Изоляция | Министерство энергетики

R-значения изоляции и других строительных материалов

Ниже в этой статье есть таблица R-значений строительных материалов, но сначала мы должны быстро осветить некоторые основы R-значений, U-факторов и расчета теплового сопротивления.

Что такое R-значения?

В строительстве R-значение является мерой способности материала сопротивляться тепловому потоку с одной стороны на другую. Проще говоря, значения R измеряют эффективность изоляции, и чем выше число, тем эффективнее изоляция.

R-значения являются аддитивными. Например, если у вас есть материал с R-значением 12, присоединенный к другому материалу с R-значением 3, то оба материала вместе имеют R-значение 15.

R-значение Единицы

Как мы уже говорили ранее, значение R измеряет тепловое сопротивление материала. Это также может быть выражено как разность температур, которая заставит одну единицу тепла пройти через одну единицу площади за определенный период времени.

Два приведенных выше уравнения используются для расчета R-значения материала. Имейте в виду, что из-за единиц измерения имперское значение R будет немного меньше, чем значение SI R, поэтому важно определить единицы, используемые при работе на международном уровне. В приведенных ниже таблицах используются британские единицы, поскольку наш веб-сайт ориентирован на рынок Северной Америки.

Что такое U-факторы?

Для многих программ моделирования энергопотребления и кодовых расчетов требуются U-факторы (иногда называемые U-значениями) сборок. U-фактор — это коэффициент теплопередачи, что просто означает, что он является мерой способности сборки нагреваться. перевод тепловой энергии по всей его толщине. U-фактор сборки является обратной величиной общего R-значения сборки. Уравнение показано ниже.

Таблицы R-значений строительных материалов

Значения R для конкретных узлов, таких как двери и остекление в таблице ниже, являются обобщенными, поскольку они могут значительно различаться в зависимости от специальных материалов, которые использует производитель. Например, использование газообразного аргона в стеклопакете с двойным стеклопакетом значительно улучшит значение теплопроводности. Обратитесь к литературе производителя за значениями, характерными для вашего проекта.

Значения в таблице выше были взяты из ряда источников, включая: Справочник по основам ASHRAE, ColoradoENERGY.org и Иллюстрированное строительство здания Фрэнсис Д.К. Чинг. Использовались и другие второстепенные источники. Archtoolbox не тестирует материалы или сборки.

Двери и сборки

В приведенной выше таблице вы заметите, что для изолированных металлических дверей с полиуретановой изоляцией предусмотрены два совершенно разных значения R. На основании ASTM C518 (метод расчета) дверь имеет значение R до 11, но согласно ASTM C1363 (испытано/работоспособно) та же дверь имеет значение R только до 3.5. Это огромная разница, которая, по сути, сводится к тому, что ASTM C518 является теоретическим максимумом, основанным на стационарном тепловом испытании только части дверной панели. Однако все мы знаем, что рама, прокладка и фурнитура существенно влияют на коэффициент теплопередачи. Поэтому был внедрен новый стандартный тест ASTM C1363, который проверяет всю дверную сборку, включая раму и фурнитуру.

Результаты ASTM C1363 намного ниже, но гораздо точнее соответствуют фактическим условиям установки. На самом деле двери работают так же, как и раньше, просто значения R намного больше соответствуют тому, как дверь работает на самом деле. Многие архитекторы теперь определяют двери с тестом ASTM C1363 в качестве стандарта на теплопередачу. Ожидается, что другие продукты последуют их примеру.

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь со статьей Института стальных дверей. Почему изменились рейтинги тепловых характеристик?

Помогите сделать Archtoolbox лучше для всех. Если вы обнаружили ошибку или устаревшую информацию в этой статье (даже если это всего лишь незначительная опечатка), сообщите нам об этом.

Изоляция

Изоляция в вашем доме обеспечивает сопротивление тепловому потоку и снижает затраты на отопление и охлаждение. Надлежащая изоляция вашего дома не только снижает затраты на отопление и охлаждение, но и повышает комфорт.

Как работает изоляция

Чтобы понять, как работает изоляция, необходимо понять тепловой поток, который включает в себя три основных механизма — теплопроводность, конвекцию и излучение. Теплопроводность — это то, как тепло проходит через материалы, например, когда ложка, помещенная в горячую чашку кофе, передает тепло через ручку к вашей руке. Конвекция — это способ циркуляции тепла через жидкости и газы, поэтому более легкий и теплый воздух поднимается вверх, а более холодный и плотный воздух опускается в вашем доме. Лучистое тепло распространяется по прямой линии и нагревает все твердое тело на своем пути, которое поглощает его энергию.

Наиболее распространенные изоляционные материалы работают, замедляя кондуктивный и конвективный потоки тепла. Радиационные барьеры и отражающие системы изоляции работают, уменьшая приток лучистого тепла. Чтобы быть эффективным, отражающая поверхность должна соприкасаться с воздушным пространством.

Независимо от механизма, тепло переходит от более теплых к более холодным областям до тех пор, пока не исчезнет разница температур. В вашем доме это означает, что зимой тепло от всех отапливаемых жилых помещений поступает непосредственно на соседние неотапливаемые чердаки, гаражи, подвалы и особенно на улицу. Тепловой поток может также перемещаться косвенно через внутренние потолки, стены и полы — везде, где есть разница температур. В сезон похолодания тепло поступает с улицы внутрь дома.

Для поддержания комфорта тепло, теряемое зимой, должно компенсироваться системой отопления, а тепло, полученное летом, должно отводиться системой охлаждения. Надлежащая изоляция вашего дома уменьшит этот тепловой поток, обеспечивая эффективное сопротивление потоку тепла.

R-ценности

Сопротивление изоляционного материала кондуктивному тепловому потоку измеряется или оценивается с точки зрения его теплового сопротивления или значения R — чем выше значение R, тем выше эффективность изоляции. Значение R зависит от типа изоляции, ее толщины и плотности. Значение R большинства изоляционных материалов также зависит от температуры, старения и накопления влаги. При расчете R-значения многослойной установки добавьте R-значения отдельных слоев.

Установка большего количества изоляции в вашем доме увеличивает значение R и сопротивление тепловому потоку. Как правило, увеличение толщины изоляции пропорционально увеличивает значение R. Однако по мере увеличения установленной толщины у насыпного утеплителя увеличивается осевшая плотность изделия за счет сжатия утеплителя под собственным весом. Из-за этого сжатия R-значение рыхлой изоляции не изменяется пропорционально толщине. Чтобы определить, сколько изоляции вам нужно для вашего климата, проконсультируйтесь с местным подрядчиком по изоляции.

Эффективность сопротивления изоляционного материала тепловому потоку также зависит от того, как и где установлена ​​изоляция. Например, сжатая изоляция не будет обеспечивать полное номинальное значение R. Общее значение R стены или потолка будет несколько отличаться от значения R самой изоляции, потому что тепло легче проходит через стойки, балки и другие строительные материалы в явлении, известном как тепловые мосты. Кроме того, изоляция, которая заполняет полости здания, уменьшает воздушный поток или утечку и экономит энергию.

В отличие от традиционных изоляционных материалов, лучистые барьеры представляют собой материалы с высокой отражающей способностью, которые повторно излучают лучистое тепло, а не поглощают его, снижая нагрузку на систему охлаждения. Как таковой, радиационный барьер не имеет присущего R-значения.

Несмотря на то, что можно рассчитать значение теплопроводности для конкретного излучающего барьера или отражающей изоляции, эффективность этих систем заключается в их способности уменьшать приток тепла за счет отражения тепла от жилого помещения.

Необходимое количество теплоизоляции или R-коэффициент зависит от вашего климата, типа системы отопления и охлаждения и той части дома, которую вы планируете изолировать. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с нашей информацией о добавлении изоляции к существующему дому или изоляции нового дома. Кроме того, помните, что изоляция воздуха и контроль влажности важны для энергоэффективности, здоровья и комфорта дома.

Используйте следующую карту, чтобы определить свою климатическую зону, а затем следующие таблицы, чтобы оценить требуемые значения R. Дополнительную информацию о климатических зонах см. в Международном кодексе энергосбережения 2021 года.

Климатические зоны Аляски:

• 7 – Алеутские острова Восток
• 7 – Западные Алеутские острова
• 7 – Анкоридж
• 7 – Вефиль
• 7 – Бристольский залив
• 8 – Денали
• 7 – Диллингем
• 8 – Северная звезда Фэрбенкса
• 6 – Хейнс
• 6 – Джуно
• 7 – Полуостров Кенай
• 5 – Кетчикан Шлюз
• 6 — остров Кадьяк
• 7 — Озеро и полуостров
• 7 – Матануска-Суситна
• 8 – Ном
• 8 – Северный склон
• 8 – Северо-Западная Арктика
• 5 – Принц Уэльский-Внешний Кетчикан
• 5 – Ситка
• 6 – Скагуэй-Хуна-Ангун
• 8 – Юго-восточный Фэрбенкс
• 7 – Вальдес-Кордова
• 8 – Уэйд Хэмптон
• 6 – Врангель-Петербург
• 7 – Якутат
• 8 – Юкон-Коюкук

Зона 1 включает Гавайи, Гуам, Пуэрто-Рико и Виргинские острова.

*Примечание. В приведенной выше таблице CI означает «сплошная изоляция», которая наносится на внешнюю часть стенового узла непосредственно внутри облицовки.

Всякий раз, когда внешняя обшивка удаляется с неизолированной стены с деревянным каркасом:

• Перед установкой нового сайдинга просверлите отверстия в обшивке и продуйте изоляцию в пустую стенную полость.
• Добавьте количество непрерывной изоляции, рекомендованное в таблице выше.

Всякий раз, когда наружный сайдинг удаляется с утепленной стены с деревянным каркасом:

• Добавьте количество непрерывной изоляции, рекомендованное в таблице выше.

Типы изоляции

Чтобы выбрать лучшую изоляцию для вашего дома из множества видов изоляции, представленных на рынке, вам нужно знать, где вы хотите или должны установить изоляцию, и какое значение теплопроводности вы хотите получить при установке. Другие соображения могут включать влияние на качество воздуха в помещении, стоимость жизненного цикла, переработанное содержимое, воплощенный углерод и простоту установки, особенно если вы планируете выполнить установку самостоятельно. Некоторые стратегии изоляции требуют профессиональной установки, в то время как домовладельцы могут легко справиться с другими.

Изоляционные материалы

Изоляционные материалы охватывают всю гамму: от объемных волокнистых материалов, таких как стекловолокно, минеральная вата, целлюлоза и натуральные волокна, до жестких пенопластовых плит и гладкой фольги. Объемные материалы препятствуют кондуктивному тепловому потоку в полости здания. Жесткие пенопластовые плиты задерживают воздух или другой газ в своих ячейках, чтобы противостоять проводящему тепловому потоку. Фольга с высокой отражающей способностью в лучистых барьерах и отражающих системах изоляции отражает лучистое тепло от жилых помещений, что делает их особенно полезными в прохладном климате. Также доступны другие менее распространенные материалы, такие как цементные и фенольные пены и перлит.

Подпишитесь, чтобы получать обновления от Energy Saver, включая новые блоги, обновленный контент и советы по сезонной экономии энергии для потребителей и домовладельцев.

Плотность утеплителя: все, что нужно знать. Сравнительная таблица

Связанные ресурсы: передача тепла

Таблица теплопроводности изоляционного материала

Таблица теплопроводности различных изоляционных материалов

Значения R на дюйм указаны в единицах СИ и британских единицах измерения. (Обычные значения являются приблизительными, основанными на среднем значении доступных результатов. Диапазоны отмечены знаком «–».

Пробка, вероятно, является одним из старейших изоляционных материалов, используемых в коммерческих целях, а в прошлом она была наиболее широко используемым изоляционным материалом в холодильной промышленности. В настоящее время из-за дефицита пробковых деревьев его цена относительно высока по сравнению с другими изоляционными материалами. Поэтому его применение весьма ограничено, за исключением некоторых фундаментов машин для снижения передачи вибраций. Он доступен в виде вспененных плит или плит, а также в гранулированном виде, его плотность варьируется от 110 до 130 кг/м 3 , а среднее механическое сопротивление составляет 2.2 кг/м 2 . Его можно использовать только до температуры 65 °C. Обладает хорошей теплоизоляционной эффективностью, достаточно устойчив к сжатию и трудно воспламеняется. Его основным техническим ограничением является склонность к поглощению влаги со средней паропроницаемостью 12.5 г см м -2 сут -1 мм рт.ст. -1 . В таблице A и B приведены некоторые типичные характеристики пробки.

ТАБЛИЦА А
Значения теплопроводности и плотности при 0 °С стекловолоконной изоляции