图片来源:Andrew Michler
能源书呆子的更多思考
2015年5月22日更新
许多绿色建筑商想建一个无泡沫的房子——即没有任何硬泡沫保温或喷泡沫保温的房子。这种愿望背后的原因各不相同:一些建筑商不喜欢泡沫，因为泡沫是由石油制成的;有些是因为浓浓的担忧；有些是因为泡沫比较高具体能源；有些是因为对环境的负面影响吹代理用来制造泡沫的;还有一些是因为他们更喜欢使用天然建筑材料，比如稻草包．
我相信，某些类型的泡沫绝缘材料的使用通常是站得住脚的，许多反对泡沫的立场也有有效的反驳。但是，我不打算在本文中讨论这些问题。相反，我将为那些想要建造无泡沫房屋的人提供建议。
避免泡沫通常很容易
为了建造无泡沫房屋，设计师和建筑商可以从各种无泡沫方法中进行选择，以完成以下任务:
- 隔离:使教堂通风的天花板绝缘;
- 隔离:使没有通风的大教堂天花板绝缘;
- 使隔热:使阁楼地板绝缘;
- 使地面上的墙壁绝缘;
- 隔层:在通风通道上方的一层隔层;
- 隔离:使狭小空间或地下室的墙壁绝缘;
- 隔热:在地面或地下室的石板上隔热;而且
- 密封漏气。
其中一些任务——比如给阁楼地板隔热——很容易。其他的——例如，在平地上隔热——则更具挑战性。
通风的教堂天花板
只要椽子足够深，通风的教堂天花板可以用各种蓬松的绝缘材料隔热，包括纤维素、牛仔布、矿物棉或玻璃纤维。
有关详细介绍通风大教堂天花板的方法的更多信息，请参见如何建造隔热的大教堂天花板．
没有通风的教堂天花板
创造一个无泡沫无通风的大教堂天花板是一个挑战....
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37个评论
我觉得码头上的房子
我认为，当某种类型的地基直接建在地面上是可行的时，在桥墩上建造房屋是一个糟糕的想法，只是因为当房屋建在桥墩上时，地板和隔热层下的基础温度要低得多。也就是说，我兄弟在费尔班克斯的房子和他大多数(所有?)朋友和邻居的家都在码头上，漂浮在永久冻土上，他们在工作。
对Bob Irving的回应
鲍勃,
谢谢你的意见。对于考虑在码头上建造房子的建筑商来说，还有两件事需要考虑:
1.如果居住者有残疾，你必须安装一个很长的轮椅坡道。
2.在寒冷的气候下，很难防止管道结冰。
在地基的外部铺上岩棉
虽然用刚性岩棉对基础的以上坡度部分进行隔热可以工作，但在坡度以下存在问题。网上传言说，随着时间的推移，由于霜压和土壤压力，低于等级的外部岩棉会变得更薄，这不是一个微妙的问题。
泡沫玻璃，松散浮石回填，蒸压加气混凝土块，AirKrete等都有更大的抗压强度，使他们更适合以下等级的部分。但它们的性能都会受到泡沫塑料所不具备的液体水分的影响，这使得散装水管理变得更加关键。
我们的无排气，无泡沫大教堂解决方案
我不是建筑商，但我们在房子里使用的无泡沫、无通风的大教堂系统(去年建的)是由佛蒙特州一位受人尊敬的能源顾问设计的，并得到了我们的承包商的批准，当涉及到尝试未经证实的想法时，承包商采取了相当保守的方法。因此，冒着学到一些可能让我夜不能寐的东西的风险，我将在这里分享:从外部来看:立缝屋顶，冰和水盾，研华科技，18英寸的密集包装纤维素，Siga“智能”蒸汽屏障，薄板石。椽子是2 × 10英寸然后我们挂了2 × 6英寸。下面这些。房子在佛蒙特州中部。是否可以将此添加到可接受的无泡沫无通风大教堂天花板方法列表中?
回复兰迪·乔治
兰迪,
你的屋顶组件有两个问题:
1.许多建筑科学家指出，在无通风的大教堂天花板组件中使用透气性隔热材料(如玻璃纤维或纤维素)是有风险的，因为潮湿的屋顶护套有积聚的风险。
2.你的屋顶组件违反了大部分建筑规范。(例如，参见的要求2012年IRC R806.5节．)
有关规范批准的大教堂天花板绝缘方法的更多信息，请参见如何建造隔热的大教堂天花板．
稻草:纤维素:木材
谢谢你的博客，马丁。如果有人对这个话题感兴趣，而且你住在加州奥克兰附近，你可能想参加这个活动:http://www.passivehousecal.org/event/feb-phca-mtg-straw-cellulose-wood
加州被被动房屋(PHCA)正与建筑师、设计师和社会责任规划师(ADPSR)、加州稻草建筑商协会(CASBA)、生态建筑网络(EBN)和Pankow Blue Construction合作，专注于三个使用天然材料的高性能组件的从业者。它们覆盖了房屋、办公室和中层塔楼。它应该是信息丰富的。
对评论的回复将被推迟
下周(1月12日-16日)我将休假，所以在这里(或其他博客上)发表的任何评论都将延迟回复。不过，当我回到我的办公桌时，我会抽出时间来回答问题。
马丁和兰迪·乔治的回应
阅读R806.5节中的例外，特别是:
例外:在满足下列一项或多项条件的情况下，最小净自由通风面积应为通风空间的1/300:
“1。在气候6、7和8区，I级或II级蒸汽缓速器安装在天花板的冬季温暖一侧。”
关键是Siga在冬季的实际蒸汽延迟是什么。如果在ASTM E96干杯测试中，它是1烫发或更少，它实际上符合代码的字母。其他膜型智能蒸汽缓阻器(例如MemBrainhttp://www.naturalspacesdomes.com/dome_store/dome_insulation_systems/images/Membrain3.jpg)需要在35% RH下接近薄膜的空气才能在1-perm下进行，这意味着你可能必须非常谨慎，不要让内部湿度上升太多，这在非常紧凑的家庭中可能是一个问题。
纤维素会缓冲相当多的水分，与护套分担水分负担。虽然在气候6区(中部VT)，这不是一个单独的解决方案，与智能蒸汽缓速器相结合，它给了你一点余地。
在春天，一旦平均日气温开始运行40华氏度，可能有必要在北部的几个地方(屋顶甲板最阴凉/最凉爽，因此也是最潮湿的部分)测试屋顶甲板的水分含量，看看有多少水分积聚到屋顶护套中。通过冰和水盾来测量是可以的，因为这种东西是“自愈”的，随着时间的推移会密封刺穿。
我的屋顶
谢谢马丁和丹娜……我想我晚上还能睡得着。这里的关键部分是蒸汽缓速器。我要去查一下Siga冬天的烫发等级是多少。在冬天，我对保持相对湿度在35%到40%之间非常谨慎。照你说的，可能有点多了。为了舒适，我开到35度以上，但这个屋顶可能不是个好主意。我一直在想到底有多少水分能穿过石膏板。如果是在薄板外的40%，也许接近薄膜的空气更少?我喜欢在春天测试护套水分的主意。 That's good to know that I can poke a hole in the Ice and Water shield, but to get to that I have to get through the standing seam.
而不是拉森桁架
照片中的组件并不是真正的桁架，它更像是一系列堆叠的盒子。无论如何，在这种应用中都不需要桁架，因为建筑结构已经有框架，这些只是用来固定隔热层。事实上，对于DP单元的安装，这种设置是更可取的，因为它创建了侧压力边界，而拉森桁架在DP单元的阻力方面存在问题。
泡沫玻璃无通风的大教堂和地下室墙壁
你提到了泡沫玻璃用于地下楼板，但没有提到它可以替代大教堂无通风的天花板(上半部分是冷凝区，下面是蓬松的绝缘层)或地下室墙壁。在我看来，这将是理想的(事实上是唯一合适的无泡沫方法)，因为它是不透气的。
外部低于等级矿物棉
对于矿棉板是否可以取代泡沫板用于以下等级的应用，似乎存在一些分歧。马丁没有提及它，并含蓄地否定了它:“很难想出一种负担得起的无泡沫方法来绝缘平地或地下室板。”Dana引用了长期压缩的传闻。
但BuildingGreen.com和Roxul并不同意。几个月前，Alex Wilson在一篇名为“让开，泡沫:次厚板矿棉来了”的文章中写道，Roxul已经批准其ComfortBoard is产品用于厚板下，并引用了工程数据、研究和在这些情况下的一些成功应用。
http://www2.buildinggreen.com/article/move-over-foam-sub-slab-mineral-wool-here
Roxul的营销引用了丹麦技术研究所2009年的一份关于长期压缩变形的报告，这似乎与Dana的担忧相矛盾:
http://www.roxul.com/files/RX-NA_EN/pdf/Brochures%20and%20Sell%20Sheets/Residential/DrainBoard.pdf
想法吗?
想法吗?
我真的希望他们是对的。
蒸汽封闭外部-无泡沫屋顶w智能蒸汽缓速器
由于兰迪提出的无泡沫屋顶有一个蒸汽封闭屋顶衬底(冰和水)，它内部的空气屏障确实应该是智能/蒸汽可变的。Siga majpell的固定烫发等级为0.68烫发，同时在冬季是II类蒸汽缓凝器。在夏季，它也将是一个II级蒸汽缓流器，温度为0.68 perms，所以不是可变的或智能缓流器，而是一个固定的缓流器，就像siga的规格显示的那样。任何建筑湿度或由于不可预见的空气泄漏而渗透的水分，在夏天都不会轻易向内扩散，而且会在那里乒乒乒乒，这可能会导致腐烂/发霉。
在易于通风的金属屋顶下，像ProClima的SOLITEX薄膜这样的透气性屋顶衬垫也可以使屋顶向外干燥，防止这些问题(并且符合规范)。然而，许多承包商喜欢冰和水或沥青瓦，但仍然想要一个无泡沫的屋顶，蒸汽可变缓速器可以在安装正确/密封的情况下安全安装。
membrain正如Dana指出的是一个蒸汽可变缓速器，但它确实很早就打开了-这可能会导致湿度扩散到冬天的组装中。ProClima的INTELLO是我的公司http://www.foursevenfive.com分布保持在1烫发以下的时间更长——在60%RH后超过1烫发，此时迅速打开(见图)——允许向内的蒸汽驱动，在夏天干燥任何不可预见的湿度。导致耐用，无泡沫的屋顶和墙壁的干燥储备，比施工的水分压力大。
Rainscreen屋顶?
大教堂的屋顶是如何运作的呢?绝缘的2英寸x10英寸椽子，胶合板，2英寸x2英寸，创造一个11/2英寸的通风空间，然后是另一层胶合板，顶部是毛毡和屋顶。护套会变冷，但它有很好的机会干燥，类似于雨幕墙。
顺便说一下，我这里是温和的海洋性气候。谢谢。
GUTEX用于无通风屋顶
另一种据说适用于无通风屋顶的产品是475销售的一种名为GUTEX的木纤维板绝缘材料。这是一种高度透气性的绝缘护套，并似乎减少了许多与密集包装屋顶椽有关的风险。
他们演示了如何在屋顶上工作:
http://foursevenfive.com/alford-ma-gutex-roof-makes-sustainable-high-performance/
Dana的评论
达纳-你似乎认为兰迪的无通风屋顶符合规范，有正确的蒸汽缓阻器，但你注意到的例外是通风屋顶(它只是减少了通风面积)。我在代码中遗漏了什么吗?
水分检查方法
好吧，我想人们对我的屋顶的各种评论已经让我足够担心，今年春天要做一次湿度检查。我想听听人们有什么方法来做到这一点。上面提到，我可以在不破坏冰和水盾的情况下刺穿它，但我仍然必须穿过站立的缝屋顶。一旦我进入研华我就得穿过它进入内部。我听说有人用一个很长的湿气探针刺穿薄板和蒸汽屏障，然后一直刺到护套。这听起来相当困难和冒险。有人愿意评论一下他们如何检查我的组装上的水分水平吗?
屋顶保温
在Flagstaff, AZ(第5区)这里的白金标准是Willow Bend环境教育中心。他们每年使用⅛⅛径的木线，现在在通风的阁楼上使用AC. R50吹入式玻璃纤维和能量腿剪刀桁架。这种表演已经持续了14年。这是一个每周有6天被占用的建筑。气温从未低于55度，通常是65度，因为它是被动式太阳能建筑，南部三分之一是特朗贝墙，其余部分是玻璃。北、东、西三面墙上的稻草捆。我们确实使用了刚性泡沫板下(4' in从茎)和茎的外部到基础顶部。
经历过，成功过，拿过奖
说得好，马丁。当我们建造意大利CasaClima Gold住宅时，我们使用了您提到的许多技术。看看(www.vettabuilding.com)。我们还在安大略省斯特拉特福德开始了一个新项目，该项目将使用许多这样的系统。
我们舒适的小屋
马丁，谢谢你的文章。它回答了沿着这条路走下去时出现的许多问题，如果不是全部的话。我的妻子乔伊斯和我对使用泡沫来隔离我们的新家感到非常不安，因为我们和其他人交谈过。感谢您和其他论坛参与者提供的大量有用信息，我们接近无泡沫房屋。
我们唯一使用的泡沫是地下室墙壁和楼板隔热，楼板隔热等级(房子有1/3的地下室和2/3的楼板)，并在窗户和门开口周围喷洒泡沫。
我很高兴地说，我们像地毯里的虫子一样舒适，对我们所做的选择非常满意。在这儿……
地下室楼板:tutuff聚气屏障，2”XPS泡沫保温，4”混凝土
地下室墙壁:10英寸厚，使用thermoass 4/2/4保温系统…4"混凝土/2" XPS泡沫保温材料/4"混凝土。
分层板:Tu-Tuff聚蒸汽屏障，4“XPS泡沫绝缘(2层2”交替)，4“混凝土
平板墙:2“XPS泡沫保温内墙
以上墙面:双层2x4墙，密集填充纤维素绝缘，总厚度10英寸
通风的教堂天花板:2x12椽，内椽边有1“XPS泡沫隔热条，护套下有1 1/2”通风空间，密集包装纤维素隔热。
回复Dana Dorsett(评论#8)
丹娜,
我同意Jeff Stern(评论#17)关于在透气性保温材料上设置通风气隙的规范要求，而透气性保温材料是唯一使用的保温材料类型。
尽管您的评论引用了“R806.5节中的异常”，但您引用的异常实际上是在R806.2节中找到的，而不是R806.5节。
根据我对R806.5的理解，在这个问题上没有回旋余地，除了通常的(全面的)回旋余地，即当地检查员可以批准他或她想批准的任何东西。
回复Randy George(评论#18)
兰迪,
我认为最简单的方法来检查你的屋顶护套的水分含量(在这一点上，因为你没有嵌入监控器在护套时，房子正在建设中)是使用一个非常长的探头水分计。以下两篇文章将讨论这种方法(以及关于错误读数的警告):
密集包装的纤维素和错误的侧面蒸汽屏障
马萨诸塞州廉价的零能耗住宅
对Bryan Shephard的回应(评论#15)
布莱恩,
你建议的屋顶组合是可行的，只要你注意气密性——尤其是在天花板材料的水平(通常是干墙)。不允许有凹进去的罐头灯!
你的方法是我在文章中讨论的方法之一，如何建造隔热的大教堂天花板．
坚固绝缘
在西北太平洋沿岸地区，潮湿是一个大问题。有时雨水会被时速超过100英里的大风吹到房子上。那些用对角线的缺口框起来，用Celutex包裹起来的老房子，腐烂的问题比那些用更传统的结构建造的老房子要少得多。它们确实会随风摇摆。
但是新房子必须能承受9.2级或类似级别的地震。风速为每小时130英里。
使房子干燥，坚固，高度绝缘是一个很大的要求。
我看了一些链接包括拉森·特拉斯的那个。我想知道那些比我聪明的人会怎么想:框架和护套房子抗震和风荷载标准，覆盖一个蒸汽屏障，并安装拉尔森桁架。但是为了透气性，要在外表面涂一层Celutex。这可能是一种很好的方法在任何情况下，当你担心外层护套内部凝结的时候。
回复Brian Godfrey
布莱恩,
你不是唯一一个喜欢指定像纤维板这样的透气外护套的建筑商。纤维板护套的主要缺点是当用吹进式绝缘填充空腔时，它倾向于向外膨胀。
有关透气性墙套的更多信息，请参阅这两篇文章:
冷OSB壁套的风险有多大?
克林根贝格墙
布莱恩
面对同样的问题，我的想法和你的建议是一样的。建造房屋，以满足BC抗震规范所需的支撑墙板或工程剪力墙。然后添加一些变化的外部框架:第二面墙，使一个双层墙，拉森桁架或外部泡沫。我不确定纤维板是一个很好的选择，因为它很难工作，并提供了一个可怜的钉壁基地。也许去掉外护套才是正确的方法。虽然我还在做一个这样的项目，但这里介绍的一些项目似乎已经成功地做到了这一点。
无泡沫无通风的大教堂天花板/屋顶
Roxul Comfortboard IS是否可以在无通风的大教堂屋顶组件中取代屋顶护套上方的刚性泡沫?我住在5区，所以5英寸的Roxul (R-20)足以保持鞘状hg足够温暖，以防止冷凝。护套下面的2 × 12托梁槽(11.5英寸实际，没有排气空间)将填充密集的包装纤维，用于额外的R-40。室内将用石膏板完成。
对弗雷德·威廉姆斯的回应
弗雷德,
从建筑科学的角度来看，在倾斜屋顶的屋顶护套的外侧安装矿棉是有意义的。它应该会起作用。
也就是说，在美国几乎从来没有这样做过，所以尝试这样做的建筑商可能会受到屋顶工人和建筑官员的抵制和怀疑。
这里有一个问答线程的链接，在那里讨论了这种方法:矿棉屋顶．在那个帖子上，我发表了以下评论:
“虽然外部矿棉绝缘通常用于平坦(低坡)屋顶，特别是在欧洲，但在陡峭的屋顶上使用它并不常见。您将尝试. ...我最近和[建筑科学家]John Straube谈到了他在倾斜屋顶组件的外部使用矿棉的建筑项目，他说一切都很好，一旦安装了第二层胶合板，屋顶就不会感觉黏糊糊的。(当然，约翰并不是在实际安装——他是在指导一个承包商。)”
马丁·霍拉迪的回应
马丁,
谢谢你的回复和矿棉屋顶的链接。这条线索引出了另一条名为使用开网桁架作为超级隔热屋顶的椽子．我想知道一个开放的网架是否会大大减少通过结构的热桥接，并减少对任何泡沫或矿物棉的需求?你认为使用20“深开网平行弦桁架有一个挡板在顶部弦(1.5”)通风，充满18.5“密包纤维素(R-60)，并完成鞘，衬垫，沥青瓦在顶部，底部和干墙有任何问题吗?该组件的总厚度将略大于2x12加上矿棉的组合，但我认为更容易建造和更便宜。
对弗雷德·威廉姆斯的回应
弗雷德,
Q。“我想知道，开放式网架是否能大大减少通过结构的热桥，并减少对泡沫或矿物棉的需求?”
a .深开网桁架的使用将大大减少通过结构的热桥，正如Alex Wilson在你谈论的文章中解释的那样(使用开网桁架作为超级隔热屋顶的椽子）.
从来没有“需要”外部矿物棉。那只是你考虑过的选择。你能想到的每一种类型的屋顶组件都有优点和缺点。
以下是我分析隔热屋顶组件“需要”的方式:如果屋顶没有通风，它需要外部绝缘(通常是硬质泡沫)。如果屋顶是通风的，就不需要外部保温。然而，请记住，并不是每个屋顶都能通风。如果你的屋顶有山谷、翘臀、天窗或天窗，那就不适合采用通风方法。
Q。“使用20英寸深的开网平行弦桁架，顶部弦上有挡板(1.5英寸)用于通风，填充18.5英寸的密集包装纤维素(R-60)，顶部用护套、衬垫和沥青瓦完成，底部用干墙完成，您认为会有任何问题吗?”
答:您正在谈论的程序集(类似于Alex Wilson在他的文章中描述的程序集或完全相同)将正常工作。我能预见到任何问题吗?好吧，你的制宪者可能不喜欢使用开网桁架作为椽子，因为他们可能不熟悉在山脊上连接这些桁架所需的方法，他们可能不熟悉阻挡细节。正如我所说，每种方法都有优点和缺点。
整个对话似乎都假定是木钉框架。但另一种完全不同的方法是用高压灭菌的加气混凝土建造。墙壁和屋顶都可以用它来建造，这将提供更多的选择。我无意在这里一一介绍。我只是想指出另一种探索方式。
安东尼奥,
你完全正确，上面的墙壁可以用高压灭菌的加气混凝土建造。
然而，根据我有限的研究，蒸压加气混凝土不能用于地下室墙壁或爬行空间的墙壁。例如，请看下面的细节，取自该网页的制造商的蒸压加气混凝土块在佛罗里达州(Aercon AAC)。
假设我的理解是正确的，一个蒸压加气混凝土墙仍然需要一个混凝土基础(板，地下室，或爬行空间基础)，所以基础保温的问题仍然需要解决。
最后，蒸压加气混凝土墙有两个主要障碍，至少在美国是这样:相对较低的r值和可用性问题。很少有美国建筑商住在蒸压加气混凝土制造商附近，而且工作地点离制造工厂越远，运输成本就越有可能令人望而却步。有关更多信息，请参见“蒸压加气混凝土有意义吗?”
马丁，谢谢你的有用文章。
这些无泡沫组件中的一个是否适用于带有裸露椽木框架屋顶和雪松板天花板?这块木头已经从我们的土地上磨掉了，所以我们不得不使用它。理想情况下，我们可以避免夹板夹层，也许雪松可以取代第一层夹板?不过我觉得密封这一层并不容易。再次感谢!
亚当
亚当,
至少有两种方法可以在你描述的天花板上安装隔热材料:
(1)您可以选择不通风的组装，通常包括安装(在雪松板之上)高质量的空气屏障膜，然后是足够厚的一层(或几层)刚性泡沫隔热层，或者，可以想象，如果您不喜欢刚性泡沫，可以再加一层足够厚的密集半刚性矿物棉隔热层，然后是一层OSB或胶合板屋顶护套，屋顶衬垫，以及您选择的屋顶。有关此方法的详细信息，请参见“如何在屋顶护套顶部安装硬质泡沫”
(2)您可以安装通风屋顶组件，通常包括(在雪松板上方)安装高质量的空气屏障膜，在中心安装16英寸或24英寸的足够深的椽子，在椽子之间安装绝缘材料，在绝缘材料顶部和屋顶护套底部之间安装现场建造的通风通道，以及OSB或胶合板屋顶护套，然后是屋顶衬垫和您选择的屋顶。注意，通风通道需要连接到屋顶组件底部的拱起通风口和屋顶组件顶部的山脊通风口。
“虽然在屋顶护套上安装半刚性矿棉绝缘材料相当常见，但这种方法通常仅限于低坡(平)屋顶。将这种方法用于倾斜屋顶将被认为是实验性的。”现在是2021年了，我不认为这是实验性的了?与平坦的屋顶相比，这又有什么问题呢?
Qofmiwok,
我同意这种方法不再是实验性的。这很罕见。
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