随着全球变暖和建筑规范的不断改善,领先的建筑商越来越关注能源效率、舒适度和室内空气质量.在我的设计建造公司,我们开始承担更多的任务节能改造解决这些问题。其中许多涉及到在外壳外增加一层绝缘层。连续外墙外保温(CEI)是有意义的,原因有很多。这不仅是一种提高现有墙体r值的有效方法,而且它还提供了一个机会,通过保持护套温暖干燥,从而防止凝结、霉菌、腐烂和最终建筑故障,使房子更耐用和有弹性。
事实上,在最新版的国际住宅规范(IRC)中,连续的外部保温是在某些寒冷气候地区满足规范的途径。简单地说,如果你是一名建筑工人,还没有接触过外部绝缘材料,那么你可能很快就会接触到。
在俄勒冈州的波特兰市,我们处于混合潮湿气候(4C)中,目前法规并不要求CEI。然而,作为一家高性能的设计建造公司,我们在所有的新住宅项目中都包含了CEI。我们发现,这是最具成本效益、最有效的方法,我们的团队可以生产出经得起时间考验的高性能墙体。
![滞留的水分会带来麻烦](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2022/04/11181228/021307039.jpg)
本文主要讨论如何使用CEI对现有住宅进行改造。作为一个行业,我们或多或少已经找到了如何创造需要净零能源的新住宅的方法,这比按代码建造的方法的优势越来越小。现有住房是一个更大的挑战。把一辆73年的雪佛兰新星改装成特斯拉并不容易。
尽管有困难,我们不能忽视现有建筑对我们的环境的影响。根据全球建筑和建筑联盟,为在2050年实现建筑行业的净零碳排放,我们必须每年将3%的现有建筑物改造为零能源。由于每年的翻修率远低于1%,我们要实现我们的气候目标还有很多工作要做。虽然生活中很少有双赢的情况,但翻新可能是其中之一。它们不仅帮助了地球,还帮助客户节省了能源和维护费用,并创造了一个更舒适、健康的室内环境。
创建空气和蒸汽控制层贴膜是容易和有效的:我们决定在更新的组件中使用护套作为主要的空气屏障。我们通过胶合板接缝进行胶合,并在过渡区域使用液体应用的Prosoco产品进行胶合。护套是壁组件中渗透性最低的部分,因此它也作为蒸汽控制层。
![用胶带粘住既简单又有效](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2022/04/11181917/021307040a.jpg)
![液体适用于棘手的部位](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2022/04/11182200/021307040b.jpg)
什么时候外部绝缘有意义?
如果不拆掉室内饰面,就很难在现有住宅中增加或改善隔热效果。这就是CEI的用武之地,但它并不是每个改造项目的正确解决方案。对于房主或建筑商来说,拆掉完好的壁板,把它扔进垃圾填埋场,只是为了增加更多的绝缘材料,这是很难证明的。在某些情况下,改善一个家庭的照明,插头负载,机械系统,空气密封,和阁楼绝缘和/或添加太阳能电池板是提高能源效率的更有效和更具成本效益的方法。
然而,当壁板需要更换,或者需要进行大规模的翻新时,你就有了一个很好的机会来提高整个墙的性能。在添加CEI的同时,您还可以升级空气屏障、窗口和闪光,并添加一个rainscreen同时缺口。我的公司经常有客户来找我,他们的房子经历了与糟糕的工艺有关的无数问题,主要的水、霉菌和腐烂问题随之而来。在许多情况下,壁板必须脱落,这使得添加CEI和改善建筑围护结构具有吸引力。
在过去的十年里,我们的团队将CEI应用于各种各样的家庭认证的被动式住宅、零能耗住宅和大量的改造。我们已将其安装在现代设计和老式工匠住宅中,并取得了同样的成功,将无法兰欧式窗户和有法兰的家用窗户整合到较厚的墙壁中。根据手边的情况,我们还安装了各种类型的外部绝缘材料:石棉(岩棉)、木纤维板、软木和各种类型的泡沫板,如XPS、EPS和GPS(石墨浸渍膨胀聚苯乙烯)。
没有一种方法可以涵盖所有的情况,特别是当涉及到改造,这几乎总是比新的建设更具挑战性。当涉及到CEI时,从选择的类型到如何安装和集成到建筑围护结构、窗户、基础等,复杂性成倍增加。我想说,关键的考虑是按特定的顺序出现的,但它们更像一个圆而不是一条直线,而且通常是相互关联的。
安装木质纤维绝缘材料:由于其r值、低隐含碳、可用性和安装方便,我们选择了Steico木纤维板作为外部绝缘材料。
![削减木材](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2022/04/11183205/021307041a.jpg)
![系暂时](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2022/04/11183512/021307041b.jpg)
选择正确的外部绝缘材料
其中一个主要的决定是你计划使用的绝缘材料和你需要多少。讨论通常从r值目标开始,但其他因素也会起作用,包括成本、可用性、安装方便、气候区、水和紫外线暴露,以及您的墙体干燥策略。在我们公司,预先的碳排放是另一个关键的考虑因素。
所有外部绝缘材料都被设计成防水的,但这种能力因材料而异,可能会影响您对放置防水屏障(WRB)的位置的决定。的旋转岩棉中的矿物纤维例如,它们被涂上了一层油,帮助它们漂亮地排水,使WRB可以放在绝缘层后面。
绝缘的渗透性是另一个需要考虑的问题。为了防止损坏任何墙壁组件,你需要控制水蒸气扩散进出它。这是你整体干燥策略的一个因素。例如,在炎热潮湿的环境中,你可能想要防止蒸汽从外部空气进入墙壁,并凝结在较冷的内部。相反,在混合或寒冷的气候条件下,你可能希望水蒸气逸出,同时防止你的蒸汽控制层变冷,导致凝结。
绝缘的压缩性是另一个重要因素。如果它是相对软的,你将不得不采取额外的步骤,以防止在安装闪光、板条和壁板时出现波纹。例如,如果你使用的是易压缩的Rockwool,你就需要沿着墙壁运行激光或长板,以确保你的雨帘板条保持平面,你可能需要选择一个紧固件(如Heco-Topix Therm螺丝),可以轻微移动板条进出。
就成本而言,泡沫绝缘产品通常是最实惠的。还有火灾方面的考虑;石头羊毛非常防火,而某些类型的泡沫是高度易燃的。紧固件成本也起了作用。更厚的绝缘意味着更长的紧固件,而更长的紧固件会显著增加项目的成本。例如,如果你在一个寒冷的气候,并以高水平的舒适度和性能为目标,你可能会追求R-20或更多,这可能需要面板(一层或多层)超过4英寸。或者更厚。
完成空气和水屏障:我们使用了胶布、液体涂层和金属闪光片与防水屏障相结合的组合,以完成控制层,防止门窗周围的水和空气。
![下一个是窗户](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2022/04/11185502/021307042e.jpg)
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注意控制图层
建设者面临的另一个主要选择是如何包括四个关键控制层在新墙组装。它们的术语各不相同,但分别是体积水控制层或阻水屏障(WRB)、空气屏障、蒸汽控制层和热层(保温层)。
单个组件中可以包含两个或多个这样的层,但必须考虑到所有这些层。例如,在典型的规范建造的2×6墙中,油漆干墙作为空气屏障,护套内部(组件中渗透性最低的部分)作为蒸汽控制,保温层作为热层,膜机械连接到护套作为WRB。
在向现有的墙添加CEI时,您可能会改变关键控制层以及它们之间的关系。例如,WRB和空气屏障可以放在CEI之外,或者放在CEI和护套之间,或者它们可以分开,空气屏障在CEI内部,WRB在CEI外部。在其他情况下,如Zip系统,如果您对CEI的排水性能满意,护套可以作为一个集WRB、空气屏障和蒸汽控制层于一体。
一般来说,我们公司倾向于将空气屏障放置在护套平面上,埋在CEI和框架之间,在那里它不太可能受到壁板安装、环境破坏或内部工作的影响。此外,我们不使用CEI作为空气屏障。尽管有些绝缘产品不允许空气通过,空气屏障通常可以更有效地放置在护套层或包括在WRB中。
在图中所示的住宅中,我们用胶带将护套的接缝处粘在一起,以创建空气屏障,安装外部绝缘材料,然后将WRB和闪光片放在外面。你也可以通过用膜或液体应用产品(如Prosoco系统)密封外壳来创建空气屏障。窗的位置是另一个主要的考虑因素
当您添加CEI时,您要么必须将窗口保留在护套平面上,要么将它们向外移动,创建“内”或“外”。这一决定可以根据窗户的设计(法兰或无法兰)、美学、客户的愿望、能源考虑,如热桥和太阳能增益,以及耐久性因素,如免受天气影响。
细微的决定影响控制层。例如,如果您的项目团队没有安装无凸缘窗口的经验,那么选择有凸缘窗口并将WRB放在CEI之外以允许更典型的窗口和闪烁安装可能是有意义的。
如果你选择“外挂”方法,不要简单地将框架木材制成的盒子钉在护套上,为窗户、闪光和装饰创建一个钉面,因为固体木材将创建一个主要的热桥。在这种情况下,一种名为ThermalBuck的产品是一个很好的选择,它用密集的泡沫挤压将钉钉表面覆盖到CEI的平面上,产生热断裂,但在钉穿它时不会变形。该公司的网站为将产品集成到各种场景中提供了很好的选择。
在这里的房子中,有凸边的“外”窗,客户希望保持内部饰面完整,这意味着我们需要保持现有粗糙开口的尺寸,排除了ThermalBuck的使用。这导致我们选择Steico木纤维板作为CEI,这创造了我们需要的热中断。为了处理纤维板的轻微粘稠,并在我们拧上窗户、闪光和装饰时防止它变形,我们将钉子与它的外表面齐平。
如果你让窗户与外护套齐平,无法兰单元通常是你最好的选择。北美的建筑商对这些不太熟悉,但安装起来并不难。它们被固定在窗框内侧的夹子或螺钉上。
“Innie”窗户需要某种类型的窗扣,它将开口延伸到新的外部平面,并提供一个固定窗户、闪光片和外部装饰的刚性表面。
雨幕和壁板完成了工作:我们建的每栋房子都装了防雨屏。在这里,我们添加了垂直和水平的木条来固定站缝金属壁板.为了防止未来的水破坏,我们还增加了一个低轮廓的排水沟系统,保持原有的设计美学。
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案例研究:修复损伤和提高性能
本文拍摄的项目是位于波特兰东北部一个人口密集社区的一栋有7年历史的住宅。由于糟糕的设计和工艺,这个相对昂贵的,相对新的住宅,覆盖着金属和灰泥,有严重的水入侵和结构破坏的开始。
这座房子具有现代美学,最初的设计没有屋檐和排水沟。相反,竖缝金属屋顶只是简单地包裹在边缘上,与用作壁板的相同材料连接。这直接把水送到了建筑物的两侧。更糟糕的是,窗户、门和其他穿透孔周围的闪光装置安装得很差,致使水倾泻到墙壁上。这栋房子已经安装了纸面聚酰亚酯泡沫板形式的CEI,但安装不善,安装在金属c形槽中,巧妙地阻挡了入侵的水,很快就造成了重大破坏。
所有的金属壁板和挡风玻璃,以及大部分的门窗都必须拆掉更换。随着壁板脱落,我们有相当数量的腐烂和发霉的护套更换,以及腐烂的剪力墙组件和腐烂的边缘托梁部分以及。
房主还想把房子升级为零能耗。因此,我们用木纤维板取代了现有的泡沫板,以提高墙壁的能源性能,并有助于防止墙腔凝结。我们根据许多因素选择木纤维板,包括隐含碳,可用性,安装的容易程度,渗透性和r值。岩棉紧随其后,在成本上击败了以木材为基础的产品,但在可用性和含碳方面有所损失。然而,如果我们在一个容易发生火灾的地区,Rockwool将赢得这一天。
通过选择一种蒸汽开放的绝缘材料,我们能够使胶合板护套的内侧——墙壁渗透性最低的部分——成为我们组件中的蒸汽控制层。在木纤维绝缘材料的顶部,我们放置了Siga Majvest WRB用于体积水控制,然后是交叉开槽的雨屏系统和新的立缝金属壁板,这保持了住宅现有的美学。通过用Siga Wigluv胶带密封护套的接缝,我们将空气屏障放置在CEI下面,使这一关键层持久密封。在整个项目的最后,我们还削减了屋顶的边缘,安装了一个与原始审美一致的排水沟系统。
在现有建筑上改造CEI提供了一个独特的机会来提高性能、耐久性、舒适度和室内空气质量。与此同时,这比将其纳入新建筑更具挑战性。
各种各样的方法都可以成功。要记住的最重要的事情是高性能墙的四个关键控制层。解决这些问题,你就会有一个成功的项目。
摄影:Asa Christiana
来自Fine Homebuilding #307
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