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专家交流

石油基绝缘产品的替代品

一家位于蒙大拿州的建筑公司分享了他们将天然绝缘材料融入被动房屋性能的方法

被动住宅由蒙大拿州的Love|Schack Architecture设计

编者注:这篇文章是专家交流系列,一个由编辑指导和专家驱动的平台,提供关于前沿建筑科学原则和项目的信息和讨论。第四季度的主题——由我们的赞助商洛克伍尔赞助——是“为绿色家居选择产品和材料该系列将在美国东部时间12月7日下午6点在贡献专家之间举行的网络研讨会小组讨论中达到高潮。点击注册

增加建筑组件的绝缘有助于提高居住者的热舒适度。然而,如果我们以石油为基础的产品来满足增加绝缘的需求,我们就忽视了项目对室内空气质素并有意增加碳足迹。虽然可以说,在一些情况下,泡沫绝缘是解决方案,例如在空间紧张的翻新或路基条件下,我们正在寻找更多的替代方案,即使在这些有限的情况下。

虽然泡沫在建筑行业还会有一段时间,但我们已经为我们的建筑项目找到了安全和健康的替代品爱| Schack架构.我们通常会超越能源性能的最低标准,并看到仔细考虑内部材料的好处。在我们寒冷的北方气候(第6区),我们设计了厚厚的墙壁和屋顶组件来增加绝缘—通常是12到14英寸。对于墙壁,通常更多的是屋顶。

支持预制面板

我们通常采用预制建筑系统,因为它们可以提供良好的成本控制,并适用于偏远或农村的建筑工地,在那里寻找劳动力是一个挑战。我们采购了预制墙、屋顶和地板,填充了纤维素和稻草。虽然这些产品比泡沫系统更重,这也会影响运输成本,但我们发现,这些系统的热性能与现场使用传统材料组装的组件相当,甚至更好;而且对安装它们的工作人员来说也更健康。

在Love|Schack,我们被驱使设计被动式房屋,高性能外壳使用更多来自可再生资源的天然产品,并具有较低的隐含能量。我们的目标是为业主提供最佳的热舒适,而不像传统建筑那样产生大量的碳足迹。

CLT墙和天花板
CLT用于12英寸被动式房屋级建筑围护结构。-包括古特克斯木纤维绝缘材料的厚墙

在怀俄明州威尔逊市的一个项目中,当有机会使用交叉层压木材(CLT)系统进行设计时,我们觉得在其余组件中使用天然材料很重要;我们探索了能帮助我们把对环境的影响降到最低的方法。

在这种气候下,墙体和屋顶所需的外部绝缘厚度令人生畏;传统的响应方式是刚性泡沫板。我们选择的解决方案是古特克斯压缩木纤维绝缘材料包裹在结构外部。虽然我们必须在国际上采购该产品,但它将很快从北美的供应商,包括TimberHP。

首选保温材料

当使用生物基材料进行设计时,了解组件如何处理水分对成功的结果至关重要。总的来说,目标是避免任何机会,空气转移从外部到内部将在组件内创造水分- - - - - -可能导致严重恶化的东西,如果不是失败的话。随着智能膜蒸汽开放产品,以及允许散装水排放和组件干燥的细节,我们可以自信地指定在寒冷气候下的天然绝缘材料。

排名第一的是四款产品,它们在多个层面上提供了高效的解决方案,包括水分扩散和提高透水性。还应注意的是,它们高度依赖于油漆、石膏和其他组件细节,以实现蒸汽扩散或高吸收率。

  1. 稻草包是r值为40的可回收碳汇,既环保又容易受潮,因此需要适当的细节。稻草还便宜、可再生、天然、本地且无毒,r值为每英寸2.38至0.94。通过适当的安装和护理,房主可以期待在未来几十年里秸秆绝缘完全发挥作用,节省资金。
  2. 纤维素透气,隔音,阻燃,可回收。它的绝缘损耗小,最大限度地减少了寿命结束后对环境的影响。松散填充纤维素比玻璃纤维性能好30%,减少了能源费用。r值为3.5有助于减少能源支出,其包含的碳含量也很低。
  3. 大麻纤维天然低致敏性;基于大麻的解决方案提供了与植物性生物质的安全、可持续绝缘,并具有额外的健康效益。大麻纤维是足够安全的触摸,不会坍落,下垂,或相移。大麻的维度r值稳定在5,再加上可再生、植物性、碳存储的天然纤维,使其赢得了清洁能源的声誉。
  4. 木纤维板r值从2.7到3.8之间,它是由木材加工的副产品制成的,将废弃的产品与粘合剂结合,形成松散的填充或压实的木板。像稻草一样,木纤维板由于其密度是防火的。柔性纤维板可以安装在外部,不需要额外的切割,因为边缘有一个舌和槽风格的连接。

这是一个重要的组成部分,我们的过程与我们的施工团队在指定这些材料。作为建筑师,我们提倡的材料将满足我们客户的期望,理解有合法的替代方案是必要的,以引入新的材料和方法的过程。虽然这些材料中的许多在美国看来是非常规的,但它们在国际市场上很常见,我们的行业正在尽最大努力提高人们对这些替代品的认识。

_______________________________________________________________________

Lindsay Schack是一名建筑师和Love Schack建筑事务所在蒙大拿州波兹曼设有办事处;drigg,爱达荷州;以及怀俄明州的杰克逊。

28日评论

  1. Nathan_Kipnis_FAIA||# 1

    我很好奇您对使用羔羊羊毛绝缘有什么想法。它符合非石油绝缘标准。

  2. chimewind||#2

    最难处理的区域是地下区域。

    1. jprattimberframe||# 3

      它没有提到传统的玻璃纤维。我认为任何时候你能找到二手泡沫来代替新的岩棉板,你是在为环境做贡献。而且它也更便宜。

  3. 专家成员
    马尔科姆·泰勒||# 4

    我不确定这篇文章是否应该出现在GBA上。这种想法太糊涂了,没有用。

    1. 专家成员
      迈克尔·玛蒂||# 5

      马尔科姆"糊涂"是什么意思?虽然本文是入门级的,但我非常感谢能够帮助人们了解泡沫的替代品,那些寻找替代品的人可能会发现本文(以及相关链接)是一个很好的开始。

      1. 专家成员
        马尔科姆·泰勒||# 6

        迈克尔,

        思维模糊。
        它缺乏我们在GBA上所期待的严谨性。我并不想挑剔,但这里有一些简单的例子:

        -“材料和解决方案,保持您的家的气密和透气”组件不能两者兼得,这是一个二选一的选择。也许他们的意思是“密封和蒸汽开放”?“不透气,室内空气质量好”?

        -“如果我们以石油为基础的产品来满足增加绝缘的需求,我们就忽视了项目对室内空气质量的影响,并有意增加碳足迹。”但情况并非总是如此。使用石油绝缘材料的建筑可能比使用生物材料的建筑空气质量差,也可能没有更大的碳足迹。

        -“在怀俄明州威尔逊市的一个项目中,当有机会使用交叉层压木材(CLT)系统进行设计时,我们觉得在其他组件中使用自然材料很重要。”是什么使得使用CLT比在其他类型的建筑中使用天然材料更重要?

        -吸管被描述为“r值为40”。如果没有上下文(它有多宽,它与其他材料相比如何),这就不是一个有用的信息。

        -纤维素:“r值为3.5有助于减少能源账单”。所有的绝缘材料都有助于减少能源费用。同样,这在介绍性文章或高性能爱好者中都不是有用的信息。

        -木纤维:“柔性纤维板可以安装在外部,不需要额外的切割,因为边缘有舌槽式连接方式。”木纤维板有多种类型。被描述的那些(Glutex)是不灵活的。这就是为什么它们不用切割就可以使用,这样边缘就会落在框架成员上。或者“灵活的”有其他含义吗?目前尚不清楚。

        1. charlie_sullivan||# 8

          "Hemp的尺寸稳定r值为5"什么是尺寸稳定的r值?

        2. 专家成员
          迈克尔·玛蒂||# 20

          Malcolm,说得好——我一开始很快地读了这篇文章,漏掉了那些细节,部分原因可能是我自己对天然材料的偏见,以及作为Love/Schack作品的粉丝。以下是一些回应:

          我敢肯定,作者说的“透气”是指蒸汽开启。(或者你奇怪的加拿大拼写;-)和你一样,我更喜欢更精确的术语“蒸汽打开”。

          我同意以石油为基础的建筑产品和室内空气质量并不总是冲突的,使用天然材料并不一定意味着良好的室内空气质量。

          我认为作者在前一段中解释了她对CLT的想法:
          “我们设计被动式房屋的动力来自高性能外壳,使用更多来自可再生资源的天然产品,包含的能量更低。我们的目标是为房主提供最佳的热舒适,而不像传统建筑那样产生大量的碳足迹。”逻辑是隐含的,而不是显式的。我很有兴趣了解他们为什么会有这种感觉。

          稻草捆,至少以我的经验,是18英寸宽,所以在R-2.2英寸它们是R-40。这一点本可以说得更清楚。还有一些地方,她说R值应该是R/in。补充一句:在缅因州,稻草通常是从中西部进口的,并不比我们使用的大多数绝缘材料更本地。至少这是我为我的花园和农场动物购买的稻草的来源。

          纤维素r值(每英寸):我同意,它通常略高——R-3.6/英寸的密集包装和3.8/英寸的松散吹。(我做过调查:https://www.finehomebuilding.com/project-guides/insulation/cellulose-perfect-insulation)。但文中提到的R-3.5/in是一个安全保守的值。

          木纤维板:古特克斯和类似的产品是相当坚硬的,由原始浆制成。也许作者是在重复行业路线,说木材纤维板(和OSB)可以用原木收获后留下的斜线。理论上这是可能的,但实际上,据我所知,两者都是用完整的日志制作的。根本没有一种实用或经济的方法把斜杠送到工厂。有些产品有舌形和槽形边缘,不需要打破螺柱,减少了潜在的切割长度,这很重要,因为它们的尺寸是公制的,而不是16英寸的倍数。(再说一次,我做过调查:https://www.finehomebuilding.com/project-guides/insulation/284-in-favor-of-wood-fiber-insulation

          查理,我同意,尺寸稳定性和r值是两个独立的特征。此外,我不知道任何大麻产品声称R-5/in;有许多形式的大麻绝缘,但大麻蝙蝠约为R-3.5/英寸,在相同的范围内,大多数纤维绝缘。

  4. gustave_stroes||# 7

    我很惊讶,羊毛竟然没有被提及。我听说过它的优点。

  5. jprattimberframe||# 9

    这些评论大部分都经过了作者的编辑。这是悲伤的

    1. 专家成员
      马尔科姆·泰勒||# 10

      jprattimberframe,

      我批评这篇文章不是为了得分。我宁愿对它进行编辑,以解决它的缺点,然后成为有用的参考,我想我们所有人都喜欢。

      1. jprattimberframe||# 11

        马尔科姆,我想你误会了。有人编辑了我们所有的评论,删除了特别批评岩棉的内容。我认为这篇文章本身并没有经过编辑。

        1. 专家成员
          马尔科姆·泰勒||# 12

          jprsatttimberframe,

          我确实错过了!这是第二次批评博客的评论被编辑了,而且还是和Rockwool有关。我不确定这是不是应该发生的事。

          1. mdhomeowner||# 13

            本文由Rockwool赞助,但Rockwool不是建议的绝缘方法之一。在他们被编辑之前我没有看到任何评论,但是他们会说Rockwool的坏话吗?

          2. 专家成员
            马尔科姆·泰勒||# 14

            mdhomeowner,

            矿物棉是原文章中建议的绝缘材料之一,现在已被删去,提到它的评论也被删去。评论中没有任何负面的东西,我也不认为编辑中有任何邪恶的东西,但策划评论——尤其是赞助文章——在我看来不应该发生,无论意图如何。

          3. mdhomeowner||# 15

            尽管有这些指控,我还是喜欢这篇文章。我了解到一些更小众的绝缘产品,并将干草绝缘项目添加到我的研究中。

          4. 专家成员
            迈克尔·玛蒂||# 19

            原来的副标题和章节标题是关于“生物基绝缘材料”,列表中包括矿物棉。有人正确地指出矿物棉不是生物纤维,所以文章和评论中对它的引用被删除了。无论是在出版之前还是出版之后,Rockwool都没有参与其中。

  6. boxfactory||# 16

    我认为编辑工作实际上是由“大稻草”完成的,他们这样做的方式让我们相信岩棉是罪魁祸首....

    1. 专家成员
      马尔科姆·泰勒||# 18

      boxfactory,

      我同意。“大稻草”对我们的民主是一种不为人知的威胁!

  7. 专家成员
    阿尔卑斯山脉托斯||# 17

    我想在这里看到的一个绝缘产品是木羊毛batts即:

    https://www.steico.com/en/products/insulation/insulation-between-studs/flexible-thermal-insulation/steicoflex-036

    我在池塘的另一边用了一点这个,它是简单和环保的方式来隔离螺柱腔。它相当重(大约是矿物棉的两倍重量),但仍然比密集的包装工作量少得多。

    1. 专家成员
      彼得·恩格尔||# 21

      我同意。我期待着与缅因州TimberHP的木材纤维吹入和电池绝缘产品一起工作。他们承诺2023年第一季度的吹入和第二q的蝙蝠的可用性,如何可用和什么价格仍然待定,当然。我们将会看到。

      1. boxfactory||# 22

        我能麻烦你写一下吹入木纤维与吹入纤维素相比的优点吗?

        谢谢!

        1. 专家成员
          迈克尔·玛蒂||# 23

          本,我想在北美没有多少人有过使用吹入木材纤维的经验,但一旦它在这里,它将会是接近1:1的纤维素交换。你可以把它想象成一种纤维素,它不需要首先制成新闻纸,也没有回收新闻纸的污染物,但它具有我们喜欢的纤维素的所有其他特性。

        2. maine_tyler||# 24

          我刚刚在他们的网站上看到了这个,但不知道这个说法是如何审查的:

          闭腔应用可以在较低的密度下安装,没有沉降的风险。
          然后,
          纤维的形状和大小可以防止沉降问题,减少空隙和气孔。

          如果我没看错他们的规格表,看起来它们的邻密度比纤维素低
          *编辑,实际上不确定这是真的,但看起来他们意味着3磅铜。对产品。我想知道他们是否会有一个官方建议的密度,将不同于纤维素。

          关于纤维素的另一点是,它的原料(也就是新闻纸)在未来很可能会枯竭。锯废料也是如此,但似乎不太可能。

  8. boxfactory||# 25

    如果它被证明是真的,吹入木材纤维可以安装在墙体腔的低密度,我将感兴趣。我目前有麻烦找到一个出租机器的密集包装纤维素比大盒子商店的模式更强大。如果用松散的木纤维代替,租用机器的选择可能会改善。如果木材HP在春天之前启动并运行,我会认真考虑吹入木材纤维。

    谢谢!

    1. exeric||# 26

      我已经在这里写过很多次了,但我使用了一个大盒子商店的租赁机器,并能够使它工作。在这个问题上,我总是害怕听起来像一个坏记录,所以我不会重复很多细节,以免让人厌烦。这台机器每立方英尺产出大约3.1到3.2磅。它本身不足以填满2x6的墙壁,达到3.5磅/立方密度,这是避免纤维素随时间下降的公认最低要求。“然而”,我把它装在岛网后面,而不是从石膏板上的洞里,这对鼓风机不起作用。我通过把纤维素放在柔韧的Insulweb后面很远的地方来达到这个密度,然后用一个滚筒使它与框架齐平。

      我不知道这是否适合你的情况。我对安装密度计算很有信心。在减去门窗之后,我使用的公式是(所有墙的长度)x(墙的高度)x(5 1/2英寸的厚度)=填充面积的体积。别忘了减去至少20%的螺栓框架因素。然后数一数你用过的空纤维素袋,然后乘以每袋的原始重量。然后用这个数字除以之前计算的体积。这就得到了总磅/立方英尺。我的结果是每立方英尺3.6磅,因为鼓风机只能提供大约3.2磅每立方英尺的压力。它只适用于工作状态良好的鼓风机和像Insulweb这样的柔性网。不要试着把软管伸到坚硬的墙上。 I don't know if that would work for your situation.

  9. boxfactory||# 27

    谢谢您的详细回复。我相信你重复自己的观点帮助了很多人,包括那些你直接回答问题的人,以及那些阅读了讨论的人。正如你所描述的,我打算数剩下的袋子来再次检查我的工作,但我可能不会扣除螺栓的体积,所以你已经为我节省了一些麻烦。

    也许我应该提到这一点,但我的计划是使用双螺柱墙,我目前的理解是,一个需要升级他们的鼓风机与更厚的墙。

    类似于您的安装,我的计划是使用Insulweb在墙上的脸,虽然我认为我也会使用它在每个单独的螺柱湾增加我成功的机会(随着大量的工作,我相信)。据我所知,通常的做法是一次通过3个海湾。

    感谢,

    1. exeric||# 28

      没有问题。我知道你为什么需要比我做双柱墙更强大的鼓风机了。如果这仍然是可能的,也可能是不可能的,用中间的刚性板将双层墙分开可能是一个答案。然后你可以从两边吹穿岛网。无论你走哪条路,我都祝你成功。

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