Thermal analysis of above-grade wall assembly with low emissivity materials and furred-airspace

A 3D numerical model was developed to investigate the effect of foil emissivity on the effective thermal resistance of an above-grade wall assembly with foil bonded to wood fibreboard in a furred assembly having airspace next to the foil. This model solved simultaneously the energy equation in the various material layers, the surface-to-surface radiation equation in the furred airspace assembly, Navier-Stokes equation for the airspace, and Darcy and the Brinkman equations for the porous material layers. In this work, the furring was installed horizontally. In the first phase, the present model was benchmarked against the experimental data generated by a commercial laboratory for an above-grade wall assembly. The wall consists of a conventional wood frame structure sheathed with fibreboard and covered on the interior side with a low emissivity material bonded to wood fibreboard that is adjacent to a furred airspace assembly. The results showed that the predicted R-value was in good agreement with the measured one. After gaining confidence in the present model, it was used to predict the effective thermal resistance of the same above-mentioned wall but having Oriented Strand Board (OSB) sheathing in lieu of wood fibreboard sheathing. In the second phase, the model was used to quantify the contribution on the wall R-value by having a low foil emissivity. The results showed that a low foil emissivity of 0.04 can increase the R-value of this wall to as much as ~9%. This is on-going research. The present model is being used to investigate the transient thermal response of foundation wall systems with furring installed horizontally and vertically, and subjected to different Canadian climate conditions.On a mis au point un mod\ue8le num\ue9rique tridimensionnel pour investiguer l'incidence de l'\ue9missivit\ue9 des feuillards sur la r\ue9sistance thermique effective d'un syst\ue8me de mur en \ue9l\ue9vation avec feuillards li\ue9s \ue0 des panneaux de fibres, dans un ensemble avec fourrures comportant une lame d'air derri\ue8re les feuillards. Ce mod\ue8le a r\ue9solu simultan\ue9ment l'\ue9quation de l'\ue9nergie dans les diff\ue9rentes couches de mat\ue9riaux, l'\ue9quation du rayonnement de surface \ue0 surface dans l'ensemble fourrures-lame d'air, l'\ue9quation de Navier-Stokes pour la lame d?air, ainsi que les \ue9quations de Darcy et de Brinkman relativement aux couches de mat\ue9riaux poreux. On a dirig\ue9 ensuite une \ue9tude param\ue9trique afin de d\ue9terminer la r\ue9sistance thermique effective (valeur \uab R \ubb) du syst\ue8me de mur de fondation comme fonction de l'\ue9missivit\ue9 des feuillards. Dans le cadre de ces travaux, on a install\ue9 les fourrures horizontalement. Lors de la premi\ue8re phase, le pr\ue9sent mod\ue8le a \ue9t\ue9 \ue9talonn\ue9 en regard des donn\ue9es exp\ue9rimentales provenant d?un laboratoire commercial, pour un syst\ue8me de mur en \ue9l\ue9vation. Ce mur est une structure \ue0 ossature de bois classique \ue0 rev\ueatement interm\ue9diaire en panneaux de fibres, recouverte du c\uf4t\ue9 int\ue9rieur d?un mat\ue9riau \ue0 faible \ue9missivit\ue9 li\ue9 aux panneaux de fibres qui sont adjacents \ue0 l?ensemble fourrures-lame d?air. Les r\ue9sultats indiquent que la valeur \uab R \ubb pr\ue9dite concorde de fa\ue7on satisfaisante avec la valeur mesur\ue9e. Une fois affermie notre confiance dans le pr\ue9sent mod\ue8le, nous l?avons utilis\ue9 pour pr\ue9dire la r\ue9sistance thermique effective du m\ueame mur d\ue9crit ci-dessus mais en rempla\ue7ant le rev\ueatement interm\ue9diaire en panneaux de fibres par des panneaux de copeaux orient\ue9s. Dans la deuxi\ue8me phase de ces travaux, le mod\ue8le a servi \ue0 quantifier l?apport d?une faible \ue9missivit\ue9 des feuillards sur la valeur \uab R \ubb du mur. Les r\ue9sultats nous montrent qu?une \ue9missivit\ue9 des feuillards de 0,04 peut faire augmenter la valeur \uab R \ubb de ce mur de jusqu?\ue0 ~9 %. Il s?agit ici d?une recherche en cours de r\ue9alisation. Le mod\ue8le actuel est actuellement utilis\ue9 pour fin d?investigation de la r\ue9ponse thermique transitoire des syst\ue8mes de murs de fondation avec fourrures install\ue9es horizontalement et verticalement, et soumis \ue0 diff\ue9rentes conditions climatiques canadiennes.Peer reviewed: YesNRC publication: Ye