当你进入建筑科学的世界时，你不可避免地会听到橡树岭的研究证明，玻璃纤维绝缘材料失去了大约一半的r值。然而，也许你是一个房主，隔热承包商告诉你这个问题，警告你不要在家里安装玻璃纤维隔热材料。或许你现在正在阅读的这篇文章是你第一次听说这个问题。

然而，无论你是怎么来的，重要的是要了解橡树岭研究表明了什么，以及我上面所说的有多少是真的。

橡树岭研究

首先，让我们看看关于这项研究的实际研究论文(很多引用它的人自己都没有做过)。题为玻璃纤维和纤维素阁楼隔热材料的热性能这篇论文描述了20世纪90年代初橡树岭国家实验室Kenneth E. Wilkes和Phillip W. Childs所做的研究。（下载他们的论文以及欧文斯康宁和约翰曼维尔的技术公告。)

他们建立了一个阁楼测试模块，模拟绝缘阁楼地板上的温差。你可以在论文中读到所有的细节——他们论文的草图如下所示——但基本上他们把整个屋顶和阁楼组件放在一个大房间里，并测量了三种绝缘类型的r值:

• 松散玻璃纤维
• 玻璃纤维絮垫
• 松散纤维素

他们发现，在整个温差范围内，玻璃纤维棒和松散填充纤维素的表现与预期一致。然而，随着阁楼温度的降低和温差的增大，松散填充玻璃纤维的r值显著降低。

事实上，松散填充的玻璃纤维在70°F到76°F的温差下失去了35%到50%的热流阻力。r值的损失开始于大约32 F°的温差。天花板石膏板以下的温度保持在70华氏度，因此当阁楼温度降低到38华氏度时，r值开始下降，当它达到0华氏度及以下时，r值下降了35-50%。

在研究数据时，研究人员发现了一种模式，使他们怀疑绝缘内部的对流是罪魁祸首。他们做了一些计算和进一步的实验，得出的结论确实如此。他们做的进一步实验是在松散填充的玻璃纤维上放一层覆盖物。他们尝试的两种是(1)聚乙烯薄膜和玻璃纤维毯的组合(2)R-19玻璃纤维球棒。两者都消除了对流和r值的降低。

如果这就是故事的结局，教训应该是避免使用松散填充的玻璃纤维作为阁楼隔热材料，或者使用它与覆盖层一起使用。但这并不是故事的结局。

研究提出的问题

如果你读了这篇论文，思考他们做了什么，发现了什么，你可能会想到几个问题。

1. 为什么松散填充的玻璃纤维和玻璃纤维棒在阁楼中的表现不同?在橡树岭的研究中，它们是用相同的材料制成的，密度相似。
2. 现在制造和安装的玻璃纤维和20世纪90年代初他们做这项研究时一样吗?

答案是相关的，所以让我们看看两家玻璃纤维制造商是怎么说的。

并非所有的玻璃纤维都是一样的

橡树岭的论文没有说他们使用了什么品牌的松填玻璃纤维绝缘材料，但至少有两家玻璃纤维绝缘材料制造商写了关于他们产品的技术公告，并展示了在类似橡树岭研究中使用的条件下测量的r值的数据。

纤维绝缘材料的密度当然是一个重要因素。但正如我在上一节中所写的，橡树岭研究中使用的玻璃纤维棒和松散填充绝缘材料的密度相似。蝙蝠为0.46至0.48磅每立方英尺(pcf)，松填范围为0.40至0.56 pcf。所以密度并不能解释这种差异。

欧文斯·科宁和约翰·曼维尔认为，能解释这种现象的是数据块的大小。(业内称它们为结节或簇，而不是大块，我猜是因为他们不想给人留下安装人员在阁楼上吹大块的印象。)玻璃纤维绝缘体是由许多玻璃纤维粘合在一起的大块材料。在90年代早期，欧文斯·康宁(Owens Corning)将他们的玻璃纤维隔热毯切成小方块，制成了松散填充的玻璃纤维。这一信息载于他们题为玻璃纤维在寒冷气候条件下的隔热性能，你可以从本文底部的链接下载。

Johns Manville有一个类似的技术公告(IST09-005)纤维阁楼保温中的对流，也包含在下面的下载链接中。他们没有说他们在90年代初是如何制造松填玻璃纤维的，但他们说他们利用研究结果“为约翰斯·曼维尔所有松填玻璃纤维阁楼隔热材料建立了设计规范，以提高冬季的热性能。”这使得JM“保持适当的结节或簇大小，这降低了所安装绝缘的渗透性。”

数据块大小的问题在OC公告中得到了很好的解释:“绑定的立方体没有很好地嵌套，留下了相对较大的空气空间空隙，并允许r值消耗对流发生。”这就是为什么旧的松散填充绝缘材料有对流环路的问题。这就是为什么现代的松散填充玻璃纤维产品没有。

玻璃纤维行业r值研究

欧文斯科宁在更换产品后，测量了r值与阁楼温度的关系。下图显示了结果。虚线是四种不同厚度的r值，实线是他们研究中测量的r值。

正如你所看到的，在温度一直下降到-40°F时，每种厚度的测量r值都高于标记r值。此外，请注意r值随着温度下降而增加，直到低于0°F。对于R-30绝缘，r值一直上升，一直下降到-20°F。

约翰斯·曼维尔(Johns Manville)对他们的松填玻璃纤维阁楼隔热材料做了类似的研究。下面两张图显示了它们的低密度和高密度产物。他们展示的r值结果与标记r值的100%相关，而不仅仅是r值，但它本质上与上面的图形相同。

对于这两种密度，r值从100%开始，阁楼温度在40华氏度左右，随着温度的下降而上升。不同之处在于，低密度r值在-15°F时达到近125%的峰值，然后开始下降，在-40°F时达到约107%，而JM的高密度(0.9 pcf)疏松填充玻璃纤维一直上升，直到-40°F。

松填玻璃纤维阁楼隔热材料现在处于什么位置?

总而言之，橡树岭国家实验室的研究人员在20世纪90年代初发现，松散填充的玻璃纤维绝缘材料存在问题。随着阁楼温度的下降，r值也随之下降。不过，这种情况只发生在他们测试的松散填充玻璃纤维绝缘材料上。玻璃纤维棒和纤维素没有显示出这个问题。结果，玻璃纤维绝缘制造商仔细研究了他们的产品，发现通过使用更小块的未粘结材料，问题就消失了。

有时人们(通常是那些销售其他类型绝缘材料的人)会把橡树岭的研究作为玻璃纤维在任何情况下都不起作用的证据。这种说法一直是夸张的，因为这种缺陷只在阁楼地板上用于水平安装的松散填充玻璃纤维上发现，而且这项研究只调查了寒冷的阁楼，而不是炎热的阁楼。

现在制造商们表示，通过改进产品，他们已经完全消除了这个问题。当然，你可以选择不相信他们。毕竟，他们的确有既得利益。但我相信他们声称已经改变了产品，他们的研究证明他们已经摆脱了这个问题。如果我发现一些独立研究证实了OC和JM的数据，我一定会在这里分享。

我因为配套硬泡和喷泡行业我也因此受到了指责攻击玻璃纤维炮台(甚至得到一个一家制造商的律师写的信)．我相信我现在会因为支持玻璃纤维而受到一些批评，但重要的是我们要了解事实。很多人对橡树岭研究的了解都是从别人那里听来的，这些人是从他们的老板那里听来的，他们的老板和在1994年的一次会议上了解到这个研究的人交谈。

我将以已故美国参议员丹尼尔·帕特里克·莫伊尼汉的不朽名言作为结束:每个人都有权拥有自己的观点，但不能拥有自己的事实。”

点击此处下载ORNL论文及OC及JM技术简报(pdf)。

Allison贝尔斯是乔治亚州迪凯特的一名演讲者、作家、建筑科学顾问，也是《能源先锋博客．你可以在推特上关注他@EnergyVanguard．