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绿色建筑新闻

建筑师促进高性能壁板

这种“太阳能活化立面”结合了玻璃、木材和空气,但被吹捧的R值正遭到一些怀疑

图1 / 4
这座欧式办公大楼它的瑞士开发商称之为“太阳能活化立面”。在美国推广该装配的建筑师说,玻璃和木材覆层产生非常高的“有效R值”
图片信用:纳尔逊建筑师
这座欧式办公大楼它的瑞士开发商称之为“太阳能活化立面”。在美国推广该装配的建筑师说,玻璃和木材覆层产生非常高的“有效R值”
图片信用:纳尔逊建筑师
木材吸收器中鳍片的角度帮助确定木层可以吸收多少太阳能。在冬天,低太阳角允许光线到达木材的核心;夏季,倾斜的百叶窗挡住了阳光直射。 SAF形成墙壁的外部非结构层。根据开发人员的不同,其热性能在不同的条件下有所不同。木材吸收器通常由松树或落叶松制成。 SAF可与光伏组件组合。在这座建筑物外部,下壁在墙壁的上部结合太阳能模块时完成了SAF。

埃里克·纳尔逊(Eric Nelson)是一位与美国和瑞士都有联系的建筑师,他正在北美寻找一位愿意凭借其新颖的隔热和覆层系统实现信仰飞跃的人。到目前为止,还没有接受者。

尼尔森的太阳能激活Façade (SAF)最近被评为年度最伟大的家庭创新之一科普读物杂志,但它有一个很好的赌注,很少有建筑物或设计师已经听说过,这么少得多是一个新房子。在瑞士在20世纪90年代末开发的建筑师名为Guiseppe Fent,Saf将木材,玻璃和墙壁装配中的空间结合在一起。

据尼尔森介绍,在加热季节的过程中安装在波士顿的木框架房屋上,南方朝鲜朝向9 1/2英寸厚的厚度将平均“有效的”R值为120至150,马萨诸塞州。

但是Nelson使用的短语“有效R值”在他的公司网站上将为许多能源专家提高红旗。“有效的R值”是一个没有科学定义的公制,并且过去已经与夸大的索赔有关。根据必须在U.S的情况下报告R值的方式测量。,具有150的“有效R值”的壁将具有约R-21的全壁R值。(讨论短语“有效r-value”这句话的用途见关于热质量.)

在波士顿的例子中,吹捧的热性能不会像南方面向以外的方向的墙壁上的眼睛弹出,但根据尼尔森,它仍然高于任何建筑物目前可以抓住他们的手。尼尔森表示,在Empa Switzerland(瑞士联邦材料科学和技术)和其他实验室已被“反复测试”。

除了其高“有效R值”外,覆层几乎不需要维护,因为它主要由玻璃制成,并且组件应能使用50年或更长时间。Nelson说,这些因素加上节省的能源,使SAF的使用寿命成本低于传统的外部隔热复合系统,也称为ETICS(在欧洲被称为ETIS的包层系统在美国被称为“外部绝缘和饰面系统”,或EIFS)。

只有两个问题:昂贵,而且尼尔森还没有在大西洋彼岸找到愿意尝试的客户。

墙装配的工作原理

SAF应用于新建筑中的结构墙——例如,框架木墙或混凝土砌块墙——或用于能源改造的现有墙。它由一个被称为“吸收器”的磨碎木百叶窗、一个气隙和一片钢化玻璃组成,这两块玻璃共同形成一层2 1/2英寸厚的玻璃。

翅片以一定的角度磨成木材层,从而调节木材能吸收多少太阳能。在冬季,当太阳的角度较低时,阳光可以到达吸收器的核心,在白天将其加热。日落后,太阳能加热的缓冲器冷却,释放白天储存的热量,减少通过墙壁的热量损失。在夏季,当太阳角度较高时,玻璃反射部分太阳能;玻璃后面的空气层升温并上升,将热量带上并带出建筑物,而百叶窗的向下角度阻止阳光到达木材层的核心(见下图2)。

纳尔逊说,墙壁可以安装为预先编制的单位或在现场安装,尽管现在的首选方法是预制Poinels Off网站。

根据Nelson的说法,该组件的一个主要优点是在最小的壁厚下产生非常高的“有效r值”。在他的网站上发布的一个例子是一个有框的2×6墙,里面填充了岩棉绝缘材料,3/4英寸的木护套和1/2英寸的石膏干墙,用SAF覆盖:总壁厚为9 1/4英寸。

在面对朝南的墙上,R值将具有150个“有效的R值”。在东壁和西墙上,“有效的R价”平均为95,以及在加热季节的平均水平是44.随着条件的变化,热性能变化。

“我们的数据是动态的,”尼尔森在电话采访中说。“这是一个动态的r值。实际上,每小时、每一天、每个月都不一样。为了简单起见,我们取平均值。在整个冬季,我们可以得出平均[有效]r值为150。有时我们可能达到R-80,有时达到R-120,有时达到R-200。”

这些数字是如何推导出来的

根据合同在以下地点进行的试验:瑞士Empa,测量热流通过样品壁部分在一个月长的时期模拟冬季,以及两周的跨度模拟夏季条件。在整个横截面上放置测量热量的传感器,从玻璃外开始,以测量外部空气温度并以间隔间隔开到内表面。

测试的第二个目的是检查公司的计算机软件是否能够准确预测测量的性能。Nelson概括地描述了这些测试,但表示这些报告本身是专有的。

“我们可以预测任何气候的U价值/ r值,以及Façade的任何方向,”他说。

是“有效的R价”太好了才能被认为是什么?

“实际上,就像你说的那样,”纳尔森说。“那些是令人难以置信的数字,很难在它周围包裹你的思想。有时它没有帮助我,因为它只是创造了太多疑问。

“我有很多感兴趣的人,他们都很惊讶,”他继续说。“他们说,‘哇,这是绝对华丽的,高性能,’所有的一切,但试图搞定第一个项目不是那么容易。我在瑞士也看到过。你可以成为很多人谈论的话题,但人们并不确定,因为他们不习惯这样想。你只要坚持你所知道的——无论是建筑师还是客户……我认为这很难,因为人们不理解它。”

[GBA联系了橡树岭国家实验室和国家可再生能源实验室,询问是否有任何科学家们是否可能对SAF大会发表评论。NREL表示,其工作人员没有人熟悉该技术;ornl尚未回复。]

策划高成本

尼尔森说,一个SAF会花费两倍多外保温复合系统(ETICS),虽然他没有说具体多少钱。在瑞士进行的生命周期成本分析中,假设这堵墙能使用50年,他说,如果将节能和处置成本计算在内,成本实际上将比ETICS低三分之一。

“一个主要的优势是您可以拥有更薄的墙壁来实现高性能,因此您可以彻底减少墙壁的厚度,”纳尔逊说。

他补充说,在楼面面积宝贵而回环非常紧的地方,在不牺牲太多楼面面积的情况下取得高的表现,可能会超过较高的初始成本,不过在楼价和住宅密度较低的乡郊地区,情况可能并非如此。

尼尔森说,大会已经包括纹理的太阳能玻璃,增加了穿过木材百叶窗的太阳能量,但他称为回火浮玻璃的开关,因为它较便宜。随着替代的性能“几乎没有变化”。

另一个激励因素可能是在组件中添加光伏电池,Nelson说这是一项专利申请的主题。

仍在寻找他的第一个客户

尼尔森说,他在瑞士长大但最终搬到了佛罗里达州,在那里他在海洋科学中获得了硕士学位。他为美国地质调查工作,然后在架构中赢得了硕士学位。

“我很快意识到,当时的建筑,绿色建筑是如此落后,当然,尤其是在佛罗里达,”尼尔森说。“我决定回到瑞士,在那里我碰巧遇到了Guiseppe Fent。我原以为他会是个乡巴佬建筑师。事实证明,他是一个非常有创新精神、敢于创新的人。”

尼尔森说,芬特在20世纪90年代开发了SAF。它于1999年安装在第一栋房子上,此后已在瑞士各地的100多个项目上使用,通过Fent's出售Lucido太阳能公司。

纳尔逊称芬特是一个“白手起家、富有创新精神的人,他在绿色建筑领域挑战了极限。”

“当它来到绿色建筑时,他是一个真正的先驱,”纳尔森说。“他开发这个系统的原因是因为他无法找到任何完全绿色的材料并适合他的野心。所以他创造了这个,成为他自己最好的客户。“

尼尔森去了粉丝的公司工作。最终,围栏接近尼尔森,并为他提供了北美的SAF专利权。从那时起,尼尔森已经建立了一个联系人,其中许多人在波士顿地区,而他试图鼓起营业。他接近田纳西州的着陆工作,并一直与明尼阿波利斯建筑师交谈,这是一个显然对自己房子里的野生动物们很感兴趣。但到目前为止,SAF是一个寻找其第一家北美客户的产品。

尼尔森说:“我一直在做一些事情,一步一步地建立我的网站、建立我的商业计划、市场调查等等。”“我们一直在密切关注项目……”

8评论

  1. Aaron Gatzke.||#1

    在自己的家中安装?
    想知道为什么他没有在自己的家中安装,如果它如此好?
    然后,他将有一个产品展示...

  2. 克里斯蒂安霍夫兰||#2

    我们就叫它什么吧。。。
    这是一堵镶板的特朗贝墙。最佳应用:日间温度波动较大的地方。

    由于没有测试数据和方法,所以这只是您最新的绿色洗涤产品。如果技术如此出色,那么我不明白为什么共享测试程序和结果数据会有任何问题。

  3. 比尔Swanson||#3

    神奇空气
    另一个魔术空气系统。像铝箔泡泡包裹。

    3“木材和玻璃将在北墙上加入R-24,在南墙上r-75。当我看到与能量模型相比,我看到一个具有实际能量数据的房子的时候。

  4. 埃里希里森伯格||#4

    超级绝缘棚
    作为一个消费者和自己动手的人,有没有理由一个有这样想法的人不会在加拿大边境附近建造一个300平方英尺的棚子来在现实生活中检验这一点?

  5. 埃里克·纳尔逊||#5

    对之前的评论响应
    各位,

    感谢您花时间阅读本文。为了回答您的问题,我们是目前正在寻找种子/系列的一个小型初创公司以及(工业)合作伙伴,以确切地做你所建议的,即使系统是完全审查了瑞士及周边国家的一百多个完整的小型和大型建筑,并可在今天在北美安装。我个人不拥有一个我可以忍受这样的案例研究的家。然而,发明它的建筑师确实拥有这样的家。

    此外,该系统已通过测试上的立场在瑞士和德国著名的测试实验室,并在许多情况下,研究证实。这是一个专有软件计算的R值已经过验证和新航,瑞士对口的AIA所接受,被输入到类似ASHRAE90.1认证能源车型。对于我们个人的保护,我们不公布测试结果可能会放弃该算法我们的软件,可以放弃我们的竞争优势,这主要是了解和预测中的热流。

    唉,关于“有效”或“动态”r值的讨论并不是一个容易的,这已经妥善了解缺乏适当的定义。就能够进行沟通而言,我们对此类术语进行了声明,并且可以在需要时证实。请记住,SAF与TIMS系列密切相关(透明的保温绝缘),因此它不仅仅是一个简单的问题,可以解决R值,因为它实际上也保持了G值参数。但是,这次讨论必须在工程师之间进行。

    那么,我们的立场是什么?我们有一个伟大的“证明”(在瑞士,也以其质量)的产品,我们想介绍我们正在寻找的北美市场早期投资合作伙伴,这将给我们的资源适配器和瑞士产品,翻译(标准、单位和语言)和适应美国市场,对需要重新检测的进行重新检测,并提供所有必要的尽职调查,以获得客户的信任。

    我们欢迎任何建设性的意见(包括批评意见),这会让每个人都有更好的体验。如果您想保持开放的思想,并需要更多的信息或美国本土的案例研究,请亲自与我们联系,我们将尽我最大的努力为您提供这些信息(英语)。

    埃里克·纳尔逊
    纳尔逊建筑技术有限公司
    (SAF北美的所有者)

    PS.我认为我们产品网站的链接不是很好,但现在应该随时更正。

  6. GBA编辑
    马丁·霍洛拉||#6

    回应埃里克尼尔森
    埃里克,
    感谢您的意见。正如您可能所知,ASTM已建立用于测量材料的R值的测试程序,以及用于测量组件的R值的测试程序。

    在美国,联邦法律(R值规则)列出了必须被用于测量R值的ASTM测试程序。它是法在美国违反提供信息给消费者,其中列出的R值不是由这些列出的ASTM试验方法测定。任何保温材料销售给消费者,必须遵守本法。

    您网站上讨论的“有效R值”未根据这些ASTM方法进行测量,因为ASTM方法未考虑太阳热增益。当您的网站将“有效R值”(一个没有定义含义的短语)缩短为较短的短语“R值”时,在我看来,您的声明违反了联邦R值规则。

    毋庸置疑,如果你要发明一个新的指标,在​​测量r-value时考虑到太阳能热量收益 - 让我们称之为新的公制“纳尔逊价值” - 那么你无法将它与r-比较普通墙组件的价值。如果您以考虑太阳能热量增益的方式测量普通墙壁组件的性能,您会发现当阳光温暖壁板时,任何普通的墙壁都会在冬季丢失。什么对鹅有好处适合雄鹅。如果你想使用尼尔森价值来测量你的墙,你必须让我使用尼尔森价值来测量我的墙壁。

  7. 内森·Kipnis FAIA||#7

    热材料。。。
    也许我漏掉了什么,但为什么要用木材做吸热器呢,既然有其他材料可以更有效地吸收和传递热量呢?水泥板不是更好的材料吗?不知道水泥板怎样才能最好的形成百叶效果,但我认为有更好的材料。

  8. 詹姆斯摩根||#8

    面板接缝?长寿?
    GBA已经展示了许多次,即以任何成本的成本对超高高值的无情追求是难以理解的或环境的合理性。但是,除了“有效的R值”之外,任何块壁包层系统中最薄弱的链接就在水平接缝处,特别是您可以期望面板上的高速扩张和收缩的速度。我认为没有注意到这些关键细节的关注,在这些弱势基台的水和空气渗透可能很快删除了任何可想到的能量保护益处。和高端外壳系统只有五十年(预测的)寿命?我见过比这更长时间的蹩脚的梅松石壁板。从长期的绿色建筑角度来看,不是一个舒适的思想。

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