选择绝缘的指南
有“最好”的那种吗?有许多变量需要考虑,而不仅仅是r值。
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通常选择绝缘材料主要是根据它阻止热量流动的程度——即r值。具有高r值的绝缘材料(如喷涂聚氨酯泡沫或硬质聚异氰脲)的效果至少是松散填充玻璃纤维的两倍。r值较高的墙或屋顶组件通常成本更高,但可以转化为较低的供暖和制冷费用。
实际上,选择绝缘很少像比较R值一样简单,并且仅依靠R值可以误导和短视。为了确定,绝缘的热性能很重要,但建筑商和房主有许多变量需要考虑:
- 它要多少钱?
- 安装有多难?
- 它有效吗?
- 它有多安全?
- 它是空气或水分障碍吗?
- 选择一种特殊的绝缘材料对环境有什么影响?
一个很好的起点是国际住宅规范(IRC),它规定了地下室、墙壁和屋顶的最低绝缘量。这些资料汇总在一个表格中(r401.2)根据应用(将在哪里使用)和位置(将建造房屋的气候区)分解最小r值。以木结构墙为例。在气候区1中,包括美国大陆最温暖的地区,R-13外墙保温符合规范的最低要求。如果你住在气候区6或7,你需要在墙钉之间加一层连续的隔热层来控制热桥。该规范提供了两种可能的方法:在墙腔中使用R-20绝缘和连续的R-5层,或在墙腔中使用R-13加上连续绝缘的R-10层。
这些值就是代码极限对于新建筑,但许多建筑商的目标是更好的性能。绝缘的“很好的房子,”一栋性能优于规范的建筑,使用了一个简单的保温公式,总结为“60-40-20-10”。在屋顶,这意味着R-60 R-40高于年级平均外墙,R-20在地下室的墙壁,R-10以下板(这些值仅供房子气候区6)。这些都不是牢不可破的规则但好的近似将舒适和更便宜的房子,来加热和冷却比仅满足最低标准的代码。
如果你想要获得被动屋认证,事情就会变得更加复杂。首先,有两个认证机构——德国被动房屋研究所和美国被动房屋研究所(PHIUS)——各自有自己的规则手册。需要计算机建模来确定建筑将使用多少能源,至少在纸上是这样,这样设计师就可以计算出你需要多少绝缘材料才能到达那里。同样的建模过程将被用于建造一个净零能源家庭。
这些表现水平并不是标准。然而,第一个问题应该是,“我想要实现什么?建筑热效率的合理目标是什么?”如果你有一个老房子,只是想减少你的能源账单,这是一件事。有总比没有好。如果你完成工作后想在前门挂一个被动屋的牌子,那就是另外一回事了。
r值也以另一种方式发挥作用:组件允许多少空间进行绝缘?这个问题经常出现在当有人在屋顶隔热阁楼,换句话说,把阁楼变成空调(加热和冷却)的空间,就像房子的其他地方一样。椽可能不够深,不允许使用低r值绝缘。即使在环境或成本方面存在权衡,这一因素也会促使人们选择每英寸r值较高的绝缘材料。
当在屋顶线上绝缘阁楼时,弹出另一个问题:如何透水是您使用的绝缘?在一些气候区,该问题的答案有助于确定您应该使用的内容,以及如何设计组装。点,r值是混合的一部分,但不是整个交易。
安装有多难?
有些类型的绝缘非常适合没有经验的业主建造者安装,而其他类型的绝缘则需要专门的技术和设备。这就是为什么最常见的绝缘材料是玻璃纤维,它不仅便宜,而且几乎在任何木材场或大型商店都可以买到。它们也很容易安装。假设框架是建立一个公认的标准(16或24英寸。在中心),安装人员只是削减batt的长度,并把它塞进螺柱腔。表面有牛皮纸的棉絮可以钉在合适的位置。
BATT绝缘必须在障碍物和接线运行,电气盒等附近工作 - 并且这使得安装并可能降低其有效性。但至少在理论上,BATT绝缘非常易于安装。
事情与纤维素有点较硬。绝缘是切碎的报纸或纸板,其中一些添加剂,这里没有复杂,但需要鼓风机。有些零售商将租用您的设备将松散的纤维素吹入阁楼,但这些机器并不适合将密集包纤维素安装到墙上。将纤维素吹到3或4LB的一致性密度。每铜。FT。不是大多数房主的技能。
当绝缘是喷雾聚氨酯泡沫时,安装变得更加令人生畏。为DIYERS设计的套件可用,但在大多数情况下,喷雾聚氨酯泡沫是由去工作穿着防护服和呼吸器的专业人士安装的。两种化学物质,在允许它们之前毒性,在单独的容器中运输并送到加热线中的喷枪。即使是训练有素的安装人员,也有足够的错误。
安装的复杂性在另一方面也很重要:工作越小,简单的解决方案看起来就越好。假设从性能的角度来看,喷涂聚氨酯泡沫看起来是一项工作的最佳匹配,但需要绝缘的区域非常小——比如一个小房间的一面墙。在这种情况下,寻找更容易使用的替代方案更有意义,即使这意味着在性能上的微小牺牲。
它有效吗?
某些类型的绝缘材料很容易获得。该类别包括玻璃纤维BATT,纤维素,喷雾聚氨酯和刚性泡沫,例如挤出和膨胀的聚苯乙烯。其他类型可能是特殊订单或根本不可用。
很明显,如果当地没有一种特殊的绝缘材料,你最好选择其他的。但有时建筑商或房主认为,他们有令人信服的理由从远处订购某种东西,因为它独特的性能属性。木质纤维板就是一个例子。一些绿色建筑工人喜欢这种绝缘材料,因为它能隔离碳,完全可回收,而且制造时不使用有毒的石油化学物质。问题是,木材纤维板绝缘目前没有在北美生产。最知名的品牌都来自欧洲。
运费增加了成本并具有碳罚款。这肯定是一个因素,但建设者也必须期待。如果他们从不超越当地伐木工人立即可用的东西,那么可用材料的调色板永远不会改变。具有承诺的材料,例如胚胎或木纤维板,可能很难找到,但它们具有性能特征,使它们对绿色建筑商有吸引力。随着时间的推移,需求等于更大的市场准入。这是落后的理论生活建筑挑战.它挑战建筑师用严格的策划材料设计建筑物,希望随着对这些经批准的产品的兴趣增长,它们会更容易找到,比现在的价格便宜。
它会阻碍空气或湿气的流动吗?
有时绝缘可以做不止一件事。除了抵抗热的流动,某些类型的绝缘也是有效的空气屏障或防潮屏障。这可能是一个因素,决定什么类型的绝缘工作最好,或必须如何使用绝缘,以避免问题。
喷雾聚氨酯泡沫提供了一个很好的例子。它有两个形式开放和闭孔。开放式电池泡沫是两者的较轻,每铜约1/2磅。Ft。它具有比闭孔泡沫的较低的R值,并且较便宜。喷射到腔中时,闭孔泡沫 - 在约2磅/磅。FT。 - 具有较高的R值,并以比开放式电池泡沫更低的速率扩展。但最重要的差异之一与R价或密度无关;这是材料阻塞水分的能力。开放式电池泡沫是一个很好的空气屏障,但不是一个很好的防潮障碍。闭孔泡沫是有效的防潮障碍和空气屏障。 When open-cell spray foam is used to insulate the bottom of a roof deck to create a conditioned attic, it does not block the passage of moisture. When moist air strikes cold roof sheathing in the winter, water can condense there, and over time it can accumulate and cause problems in the form of mold or rot. In this instance, it would be wise to either choose another type of insulation, detail the insulation in such a way that moist air is not allowed to pass through the foam, or design a ventilated roof assembly.
同样,纤维素有许多绿色建筑工人喜欢的特性,但它不是一个很大的空气屏障。即使安装在屋顶的高密度纤维素也不能完全阻止空气或湿气的流动。纤维绝缘材料如玻璃纤维也有同样的问题。有一些方法可以解决这个问题,比如添加一个单独的空气屏障或智能蒸汽缓凝器。有时这并不重要,比如当纤维绝缘与另一种类型的绝缘结合使用时,或者当一个组件被详细设计以使水分无害地逸出时。但是,建筑工人不应该忽视或忽视蒸汽渗透性。
新建筑或改造?
由于房子正在建造中,墙壁和天花板仍然是开放的,建筑商可以自由决定哪种类型的保温材料是最好的。当翻修者正在处理已建成的条件,而房子又不打算被拆除时,选择余地大大缩小。
要使用一个明显的示例,除非墙壁打开并访问,否则构建器无法使用玻璃纤维或棉花蝙蝠,即使可能具有该应用程序的许多必要属性。这就是为什么吹入纤维素是改造和耐候项目的一种流行选择。安装人员可以从外部工作,暂时拆下壁板条,钻孔的钻孔,并在足够的纤维素中泵送以填充壁腔。
当房主试图升级或添加到现有房屋的绝缘时,他或她也可能遇到没有足够的空间来使用优选的绝缘空间的困境。这就是为什么建设者可以选择使用喷雾泡沫,即使它们否则不愿意使用它。该决定成为性能要求与环境目标之间的妥协。
相关问题是添加绝缘是否最终会对建筑物造成损坏。这是由于外墙变得更好的绝缘砖的老式砖石建筑物的所有者,外墙也变得更冷,潮湿,并且更容易受到连续冻融循环的损坏。历史家庭中的REROVATORS还可能考虑绝缘过程是否是可逆的意义,可以在后面拆除绝缘,而不会损坏结构本身?在喷雾泡沫的情况下,答案是否定的。一旦安装,那种绝缘材料或多或少是房屋的永久夹具,其中吹入阁楼的松散填充玻璃纤维或纤维素可以在没有对建筑物造成任何伤害的情况下移除。
环境凭证怎么样?
最后一个类别对更多建筑商变得重要,并且有几种看它的方法。最明显的是,特定类型的绝缘是由有毒材料制成的,还是危险地处理。所有形式中的泡沫绝缘材料由石油化工和各种化学成分制成,但是当绝缘固化时(在它在其制造或安装在房屋内的工厂)时,它是稳定和惰性的。存在不这样的情况,如喷雾聚氨酯泡沫混合时,或者当泡沫在房屋火灾中燃烧并发出有毒烟雾时。由于它是由它的制作,一些建筑商和房主避免了泡沫。纽约市零售商475高性能建筑供应是一种自由泡沫结构的声音倡导者,还有许多其他人。
阻燃剂加入泡沫绝缘体中,但这些化学物质本身可以是关注的主题。U.S. XPS和膨胀聚苯乙烯(EPS)的制造商已经切换到称为聚合物FR的阻燃剂,并使用称为HBCD的一种致溴化阻燃剂停止,被认为过于危险。据此,用称为TCPP的阻燃剂治疗多异氰脲酸酯绝缘,该阻燃剂不被归类为美国或欧洲当局的担忧的化学品Polyiso贸易集团.但这个问题强调了我们有时在选择材料时做出的权衡,这些材料有可能使我们受益(通过节约能源),同时又将我们暴露在潜在的风险中。
用于制造泡沫绝缘材料的吹风剂已成为建筑师和设计师担心他们使用的材料的全球变暖潜力(GWP)的大问题。这些泡沫绝缘材料的这些化学成分至关重要,但它们也具有超出的环境影响,数百次二氧化碳。喷雾聚氨酯泡沫和挤出的聚苯乙烯板已有两个最令人震惊的罪犯,但制造商开始使用具有称为氢氟烯烃的基本上更低的GWP的新一代发泡剂。一些产品已经包含了这些吹风剂,其他制造商可能会在未来采用它们,因为政府对老化化学的打击继续拿起蒸汽。
许多绿色建筑工人认为纤维素是一种异常温和的绝缘材料,就像大麻混凝土或稻草捆,但更容易获得。如前所述,它是由碎报纸或硬纸板制成,并经过硼酸盐处理以防止火焰和害虫。因此,它获得了良好的环境等级。
碳计数的重要性
另一个新兴的兴趣领域是隐含碳。为什么它很重要?Chris Magwood的研究气候行动的建设者表明,选择具有低体现碳的建筑材料的短期效果将使气候变化限制在与碳密集型材料建立净零房屋的长期节能。换句话说,短期内的碳减少比节能的长期益处更重要。
某些类型的绝缘材料具有非常高的体现碳,而其他类型的碳储存碳,因此对环境具有正净效应。挤出的聚苯乙烯和闭孔喷雾泡沫具有HFC发泡剂是最糟糕的罪犯中,而稻草包,胚胎,木纤维板和纤维素储存比它们负责发射更多的碳。
Magwood和他的同事开发了一个叫做光束(建筑材料排放核算),量化了不同建筑材料的碳贡献。该计算器使用了环境产品声明(Environmental Product declaration),这是一种标准化的生命周期评估,以数字形式报告净排放量:每平方公里的二氧化碳当量千克。m.(该图表显示了额定为R-10的每平方米绝缘的计算)。马格伍德在一封电子邮件中解释说,计算中包含某些假设,并不是所有人都同意所有假设。即便如此,这些数据也让设计师能够较为精确地计算碳排放的影响。
![各类绝缘材料净碳排放量图表。](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2021/02/09143948/Insulation-comparison-for-GBA-with-straw-700x394.jpeg)
一旦你有了关于绝缘的需求,就该看看常用绝缘材料概述.
最初发表于绿色建筑顾问.