空气密封产品综述
胶带、密封剂和垫圈在建造密封房屋中都有作用。
![文章图片](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2021/03/19100716/sheets-of-sheathing-are-sealed-with-flashing-tape.jpg)
建筑科学家有时会醒来,觉得自己像《土拨鼠日》(Groundhog Day)里的比尔·默里(Bill Murray)一样,被困在一个时间循环中,不管他们试图解释多少次密封空气的重要性,都没有人听吗?有时看起来肯定是这样的,但建筑商和建筑法规正在逐渐听取他们的建议,房屋也在缓慢但肯定地变得越来越紧——其结果是供暖和制冷费用更低,室内空气更健康,建筑更耐用。
《国际住宅法典》现在要求一定程度的气密性。在气候区1和气候区2,用鼓风机门测量,在压差为50帕斯卡(ach50)的情况下,新房的漏风率不应超过每小时5次换气;在气候带3到8,限制是3 ach50。有责任心的建筑者会第一个说这些限制没什么大不了的。但当目标是在一个更严格的项目下获得认证时,就变得更难了。例如,德国的被动式住宅标准要求空气泄漏率不超过0.6 ach50,试图达到这一指标的建筑商和业主/建筑商需要花费大量时间寻找和堵塞建筑外壳中哪怕是微小的空气泄漏。
什么是合理的目标?一个劳伦斯伯克利国家实验室2013年的一项研究得出结论,5 ach50和3 ach50指南是一个很好的中间地带,可以为美国消费者每年节省约330亿美元的能源账单。当然,降低泄漏率会节省更多的钱,但更难实现。
随着越来越多的建筑商开始认真对待减少空气泄漏问题,制造商也推出了更多种类的产品作为回应。其中一些比其他的更贵,更挑剔,但如果一个建筑商想要建造一个接近密封的房子,他或她会找到很多帮助。
但是,在查看可用产品的范围之前,让我们先了解一些关于空气屏障和空气密封的基础知识。
- 空气屏障可以由许多不同的材料制成。有些是刚性的,有些不是。
- 大多数空气泄漏发生在一种材料过渡到另一种材料的地方,例如,不是在一片护套的中间,而是在护套与顶板接触的地方,或者管道或管道穿过建筑外壳的地方。
- 空气屏障不仅不能让空气流通,而且在整个结构周围必须是连续的。
- 在施工图纸上应清楚地标明空气屏障。这个想法是,建筑工人不需要从纸上取下铅笔就能在图纸上画出空气屏障。Allison Bailes是乔治亚州的一位能源顾问,她把这个叫做“笔测试”。
- 空气屏障可以位于建筑组件的任何地方:在建筑的外部,建筑的内部,或在外墙的中间。
建筑商越来越精通气密技术和材料,但只要有一点毅力,即使非专业人士也能做出非常紧密的结构。其中一位是Eric Whetzel,他在芝加哥地区自己的家的工作已经在GBA的一个名为“城市乡村”的长期博客中详细描述。埃里克投入了数千美元和许多小时来密封他的房子。
“总的来说,我真的很喜欢把所有东西密封起来的过程,”埃里克在一封电子邮件中说。“事实上,即使我所做的没有那么多冗余,我仍然感到震惊的是,对于传统建筑来说,达到3 ach50的吹门得分要求是如此之少。有了详细的计划和认真的工作,得分低于1.0或甚至是被动屋0.6都是合理的期望。而详细的空气密封,即降低取暖/制冷费用,同时降低水入侵的风险,对房主和建筑商(他们不想被召回)都是如此令人信服。”
当Eric完成时,他有一个非常紧凑的房子:0.2 ach50,被动房标准的三分之一。
在GBA有很多关于空气屏障的文章。另一个很好的信息来源是建筑科学公司,在那里你可以找到这样的文章Joseph Lstiburek的初级读本.对于更集中的文章,空气密封技术使用GBA或搜索功能良好的住宅建筑杂志,并利用他们提供的大量在线图书馆。
不是你爷爷的管道胶带
北美和欧洲制造商生产的专用胶带已经成为许多建筑商的一个强大的空气密封武器。它们可用于多种情况:将门窗密封在粗糙的开口内,在框架墙的顶部和底部密封护套到顶板或基础上,作为管道渗透的现场制造垫圈。
选择的数量之多,令人眼花缭乱。例如,475高性能建筑供应这家位于纽约布鲁克林的建筑材料零售商提供了15种不同类型的胶带(所有这些胶带都是由德国制造商Pro Clima制造的)。小星球供应这家位于华盛顿州的供应商有十几种瑞士制造的Siga胶带。在美国,3米和Huber工程森林两家公司都提供空气密封胶带。
这些磁带有不同的用途。有些用于密封胶合板护套之间的接缝;其他的则最适合用来密封钉孔或将家庭包装材料粘合在一起。有些被制成粘在混凝土上。它们也可能很贵(一卷6英寸宽、82英尺宽的Siga Fentrim F从缅因州波特兰的Performance Building Supply卖到115美元)。
![缅因州建筑工人Ben Bogie在窗户的内外都使用了闪光胶带,以防止空气和水的侵入。照片由Scott Gibson提供。](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2021/03/19093210/Bogie-with-tape-700x610-1.jpg)
那么,如何选择呢?
从你要密封的具体材料开始。制造商和零售商可以提供建议,他们出售的磁带的品种最好。然后考虑用胶带和技术做实验,就像埃里克在自己的房子上做的那样。他使用箴此种以及R-Guard产品Prosoco和他们在一起很快乐。
他说:“我会在一个模拟墙组件上练习使用这些产品,其中包括一个窗户开口和至少一个穿透。”“通过这种方式,在低风险的环境中很容易练习使用这些产品,看看它们是如何工作的,以及是否产生了偏好。”
与其他建设者谈论他们在不同品牌和磁带类型上的经验,或在GBA和其他网站上阅读文章将是一个很好的开始。《GBA》的前编辑马丁·霍拉迪(Martin Holladay)撰写了一篇更有野心的调查文章(后来进行了更新),他在2013年发表了这篇文章“后院胶带测试。”霍拉迪在他位于佛蒙特州北部的木棚的外墙上,将11种不同类型的胶带贴在6种不同的基材上,等了一个月,然后试图把它们剥下来。我们的想法是看看哪些能被卡住,哪些不能。他在这篇发表在《Fine Homebuilding》杂志上的文章中报道了他的发现。
![马丁·霍拉迪(Martin Holladay)用他木棚的侧面测试了各种闪光胶带。照片由Martin Holladay提供。](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2021/03/19093813/better-Martin.jpg)
他发现一般有三种类型的胶带:橡胶沥青、丁基和丙烯酸。它们都有一些怪癖:在寒冷的天气里,或者在肮脏或潮湿的表面上,橡胶沥青胶带粘不牢。丁基胶带成本更高,但在炎热的天气不像沥青那样容易渗出,而且在寒冷的温度下效果更好。欧洲和美国都有丙烯酸胶粘剂的胶带。霍拉迪写道,其中最好的一种比所有其他类型的密封胶带都要好。
在10个月后的随访中,Holladay试着剥掉他的木棚边上的胶带。他发现一些胶带和基片之间的粘合实际上有所改善。第二轮检测的结果可以找到在这里.
在他的观察中(Holladay谨慎地不声称这些测试是科学的):
- 有些磁带似乎比其他磁带更适合某些基材。例如,Siga Wigluv和3M全天候闪光胶带在定向刨花板和胶合板上表现很好。拉链系统胶带很好地粘在室内包装材料上,但从挤压聚苯乙烯绝缘材料(XPS)上脱落。
- 大多数胶带在室内包装上表现良好,而箔面聚异氰脲酸酯绝缘也证明容易胶带。在这里,品牌似乎并不是很重要(不过,也有一些例外)。
- 有些胶带似乎随着时间的推移粘得更牢,可能是因为高质量丙烯酸粘合剂产生的粘接很慢。
一位读者后来在文章中添加了评论,描述了他自己使用两种胶带的经历,并说关键是要在压力下将胶带展开,以提高附着力。其中一个制造商,3米,推荐使用其3M90接触胶作为底物的底漆,读者Tom Cross发现,这是非常有效的。
![大卫·古德伊尔(David Goodyear)在纽芬兰的弗拉特罗克(Flatrock)建造了一栋房子,他使用3M全天候闪光胶带密封了房子的墙壁缝隙。照片由David Goodyear提供。](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2021/03/19095715/Goodyear-tape.jpg)
值得指出的是,Holladay最初的测试是在2012年,也就是8年前。产品的改变。这项调查是有用的,但肯定不是铁证如山。那么这个故事的寓意是什么呢?有很多品牌可供选择,有些品牌在某些基材上的效果更好。四处打听,阅读你能读到的,然后做出相应的选择。如果你和设计师或顾问一起工作,你会在选择最合适的空气密封材料方面得到一些帮助。
纽芬兰的业主/建筑者、GBA博客“Flatrock Passive”的作者戴维·古德伊尔(David Goodyear)在电子邮件中说:“与建筑的成本相比,聘请一位有空气密封经验的顾问的成本是最低的,而且在确保细节正确方面是非常便宜的保险。”“寻找有被动房经验或建造其他性能住宅的人。”
液体应用的闪光和防水屏障
通风口、管道和电管道都有可能泄漏空气。密封它们的一种方法是用液体应用的闪光材料。这些粘性材料的化学组成各不相同,它们可以用几种方法中的一种。大多数可以桥接宽度达1/4英寸的缝隙。
据统计,至少有12家制造商提供这些产品这2015年的报告.固化后,灯饰形成一层防水、密封、透气的橡胶层。
一些建筑商使用液体涂层作为剥离粘贴膜的替代品,以防水粗糙的门窗开口。缅因州建筑工人本·博吉(Ben Bogie)就是其中之一。在下面的照片中,他正在使用压缩液体闪光(由Prosoco制造),用于防水窗台,并将护套的顶部边缘密封到窗户开口。转向架将材料的锯齿状珠状物涂在表面,然后用塑料刀将其磨平。液体喷淋与喷淋胶带结合使用来安装窗户——填塞和膨胀泡沫不是画面的一部分。
![缅因州建设者本博吉应用Zip液体闪光窗口打开。照片由Scott Gibson提供。](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2021/03/19095804/Bogie-with-goo-700x521-1.jpg)
有一些缺点,包括在寒冷的天气中应用这些材料的困难和较高的成本。但也有优点:许多可以应用于潮湿的表面,重新应用和修复很容易,学习如何使用产品并不困难。
一些建筑商使用室内包装材料作为外部空气屏障和防水屏障,但波士顿地区的一名防水承包商认为,他使用的以沥青为基础的液体包装材料做得更好。在一篇文章中安德鲁·霍尔在《Fine Homebuilding》杂志上写道Tremco障碍的解决方案的Enviro-Dri只能由经过培训的承包商安装,它在外部护套上形成一个连续的防水层,阻隔水,大大减少空气泄漏。它不受霍尔经常看到的室内包装安装错误的影响。涂层不会被吹掉,而且能在非常恶劣的环境下工作。
根据Hall的说法,Enviro-Dri比室内包装材料更贵,但允许建筑商用很少的额外空气密封来满足IRC对气密性的要求。这种透气性的涂层可以暴露在天气下四个月(其他品牌,如Henry’s)空中飞行区全天候STPE可以暴露更长时间)。在接缝处和边角喷涂底漆后,在第二次喷涂前,用聚酯接头织物加强这些区域。
这些涂料是由几家制造商生产的。其他包括Prosoco (喷雾包装MVP),质量(Perm-A-Barrier), W.R.梅多斯,(Air-Shield)巴斯夫(MasterSeal AWB 660)和IMETCO (IntelliWrap).
填缝材料和密封剂
嵌缝对于密封小于1 / 4英寸宽的缝隙和将材料粘合在一起非常有用。熟悉空气密封技术的建筑商通常建议使用隔音填料,这种填料会随着时间的推移保持柔韧性,而不是在固化时变硬。
Mike Guertin是罗德岛的建筑工人和编辑顾问良好的住宅建筑杂志,两者都用了Tremco声学密封剂和Titebond声学烟声密封胶.“我提到这些只是因为很多人都选择常规的可固化密封剂,”Guertin在一封电子邮件中说。这可能不是大家都知道的——他们说的是软而粘的。可能还有其他隔音胶也有同样的功效。(USG、Liquid Nails、OSI,毫无疑问,其他制造商也提供了自己的版本,通常以减少石膏板隔墙和聚会墙的声音传播为卖点。)
Tremco的幕墙密封胶也可以用作搭接接头和聚乙烯蒸汽缓凝剂的周边密封胶。
Guertin发现这些密封剂在密封小缝隙和压缩材料时很有用——例如,当他使用胶合板密封旧的暖通空调通过底层地板进入地下室时。他说:“我使用的是任何一种优良的可喷射密封胶,这种胶在材料移动时具有相当好的伸长率。”“我发现声学密封胶很经济,而且它保持粘性,而不是固化。它能粘在任何东西上。(这就是为什么一些建筑商称这些密封剂为“黑死病”。)
Guertin说,声学密封胶在将顶楼和阁楼之间的天花板上的聚乙烯屏障密封到墙板上时也很有用。塑料片材接缝处可用亚克力胶带密封。虽然一些建筑商发现在这里详细描述聚层太繁琐了,但Guertin说事实并非如此。
密封剂也可用于密封框架构件之间的任何缝隙或内墙腔的护套边缘。惠策尔是一个使用皮带和吊带密封的人,他大量使用一种叫做Contega高频在他自己的房子上。根据制造商的说法,像声学密封胶一样,Contega显示出长期的弹性。
![Eric Whetzel应用了大量的Contega HF在框架成员之间的接缝和墙壁空腔作为空气密封剂(它显示在这里的绿色)。垫片有助于密封穿墙的管道和管道。照片由Eric Whetzel提供。](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2021/03/19095936/Whetzel-green-goop-gasket-700x884-1.jpg)
至少有一种类型的缝隙可以喷到墙壁、天花板和地板组件,以密封空气泄漏。可耐福的EcoSeal是一种水性弹性体,使用无气喷雾器。根据这篇文章在美国,可耐福公司开发该产品是为了提高其销售的透气玻璃纤维绝缘材料的性能。一旦螺柱槽和其他空腔的泄漏已经被密封,并且喷涂材料已经固化,可以添加玻璃纤维棉絮或吹入玻璃纤维来完成绝缘。当它完全封闭在一个密闭的腔内时,绝缘性能会提高。
(大约在同一时间,欧文斯康宁也推出了一款名为Energy Complete的类似产品,但该公司表示已经停产。Energy Complete是一种两部分密封胶,需要对喷雾设备的B组分进行化学清洗。)
不像所谓的闪光-电池绝缘方法,ecoseal结合了2英寸的喷涂聚氨酯泡沫层和玻璃纤维电池密封空气,它本身没有任何r值。它只是一种密封剂,可以应用在框架腔的边缘,以密封泄漏。EcoSeal不能用作可压缩垫圈。
把泥槛扣上
建筑商通常在混凝土基础墙顶部和木泥门槛之间使用一层薄薄的泡沫,但德克萨斯州设计师阿曼多·科博(Armando Cobo)更进一步,推出了一款名为Protecto Wrap的产品优质能源槛封机.这是一个3/8英寸的自粘闭孔泡沫层。用于密封混凝土表面常见的不规则形状的厚度。
Cobo专门设计漏风率不高于1 ach50的净零住宅,他说他更喜欢使用经过彻底审查的产品。
“由于混凝土板或墙壁并不完美,”他在一封电子邮件中说,“我的第一选择是Protecto Wrap的Energy Sill Sealer……当建筑商使用廉价的蓝色Sill Sealer时,我建议将其对折,在混凝土的一侧放置大量缝隙,把它铺平,在盘子底部再涂上一层填充物。”
为了密封地基-底板交叉点的表面,Cobo使用了用刀涂抹的密封胶,在一些情况下,Protecto Wrap 's Tripel Guard Sill Sealer它包括一层剥离粘贴的薄膜,覆盖在地基和泥基的顶部。
其他制造商也制造闪光胶带,用来密封地基和泥槛之间的接缝。Siga的Fentrim胶带就是这样一个品牌。
在内部,密封边缘托梁的一种选择是用一层喷涂聚氨酯泡沫。泡沫进入了形状奇特的空间,这使得用传统产品绝缘这一区域非常困难。建筑商也可能会切割一些硬质泡沫,以适应地板托梁之间的地方,并用罐装泡沫将其发泡到位,但这种方法不太可靠,需要更多的时间。
全室空气自动密封
对整个房子进行空气密封可能会非常麻烦和耗时,涉及到在不同的地方以不同的方式使用许多不同的产品。俄亥俄州一家名为Aeroseal的公司开发了一种方法,使这一过程非常简单,尽管并不一定便宜。
该公司利用加州大学(University of California)开发的技术,推出了一种名为AeroBarrier在压力作用下,将丙烯酸密封胶雾化并压入建筑围护结构的裂缝和缝隙中。该公司表示,在几个小时内,这一过程可以将一个典型的独栋住宅密封到符合规范的程度。设备运行的时间越长,房子就变得越紧;只要有足够的时间,房子可以很好地密封,以满足0.6 ach50被动房的要求。
技术人员首先在房子各处的支架上安装了一些喷嘴。在保护了任何不应该密封的东西之后——比如浴室的风扇——房子被鼓风机门加压,密封胶以气溶胶的形式分布。较高的室内空气压力将密封胶推入建筑围护结构的缝隙中,并逐渐封闭。该公司表示,这种密封胶可以填补长达半英寸的缝隙。技术人员用电脑监测进展情况,并在泄漏率达到用户要求时关闭喷雾器。
![西部航空母舰封锁了被占领的家园。照片由飞行母舰提供。](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2021/03/19100026/ABW_wood-house-in-process-700x525-1.png)
这项服务没有固定的费用。但据该公司管理人员估计,将一座2000平方英尺的房子密封到1 ach50的成本约为3000美元。一套有人居住的房子的价格会更高——每平方英尺3美元到4.25美元,据一位安装人员说加州的现场测试发现,将空气密封到每加仑50美分需要1到3个小时。航空母舰可用于对现有房屋和新建筑进行空气密封,尽管对房屋进行保护表面的准备将需要一些时间和努力。
空气密封膜
考虑到墙壁和天花板空腔可能会吸收湿气,建筑商可以选择蒸汽开放膜作为内外空气屏障。
例如,缅因州建筑商丹·科尔伯特(Dan Kolbert)曾使用过Siga Majvest 500他的公司最近建了一座双柱墙房子。根据制造商的说法,完全粘附的膜可以防风和防雨,但它也是扩散开放的,所以墙壁内的任何水分都可以干燥到外部和内部。另一个选择是亨利Blueskin.
![Siga公司的Majvest 500是一种自粘的蒸汽开放膜,在外壳外部形成空气密封。照片由Scott Gibson提供。](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2021/03/19100104/Kolbert-air-seal-700x657-1.jpg)
Kolbert使用Majvest,当墙体部分在地面上时,使用一个坚硬的橡胶刮板将材料牢固地压在护套表面。Siga表示,这种薄膜无需底漆就能粘在大多数常见的建筑材料上,包括混凝土、胶合板和金属。
在墙的底部,Kolbert使用了一种自粘胶带,也由Siga制作,跨越墙壁和地基之间的缝隙,在建筑外部形成不间断的空气屏障。
![Siga的Fentrim胶带位于墙的底部,将保护层上的空气屏障与混凝土基础的顶部连接起来。它是首先应用的,这样墙膜就能叠过顶部边缘。照片由Scott Gibson提供。](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2021/03/19100137/Kolbert-2-700x1054-1.jpg)
最上层和阁楼之间的天花板是一个臭名昭著的漏气处。隔板的顶部、电气和管道管道、暖通空调(HVAC)通道、可以照明的地方——对于没有空调的阁楼来说,它们都是温暖潮湿空气的潜在来源。一些建筑商在这里安装聚薄膜或一层OSB(带接缝)作为空气屏障,但制造商也提供透气性膜作为替代。
经常独自工作的惠策尔选择了Pro clia的产品Intello +并把它用作阁楼下面的服务腔的顶层。他喜欢它有两点:它不仅比4×8的OSB表更容易安装,而且它的蒸汽透气性也会根据季节变化而变化。根据制造商的说法,它在冬天是一个蒸汽减速器(低于0.13次电烫),但在夏天蒸汽打开(13.2次电烫),让干燥朝向内部。
那罐装泡沫呢?
许多建筑商已经使用膨胀绝缘泡沫(Great Stuff之类的产品)作为空气屏障的一部分,特别是用来密封门窗之间的缝隙和框架的粗糙开口。
它工作吗?一些建筑商认为它的效果不如其他产品,比如胶带。
“我越来越怀疑泡沫喷雾作为密封材料,”Guertin写道。“我听说过一些问题,当它们移动时,固化泡沫的刚性会导致它与密封材料脱胶。我已经开始使用密封胶带,用于我以前使用泡沫的大间隙,大于1/4英寸。”
博吉也得出了同样的结论。他在信中写道:“罐装喷雾泡沫塑料并不是门窗粗糙开口的可靠空气屏障。GBA发布的一篇文章.“随着季节性的木材移动,它会脱离框架或窗户,随着时间的推移,它会解体。”博基也改用了密封胶带。
密封是一个承诺
气密需要时间、材料和技术。好的结果需要练习和承诺。
“我不确定所有磁带、液体膜、Roflex垫圈和Intello的总成本是多少,”惠策尔说,“但我肯定是数千美元。这包括学习如何使用磁带与模拟墙组件,以及练习在车库。我知道我做的一些冗余(比如在渗透的内部和外部使用Roflex垫圈和胶带)可能是不必要的,但我想确保我有长期的气密性,我担心会有水入侵。”
固特异的努力也得到了回报:0.36 ach50的风门测试。他估计,密封空气大约需要310个小时的劳动(在古德伊尔和他父亲之间),按目前的价格计算,大约需要4500美元的劳动,另外还需要3000美元左右的材料。风机门的测试是另一个500美元,但所有这些的总成本不到房屋总成本的2%。
水电费比他住过的其他房子少了70%左右。
“无论冬夏,这栋房子都出奇地舒适,”他在电子邮件中说。“材料和劳动力方面的回报不到13年,包括绝缘升级和空气密封,但考虑到即将到来的电费上涨,可能会更少。”
斯科特·吉布森是《绿色建筑顾问》的特约撰稿人良好的住宅建筑杂志。这篇文章最初发表于GBA.com.