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客人的博客

阁楼改造的低碳方法

一种新的方法来改造一个完成阁楼节省资金和降低碳影响

这栋波士顿地区住宅的三层天花板用密集填充的纤维素绝缘,没有移除任何成品天花板。与喷洒聚氨酯泡沫相比,这种技术成本更低,碳排放更少。图片由Byggmeister提供。

这是由Byggmeister开发的三篇关于阁楼翻新的文章中的第三篇。Byggmeister是马萨诸塞州牛顿市的一家设计建造改造公司。前两部分由Byggmeister首席执行官雷切尔·怀特撰写在这里而且在这里

在波士顿地区的许多家庭中,房主在过去的某个时候完成了阁楼,以创造更多的生活空间,这是很常见的。在这些改造中,通常很少或根本没有空气密封,现有的绝缘装置安装得很差,屋顶通风系统即使存在,也是无效的。这些空间很难加热、冷却和保持干燥。

Byggmeister翻新这样的阁楼的方法是,从倾斜的区域移除饰面,用闭孔喷雾泡沫隔离屋顶的下面,并安装新的饰面。这种方法已经产生了巨大的效果,但它是破坏性的,昂贵的,并且碳密集。

一种成本更低、碳含量更低的替代方法是保持表面完好无损,从喷雾泡沫改为吹入纤维素。但当我们使用透气性隔热材料,如纤维素时,建筑规范要求隔热材料和屋顶护套之间有通风口。改造这个空间通常需要去除饰面——这正是我们希望避免的。

如果我们能放弃通风空间只把椽腔密密麻麻地装起来不是更好吗?幸运的是,建筑科学公司(BSC)的一个团队最近对无通风屋顶方法进行了研究发表结果。研究人员观察到,在没有通风的屋顶组件中密集包装的纤维素有时会导致屋顶护套变得足够潮湿,足够长时间,从而导致霉菌生长。然而,这些情况主要发生在靠近山脊的屋顶最高点。

图为用纤维素绝缘的阁楼。
在这种阁楼隔热的方法中,屋顶顶部的通风空间可以防止水分的积累,从而导致发霉。插图由建筑科学公司提供。

在题为“进一步工作”的一节中,他们建议,如果在没有通风的屋顶斜坡上有一个开放的阁楼,如上图所示,额外的干燥潜力可能会使山脊附近的区域保持足够干燥,从而避免麻烦。他们继续引用了许多其他人的说法,自90年代初以来,这种“短坡”方法一直被天气承包商用于寒冷气候,没有报告的回调问题,也没有在检查期间观察到水分损害。

把理论应用于实践

我们决定在一些项目中尝试“短坡”方法,并安装一些湿度监测设备,既可以让我们的客户、我们自己和持怀疑态度的建筑官员放心,也可以帮助创建一个数据集来支持这种方法。

我们尝试的第一个项目有几个特性,使它成为一个有趣的测试用例。三楼已经完全完工,后面大部分地方都有一个棚屋天窗。屋顶的坡度为4:12,朝南,太阳能电池板覆盖了大部分屋顶,如本文顶部的照片所示。屋顶的其余部分更接近9:12的倾斜度,除了两个短部分外,大部分都朝北。它有一个相对较新的沥青瓦屋顶,没有现有的通风系统。

照片显示阁楼天花板有少量隔热材料
现有的阁楼隔热材料没什么可写的。图片由Byggmeister提供。

所有的斜坡都是在内部完成的,但通过一个小的访问面板可以看到,唯一现有的绝缘是1英寸。如右图所示,天花板顶部的玻璃纤维棒。

我们之前的方法——拆除所有天花板饰面,用低gwp的闭孔喷雾泡沫隔热,并安装新的饰面——将产生大约3000公斤的CO2相当,而且会花很多钱。我们估计,我们的新方法——保留表面处理,转而使用纤维素——将隐含碳影响降低到- 1000左右(是的,是负碳影响),同时降低了近50%的成本。前期碳排放的大幅减少,加上几乎同样可观的成本节约,似乎让这个想法变得显而易见,但首先我们必须认真考虑风险。

我们知道,实现良好的纤维素密度是很重要的,因为组件的弹性依赖于通过绝缘层的最小气流和与屋顶护套的充分接触。理想的密度目标是4磅左右。每立方英尺。为了监测密度,我们要求我们的纤维素安装人员首先包装倾斜的区域,并计算他们使用了多少袋纤维素。我们估计了我们要绝缘的空腔空间的体积,并使用每袋纤维素的磅数,计算出安装密度约为3.8磅/英尺3.-还不错。

在我们完成工作后,将绝缘吹入2×6椽子槽的r值大约为21。在阁楼区域,我们能够安装多达16英寸的纤维素,r值约为60。

我们安装了十几个监测设备来记录不同位置的温度、湿度和屋顶护套的含水量百分比。我们使用OmnisenseS-1、S-11、S-2传感器。它们配备锂电池,预期寿命为15年或更长;我们预计对这些集会进行两到三年的监测。

显示阁楼隔热层中数据记录器位置的图表
传感器被嵌入在黄色标记的位置。插图由Byggmeister提供。

上图中的黄色评论框显示了监视器的所有位置。下面的插图显示了它们在程序集中的位置。

显示数据记录器位置的插图。
传感器可以在黄色标记的位置记录数据。插图由Byggmeister提供。

安装工作于2020年底完成。到目前为止,数据显示,只有在新山脊通风口附近的松散吹纤维素上面的屋顶护套似乎达到了15%以上的水分含量。该地区的监视器在1月至3月间徘徊在20%左右,只有几次峰值略高于25%,总是在一两天内回落至20%。今年3月,所有显示器的占有率都降至15%以下,而且大多数显示器的占有率一直保持在个位数。这些初步的结果似乎与BSC的研究非常一致,该研究表明,在寒冷的月份,水分在山脊附近积聚,但在春季迅速干燥。

更多的项目正在进行中

我们现在正在完成使用这种策略的第三个项目,并计划在今年秋天开始第四个项目。我们将继续安装监控器,主要是在每个项目特有的区域,这些区域可能有较高的水分积聚风险,例如没有通风系统的天窗,与主要通风的阁楼空间几乎没有连接。我们还在檐口和垂直屋顶墙之间密集的斜坡上安装了一些监控器,以查看是否由于与上面阁楼的连接不足,会导致那里的水分积聚。

我们在这方面的一个很大的担忧是,由于缺乏符合规范的通风,建筑检查员会推迟。在我们的前两个项目中,当我们申请建筑许可证时,我们提供了一份加盖建筑师印章的信件,要求根据MA 780 CMR:104.11替代材料、设计和施工方法批准该方法。在我们的第三个项目中,我们没有在许可证申请中提供盖章的信件,但如果检查员对我们的解释和监测策略不满意,我们准备提供一封。

我们希望从我们的监测数据将显示这些组件保持足够干燥,让我们继续选择纤维素而不是喷雾泡沫在完成阁楼改造。一旦我们从少数几个项目中获得了更多的数据,我们计划与同事分享结果,看看我们会走向何方。


Brendan Kavanagh是项目经理和绩效经理Byggmeister

18岁的评论

  1. Jon_R||# 1

    不错的工作。按理来说,规范是保守的,在某些设计中(如良好的空气密封性和适度的室内湿度),非规范设计也可以工作。

    我怀疑Intello在这个应用中做得更好-更好的防潮性能和更耐用的空气屏障。在墙的上部使用蒸汽缓凝漆?

    >屋顶护套上面松散吹纤维素附近的新山脊通风口…峰值略高于25%

    小阁楼的平衡或正压(比如100 CFM),加湿器控制,动力通风能消除这种情况吗?

    没有一个开放细胞泵入泡沫,将是代码兼容(因为它将是一个空气屏障)?

    1. charlie_sullivan||# 4

      我也在考虑动力通风。使用ECM风扇,它可以有非常低的能耗,特别是变速控制,而不是循环保持低于RH设定点,但可能有更复杂的控制,以确保室外露点低于室内,然后再打开风扇,这样你就可以确信它实际上是有帮助的。在冬天,正压实际上可以抵消堆栈效应泄漏,而不是放大它,但你可能想在夏天逆转这种情况,或者全年都使用平衡风扇。

      1. Jon_R||# 5

        这是正确的思维过程。但是,当我们在其他地方使用风扇时,1000+ CFM阁楼排气风扇的一些边际结果被扭曲成“所有阁楼风扇都不好”。

        1. brendan_kavanagh||# 10

          乔恩和查理,到目前为止,我还不太担心一个短暂的高峰,很快就会干涸。如果我开始看到长时间的高水分含量,也许某种风扇可能是快速缓解问题的好方法。如果我们不需要任何控制复杂的风扇,那不是很好吗?

          乔恩,我们的目标是用纤维素而不是喷雾泡沫所以我们没有考虑任何开放细胞的选择。另外,我不确定我是否理解你关于墙壁上的蒸汽缓凝剂油漆的问题。由于我们的工作是在现有的房屋中,我们试图尽可能多地保留饰面材料,只在必要的地方油漆。

          1. Jon_R||# 13

            在斜坡的下部(深蓝色)使用蒸汽缓速膜。是什么限制了水分进入斜坡上部(浅蓝色)?蒸汽缓滞漆是一种低冲击的选择,可以减少需要通过扩散口/阁楼去除的水分量。

            总的来说,我认为这是一个重要的问题-大型扩散端口(又名迷你阁楼)加上其他选项(如胶带Intello)是否能使无通风,纤维素填充的大教堂屋顶在Z4+气候中可靠地工作?

          2. brendan_kavanagh||# 14

            啊,好的,是的,在这个项目中我们在天花板上使用了乳胶漆,但更多的是因为我们无论如何都需要粉刷天花板,而不是作为这个组件的设计组件。也就是说,我确实认为它会有帮助,并提供了一些油漆范围的工程,这将是一个好主意,包括它。

            谢谢你的反馈,Jon!

  2. jameshowison||#2

    这与CZ 1-3中使用的蒸汽扩散端口有什么关系?我不能从文章中判断出脊状通风口是空气流动开放的还是它有一个蒸汽开放但不透气的膜?我猜它不会(因为测试蒸汽扩散端口方法是链接论文的重点)。或者这就是问题的关键,扩散口下的空气空间以某种方式改变了情况?

    如果它没有,那么这是一个通风的迷你阁楼,但没有拱腹通风口?所以水分是通过山脊通风口的空气交换离开的?

    1. JC72||# 3

      [这与CZ 1-3中使用的蒸汽扩散端口有什么关系?我)

      在这种情况下,隔热层一直延伸到屋顶的山脊,但是很明显,在阁楼桁架系统中,你不能把隔热层一直延伸到山脊。我不认为在CZ1-3的湿度下你会想要这种类型的绝缘系统,因为没有足够的空气向上移动和离开山脊。这就是为什么正如作者所说的那样,典型的方法是在绝缘材料和屋顶甲板之间创建通风口,从拱腹到山脊。

    2. brendan_kavanagh||# 9

      你好James,抱歉回复晚了。在很大程度上,它是后者,一个通风的迷你阁楼没有拱腹通风口很好地总结了它。在我们的第一个项目中(我提供了最详细的一个项目),只有一个非常紧凑的阁楼空间上面的开放的山脊通风口,没有山墙通风口。在我们的第二个项目中,阁楼空间更大,有现有的山脊和山墙通风口。在我们的第三个项目中,阁楼空间的大小介于前两个之间,有现有的山墙通风口。在第三个项目中,我们在山脊下面安装了一个气密但非常蒸汽开放的膜,因为我们无论如何都要重新安装屋顶。我很好奇,山墙通风口是否能让这个冬天足够干燥,如果不行,我们可能会把膜切掉,用一个空气开放的山脊通风口。

      cz1 -3中使用的蒸汽扩散端口似乎没有足够的干燥潜力,因此被认为对我们的cz5足够安全。我们正试图确定,在正确的地区,具有更大干燥潜力的类似方法是否足以在我们较冷的气候中被认为是安全的。

  3. rondeaunotrondo||# 6

    如果膝壁上已经填满了2英尺高的纤维素,并在膝壁上涂有聚硅橡胶,这项技术还能应用吗?因此,用纤维素填充天花板,但在已经用聚硅橡胶堵塞的膝壁处停下来?

    无论是谁设计了我们大教堂的天花板,都在倾斜的天花板部分添加了R13的隔板,并在顶部的迷你阁楼上添加了隔热层(没有完全覆盖)。你是在开始前取下球棒,还是将球棒吹下来?另一个问题,如果顶部的迷你阁楼隔热性能很差,会不会有纤维素吹进那部分?

    1. brendan_kavanagh||# 11

      你好,
      在我们的第二个项目中,我们遇到了类似于你所描述的情况。我们决定保留所有现有的绝缘材料,只添加空气密封/绝缘材料,以最大限度地减少工作对碳的影响。我不确定这是否正确,因为这使我们的空气封口机的工作更具挑战性,但我对他和他的鼓风机门指导空气密封实践有很大的信心。然后,我们尽最大努力将已经有一些非常修补的玻璃纤维和纤维素的斜坡密集地包装起来,并在阁楼顶部松吹。

      你要确保你的天花板是密封的,这将减少冬天进入阁楼的水分。如果你没有人能有效地密封隔热材料,我建议至少把它从阁楼上拿下来。在斜坡上,我会说,如果你能毫不费力地把球棒拿出来,我就会这么做,否则就把球棒放下来。

      总而言之,我们仍在测试这种方法,所以我不会明确地说你可以或不可以。也就是说,到目前为止,我对这个策略相当有信心,看起来它可能适用于你的情况。

  4. AndyKosick||# 7

    这太棒了。这种类型的改造是残酷的。如果这样的现场数据也能显示出这项技术的最低风险,它可以在许多家庭节省大量劳动力。

  5. woobagoobaa||# 8

    谢谢你的文章。你认为R21屋顶在马诸塞州东部的各种地方检查员那里是一个问题吗?

    1. brendan_kavanagh||# 12

      因为我们只是填补现有的腔体,满足翻新的规范要求。如果你在一个完整的内脏雷诺或新的结构,我不认为他们会同意。

  6. 用户- 7710053||# 15

    关于这种方法是否有更新的数据?

    我想翻新我们已经完工的阁楼空间。

    这是一个臀部屋顶,四面都有山墙天窗,位于印第安纳波利斯。我的第一个想法是用斜坡屋顶的硬泡沫或喷洒泡沫来完全翻新空间。

    文章中的方法让我很感兴趣,所以我对更新的数据很感兴趣。

    谢谢!
    马克斯

    1. brendan_kavanagh||# 16

      嘿,马克斯,
      迄今为止的数据显示,屋顶似乎表现得相当不错。也就是说,楔形屋顶严重限制了山脊通风的潜力,也可能没有山墙通风口。除非天窗的阁楼与主阁楼空间是开放的,你可以在那里得到大量的通风,否则我会谨慎使用这样的策略。

      1. 用户- 7710053||# 17

        谢谢你的回复!

        所以它实际上是一个平顶的斜屋顶(双坡屋顶?)

        这是否改变了对战略的关注?

        1. brendan_kavanagh||# 18

          嗨,麦克斯,抱歉迟到了。
          是的,平顶会使这个策略中的概念变得毫无用处,除非你能想出一个我还没见过的聪明方法来增加发泄。如果你还没有做过这项工作,正在考虑在椽子之间采用“切割和鹅卵石”的刚性泡沫方法,我会从供应商那里寻找回收的泡沫板,或者我听说有人在Craigslist或Facebook市场上取得了一些成功。如果你倾向于喷雾泡沫,请确保你使用的是带有HFO发泡剂的闭孔泡沫,以减少对全球变暖的影响。
          好运!

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