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能量书呆子的沉思

了解热阻

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值是材料的热传递阻力的量度。在1945年之前,热流电阻是通过参考材料的u型系数来测量的。材料的u系数越低,材料抵抗热量流动的能力就越强。因为许多人认为,规模上的高数字比低数字“更好”,绝缘制造商发现很难通过吹嘘低u因子来推销绝缘。因此,r值——简单地说就是u因子的倒数——是由宾夕法尼亚州立大学建筑研究所所长埃弗雷特·舒曼提出的。由于R = 1/U, R值越高,绝缘性能越好。

它“只测量传导”吗?

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……

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18岁的评论

  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。

    我想知道这个问题是否源于能量如何通过墙壁组件(或测试组件)与能量如何被组件/组件吸收之间的微妙区别。

    正如你所解释的,r值测试捕捉绝缘对所有三种传热模式的影响。然而,你们对测试的描述——在两块板之间的贴片——表明热量只通过传导传递到贴片的热侧。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中没有提到的一个方面是,测试通常是在75度的温度和0英里的风速下进行的。当制造商将一种材料描述为一个特定的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。R19电池在32度和97度时都不是R19。当你还引入不同的风速时,玻璃纤维的表现很差。通常使用的R值不是一个很好的性能指标,因为它不是一个常量。然而,它被允许被陈述和规定,就好像它是不变的。从这个角度来看,R值基本上是无用的,它的使用不应该被允许在建筑规范中。建筑材料的真实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,因为它是在已知(定义)条件下材料热性能的测量。知道产品的r值后,产品说明人员可以将该材料与其他材料进行比较。

    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,保持思维活跃仍然很重要。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,没有理由仅仅因为r值没有告诉你,就嘲笑它的用处一切。

  5. 匿名的||#5

    我可以在科学课上测试r值吗?
    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)。

    各种简单的热箱显示器可以用来证明绝缘的有效性,但要注意,这种显示器也可能会误导人。(最经典的例子就是你在商品交易会上看到的辐射屏障展——那个有白炽灯泡的展。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,
    没有负责任的研究人员或科学家会声称R-19绝缘和辐射屏障等同于R-30。辐射势垒没有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
    现在有三层玻璃窗户可以达到R-8到R-10的价值评级,所以那些负责任的研究人员不会测试一种材料的组合并赋予它价值,他们就在那里吃午饭。

    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。

    在加热或冷却方面的头一两英寸也是最重要的,并且应该是如何制作一个高r值的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
    迪斯丁,
    如果你说的是全窗u系数(NFRC评级),那么最佳可操作三玻璃窗的评级是U-0.17。大概是R-6,不是R-8或R-10。欧洲那些号称R-8或R-10的窗户所使用的评级系统与北美所使用的系统是不一样的。(许多公司只提供玻璃窗的数字,而不提供整扇窗户的数字。)

    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
    这些材料在干燥剂室中脱水后,测量其传热阻力。他们再也不会这样衡量了。水分会立即影响热传导,降低r值。壁腔必须保持尽可能多的时间干燥,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
    回复:你对匿名人士的评论是关于绝缘效果的误导性展示,典型的例子是在贸易会上用白炽灯泡进行的辐射屏障展示。您能否更详细地解释为什么这种展示具有误导性,以及它与影响墙壁或天花板的典型条件有何不同?

  13. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||#13

    回应布鲁克亚历山大
    布鲁克,
    在厨房里做科学实验常常很有趣。然而,如果你是在为一个贸易展览摊位设置演示,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。

    在玻璃纤维棒内部,有一定量的辐射热流从纤维到纤维。但当电池安装在螺柱腔内时,辐射热流远小于当电池安装在展销亭的电动太阳灯前时。

  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。”

    记住一些有用的东西。首先,辐射传热主要是通过红外辐射。没有特殊设备我们就看不到它。然而,可见光在电磁波谱中紧挨着它,并将具有与红外线类似的衰减特性。在这方面,我认为使用灯泡可能不是一个糟糕的近似。第二,人类的视觉系统是一个对数探测器。它可以让我们看到亮度的数量级差异,例如,从夜晚的月光到晴天的中午。所以,即使你能看到玻璃纤维电池另一边的灯泡,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
    所有的热物体都向邻近的空气空间发射热(红外)辐射,这将被它击中的任何非反射的固体物体所吸收。因此,除了对流和传导,辐射也通过墙壁传递热量,正如原文章中所述的关于R-Value测量。例如,当壁板加热时,它会向内辐射一些热量来加热下一个墙壁组件,这个过程继续从组件到组件进入一个房子的内部。这甚至发生从一个玻璃纤维到下一个和跨越泡沫绝缘的气泡。一个反射辐射的屏障,通过减少这一传热机制,有助于保持室内凉爽。当室内温暖而室外寒冷时,热辐射也会以相反的方向工作,所以一个面向内部的反射屏障减少了从房子流失的热量。
    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

    回应GBA顾问Martin Holliday
    你好,马丁,谢谢你的回复。我主要是在评论能量辐射转移的物理学。也就是说,热辐射在分离的固体物体之间传递热量,这个过程可以在冬天给房子降温,在夏天给房子取暖。因为锡箔(抛光铝)可以反射超过95%的红外辐射,不那么昂贵,而且其他传统的绝缘材料的反照率要低得多,我相信反射辐射屏障可以在阁楼空间以外的一些应用中发挥作用。当屏障附近有空气间隙时尤其如此,如在南面向墙壁的某些类型的壁板,以及在岩石或砖包层后面(如Matt Risinger)。

    史蒂夫

  18. Lorne_j||#18

    我读了你关于R值的文章,还有你关于铝箔绝缘的文章。我需要把我的空气交换风机包裹在我的阁楼,以防止机器产生的热量逃到阁楼。理想情况下,我应该至少有R40,但这可能无法实现。

    你建议我用什么?

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