新建筑中平屋顶的最佳/最便宜的隔热方法?
我是佐治亚州亚特兰大(气候区3)的一名建筑师，主要设计现代/当代住宅，通常有平屋顶。似乎有很多相互矛盾的信息和意见，在那里最好的方式来隔离这些类型的屋顶。典型的结构是12个″深的天花板/屋顶工字托梁或2×4开网桁架，上面有平坦的OSB甲板。最常见的潜在选项(所有未发泄的场景)是:
1.许多建筑商通常喜欢的更便宜的方法是:在撕裂的2倍毛皮条上建造额外的倾斜OSB甲板，用于斜坡到屋顶排水管，并在椽子之间放置R-30玻璃纤维棒。在任何方面都不是特别智能或绿色，并且需要大量的嵌缝空气密封，但与大多数事情一样，最常见的方式是最实惠的(至少前期成本)。其他潜在的缺点是，如果天花板平面没有充分的空气密封(例如在嵌入式灯具)，那么在寒冷的月份，甲板下方的热空气可能会导致冷凝。
2.在甲板顶部放置平均4″的XPS刚性绝缘材料(~R-20)和4″的闭孔泡沫材料(R-24)，同时作为甲板底部的空气密封剂。总r值= ~44。
3.在甲板顶部放置平均4″的XPS刚性绝缘材料(~R-20)和2″的闭孔泡沫材料(R-12)，同时作为甲板底部的空气密封剂，然后是R-30块。总r值= ~62。
4.在甲板上放弃XPS绝缘，使用倾斜的框架/甲板，如选项1所示，但使用2″cc泡沫(R-12)，并用密集填充的纤维素(~R-35)填充剩余的10″空腔。总r值= ~R-47
我知道这里有很多变量，答案通常是“这取决于优先级”，但只是想获得一些关于最佳平衡方法的反馈，同时考虑到以下一些问题:
-什么样的场景才能提供最好的r值?
-在试图追踪和修复潜在的屋顶泄漏时，在屋顶甲板底部使用闭孔泡沫是一个真正的问题吗?开孔电池是一个更好的选择，尽管r值更低，但也更便宜?
- 10″的纤维素的重量会随着时间的推移导致干墙天花板偏斜吗?还是它仍然保持相当的自持力?
-嵌入式灯可以减少，但似乎不可避免的天花板平面。因此需要考虑哪些因素?
-考虑到各种方案之间的成本权衡，我会假设在方案1和方案4中增加额外的倾斜框架/甲板层的价值，平均可能是+/- 1美元/平方英尺的屋顶。
-在大多数项目中，建筑商似乎说做倾斜的XPS隔热比让框架师建造斜坡更昂贵，但不确定确切的成本差异。
-我的许多客户也想把各种产品的“绿色度”作为一个因素。
任何帮助评估这些选择，特别是比较现实世界的成本，将非常感谢。
谢谢!
斯科特·西
GBA详细库
根据气候和房屋部分组织的一千个建筑细节的集合
回复
斯科特:我不是专家，但对平屋顶/甲板很感兴趣。
从weatherspark.com上看，你所在的地方似乎不太冷??
如果你问我，所需的R值将在很大程度上指导屋顶的设计。
你有机会获得“绿色”SPUF吗?
从甲板下方喷射泡沫以密封和绝缘(与上部绝缘一起)
如果不用垃圾发泡剂的话，会是件好事。
此外，你将玩的大小将改变屋顶的类型很大。
我倾向于说倾斜的EPS或ISO
(不要用XPS…更贵，更不环保)在价格上很难击败
因为你在同一产品中得到了坡度和绝缘。
此外，螺丝通过2层泡沫比制造一个倾斜的木材甲板要快得多
+第二个胶合板+密封问题。
简单是必须的。
就我个人而言，如果预算和规模合适，
我会用钢腹板搁栅和钢甲板
然后在甲板顶部和墙壁上剥离粘膜
然后拧入胶合板+胶合板斜坡
最后，EPDM +镇流器或完全粘合。白色，如果需要反射阳光
但我真的不知道你们镇上对平屋顶的要求，
甲板下有凝结的危险吗?
顺便说一句:纤维素在垂直方向上不是自支撑的，它会负载石膏，需要计算，
除非“袋子”被固定在托梁上，而且间隔不够大，不能让凸起物压在木板上
很容易找到屋顶螺丝长达8“在便宜的价格
所以7XR 5.5长期iso给了R38 +恢复板也可以iso…R40附近
斯科特,
你提供的最重要的信息是:“嵌入式罐头灯……在天花板平面上似乎是不可避免的。”
作为一名建筑师，你没有能力——既没有说服力，也没有判断力——坚持要求隔热天花板上不安装凹形罐头灯，这太糟糕了。
如果罐子灯在那里，那么依赖天花板石膏板顶部的蓬松绝缘材料(无论是玻璃纤维还是纤维素)显然没有任何意义。所有这些选择都应该被排除在外。
这样一来，要么在屋顶护套的底部喷洒泡沫隔热材料，要么在屋顶护套的顶部使用刚性泡沫隔热材料。
如果你错过了，这里有一篇你可能想读的文章:隔热低斜坡住宅屋顶．
在亚特兰大，即使是一英寸或两英寸的外部刚性聚氯乙烯或3英寸的刚性高密度刚性岩棉板，也足以控制露点，让你把纤维素吹满托梁。或者，屋顶甲板底部2英寸的闭孔泡沫将足够保护，用吹制的玻璃纤维填充其余部分。如表3、表4所示:
http://www.buildingscience.com/documents/reports/rr-1001-moisture-safe-unvented-wood-roof-systems
我还没有看到球棒很好地适合I型托梁，将有更多的安装问题比他们的价值。使用吹制纤维消除了产生热旁路路径的性能剥夺间隙和压缩。纤维素对结构木材更有保护作用，因为它能缓冲季节性的水分。在天花板应用中，它值得密集包装到至少3磅/立方英尺的密度，这在某些情况下可能会使其比开放式泡沫更昂贵，在这种情况下，o.c.泡沫可能是一个更有吸引力的解决方案(如果有点不那么绿色)。3磅纤维素，1.8磅Optima/Spider/L77 noo-skool玻璃纤维，或半磅泡沫——任何一种都比任何电池解决方案有巨大的性能提升。
关于XPS和硬质泡沫塑料的对比——用于XPS的发泡剂对全球变暖的影响是用于硬质泡沫塑料的发泡剂的200倍，(在R20时，其对全球变暖的影响可能比它抵消的能源消耗要高)，但硬质岩棉可能总体上更环保，更防火(是的，更贵)。
那么顺序是:
选项1失败，因为蝙蝠与应用程序的兼容性较低，整体性能较低
选择2失败，因为外部泡沫和4英寸的封闭单元的GWP都很高——这保证在生命周期的基础上对环境产生净负面影响。
选项3由于1和2中的所有原因而失败
选择4就可以了，但你最好使用2-4英寸的外部iso(最绿色的)或2英寸的3磅聚氨酯喷涂。+全腔填充纤维素。如果你在外观上使用3磅的货物，它的全球变暖潜能值比聚碳酸酯高(但最终会盈亏平衡)，而且如果你给它涂上一层抗紫外线涂层，泡沫本身可以用作完成屋顶，节省了一些前期成本和最终的屋顶更换成本。(每隔15-25年，在新的抗紫外线胶泥上拖地，比用薄膜或复合沥青溶液重新安装屋顶要容易得多，也便宜得多。)
感谢所有的评论!
Jin -什么是绿色SPUF?这是大豆泡沫的缩写吗?供参考，钢框架和甲板通常不是我的项目预算价格点的一个选项。这些通常都是木结构房屋。我简短的研究表明，iso比XPS贵一点，但这可能不是真的?我认为EPs太软了，因为我们经常在屋顶的某些部分“漂浮”屋顶甲板。
马丁:我试着尽可能地限制嵌入式罐头的数量，比我认识的大多数建筑师使用更少的数量，但现实是，想要一个现代家庭的人往往也看重墙上的艺术，他们想要适当地照明，除了使用嵌入式罐头产品之外，没有其他体面/负担得起的方式来做到这一点。而且大多数客户不愿意为LED支付额外的费用。如果说3%的天花板平面绝缘被灯破坏了最终的效果真的会更显著吗?请记住，在大多数情况下，我建议在甲板底部的2-4英寸泡沫仍然是连续的，因为罐头灯通常只有大约6英寸深。
Dana -岩棉板可以像屋顶排水的泡沫板一样被切割到斜坡上吗?从没听说过有人这么做。我猜在你概述的选项4中，喷涂聚氨酯提供了所需的空气密封，而屋顶上的任何板产品都必须在屋顶平台以下进行某种空气密封，如果下面只有纤维素，则会产生额外的成本。你知道喷涂聚氨酯屋顶的大概成本吗，因为我以前从未使用过它?它是否足够普遍且价格合理?
Dana，你已经很接近了，但仍然希望有人能在现实成本、可持续性和节能之间找到最佳平衡。无论好坏，大多数客户的现实情况是，他们更容易被说服投资于节能功能，而不是可持续发展。
再次感谢大家!
如果通过“…切成斜坡，就像用于屋顶排水的泡沫板一样……”你的意思是用锥度制造的排水，SFAIK不是——它们只能作为均匀厚度的产品，而不是锥形的产品。
就实际成本和可持续性而言，用于排水的锥形EPS或聚酰亚苯，泡沫薄边缘不薄于1.5英寸(EPS)， 1英寸(iso)，椽子之间填充纤维素，这可能是您在成本上仍然具有长期合理性的水平上最好的可持续发展和性能。采用12英寸TJIs的椽子，将产生约R50的“整体装配R”，使用的材料对环境的影响相对较低。(纤维素大多是回收材料，EPS是用低GWP发泡剂吹的，允许你使用纤维素作为大部分绝缘材料，而不需要复杂的通风方案。)
关于泡沫厚度的基本原理，请参阅IRC中的表R806.4:
http://publicecodes.cyberregs.com/icod/irc/2009/icod_irc_2009_8_par093.htm
注意，IRC泡沫推荐的是R30中心空腔值，你会高出大约5/3。如果泡沫是单一厚度而不是锥形，建议将R5提高到R8.4(2英寸的ii型EPS)，但如果你使用纤维素作为填充腔，纤维素的缓冲能力为你购买了足够的弹性，只有R6.3(1.5英寸的EPS，或1英寸的polyiso)的薄边缘。
关于整体R值如此之高的基本原理，请阅读整个第一章，但请注意本文件第10页表2中气候区3的R值:
http://www.buildingscience.com/documents/reports/rr-1005-building-america-high-r-value-high-performance-residential-buildings-all-climate-zones
1933年，一群欧洲建筑师乘船游览地中海，他们认为，他们在那里看到的白色平顶、有胸墙的村庄建筑应该是一种“理性”建筑风格的典范，适用于任何地方、任何气候和任何文化，无论当地土著、传统建筑智慧如何告诉我们相反的情况。自那以后，我们一直承受着后果。
这就是我的意思，为什么不给你的项目建一个“真正的”屋顶呢?适合气候的悬挑和屋顶坡度设计实际上和可靠地保护下面脆弱的结构。哦，顺便说一下，有很多更好的方法来点燃艺术品，而不是天花板上的罐子。任何像样的当代艺术画廊都可以证明这一点。
詹姆斯,
你的故事很有诗意。我不确定这是寓言还是历史趣闻，但我能在脑海中看到当时的情景:年轻的建筑师们，有些戴着贝雷帽，说着法语、德语和意大利语的混种语言，在圣托里尼岛(Santorini)海岸外的船舷上，斜靠在船舷上，指着山坡上的一座座房屋，啜饮着基安蒂酒或苦艾酒。一个村民牵着一头驴，沿着小路走到山顶;太阳低垂，天气温和。
这足以让一个寒冷气候下的屋顶工人——一个在建筑上顿悟的人——有点痛苦，不是吗?
汤姆·沃尔夫(Tom Wolfe)的《从包豪斯到我们的房子》(From Bauhaus to Our House)对于一个身处寒冷气候的屋顶工人来说是一本好书。也许不会让他感觉好些，但也许他的抱怨是有道理的。
只是为了好玩，这是我最近在洛杉矶拍的一张不到30年的建筑的照片。注意灰泥和垂直的“重音”壁板的染色和变色。天知道在这混乱的背后发生了什么。窗帘因过度暴露在阳光下而破烂不堪。还有那些够不着的易拉罐灯呢!即使在南加州温和的气候中，这些建筑也不会优雅地老化。确保你的客户有足够的资金来支付持续的成本。正如密斯所说:“少即是多……麻烦。”
当我谈到这个话题时，这里有另一个对高级现代主义的致敬。洛杉矶郡立艺术博物馆(Los Angeles County Museum of Art)是一个没有灵感的鞋盒收藏(大部分是——我想除了辉煌而兼收并蓄的日本馆)，里面收藏了来自全球各地的美丽艺术品。这个极简主义的胜利就坐落在后面那个残酷而空旷的广场上。是的，这是一块非常大的石头。坐在一个巨大的混凝土沟里。无数的碳分子被释放到大气中来实现这一说法。左边的人是在告诉人们不要坐在低矮的混凝土墙上，我猜这样他们就不会破坏构图。
好吧，我现在闭嘴。
詹姆斯,
谢谢你的照片，展示了你设计一个没有屋顶的立方体会发生什么。我自己收藏了一些丑陋的、没有外露的房子，这些房子都有壁板问题，但大多数都是印刷品，而不是数码照片，所以不太容易拿到。
有多少美国城市被一个混凝土广场所破坏，没有任何人类尺度的特征来邀请人们聚集和放松?很多很多。当公共空间以这种方式退化时，社区将遭受几代人的痛苦。
Dana -谢谢你的宝贵意见。我必须看看EPS是否足够坚固，以承载屋顶甲板的额外自重，这将是我唯一担心的问题。
詹姆斯，马丁-好的，哇。我没想到这篇文章会沦落为一篇关于当代建筑的负面论文。相反，一些与我的询问相关的“真实”输入将会受到感激。很高兴看到精英建筑师的刻板印象仍然存在。既然这个网站叫绿色建筑顾问，我不认为它是讨论个人美学的合适论坛，但既然你提出了这个问题，我将用以下的一般性想法来回应:
-事实上，我同意你关于现代主义不良影响的许多观点，尤其是在公共空间方面。理想主义只是没有考虑到人类状况的现实。但如果你了解了历史背景，你就能更容易地理解它是如何发生的。在世纪之交，大多数规模尚可的城市都是相当肮脏、污染严重、拥挤不堪的地方，因此通过大规模生产带来的工业革命的新理念来创造体面的生活水平的想法似乎很诱人。通过在大片开放、干净的公共空间中建造塔楼来解放步行空间的理想，在当时似乎是有道理的。
举几个不好的例子就可以诋毁整个建筑类型吗?人们可以在所有时期和风格中找到糟糕的设计和缺乏适当维护的例子。我相信我可以给你寄几十张同样问题的传统住宅的照片。一旦你超过一层楼的高度。大多数正常大小的悬挑都不能为较低的楼层提供那么多的保护。雨水有多少次能完美垂直落下?
-我总是使用分析太阳角度的软件进行被动式太阳能设计，总是在可能/需要的地方提供悬垂，并尽可能地用悬垂来保护任何高潜在耐候性材料。
-我所看到的现代住宅的大多数问题都是由于没有适当的预算或没有真正的建筑师(或优秀的建筑师)的指导而导致的。如果你想要便宜又绝对防弹的东西，那么是的，你应该坚持建造一个经过时间考验的普通传统房屋。但是，人只能活一次，有些人想要在他们的生活空间中感受到参与和鼓舞，他们有办法做到这一点，并且愿意冒一些风险和额外的维护。
-我很抱歉你对易拉罐灯有私人恩怨，但可能有一种合理而平衡的方式来使用这些灯，而不会“破坏”房子的能源效率。是的，有一些照明方法可以使用，但它们通常都是“杂乱的”，不能提供足够干净的外观，而且通常更昂贵。同样，我的客户的大部分目标不是建造绝对最节能的住宅，而是在灵感建筑、清洁美学、能源效率和可持续性之间找到平衡。
-我同意我们不应该忽视我们结合历史建筑经验的财富，关于什么是有效的，什么是无效的，但与此同时，你是说没有人应该尝试新的东西吗?我一直很困惑，比如，为什么很多人在家里的东西上接受新技术，但在外在美学上却不那么喜欢。出于同样的原因，为什么我们不再都开着T型车到处跑呢?如果没有人尝试任何新的和不同的东西，我们仍然生活在石器时代。
“我很抱歉你对易拉罐灯有私人恩怨，但可能有一种合理而平衡的方式来使用这些灯，而不会‘破坏’房子的能源效率。”
我不确定这算不算回应。你是在用可能是最重要的内部表面来控制热量和水分，并在上面砍了一堆洞。
如果你在屋顶甲板上有4英寸的EPS或Polyiso，在甲板下面有4英寸的cc泡沫，那么你有大约。R-44，天花板上还有8英寸的空间放罐子，对吧?所以在这种情况下不会有热洞。显然不像纤维素那样环保但可以说是可行的，对吧?我想你可以讨论用纤维素填充剩余空间的优点/成本，尽管有“热洞”。或者放弃甲板下的泡沫，仍然密集地包装纤维素全腔，在那里你会有一个连续的6英寸深的层，然后另一个6英寸深的层，里面有一些热孔。总的来说，r值还是不错的，对吧?虽然不确定你能有效地在罐头周围吹纤维素??
抱歉，斯科特，我不该这么骂你。但不管形式发生了什么，函数也会跟着变化?这真的是一种耻辱——现代主义的核心见解，清除了机械的装饰细节和僵化的古典形式主义，在某种程度上固化为一种风格和一个品牌，由建筑学院传播，在世界范围内复制，建筑设计的快餐特许经营。天哪，世界上有一些伟大的、美妙的、辉煌的现代主义建筑，但即使是伟大的建筑也经常出错，就像他们成功的时候一样，作为一个熟练建筑师的商品产品，失败率一直是可怜的。如果建筑师有精英主义和超然于现实世界的极高运营和维护成本的名声，这就是他们如何赢得它的。
顺便说一下，现代主义不再是“新的”，甚至不再是“当代的”。按照你的T型车比喻，坚持现代主义风格——而不是它的戒律——就像开着一辆迟到了60年的埃德塞尔(Edsel)到处兜风。好看的车，如果这是你喜欢的样子，但是.......
是的，由于在天花板上创建一个空气屏障的困难，没有从上面的阁楼空隙进入，我想说你最好的选择，无论有没有罐头灯，都将在屋顶平台的底部发泡。这不是最环保的答案，但似乎是你不得不面对的问题。
斯科特,
我对现代主义的评论是对詹姆斯·摩根的帖子的回应。他们不是针对你的。然而，你猜对了，我更喜欢倾斜的屋顶和宽大的屋顶悬垂的建筑风格。我的偏好声明并不是要以任何方式抨击你的设计。
你写道:“哇。我没想到这篇文章会沦落为一篇关于当代建筑的负面论文。相反，一些与我的调查相关的‘真实’建议会更受欢迎。”
实际上，斯科特，我尽了最大努力提供有关您的询问的真实信息，在评论#2中，我建议最好的方法是在屋顶护套上方安装刚性绝缘材料或在屋顶护套下方喷射泡沫绝缘材料。这个建议的主要原因是，天花板将包括凹形的罐头灯。
你写道:“很高兴看到精英建筑师的刻板印象仍然存在。”如果我轻松的玩笑冒犯了你，我很抱歉。我希望我提到的贝雷帽和苦艾酒能让人明白，我是在玩老套的套路，而不是在严肃地评论美国的设计专业人士。
你写道:“我不认为这个网站叫做绿色建筑顾问，它是讨论个人美学的合适论坛。”斯科特，美学是住宅设计中不可分割的一部分，所以我当然希望在这个网站上有讨论美学的空间。您的意见和意见是有价值的，我们欢迎所有读者加入这样的讨论。我当然很欣赏你对现代主义起源的评论。
你问了一个反问句:“举几个不好的例子就可以诋毁整个建筑类型吗?”我的回答是:“当然不是。”相信我，Scott——在GBA，我们也会取笑传统架构，尤其是当错误导致灾难性的失败时。
你写道:“我相信我可以给你发几十张传统住宅同样问题的照片。”让他们来吧!我喜欢失败的故事。我们都从灾难中吸取教训。
你写道:“我很抱歉你对易拉罐灯有私人恩怨，但可能有一种合理而平衡的方式，可以在不破坏房屋能源效率的情况下，将它们结合起来。”我不确定我是否会称之为复仇，但我确实不喜欢罐装灯安装在隔热的天花板组件上。最好的方法是将天花板层和热边界分开。例如，如果你的屋顶护套上有一层厚厚的坚硬泡沫，那么安装嵌入式罐头灯是完全合理的——因为罐头灯不会破坏空气屏障或绝缘层。
Scott:你可以得到几种密度的锥形EPS，但即使是i型EPS(每立方英尺1lb名义密度)也通常用于商业屋顶应用程序。如果你要放置一个动态甲板，你会经常在上面行走，那么可能值得购买ii型(名义1.5磅)，但使用ix型(2磅货物)就太荒谬了。
恕我直言，当你有空间放低影响的纤维时，使用四英寸的HFC245fa吹制的闭孔泡沫是对地球的犯罪。用8英寸的纤维素代替，你仍然有4英寸的空间用于电气和机械，和一个更高(更稳定!)的总r值。如果你安装了嵌入式照明罐，并使用气密绝缘触点额定版本，这将更简单/更便宜，你可以让它充满甚至更高的r。
一英尺3磅的纤维素甚至具有相当大的热质量——每平方英尺的天花板面积约为1BTU/华氏度，这相当于再增加一英寸的石膏板，这对峰值冷却负荷有明显的好处。
聚氨酯的每磅比热与纸张/纤维素相当，但在4英寸的2磅泡沫中，你看到的是每平方英尺0.7磅，或者不到满填充纤维素热质量的四分之一，大约是满填充纤维素r值的一半。
至于凹进去的罐子，如果它们是IC级的，它们就不再是一个问题了，对吗?
刘昌明,
icc级别的罐子仍然会漏气，它们仍然会取代绝缘材料，从而在一个绝缘材料比其他地方薄的地方产生一个热点。它们还加速了堆叠效应，因为温暖的灯泡将空气拉过绝缘层，形成小烟囱。
很抱歉最近总是失踪。现在每周7天，每天工作16小时。
谢谢你的建议。
我会研究一下Dana提到的岩棉但是对于倾斜的屋顶来说这可能不可能是锥形的，对吧?
在许多情况下，由于整个屋顶边缘变得同样厚，我可以使用甲板上的刚性隔热层的厚度可能会有审美限制。你必须有最小1/4英寸的斜坡到屋顶排水，所以根据跨度，平均4英寸可以达到9或10英寸的厚度在最大点。这也意味着Dana建议的2”平均深度，这将减少不太环保的EPS总量，可能是不可能的。让我们假设一下，然后我只能得到平均4“深度锥形EPS在屋顶上。r值为4.0 / in。甲板上的r值为16。如果我假设天花板上的罐子有6英寸高，那么就会留下6英寸不间断的空间来包装纤维素。(r值= +/- 21,3.5 / in，对吧?)这是一个不错但并不惊人的R-37总数。所以，这个场景中的问题是-额外的6英寸纤维素来填充剩余的全深度空腔仍然值得额外的费用，尽管权衡了由an灯产生的热孔? Also, at what thickness does the cellulose require extra support so as not to deflect the 1/2" sheetrock ceiling and does this add significantly to the cost?
此外，考虑到没有像传统屋顶那样的空间，我认为即使是全白色的“冷屋顶”，热桥和一般辐射能也是一个更重要的因素。在甲板上增加任何一种辐射屏障产品是否值得花费和努力，或者12英寸的纤维素是否足以抵消任何优势?
谢谢,
斯科特