节能智能屋顶的演变
一个系统的镓板和毛皮条提供了一个辐射屏障屋顶通风屋顶平台,适合所有的气候。
建筑师Peter Pfeiffer追溯了他的起源radiant-barrier屋顶设计可以追溯到20世纪80年代初喷雾泡沫越来越受欢迎。他回忆道:“当我们第一次考虑喷雾泡沫的应用时,将其添加到阁楼上对建筑行业来说是一个根本性的改变。”
作为一名年轻的建筑师,他觉得通风阁楼让他们保持凉爽没有什么意义,因为主要的热源是太阳辐射,他认为应该从一开始就防止太阳辐射进入阁楼。他解释道:“从物理学的角度来看,试图用对流来对抗辐射,这是一种软弱的策略。”
糟糕的阁楼细节浪费能源
彼得认为空气泄漏是过度使用能源的首要原因。考虑一下空调将空气吸出房子,冷却和除湿,并将其通过管道网络送回房子。当管道不密封时,它们就会泄漏,并且有很大比例的空调空气永远不会进入家中。然后房子“变负”,这意味着它会把100%的空气抽出来调节它,但不会全部返回,这就产生了负压。这迫使房子从每一个裂缝和缝隙中吸取补充空气。其结果可能是20%或更多的能量损失。这个过程也会把湿热的空气带进房子,然后空调就需要处理这些空气。
对这种能量损失的了解促使彼得努力将管道爆破器测试作为一项规范要求,这将确保空调不会在信封外损失。但即使是密封的管道,如果它们位于一个没有空调的阁楼,效果也会较差。彼得不仅设想了密封的管道,还设想了一个密封的阁楼空间,屋顶平台有一个通风系统,以减少热量的增加,并尽可能保持阁楼的凉爽。
通风的阁楼花费了大量的能源和金钱,同时由于高湿度和糟糕的空气质量降低了居住者的舒适度。越来越受欢迎的凹能灯更严重的问题是,安装时需要在天花板上穿孔,这会让阁楼的热量进入下面的生活区。这与当时常见的黑暗屋顶相结合,形成了太阳能收集屋顶组件。只有最低限度R-4绝缘的空调管道承受着高温。出于这些原因,彼得开始考虑阁楼的辐射屏障。
第一代辐射屏障
起初,这只是一个悬挂4英尺的问题。在椽子之间放置一卷宽的箔纸,可以将阁楼的温度降低15至20华氏度。然后,他开发了一种更容易安装的系统:箔层胶合板护套。它被命名为“Kool Ply”,并被命名为LP TechShield。
当泡沫喷雾开始成为住宅隔热材料时,它很昂贵,但很有效;它使房屋更加紧凑,减少了堵塞和垫圈来阻止空气渗透的需要。它还消除了在椽子下使用网来吹进大教堂天花板的绝缘材料。
新材料提升性能
彼得尝试在辐射屏障护套下面安装纸板,以形成从拱腹到山脊的连续空气通道。泡沫被喷到纸板和椽子的下面,创造了一个通风的屋顶系统和一个密封的阁楼。这是一个昂贵的方法,彼得想要一个替代方案。“我突然意识到galvalue是一种当时的新产品涂层钣金用锌和熔融铝——可能是一种进步,”他解释道。
Galvalume面板能反射相当数量的入射辐射。面板的性能可以通过在其下方提供空气空间来提高,这将最大限度地减少对屋顶甲板的传导,并且由于galvalume的低发射率,允许面板作为辐射屏障。彼得开始使用1×4垂直毛皮条24英寸。从拱腹到山脊,另一层水平运行。为了降低组装成本,他改用了大约45°角的一层(与屋顶山谷平行),这提供了足够的通风,约一半的皮毛。
该组件的进一步迭代包括在拱腹处的通风条,这需要切割上面的护套,以创造一个空气逸出的间隙。这使得护套边缘暴露在水分中,所以彼得增加了1英寸。毛皮条两端之间的间隙,以创造更多的空气通道和增加干燥潜力。他决定停止刷毛并加满汽油。避开山脊,在肋骨之间弯曲金属,作为风吹雨的屏障。他用的是18英寸。-宽的金属薄板条,以制作一个脊盖- 9 in。在每一边。这样空气就能从顶部出来,但雨水却进不去。
更简单的细节使通风屋顶更容易
接下来的演变将进气口从拱腹移动到安装在1-1 / 4-in后面的Cor-A-Vent条。d型galvalume滴边。这种配置将空气带入屋顶系统,而不必大惊小怪的拱腹。很快,彼得调整了这个cora - vent细节,包括45°角;当它与衬垫齐平时,会阻碍空气流动。他还决定将毛条分开得更远一些,以增加空气流动:24英寸。2-in的O.c.。3。两端之间的缝隙。
“这个屋顶系统是经过几十年的细微差别和从建筑商那里得到的反馈,”彼得说。“将屋顶盖从甲板上抬高,以诱导防护罩上方的通风与增加太阳反射率一样重要,并且可能是减少热量增加的更有力的参与者。”
彼得说这个系统在任何气候下都能工作。在寒冷的地区,它可以阻止积雪融化冰筑坝;如果热量从阁楼上升,穿过泡沫,它就会从山脊离开。此外,由于皮毛还能起到防雨的作用,所以它也适合潮湿的气候。
Ryann Ford拍摄。丹·桑顿绘画
在本文中了解更多关于这些想法的实践“节能设计”来自第3o1期。
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