteratur verwiesen wird. Im November 1992 veröffentlichte NRCA ein weiteres Bulletin, in dem es bekräftigte, einen in Betrieb befindlichen R-Wert von 5,6 pro Zoll Schaumdicke für HFCKW-geblasene Polyisocyanuratplattenprodukte zu empfehlen. Im Herstellungsverfahren für Polyisocyanurat entschärfen Treibmittel nach der Herstellung viele Jahre lang die Zellstruktur des Schaums., Der anfängliche Verlust des Treibmittels war mit einem Verlust des R-Wertes verbunden. Dies kann als kurzfristige thermische Alterung bezeichnet werden. Dieser Verlust an Treibmittel setzt sich viele Jahre nach der Herstellung fort. Diese Gase werden durch Luft ersetzt, die einen geringeren thermischen Widerstand als das ursprüngliche Treibmittel aufweist. Dieses Phänomen hat einen signifikanten Einfluss auf die langfristige thermische Leistung des Isolationsmaterials. Das wichtigste zu berücksichtigende Problem ist die langfristige thermische Leistung (10-15 Jahre), nicht die kurzfristige., Oft melden Hersteller von Polyisocyanurat-Isolierungen ihre R-Werte nach 180 Tagen, einer kurzfristigen Verlustperiode. Obwohl Polyisocyanurathersteller möglicherweise gemäß den Bundesvorschriften 6 Monate alte R-Werte melden,sinkt der R-Wert dieser Produkte seit Jahren. Dies ist bei EPS-Wärmedämmung nicht der Fall. Fragen Sie Ihren EPS-Lieferanten nach R-Value-Garantien, die mit seinen Produkten verfügbar sind.
Q: Was ist kosten pro „R“?
Anmerkungen 1 Tabelle nachgedruckt aus dem Bericht über expandierte Polystyrolisolierung zur Verwendung in aufgebauten und einlagigen Dachsystemen; Rene M., Dupuis Jerome G. Gees; August 1984. Wenn Sie weitere Informationen zu stabilen R-Werten, optimaler Dampfübertragung, geringer Wasseraufnahme und überlegener Designflexibilität mit EPS wünschen, rufen Sie 1-800-607-EPSA oder ein Mitglied des Vereins an.