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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,一些承包商对阁楼炉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空气管道贴在炉柜上。它不仅违反了建筑规范,还可能无法工作,最终使密封的阁楼变得不那么密封。
图片来源:除非另有说明,所有照片均由能源先锋公司拍摄

不久前我写了一篇关于将常压燃烧炉置于密封阁楼内的不兼容性.大多数情况下,阁楼是通过在屋顶上安装喷雾泡沫保温材料来密封的,从而将阁楼带入建筑内部,并(直接或间接地)将其变成有条件的空间。好消息是,一些安装程序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。在装上泡沫喷雾器之前,炉子在阁楼上。房主聘请了一个喷雾泡沫承包商来改善建筑的外壳,但预算中没有足够的钱在同一时间更换火炉。

我不知道你上面看到的燃烧空气改造是由喷淋泡沫安装器还是暖通空调承包商完成的,但无论哪种情况,这个几乎肯定不会工作。以下是主要问题:

  • 管道尺寸不足。他们使用了一个4英寸的伸缩管,你经常在浴缸风扇上看到(谁有自己的问题),它至少有20英尺长,一直延伸到出阁楼的地方。正如你将在下面看到的,这将不满足燃烧空气入口的规范要求。
  • 可怜的管道安装。管道没有拉紧,进一步减少了流经管道的空气流量。
  • 磁带在炉百叶窗。百叶窗区域的设计是为了让适量的燃烧空气进入炉膛。通过用胶带覆盖其中的一些,这次改造的安装者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。

[照片学分:Nikki Krueger]
左侧的图像显示更好的安装。管道看起来像它的6英寸直径为8英寸,它是由刚性的金属制成。这两者都将允许更多的空气来迁移。

空气甚至可能会向炉子移动,而不是远离它。当然,这并不能保证。正如我的朋友大卫·理查森喜欢说的,燃烧空气并不在乎我们在图表上的箭头指向哪个方向。空气从压力较高的区域流向压力较低的区域。在某些情况下,空气可能从那个进口流出而不是流入。

空气的需要

现在让我们再深入一点。让我们来看看建筑规范说的正确做法是什么。

左边的图像显示了一种特殊类型的炉中的燃烧器。当你拉开炉子的盖子时,你的手指就会直接戳进火焰里。(我说你可以做。但我当然不推荐它。)

这意味着火焰是对着炉柜内的空气的。既然我们知道燃烧是燃料(这里是天然气)与氧气的化学反应,那么就必须有空气的供应来维持燃烧。炉膛里的空气会很快耗尽,所以更多的空气会从某个地方进来,对吧?

这就是为什么左边的图像中的炉子在盖子上有百叶窗。它允许来自周围空间的空气被拉入燃烧。这就是我们所谓的标准效率炉。如果你买一个新的熔炉,这些天,并希望得到最便宜的就可以了,这可能是它会是什么样子。

不过,一些老房子有一种不再制造的炉:自然通风炉。左边的照片显示了它们的样子。注意这里有两个地方,这个炉子吸进了空气,而这些家伙吸进了很多空气。它们也更容易倒转,但这不是我们的重点。

空气从何而来?

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来燃烧。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,屋子里必须有足够的空气。解决这一问题的两个建筑规范是美国消防协会标准54 (NFPA-54)和国际住宅规范(IRC)。

这两种说法都是关于利用室内空气进行燃烧的。对于每1000 BTU/hour的设备容量,大气燃烧空气的抽吸空间必须至少有50立方英尺的容积。

让我们假设你把阁楼带进建筑的围墙内,在屋顶上放置泡沫喷雾隔热层(有两个熔炉的情况下我上一篇关于这个主题的文章).现在,让我们给它加上一些数字。(是的,我们要做算术,但只是简单的算术。我知道你们中的一些人希望得到偏微分方程,但我猜你们今天只能通过多记住一些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,那么体积将为3200立方英尺。将这个数字除以50,就能找到你可以放在阁楼上的最大容量的设备,你得到64000 BTU/hr。

那将是一个中型的炉子。但你只能在阁楼里放一个。把两个放上去,密码显示你没有足够的空气放他们。一个80000 BTU/hr或100000 BTU/hr的炉子,这两种在家庭中都不常见,就会马上出现。

一种为你的大气燃烧装置获得更多室内空气的方法是将它们所在的空间连接到家里的其他空间。例如,你可以在墙上安装几个格栅,将机械房和空调房分开。这些代码规定了你应该怎么做,以及开口应该有多大。

另一种获取更多空气的方法是统计渗透情况。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户外引入空气。标准的方法是使用“高低通风口”。左边的图像显示了一个示例。有两条管道通往地下室的机械室。一个停在天花板附近,另一个停在地板附近。

[图片来源:国际规范委员会]
左边的图片和下面的图片来自2012年的IRC,展示了两种用垂直管道做高低通风口的方法。管道从爬行空间或阁楼拉出燃烧空气是可以的,只要这些空间与室外直接相连。在第一个图中,低通风口连接通风的爬行空间,高通风口连接阁楼。

[图片来源:国际规范委员会]
在左图中,两个通风口都与阁楼相连。

代码中指定的另一个方法是使用单个开口。左边的图像显示了一个地下室的机械室试图以这种方式满足规范的要求。

无论是高低通风口还是单一开口,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体积一样,所需的排气面积是基于燃烧装置的总容量。

以下是两个永久开口法的规则:

  • 1平方英寸每4000英热单位/小时-垂直管道
  • 1平方英寸/ 2,000英热单位/小时-水平管道

使用一次性开孔法时,需要:

  • 1平方英寸/ 3000英热单位/小时-垂直或水平管道

你看到多少违规行为了?

现在回过头来看看我打开文章时的两张照片(在页面的顶部)。这两种方法都采用一个永久开启方法,每3000 BTU/hr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。代码将允许它的最大容量约37700 BTU/小时。换句话说,它可能太小了,因为没有那么多这么小的炉子。

当然,百叶窗上的胶带还是有问题的。还有另一项违规行为。燃烧通风口应该与燃烧装置的前部至少有6英寸的间隙。

第二张照片中的炉子更接近于符合规范。如果它是一个6英寸的管道,它的面积将是28平方英寸,并满足一个84,800 BTU/hr熔炉的要求。如果是8英寸的管道,它可以满足150,000 BTU/hr的总容量要求。但它仍然没有达到6英寸的净空要求。

但这能奏效吗?

上述任何方法是否有效,并且取决于您用来可接受的标准。这是一些陷阱:

  • 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)的室内空气,被拉进燃烧装置,将与废气一起离开房子。当这种情况发生时,又有一立方英尺从建筑外壳的渗漏处被拉进来。
  • 空气并不总是遵循我们在图表上画的箭头。您可以将您想要的所有通风口放入机械室内,但是空气是否朝着我们希望它的方向移动,取决于压力差推的方式。风,堆栈效果和其他机械系统可能导致空气流动“错误的方式”。
  • 从户外燃烧空气可以浪费能量并导致舒适性问题。我们知道旧的看法如何“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。它们不需要额外的泄漏。是需要呼吸的人。
  • 住户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会有一个洞。这种事时有发生,就像他们有时会堵住砖墙上的漏水孔一样。

就像我之前说过的,是时候把大气燃烧装置放在一堆过时的技术上了。让它们和蒸汽机、打字机、计算尺一样,作为一个逝去时代的遗物,得到应有的地位吧。

Allison贝尔斯他是一位演说家、作家、能源顾问、resnet认证培训师和《能源先锋博客.看看他的深入课程,掌握建筑科学并在Twitter上关注他@EnergyVanguard

3评论

  1. Eric Habegger||#1

    困惑
    “从户外燃烧空气可以浪费能量并导致舒适的问题。”我对此评论有点困惑。或者也许我正在读这个问题。如果室外空气在达到未密封的燃烧场所之前取代室内生活空间,这不是真的吗?如果室外空气直接进入密封的燃烧部位,而不会使生活空间似乎是理想的。

    编辑:我想关键是你如何定义封闭的空间和你如何定义生活空间。例如,在屋顶下有隔热层的密封阁楼的示例中,如何定义阁楼天花板边界是很重要的。如果边界是完全空气密封的,你必须把空气从阁楼通风口带入室外的空气,以供开放式燃烧器使用。但在这种情况下,来自外面的冷空气会给阁楼降温,并否定了阁楼有一个有条件的空间的想法。如果你把空气排到下面的生活空间,那么你就得依赖空气泄漏到生活空间,然后就会有同样的问题,而且更严重。

    然而,用阁楼作为密封的燃烧空间似乎有助于不定义问题。最后,你必须将密封装置安装在燃烧器燃烧区域,如果火灾发生在房子内的任何地方,则必须始终使用远程管道来连接排风和进风。所以你的结论是完美的。

  2. Eric Habegger||#2

    Consistancy
    如果愚蠢的一致性是心胸狭窄的妖怪,我想我不得不承认,至少部分地承认。在我看来,没有好的方法来密封一个煤气灶,所以一个人会有同样的问题在这里讨论。就小。实际上,我看到有人评论说,当使用煤气炉或炉灶时,他们的房子二氧化碳的测量值会上升,所以可能是冷(或热)置换空气和燃烧副产品的联合效应,在一个健康的房子里不是一件好事。

    这是需要考虑的,尽管很多人讨厌认真对待这个想法。如果最终煤气灶也成为过去的遗迹,那将是一件有趣的事情。我会想“是的”,虽然可能不会在我的有生之年。

  3. 帕斯卡Dornier||#3

    大气炉-说不就行了
    由于空气质量(NOx)和能源效率的原因,它们在瑞士不再被允许使用。德国要求更换使用30年以上的锅炉。

    同心排气系统(进气在外面,排气在里面)负责排气,并通过用排气的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,以允许将来升级热泵,并保持熔炉处于更有效的冷凝模式。

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