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建筑围护结构

外壳和结构提供了挡风、防水、隔热和防寒的庇护所

关于围护结构

建筑围护结构,或外壳,是房子的一部分,你可以在它周围画一条线:屋顶、墙壁和地板。场地从地基和地板开始。它延伸出地面,就像地上的墙,上面有一个屋顶。外壳的每个部分都面临着不同的挑战,但它们必须共同实现相同的目标,即阻止或减缓空气、水和热量的流动,同时仍然允许不可避免的水侵入,以一种干燥的方式。房屋中最棘手的平衡部分是屋顶与墙壁和地板与地基的交接处。更复杂的问题是,这些组件并不总是一致的——无论是字面上还是比喻上。

万博手机官方登录绿色家园很简单

在传统的蓝图上,在房子的排水部分周围画一条线应该很容易,但在空气屏障或热障处画一条线就不那么容易了(简单形状的房子更容易做到这一点)。当这些线条不清晰时,设计中就存在潜在的弱点。当线条不确定时,就有一定的弱点。

绿色设计寻求将空气屏障与绝缘层结合起来的方法。可以实现外壳的两个目标的材料简化了整体设计。

屋顶受到高温,雨水和冰雹的袭击。烟囱、天窗、管道和通风设备的渗透都是容易漏水的地方,所以正确处理闪光和风化细节很重要。

与风雨抗争。大多数墙壁每天接受的阳光直射很少:南墙最多;北墙最少。因为它们是垂直的,所以水分流失很快。风吹来的雨对墙壁来说不仅仅是雨的问题。薄弱环节是小孔:门;窗户;和甲板。在暴雨期间,内外的压力差实际上可以把水吸进门窗周围的小漏洞中,这些漏洞可以成为稳定的水流。

基金会它们的温度波动很小,因为它们被埋在地下,那里的温度从不超过70华氏度,很少低于32华氏度。但除非你住在沙漠里,否则地面总是湿的,水总是往里挤。如果你任其发展,土壤中的水分会一直流到屋顶框架上。毛细断裂,如刷上防潮,窗台密封,和刚性绝缘阻碍这一过程。

更多关于围栏和结构

关于空气屏障

一个设计良好的空气屏障需要工作现场每个人的合作。通常,培训技工的任务落在了建筑商的肩上,他们必须确保每个在建筑上工作的人都理解什么是空气屏障。

一些产品,如石膏板、塑料或家庭包装,被认为是空气屏障。但当建筑科学家谈论房屋的空气屏障时,他们并不是在谈论一种单一的材料;他们谈论的是一系列材料,这些材料从地下室板到整个建筑的隔热围护结构外部,再到成品天花板。

如果设计师不知道它的位置和如何建造,那么建造者很难建造一个有效的空气屏障。一些专业人士对空气屏障的了解不足是很常见的。如果需要,建造者可能需要教育设计者,反之亦然,关于空气屏障的问题。

空气屏障是许多部分的总和

空气屏障由材料组装和连接在一起,以防止空气在有条件空间和无条件空间之间或内外之间泄漏。

一个典型的空气屏障包含十几种材料,包括以下部分或全部:浇注混凝土;窗台上密封;壁板;housewrap;承包商的磁带;捻缝;喷雾泡沫;垫圈;车窗玻璃;干墙; polyethylene; and weatherstripping. If any of these materials are leaky, the home’s air barrier may be compromised.

关于空气屏障的更多信息,可以在GBA百科全书关于该主题的文章中找到:空气的障碍

测量一个房子有多紧

高质量的空气屏障是节能家居的重要组成部分。在新家入住之前,屏障的紧密性应该总是用吹风机门测试来验证。

鼓风机门测试通常安排在管道和电气的粗糙工作完成后,但在干墙悬挂之前。测试是在绝缘之前还是之后进行,取决于施工人员的喜好和所安装的绝缘类型。

在鼓风机门承包商到达之前,负责任的工人应该检查整个房子的空气屏障问题,特别注意泥浆窗台,边缘托梁,粗糙的开口,电线和管道穿透,拱脚,壁炉和入口舱口。检查将涉及从地下室到阁楼的每一层楼。应该准备几管填充物和几罐喷雾泡沫,以修复任何发现的缺陷。

有关鼓风机门测试的更多信息,请参见“鼓风机门基础知识。”

方便的产品可以帮助气密性

到目前为止,大多数建筑商都熟悉使用喷雾泡沫来密封房屋空气屏障的漏洞。但还有其他不太为人熟知的产品也可以改善房屋的气密性。

密封电气箱。每个制造商都有自己的方法来改善电气箱的气密性,但大多数类型都包括一个密封在石膏板上的法兰,以及一个用于密封盒子后面电线进入的孔的系统。

橡胶垫圈。虽然喷雾泡沫通常用于防止空气从太宽而无法填塞的缝隙中泄漏,但一些建筑商对这种技术的结果感到失望。新罕布什尔州沃波尔市(Walpole) Bensonwood Homes的建筑系统助理汉斯·波尔希茨(Hans Porschitz)就是这样一位建筑商。波尔希茨说,他的团队在使用喷雾泡沫密封SIP接缝时,效果不一致,尤其是在寒冷的天气里安装泡沫时。

Porschitz发现EPDM(合成橡胶)垫片的性能比喷雾泡沫更好。Porschitz说:“EPDM垫圈的灵活性远远优于单组分或双组分泡沫。”

关于绝缘

规则1:你不能阻止热量,但你可以让它慢下来。

热量总是从热的地方转移到冷的地方。在夏天,室外的热量会流向室内较冷的地方。在冬天,室内热量会流向室外。隔热层的作用是减缓热流。一般来说,较厚的绝缘比较薄的绝缘更有效。

许多能源顾问提出了以下经验法则:安装在绿色建筑中的绝缘材料的r值应该是规范最低要求的两倍左右。当然,这是一份规划指南,而不是硬性规定。

在某种程度上,更多的绝缘材料是更好的

一层保温层的厚度加倍将使保温层的r值加倍,热量损失减半。保温层的厚度每增加一倍,这个规则就适用。但是,由于收益递减定律,从R-10到R-20的绝缘加倍每年所节省的能源,将大大超过从R-20到R-40的绝缘加倍所节省的能源。

最好在盒子外面绝缘

在住宅建筑中使用的最常见的绝缘类型是玻璃纤维棒、纤维素、喷涂聚氨酯泡沫和刚性绝缘。绝缘材料通常在出售时都有标明其r值的标签。r值越高,绝缘效果越好。然而,为了达到标签上的r值,绝缘材料必须安装在没有压缩或空隙的情况下。

虽然住宅墙体保温传统上安装在螺柱腔内,但墙体保温的最佳位置是框架外。这减少了钉在墙上的热桥效应——每一块框架都是通过隔热层的热桥。这些热桥严重降低了墙体的性能。

热桥效应可以部分解决使用刚性泡沫护套-通常是1或2英寸的XPS或聚异氰脲酸酯。更好的是将所有的绝缘材料——6到10英寸的硬质泡沫——放在框架外面的墙壁设计。

当绝缘层在框架外时,框架材料保持温暖和干燥。当螺栓槽没有填充绝缘时,电工和水管工的工作大大简化。

有泡沫护套的房屋不应包括室内聚乙烯蒸汽缓阻器。

有关绝缘的更多信息,请参见“绝缘概述”部分的GBA百科全书,或在我们的概述产品指南

关于水资源管理

潮湿的房子容易滋生虫子、霉菌和腐烂

水分来自天空、空气和地面。当房子太潮湿时,它们会吸引木蚁、白蚁、霉菌和腐烂真菌,它们会破坏房子,让人生病,或者两者兼而有之。建造温室所使用的材料和技术必须防止水分进入,并促进潮湿表面的干燥。这从屋顶开始,包括围栏的所有部分。

陡峭的屋顶和很深的悬檐将水冲走。陡峭的屋顶比浅屋顶移动水的速度快得多,较深的悬垂物在遮挡窗户和墙壁的同时将水从地基带走。排水沟可以收集所有的屋顶水,并将其从地基转移到干燥井、雨水花园或其他景观区域,在那里可以吸收。

风吹起的水可以冲到壁板后面或者窗口,所以包含一些备份策略是一个好主意。

  • 在壁板后面提供一个空气空间,这样水可以排出去,壁板可以干燥。
  • 窗户和门上的窗台板会捕捉到风引起的漏水,并将水引导到壁板后面的排水平面。

土壤分配水分。雨水被倾斜的地面引导离开地基,并被地基排水管带走,但大量水分被保留并分布在整个土壤中。这种土壤水分可以通过毛细作用进入地基。

毛细作用可以将水输送到树顶,所以它可以将水从树脚输送到屋顶也就不足为奇了。如果没有毛细血管断裂,水就会通过基础或墙壁进入基础,并继续上升到更干燥的混凝土,在那里它可以进入框架。

当水分从地面移动到框架时,它可能会遇到较冷的表面并凝结成液体。如果墙壁不能变干,液体就会积聚并滋生霉菌和腐烂。

基础的外部绝缘可以阻挡水分,保持混凝土温暖。温暖的内表面意味着湿度不会凝结成液体,从而导致霉菌生长。硬质泡沫板是石板下很好的选择。安装在基础墙壁内的刚性泡沫或喷雾泡沫可以阻止毛细作用和冷凝,因为它可以防止温暖的空气到达冷却的混凝土。

关于干燥

新材料使干燥方向复杂化

当你设计或建造屋顶或墙壁组件时,考虑组件如何干燥是很重要的,但新材料使这很难评估。

考虑墙体护套:在过去的50年里,我们已经从使用固体木材到胶合板再到OSB。这三种产品单独具有不同的吸湿耐受性和干燥潜力。它们对霉菌和真菌的抵抗力也有所不同。

更复杂的是,现在有硬泡沫护套、蜡浸渍的OSB护套、膜涂层的OSB护套和泡沫衬底的水泥板护套。

地基墙不能向外干燥

因为粉底是埋在地下的,它们总是潮湿的,所以防止粉底吸收水分很重要。刷上防潮材料——或者更好的,酒窝垫——有助于保持地下室墙壁的干燥。地下室墙壁应回填粗颗粒材料,以中断毛细作用,并帮助地面和雨水流向基础排水管。

有两种方法来防止基础墙内部作为一个凝结表面的温暖,内部的水分。首先是通过安装外部隔热层来保持混凝土的温暖。二是通过在基础墙体内侧安装一层带有密封接缝的刚性泡沫,防止室内空气或水蒸气到达混凝土。

让壁板干燥

基础以上墙体的大部分泄漏发生在壁板上的洞和不好的闪光细节处。一旦水进来了,关键是要把它排出去。在墙外,背面通风壁板允许水排走后,它到达壁板后面。房屋保温层可以让水汽从内而外散发,同时阻止外部液体的流动。

塑料蒸汽屏障可以保持墙壁湿润

塑料蒸汽屏障通常用于墙内保持墙壁干燥,但事实上,它们可以吸收更多的水分。大多数建筑科学家都认为,除了气候最冷的地区,比如非常寒冷的北部各州和加拿大大部分地区,塑料蒸汽屏障是不必要的,而且会适得其反。所谓的智能蒸汽缓凝剂(如牛皮纸,MemBrain,甚至沥青毡纸)的渗透性可以根据周围环境的湿度而变化。它们在干燥的条件下是不渗透的,但在潮湿的条件下是渗透的。这使得湿墙变干。另一种选择是使用能吸收和释放少量水分的阻气涂料和绝缘材料(如纤维素)。

有关蒸汽屏障的更多信息,请参见:

屋顶比较棘手,因为它们是倾斜的因此,有时内部的漏洞并不是来自外部的漏洞。在一个有通风的、没有空调的阁楼的房子里,比在一个有空调的阁楼或绝缘的大教堂天花板的房子里,更容易找到屋顶漏水的地方。越早发现屋顶漏水,屋顶护套大面积腐烂的可能性就越小。

鸟瞰

**就像三个盲人和一头大象**,信封的每个部分看到的世界都不一样。屋顶饱受烈日、暴雨和冰雹的折磨。这些墙能经受侧面的风雨。地基周围是黑暗潮湿的地面。这些部分之间的连接代表了最大的节能机会。
图片来源:Don Mannes/Fine Homebuilding #172

三部分结合在一起保持室外和室内舒适

屋顶、墙壁和地基包围着房子,我们对这三部分结构所做的选择可能是我们所做的最重要的决定。所有这些都必须完成同样的事情:阻挡空气,减缓热量的流动,排水,干燥,这样建筑物就不会滋生霉菌和腐烂。然而,屋顶,墙壁和地基的优先级是非常不同的。

他们都能看到同样的元素——风、水、太阳、冰雹——但比例不同。

见下文:

关于空气屏障

关于绝缘

关于水资源管理

关于干燥

阻止水

雨水也会从屋顶上流下来。

水是每个房子最大的敌人

屋顶和墙壁通常有多余的防水屏障。例如,混凝土瓦屋顶有一层#30沥青毡,以阻止任何水通过瓦,就像砖贴面墙有一个防水屏障,以阻止任何水通过砖。地下室的外墙涂有沥青来防水,但如果地下水位上升,该系统依靠良好的排水系统来保持地下室的干燥。

关于水资源管理

慢热

只要看一眼,你就能知道热包络的尽头在哪里。尽管阁楼是通风的,隔热层是在阁楼的地板上,这个所谓的“冷屋顶”并没有那么冷。积雪从加热的起居空间上方的屋顶上融化,但没有加热的车库上方却没有。
图片来源:丹·莫里森

冬天,热是好的;在夏天,天气很糟糕

当你花钱给房子供暖时,保持热量是很重要的;当你花钱给房子降温时,把热量挡在外面是很重要的。

屋顶和墙壁的隔热可以阻止辐射热,减少传导热的传递。窗户也可以在热量管理中发挥巨大的作用,它们使用各种技术在冬天保持热量,在夏天保持热量。

关于绝缘

控制空气

**角落很容易受到风的影响**建筑物中有角落和障碍物的地方,风会在周围旋转,产生不同的气压。所有这些房子都有相同的风型显示出山墙处的风有多集中。当涉及到风吹雨和热量损失时,这一点很重要。
图片来源:丹尼尔·莫里森

空气屏障是至关重要的:泄漏发生在角落、连接处和孔洞

地基与地板框架的交汇处,地板与墙壁的交汇处,以及墙壁与屋顶的交汇处都是漏风的高发点。

其他有问题的地方还包括室内厨房的拱背、管道管道、悬臂地板和金属壁炉周围的围栏。

在这些地方使用垫圈、密封剂和喷雾泡沫可以确保连续的空气屏障。

关于空气屏障

允许干燥

你能说出绝缘材料在哪里吗?屋顶或墙壁的干燥潜力,减少当你添加隔热材料。这是否意味着你不应该让你的屋顶和墙壁绝缘?不,但这意味着在选择组件中的层时,您需要考虑屋顶或墙壁的干燥能力。
图片来源:丹尼尔·莫里森

设计一个房子,让它在潮湿的时候变干

房屋内外的湿气会破坏你保持房屋干燥的最大努力。实际上,有些水分侵入是不可避免的,所以把房子设计得能够干燥是个好主意。既能向外干也能向内干的墙很好,但既能向外干又能向内干的墙更好。干式设计可以通过深思熟虑的材料和设计选择来完成。

关于干燥

相关百科全书文章

空气的障碍

绝缘材料概述

其他的考虑

现场排水是基金会如何运作的一个极其重要的因素。

在你挖掘之前,找到太阳上最好的角度免费的热和光。

综合设计这很重要,因为如果在你破土动工之前,所有人的想法都不一致,你就会浪费大量的时间、金钱和材料。

让地球帮忙加热和冷却。在地下不远的地方,地球常年保持稳定的温度。低层生活空间不像传统住宅那样受温度波动的影响,在冬季和夏季都能保持舒适,能耗更低。在炎热、干燥的气候条件下,将房屋掩蔽起来可以完全消除机械空调。

考虑预制建筑构件。订购镶板的墙壁和屋顶部分,或整个模块,意味着在施工现场减少浪费,并且比传统方法更快地建造房屋。

关键概念

坚固耐用的房子善于防水和防干燥。节能的房子善于阻止空气和热量的流动。绿色的房子两者都是。

细节决定成败

一个好的空气屏障需要注意细节

尽管一些建造方法——例如,SIP或ICF建造——经常因其降低空气渗透率的能力而被吹捧,但没有一种神奇的子弹可以创造一个完美的空气屏障。无论采取哪种方法,细节决定成败。

空气密封技巧

*对于硬质泡沫,使用多层交错接缝。

*用纤维素或喷涂泡沫填充壁腔。

*在轮辋托梁上喷泡沫。

*用罐装泡沫封住天花板上的洞。

*如果房子的阁楼上有管道系统,请将屋顶而不是天花板绝缘。

*如果房子里有保鲜膜或泡沫护套,用胶带把接缝处粘起来。

绿色经验法则

在任何工作现场:

“如果你钻了一个洞,你就把洞封住了。”几乎每一种交易都有穿越空气屏障的机会;拉电线、插入管子或安装螺栓。工作中的每个人都应该有适当的密封胶或喷雾泡沫。

橡胶垫圈

混炼橡胶乙丙二烯单体(EPDM)垫片可用于密封各种间隙,包括:

  • 隔板:在地板与墙壁底板之间;
  • 在粗糙的窗户开口和窗框之间;
  • sip之间的接缝。

石膏板作为空气屏障

“气密干墙方法”(ADA)是一种通过安装室内空气屏障来密封房屋的方法。

ADA方法要求干墙吊架在干墙与墙壁的底部和顶部板之间,以及干墙与门窗粗开口之间安装EPDM垫片。该方法还要求在其他位置进行空气密封,包括边缘托梁和阁楼渗透。

为了充分发挥效果,该方法需要密封的电气箱。

建筑科学101

热量是如何移动的

传导热量是通过直接接触传递的。当你把手放在热煎锅上时,你会体验到传导。

对流是气体或液体在受热时的运动。热空气上升,冷空气下沉。如果你把一张纸巾放在热煎锅上,它就会随着热气流飘起来。

辐射是通过空间将热量从一个物体传递到另一个物体。如果你把手放在煎锅上方,你会感觉到辐射产生的热量。

事实上,这三种机制总是以不同的比例一起工作。例如,考虑一个典型的通风阁楼,阁楼地板上有纤维绝缘:

  • 太阳加热屋顶瓦(辐射);
  • 瓦片加热毡纸、胶合板和椽子(传导);
  • 热屋顶组件加热阁楼上的空气,这些空气从山脊通风口上升,并通过拱腹通风口和天花板上的泄漏将空气吸入(对流)。

阁楼地板的隔热层并不能阻挡对流,空气会直接穿过;但它确实减少了辐射热。如果隔热层能防止辐射,天花板框架和干墙就会以较慢的速度将热量传导到生活空间。

图库建设细节

屋顶,墙壁和基础细节

绿点

住宅LEED除强制性措施外,耐久性管理、ID2(创新与设计流程)可获得3分。

NGBS根据第9章-室内环境质量:湿度管理高达10分(903.4)。

5个评论

  1. 雷切尔康纳||# 1

    室外绝缘还是五五开?
    在努力跟上不断发展的“绿色建筑”领域的过程中,我最近注意到提到了盒子外绝缘的想法。我最近在科罗拉多州博尔德参加了一个绿色建筑会议,会议的主题是最好将50%的绝缘材料放在腔体中,50%包裹在“盒子”上。作为一名教育工作者,我希望我的学生了解最新的最佳实践。也许那篇即将发表的长篇文章将帮助我获得澄清?

  2. GBA编辑器
    马丁Holladay||#2

    嗨,瑞秋
    瑞秋,你还在鉴证组吗?

    关于墙体保温的最佳位置的好问题。这个问题没有唯一的答案。想要了解更多关于这个话题的内容,你可能想要阅读我最新的博客,“让你的墙壁和天花板绝缘。”

  3. 雷切尔康纳||# 3

    这从来都不容易
    嗨,马丁,
    是的,我仍然在SEI努力保持可持续建筑的活力,这里有一直很受欢迎的光伏设计与安装课程。
    今天早上刚看到(但还没读)你最新的博客,谢谢你的发帖。这是一个很棒的网站,对于像我这样的教育者来说是最好的资源。

  4. tonybutchart||# 4

    硬木板条壁板
    我计划在外部护套上安装1/2“板条(以提供包层后面的空域),然后在WRB上使用喷涂。夹板将是2'的中心,但这是太大的距离,为Hardi板壁板?我担心由于这是一种非常灵活的产品,壁板会有波浪的趋势。任何评论?谢谢你的时间。

  5. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 5

    回复Tony Butchart
    托尼,
    根据HardiePlank安装说明,“HardiePlank搭接壁板可以安装在支撑木或钢螺柱上,间隔最大为24英寸,或直接安装在至少7/16英寸厚的OSB护套上,”所以我认为你会没事的。如果您还有任何问题,请与James Hardie公司的代表联系。

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