图片来源:Marc Rosenbaum
一个能源迷的更多思考
保温产品抵抗热量流动的能力随着温度的变化而变化。大多数绝缘产品——包括玻璃纤维电池、挤压聚苯乙烯(XPS)和膨胀聚苯乙烯(EPS)——在低温下比在高温下性能更好。在较低的温度下，传导、对流和辐射更少，所以绝缘材料通常比在较高的温度下工作得更好。
然而，一种硬质泡沫，聚异氰脲酸酯，不遵循这种模式。在低于50华氏度的温度下，聚异糖的表现比在平均温度为75华氏度时更差。
尽管许多建筑科学家多年前就知道这种现象，但安大略省滑铁卢建筑科学实验室的两位研究人员克里斯·舒马赫和约翰·斯特劳布最近公布的测试数据引发了关于聚异胶在低温下性能的新问题。(请参阅下面“相关文章”侧栏中有关该主题的先前GBA报告的链接。)
polyiso有两种让人失望的方式
有些人把polyiso在寒冷天气表现不佳的问题与另一个问题混淆了——“热漂移”。短语“热漂移”是指气体发泡剂的逐渐消散，当它们离开泡沫时被空气所取代。这个过程需要几年的时间。
选择气体发泡剂是因为它们的热性能，所以这些气体的逸出会导致聚异烯烃的r值下降。几十年来，多元糖制造商一直面临着来自那些声称热漂移使多元糖上的r值标签不现实的人的批评。为了回应这些批评，多元塑料制造商在2002年同意采用一种新的r值测试方法，即“长期热阻”(ltr)方法。这种测试方法力求为多元iso提供一个更现实的r值——一个将热漂移考虑在内的r值。(有关此问题的更多信息，请参见Polyiso和XPS的热漂移.）
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27日评论
哪些品牌……
…已改用HFO1234yf ??
此外，在美国屋面承包商协会的图表中，显示了在不同室外温度下的聚苯乙烯性能，泡沫的调节空间一侧的温度是多少?
仅显示相对于室外温度的性能是无用的，除非假定聚乙烯是100%的绝缘。
如果是这样的话，这些图表对于试图评估框架墙外部的绝缘护套或具有腔式绝缘的屋顶的性能是毫无意义的，因为通过泡沫的平均温度不会与保持在单一温度下的平均温度相同。
尽管没有详细说明所有相关参数，但样品/供应商之间的性能差异令人印象深刻。
对Dana Dorsett的回应
丹娜,
Q。“哪些品牌的闭孔聚氨酯已经改用HFO1234yf?”
答:(经过编辑的回答)我不确定。正在调查。
Q。“在国家屋顶承包商协会的图表中显示了在不同室外温度下的聚异性能，泡沫塑料的调节空间一侧的温度是多少?”
答:我正在调查这件事。我知道后会把信息贴出来。
Per John Straube....
John Straube说:
霍尼韦尔的最新解决方案是该公司名为HFO 1234yf的新型低gwp产品。这是一些品牌的闭孔喷涂聚氨酯泡沫中使用的气体。”
他能用这个词说出一个牌子吗，或者这只是他自己的猜想?
对Dana Dorsett的回应
丹娜,
对不起。我对你的问题有仓促的误读。我的大脑读的是"多元"我会调查的。
温度问题
丹娜,
您可能知道，联邦r值规则要求绝缘材料制造商根据ASTM C518程序在75°F的平均温度下测试绝缘材料。ASTM C518允许在20°F至120°F的温度范围内进行测试。David Yarbrough解释说:“通过100°F的热板和50°F的冷板，可以达到75°F的平均温度-这是一组常用的条件。通过90°F的热板和60°F的冷板也可以达到平均75°F。有无数种平均温度达到华氏75度的组合。”
这种测试方法是否令人满意?不是真的。制造商不需要报告他们测试绝缘材料的温度，只要他们遵循联邦r值规则和ASTM C518。
我刚刚给约翰·斯特劳布发了一封电子邮件，问了这个问题:“在国家屋顶承包商协会的图表中，显示了在不同室外温度下的聚苯乙烯性能，泡沫塑料的调节空间一侧的温度是多少?”斯特劳布回答说:“情况各不相同。他们(进行测试的人)没有内部和外部，只有热和冷。他们可能会选择50华氏度的差异，但选择产生他们报告的平均值的冷热侧[温度][变化]。”
但这张图不是平均温度，而是室外温度。
Straube建议:
“这不同。他们(进行测试的人)没有内部和外部，只有热和冷。他们可能会选择50华氏度的差异，但选择产生他们报告的平均值的冷热侧[温度][变化]。”
图上的轴显示的是“室外温度”，而不是“平均温度”。
顺便说一句:我之前的理解是，为了标签目的，根据FTC绝缘必须在ASTM C518下进行测试，平均温度为75华氏度，标称温度为30华氏度(90华氏度热面，60华氏度冷面)。ASTM C518没有指定任何δ - t或平均温度，但在标记性能时不能随意挑选。(30华氏度的名义增量可能是最小值，而不是名义值。我有一段时间没有读条例了，我可能会对这个有点模糊。)
我关心的测试。
首先，谢谢你，它填补了我在这个问题上的一些知识空白，我最近一直在考虑把它作为一些项目的一个因素。
最重要的是，这让我想知道为什么绝缘是这样测试的。在我看来，这似乎是在一种没有人关心的情况下进行的测试。我当然不会(除非有人能解释我为什么要这么做)。所以抛开ASTM C518等的细节，我想知道一边是68F，另一边是0F时它的热流是多少。说到这里，让我们为南方的人们做一个75华氏度和100华氏度的实验。这些是我关心的数字。我意识到我在这里过于简单化了，但为了谈话的缘故，请迁就我。什么时候有人指望建筑隔热材料能在平均温度为75度的情况下工作?华氏75度时，我把窗户打开。
也许我们应该推动不同的测试标准，并让制造商的手。
对Andy Kosick的回应
安迪,
由建筑科学公司承担的热度量项目的主要目的之一是解决困扰您的问题。该项目的一些数据已经公布，但不幸的是，研究人员没有公布有关测试的多元iso样品的品牌名称的信息。品牌名称大多被保密的原因之一是，测试的大部分资金来自绝缘材料制造商。
热度量项目已经在几篇GBA文章中讨论过，包括:
消除r值的大胆尝试
漏风会降低墙体的热工性能
难以重新定义r值的主要政治原因是，定义的任何变化都会产生赢家和输家。失败者都有说客。
你提出的改变很有趣，但也容易受到挑战。例如，许多寒冷气候的建设者会注意到，每年室外温度在0°F或更低的时间相对较少。这就是那些支持欧洲测量窗户u系数的方法(基于室外温度32°F)而不是北美测量窗户u系数的方法(基于室外温度0°F)的人所使用的论据。有关此争议的更多信息，请参见假定欧洲优越综合症。
另一方面，许多炎热气候的建造者会注意到，屋顶温度高于100华氏度是很常见的，所以你提议的炎热气候测试协议应该改变，以反映更高的室外温度。
这些问题都不能轻易解决，因为无论选择什么样的测试温度，都会有人不满意。
“图表显示室外温度”
丹娜,
谢谢你的评论。我正在等待约翰·斯特劳布和克里斯·舒马赫关于NRCA数据图表报告的更多信息。
安迪
除非聚异体是组件中唯一的绝缘材料，否则只有一侧(或可能没有)将处于内部或外部设计温度。(在屋顶下，由于太阳能增益和夜空辐射，温度将高于或低于室外设计温度。)
通过泡沫层的平均温度下的性能是一个更有用的度量，因为它不会随δ t快速变化。一边是+25F，另一边是5F(平均温度+15F, t (20F))和一边是+20F，另一边是+10F(平均温度+15F, t (10F))或者一边是30F, 0F没有太大区别。但如果它以+30华氏度为中心，它和以+15华氏度为中心时是完全不同的。
这就是为什么只显示室外温度的图表有点无用。平均温度性能(在任何实际的δ - t下)将是您实际上可以设计的东西。但只有室外的温度，你不能。在+15华氏度的一侧，它的性能可能会非常不同于+30华氏度的温暖侧时间，与它在70华氏度或90华氏度的温暖侧时间相比。
简化……
我想Dana说的是，为什么他们不选择一个固定的delta呢
所有这些测试，有一个很容易辨别的平均值，只是滑动
端点可以根据需要上下移动?这可能会产生一个
一组更加统一的数字。我很想知道是什么
不同品牌/发泡剂之间的曲线。
_H *
对马丁和戴娜的回应
是的，我提议的改变完全可以接受挑战。丹娜，关于泡沫在大楼组装中的位置，你当然是对的(晚上11点的时候，我不用再凭空捏造数字了)。我想我想说的是绝缘预期的运行条件应该是它被测试的条件。
此外，我可以看到使用平均冬季/夏季温度来确定测试条件，这对于能源建模软件等整体性能来说是最有意义的，但在极端温度下进行测试是有很强的理由的。毕竟，在极端情况下，r值是最重要的，热泵的尺寸在头发丝的宽度内，护套需要保持在露点温度以上。
此处显示的图表的解释
不幸的是，本文中显示的图表是我们必须讨论的。看起来这个图表是从我在2012年夏令营做的热测量报告中摘抄的。如果没有相应的口头解释(我想我们在夏令营时略读了一下)，这个图表就会产生误导。
据我所知，NRCA只使用ASTM文件中描述的“标准”条件进行过测试:平均温度为25、40、75和110华氏度，冷热板之间的温差均为50华氏度。所附的表格(下面的顶部图像)总结了测试中使用的温度。
另外附上的(下面第二张图)是该图表的原始版本。注意，底部轴和标签是不同的!该图总结了NRCA在2010年屋顶会议上展示的数据(来自这4种平均温度下的测试)。
现在，平均温度确实让人们感到困惑。“意思是什么?”是一段时间内的平均值吗?没有?哦，这是墙那边的平均温度。”
“我们如何使用这些数字来设计我们的建筑?”我们通常不会有平均温度为25华氏度、冷面为0华氏度、热面为50华氏度的建筑。”
回到2012年的夏令营，有人(可能是Joe Lstiburek)问:“室外的等效温度是多少?”因此，我们推断测试温度得到“等效室外温度”。例如，如果你假设室内温度是72华氏度，平均温度是25华氏度。要得到墙内的平均温度，室外温度必须是72-2x(72-25)=-22华氏度。(见下面复制的表格。)
您可以将此方法用于具有“正常”，接近直线r值与温度关系的材料。这种方法不适用于polyiso这样的材料。我不喜欢我们制作的那个图表;我现在讨厌它了。在夏令营的时候，我希望我在幻灯片的开头是这样说的“这些数据是在标准平均温度下得出的，但我们在这里进行了一次飞跃，将它们推断为室外温度。”
夏令营结束后，我几乎立即超越了ASTM标准测试温度，并开发了我的“在役”测试温度——在役温度测试中，一边是室温，另一边是室外温度。这些是我们在502信息表中使用的。我相信这是在2013年末发布的。
在役温度测试数据的问题在于，其结果仅适用于测试的厚度和测试的精确温度。在2014年，我超越了这些，试图获得一个真实的r值/ In与温度(即k与T曲线)，你可以用它来计算任何条件下任何组件的r值和性能。我们基本上已经解决了这个方法，并希望在ASTM研讨会上发表。
当你看到我的任何数据说“收敛”，它是用这种方法开发的。现在，当使用标准(ASTM)测试温度导出数据时，我们的图表通常会有一个x轴标签，表示“平均温度”;或者它们会有一个x轴标签，简单地说“温度”当它们使用我们的收敛方法时。
John和我尽量不让普通的实践者对这些技术废话感到不知所措，但我认为对于上下文来说，了解一些相关知识是很重要的。
。
对克里斯·舒马赫的回应
克里斯,
非常感谢您花时间提供如此详尽的解释;这很有帮助。
在我和约翰·斯特劳布的电话交谈中，约翰提到了NRCA的数据，并给我发了一封电子邮件，其中包括他提到的图表。我把他发给我的图表复制了一遍。
我很感谢你们两位的工作和解释。
答Dana Dorsett关于HFO1234yf的问题
丹娜,
今天我收到了John Straube的邮件，回复了这个问题:“现在哪些品牌的闭孔喷涂聚氨酯泡沫使用HFO1234yf作为发泡剂?”
斯特劳布回答说:“我很确定还没有上市。他们正在与首选承包商在现场进行试验，以测试产品在现实世界中的问题(如果有的话)。有很多实验室测试，所以我们知道它是有效的。你为什么不联系霍尼韦尔的Mary Bogdan，问一下情况呢?她能给你明确的信息。”
我已经给Mary Bogdan发了邮件，当她回复时，我会分享她提供的任何信息。
谢谢克里斯，马丁!
我想他们应该在这个轴上标明它是什么:“在室内温度为72华氏度的情况下，推断出的等效室外温度”，这将给它提供适当的背景。这就引出了其他问题(“如何推断，从什么推断?”)，但另一个图表的解释更全面。
显然，当聚异质层被用作中空隔热框架墙的绝缘护套时，其平均温度和δ - t会发生变化，但即使在δ - t很大的情况下，知道平均温度性能也总比什么都不知道要好。
对于2英寸的polyiso，一个2x6/R20的房子，当外部温度为0华氏度，内部温度为68-72华氏度时，polyiso的δ t远低于50华氏度，平均温度约为+10华氏度。平均温度为+10F时，冷侧为0F，暖侧为~20F (20F δ - t)的性能可能与冷侧为-15F，暖侧为35F的标准50F δ - t情况有很大不同。从构建设计的角度来看，这种类型应用程序的平均模型容易出现很大的错误，除非测试的delta- t对应用程序来说更现实。
即使多聚体护套完全是整个中心腔R的一半，唯一现实的数据点将是在室外温度(70F - 50F - 50F=) - 30f范围内，这样你就可以在多聚体上获得几乎完整的50F δ t，而在其他地方，你永远不会看到任何接近50F δ t的东西。在美国，唯一可能看到冬季室外平均温度为零下30华氏度的地方是在阿拉斯加的内陆，比如在布鲁克斯山脉5000英尺高的小木屋里。在20华氏度或30华氏度delta- t下的平均温度性能曲线将与美国4-7区典型的绝缘护套应用更相关，并且考虑到性能与温度的非线性，这确实很重要。
更多关于HFO1234yf
我刚收到一封来自Jeannine Sohayda的电子邮件，她是霍尼韦尔的市场代表。
她写道:“我在回复你发给玛丽·波格丹的一个问题。据我们所知，北美没有任何喷雾泡沫制造商/系统公司在喷雾聚氨酯泡沫中使用HFO-1234yf作为发泡剂。”
我想这就是答案了。
我认为转向更环保的发泡剂可能是一个营销妙招，假设市场真的关心闭孔泡沫。
可能就像其他发泡剂的变化一样，直到法规要求才会发生。强效氢氟烃温室气体在欧洲比在美国受到更严格的管制，但我们最终可能会实现这一目标。
在多元非线性方面，你不能用一个大的δ - t的平均温度来模拟它的非线性方面，因为那会假设变化是相当线性的，而它们显然不是。将其分解为具有较小温差的平均温度是必要的，以便以合理的分辨率看到它在做什么，因为它更有可能在20华氏度的差异中呈现线性，而不是在50华氏度的差异中，使用50华氏度的delta查看平均温度性能曲线。在一些重要的温度范围内，在50华氏度的范围内，聚异糖的性能明显地发生了戏剧性的非线性变化。
例如，如果性能下降到R3.5/英寸，平均温度为20华氏度，50华氏度，很容易，低于15华氏度的泡沫的性能可能低于R1/英寸，超过30华氏度的部分可能在R6-7/英寸，接近20华氏度时，它可能运行R5/英寸。但如果不把它分解成更小的范围，就无法知道曲线中尖锐的膝盖在哪里。使用50F delta-T会使它在很大的范围内使用单个数字变得模糊。
海图改正
在第一张图表中，标注为“0.417”的线应该是“0.174”。
对Michael Bluejay的回应
迈克尔,
谢谢。已经修好了。GBA感谢你的纠正。
有趣的是，如果聚iso在寒冷的天气里表现不好，而且更容易吸水，为什么Huber会选择聚iso而不是EPS作为他们的Zip R护套。也许别人已经知道了?还有其他类似Zip R的护套产品使用EPS吗?我知道阿特拉斯用EPS做护套，但它在外面，需要一个特定的射钉枪。
有趣的文章。关于在不同的室内/室外温度下确定聚氯乙烯板的r值的一个评论。如果polyiso的制造商只是提供了他们的材料导热系数与温度(ITS的实际温度，而不是室内/室外)的曲线，你可以(理论上)然后确定在任何板厚度和室内/室外温度组合下的有效r值。如果你假设一维热流，你可以用电子表格来计算它。有限元代码可以更精确地在2D或3D中完成。关键是，您实际上不必构建一堵墙并运行一堆测试来获取这些信息(这将是昂贵的)。
帕特里克,
您的评论提出了许多问题，包括这个显而易见的问题:制造商如何在不进行包括(a)绝缘体温差和(b)可测量热流的测试的情况下确定特定温度下的导热性?没有温差就不会发生热流。
把这个问题放在一边，我同意你的基本观点:如果绝缘材料制造商公布不同温度下的绝缘性能数据，建筑商和设计师将得到更好的服务。
马丁,
根据材料的不同，有许多测量导热系数的方法。我所熟悉的是将测试材料夹在已知导热系数的“参考”材料层之间。在堆叠上放置一个温差，并测量每个接口的温度。因为参考材料的热导率是已知的，你就可以根据它的温度下降来计算未知材料的热导率。对于导热系数随温度变化的材料，保持测试层薄是很重要的，这样穿过它的温度下降就相对较小(可能只有几度)。如果你然后假设导热系数在小的温度下降范围内随温度线性变化(一个合理的假设)，那么测量的是测试材料在平均温度下的导热系数。但关键是，这一切都可以在实验室高度控制的条件下以相当高的精度完成。然后，这些数据可以用于模拟，以预测各种“现实世界”条件下的董事会表现。
帕特里克,
当然，热导率是在实验室受控条件下测量的。最常用的方法之一是ASTM C518，“通过热流计装置测量稳态热传输性能的标准测试方法”。(有关更多信息，请参见“理解热阻。”）
显然，你同意我的评估，确定导热性需要一个测试，包括绝缘的温差。(你确认当你写你提议的测试需要“温差……穿过堆栈。”)
这比你原来的评论更有意义，这表明制造商提供了“他们的材料导热系数与温度(实际温度，而不是室内/室外)的曲线”。你不能在“实际温度，而不是室内/室外”下获得导热系数——你总是需要在被测试的绝缘材料上有一个温差。
马丁,
是的，我同意，为了确定材料的导热性，你需要测量它的温度下降(以及其他信息)。但导热性本身是一种材料性质，对于大多数材料来说，它会随着温度的变化而有所不同。所以在给定的温度下，一块聚异体将有一个确定的导热系数值，你可以创建一个它与温度(它的体积温度，而不是温度下降)的关系图。如果你不相信我，热导率和铜，铝或者其他材料的温度的关系，你会看到它和绝对温度(°K)或者摄氏度(°C)的关系。
帕特里克,
我相信你，我对这个概念也很熟悉。谢谢你的评论。
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