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能源解决方案

多少绝缘是足够的?

按气候区划分的推荐住宅隔热等级

图1 / 2
如今,大多数领先的能源专家都建议安装比通常做法更多的绝缘材料。这堵墙的被动式房屋在西雅图将举行关于绝缘的脚。
图片来源:Dan Whitmore
如今,大多数领先的能源专家都建议安装比通常做法更多的绝缘材料。这堵墙的被动式房屋在西雅图将举行关于绝缘的脚。
图片来源:Dan Whitmore
美国能源部和《国际能源节约法》将美国划分为七个气候区。
图像信用:建筑能源代码资源中心

我经常被问到这个问题,“我在我家里安装了多少绝缘剂”?这是一个很大的问题。让我提供一些建议:

首先......这取决于。这取决于你的生活在很大程度上。这取决于我们是否在谈论新房或试图将保温夹在现有房屋中。

为了简化讨论,我们假设,暂时,我们正在谈论新的建设

至于地点,我将根据此基础提供三个不同气候的建议美国能源部(DOE)和国际节能法规(IECC)气候区.美国能源部的气候区范围从佛罗里达最南端的第1区,到覆盖缅因州南端的第7区,横跨密歇根、威斯康辛、明尼苏达和北达科他州的北部,包括落基山脉的一些高海拔地区(见地图)。在我的建议中,为了简单起见,我将它们分为三个较大的区域。

寒冷的气候条件:区5-7

Zones 5-7 cover much of the northern half of the U.S., from roughly the Mason-Dixon Line at the East Coast across the northern third of Missouri and the northern edge of eastern Kansas, then dipping south in the higher-elevation Plains States through northern New Mexico, northern Arizona, nearly all of Nevada (except the Las Vegas area), and the northeastern corner of California and the eastern three-quarters of Oregon and Washington.

对于这些地点,我遵循广泛引用的建议建设科学公司并瞄准规则5-10-20-40-60。这些数字分别是指Windows,基础板,基础墙,地上墙壁和阁楼(或屋顶)的R值建议。

这些建议适用于“真实”R值,而不是在绝缘包装上列出的标称值。例如,如果您在2×6框架墙壁中安装R-19玻璃纤维壁炉,用螺柱16英寸的中心,双层,以及“标准”框架的其他元素,整个墙的实际R值使用R-19绝缘将是R-15。由于通过木材框架的热桥接,整个壁的R值较低。

为了在墙壁中实现R-40需要大量的绝缘 - 远远超过标准结构中的发现。这种绝缘水平,如果结合最小化空气泄漏的策略,将导致房屋,即使能源价格翻倍或三倍,也会负担得起。如果与一些被动的太阳能加热相结合,也会导致房屋在冬季冬季冻结,即使热量关闭。

对于窗口R值,建议书是指“单位R值”,措施平均窗口边缘的中心R值和R值 - 其中热量损失更大(至少具有高性能窗口)。这些单位R值是NFRC上列出的U因素的倒数(全国开窗等级委员会)标签发现在大多数新窗口:R = 1/U。

炎热气候:1-2区

第1-2区包括美国最热的地区,包括佛罗里达的大部分地区和德克萨斯州中部以西的一个带,以及亚利桑那州南部和加利福尼亚最东南部的帝国谷。

在这里,我推荐一个3-5-10-20-60规则:R-3窗户,R-5下的石板和任何低于等级的基础墙,R-10上的基础墙和石板周长(完整的基础在这些气候中是罕见的),R-20上的墙,R-60阁楼。这些建议来自与建筑科学公司的John Straube的一次非正式谈话。同样,这些是真正的r值(窗口的单位值)。

有些人会惊讶地发现,对阁楼的建议与寒冷气候下的建议相同。这是因为在炎热的夏季,居住空间和阁楼之间的温差(delta-T)可能会在寒冷的气候中高达冬季的delta-T。对于窗户,我进一步推荐太阳能热增益系数(SHGC)为0.3或更低,以减少不必要的太阳能增益。

气候温和:3-4区

3-4区包括该国南部的大部分一半,区间4和5之间的边界,沿着新墨西哥州和亚利桑那州的中心浸泡。这个温和地区不包括佛罗里达州和墨西哥湾沿岸,但包括加利福尼亚州的大部分地区和俄勒冈州西部的西门。

对于这些地区,我推荐介于寒冷气候和炎热气候之间的保温值。我建议4-5-10-30-60规则:R-4窗,R-5下板,R-10基础墙或板周长,R-30上墙,R-60在阁楼或屋顶。

现有的房子呢?

在新建建筑中,增加保温水平的增量成本相对较小。对于现有的房屋,改造隔热材料的成本通常要高得多,所以通常很难证明如此高的隔热水平是合理的。阁楼是个例外,在那里添加大量额外的绝缘材料通常是相当实惠的。

因此,在现有的家庭中,确定合理的绝缘水平是项目特定的。在完整的肠道(其中房屋被缩小到结构的情况下,或者框架在内部或外部打开)中,可以实现接近推荐的金属水平,以进行新的结构(尽管延伸的成本更高窗口和门果酱,有时候,还需要考虑屋顶悬垂)。

使用Windows,是否替换或改进现有窗口是一个关键问题。寻找未来博客的建议。

亚历克斯是创始人BuildingGreen公司和执行编辑环境建设新闻.他也写了绝缘材料:绝缘产品和实践的建筑指南,对绝缘材料的选择提供了深入的指导。要跟上他的最新文章和思想,你可以注册他的Twitter Feed

26评论

  1. 卢卡斯·杜兰德7A||#1

    竖起大拇指。
    亚历克斯,
    那些听起来像我的“非常好”的建议。

  2. 道格基金会||#2

    我同意
    亚历克斯,

    很好,你指出了真实的r值,这是重要的,特别是对单个墙。你列出的区域的一些ACH50目标怎么样?

  3. 亚历克斯·威尔逊||#3

    空气密封性目标
    以下是我在刚刚发布的EBN专题文章《弹性设计:动荡未来的智能建筑》中提出的建议:

    瞄准每小时1.5个空气,每小时50个Pascals或0.15 CFM,每平方英尺的建筑壳,在气候区5-7的50个Pascals,用鼓风机门测量。在较温和的气候中,50个Pascals的2个ACH(0.2 CFM / SF)是足够的。

    我想听听其他人对气密性的意见。

    那篇文章可以在这里找到,尽管它需要登录:
    http://www.buildinggreen.com/auth/article.cfm/2012/2/28/resilient-design-smarter-building-for-a- turbutut-future/

  4. 布雷特小||#4

    在寒冷的天气气氛中的价值
    你好

    在寒冷的天气中,5 - 7.您能否与纤维绝缘材料谈到未考虑对流。如在我们中,不能将纤维素/玻璃纤维R值水平与泡沫r值水平进行比较,因为泡沫做得更多以停止对流。至少这是我要了解的东西。请指教!

  5. 亚历克斯·威尔逊||# 5

    纤维绝缘中的对流
    从我的理解中,这是一个非常非问题,今天具有大多数纤维绝缘 - 除了蝙蝠绝缘,差的安装可能会留下转角和发生的间隙。凭借旧损失玻璃纤维绝缘在阁楼上,非常寒冷的天气中的对流显着降低了R值,但即使在阁楼上有松散的玻璃纤维,也是如今的一个问题。它应该与湿喷雾或致密包纤维素进行几乎没有区别。

  6. 约翰Klingel||#6

    太轻
    我不是这方面的专家,但从我所能收集到的阅读资料和我自己的粗略计算来看,5-10-20-40-60规则在尘土方面是非常轻的。在较冷的地区,地面的温度是24x365(大部分),特别是如果一个人有板热,那么“感觉”泥土的数量应该是两倍高。

  7. 格雷戈里·拉Vardera||# 7

    板下不足
    我认为您对低于平板绝缘的建议太低,肯定与您的其他地方的比例不成比例。

  8. 基斯Gustafson||#8

    再保险
    我知道约翰住在阿拉斯加,那里的霜冻线比地面更接近地核,但我认为很多人都在楼板下安装了相当高的隔热层。
    有在俄亥俄州也许一个人的链接几个月前,我想阅读更多关于谁建立了一个相当不错的“超级”绝缘的房子,没有子板绝缘。我将尽力找到它。我不知道如何制定出。我千牛W上的PH家伙发疯,但小于20 A最大增量T,多少绝缘,你最需要的地方呢?

  9. 约翰Klingel||#10

    还在等待
    凯斯:为” ......,但小于20 A最大增量T,多少绝缘,你最需要的地方呢?
    ……”我还在等导师想出一个精确的方法来计算地板热损失。与此同时,我们采用最佳猜测模型并进行计算。计算热损失假设T大于12个月(+或-)而不是7个月左右,你可能会感到惊讶。另外,如果你后来发现你的R20很轻,除了哭你还能做什么呢?当然,这是一场赌博,添加“额外的一点点”,每个人都必须对自己的决定感到满意。被动式豪斯使用12“可能看起来很下流,但在7区的4”可能在另一个方向同样糟糕。我希望我知道每个人的答案,但我认为大多数人都可以为房子的寿命多花几英寸。但是,在导师做他/她的事情之前,我们会赌一点。

  10. 约翰Klingel||#11

    顺便说一句
    我们的霜冻线离地表的距离比离地心的距离要近一英尺....平均。

  11. 基斯Gustafson||#12

    是约翰
    哦,你必须住在温暖的地方................

    我本来想挖通的家伙网站多,但还没有真正有时间。但他预测像总能量使用水平PH [〜39千瓦时/平方米],和我记忆中,没有子板泡沫

  12. 卢克·莫顿||#13

    (UA) ?
    也许这是一个建筑物理问题太书呆子气了
    亚历克斯,我觉得你做一些真正伟大的建议在这里,但是如果我可能会发表意见的机会,使得我们重新定义这个问题,并试图改善提问的理解,通过它,errr,重新规划(原谅双关语):
    “我放在墙上的r-value是什么问题的问题?让我作为一个太具体的问题......几乎就像询问我们应该在发动机中寻找什么样的压缩比询问汽车的效率。所有其他事情都是平等的,这种情况是压缩比的是相当相关的,但如你所知,他们从最终的效率中取出了许多步骤,并且车辆提供我们的服务。

    我对r值也做了类似的论断。最后,我知道你希望有人问你一个更好的衡量家庭能源效率的标准(很多时候,你会被问到!)所以,接下来的所有内容都是下面这个问题的例子和上下文证据:
    在这个论坛上,我们不能开始讨论(UA)值而不是r值吗?特别是当我们讨论这些项目的整体表现、太阳能十项全能住宅和日常建议时?

    这是我的真实世界建筑物特定的灵感:
    在前段时间,我被同事们询问了以密歇根湖湖泊预期项目的规定U价值和地区的限制,我们只是“建议”。阅读并重新阅读2009年IECC,以及与您的牧师马丁进行检查(通过此论坛 - 顺便说一下!),虽然在IECC上有规定的U-Value,但是没有限制它可以占用的墙壁。有问题的项目实际上是一个玻璃房(像60%的玻璃到地面面积),享有湖泊的一些非常牙齿的景色。所以,我们说只要它大于规定值,就很好。
    然后我的同事问我,我们可能会建议在墙壁和屋顶上设置什么r值,以使其节能。我有点慌乱——“什么墙?”我讽刺地问道。无论墙壁和屋顶本质上是否具有无限的抵抗性,这所房子注定是一个能源大户。哦,是的,它是在森林的中央,所以指望被动式太阳能设计是没有运气的,有一些好的直接增益的大面积。房间里的大象是玻璃区,它就像一只闯进瓷器店的公牛,打破了家中热量损失的记录(这是一个混合的比喻!)

    对于我的项目,无论是大的还是小的,我发现最方便的度量是(UA)值的比较(IECC在建模时也引用了它)。也许期望我们的普通房主能熟练掌握这些指标有点过分,但要求我们的建筑专业人士知道这个指标是不是太激进了?它含蓄地考虑了我们在建筑面积、房屋大小、玻璃面积比率、漏风等方面的不适。而且,这是在潜在的混乱,可能是任意层面的预期月度能源账单之前。

    我不确定某种组合(UA)价值是否是完美的度量;一个完美的指标是一个被很好理解的指标,但无论如何都不能包罗万象。
    但至少它是在诸如这些论坛中进行预算并谈论的东西。也许你甚至可以为每个气候区提供(UA)建议,这可能是棘手的声音。

    说到(UA),因为我在蒙大拿州的房子是历史悠久的,而且大部分都没有隔热(炉子也没关),我就用clo重新定义了相关的(UA),我羽绒被的clo现在看起来相当不错。我只是想,我应该对可能的解空间进行另一种重构。:)

  13. 亚历克斯·威尔逊||#14

    也许它应该是每人的能耗
    卢卡斯,
    你的观点很有道理。我同意绝缘目标只是故事的一部分。但比起UA,真正的问题不是我们每个人应该使用多少能源吗?那么每个人或每个卧室的消费目标呢?让我们考虑两个房子。房子A是一个6000平方英尺的入门城堡,绝缘到最先进的水平(R-5-10-20-40-60,说)和1.5 ACH50。房屋B是一个600平方英尺的房子,由绝缘2x4墙建造,没有基础绝缘,R-20屋顶,廉价的双层玻璃窗,没有low-e (r - 2-1-10 -20)。两套房子都是为退休夫妇准备的。哪个更好?我没有做计算,但我猜B屋每年的人均能耗会更少。 Isn't that better? And if we build that house in a place where the occupants can walk to the store, that's even better....

    在我多年前写的一篇文章中,“小即是美:房屋面积、资源利用和环境”(http://www.buildinggreen.com/auth/article.cfm/1999/1/1/Small-is-Beautiful-House-Size-Resource-Use-and-the-Environment/- 需要登录),我们耗尽了更合理的比较并得出结论,绝缘较少的较小的房屋确实更好。最近关于北美被动房屋标准的一些讨论产生了类似的论据 - 我们应该消除大型房屋实现的益处(具有每平方英尺或每平方米的公制)。

    卢卡斯,谢谢你的观察。伟大的思想食粮——即使有混合的隐喻!

  14. 乔尔·库珀||#15

    楼层保温
    您将在7区的开放爬网空间推荐楼层绝缘的R值吗?

  15. 亚历克斯·威尔逊||# 16

    楼层保温
    我建议R-40的最小 - 和一个非常良好的空气屏障。

  16. 卢克·莫顿||# 17

    亚历克斯,
    谢谢你的意思

    亚历克斯,
    谢谢你的精彩回复。我也考虑过人均指标。在我目前的实践中,我在各种不同的项目中工作,根据这个标准——8000平方英尺。2人之家,5000平方英尺。12英尺的家。可以肯定的是,前者或后者的使用情况不会发生巨大的变化——建造/拆除隔断墙相当便宜。事实上,我想到了另一个很好的评论来回应我之前的评论——“模式语言”的引用(我还没有得到它)。

    我想我看到的挑战不是技术,而是政治性的。为每人的能源使用标准是令人恐惧的社会主义,在这个国家的许多人都将反对。我们知道,一些拥抱作为给予权利的上帝的不平等,包括能量。毕竟,能源使用与生活方式有很好的相关性,能源使用是区分留言的一种方法。

    当然,我们在这个论坛中的许多人都知道能源使用实际上是指能量服务。但我们的国家对话不幸没有反映这种理解程度。

    所以,总结一下——我仍然认为提高建筑外壳的标准是最有利的前进道路。我们如何使用这些贝壳,以及它们与之相关的占据是一个带有一些设计分支的政治/社会问题。只要我们遵循您关于适应性强、弹性强的结构的建议,那么我们就会更容易适应我们自己,以应对我们在未来面临的许多不可避免(而且越来越不可避免)的压力:全球怪事、石油峰值等。

    UG ......再次,原谅我的罗嗦... :)

  17. 卢卡斯·杜兰德7A||#18

    同意

    只要我们遵循您关于适应性强、弹性强的结构的建议,那么我们就会更容易适应我们自己,以应对我们在未来面临的许多不可避免(而且越来越不可避免)的压力:全球怪事、石油峰值等。

    卢卡斯,
    我不能同意更多。
    弹性应该是最重要的,在这个时代所有设计师的头脑。

  18. 埃德•邓恩||# 19

    北/南绝缘
    此外,我们应该注意在房子北侧放置更多绝缘的想法而不是南方(当然,赤道北部)

  19. Marcus De La Fleur||#20

    大的vs.小的,新的vs.康复
    喜欢大家与小家的比较。我认为,有很多围绕这些现有的小院(尤其是在我们的城镇和城市),其中业主有兴趣进一步降低建筑的运行成本(能源消耗)。

    我们并不会被踮起脚尖帮助那些业主各地的复杂性(例如)多少绝缘在现有的家庭。我知道有没有一个答案。但不能GBA启动特色的先例和示例,以至于现有建筑物的大部分业主能找到的东西,将类似于他们的条件呢?

    我们坐在巨大的现有建筑物上,我相信我们需要解决这个问题。我很乐意看到GBA帮助。谢谢。

  20. Mark Saunto.||#21

    再利用“垃圾”的房子
    我非常感谢大家从人均能源消耗的角度来评价住房。我想我们都看到过许多奢侈的“绿色”住宅项目。我的具体绝缘问题是对地板绝缘/蒸汽屏障的最佳猜测?这是我独特的肠道修复项目。我们的乡村小镇(犹他州南部)到处都是我所谓的“垃圾”住房。模块化和“双宽”的退化程度,大多数人认为它们只是撕裂。我们这里也有固体废物处理的问题,所以这些碍眼的东西点缀着这里的景观,就像在西方的很多地方一样。我继承了一间带部分地下室的复式公寓,由于在演示、拆除、填充、重新装修和移动公用设施方面所涉及的成本和努力,我决定尝试将其重建为一间“相当不错的房子”。20%的ERV能力将通风爬行空间/地下室区域和周边的“超级踢脚板”将墙壁组件隔离到霜线(R20)。部分地下室/爬行空间使得任何一种全面的地下室保温方案都非常复杂,所以我也想对底层进行保温,我知道这通常不推荐用于没有通风的爬行空间。 We are in climate zone 5 and the walls will be R35 and attic R60. I am taking structure down to the deck and will remove the exist subfloor so can insulate from above, floor framing is 2X6. I appreciate any suggestions or comments.

  21. Curt友善||# 22

    在佛罗里达板块下隔热?(在区域1-2中推荐R5)
    为什么要推荐的平板是对土壤的顶部在70 * F下任何绝缘?

    我在杰克逊维尔附近的ICF房子没有隔热板——地下室/车库冬天感觉温暖,夏天感觉凉爽……有什么理由不喜欢呢?

  22. 奥斯汀肾比梨||#23

    我不理解为什么
    我不了解为什么r价推荐的适用于适度的区域比热带,特别是窗户和高于等级墙更高?此外,即使对于中等区域,IM惊讶的R-60也是恒定的。

  23. 亚历克斯·威尔逊||# 24

    热阻的建议
    奥斯丁
    我很想知道其他人对此有何反应,但对我来说,这主要是关于预期的t值(绝缘之间的温度差异)。顶棚r值建议在炎热的气候和寒冷的气候一样高,因为夏天炎热的阁楼的delta-T值可以和寒冷气候的冬天的delta-T值一样大。1区没有通风的深色屋顶可以达到160°F,如果室内温度为75°F,则为85°F delta-T。这与佛蒙特州伯灵顿市冬季室外零下10华氏度的情况类似。但对于墙壁来说,除了最热的气候,冬季的δ t大于夏季的δ t(因为墙壁在屋顶上的温度不那么高)。所以,对于墙壁,我认为在最寒冷的气候条件下隔热效果最好,在温暖的气候条件下隔热效果最好,在炎热的气候条件下隔热效果最差。

    相对于Curt的建议,我将承认R-5在炎热气候下的次板隔热是很难从热的角度来证明的,但地面和板之间的隔离由隔热确保可能仍然是隔热的理由。

    我很想听听这个其他人的意见。

  24. 斯科特·鲁西||#25

    区8建议
    亚历克斯,
    你对第8区有什么不同的建议吗?
    谢谢

  25. 亚历克斯·威尔逊||# 26

    8区
    我会提高第8区(甚至是第7区)的基础和楼板的隔热水平:楼板下的R-20级,基础墙以下的R-30级。我想我也会尝试在墙壁上安装R-50。

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