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开孔喷雾泡沫的r值约为每英寸R-3.7,而闭孔喷雾泡沫的r值可能高达每英寸R-6.5。如果您想安装喷雾泡沫在有柱的墙上,价格不是问题,那么它似乎是有意义的,指定闭孔喷塑泡沫,对吗?好吧,不一定。两堵墙都受到热桥接-通过木头框架的热量损失-但还有更多的原因。
真正重要的是整面墙的r值,而不仅仅是隔热层的r值。开孔喷淋泡沫保温墙与闭孔喷淋泡沫保温墙的全壁r值没有太大差异。
要理解其中的原因,我们首先需要了解固化泡沫的“可修剪性”。闭孔泡沫非常致密,很难修剪。为了避免在2×4墙上修剪闭孔泡沫,安装人员通常会在最大深度约3英寸处停止安装。,而不是完整的3-1 / 2英寸。螺柱腔的深度。这就留下了典型的凹凸不平的固化泡沫表面和大约1 / 2英寸。石膏板背面的缝隙。开孔喷塑泡沫没有那么密集,所以很容易修剪。开孔喷涂泡沫的安装将填充3-1 / 2英寸。-深空腔完全,允许泡沫膨胀,直到它自豪的螺柱。一旦固化,软泡沫很容易修剪与铆钉齐平。
整墙热阻
为了计算整面墙的r值,我们必须将它划分成不同的区域,每个区域都有不同的r值。例如,一个2×4的没有任何窗户的墙可以分为两个区域:绝缘柱架和木框架。典型的木结构墙的“框架系数”为25%。这意味着大约25%的墙壁面积由钉、板和头组成。其余75%的墙壁由填充绝缘材料的螺柱或门窗开口组成。
要计算全墙的r值,首先需要计算全墙的u系数。(U因子是r值的倒数:U=1/ r)我们把绝缘的u因子称为“UI”,把框架的u因子称为“UF”。这里是我们如何计算整面墙的u系数,没有任何窗户或门:
整墙的u值=
(用于绝缘的UI %面积)+
(用于框架的面积UF x %)
当螺柱海湾部分充满了闭孔喷雾泡沫,暴露的部分螺柱减少了他们的r值相比,墙壁是完全充满了开孔喷雾泡沫。例如,如果2×4的墙有3英寸。,螺柱的r值是基于螺柱深度为3英寸。,而不是3-1 / 2英寸。(因为螺栓的外露部分基本上是“室内”的,而不是绝缘墙组件的一部分)。因此,由于热桥接通过框架的热损失在闭孔泡沫墙体中比在开孔泡沫墙体中更大。
因此,如果你安装了闭孔泡沫绝缘材料,在你的螺柱之间每英寸r值很高,你并不能真正获得投资的全部价值。闭孔喷雾泡沫很昂贵,增加的成本大部分都是浪费钱。还有更划算的能源升级,如外部硬质泡沫或矿棉绝缘,如我下面指出的。还有一个更重要的问题值得考虑:大多数品牌的闭孔喷雾泡沫比开孔喷雾泡沫对大气的伤害更大,因为大多数闭孔喷雾泡沫是用一种发泡剂制造的,这种发泡剂具有很高的全球变暖潜力。
这些例子并不完美
我知道表格中的全墙r值计算是实际全墙r值计算的简化版本。我没有包括外部OSB护套的r值,内部石膏板,或相关的空气膜。此外,表格没有反映不同建筑的框架因素的全部范围。
也就是说,表格是有用的。它演示了计算方法,并很好地估计了由开孔泡沫升级到闭孔泡沫所导致的增量r值。虽然整个壁的实际r值通常会高于表中所示的值(由于护套、干墙和空气屏障膜的r值),但两种类型的壁(开孔和闭孔)都同样受益于这些额外的r值。
虽然我关注的是墙壁,但同样的分析也适用于大教堂的天花板组件。如果椽子间完全填充了蓬松的绝缘材料(除了护套直接下方的通风通道),通过椽子的热桥作用将不如4英寸时显著。每根椽子都向内伸出,超出了薄薄的泡沫喷雾的深度。
那么解决方案是什么呢?
在这一点上,我们需要考虑使用外部硬质泡沫。在外墙外增加较厚的连续隔热层的计算比在螺柱之间安装隔热层的计算更有利于增加投资。
如果你在护套的外侧面安装了高r值的连续刚性绝缘材料,例如硬质泡沫或矿物羊毛,所有绝缘材料的r值都会影响整个墙体的r值(当然,门窗占用的区域除外)。(提醒一句:计算外绝缘厚度正确地防止湿气在寒冷的天气中积聚在外壳的内表面。)
与螺柱之间的绝缘不同,外部的高r值绝缘有助于减少螺柱的热桥效应。如果使用得当,它还可以保持外壳温度高于露点,从而减少对蒸汽缓凝剂的需要。尽管外部刚性绝缘需要额外的细节在门窗周围,它仍然提供卓越的价值为您的钱。
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空气密封系数是多少?蒸汽屏障后2"?
这毫无意义。我同意应该有一个连续的绝缘,但你的评论根本不真实,给泡沫一个坏名声。
有人能回答我一个更基本的问题吗?50% R10和50% R20的墙的r值是多少?
13.333 ?
是的,这是我用公式计算出来的。有人能解释一下为什么不是15吗?谢谢。
克里斯1271:它是13.333,因为所谓的“收益递减法则”。整个墙的工作将损失降低到R10。然而,有一些损失,现在只剩下剩余的热量。剩下的壁面要么不能阻止任何损失,R0,要么不能阻止,R10,剩余的热量。所以第二个R10没有原来R10那么多的热量。当使用u因子时更容易理解,因为u因子是测量穿过墙壁的热压。最重要的是,热动力学的另一个定律是热量趋向于“冷”,例如缺少热量,所以第二个R10服务于一个大坝,将热量流向更冷的R0。
在《让我们做个交易》(Let's Make A Deal)中,我们可以从统计数据中找到这方面的一个推论。选择一个门。他们揭示了另一扇门并不是好的奖励。如果你坚持你的第一选择,你获胜的几率可能看起来是50%,但统计数据显示只有33%。我打赌你能听懂这个,因为它是大多数商业统计课程的基本例子。
谢谢,ktkcad,但我还是不明白。还有人想试试吗?
我能想到的唯一类比是一个古老的数学问题:如果你以10英里每小时的速度开10英里,然后再以20英里每小时的速度再开10英里,你的平均速度是多少?13.3333英里每小时,是的,我知道,我也知道为什么这是答案。但是这个类比和r值问题有关系吗?如何?
我不是想把它变成一个“Cartalk”谜题,真的,我不是。我想我只是不明白我们说r值的本质是什么
Chris1271,
我做了一些研究,发现这篇文章特别有用:
http://www.greenbuildingadvisor.com/articles/dept/building-science/fundamentals-series-and-parallel-heat-flow
再次回答你的问题…假设你有一面墙,由2“内层[新]XPS泡沫和外层5”II型EPS泡沫组成。内层是R-10,外层是R20(假设大约65度……)。我“认为”这堵墙的平均R值是R15。
当我们引入螺柱时,情况会发生变化!由于螺柱从外部延伸到内部,温暖的室内空气现在有一个选择,如何到外面的冷空气。它可以穿过绝缘或者穿过螺柱。上面的XPS/EPS墙没有遇到这个问题,因为室内的热量一次只会在墙内的任何地方接触一层。
这就是为什么你要把R值转换成U因子。R值处理一致的奇异层。它的目的是为绝缘材料提供评级,以保持绝缘公司的诚实。U因素更有帮助,因为它处理可能存在热桥和多维热流的整个墙壁组件。部分原因可能是U因子不仅仅与电导率有关,比如R值。我认为它也考虑了辐射和对流。这就是为什么窗户使用u因子而不是R值,因为它们都是复杂的外壳。
你可以看到为什么很多人希望R值度量完全消失,因为它对测量整个组件的热流没有太大帮助。
看看我发的文章。Greenbuildingadvisor.com上有很多智慧
克里斯,这是艾利森·贝利斯三世另一篇精彩文章的节选。
“现在,我们不能只是取r值的平均值。如果我们在这里这样做,我们会得到R-30,但我们是错的。热会选择阻力最小的路径,你给它的阻力越小,流动的热量就越多。如果你学过物理、工程或建筑科学,你可能见过热传导方程:Q = UA ΔT = 1/R∙A ΔT"
阅读更多:http://www.greenbuildingadvisor.com/blogs/dept/building-science/there-downside-lumpy-attic-insulation#ixzz4n3BpLIjx
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谢谢,Rick,你的解释和你发的那篇“平淡或粗糙”的文章非常有帮助。我想我现在明白了。(谢谢,Allison)。
我想这不是关于热流的阻力,更多的是关于总热量损失。而且,因为热流通过最小阻力的路径,低r值的墙体部分的影响是不成比例的。我还在想一个直观的类比。我总是回到有洞的桶或者筛子之类的地方。在这种情况下,我认为u因子相当于每分钟从桶中流出的水的加仑数。也许吧。我得再考虑考虑。
一个小评论:再看看你的innerR10/outerR20场景。我认为你描述的墙的总价值是R30。当然比R20要多……在现有的R20墙的基础上增加R10不应该降低墙的性能,而是应该提高它,对吗?
克里斯,换个角度看。你不是平均r值,你是平均能量传输或电导。r值是电导的倒数,或者除以1/电导得到r值。用r值表示它只是一种向公众描述绝缘性能的花哨方式,他们喜欢绝缘值越高意味着它们越好。电导是能量通过一种材料传递的容易程度的量度。铜线有很大的电导,绝缘有很低的电导。比较一下这个非常方便的电子表格上的数字(http://tinyurl.com/43gd32猜猜铜生产商用什么来描述他们的电线的功率?他们不使用r值,而是使用电导,因为数字越高越好。那么,让我们把你的值转录成电导。你有一半的壁在1/R10 = 0.1导电,另一半在1/R20 = 0.05导电。注意R-20壁的电导更低,因为能量流过它的速度更慢。现在求这两个数的平均值。(0.1 + 0.05) / 2 = ?然后把它转换成公众认可的r值,然后告诉我你得到了什么。
至少就我所在地区的成本而言,我不同意克里斯的观点。
闭孔电池大约是相同的$/R(成本的两倍,但R的两倍),所以如果你已经达到递减回报,你可以使用一半的数量,或更多,如果你想要它在一个给定大小的腔。
然而,封闭的细胞2”+是一个蒸汽屏障,增加了框架的结构完整性,并应该更持久(保持R值)随着时间的推移。
这家伙完全不知道自己在说什么。这个东西的“x”因素是空气密封的质量。这就是为什么泡沫塑料在所有结构上都能提高大约50%的能源效率。
你可以用10r的闭孔泡沫比50r的玻璃纤维/纤维素做更多。R值本身已经过时了,现在只用于保持玻璃纤维的运行。它完全不考虑风,而风比传热能力重要得多。
除了泡沫之外的任何东西都有助于促进尘螨,降解,进入你的空气供应,并在建筑的生命周期中花费你数万美元。这是常识。
停止大放厥词。这绝对是一篇ludacris文章。
Chris1271:这是来自维基百科的R-Value(绝缘)文章。引用的部分是从文章的四分之三开始的。我将数字替换成适合你的情况(在他们的例子中是50%/50%而不是10%/90%)
“多层
在计算多层装置的r值时,增加了各层的r值:[37]
r值(外气膜)+ r值(砖)+ r值(护套)+ r值(保温)+ r值(石膏板)+ r值(内气膜)= r值(总)。
考虑到墙体中其他构件如框架,首先计算每个构件的u值(=1/ r值),然后计算面积加权平均u值。r值的平均值是1/(这个平均值是u值)。例如,如果50%的面积是一种绝缘的2英寸(r值10),50%是另一种绝缘的2英寸(r值20),面积加权的u值是0.5/10 + 0.5/20 = 0.075,加权的r值是1/0.075 = 13.3333。
“删除”
为什么不两个呢?我在做2英寸的封闭细胞然后用开放细胞填充空腔的其余部分。封闭式电池增加了强度和蒸汽屏障,而且成本没有那么高,因为它只有几英寸。