图片来源:所有照片:Golcar Passivhaus
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编者按:本文作者Bill Butcher是一名认证被动房顾问，曾是The邓比戴尔被动式房屋目前正在领导Golcar被动式住宅该项目位于英格兰西约克郡的戈尔卡(Golcar)，面积2700平方英尺，有三间卧室。在比尔的文章中使用的一些技术和结构相关的术语已经从英国英语翻译成美国英语。
在Golcar被动式房屋中，我们采用了隔热屋顶组件，在阁楼区域创造了额外的空间，而不是我们为Denby Dale项目创造的非隔热屋顶。你得到了额外的空间和空间的优势，但不可避免地，一个绝缘的屋顶组件是更昂贵的选择，因为它是一个更复杂的建筑。
事实上，戈尔卡被动式房屋的屋顶细节与我们的相似斯特利农场能源公司项目。
结构稳定性
我们使用钢结构的脊梁来承担建筑的主要负荷(见下图2)。这些钢梁在隔热层内(所以它们不会形成“热桥”)。
椽子的工字托梁
对于椽子，我们使用了比在斯特利使用的稍微小一点的i型托梁。在这种情况下，工字梁是302毫米(11.9英寸)深。我们从最近的斯特利农场项目中改进了工字托梁的细节，在工字托梁的腹板两侧放置了25毫米(1英寸)的硬质泡沫保温材料，使其形成一个整齐的单元，两侧齐平(见页面顶部的图片1)。
这种方法有三个主要优点:
- 它减少了通过工字梁的热桥接。
- 它确保我们的矿棉或玻璃纤维填充在椽子槽是一致的和齐平的，而不是压扁在i型托梁。
- 它减少了i型梁腹板内绝缘和热旁路周围的空气流动。
Windtightness
屋顶必须是不透风的，并且在外面是不透气的;在内部，它必须是不透气的。
在斯特利，我们使用了木纤维蒸汽打开的沙板作为屋顶护套。相反，在Golcar我们使用Solitex防风膜(一种空气屏障膜)，因为需要在屋檐和耙子处进行传统的细节设计(见下图3)。
为了进一步减少工字托梁的热桥接，我们在屋顶组件的内部使用了一个连续的50毫米(2英寸)硬质聚氨酯保温板，夹在Intello膜(智能缓蒸气器)。
搭建屋顶
屋顶组件的各层如图4所示。从外到内，有以下几层:
- 天然石板
- 板条和反板条
- Solitex薄膜，胶带
- 在302毫米(11.9英寸)的i型托梁之间填充325毫米(12.8英寸)的玻璃纤维电池，使电池压缩，减少了下垂的可能性，并最大限度地减少了热旁路问题
- 25毫米(1英寸)硬质聚氨酯保温材料附着在工字梁腹板的两侧
- 智能蒸汽缓速器作为空气屏障(粘在里面)
- 50mm(2英寸)硬质聚氨酯绝缘材料，上面有层压石膏板
注意:我们实际上并没有在这里使用Intello的全部潜力;从理论上讲，它可以被塑料布取代。我们无法利用它的“智能”和蒸汽释放特性，因为我们已经用硬质聚氨酯绝缘材料挡住了它。但我们在这里使用它是出于可构建性、健壮性和成本的考虑。
这不会产生湿气/冷凝的问题，因为我们在外面有一个开汽膜，所以湿气不会被困在屋顶上。根据经验，如果蒸汽控制层位于隔热层的前三分之一内，则没有间隙冷凝的危险。
屋顶/墙壁连接处的美学
屋顶和外墙之间的连接处需要符合西约克郡的方言。在Denby Dale，我们有一个大的悬垂来遮阳，这掩盖了屋顶内隔热层的厚度，这给建筑带来了与普通西约克郡方言不同的外观。
在Golcar，我们不需要悬挑，但我们必须用较小的椽子创建一个额外的“假”屋顶(见下图#5)来覆盖墙壁的厚度;否则就会产生美学问题。
两层屋顶
我们必须确保两个屋顶高度之间绝缘和气密性的连续性。为了实现这一点，我们必须建造木材“框架”，这样我们就有了连续的绝缘，以及气密性和防风性(见下图#6)。
PHPP
我们使用PHPP对屋顶进行了一些成本/效益分析，我们得出的结论是，我们不需要像在斯特利农场的温暖屋顶那样使用如此深度的隔热材料。这一次，我们要用302毫米(11.9英寸)深的椽子，因为我们不需要406毫米(16英寸)的i型托梁。我们不需要像在斯特利那样高的u系数。
这就是使用php来规划项目的美妙之处;你可以慢慢来，看看你能逃过什么惩罚。因此，我们在金卡被动式房屋的屋顶上有一个较小的u系数，但它仍然提供了15千瓦时/平方米*年的被动式房屋需求。
北面
我们使用了3个Fakro屋顶(天窗)，它们是经过被动节能认证的四层玻璃，全窗的u系数为0.58 W/m2K(相当于美国的U-0.10)。他们还配备了气密和防风裙摆和隔热灯罩，所以他们真的考虑过如何在被动式房屋/低能耗建筑中工作(见下图7)。
被动式房屋屋顶的问题在于——由于屋顶需要防水和防风——你不能像门窗一样把它们包裹在隔热层里。你必须把框架放在屋顶外面的寒冷处。屋顶的热边损失(Psi值)大约是房屋墙壁/窗户安装细节的10倍。
屋顶在散热方面总是一个薄弱环节。但由于Golcar的房子相对较大，我们可以使用三个屋顶(多亏了PHPP建模)。
比尔·布彻是绿色建筑商店Bill是一名认证被动房顾问，他是Denby Dale被动房的项目负责人，目前正在领导英格兰西约克郡的Golcar被动房项目。
21日的评论
结痂的椽尾
在GBA的细节库中是否有类似的细节显示结痂的椽尾的布局?似乎我看到的大多数都是悬挑在屋顶上，或者穿过空气屏障。这些看起来就像你可以预先把它们连接到你的空气屏障(护套)在地面上，然后固定它一次。
结痂的椽尾
啊，是的，经过进一步的检查，我发现椽尾不是悬垂的。这并不适用于一个18英寸的悬挑。我的坏。
回应狄龙·沃特林
狄龙,
如果你对“应用悬空”的更多细节感兴趣，或者在外护套被空气密封后，在外护套表面结痂的椽子延伸，你应该看看这两篇GBA文章附带的插图:
密封墙和屋顶护套
消除墙壁和天花板上的绝缘材料
．
口吗?
难道啜饮会是大教堂天花板之外更好的选择吗?考虑到绝缘和密封教堂天花板所涉及的所有问题，难道sip不能提供一个更简单的解决方案吗?
你曾经在被动式房屋设计中使用过屋顶sip吗?或者它们在欧洲没有使用?
直接覆盖桁架和玻璃纤维的膜
看来除了Solitex薄膜外没有其他的屋顶护套，如文章和图片所示。虽然Solitex是由垂直的板条固定的，但我想知道这种建筑在英国或美国有多普遍?
“在斯特利，我们使用了一种木纤维蒸汽打开的沙板作为屋顶护套。相比之下，在Golcar，我们使用的是Solitex防风膜(一种空气屏障膜)……”
天然石板。板条和反板条。胶结的Solitex膜。325毫米(12.8英寸)玻璃纤维板条填满
我见过很多类似的设置
我在英国和法国也见过很多类似的机构(当然是网络，从来没有去过那里:P)
许多较新的英国房屋使用一些不同的“箔”型隔热材料作为额外的屋顶隔热材料，
就在水膜下面。
我不认为这是北美流行的建筑方式。
在加拿大从来没有见过这样的事情。
我更喜欢SIPS +额外的蒸汽/水膜，而不是这种劳动密集型方法。
也许SIPS在廉价的梁上可以是纤维素填充在智能膜细胞上?
但无论如何，看到/阅读“其他”系统的细节总是有益的!
在隔热层之上没有护套的屋顶
RJP:
Ken Levenson在这里发表评论只是时间问题。
肯·利文森(Ken Levenson)是纽约Four Seven - Five的合伙人之一，他的公司推广这种屋顶组件。他有一些美国类似项目的照片
减少热桥接
我很好奇如何将固体绝缘材料放入I型托梁的凹槽中以减少热桥接。腹板内OSB截面不变，内外温差不变。当然，它只是简单地隔离了空虚，就像你无论如何都会做的那样，尽管是有效的?
对Peter Hastings的回应
彼得,
我同意你的分析。这些在椽子侧面的硬质泡沫不会减少热桥接;它们只是减少了玻璃纤维电池被压缩或留下空隙的机会。
乐意评论
很高兴看到Bill Butcher的帖子。被动式房屋特别擅长于增加跨大西洋建筑科学的交流，这是一个受欢迎的发展。
是的，我们认为这种组装是大教堂屋顶建造的一种特别坚固的方法。我们的典型组装从内到外是:gyp - bd饰面，1x wd饰面，INTELLO气密和蒸汽智能控制膜，i -托梁与纤维/蒸汽打开绝缘(密包或电池，纤维素，岩棉或玻璃纤维)，SOLITEX防水，蒸汽打开和气密固体膜，饰面，然后成品屋顶。
这种方法允许屋顶具有非常高的绝缘水平，具有强大的防潮和气密性。我们有这些建筑细节的CAD图纸，可以从我们的网站下载:http://www.foursevenfive.com
虽然这种方法还远远不够“普遍”，但我们确实看到了它在人们寻求高性能方面的更多应用。
对Ken Levenson的回应
肯,
谢谢你的评论。
你的照片让我头晕。我必须旋转它。
．
货架的压力
这些设计是否使用石膏板或刚性绝缘材料来抵抗货架应力?我希望在某个地方看到OSB(或类似的)。我想，如果屋梁相对于墙头没有纵向移动，那就不是问题，但如果它试图移动，那么山墙就承受了负荷，它们的装备很差，无法承受。我错过了什么?
来自英国的评论
谢谢你感兴趣。我不知道我是否能充分地回答所有的评论，但我会努力的。
狄龙。在被动式房屋的屋檐细节上，我们必须解决几个问题，包括保温连续性的性能标准、最小化热桥、气密性和最小化热旁路，以及保持约克郡的苦行外观，使用无屋檐悬垂的天然石材。
彼得。我们确实考虑过SIPS，但找不到合适的产品，可以给我们经济上需要的U值。木材I型托梁相对经济、易得、熟悉。
rjp。在英国南部没有冲浪板是很正常的。为了达到被动式房屋的性能水平，我们使用了现代防风但非常开放的膜，在屋檐和边缘用胶带贴好并详细说明。
彼得。I型托梁腹板中的硬质聚氨酯的lambda值为0.022，而托梁之间的玻璃纤维的lambda值为0.040，从而提高了屋顶的一般U值。此外，假设采用实木椽子/托梁，价格更便宜的玻璃纤维被子的宽度为570毫米。这意味着我们减轻了热旁路，对流空气通过和周围的绝缘运动-这是英国的一个大问题，尽管它还没有被广泛认识到。
谢谢你肯的评论。
彼得。钢脊固定在混凝土垫上，嵌入150毫米厚的内部叶状混凝土砌块中，然后通过低导电性连接到外部100毫米的石墙，所有这些都作为一个单一的结构。由于我们有相对较大的墙板，我们的结构工程师还在内叶砌块内设计了钢“风桩”。所有的钢结构都在“温暖的一面”，没有穿透隔热层。
谢谢你比尔
谢谢你的回答。我是否认为风桩是用钢带在砌块的某些部分之间固定在砌块上的?因此，竖向和面内水平力由砌块处理，面外水平力通过桩传递到地面。
我目前住在一个非常相似的混合钢和混凝土结构的稳定转换中，其中成对的“风柱”与钢横梁绑在一起形成门户框架。
农场转换
马厩改造类似于谷仓改造，但原材料不是谷仓，而是农场上的一个(或多个)马厩建筑。在我的例子中，最初的建筑在不同时期被用作马车棚、马厩、温室和蘑菇棚。
“农场”?
“Steading”是一个不寻常的词，至少对美国人来说是这样——但我查了一下，发现这个词主要是苏格兰语，指的是农场上的服务性建筑。
“Steading”来自中古英语“stede”，由“homestead”而来。
谷仓转换
如果有人感兴趣，这里有我们关于斯特利谷仓改造的博客链接，最近获得了EnerPhit认证。http://www.greenbuildingstore.co.uk/page--enerphit-diaries-blog-stirley-farm.html
结构
彼得;基本上对你关于风柱的问题是肯定的，但我不知道什么是稳定转换!
天光窗闪烁?
很高兴看到这样的项目，并了解其他满足PH要求的方法。
我想知道天窗(屋顶)周围发生了什么，闪光膜包裹在每个板条/反板条周围?如图3和7所示。看起来，只要在窗户周围把板条往后拉几英寸，闪光就能顺利地过渡到Solitex上。
Rooflight闪烁
马克。我同意你的看法!这是我们第一次使用这些特殊的屋顶，它们来自波兰，那里的屋顶构造是不同的——他们似乎把屋顶瓦片直接钉在木板上。四层玻璃屋顶配有预先制作的气密和风密裙，以及绝缘闪光。在我看来，我现场的同事对修理说明的解释过于复杂。下次我们一定会重新讨论这个细节!
巧合的是，我们在周五进行了第一次气压测试。我们非常高兴地发现我们已经达到了0.26ac/hr @ 50帕斯卡。我不知道等效的美国度量衡。
对比尔·布彻的回应
比尔,
等效的美国测量是0.26交流电/小时@ 50帕斯卡。恭喜你!
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