图片来源:David White
能源书呆子的更多思考
2010年6月，亚历克斯·威尔逊发表了一篇开创性的文章，"避免隔热材料对全球变暖的影响"在环保建筑资讯．在这篇文章中，威尔逊研究了用于制造挤出聚苯乙烯(XPS)和大多数闭孔喷涂聚氨酯泡沫的HFC发泡剂对全球变暖的影响比二氧化碳大得多这一事实的影响。事实证明，某些类型的泡沫绝缘材料中逃逸的发泡剂对全球变暖的负面影响有时会超过节能对气候的积极影响。
不用说，这篇文章引起了大量的讨论。(威尔逊文章的简短版本出现了作为GBA的博客。)这篇文章的直接结果是，XPS成为刚性泡沫世界的贱民——至少对绿色建筑商来说是这样。(HFC发泡剂的问题不应与之混淆关于阻燃剂HBCD的问题这是一些泡沫绝缘材料中另一个有问题的部件。因为XPS和EPS都含有HBCD，所以“最环保”的硬质泡沫是聚异氰脲酸酯。)
保温材料如何影响气候变化
隔热材料至少可以通过三种方式影响我们的气候:一种积极的方式和两种消极的方式。
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13个评论
绿色的泡沫
马丁,
我以为有一段时间讨论了一种更环保的美国XPS发泡剂(陶氏)。
对Doug McEvers的回应
道格,
我认为你混淆了臭氧消耗问题和化学物质的全球变暖潜力问题。
在过去的30年里，泡沫制造商在降低发泡剂的臭氧消耗潜力方面取得了长足的进步。你可能已经阅读了陶氏化学关于这个问题的新闻稿:
http://building.dow.com/media/news/2007/20071205a.htm
然而，仅仅因为发泡剂不消耗臭氧层，并不意味着发泡剂没有很高的全球变暖潜力。以下是Alex Wilson在他的文章中对这个问题的看法:
“两种常见的泡沫绝缘材料是用氢氟碳化合物(HFC)发泡剂生产的，这些发泡剂是强有力的温室气体-挤出聚苯乙烯(XPS)，如Owens Corning foular的Dow聚苯乙烯泡沫，以及标准闭孔喷涂聚氨酯泡沫(SPF). ...制造商正在努力开发和部署第四代发泡剂，使其具有零或极低的GWP，同时仍能提供所需的各种性能和安全性能。这种发展将改变本文的结论。杜邦和霍尼韦尔都在研制氢氟烯烃发泡剂。在2010年的NESEA建筑能源会议上，杜邦的Gary Loh描述了一种零odp、低gwp(小于10)、不易燃、低导电性的SPF级发泡剂FEA-1100，目前正在进行毒性测试，应该在2013年到2015年的某个时候推出(如果毒性测试继续证明安全的话)。霍尼韦尔已经在欧洲市场上推出了类似的单组份聚氨酯泡沫(HFO-1234ze)产品，并预计将扩大其HFO发泡剂系列。当这些新产品在未来几年取代hfc吹塑绝缘材料时，基于寿命GWP而避免SPF和XPS的论点将在很大程度上消失。”
在欧洲，XPS的制造商已经改用全球变暖潜能值较低的发泡剂。但这些发泡剂导致XPS的r值为每英寸R-4。如果你的陶氏聚苯乙烯泡沫塑料的标签上写着1英寸的R-5或2英寸的R-10，那么可以肯定的是，你买的是那种具有破坏性发泡剂和高全球变暖潜力的“坏”聚苯乙烯泡沫塑料。
再生硬泡沫板
我一直能够，通过积极的搜索，总能找到曾经使用过的硬质泡沫保温板。除了成本显著降低之外，我对上述问题的看法是，绝大多数HFC的释放发生在制造过程中，并且是使用它的原始结构的“固有全球变暖值”的一部分。我所做的是在重建原结构时，对C&D废物的“最高和最佳利用”。我得到了绝缘价值的好处，只有一些附加的运输“赤字”，并为其他一些糟糕的处理方案节省了填土空间。这听起来太谄媚了——我认为在没有额外制造要求的情况下重新使用原始物品应该是一个目标。前期成本较低是一个额外的好处。我在评估中遗漏了什么吗?
回复Rock Termini
岩石,
你的问题和有人提出的问题类似，有人反对用动物皮毛做衣服，但还是在当地的慈善商店买了一件貂皮大衣，因为毕竟“动物已经死了”。
你的问题应该问哲学家和道德家，而不是工程师;这个问题没有简单的答案。就我个人而言，我钦佩你重新利用建筑材料的决定，否则这些材料可能最终会被扔进垃圾填埋场。
再利用和分流
岩石,
我同意你的观点。重用和转移有很多好处。不购买新产品可以省钱。刚性泡沫是由另一个建筑商创造和使用的。原来的制造过程已经造成了全球变暖效应。通过转移和再利用硬质泡沫，您减少了制造和运输另一种新产品的需要。运送到垃圾填埋场和掩埋的废物更少。这种绝缘材料减少了取暖和制冷所消耗的化石燃料。看起来是个成功的提议。吉姆
复合组件
如果我正确理解excel工具，它会比较给定组件之间的全球变暖潜力，其中每个组件完全由单一材料构成。在典型的应用中，我可能会在木钉墙外指定2英寸XPS。假设XPS为R10, EPS为R8, 6000hdd，以及“高”剂释放，该图显示1.35kgsCO2/sfyr(挤压)vs 1.4kgsCO2/sfyr(展开)。优势XPS，因为它是优越的绝缘性能。如果释放量假定为“低”，这种优势就会增加。我是否误解了这个工具?
此外，我对发泡剂的脱气数据感兴趣。不是说我相信制造商的信息，但nfi聚氨酯公司声称，在它的闭孔喷雾泡沫中，没有HFC245a的气体“在任何可感知的条件下”。
复合组件
我现在看到，excel工具允许输入绝缘除了泡沫的问题。对于含有纤维素的2x6或2x8框架墙，XPS的曲线立即开始上升，EPS的曲线继续下降。
开孔泡沫的影响(注水)
这是一些很好的信息，这个图表很好地阐明了全球变暖潜能值与r值的关系。如果这张图表包括各种绝缘材料的空气密封性能，我想象水基喷射泡沫的全球变暖潜能值会非常低。
我知道用塑料绝缘有它的缺点，但它固有的空气密封性能也提供了一些严重的好处。显然，从全球变暖和臭氧消耗的角度来看，避免使用XPS和HFC注射SPF是有意义的。但是，考虑到开放式泡沫使用的塑料是封闭式泡沫的1/4，并且在水基注射方法中广泛使用，您对使用开放式泡沫进行绝缘的整体影响有什么看法?你有什么研究可以让我注意的吗?
谢谢
回复泰勒·多顿
泰勒,
Q。“你对使用开孔泡沫隔热的整体影响有什么看法?”你有什么研究可以让我注意吗?”
答:这篇博客中描述的Excel电子表格解决了你的问题，至少在全球变暖的可能性方面是这样的。使用开孔喷雾泡沫不会导致全球变暖，即使安装到高r值。但闭孔泡沫喷雾就不一样了。
回复:对Tyler Dotten的回应
马丁,
谢谢你回复我的帖子。那张表格只是说喷P/U水/二氧化碳。我不确定这是指开放式泡沫还是封闭式泡沫。我通常看到的与Open Cell相关的每英寸r值为3.8。excel电子表格为每英寸分配的r值为5
聚氨酯说。出于这个原因，我认为它不是开放细胞(或低密度)泡沫。据我所知，用于开孔泡沫的塑料用量大约是用于闭孔泡沫产品的塑料用量的1/4，所以它们在全球变暖潜能值计算上的得分显然是不同的。
此外，这篇电子表格和文章在比较右值和全球变暖潜能值时非常有用，但它故意将空气密封性排除在外。喷雾泡沫的主要好处之一在于它的空气密封质量。
似乎有无穷无尽的方法来看待不同绝缘产品的+/-(生产的环境影响，消防安全，废气，r值空气密封等)，所有的绝缘产品都会在这些领域的一些得分很高，但在其他方面会下降。据我所知，没有办法量化所有这些影响，我正试图弄清楚开放细胞喷雾泡沫是否是一种“最佳实践”类型的产品。作为一家家用电器公司，我们做了大量的绝缘材料，我们目前的政策是避免使用泡沫绝缘材料。出于显而易见的原因，我接受这一政策，因为它适用于大多数闭孔喷雾泡沫和XPS刚性。我的问题是，开孔泡沫与水吹投影的所有负面影响，是否超过了产品提供的巨大的空气密封/r值效益?如果有任何进一步的研究或受过教育的人可以讨论这个问题，它肯定会帮助我们(和其他很多人)。
谢谢你的时间，
泰勒
对泰勒的另一个回应
泰勒,
我同意David White的开孔喷雾泡沫的默认值(每英寸R-5)太高了。我已经给大卫发了一封电子邮件，要求他在电子表格上澄清这个值。谢谢你指出来。
虽然大卫的电子表格很有用，但他从未声称绝缘产品的所有环保优点和缺点都可以用一个公式来概括。所有的电子表格都有助于阐明释放发泡剂的全球变暖潜能值，并将其与由于考虑中的产品的绝缘值而减少的二氧化碳排放量进行比较。
该分析没有涉及空气泄漏。
事情是这样的:没有任何喷雾泡沫也可以建造一个非常紧密的房子，所以很难知道是否喷雾泡沫能改善气密性。即使有人想要这样做，由于喷射泡沫的特殊质量造成的热减少也很难量化。
所以，这是底线:没有数学公式来衡量这些影响。一切都归结为判断。
David White报道
泰勒,
大卫·怀特刚给我发了电子邮件。他的电子表格不包括开孔喷雾泡沫在他列出的绝缘选择。根据David的说法，遗漏的原因是他“没有关于开孔泡沫的具体GWP的数据”。
标题为“喷P/U水/二氧化碳”的选项实际上是一个闭孔喷雾泡沫的品牌，它的额定温度为每英寸R-5。
我对全球变暖潜势这个概念的效应大小很好奇，所以我做了一些数学计算。在没有估计效应大小的情况下谈论全球变暖潜能值是很奇怪的。我想知道的是绝缘材料的全球变暖潜能值是否真的重要——它是否会显著增加温室效应。
所以我从图中取了一个更高的值:1.2 kgCO2/sfyr，这对应于R-40组件。我不知道实际的隔热面积有多少平方英尺，所以我根据典型的建筑面积，粗略估计为2000平方英尺，这肯定比典型的外墙面积大得多。
因此，对于一个示例房屋，1.2 × 2000 = 2400 kgCO2/年。
然后我把这个数字乘以1亿，假设有1亿家庭在一年内安装了这么多的XPS绝缘材料(我怀疑这是故意的夸张高估，即使我们把北美和欧洲加在一起)。
1亿× 2400 = 2400亿kgCO2/年
我们每年向大气中排放约360亿吨二氧化碳。那是360亿吨，或36万亿千克。所以我把2400亿除以36万亿，得到0.0067，或0.67%。
因此，在1亿所房屋的所有外墙区域(可能还有一些阁楼区域，因为我保守地高估了2000平方英尺)装饰R-40级XPS泡沫的总贡献是二氧化碳总排放量的0.67%(或者相当于二氧化碳，如果这是关于其他气体，发泡剂等)。
这比我预料的要多。它仍然很小。我不确定我们是否应该关心它。这主要是关于加热和冷却，我不清楚使用玻璃纤维棒或其他东西的普通家庭有多少delta -我假设与普通家庭相比，这是一个净二氧化碳减少…
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