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能源书呆子的沉思

喷聚氨酯泡沫漏气

一层喷雾泡沫隔热层要有多厚才有资格成为空气屏障?

ASTM E2178材料空气泄漏试验的原理图由喷涂聚氨酯泡沫联盟的技术总监里克·邓肯提供给GBA。通过材料的空气泄漏是在75帕斯卡的压差下测试的。
图片来源:里克·邓肯,喷涂聚氨酯泡沫联盟

许多建筑商使用喷涂聚氨酯泡沫作为空气屏障,这就提出了一个问题:喷涂泡沫层必须有多厚才能阻止空气流动?当然,还有一个后续问题:开孔泡沫喷涂的答案与闭孔泡沫喷涂的答案不同吗?

与大多数建筑科学问题一样,有一个简短的答案和一个长的答案。简单地说,闭孔喷雾泡沫需要至少1到1.5英寸厚才能起到空气屏障的作用,而开孔喷雾泡沫需要3.0到5.5英寸厚才能起到空气屏障的作用。

在给出一些定义和数据之后,我们将得到更长的答案。

空气屏障的定义是什么?

根据ASTM E2178或ASTM E283对材料进行测试时,大多数建筑规范将空气屏障材料定义为漏风率低于0.02升/秒-m²@75 Pa (0.004 cfm/sf @ 1.57 psf)的材料。

这一定义被2009年《国际住宅规范》采纳,作为“空气不渗透绝缘”规范定义的基础。

Joseph Lstiburek是马萨诸塞州韦斯特福德的建筑科学公司的负责人,他告诉我,他帮助制定了这个定义。Lstiburek告诉我:“0.02这个数字是基于Gus Handegord的建议。他建议,空气屏障材料应该相对于干墙来定义。我们测试了干墙,干墙的漏风率略低于0.02。这就是标准的基础。(有关此定义发展的更多信息,请参见OSB无懈可击吗?

开孔泡沫和闭孔泡沫的区别

开孔喷雾泡沫和闭孔喷雾泡沫的主要区别是泡沫密度。开孔喷雾泡沫通常有0.5或0.6磅每立方英尺的密度,而闭孔喷雾…

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6个评论

  1. 专家成员
    Dana多赛特||# 1

    灵活性很重要
    在建筑科学人员进行的热计量项目测试中,在0F到108F的测试温度范围内,用封闭泡沫密封的墙壁的泄漏量变化了大约两倍,而用开放泡沫密封的组件的泄漏量在范围两端基本上是相同的。在一种极端温度下,封闭的细胞壁比打开的细胞壁更紧,但在另一种极端温度下,细胞壁明显更漏。

    对此可能有其他可能的解释,但很可能是闭孔泡沫的刚性以及泡沫和结构木材膨胀系数的差异在那些“明显的”泄漏点(如底板或双顶板之间)膨胀和收缩了泄漏,而开孔的灵活性给了它足够的机械顺应性,这些泄漏的大小不随温度变化太多。这个假设是可以验证的,但还不清楚它是否重要。

    最重要的是,对于空气密封组件来说,它既便宜又环保,至少使用开孔泡沫比闭孔泡沫同样有效。一英寸典型的2磅闭孔泡沫含有相当于3-4英寸0.5-0.7磅开孔泡沫的聚合物,北美安装的大多数闭孔泡沫使用HFC发泡剂,其对环境的影响远远大于开孔泡沫发泡剂(水)。

    只有在蒸汽渗透性较低的堆垛中才需要使用密闭容器,这是设计中水分管理方面的重要组成部分(通常可以设计出来)。

  2. GBA编辑器
    马丁Holladay||#2

    回复Dana Dorsett
    丹娜,
    我同意你最重要的一点:开孔泡沫喷涂比闭孔泡沫喷涂对环境的破坏更小,应该由需要使用喷雾泡沫的绿色建筑商选择(至少对于那些适合开孔泡沫喷涂的应用程序)。

    由于开孔泡沫喷涂与潮湿的屋顶护套有关,当泡沫喷涂在屋顶护套的底部时,我认为建筑商在使用开孔泡沫喷涂之前应该谨慎。如果有人想建造一个不通风的隔热屋顶组件,最好在屋顶护套上面安装刚性泡沫,而不是在屋顶护套下面安装任何类型的喷雾泡沫。

    回到热计量项目结果提出的问题,我花了相当多的时间与斯特劳布和舒马赫讨论这个问题,提出了不同的方法,在低温下,开放细胞喷雾泡沫可能被认为比封闭细胞喷雾泡沫更少泄漏。斯特劳布和舒马赫强烈反对泄漏发生有意义差异的暗示。正如斯特劳布所指出的,“这是蜜蜂的屁。”

    舒马赫坚持认为,第一轮测试的结果让开孔喷雾泡沫的制造商感到不满,这让讨论变得复杂起来。制造商坚持认为开孔喷雾泡沫没有正确安装,舒马赫最终同意可能是车壁组件有问题。(这样的问题从来不会发生在工地上,对吧?但这完全是另一个问题…)

    讨论的结果是,对开孔喷雾泡沫壁进行了拆卸和/或移除,并创建了一个新的组件,用于对开孔喷雾泡沫壁进行第二轮测试。舒马赫不再是第一轮开孔喷雾泡沫测试结果的幕后推手。但奇怪的是,舒马赫并没有解释为什么一堵安装不好的开孔泡沫喷涂墙会有这样的表现更好的这并不比封闭牢房的泡沫喷雾墙更糟糕。

  3. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 3

    回复未来的评论
    我将在9月26日至10月6日休假,所以在10月7日回到办公室之前,我将无法回答在这里发布的任何问题或评论(就此而言,在GBA的任何其他页面上)。

    话虽如此,我希望对话能继续下去,希望当我回来的时候,能有一堆健康的评论供我阅读。

  4. 专家成员
    Dana多赛特||# 4

    我同意差异很小…
    ocSPF和ccSPF组件的气密性差异很小,ccSPF壁和纤维素壁之间的差异更小(这是潮湿喷涂,而不是密集包装!)从实践的角度来看,这是无关紧要的,但从学术研究的角度来看,这些异常是有趣的。

    ccSPF的泄漏量随温度而变化,而ocSPF的泄漏量不随温度而变化,这并不是选择其中一种而不是另一种的原因。在这些泄漏水平上,不同腔体绝缘的泄漏与不同的温度依赖关系纯粹是学术性的-组件中的主要泄漏不是通过绝缘,而是通过框架的其他部分,这掩盖了通过泡沫本身的实际泄漏。但更好地理解这一现象的根源仍可能提供深刻的见解。

    显然,如所述,在某些组件中,蒸汽延迟性是一个决定性因素。气密性本身并不能保证不会有水分问题——这是必要的,但还不够。

    由于喷雾泡沫总是应用在一些其他材料上,因此基材+泡沫的气密性确实是相关的。便宜的半英寸OSB可能不符合ASTM E2178测试对空气屏障的定义,一英寸的开放单元也可能不符合。但在OSB上喷上一英寸的开放细胞几乎可以肯定。在OSB墙壁上用一英寸的开放单元进行空气密封的墙壁的漏风,就像在热计量项目组件中一样,主要是在绝缘腔外的框架接头上。实际上,在没有相关衬底的情况下测试喷雾泡沫板有点愚蠢,因为最重要的是组件的气密性,而不是某些任意层内的绝对空气延迟性。

  5. charlie_sullivan||# 5

    密封接缝与密封筛网
    [编辑:这是一种冗长的方式来表达上面Dana在帖子中所说的一些事情,这是我在发布之前没有看到的]

    在测试中,测试了一块独立的泡沫板,看它是否能作为空气屏障。这就是相关的测试如果你把泡沫喷到一个透气性的材料上做一个空气屏障。注意我说的是透气性,而不仅仅是透气性。例如,如果你有一堵墙是用对角线支撑的,不需要结构护套,你把窗纱材料钉在上面,而不是护套,然后在上面喷泡沫。没有人会这样做,但空气屏障测试证明,1.5英寸的ccSPF或3.5英寸的ccSPF本身就可以作为空气屏障。

    在现实生活中,有一种护套可以阻止大部分表面区域的气流,而泡沫只需要阻止空气流过裂缝。由于裂缝面积非常小,与将其用作整个表面区域的空气屏障的规格相比,我们可以容忍通过泡沫的单位面积更高的泄漏量。

    为了了解它是如何工作的,考虑1280平方英尺。2英尺高的房子,32' x 20'占地面积,16'高的墙壁。体积为10,240立方英尺;信封的表面面积为2304平方英尺,或72 4x8板-护套或天花板墙板。

    在75 Pa的压强下,如果屏障材料刚好满足整个区域的规格(0.004 CFM/ft2),就会泄漏9 CFM,即0.05 ACH_75。这当然是可以忽略不计的,但如果情况比这更糟,你就会关心了。例如,在窗纱上喷上1.5英寸的开孔电池会产生3-4倍的ACH_75,或0.15到0.2 ACH_75。如果这是墙的总数,包括现在已经密封的裂缝和所有的表面面积,那可能还可以。但在实际应用中,它应该工作得更好:

    如果我们只需要密封接缝,我们担心的面积就少得多了。下面我估计有效的密封面积可能是300平方。在这种情况下,1.5英寸ocSPF的泄漏似乎小于4 CFM, ACH_75小于0.025。我认为这已经足够好了。

    我的结论是,空气屏障所需的厚度与提供空气密封所需的厚度几乎没有关系,从这个角度来看,1.5英寸的ocSPF是很好的。

    我是怎么得到300平方的。英尺:信封所需要的4x8片边长为1728英尺。线尺的接缝更少,因为一些接缝是两个面板相邻的地方,到目前为止,我的数学计算加倍了。但是,由于门窗和其他穿透物的存在,会有更多的接缝,所以我们称之为2400线性英尺的接缝来密封。实际的裂缝可能是1/4英寸,但如果空气进入1/4英寸的裂缝扩散开来,因为它的工作方式通过开放细胞喷雾泡沫,一个粗略和保守的有效裂缝宽度可能是泡沫的厚度。有效裂缝宽度为1.5英寸和2400线性英尺的裂缝,即300平方英尺。

  6. Jon_R||# 6

    会很有趣吗
    看到这里对第三段有效性的讨论将会很有趣:

    http://nationalfiber.com/docs/CelluloseVsFlashAndBatt0212.pdf

    大致:机芯->裂纹->漏气,好后风机门试验。

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