建造低碳或零碳住宅和建筑是最重要的零能耗住宅的下一步．走上零碳之路，减少体现碳在家里是一个重要的步骤。绝缘材料可能是隐含碳的重要来源，因此建筑商需要仔细选择这些材料。比较不同建筑材料(包括隔热材料)对全球变暖的影响的一种方法是比较它们的全球变暖潜能值(GWP)。

全球变暖潜势

全球变暖潜能值可以比较不同气体对全球变暖的影响。它衡量的是，与一吨二氧化碳(CO)的排放相比，一吨气体的排放在100年内对气候变化的影响有多大²)．与二氧化碳相比，全球变暖潜能值越高，气体使地球变暖的程度就越大²在那段时间里。换句话说，全球变暖潜能值提供了一个衡量特定气体排放对地球危害程度的尺度。(有限公司²全球变暖潜能值(GWP)为1。)甲烷的全球变暖潜能值是每千克释放的二氧化碳的28 - 28倍。通过使用在生产过程中会向大气中添加大量碳的材料来减少运行能量是没有意义的。在最极端的情况下，它是前进一步，后退两步。建筑商和设计师必须开始转向低GWP的材料。

不同类型绝缘的全球变暖潜能值差别很大

不同的绝缘材料有很大的GWP范围。许多闭孔喷雾泡沫和硬质泡沫产品具有较高的gwp。纤维素、羊毛和稻草的全球变暖潜能值很低，有时实际上可以储存(隔离)碳很多年。

以下概述了常见绝缘类型以及可用的低和极低GWP替代品对气候的影响。

硬质泡沫保温

两种最常见的泡沫绝缘材料是由氢氟碳化合物发泡剂制成的，这种发泡剂是一种非常强效的温室气体。挤塑聚苯乙烯(XPS)，用于陶氏聚苯乙烯泡沫塑料(“blueboard”)欧文斯康宁泡沫(“粉红板”)每英寸含有R-5，由HFC-134a制成，其全球变暖潜能值为1430。另一方面，膨胀聚苯乙烯(EPS)板(R3.9/英寸)和聚异氰尿酸酯泡沫板(R6/英寸)用戊烷吹，GWP值为7．

常规喷泡保温

发泡剂是喷雾泡沫产品的重要组成部分。它们是用来膨胀泡沫塑料细胞以增加其绝缘能力的气体。随着时间的推移，发泡剂从细胞中迁移出来，最终进入大气。因此，如果你使用的泡沫保温产品具有很高的全球变暖潜能值，它将放大气候变化。增加隔热所节省的能源最终将抵消这一损失，但就全球变暖而言，可能需要长达10年或更长时间才能实现收支平衡。通过使用高gwp的泡沫保温产品，可以节省成本，但会增加温室气体。

许多喷雾泡沫中的发泡剂的全球变暖潜能值为数千，远高于甲烷(全球变暖潜能值为28)。最常用的HFC发泡剂的平均GWP值超过3400。平均而言，每公斤这些物质产生的全球变暖潜力相当于3400公斤二氧化碳。

与二氧化碳相比，用于泡沫保温的各种气体的全球变暖潜能值。

第一代氟氯化碳发泡剂的全球升温潜能值接近5000。今天的第三代发泡剂HFC-245fa和HFC365mfc的全球变暖潜能值为700到1000。虽然比原来的发泡剂好得多，但它们仍然是全球变暖的重要原因。幸运的是，低GWP泡沫喷雾现已上市。

低GWP喷雾泡沫保温

冬至而且Opteon现在有两种新的低GWP发泡剂，GWP小于5。这些第四代化学物质是氢氟烯烃(HFOs)。一位能源顾问将Elastochem的Insulthane Extreme使用了Solstice，并使用了BASF的标准发泡剂，从而减少了环境“回报”时间、成本和碳排放量。

注:数字是近似值。基于对加拿大新斯科舍省哈利法克斯的一个小地下室的地基和地板的绝缘，到R-28整个内部。*根据全球变暖潜能值和发泡剂百分比估算。**根据产品生态效率报告中的数据估算。***根据加拿大自然资源部的HOT2000能源建模软件估算，在新斯科舍省电力温室气体排放强度为500g CO2 / kWh的情况下，每年可节省能源6440千瓦时。这里使用的单位是公吨。1公吨大约等于1.1美制吨。

显然，低gwp发泡剂Solstice，用于各种可用的产品，是环境的赢家。但是建设成本呢?至日吹泡沫通常成本更高，但可能有更高的r值，所以需要更少的泡沫。总价格可能相似，而低GWP产品具有非常显著的环境优势。如果您正在考虑使用喷雾泡沫进行绝缘，请务必要求使用低GWP的喷雾泡沫，例如使用Solstice或Opteon的喷雾泡沫。或者考虑使用水作为发泡剂的泡沫的利弊。

水吹起喷雾泡沫

水吹技术最初用于开孔泡沫，但现在也可用于闭孔泡沫。混合物中的水在施用过程中发生反应释放CO²和热。CO的组合²水蒸气膨胀形成了隔热层的三维结构。因为水会反应生成CO²，发泡剂的GWP值仅为1。

Icynene ProSeal Eco是100%水吹中密度闭孔泡沫，GWP值为1，绝缘值为R4.9/英寸。本产品现用于市场上各种喷塑泡沫中，有各种品牌名称。

喷涂聚氨酯泡沫联盟的研究表明在美国的许多气候条件下，水吹泡沫喷雾的碳回收期(产生的温室气体与避免的温室气体)不到一年，而使用第二代和第三代HFC发泡剂的泡沫通常需要至少两到三倍的时间才能收回。然而,霍尼韦尔表示，尽管水吹泡沫和Solstice的全球变暖潜能值都是1，即使水基泡沫每桶更便宜，但与hfo相比，水吹系统有一些缺点，应该被考虑。他们认为，水吹泡沫的隔热性能降低了25%，由于二氧化碳气体的扩散，尺寸稳定性的体积变化增加了25%，泡沫密度增加了13%，因此需要更多的聚合物才能达到相同的泡沫厚度，应用成本增加了25%。这些声称都是要向水吹产品的供应商核实的。

喷雾泡沫中的MDI怎么样?

即使是极低gwp的喷雾泡沫产品，无论是Solstice、Opteon还是水基产品，都可能是不可持续的，因为聚氨酯的关键成分是亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)或相关化学物质，在应用过程中会释放气体。它们与哮喘和肺部疾病等健康问题有关。然而，美国环境保护署(U.S. Environmental Protection Agency)尚未对MDI进行监管，安装人员需要采取通常的预防措施。人们对它们对居民健康的影响知之甚少。对于那些关心MDI的人，请要求提供您正在考虑使用的任何产品的材料安全数据表(MSDS)，以验证泡沫产品中是否存在MDI，包括那些生物基产品。

“生物基”喷雾泡沫

现在有一些喷雾泡沫产品含有少量的生物基材料，或大豆油或蓖麻油。它们的r值相似，GWP值为1。然而，将这些泡沫称为“含生物”更为准确，因为它们通常含有约15%的生物基材料。例如，一种大豆产品，BioBased，使用Icynene，是只有15%的大豆85%的聚氨酯。Demilec的HeatLokSoy产品含有超过20%的回收塑料材料和大豆Icynene生产蓖麻油产品“可再生成分大于或等于7%。”由于喷雾泡沫产品数量众多，所涉及的化学成分种类繁多，所以在购买前最好彻底研究一下这个话题。

松填充和电池绝缘

松散填充和电池绝缘不含石油化学物质，并承诺有较低的全球变暖潜能值。普通玻璃纤维的全球变暖潜能值在传统绝缘材料中最低，但仍具有显著的全球变暖潜能值并呈现众所周知的对操作人员和安装人员的健康危害．

那么CO是多少呢²与一些泡沫产品相比，普通和替代非泡沫基绝缘材料的影响?这是一张隔热材料碳影响的图表，其中包括许多来自a《气候行动建设者》2019年白皮书。

来源:碳智能材料托盘

建筑科学发布的这张图表显示了各种松散包装或电池绝缘材料的碳足迹。

该图表显示了一些常见绝缘材料的隐含碳，在R-28的值下进行了同样的比较。这些材料从低到8公斤的CO²e(以二氧化碳体积表示的总排放量)的秸秆捆，以挤压聚苯乙烯(XPS)为4×8脚墙部分的38.5公斤。与内含碳相比，稻草包对其他绝缘材料的影响微乎其微。在此基础上，这是一个很好的选择，但人工成本较高。考虑到稻草中封存的碳量，这种比较就变得特别值得注意。（Hempwool棉絮也可以使用可以固碳。)

一堵R-28稻草包墙可以吸收42.8公斤二氧化碳，不仅弥补了少量的隐含碳，而且使其具有负的全球变暖潜能值。按重量计，稻草中的纤维素含有37%至51%的碳。只要稻草不腐烂或燃烧，碳就会被困在那里几十年或几个世纪。虽然稻草包很难被视为主流建筑材料，但使用稻草基材料和其他生物基材料来进行空腔绝缘或建筑围护板，如结构绝缘板(SIPs)，前景广阔。

低和负GWP sip和面板

现在有许多公司用稻草、木屑、羊毛和/或大麻制造低gwp结构隔热板(sip)和可定制板。有些人声称，他们的产品可以隔离碳，这也许是正确的。Bensonwood新英格兰地区的一家领先企业，使用密集包装的纤维素。图克树在安大略省使用密集包装的纤维素，羊毛和/或木纤维。简单的生活也在安大略省，使用纤维素和稻草捆。EcoCocon这家欧洲公司的产品现已在美国上市，该公司在木框板上使用稻草隔热。B.Public预制在不列颠哥伦比亚省使用密集包装的纤维素。和Alpha系统来自德国，在科罗拉多州制造，使用纤维素，很快就会上市。其中一些公司将电池板运往北美各地。

纤维素和稻草基绝缘材料很可能具有固碳潜力，这取决于它们以可持续的方式饲养、加工和运输。这些说法很值得核实。许多这样的制造商运送长途，所以它将值得给他们一个电话，以检查他们的运费到你的位置。当然，在运输过程中排放的碳应该包括在你的碳核算中——所以当地的更好。

对于有兴趣实现零碳的建筑商和设计师来说，是时候探索一下有哪些低全球变暖潜能值的绝缘材料，其成本可能与现有材料相当。虽然完美的，最具成本效益的解决方案可能还没有在你的领域，它是非常值得研究这里提到的选项。每年都将带来更多具有成本效益的低GWP保温选择。

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乔·埃默森(Joe Emerson)是零能源计划T，本文首次发表的地方。经允许转载。所有插图均由作者提供。