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建筑科学

大气燃烧能在喷雾泡沫隔热阁楼中工作吗?

为了降低成本,一些承包商对阁楼上的炉子进行了有问题的改造

这个水平(低男孩)炉在一个密封的阁楼有一个燃烧风管粘到炉柜。它不仅违反了建筑规范,而且可能不起作用,使密封的阁楼根本不那么密封。
图片来源:除非另有说明,所有照片均来自Energy Vanguard

前阵子我写过将常压燃烧炉置于密封阁楼的不兼容性.大多数情况下,阁楼通过在屋顶线安装喷雾泡沫隔热材料来密封,从而将阁楼带入建筑围护结构中,并(直接或间接地)将其变成有条件的空间。好消息是,一些安装人员了解这个问题,并试图解决它。坏消息是他们中的一些人做了什么。

燃烧空气改造

右边的照片就是一个很好的例子。在安装喷雾泡沫之前,炉子是在阁楼上的。房主雇了一个喷雾泡沫承包商来改善建筑围护结构,但预算中没有足够的钱同时更换炉子。

我不知道你上面看到的燃烧空气改造是由喷雾泡沫安装人员还是暖通空调承包商完成的,但无论如何,这几乎肯定是行不通的。以下是主要问题:

  • 管道尺寸不足。他们使用了一个4英寸的弯曲管道,你通常在浴缸风扇上看到(它们有自己的问题),它至少跑了20英尺,跑到了阁楼的出口处。这将不符合燃烧空气入口的代码要求,正如你将在下面看到的。
  • 风管安装不良。风管没有拉紧,进一步减少了通过风管的气流。
  • 用胶带封住炉子百叶。百叶区域的设计是为了允许适量的燃烧空气进入熔炉。通过用胶带覆盖其中一些,这种改造的安装人员可能会保证与他们的目标相反:更少的燃烧空气,而不是更多。

[图片来源:Nikki Krueger]
左边的图像显示了一个更好的安装。管道看起来直径有6到8英寸,是由坚硬的金属制成的。这两种东西都会让更多的空气通过。

这些空气甚至可能向火炉方向移动,而不是远离它。当然,这并不能保证。正如我的朋友大卫·理查德森喜欢说的那样,燃烧的空气并不在乎我们在图表上的箭头指向哪个方向。空气从高压区流向低压区。在某些情况下,空气可能会从入口流出而不是流入。

对空气的需要

现在让我们再深入一点。让我们看看建筑规范说的正确方法是什么。

左边的图片显示了一种特殊类型的熔炉中的燃烧器。当你拉开炉子的盖子时,你的手指就会被火焰戳到。)我说的是你可以这样做。不过我当然不推荐。)

这意味着火焰在炉内是露天的。因为我们知道燃烧是燃料(在这里是天然气)与氧气的化学反应,所以必须有空气供应来保持燃烧。炉柜里的空气很快就会耗尽,所以一定会有更多的空气进来,对吧?

这就是为什么熔炉在左边的图像有百叶窗的封面。它允许周围空间的空气被吸入燃烧。这就是我们所说的标准效率炉。如果你现在买了一个新炉子,想买最便宜的,这可能就是它的样子。

不过,一些老房子有一种不再生产的炉子:天然通风炉。左边的照片显示了它们的样子。注意这里有两个地方,这个熔炉吸进空气,这些家伙吸进很多空气。它们也更容易倒转,但这不是我们的重点。

空气从哪里来?

所以如果你有任何类型的大气燃烧装置,你需要确保它有空气燃烧。这两个选项是:

  • 室内空气
  • 室外空气

让我们分别来看一下。

利用室内空气进行燃烧

如果你要使用室内空气,室内必须有足够的空气。解决这一问题的两个建筑规范是国家消防协会标准54 (NFPA-54)和国际住宅规范(IRC)。

两者都提到了使用室内空气燃烧的问题。大气燃烧空气可以从中吸取的空间必须至少有50立方英尺的体积,每1,000 BTU/小时的设备容量。

比方说,你在屋顶线(有两个炉子的盒子)喷洒泡沫隔热材料,把阁楼搬进了建筑围护结构内我之前关于这个主题的文章).现在,让我们用一些数字来表示。(是的,我们要做数学,但这只是简单的算术。我知道你们有些人希望学习偏微分方程,但我想你们今天只能通过多背几个圆周率的数字来安慰自己了。)

例如,如果阁楼的建筑面积为800平方英尺,平均高度为4英尺,那么体积将是3200立方英尺。将这个数字除以50,得到你可以放在阁楼上的最大容量的电器,你就得到64,000 BTU/小时。

那将是一个中等大小的熔炉。但你只能在阁楼上放一个。放两个上去,代码说你没有足够的空气。一台8万BTU/小时或10万BTU/小时的电炉,这在家庭中都不常见,也就过时了。

为你的大气燃烧设备提供更多室内空气的一种方法是将它们所在的空间与家中的其他空间连接起来。例如,你可以在墙壁上安装几个格栅,将机械室与有条件的空间隔开。代码规定了你应该怎么做,以及开口必须有多大。

另一种获得更多空气的方法是计算渗透。同样,如果你打算这么做,请检查代码。

利用室外空气进行燃烧

另一种为燃烧装置提供空气的方法是从室外引入。做到这一点的标准方法是“高低通风口”。左边的图片显示了一个例子。有两条管道通向地下室的机械室。其中一个在天花板附近,另一个在地板附近。

[图片来源:国际代码委员会]
左边的图像和下面的图像来自2012年的IRC,并显示了两种方法来做垂直管道的高低通风口。只要这些空间与室外直接连通,管道就可以从爬行空间或阁楼中抽出燃烧空气。在第一张图中,低通风口连接到通风的爬行空间,高通风口连接到阁楼。

[图片来源:国际代码委员会]
在左边的图表中,两个通风口都连接到阁楼。

代码中指定的另一种方法是使用单个开口。左边的图像显示了一个地下室机械室,试图以这种方式满足代码要求。

无论是高低通风口还是单开口方式,建筑规范都规定了所需的通风口面积。与使用室内空气时计算容积一样,所需的通风口面积是基于燃烧器具的总容量。

以下是双永久开口法的规则:

  • 1平方英寸/ 4000 BTU/小时-垂直管道
  • 1平方英寸/ 2000btu /hr -水平管道

使用一次永久开启方法时,您需要:

  • 1平方英寸/ 3000btu /hr -垂直或水平风管

你看到了多少违规行为?

现在回过头来看看我在文章开头放的两张照片(在页面顶部)。两者都采用单一永久开启方法,每3,000 BTU/小时的容量需要1平方英寸。第一个是直径4英寸的管道,所以面积约为12.6平方英寸。代码将允许其最大容量约为37700 BTU/小时。换句话说,它可能太小了,因为这么小的熔炉并不多。

当然,百叶窗上的胶带还有个问题。还有另一个违反规定的地方。燃烧风口应该有一个最小的间隙6英寸从燃烧器具的前面。

第二张照片中的熔炉更接近于满足要求。如果它是一个6英寸的风管,它将有28平方英寸的面积,满足84800 BTU/小时的炉的要求。如果是一个8英寸的管道,它可以满足总容量约150,000 BTU/hr的要求。不过,它仍然没有达到6英寸的净空要求。

但这能奏效吗?

上述方法是否有效是有争议的,这取决于你用什么标准来衡量可接受性。以下是一些陷阱:

  • 使用室内空气仍然意味着使用室外空气。每立方英尺(或立方米)进入燃烧装置的室内空气会随着废气离开房子。当这种情况发生时,又有一立方英尺从建筑围护结构的漏洞中被拉进来。
  • 空气并不总是遵循我们在图上画的箭头。你可以在机械室里装上所有的通风口,但空气是否向我们希望的方向流动取决于压差推动它的方向。风、堆栈效应和其他机械系统都可能导致空气以“错误的方式”流动。
  • 从室外引入燃烧空气会浪费能源并导致舒适问题。我们知道有句老话说"房子需要呼吸是一个神话。房子需要能够干燥,他们需要良好的室内空气质量。他们不需要额外的漏洞。需要呼吸的是那些人。
  • 居住者有时会把它们封起来,因为他们不明白为什么他们的房子里有一个洞。这种事时有发生,就像他们有时会堵砖墙上的漏洞一样。

正如我之前所说,是时候把大气燃烧装置放在过时技术的堆里了。让它们和蒸汽机、打字机、计算尺一样,作为过去时代的遗迹,占据应有的位置吧。

Allison贝尔斯迪凯特,格鲁吉亚,是一个演讲者,作家,能源顾问,resnet认证培训师,和作者能源先锋博客.看看他的深度课程,掌握建筑科学并在推特上关注他@EnergyVanguard

3评论

  1. exeric||# 1

    困惑
    “从室外引入燃烧空气会浪费能源,导致舒适问题。”我对这个评论有点困惑。或许我是断章取义了。这不是只有当室外空气在到达未密封的燃烧部位之前取代了室内生活空间的空气才成立吗?如果室外空气直接进入一个密封的燃烧点,而不取代生活空间的空气,这对我来说似乎是理想的。

    编辑:我想关键是你如何定义密封空间和你如何定义生活空间。例如,在你的例子中,在屋顶下面有绝缘的密封阁楼,如何定义阁楼天花板的边界是很重要的。如果边界是完全空气密封的,你必须把空气从阁楼的通风口带到外面的空气为开放的燃烧器。但在这种情况下,来自外面的冷空气会冷却阁楼,并否定了一个有条件的空间阁楼的整个想法。如果你向下面的生活空间发泄,那么你就依赖于空气泄漏到生活空间,然后有同样的问题,只会更严重。

    然而,这似乎有助于不定义问题使用阁楼作为密封燃烧空间。最后,你必须将密封定位到燃烧器燃烧区域,如果火灾发生在房子内的任何地方,总是为排气和入口空气设置远程管道。所以你的结论是完美的。

  2. exeric||#2

    Consistancy
    如果愚蠢的一致性是小心眼的妖怪,我想我必须认罪,至少在一定程度上认罪。在我看来,没有什么好办法来密封煤气灶,所以人们会有同样的问题在这里讨论。就小。事实上,我看到有人评论说,当使用燃气烤箱或炉灶时,他们的房子的CO^2测量值上升了,所以这可能是冷(或热)置换空气与燃烧副产物的综合影响,在一个健康的房子里不是一件好事。

    这是需要考虑的问题,尽管很多人不愿意认真对待这个想法。煤气灶最终是否也会成为过去的遗迹,这将是一件有趣的事情。我会猜“是的”,尽管在我有生之年可能不会。

  3. yogumon||# 3

    大气炉——说不
    出于空气质量(氮氧化物)和能源效率的考虑,瑞士不再允许使用它们。德国要求更换使用年限超过30年的熔炉。

    同心排风系统(进气在外面,排气在里面)负责排风,并通过排气余热预热燃烧空气来提高效率。

    这里的另一项规定要求系统温度不高于50摄氏度,以允许未来升级热泵,并保持炉在更有效的冷凝模式。

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