剧情简介这篇文章是第二部分优秀的住宅建筑房子:加州2018建造,并描述了围护结构细节和机械系统的选择,使房子尽可能节能。文章详细介绍了矿棉保温、窗户选择、外部空气屏障以及加热和冷却系统。机械图显示了空气源热泵是机械系统的心脏以及低负荷HRV。这些效率措施和建筑围护结构细节的结合有助于确定实现净零能源性能所需的光伏阵列的大小。
曾经的多数结构框架完成后,我们解决了影响其性能的关键领域:空气密封,绝缘和高效的机械系统。在像我们这样有复杂空气屏障的房子里,一些空气密封和绝缘是在框架中进行的,所以顺序是不忽视重要的空气密封细节的关键。一旦性能建筑围护结构最大化,机械系统尽可能高效,使全电动房屋净零所需的PV量更容易实现。我们的目标不仅仅是在屋顶上安装大量的太阳能电池板,而是尽可能少地使用能源,然后抵消这些能源的使用,创造一个既舒适又健康的零净能源(ZNE)住宅。正如戴夫常说的那样,首先追求效率这颗唾手可得的果实是有意义的!
我们对建筑舒适度和效率的关注总是在设计的早期就开始了。Dave在被动房屋能源建模项目WUFI中为我们的房屋建模,以了解设计决策对性能的影响。能量模型——以及我们对小气候的理解——为我们关于隔热、窗户和机械系统的决定提供了信息。虽然我们的项目,包括我们的家,通常远远超出了标题24的要求,但我们会注意我们一路上所做的决定。我们希望达到我们的性能目标,但我们也关注通过满足获得Tier 3评级(ZNE级别)和降低HERS评分的基准,在加州高级住宅计划中获得回扣机会。
尽量减少空气渗入
在我们的房子上,我们使用胶合板护套作为屋顶和墙壁,因为它比我们在许多当地建筑中看到的商品OSB更坚固,更耐水。Delta-Vent SA是我们使用的防水屏障(WRB),尺寸为59英寸。-高的卷,使它能像其他建筑包装一样快速覆盖护套,但这种自粘产品顽强地粘在我们的胶合板护套上,创建一个有效airseal一步到位。我们非常喜欢使用这个产品的一点是它是系列产品的一部分;我们不必担心闪光磁带和wrb之间的兼容性问题。由于它是一种自粘WRB,它通过直接密封到粗糙的开口而简化了窗口的闪烁,而不需要额外的闪烁胶带。
胶合板屋顶平台是房屋顶部的空气屏障,因为我们有一个无通风的屋顶组件。在这里,我们胶合板接缝与三角洲多带作为一个腰带和吊带方法,以确保一个密封的组装。缝合后,我们推出Delta-Vent S(不自粘)和衬垫,缝合所有接缝,并将边缘粘到屋顶甲板。
按照三个部分进行构建•基础与框架 在这个由三部分组成的系列文章中,我们探索了加利福尼亚州一个新的当代净零住宅的设计和建造。本文将详细介绍节能措施和建筑围护结构细节,这些细节将决定实现净零能源性能所需的光伏阵列的大小。 在FineHomebuilding.com/California2018通过我们的社交渠道。 |
选择高效窗口
在设计阶段,我们会考虑哪个窗户制造商对房子的性能、预算和美学目标更有意义。我们已经在我们之前的几个高性能和被动式房屋项目上安装了Zola欧洲窗户,并发现它们的价格比可比的被动式房屋认证窗户更好。与左拉这样的制造商合作,我们能够优化玻璃与框架的比例,并为大型玻璃单元进行设计。三层玻璃不仅比框架便宜,其性能也高得多。所以在我们的房子里,窗户单元的数量相对较少,但它们有大量的玻璃。窗户经过调整,可以在需要的地方吸收太阳热量,我们将大量固定单元与可操作的倾斜旋转单元配对,以最大限度地发挥窗户的整体性能。
目标是空气泄漏和热桥
空气密封对房子的性能至关重要。我们的做法是将空气屏障放置在护套的外部,原因有很多:我们不必太担心照明灯具的选择或如何对消防喷头进行空气密封,而且分包商也相对容易理解。此外,当它在护套上时,空气屏障被保护在外部绝缘材料后面。
在过去的项目中,我们通过用闪光胶带粘住所有结构护套的接缝,然后安装防水屏障(WRB)作为排水平面,获得了出色的鼓风机门效果。对于我们的房子,我们用dorken的delta-vent S和Sa一次性完成了空气密封和WRB。对我们来说,重要的是我们的组件能够内外都干燥,这样湿气就不会被困住。我们在墙壁(Sa)和屋顶(S)上使用蒸汽打开的wrb /空气屏障,以便它们与我们在室内外的矿棉绝缘材料一起工作,以便在任何一个方向上进行干燥。
矿物棉的味道
矿棉有板状和板状两种形式,有不同的密度,以适应不同的应用。ComfortBatt是内部的电池绝缘。虽然它是这个房子里使用的密度最小的矿棉产品,但它的密度明显高于玻璃纤维。ComfortBatts比它们填充的空腔略宽,压缩将它们固定在适当的位置。
外墙覆盖有ComfortBoard 110,这是常见的双层板产品中密度更高的一种。选择密度更大的版本是为了减少油罐的机会,金属包层直接安装在舒适板上,没有板条。同样的材料也用于底板保温。
屋顶护套覆盖着TopRock dd。这种致密的板材产品适用于低坡屋顶,提供热性能,并将降低雨水打在金属屋顶上的声音。
![内墙(左)、外墙(中)和外屋顶(右)。](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2018/09/12134350/All3-H278GRbatts5661.png)
![](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2018/09/12160528/illus1-H278GRusethisoneFINAL-A1-Insulation-copy.jpg)
与岩石绝缘
空气密封完成后,我们将注意力转向绝缘信封。我们的典型方法是在室内和室外进行隔热,并根据气候优化隔热值。为了防止护套上的冷凝,我们平衡了外部绝缘的总量,使其至少占内腔绝缘的30%。一个形式简单,表面积小的房子需要的绝缘材料比我们现在的房子要少。对于我们复杂的建筑形式,我们必须提高我们的绝缘价值,以达到我们所目标的被动房屋的性能水平。
我们有R-80屋顶组件,R-39墙壁组件和R-60高架地板系统。前门入口的悬臂地板/门廊天花板被视为屋顶组件的镜像,地板托梁底部的外部保温层为无热桥地板,也达到R-60。
我们并不是教条地说要避免所有泡沫产品(我们在预算或改建限制的情况下使用它们)。不过,我们的偏好是使用尽可能少的硬泡沫或喷雾泡沫。在高性能组件中构建冗余对我们来说是有意义的,所以我们特别喜欢使用矿棉作为外部绝缘,因为它是蒸汽打开的,并确保我们的组件将有向内部或外部干燥的能力。矿棉由钢铁和铜工业的玄武岩和矿渣制成,防火,不排放气体,抗虫,没有霉菌的食物来源。在我们的房子里,我们用Rockwool ComfortBatts填充24英寸。- o.c.框架海湾,他们适合很好和紧密的墙框架在内部。在外部,我们使用了几种不同的岩棉板产品。板的配方有不同的密度,所以我们可以用它作为基底板的隔热层,在金属屋顶和金属覆层之下,与雪松壁板一起使用。外部绝缘使我们能够在包层和框架之间创造一个热中断。不过,天下没有不受惩罚的好事,使用外部绝缘材料的代价是,装饰和细化包层更加棘手,也更加劳动密集型。
产品知识![]() Delta-Vent SA具有高透气性,允许组件向外部干燥。 •它完全粘附在混凝土,砖石,OSB,胶合板外壳没有紧固件。水平自粘边缘搭接形成水密空气屏障。 •兼容的德尔塔胶带和密封剂可用于闪烁渗透。 |
消除热中断
为了消除门廊、悬挑和阳台上的热桥,我们使用缅因甲板支架作为框架和元素之间的支架。在朝南的二楼主卧阳台上,这些铝支架充当了账本的固定物,我们可以在阳台和墙框之间用一层薄金属鳍在阳台账本后面进行隔热。在设计过程中,我们与结构工程师合作,设计了一种方法,用螺纹杆将阳台悬挂在屋顶系统上,因此第二层看起来是一个超出第一层的体量(然而阳台从房子中被热断)。类似地,我们详细描述了悬垂和门廊的非绝缘屋顶区域,并将分类帐安装到缅因甲板支架上,以实现几乎连续的外部绝缘。门廊和屋檐的账簿都安装在里面。在屋顶平台之上,使这些非绝缘屋顶部分的胶合板与外部屋顶绝缘对齐,创建一个无缝平面。
欧洲的窗口
我们期望空气屏障能让我们低于1.0 aCH50,但我们希望我们的房子具有被动式房屋级别的性能,所以我们的目标是0.6 aCH50或更低。过去的项目告诉我们,一旦我们密封了框架,我们无法解决的空气泄漏是通过窗户和门。找到真正密封的窗户,特别是在美国制造的门,并提供我们所追求的美学质量仍然是一个持续的挑战。我们希望门窗的性能能够与我们的其他组件相匹配,并且是木制的,制作精美。这对门来说是最重要的,因为它们是最常用的部件,通常也是最漏水的部件之一。我们选择了左拉欧洲窗户,并选定了他们的Thermo Clad系列,因为玻璃包装非常适合我们的气候,并在门和可操作的窗户上提供了四个密封,以实现非常有效的空气密封。工厂完成的内部不仅比我们现场完成的质量更高,而且比聘请油漆工完成原始木材的成本还低。
![把窗台弄成斜角](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2018/09/13112209/H278GRwininstall1June-21-22-DSLR-00442.jpg)
![剥离和粘贴Delta-Vent SA包装开口](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2018/09/13112251/H278GRwininstall3June-21-22-Drone-JPG-00194.jpg)
![开个开口](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2018/09/13112346/H278GRwininstall2June-21-22-DSLR-00709.jpg)
![固定窗户](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2018/09/13113329/H278GRwidoclipJune-21-22-DSLR-00753.jpg)
![用胶带封住边缘](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2018/09/13112743/H278GRguytapewindow2527.jpg)
小型冷却系统
三菱微型裂缝负责加热和冷却。我们计算了我们家的供暖和制冷负荷,发现我们面临着一个有趣的挑战。整个房子的计算负荷大约为1吨。虽然我们的房子负荷很低,但它有一些分区,是多层的。我们希望能够在楼上和楼下两个区域运行住宅,并希望确保房间间的温度不会有太大的差异。正如我们的机械承包商Dan Perunko和Gavin Healy所说,“人们经常把效率和舒适混为一谈,当它们相互交叉时,弄清楚居住者对系统响应等考虑因素的期望是很重要的。”
梅拉更倾向于使用带导管的装置,这显然是出于美学原因。然而,无管道微型裂缝更符合我们的预算,我们能够通过三个无管道单元达到气候控制目标。楼下负荷为8000 Btu,楼上负荷为4000 Btu。楼上的单元可能会更多地用于满足冷却需求。
因为我们房子的一楼超过60英尺长,它更适合两个墙头,以减少热点和冷点,但不太可能所有三个单元同时运行。有时可能只有一个较小的单元在运行(这允许更多的可调节性,例如,如果我们想让卧室更凉爽地睡觉)。尽管我们所在的地区夏天气温很高,但我们应该有很长一段时间让空调闲置着。我们的房子紧凑,绝缘良好,晚上有30°的温度波动,我们可以用凉爽的夜间空气冲洗房子,并在白天关闭它。然而,糟糕的空气质量伴随着更频繁的森林火灾和更长的火灾季节,这意味着这种策略并不总是可行的。
三菱最小的磁头的容量仍然超过了我们两个较小区域的负载。然而,通过安装三个完全独立的微型裂缝单元,我们的整体标记效率更高。我们希望设备的各个部分能够相互独立地循环,从而最大限度地减少因尺寸过大而导致的潜在低效率。
机械收缩PV阵列
热泵从一个地方提取热量并将其转移到另一个地方,因为它们的COP大于1,换句话说,对于运行中消耗的每单位能量,它可以产生超过一个单位的加热或冷却。
空气源热泵是房屋机械系统的核心——我们用它来加热和冷却空间,以及提供生活热水。采用被动式房屋级别的气密性,房屋依靠HRV进行机械通风。
![机械收缩PV阵列](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2018/09/13115734/Screen-Shot-2022-10-11-at-4.12.19-PM.jpg)
低负荷HRV
住宅室内空气质量得益于机械通风和过滤,是基本密封房屋的必要条件。我们的机械承包商在他们的库存中有一种欧洲制造的HRV,在美国已经不再销售,并推荐它用于我们的房子。它检查了我们在HRV中需要的所有盒子:它可以设置为当厨房排气或洗衣干衣机运行时自动增加补充空气的供应,它有一个低牵引ECM电机,热交换器非常高效。
产品知识![]() •凹槽为管道系统提供了空间,而不会挤压或压碎它,烘干机紧紧地贴在墙上。 •扩展边缘作为整体角珠快速安装干墙。 •搭配DryerWallVent有助于最大限度地提高气流效率。 |
一个扭曲的热泵
我们还为热水选择了空气源热泵。三登热水器是一款独特的产品。压缩机与mini - plit压缩机一起安装在外部,具有许多相同的特征:超薄结构,逆变电机,能够在-20°F下工作。室外压缩机能够将水加热到175°F。更传统的热泵热水器的压缩机位于水箱中,通常意味着在供暖季节冷空气被倾倒在房子里。桑登的分裂系统在冬季没有能量惩罚。它没有一个(相对低效的)电阻备份元件,所以我们安装了115-gal。坦克为一个高的第一小时评级。大型储水箱允许我们在高使用率期间通过关闭压缩机来负载转换电力使用,并依赖于存储的热水。此外,更大的水箱将允许更好的水箱分层,这提高了所有热泵热水器的性能。
产品知识![]() •kumo云应用程序允许房主通过智能手机或平板电脑控制设置和检查过滤器状态。 •过热意味着压缩机在室外温度5°F下以100%的效率工作,并在低至-13°F的温度下提供热量。 •室内机上的光学眼扫描房间并自动调整温度和气流,以消除热点和冷点。 |
在选择产品时,重要的是要考虑它们的生命周期影响,而不仅仅是它们的运行性能。这就是为什么我们非常喜欢桑登使用的二氧化碳制冷剂。它的全球变暖潜能值为1,而常用的R138a的全球变暖潜能值为1438。
基于我们严密、绝缘良好的外壳和高效的全电动机械,我们将轻松实现6.5千瓦光伏屋顶阵列的净零能源。通常,我们安装较小的系统,然后观察居住者的使用情况超过一年,以确定是否需要更多的面板。但考虑到我们正在追求2019年将改变的几项回扣和激励措施,我们选择了一个光伏系统,它可能会使我们的家庭成为净正的,如果我们能够在晚些时候获得电动汽车,它将保持我们的净零能源。在表演细节的辛勤工作之后,我们将在下一期中将注意力转向美学细节。
2018年加州赞助商Fine Homebuilding House得到了许多行业赞助商的支持。作为一个品牌,我们不愿意让你把我们不会放在家里的产品放在家里。因此,我们与我们的设计和构建团队密切合作,以确定在此构建中包含的适当产品。我们的赞助模式是建立在邀请的基础上。访问FineHomebuilding.com/California2018有关项目合作伙伴的完整列表以及有关构建中使用的材料的更多信息。 |
梅拉·布林(Mela Breen)和大卫·古德(David Good)是北加州一家设计/建筑公司Atmosphere Design Build的创始人。
照片由Kevin Nielsen拍摄,除了特别注明的地方。
从优秀的住宅建筑#278
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另外,阅读这个房子的整体设计:
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对烘干机的通风口非常好奇,它似乎有一根管道可以排气到外面。
烘干机的补充空气从哪里来?
为什么不用像惠而浦YWED7990FW这样的无气孔烘干机呢(这就是我们在我们的气密房子里使用的)
史蒂夫
良好的工作