Мифы и реальности о значении R

Значение R является современной сказкой. Эта сказка столь сильно рекламировалась потребителю, что теперь у нее есть постоянный статус. Но самой печальной частью этой сказки является тот факт, что значение R само по себе представляет собой ничего не стоящее число. Невозможно определить изоляцию единственным числом.
 
Чтобы это сделать, мы должны иметь больше информации. Итак, почему мы позволяем сказке о значении R увековечить себя? Я не знаю, знает ли хоть кто-нибудь. То, что мы действительно знаем, – это то, что сказка о значении R очевидно связана с волокнистой изоляцией. Рассмотрите значение R изоляции после того, как она был утоплена в воде или при ветре скоростью 20 миль в час. В любом из этих сценариев значение R волокнистой изоляции приближается к нолю. Но те же самые условия значительно влияют на твердую изоляцию. Именно поэтому я полагаю, что числа значения R вводят в заблуждение и являются бессмысленными числами, если мы не знаем других характеристик.
 
По всей вероятности, никто никогда не покупал бы собственность, зная только одно из ее измерений. Предположите, что кто-то предложил продать собственность за 10 000 $ и сказал Вам, что это  – семь. Вы немедленно задались бы вопросом, что обозначает это число: Семь акров? Семь квадратных футов? Семимильный квадрат? Что? Вы также хотели бы знать местоположение собственности: В болоте? На горе? В центре города Даллас? Другими словами, одно число не может точно описать ничего, и это же относится к значению изоляции.Однако у нас есть Кодексы, устанавливающие значения R равные 20, 30 или 40. Но волокнистая изоляция со значением  R 25, установленная в доме с ненадлежащим уплотнением, будет пропускать ветер, как будто какая-либо изоляция вообще отсутствует.

Возможно значение R является точным после проведения испытаний материала в лабораторных условиях. Но окружающая среда лаборатории  не может дублировать условия в реальном мире даже отдаленно.Следовательно, мы должны запрашивать информацию о каких-либо дополнительных сведения о нашей изоляции. Нам требуется сопротивление проникновению воздуха, свободному проникновению воды и пара. Мы должны запрашивать значение R для изоляционного материала только после того, как он был подвергнут воздействию реальных условий окружающей среды.
 
При использовании материала значение R является числом, которое, как предполагается, указывает способность материала сопротивляться потере тепла. Оно получается путем деления значения k изделия на цифру один. Значение K представляет собой фактическое измерение тепла, переданного через определенный материал.
 
Испытание для определения значения R 

Испытание, проводимое для определения значения k, является испытанием Американского общества по испытанию материалов (ASTM). Данное действие Американского общества по испытанию материалов был разработан комитетом для предоставления нам значения измерений, которые – как они надеются – будут значащими. К сожалению, оно было недостаточно проработано. Вследствие метода его разработки они затрагивает волокнистую изоляцию: стекловолокно, асбестовое и целлюлозное волокно. Немного внимания уделяется твердой изоляции, например, пеностеклу, пробке, пенополистиролу или полиуретану.И при этом испытание не учитывает  перемещение воздуха (ветер), ни какое-либо наличие влажности (водный пар).
 
Другими словами, испытание, проводимое для получения значения R, является испытанием в условиях нереального мира. Например, стекловолокну, как правило, приписывают значение R равное примерно 3.5. Оно имеет данное значение R, только если испытание проведено при абсолютном нулевом ветре и нулевой влажности окружающей среды.
 
Нулевой ветер и нулевая влажность не являются характеристиками реального мира. Наши здания пропускают воздух и они часто пропускают воду. Водный пар от атмосферы, душей, кулинарии, дыхания, и т.д. постоянно перемещается вперед-назад через стены и потолки. Если чердак не будет должным образом проветрен, то водный пар внутри дома будет очень быстро полунасыщать изоляцию выше потолков. Даже небольшое количество влажности вызовет резкий спад значения R волокнистой изоляции, на 50 процентов или больше.

Барьеры для пара Нам говорят, с очень серьезным основанием, что изоляция должна быть барьером для пара на теплой стороне. Какой является теплая сторона стены дома? Очевидно, она изменяется с лета на зиму – даже с дневного времени суток на ночное. В зимних условиях окружающей среды при минус 20 F внутренняя часть жилого дома, конечно же, будет теплой стороной. Но в течение солнечных летних месяцев, внешняя сторона будет теплой стороной.
 
Иногда новый владелец или строитель помещают барьеры для пара с обеих сторон изоляции. Барьеры для пара, помещенные таким образом, как правило, являются пагубными. Кажется, что паровые барьеры останавливают большую часть влажности, но не всю. Следовательно, небольшое количество влажности перемещается в волокнистую изоляцию, между двумя паровыми барьерами и удерживается там, как в ловушке. Влажность накапливается при изменении температуры.
 
Это накопление может стать огромной проблемой. Она может в конечном счете насчитывать ведра воды, которые насыщают стекловолокно. Мы повторно изолировали несколько картофельных хранилищ, которые первоначально были изолировано с помощью стекловолокна и паровым барьером с обеих сторон. Волокнистая изоляция нуждается в вентиляции c одной стороны; поэтому, паровой барьер должен быть на той стороне, где вентиляция является наилучшей.
 
Потери при конвекции в засыпной изоляции

Большинство людей знает, что воздух проникает через стены дома. Фактически, когда ветер продувает дома, его жильцы могут чувствовать это. Но то, чего не понимает большинство людей, включая инженеров, – это наличие очень сильных потоков конвекции, которые происходят в волокнистой изоляции. Эти потоки конвекции вращают крупные объемы воздуха, но они не достаточно быстры для того, чтобы их почувствовать или измерить даже с помощью самого чувствительного прибора.
 
Однако, воздух постоянно несет тепло от нижней стороны волокна к верхней стороне, позволяя теплу проходить сквозь него. Если мы изолируем перемещение воздуха, мы провоцируем генерацию водного пара. Эта дополнительная вода часто конденсируется и может стать источником влажности, вследствие которой происходит гниение здания. Вода, в виде пара или конденсата, значительно снижает значение R изоляции.
 
Единственный способ надлежащего использования волокнистой изоляций – является проветривание. Но проветривание также перемещение воздуха, который сокращает значение R.Средством фильтрации для большинства печных фильтров является стекловолокно, то же самое скрученное стекловолокно, используемое в качестве изоляции. Стекловолокно используется для воздушного фильтра, так как оно обладает меньшим импедансом к воздушным потокам, и является сравнительно дешевым. Другими словами, воздух свободно перемещается сквозь печь. <
 
Все это замечательно, но только может ли этот же материал эффективно изолировать здание? Вы можете представить изоляцию дома, путем вставки печных фильтров в стены и перекрытия? Огромные воздушные потоки проходят сквозь стены типичного дома. Для демонстрации держите горящую свечу около электрического выхода на внешней стене, когда дует ветер. Пламя будет мерцать, или даже может погаснуть. У среднего дома со всеми его дверями и закрытыми окнами утечка воздуха равна утечки воздуха при открытой двери. Даже при надлежащем монтаже волокнистой изоляции в нашем доме и сведении проникновения воздуха к нулю от одной стороны стены к другой, мы все еще не мешаем воздуху перемещаться в вертикальном направлении непосредственно сквозь изоляцию в потолках и стенах.
 
Твердая изоляция 

Самой известной из твердых изоляций является пенополистирол. К другим типам твердой изоляции относятся пробка, пеностекло и полиизоцианат или масса для картона полиизоцманурата . Последние два являются вариантами полиуретановой пены. Каждый из данных типов изоляции идеально подходит для многократного использования. Пеностекло использовался в течение многих лет на горячих и холодных резервуарах, особенно в местах, где перемещение пара представляет собой проблему. Пробка является очень старым резервом, часто используемым для изоляции холодильных установок.
 
EPS или пенополистирол по-видимому используются всюду – от одноразовых кружек для питья и пищевых контейнеров до изоляции периметра основания, изоляции каменной кладки, и т.д. Полиуретановая масса становится стандартом для изоляции крыши, особенно для крыш с горячим покрытием. Он также широко используется для внешней обивки многих новых зданий. Значение R массы уретана выше, чем у любого другого типа твердой изоляции. Все типы твердой изоляции намного эффективней, чем волокнистая изоляция при ветреных или влажных условиях.Большинство типов твердой изоляции устанавливаются в виде листов или пластин, и многие из них сталкиваются с одной общей проблемой. Они, как правило, недостаточно плотно прилегают для предотвращения проникновения воздуха.
 
И если ветер продувается сквозь них, толщина данных пластин уже не имеет значения. Мы часто видим это при каменной кладке, где пластины прокладываются кирпичом к торцовой стене. Если пластины фактически не приклеиваются к торцовой стене, воздух проникает за них. Если это произошло, пластины являются уже бесполезными, так как поток воздуха проходит через дренажные отверстия в кирпиче и вокруг изоляции, снижая ее эффективность. Особую тщательность необходимо проявить при установке твердой изоляции. Кирпичные связи должны быть на соединениях, а затем уплотнены для предотвращения попадания воздушного потока за изоляцию.
 
Распыление полиуретана на месте – единственная широкоиспользуемая твердая изоляция, которая абсолютно защищает от проникновения воздуха. При надлежащей установке между двумя штифтами или напротив бетонной торцовой стены или где бы то ни было, соединение спрея и расширение материала на месте создает полное уплотнение. Данное полное уплотнение практически невозможно переоценить. По моему мнению, большая часть потери тепла в стенах дома имеет отношение к уплотнению, а не изоляции.Тепло не проводится горизонтально, так как оно перемещается вертикально. Поэтому, если бы дом не имел никакой изоляции в стенах, но имел действительно абсолютное воздухонепроницаемое уплотнение, потери тепла не могли бы значительно отличаться. Но это бы не сработало при отсутствии изоляции потолка.
 
Распыление полиуретана на месте может наиболее эффективно остановить проникновение воздуха. Это единственный материал, который должным образом наносится, заполняет все углы, консольные опоры, опорные плиты, верхние плиты, и т.д. Значение R материала не имеет значения, если воздух может попасть за него.
 
Подземное помещения – управление поверхностной температурой в отношении контроля над потерей тепла.
 
Большая часть подземных помещений страдает от роста плесени и ложномучнистой росы. Причиной является недостаточная изоляция для управления внутренней поверхностной температурой. Проблема полной потери тепла встречается редко. Водный пар конденсируется на поверхности, позволяя ложномучнистой росе распространяться. Она может вызвать заболевания людей. Единственным решением является  использование большего количества изоляционного материала для температурного контроля и игнорирования полной потери тепла, так как она не представляет значение.

Опыт научил меня, что таблицы со значениями R могут использоваться как индикаторы. Но они нуждаются в модификациях для того, чтобы их можно было бы применять в условиях реального мира. Необходимо внести некоторые поправки. Они должны включать в себя  эквиваленты. Эти эквиваленты должны указать, что один дюйм спрея уретана на месте равен четырем дюймам стекловолокна в нормальных установках. Сноски к таблице должны определить деградацию изоляции в условиях реального мира. Только тогда Сказка о значении R станет историей успеха в реальном мире.

(с) Дэвид Б. Саус (USA)