Перевод статьи с сайта evstudio.com (источник)

Существует множество параметров, которые определяют эффективность любого строительного материала и его способность обеспечивать комфорт и сохранять тепло. Коэффициент тепловой устойчивости (R-value) – один из таких параметров, поддающийся измерению.

R-value – это показатель того, насколько хорошо материал сопротивляется прохождению сквозь себя тепла.  Чем выше значение коэффициента, тем меньшее количества тепла будет проходить через стену, выполненную из конкретного материала, а значит тем выше будет энергоэффективность строения.

Значение R-value определяется с помощью тестов  или путем добавления тестируемых компонентов. Использование «эффективного» значения R-value подразумевает, что при указанных условиях или обстоятельствах система будет вести себя таким же образом, что и изделие с «реальным» значением R-value.

Важно понимать условия, в которых было получено «эффективное» значение R-value, чтобы определить, отвечает ли ваш случай данным условиям. Например, каменная стена может иметь высокое «эффективное» значение R-value при продолжительности теста в 5 часов, и гораздо более скромные показатели при прохождении теста уже в течение 24 часов. «Реальное» значение R-value во время обоих тестов оставалось одинаковым.

Необходимо уяснить несколько моментов, которые стоит учитывать при определении значения R-value и его влияния на ваш проект.

Эффективное значение коэффициента

И снова в качестве примера возьмем каменную стену. Изделия из камня обладают очень низким значением коэффициента тепловой устойчивости, имея при этом высокую теплоемкость. Пенные продукты имеют высокое значение R-value, которая сопровождается низкой теплоемкостью. Однако не нужно думать, что коэффициент R-value напрямую зависит от теплоемкости: коэффициент R-value определяет сопротивляемость материала к пропусканию тепла, а теплоемкость задерживает передачу тепла, но не препятствует ей.

В течение короткого периода времени теплоемкость может оказаться равна тому самому «эффективному» значению коэффициента R-value, так что ее иногда указывают вместе со значением R-value. Однако это не реальное значение R-value. Дополнительную информацию по этому вопросу см. в соответствующих технических справочниках.

Значение R-value в теории и на практике

Нужно отметить, что реальное значение коэффициента тепловой устойчивости получают в лаборатории при определенных условиях, однако в реальных условиях материал может демонстрировать другое значение тепловой устойчивости. Для большинства изоляционных материалов изоляционные свойства определяются с помощью резервуаров с запертым воздухом, и чем выше плотность воздуха в резервуаре, тем выше значение R-value. Если сжать такой резервуар с захваченным воздухом, можно получить меньшее значение R-value.

Например, обертывающая изоляция может иметь тепловую устойчивость R-19 в свободном состоянии, но для получения такого значения толщина материала должна составлять 6,5 дюймов (16,5 см). Однако если установить ту же изоляцию в полую раму размером 5,5 дюймов (14 см), материал сожмется, и значение R-value будет заметно ниже 19. Аналогичным образом, помещение двух слоев обертывающей изоляции в предназначенное для одного слоя пространство не поможет увеличить изолирующую способность, но поможет снизить значение R-value.

Неравномерная структура материала

Значение коэффициента тепловой устойчивости для всей стены – это среднее значение этого показателя для отдельных участков стены, так как он может меняться из-за различных условий и неравномерности изоляции. Очень часто, производители указывают значение R-value для своего изоляционного материала, не поясняя эффект, который оказывают неравномерности структуры материала.

Например, предположим, мы установили изоляцию с коэффициентом тепловой устойчивости, равным 19 в каркас из досок 2х6. Получаемое значение R-value для нашей стены должно представлять среднее значение коэффициента тепловой устойчивости изоляции (R-19) и деревянных досок (R-5). Однако по результатам тестов действительное значение R-value для всей стены оказался равным 13.7, что заметно меньше 19. Такое расхождение объясняется неравномерностью структуры стены.

Значение коэффициента тепловой устойчивости может меняться вследствие влияния следующих факторов:

  • Неравномерность материала
  • Нагрев
  • Сжатие материала
  • Проникновение воздуха в изоляцию
  • Влажность
  • Колебания температуры или изменение условий окружающей среды
  • Старение материала

Помимо значения R-value на общую энергоэффективность строения/материала оказывают влияние следующие факторы:

  • Теплоемкость
  • Проникновение воздуха в здание
  • Тепловое излучение
  • Тепловое излучение внутри помещения
  • Скрытые и неявные потери тепла