剧情简介:乔什·塞林格的设计建造公司承诺避免使用高于等级的泡沫塑料绝缘材料。但最难避免使用泡沫材料的地方之一,是拱形天花板住宅的隔热屋顶组件。塞林格描述了他在这些地方避免塑料泡沫的解决方案,他在整个椽子间用密集的纤维素建造了沿着屋顶线条的通风管道。文章包括组装的说明和建筑和安装的照片。
一个当建筑行业把注意力转向建造低能耗的住宅和减少温室气体排放的建筑实践时,我们就像往常一样建造了一个曾经困难而复杂的过程——建造密封、超级隔热的房屋。我们采用的新材料和新方法现在已经融入了我们的肌肉记忆中,例如,要建造出符合被动屋标准的房子,或者达到这个标准,不再是特别具有挑战性的事情零能源.
在我们位于俄勒冈州波特兰市的小型设计建造公司,我们现在关注的不仅仅是我们所建造房屋的能源消耗,而是我们所使用的建筑材料在整个房屋寿命周期内对人类和环境的影响,包括其不可避免的结局。2020年,我们承诺停止使用高档以上泡沫塑料保温材料。(也有可能避免使用低于等级的泡沫塑料绝缘材料,但我们还没有开发出可行的、经济有效的方法来做到这一点。)最难避免使用泡沫塑料的地方之一是拱形天花板的隔热屋顶组件,但我们最近找到了一个可靠的解决方案。
这里展示的多用途的方法有连续的通风,甚至在屋顶的髋,山谷和天窗。它管理蒸汽,干燥的潜力在各个方向。内部空气屏障很容易连接到墙壁上的空气屏障,以保持连续性。椽舱可以完全用绝缘材料填满密实充填纤维素,但其他类型也可以。最重要的是,它是可建造的和成本效益。所有这些都不使用泡沫塑料。
拱形的天花板的问题
在当今的住宅设计中越来越普遍的是,拱形天花板遵循屋顶线条,在单层住宅中增加宽敞感,或在一些多层住宅中增加额外的生活空间。但是隔热屋顶组件在细节上比墙壁要复杂一些。
在气候区1到3,你可能能够满足规范要求的绝缘水平,在一个共同的通风屋顶组件的纤维绝缘。你也可以在没有通风的组件中完全用蓬松的绝缘材料填充椽舱,并在这些气候带的山脊上打开一个蒸汽扩散口。通过停止脊部的护套,用蒸汽透膜覆盖缺口,蒸汽可以从组件中扩散出去,以防止冷凝问题。Joseph Lstiburek在2015年的一篇优秀文章中详细描述了这个有趣的解决方案“bsi - 088:排放蒸汽,可以在buildingscience.com。
然而,在气候带及以上地区,凝结的风险要高得多,出于一些原因,通风装置不是一个容易解决的问题。这些屋顶组件通常有挡板——通常是Durovent或Owens Corning的产品——在护套的底部,它连接着拱腹的进气口和山脊的排气孔,通过堆栈效应排出屋顶组件。
这种方法可以使用电板隔热,并避免使用塑料泡沫,但只有在屋顶是简单的山墙风格时才有效,而通常情况下并非如此。臀部、山谷和天窗可以使这种类型的发泄不可能。此外,塑料隔板很薄,很脆弱,当椽子间填充绝缘材料时,它们经常会被压碎。在其他情况下,椽子间隔大于或小于典型的16英寸。或24。在中心,粗心的分包商经常把挡板塞到合适的位置。挡板的另一个缺点是它们从绝缘材料中窃取的空间,这可能使它不可能满足规定的r值,节省能源,并提高舒适度。
混合气候和寒冷气候的建筑商倾向于使用喷射泡沫或刚性泡沫来制造耐用的绝缘屋顶组件,而不需要通风。无通风(热)屋顶通常有两种方式。一是通过应用对屋顶护套的底面进行闭孔喷射泡沫,使其至少达到最低r值,以满足规范要求,防止凝结,从而防止霉菌和腐烂的可能性。另外,可以在护套的顶部涂上刚性泡沫,如EPS、XPS或箔面聚苯乙烯,通过保持护套的温暖来防止底面凝结。
这些没有排气管的组件当然可以工作,但它们的干燥潜力有限,需要泡沫塑料绝缘。我们的目标是设计一种解决方案,既具有排气组件的耐久性,又不需要泡沫塑料的环境成本。
设计解决方案
在设计-构建公司工作的好处之一是架构团队和构建团队之间的频繁会议。他们是我们在纸上和实地找到解决方案的地方,就像这个拱形屋顶的无泡沫组装。这是基本的解剖学。
在屋顶搭建好之后,在安装护套之前,我们钉了一层蒸汽开放层water-resistive屏障(方面),就像在这个项目中使用的特卫强商业包装,到屋顶椽的顶部。接下来,我们钉平2×4带沿着每个椽子作为间隔。为了将护套固定在屋檐和屋脊上,我们安装了垂直于椽子的缺口2x4s,让空气通过。在这个项目中,我们使用cora - vent的衬垫条来防止昆虫进入通风室,但我们计划将有缺口的绑带移动得更低,并在未来用屏幕包裹它,作为实现相同目标的更简单的方法。
有了这些细节,当护套继续工作时,我们最终得到了持久而有效的气孔,通过底部和脊部的气孔与外部相连,在臀部和山谷处相互连接。你可能想知道为什么我们不使用椽子上方2x2的木板——我们很早就尝试过,但狭窄的木板最终被钉子和订书钉咬坏了。平铺,2x4做一个更好的钉子。WRB不仅充当屋顶椽子顶部的隔热网,还保持通风室的清洁,并允许隔热椽子舱干燥到外部。
在椽的底部或内部一侧,我们安装了一个可变的蒸汽缓凝剂,如Siga Majrex或ProClima intello,它可以控制水分,充当主要的空气屏障。在这层膜的下面是另一组平面2x4s,钉在垂直于椽上。这种较低的带子有两个原因。首先,制造商要求它在用作隔热网时,将阻气膜附着在椽上。其次,在石膏板后面形成一个浅的工作腔,在那里我们可以安装接线盒和电路而不穿透空气屏障。因为这层薄膜被用作椽子底部的隔热网,我们确保隔热承包商从投标中删除了隔热网和它的安装,帮助我们收回一些额外的人工和材料成本。
双向干燥
屋顶组件容易积聚水分。在家里,淋浴、做饭、呼吸、室内植物、季节变化和漏风都增加了湿度,更不用说新建筑材料释放的水分了。在外面,季节和条件不断变化。我们的通风屋顶组件是蒸汽开放的,这意味着积聚的水分可以干燥到内部或外部。这给了它最大的潜力干燥和避免退化,霉菌和腐烂。
从顶部开始,通气室通过从船底到山脊的气流来管理护套下的冷凝。水蒸气总是会从浓度较高的区域流向浓度较低的区域,因此,如果室内比周围环境更潮湿,或者组件是湿的,积聚的水蒸气就会流向排气腔,通过WRB扩散,然后通过屋顶的通风口逃逸。
这种组合适用于所有类型的屋顶建筑的原因是通风室在椽子之上。这使得空气在臀部、山谷和天窗周围流动。这些细节阻碍了空气的流动,使得在更常见的情况下(在椽舱内设置通风口),通风变得困难。为了实现这一点,在一个屋顶区域与另一个屋顶区域交叉的地方——比如这里展示的这个项目的棚顶和山墙屋顶——我们只需要在2×4带状网格中留出空间,让空气从一组通风室通过到另一组。这些小空间有助于改善整个总成的流动。屋顶规范包括一个表格,计算所需的开口,以适当地排空任何给定的平方英尺。我们用这些来设计组装,我们计算每个特定屋顶的数据。
在椽的底部,一个可变烫发膜是组装的蒸汽控制层。一个可变烫发的渗透率,或“聪明”,蒸汽缓凝剂根据湿度进行调节。与蒸汽缓速器在整个季节保持一致的渗透性相反,智能蒸汽缓速器对它们作出反应。在寒冷,干燥的条件下,当冷凝风险高,这种材料允许更少的蒸汽通过。在更温暖,更潮湿的条件下,干燥是目标,材料允许更多的蒸汽通过。
另一个关键部件的组装,管理水分是密集包装纤维素绝缘。不同于玻璃纤维的疏水性和疏水性,纤维素是亲水的,随着时间的推移,吸收和释放水分,进一步降低了湿度大幅波动的风险。这被称为水缓冲,为系统建立了更多的弹性。也就是说,该组件仍然可以有效地与另一种形式的吹入绝缘,包括玻璃纤维。
连续的空气密封
在建筑构件中,通过空气运动沉积的水比水蒸气扩散的水要多得多——事实上,只有几个数量级。例如,在一年的时间里,1-in。石膏板上的洞可以通过漏气沉积多达30夸脱的水到组装。将其与1 / 3杯的水蒸气进行比较,后者可能在相同的时间框架内通过4×8张相同材料扩散。
为了防止空气泄漏对我们的屋顶结构和住宅的整体能源性能造成严重破坏,该组件中使用的蒸汽缓凝剂被粘在接缝和渗透处,并连续连接到屋顶与墙壁的空气屏障。在安装椽子之前,我们在顶板上放置了一条可自粘的Siga Majvest 500 sa,然后将其连接到椽子下的蒸汽渗透屏障和外墙的WRB。对于一个普通的家庭来说,它增加了大约一个小时的劳动时间,但它对性能和舒适度的影响是非常值得的。
有了这种空气密封装置,如果没有我们已经学会避免的空气密封折纸的噩梦,你就不能使用辛普森强型领带通常的H2.5A飓风连接墙和椽。我们用桁架螺钉来代替,使它们穿过顶板,进入椽子。我们在项目的设计阶段向结构工程师详细说明这一点。桁架螺钉安装起来比飓风绳更快更容易,所以它们为我们的团队节省了时间,空气密封更有效。有了这种空气屏障策略,我们可以毫无困难地击中空气密封目标,这些目标通常都低于1 ACH50。
到目前为止,我们的团队已经在三个家庭进行了安装。当我们有了主要的步骤,我们继续学习新的技巧和增加效率。尽管这种方法涉及到一些额外的材料,以略微不同的顺序做事,花费更多的时间,但现在感觉一切都相对快速和简单。新的拱形屋顶组件帮助我们在不使用泡沫的情况下达到高性能标准,为我们的公司、我们的客户和我们的孩子带来了胜利。
空气屏障和使用腔在椽子下面,空气屏障将包含纤维素绝缘层,然后是捆扎物和石膏板。 Vapor-permeable空气屏障。Siga Majrex被铺开并在地板上切割,然后抬起并垂直于椽子安装。 接下来是胶带和捆扎。所有的接缝都用专为Majrex膜设计的Siga Rissan胶带密封,包括底部的挡板,空气屏障从顶板露出。 准备好干。隔热短板在空气屏障上切出小缝,从上到下填满隔板,团队绕回来把隔板封住,然后石膏板短板就进去了。 |
乔希·塞林格是俄勒冈州波特兰市设计建造公司Birdsmouth的创始人兼首席执行官。
来自Fine Homebuilding #299
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这是一个有趣的方法,感谢您的思考,我们可以减少喷涂泡沫塑料在屋顶保温中的使用。
考虑到进入这个空间的绝缘层的重量,你是否能够验证,比如通过光纤摄像头检查,上面的隔膜和下面的隔膜没有被绝缘层堵塞,导致隔膜膨胀?如果可以的话,我很想看看照片。
好方法!石膏板下的2x是保持空气屏障完整性的好方法。我很好奇,如果你有解决这个组合中凹陷罐的方法。