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能量书呆子的沉思

了解R值

R值通过传导,对流和辐射测量热传递

这项工作需要特殊的设备。根据ASTM C518测试程序测量材料的R值需要像Netzsch-Gerätebau制造的这种德国设备一样的热流量计。在将样品放置在校准测试装置内的热板和冷板之间之后,用热通量传感器测量在限定的温差处发生的热流。
图片来源:NETZSCH-Gerätebau GmbH

R值测量受到公平的嘲笑,特别是通过辐射障碍的营销人员。然而,事实证明,嘲笑大多是无根据的。

R值是一种衡量材料对传热抵抗力的抵抗力。在1945年之前,通过参考材料的U形因子测量对热流的抵抗力。材料的U型因子越低,材料抵抗热量越好。因为许多人认为规模上的高数是“更好”,而不是低数量,绝缘制造商发现它难以吹嘘低U型因素来市场绝缘。因此,R价 - 这只是U-Factor的倒数 - 由宾夕法尼亚州州建筑研究所署长埃弗雷特舒曼提出。由于R = 1 / U,R值越高,绝缘越好。

它是否“只测量传导”?

一些辐射屏障制造商被错误地要求R值仅测量导电热流,同时忽略其他两个热流机构,对流和辐射。实际上,R值包括所有三种传热机制。

用于测试材料R值的通常方法是ASTM C518,借助于热流量计装置的稳态热传动特性的标准试验方法。测试方法需要技术人员测量放置在冷板和热板之间的样品的热阻。

当测试玻璃纤维BATT时,热量从BATT的热侧流到冷侧。无论在彼此的绝缘纤维相互接触,通过传导,热量从纤维转移到纤维。其中纤维通过空气分离,通过辐射和通过空气传导,热从热纤维转移到冷却器纤维。最后,还通过测试程序捕获了绝缘内的任何对流环路内的效果。

自从…

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18评论

  1. 布伦特尤班克斯||#1

    r值和辐射热
    你说
    一些辐射屏障制造商被错误地要求R值仅测量导电热流,同时忽略其他两个热流机构,对流和辐射。实际上,R值包括所有三种传热机制。

    我想知道(故意营销混淆除外)这个问题来自微妙的区别,能源如何通过墙壁组件(或测试优惠券)与能量如何首先吸收到装配/优惠券中。

    正如你所解释的,r值测试捕获了隔热层对所有三种传热模式的影响。然而,你对测试的描述——优惠券在两个板之间——表明热量完全通过传导传递到优惠券的热侧。这是正确的理解吗?

    如果是这样,可以争辩说,测试不能捕获墙壁的真实性能,这可能主要来自对流(这基本上导通空气薄膜层),直接从太阳和其他辐射热量辐射来源。

  2. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||#2

    真实世界的表现如何?
    布伦特,
    你是合身的:墙壁组件的真实表现包括不被旨在计算一块绝缘的R值的R值测试的许多因素。然而,在我们知道的情况下,开始了解墙壁组件如何执行如何执行墙壁组件,作为起点,该墙壁组件中的每个部件的R值。这就是为什么R值测试如此重要。

    除了了解绝缘的r价外,我们还需要了解许多其他因素,以了解墙组装如何执行。这些因素包括:壁组件中使用的其他材料的R值(例如,外护套);面向空气空间的壁组件中的任何表面的发射率;漏气速度;和delta-t。(这只是一个部分列表。)然而,了解绝缘的R值是必不可少的起点。

  3. wda||#3

    R值误用
    ASTM C518没有提到的一个方面是,该测试通常在75度的温度和0英里每小时的风速下进行。当制造商描述一种材料为特定的R值时,他们必须将这些测试参数作为信息的一部分。所有材料的R值都会随着温度的变化而变化。一个R19球棒在32度或97度下都不会是R19。当你还引入不同的风速时,玻璃纤维被认为是一个糟糕的表现。通常使用的R值数字是性能的糟糕指标,因为它不是一个常量值。然而,它被允许陈述和指定,仿佛它是不变的。从这个角度来看,R值本质上是无用的,它的使用不应该被允许在建筑法规。建筑材料的真实世界模拟应该是可接受的测试方法,而不是实验室测量。

  4. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||#4

    回应WDA.
    WDA,
    R值是有用的,因为它是在某些已知的(定义的)条件下材料的热性能的量度。了解产品的r-value,产品说明符可以将那些材料与他人进行比较。

    如果我们允许每个制造商设计自己的测试,则这种比较将是不可能的,其中一些厂商在0°F和70°F时测试。

    也就是说,保持你的思考能力仍然很重要。仅仅因为你知道一种材料的r值,并不意味着你知道一切。例如,了解材料对空气流动的阻力仍然很重要。

    但是没有理由嘲笑R价的有用性,因为它没有告诉你一切。

  5. 匿名的||#5

    我可以在我的科学课上测试r价吗?
    我们谈论我的环境科学课程中的R价,但我一直想在我们测量不同材料的R值的实验室中进行实验室。我可以设置一个课堂测试来查看这些问题,还是我需要一个花哨的机器。

  6. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||#6

    你需要一台特殊机器
    匿名的,
    您需要一台特殊机器(请参阅照片和标题)。

    各种简单的热盒显示可以用来演示绝缘的有效性——但要注意,这种显示也有可能被误导。(经典的例子是你在商品交易会上看到的防辐射显示器——带有白炽灯的那种。它并不代表影响墙壁或天花板的典型条件。)

    如果您想要为学生展示展示,请考虑控制空气泄漏的差异,并考虑是否有任何辐射效应是真实态度的准确表示。

  7. 艾德吉尔逊||#7

    辐射障碍
    只是一篇评论.. Oakridge国家清算(能源部)佛罗里达太阳能中心和德克萨斯州A&M大学测试说明R-19和辐射屏障是R-30或更好的等待物。我们所有人都应该忽视一些发光障碍的畅销书,他们对r价值或效应产生了不合理的障碍,因为国家销售只是市场的一个小小的条子,并且从我的听力开始,他们开始就像他们开始的那样快。箔绝缘和辐射障碍是新的建筑。

  8. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||#8

    回应ed吉尔逊
    艾德吉尔森,
    没有负责任的研究员或科学家将使R-19绝缘和辐射屏障相当于R-30的权利要求。辐射屏障没有R值。

    可以构建辐射屏障组件(面向相邻空气空间的辐射屏障),使得辐射屏障将空气空间的R值从大约R-1升压到R-3的方式。然而,它是具有可测量的R值的空气空间,而不是辐射屏障。从R-30仍然是很长的路要走。

  9. Sylvain Dutil.||#9

    回复:到马丁荷兰
    现在有三层玻璃的窗户可以得到R-8到R-10的评级,所以那些负责任的研究人员不会测试一种材料的组合,并给出它的价值。

    单板玻璃没有R值,所以这说了什么?想一想,所谓的研究人员。

    加热或冷却侧的第一英寸或两个是最重要的,也应该是如何制作高r值墙壁或天花板系统的最大部分。

    让我给你一个提示:较小,更靠近像一个共同制作的泡沫包装这样的材料,例如你可以让那些r值在你想要坚持的温度上脱落图表。

  10. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||#10

    回应Syvain Dutil
    Sylvain,
    如果您谈论全窗口U-Factor(NFRC评级),则最佳可操作的三层玻璃窗在U-0.17额定值。这是关于R-6,而不是R-8或R-10。索赔R-8或R-10的欧洲窗户正在使用与北美使用的系统相当的评级系统。(许多人正在提供仅限玻璃的数字,而不是全窗口号码。)

    我不确定你如何认为泡沫包装可以让你的r价变得“关闭图表”。我想如果你想安装20层泡沫包裹,最终你将获得一个可敬的r-value。但是,有更多实惠的方法可以获得R-40,而不是安装20层泡泡包装。

  11. 汤姆·施耐德||#11

    湿绝缘子
    这些材料在干燥剂室中脱水后,对传热阻力进行了测量。他们再也不会这样衡量了。湿气会立即影响热传输并降低r值。壁腔必须尽可能多地保持干燥,因此壁系统必须允许内部和外部的干燥能力。
    蒸汽屏障会破坏这种能力。
    如果墙壁用有效的空气屏障(6个侧面)密封,我们可以减少腔内的水分,因为空气总是含有水分。请密切关注露水点在墙系统内发生的地方也将有所帮助。

  12. 布鲁克亚历山大||#12

    绝缘效果的误导性展示的例子
    RE:您对匿名显示的评论,辐射显示的绝缘效果的误导性效果,辐射屏障显示与白炽灯电灯泡的交易。您是否会更详细地解释为什么这个显示是误导的,以及如何与影响墙壁或天花板的典型条件不同?

  13. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||# 13

    回应布鲁克亚历山大
    布鲁克,
    在厨房中执行科学实验通常很有趣。但是,如果您正在为贸易展摊位设置演示,则演示应该是现实的,而不是误导。

    在北方气候中,我们安装绝缘的主要原因是保持房屋内的热量。在晚上和阴天,太阳不闪耀我们的绝缘。即使在阳光灿烂的日子,阳光也不会闪耀我们的绝缘 - 它在我们的屋顶和我们的壁板上闪亮。

    针对一块玻璃纤维绝缘的阳光模拟当阳光直接在一块绝缘体上闪耀时会发生什么。但它并没有模拟阳光在壁板或屋顶上闪耀的会发生什么。

    显然,在寒冷的气氛中,当阳光照耀在你的建筑物上时,这是一件好事,因为辐射能量来自太阳的效果是减少建筑物的热量损失。

    在炎热的气氛中,来自阳光的辐射能量不利,因为它可以有助于过热。但太阳不闪耀在玻璃纤维毡上。它在壁板上闪耀。当掩模升温时,通过传导,不辐射从掩模转移到套管上的热量。可以将其从护套到螺柱之间绝缘桶的纤维的热传递相同。

    在玻璃纤维毡内,从纤维到纤维有一定量的辐射热流。但是,当贝顶安装在螺柱腔中时,辐射热流远远低于百架在贸易展示展台的电动遮阳灯前面时的热流。

  14. 丹尼尔贝迪克||# 14

    贸易展示演示
    马丁,

    我还没有看到你正在讨论的演示。但是,即使在评论部分阅读之前,我也在考虑类似的东西。具有讽刺意味的是,我在想它可能会使您在主要文章中所说的备受演示。即,“只有这种热量的小百分比是”闪耀的“辐射,这些辐射在绝缘毯中错过所有纤维并在另一边毫伤地出现。”

    有几件事需要记住。首先,辐射换热主要是通过红外线辐射。没有特殊设备我们看不到它。然而,可见光在电磁光谱中紧挨着它,会有类似红外线的衰减特性。在这方面,我相信使用灯泡可能是一个不错的近似值。第二,人类的视觉系统是一个对数检测器。它可以让我们看到亮度的数量级差异,例如,从月光下的夜晚到阳光灿烂的中午。所以,即使你能看到玻璃纤维蝙蝠另一边的灯泡,通过的光的百分比实际上可能有点小,但不是零。

  15. 斯蒂芬鱼||# 15

    有关热辐射的更多信息
    所有温暖的物体都将热(红外)辐射发射到相邻的空气空间中,并且这将被其撞击的任何非反射固体物体吸收。因此,除了对流和传导之外,辐射还将热量通过墙壁传递,如原始文章中所述关于R值措施的措施。例如,当壁板加热时,它将向内辐射一些热量以温暖下一个壁部件,并且该过程从部件继续到部件进入房屋的内部。这甚至从一个玻璃纤维到下一个玻璃纤维发生在泡沫绝缘中的下一个和空气气泡。反映辐射回来的辐射屏障有助于通过减少这种热传递机制来保持房屋冷却器。当它在外部温暖时,热辐射也在相反的方向上工作,因此反射屏障面向内向减少了房屋的热量损失。
    史蒂夫

  16. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||# 16

    回应斯蒂芬鱼
    斯蒂芬,
    你写道,“反映辐射回来的辐射屏障有助于通过减少这种传热机制来保持房屋冷却器。当它在外面温暖时,热辐射也在相反的方向上工作。”

    严格来说,这是真的。但是,传统的质量绝缘材料(例如纤维素,刚性泡沫和喷雾泡沫)也这样做。以下是差异:传统的质量绝缘是更好的工作,而不是辐射屏障的成本。

  17. 斯蒂芬鱼||# 17

    响应Martin Holliday,GBA顾问
    你好马丁,谢谢你的回复。我主要讲的是能量辐射传递的物理。也就是说,热辐射在分离的固体物体之间传递热量,这个过程可以在冬季使房屋降温,在夏季使房屋升温。因为锡箔(抛光铝)可以反射95%以上的红外辐射,并不昂贵,而其他传统隔热材料的反照率要低得多,我相信反射辐射屏障可以在一些应用中有用,而不仅仅是阁楼空间。当与屏障接壤的地方有气隙时尤其如此,比如在一些朝南的壁板上,以及在岩石或砖覆层后面(如Matt Risinger)。

    史蒂夫

  18. Lorne_J.||#18

    我读到了R值的文章,以及您的铝制背箔绝缘材料。我需要在我的阁楼里包裹我的空气交换机鼓风机,以防止机器产生的热量逃到阁楼。理想情况下,我应该至少r40,但可能无法实现。

    你建议我用什么?

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