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能源解决方案

自1973年以来,一直是低能耗住宅的先驱

布鲁斯·布劳内尔几十年来一直在阿迪朗达克山脉建造泡沫隔热房屋

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布鲁斯·布劳内尔他认为,隔热的最好方法是使用外部硬泡沫,遵循PERSIST系统。
布鲁斯·布劳内尔他认为,隔热的最好方法是使用外部硬泡沫,遵循PERSIST系统。 阿迪朗达克交替能源公司于1986年在纽约诺斯维尔建造的住宅。
图片来源:阿迪朗达克替代能源公司

阿迪朗达克替代能源公司的布鲁斯·布劳内尔四十年来一直在美国东北部建造低能耗、主要采用被动太阳能加热、有弹性的房屋,而且他的势头依然强劲。自1973年以来,布鲁斯已经在15个州建造了超过375所房屋,其中三分之一都是在非常寒冷的气候(超过8500华氏度)。其中大多数每年只需要几百美元的热量。

他告诉我,他做了足够的监测,知道即使在非常寒冷的气候中,如果切断电源和补充供暖,他的房子也永远不会低于47华氏度。这些房子永远不会结冰的事实使它们成为度假屋;它们可以被关在没有暖气的屋子里,整个冬天都不用担心。

我很惊讶布鲁斯没那么出名。虽然我们中的一些人把他捧上了神坛,认为他是我们的低能耗先驱之一,但今天的大多数低能耗设计师和建造者从来没有听说过他。我想过为什么会这样,我想一定是布鲁斯让一些人不舒服。

永远是个叛徒

我从20世纪80年代初就认识布鲁斯了,在各种太阳能会议上见过他。我还记得当时我和他就他的一些观点发生过争论。我记得,例如,他认为填塞是一个坏主意,他一直避免使用热回收呼吸机。

布鲁斯强烈的观点让很多人反感,我想,包括我们都读的那些期刊的编辑们。所以他的房子并没有受到太多关注。但他一直在坚持,他的业绩记录当然令人印象深刻。

布鲁斯仍然在建造他在1975年的建筑,尽管这些年来做了一些改进。而且他的房子似乎一直在运转——真的很好。他对数百个这样的家庭进行了非正式监测,纽约州能源研究与发展局(NYSERDA)对其中一些家庭进行了更深入的监测。

偶尔,天气事件会考验他的房子。布鲁斯最近告诉我,1988年的一场暴风雪使电力中断了三周,他的一些房子成了避难所,房主的朋友或家人都搬了进来。同样的事情也发生在1998年1月的冰暴中,阿迪朗达克山脉部分地区停电长达6周。

是什么让布鲁斯的房子表现这么好?

他的房子都用4英寸的聚异氰脲酸酯绝缘材料包裹着——使用了两层重叠的接缝,所有接缝都用胶带粘住。所有六面(墙壁、屋顶、地板)都与该系统绝缘。Bruce声称这达到了R-36;我怀疑它不超过R-30 -可能比R-30小一点。但因为它是一层连续的隔热层,不会被墙钉或椽子热破,而且它相当密不透风,所以性能似乎非常好。

性能的很大一部分来自于被动式太阳能设计功能(通过风扇增强)。阿迪朗达克交替能源住宅有一面长墙,大部分窗户朝南。一个小风扇把空气从房子的顶部通过一个通风井拉下来,进入一个埋在70-100吨沙子床上的管道网络,提供热质量。

热质量的热量向上辐射到房子里。备用热可以通过柴炉、家用热水器、锅炉、地源热泵、空气源热泵等方式提供。

室内空气使用中等效率(MERV-8)过滤器过滤,可以去除大部分灰尘和其他颗粒。布鲁斯认为不需要热恢复呼吸机,虽然我不同意,但从他报告的轶事证据来看,他的方法似乎能让居住者保持健康。

把所有的木头都放在隔热层内部可以让它变干,听起来在这40年里几乎没有任何水分问题。他告诉我,冰坝从来没有出现过。

前方是什么?

虽然我们大多数人,包括建筑科学界,似乎都在相当定期地改变他们推荐的建筑实践,但布鲁斯的阿迪朗达克替代能源公司一直在使用他测试了几十年的系统。布鲁斯年纪越来越大了,我不知道他退休后,他公司的其他人是否会延续他对低能耗房屋的设想。

但他已完成的项目展示了一个似乎运行良好的简单系统的越来越多的案例研究集合。

虽然我并不总是同意布鲁斯的观点,但我钦佩他的坚韧。他确实是个有远见的人。

Alex是BuildingGreen公司.和执行主编环保建筑资讯.2012年,他创立了弹性设计院.要跟上Alex的最新文章和思考,你可以注册他的推特账号

21日的评论

  1. jinmtvt||# 1

    亚历克斯,他有没有跟你提过
    Alex,他有没有跟你提过他是简单地遵循PERSIST方法还是自己想出来的??
    1973 . .哇

    你知道他在隔热层下面用什么做空气/蒸汽屏障吗??

    R-36 ? ?他一定有我们无法接触到的神奇的玻里isosource……如果使用PERSIST
    结构布局和石膏层未密封,其余部分几乎没有增加保温价值,加上温度对iso保温的影响…对于屋顶来说有点低
    但是空气密封必须非常好,我们都知道这起着非常大的作用。

    每年几百美元的8500HDD是一个非常了不起的壮举,
    在美国东北部/加拿大地区,没有多少房子能做到这一点……

    哪里有建造房屋的照片集吗??

    当你说他在家里使用MERV 8过滤器时,你的意思是他除了泄漏之外没有任何补充空气的东西吗?

  2. mfredericks||#2

    其他的例子
    谢谢你,Alex,这个人听起来很有趣。我一直认为PERSIST方法在任何气候下都是一种很好的建筑方法,我一直想知道为什么很少有建筑商选择它来建造新建筑。有人知道阿拉斯加以外的开发商/建筑商经常使用PERSIST来建造新房吗?

    我也很好奇金的空气/蒸汽控制层(s)和似乎缺乏补充空气供应必须非常紧密的家庭。

  3. itserich||# 3

    硬质泡沫塑料
    这里有一些关于布鲁斯·布朗内尔的房子的信息。

    http://www.solarhouseproject.com/solarhousepassiv.html

    还有布鲁斯·布朗内尔的网站。

    http://www.aaepassivesolar.com/faq.html

    作为一个升级我的家的新手,我很高兴看到一些欣赏刚性泡沫。

  4. jinmtvt||# 4

    亚历克斯:我读到“聚氨酯”。
    Alex:我在两个链接上都看到了“聚氨酯”板,但你在博客中提到了polyiso ..??
    也许他两者都用过……无论如何,只是指出!

  5. jinmtvt||# 5

    """""""""""""""""
    一个关键

    """""""""""""""""
    我们的能源效率的一个关键组成部分是我们的密封信封,它比典型的新房子要紧很多倍,并将在50帕斯卡的0.2次空气变化下进行鼓风机门测试。我们没有内部燃烧-不允许使用燃气用具,密封的木质火炉在室外通风,风扇通过高容量的MERV 8过滤器每小时3次将所有室内空气输送出去。最重要的是,我们是完全密封的水分,没有潮湿,不需要任何加湿器或除湿器。
    """"""""""""""""""

    美国对0.2ACH房屋空气交换的规范要求是什么??
    我没有看到外部提到其他交换系统…

  6. 用户- 1119494||# 6

    R36或等效R36 ?
    在考虑桥接损失时,我计算了我们的CA标准R13 2x4螺柱墙约为R8。由于玻里iso运行大约R6/英寸,4英寸=R24,(13/8)*24=(大约)R36.....它比我们腐烂的加州墙要紧得多。

    所以,好吧,我会买R36等价物,即使它在技术上不是R36绝缘。

  7. watercop||# 7

    我怀疑每年的能量
    我怀疑,一个墙壁表现为R30的家庭和表现为R36的家庭,每年的能源成本差异是相当小的。阻止空气泄漏要重要得多,听起来布鲁斯的方法就是这么做的。

  8. itserich||# 8

    polyisocyanurate
    链接中提到的Thermax(在Menards销售)和Tuff R(在家得宝销售,但似乎已被Thermasheath取代)都是多异氰尿酸酯。

    在我正在建造的房子里,我使用的是膨胀聚苯乙烯,因为它更便宜。切割和安装部件是繁琐的,但我认为这是一个很少潜在的性能问题,只要泡沫是紧密配合的一次性工作。

    令人困惑的是,为什么布朗内尔的书页上写着r36,应该有人去问问。

  9. wjrobinson||# 9

    布鲁斯是个好人。我有
    布鲁斯是个好人。我参与过他的设计。亚历克斯,布鲁斯不再用沙子了。他现在的计划是让通风管道穿过12英寸厚的混凝土。从混凝土最低层到室内顶部,房屋的温度都非常均匀。

    我在GGA发了好几年布鲁斯的事。搜索网站获取更多信息。

    至于泡沫,有些泡沫比其他泡沫更适合。泡沫需要尽可能完美地贴合在接缝处。我认为Thermax是一种被使用的泡沫。我得查一下。

    我相信R等级是布鲁斯让公众知道他的4英寸连续墙比标准钉墙更R的方式。

    纽约大学的研究对于如何建造一个更好的布鲁斯家有很好的想法。

    布鲁斯仍然在设计房子。由其他建筑商建造。我知道三个。

  10. 用户- 1115477||# 10

    布鲁斯的R36墙
    我前阵子在网上看了布鲁斯的一套房子。我不记得了,但R36不是一个标称价值,除了外部刚性泡沫层之外,还包括一些墙腔中的绝缘材料吗?例如,我认为我的房子的墙壁是名义上的R41,有点保守,如下所示:
    -2层2英寸的胶布:R24
    -1层EPS: R4(在改造前和原来的房子一起来的)
    —墙腔内原玻璃纤维:R13

    抱歉,我想达斯汀已经说过了。此外,正如curt所说,渗透对于加热/冷却能源的节省是巨大的。

  11. 专家成员
    Dana多赛特||# 11

    桑尼的回答
    被装帧部分的中心腔R被被装帧的部分所抵消。在中心2x4结构的“典型”16中,这是惊人的25%。

    在达斯汀的CA中,防火阻挡和地震带结构元素通常在30%的范围内。

    假设有一些壁板,半英寸胶合板护套加上半英寸石膏内饰加起来约为R1,一个2x4的墙,25%的框架比例和R13的空腔填充平均约为R9。30%的分帧率大约是R8。低于20%的框架分数没有防火的气球框架房屋通常在R10左右,R13空腔填充,24“o.c.房屋也可以使用先进的框架方法来最大限度地减少热桥。

    在Bruce Brownell的Adirodack地区,最好将polyiso降低到R5.7/英寸,假设在2x4的墙壁上填充R13腔。当泡沫层中心在75华氏度时,iso的~R6/英寸标称值是有效的。例如,纽约普拉茨堡1月份的平均气温约为20华氏度,海拔较高的地方温度更低。内部R9的平均值和外部R的3/4,泡沫中点的温度将约为45华氏度,在这一点上聚利基塑胶的性能明显较低。(在25华氏度的中泡沫温度下,它的运行速度约为5.5/英寸。)因此,在降额R5.7/英寸的情况下,4英寸的iso约为R23,为壁柱/护套/石膏添加R9,您将看到布鲁斯在冬季整个墙的标称性能约为R32。如果它是2x6的框架,他可能会达到他的名义R36性能作为季节性平均水平,如果不是他的1月平均水平,因为泡沫在稍微温暖的温度下性能更高。

    在你的情况下,你把EPS留在了多利索的暖冬侧,所以它实际上仍然是R4.2,可能是R4.3。如果你的仲冬温度和布鲁斯的差不多,你的标称全墙性能大约是R36。如果你在一个温暖/温和得多的气候中,它可能是R37以北,但不是R41(但这在预期性能上只有大约10%的差异)。

  12. 用户- 1115477||# 12

    嘻嘻,“R”应该是“R”因为这有点可笑
    丹娜,

    在你的最后一段,我认为你误用了“名义上的”这个词。我的墙的标称值是R41,因为,历史上和谈话中,人们只是把这些层的标称R值加起来,这就是标称值。不是为了科学。

    你是想确定实际价值,而不是名义价值。如此严格的R值审查实际上非常有趣。我们上世纪90年代的祖先会对这样详细的分析一笑置之。

    不管怎样,我想知道你是否能帮我计算一下我的实际墙壁R值,考虑到大约2000个7.5英寸长的头锁螺钉,用于将我的多丽索层固定在螺柱上?我开始这样做,但我无法确定有多少实际上打破了螺栓的侧面轻微。

  13. itserich||# 13

    内部绝缘
    这个建筑过程的描述没有提到任何内部保温。

    http://www.solarhouseproject.com/solarhousepassiv.html

    作为一个新手,我可能是错的,但在室内保温上花费的时间和金钱似乎比在室外保温上花费的时间和金钱要多得多,而且效率要低得多。

  14. 亚历克斯·威尔逊||# 14

    AAE的墙系统
    我相信布鲁斯·布朗内尔只依赖于外部泡沫保温,没有腔填充保温来恭维它。如果是这样的话(我会试着确认一下),R-36的数字显然被严重夸大了。

  15. wjrobinson||# 15

    亚历克斯,R值就是它
    亚历克斯,R值是这样的因为R值在布鲁斯的生活计划和代码中被描述为不连续的,非常漏的可怕的建筑。我不喜欢你的语气,亚历克斯。布鲁斯是个不错的人。我知道你为什么和他争吵了。

    不,他的房子墙壁上没有绝缘材料。不。如果你去他的建筑工地你就会知道这一点而不是在这里假设这是非常可怜的新闻,不是吗?

    在离佛蒙特州不远的地方,你可以路过布鲁斯家。我也许能安排这样的亚历克斯。

  16. 亚历克斯·威尔逊||# 16

    加油,AJ
    我非常尊重布鲁斯,所以我才写了那篇关于他的文章。我钦佩他所做的一切,一直都是。我在一些问题上持不同意见,我认为他声称的r值被夸大了。但与此同时,我认为大多数设计师和建筑商引用的r值更加夸张。

    在我看来,不准确的r值声明的解决方案不是夸大那些不受框架热桥影响的r值,而是低估那些受热桥影响的r值。在长时间阅读了你的观点之后,我很惊讶地听到你有不同的观点。

    我们不应该把用玻璃纤维绝缘的2x6墙的r值列为R-19;根据我所拥有的数据,我们应该报告它更像R-15(假设有16英寸的中心框架)。布鲁斯的墙有一个真正的4英寸聚乙烯绝缘,这是伟大的。但这并不意味着它是R-36。它可能比名义上R-36的空腔绝缘框架墙(在考虑热桥之前)表现更好,但这并不意味着我们应该称它为R-36墙。

  17. 专家成员
    Dana多赛特||# 17

    来吧,亚历克斯,让我们面对现实吧!
    “我们不应该把用玻璃纤维绝缘的2x6墙的r值列为R-19;根据我所掌握的数据,我们应该报告它更像R-15(假设有16个“中心框架”)。

    现在是谁在夸大其词!!?让我们看看你的数据!

    (不,真的,这个我很想看!我爱魔术表演!: -))

    这需要一些精心的设计(有时甚至违反防火规范)才能在16”oc时达到20%的帧率,根据certeed和欧文斯-康宁压缩图,R19弹在5.5”深腔中只能在R18下发挥作用,例如:

    http://www.owenscorning.com/literature/pdfs/10017857%20Building%20Insul%20Compressed%20R-Value%20Chart%20Tech%20Bulletin.pdf

    假设你可以把它降低到20%(这通常是一个延伸),并允许R1左右的护套+壁板+石膏,你最好达到R13.1左右,除非你使用一些特别的低u框架木材。

    使用更真实的25%帧分数降至R12.2

    也许如果你没有任何门窗,没有防火屏障,只有顶板到壁柱,你可能会接近R15,但它需要大约12%的框架比例才能达到(不太可能,考虑到只有螺栓加起来超过9%的框架比例),但对于这个偶然的观察者来说,它读起来像夸大了23%的r值。: -)

    好吧,把iso命名为R24 @ 75F中心温度R36是更夸张的,但让我们保持真实,好吗?

    根据我的估计,我们应该叫2x6 16”o.c. w/廉价地下室- r19防弹墙R12,非ove框架2x6 24”o.c.墙R13。

    在24“o.c OVE/高级框架中,通过填充腔体实际提供R19性能,您可能会以14%的框架分数达到R15(至少在理论上),这仍然是一个相当难达到的框架分数(与大多数房屋的实际建造情况相距甚远)。

    但如果你有一些数据(而不是用R1/英寸作为框架的餐巾数学2-D模型)来展示,让我们拥有它,好吗?!我会把我的餐巾数学模型和任何人的口红镜像模型相比较,但实际装配上的实际数据胜过所有理论。

  18. 亚历克斯·威尔逊||# 18

    整墙热阻
    丹娜,
    我应该更小心的。我一直在寻找一个快速的数字来证明木质框架显著降低了绝缘材料的r值,我查阅了我们就这个主题写的一篇旧文章——我认为它的数字相当准确。1994年7月,在《环境建筑新闻》上发表了一篇关于木材和钢框架热桥问题的文章,我们使用平行路径法计算了框架墙的退化r值。根据那篇古老的文章,在2x6木框架的16“中心位置上,标称R-19 FG球团下降到R-15.1,而在2x6框架的24“oc下降到16.1。(根据同一篇文章,如果采用钢框架,这两个数值分别下降了R-7.1和R-8.6。)

    当我去看那篇旧文章时,我认为这些数字似乎很高,我应该花时间寻找更多的最新数据。我相信你的数字是最新的。

    然而,我想说的一点,正是你想说的一点——框架显著降低了绝缘的性能。所以我们在这一点上是一致的。

  19. 专家成员
    Dana多赛特||# 19

    我想我们的确(不仅在这一点上)同意……
    ...但在上面扭尾巴很好玩,对吧?: -)

    随着这种疯狂的凸起,天窗和额外的角落,McMansion建筑师们现在很喜欢,如果整个墙面的一些代码min R19平均R10,表现低于简单的R13+ 5墙的大幅幅度,我也不会感到惊讶。

    建筑科学的人喜欢使用R15或R15.2作为2x6 OVE框架的全墙估计,R19空腔填充在16%的框架分数(见表3中的组装1a:http://www.buildingscience.com/documents/reports/rr-0903-building-america-special-research-project-high-r-walls,以及图30中的等温线图),这是基于使用THERM的3-D建模,但对我来说,这似乎也是乐观的,即使只有一点点。

    他们还称16”o.c R19壁板为R13.7,框架分数为25%,而不是R12,这似乎更乐观,但他们可能使用的是实际的R19中心空腔值(低密度R22壁板可以达到),而不是产品标签上的R19,只有在绒毛到~6”时才测量到这个高度,而不是5.5”。

    如果一个真正的装配真的表现得那么好,我会感到惊讶,但它可能会在24”o.c. OVE版本的测量误差范围内,在腔内使用R22球棒。

    无论如何,热桥接都大大降低了腔体的绝缘性能,绝缘r越高,标称与全壁的差值就越大。这就是为什么当我听到有人吹嘘他们的R30墙和5英寸的封闭泡沫在蛀牙,并想尖叫“哥们!热桥接后只有R15 !”节省高r泡沫预算外护套的方式布鲁斯布朗内尔只说得通。但是空腔绝缘仍然很重要——做好工作,但只使用便宜的材料。

  20. David_Gregory_CZ3_CA||# 20

    质量和湿度?
    试图更多地了解这些房子是如何运作的;湿度有数据吗?

    从网站(http://www.solarhouseproject.com/solarhousepassiv.html)看起来散热器就在循环风扇之后,所以这可能会使露点低于平板嵌入式管道的表面温度?也许保持温度相对均匀,有一个活跃的风扇,并有适度的表面积(和金属)进行热交换,以避免冷凝/霉菌问题(我相信这可能是一个“对流”被动系统的问题)?

    http://www.aaepassivesolar.com/low-energy.html图片让我有点担心,它显示了一个大的开放地下室带走了温暖的空气,尽管不能把太多的重量放在这样的图上。

    我认为只有排气管的浴室和厨房通风,其他空气变化来自居住者的进出?所以相对较低的水分负荷(不确定在这个4000平方英尺的房子里有多少人)。

    燃烧木材(许多这样的房子可能会这样做?)如果不直接通风,也会有助于保湿……尽管随之而来的所有问题(包括直接太阳能和嵌入式太阳能的贡献问题)。

  21. wjrobinson||# 21

    真正拜访布鲁斯
    实际上,拜访布鲁斯·布朗内尔的家是看他们是否在你脸上挂着微笑的关键。

    我参观的这些房子都住了很多年,除了非常舒适,没有分层的空气温度之外,它们的建筑也很漂亮。

    大卫,布鲁斯的网站已经很老了当然还有平板系统。

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