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社区和问答

热桥的意义是什么?

丹尼尔·恩斯特|发布了能源效率和耐用性

我想更好地理解热桥接在轻型框架/木结构中的重要性。

关于热桥和热断裂的一些信息:

热桥
“以多维热流为特征,因此它们不能通过通常用于建筑物(U值)的规范和标准的计算的一维模型来充分近似。”

热休息
“作为较差的热量的组件,并放置在包含高导电材料的组件中,以减少或防止热量。”

以下是来自J. Lstiburek的一篇BSC / ASHRAE关于商业建筑和热桥的文章:http://bookstore.ashrae.biz/journal/download.php?file=building_sciences_1.pdf

最后,在GBA的这篇文章中,Peter Yost说“木框架减少了腔内的r值略小于10%”。

//m.etiketa4.com/blogs/dept/building-science/thermal-bridging

我认为热桥的概念是直观的,如果你谈论的是导热材料,比如金属和混凝土(煎锅或无绝缘的板边)。当你评估窗户和窗框时,这是有意义的。对我来说,这个想法变得不那么直观时,看着螺柱墙。

作为一个假设的例子,考虑这个简单的墙(好吧,非常简单):

* 10 ' x 10 ' x 10 ' -总面积100平方英尺
*单2″x 8″顶部和底部板,2″x 8″螺柱24″OC - 10平方英尺表面积

所以你有10%的框架因子。整个墙的r值为20.3,比25.375的名义r值损失了20%(假设框架的R-1/英寸,空腔绝缘的R-3.5/英寸):

在这个例子中,热桥接是如何发挥作用的?如果你使用相同的墙,使用(2)2″x 4″螺柱而不是单个的2″x 8″,并仅用1/4″分隔墙,有什么好处?墙体占据相同的整体体积,具有相同的框架因子(螺柱表面积),几乎相同的框架体积(基墙螺柱体积的96.5%)。螺栓之间的1/4″间隙如何转化为热损失计算?相对于基本情况2″x 8″墙有什么潜在的改进?

有没有使用THERM或PHPP的人愿意尝试一下?或者参考以前的研究?

GBA '

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回复

  1. GBA编辑器
    马丁·霍拉迪||#1

    丹尼尔,
    你提出了很多问题。一些评论:
    1.研究员Jan Kosny写道:“最近为加州能源委员会进行的研究(Carpenter 2003)表明,住宅墙壁的框架系数(用于框架的实木不透明墙壁面积的比例)接近27%。”
    http://www.ornl.gov/sci/roofs+walls/NewRValue.pdf

    2.我不确定你假设的墙有什么关系,只有1/4英寸的钉。分开。我们的想法是将螺柱分开,使它们之间有一定的绝缘。

  2. Riversong||#2

    丹尼尔,

    您的示例类似于有时遇到该论坛的建议,将外部½“泡沫板作为”热突破“。

    为了使隔热层有效,隔热层的R/英寸必须足够高,厚度必须足够厚,才能比木质框架结构有显著的改善。

    在你的例子中,实际上没有热断裂。但是,如果你把那两堵2x4的墙壁上的钉子抵消掉,就会有一个显著的热断裂。

    双螺柱墙有三个主要优点:
    1)木钉较深
    2)显著隔热潜在
    3)如果外部螺柱从外部角的中心位置布置,而内部螺柱从内部角的中心位置布置,则框架更容易,(护套和石膏板的浪费)更少。

    用交错螺柱,如果墙壁为8“厚,螺柱将被抵消8”。如果墙壁为12“厚,则24”OC螺柱将偏移12“或oc间距的一半,以获得最大的热断裂。

  3. Riversong||# 3

    即使假设框架系数为25%(软木的R-1.25/英寸),你的2x8墙将会使整个墙的r值降低31%至R-17.5。

    如果采用错开的2x4螺柱,同一面墙的R-22.8的整体退化约为10%(整体R改善了30%)。

  4. 丹尼尔·恩斯特||#4

    马丁-谢谢你提供ORNL文件的链接。

    我意识到10%的框架系数在真实的住宅建筑中是不可能的。

    我想我的困惑与“热桥”和“框架因子”这两个术语是如何在人们讨论木结构墙时使用的有关。

    热桥是围绕制造用于热流的导电路径的固体材料(最小阻力的路径)。在我给出的粗糙和荒谬的例子中,螺柱之间的1/4“间隙确实破坏了内侧螺柱面部和外部螺柱面之间的导电路径,右?螺柱之间的1/4之间的间隙是非常有意义的钢框架墙,没有?

    所以,当我们讨论一个木制框架墙时——框架的导热系数与隔热层之间的比率非常低(1:3)——谈论热桥有意义吗?我们是否应该将我们的词汇限制在框架因素和壁厚的讨论上?

  5. AJ生成器,纽约州北部区6a||# 5

    丹尼尔,现在我的任务相当一段时间是在讨论移动到整机装配R值。你所说的是同一件事。

    陈述大会,或者通过陈述整个组件R值来确定所有的因素,然后结束。从那里可以进一步利用这些因素来规划和建造建筑物。

    GBA应该在顾问和博客级别完全朝这个方向前进,现在就这样做。任何比这更不全面的见解最终都没有用处。

    我知道,谁会因为这个批评我,请尽量有礼貌,如果不是,至少我会有礼貌。2011让我们来谈谈绿色,作为一个共同的绿色群体,并希望展示我们最好的一面。

  6. 丹尼尔·恩斯特||#6

    罗伯特-谢谢你的回复。

    你说:“要想让隔热板有效,隔热板的R/英寸必须足够高,厚度必须足够大,才能比木质框架结构有显著的改善。”

    随着木材在R-1.25,和在R-3.5空腔的绝缘,可以甚至有是热断裂,或者是热损失计算简单地总木体积(和R值)的物质相对于整体绝缘体积(和R值)?

    有人张贴最近一个链接,有双螺栓墙壁上的一些信息,并在墙上腔蹒跚钉的作用。请参阅此处的链接:

    http://www.100khouse.com/2010/02/25/moving-from-sivs-to-double-stud-walls-in-skinny/

    该THERM图表引用由财团为高级住宅建筑(CARB)的一项研究,但是,我找不到他们的网站上的源文件,所以我不知道,如果它的信息或错误信息。在这里看到他们的网站:

    http://www.carb-swa.com/

  7. 丹尼尔·恩斯特||# 7

    AJ - 我不认为我们会问同样的问题,或指向同一方向。

    我已经阅读了GBA上的一些帖子,要求整个组装R值。虽然这不是一个坏主意,但我发现组件r-less的讨论有用,而不是伤害。

    我认为您正在寻找的是一个全房屋U值,可以转化为特定温度的BTU /小时评级(丢失/增益) - 例如,例如特定的位置的冬季或夏季设计温度。这将是一个很棒的指标来添加到列表中,但它只为您提供大图片。它不允许您钻取墙/屋顶/基础组件中的细节,或者更好地了解通过组件的热流。

    为了让GBA为他们所突出的所有建筑提供完整的u值,他们必须雇佣具有PHPP的人去运行这些数字。听起来对我来说是很多美元…和经济上不可能。

  8. 杰西汤普森||#8

    为了在对话中使用一些单位,被动式豪斯研究所使用了热桥定义(称为psi值)< 0.01 W/mK(英制单位:Ψ≤0.006 Btu/小时-英尺-°F)。这是一个线性值(例如,沿着地基边缘测量),而不是面积。如果你传导的热量超过这个量,他们认为那是一个热桥,你需要减轻它,或者在能量计算中考虑它。

    因此,在柱塞之间1/4”间距的例子中,为了确定是否有热桥,可以使用THERM (http://windows.lbl.gov/software/therm/therm.html).

    他们使用,以及一个经验法则是求R-10的最小不间断的层,以避免这些计算。

    有关这些计算的更多信息(以及为什么在设计期间避开它们比计算它们所有......)查看David White的教程:http://rightenvironments.com/low_energy_buildings_class/101109%20Thermal%20Bridge%20Analysis%20for%20the%20PHPP%20v5.pdf

  9. 杰西汤普森||#9

    哦,如果你想深入到主题,这本书(http://www.amazon.com/Passivhaus-Bauteilkatalog-Details-Passive-Houses-Konstruktionen/dp/3211994963)包含被动式住宅的推荐建筑细节的图书馆,计算每个热桥值,以及一次能源含量、全球变暖潜力、酸化潜力、加权废物体积、层数、保温系统工作场所危害健康评估的重要细节的讨论,隔音等级多!

    舱口不适从美国传统看起来,而且许多材料和施工系统对我们的方法不同,也是不适用的,但它在德语和英语中都是一种惊人的信息。我不知道它在这里的任何东西。

  10. Riversong||#10

    所以当我们讨论木结构墙的时候…讨论热桥有意义吗?

    看一眼标准的绝缘柱墙的热图像和您的问题将得到解答。

  11. Riversong||#11

    有人张贴最近一个链接,有双螺栓墙壁上的一些信息,并在墙上腔蹒跚钉的作用。

    我只是张贴了这个反应:

    我质疑CARB模拟的结论比较交错排列钉:“研究结果是令人咋舌我们9" 螺柱墙会导致增加的小于0.5 R值”。

    我也质疑“这堵9”厚墙……将导致一个最低的R-38墙”,即使假设声称的R-4.2/英寸。

    虽然一维模型是不太准确的,一个UA分析将表明,你的墙系统,假设16%的取景因素,将导致31.7整墙的R值。由12错开螺柱“将产生的35.7整体壁R值。

  12. 丹尼尔·恩斯特||#12

    杰西-谢谢你的详细和技术回应。在讨论热桥计算时,我不太确定大卫·怀特(David White)“你不必再成为受虐狂”的说法是否准确。;)

    看起来我有一些认真的功课,如果我想了解这件事。

  13. 丹尼尔·恩斯特||#13.

    罗伯特 - 点拍得很好!

  14. 丹尼尔·恩斯特||#14

    因此,使用PH的经验法则(不破碎的R-10隔热层),你将需要~ 3“在双螺柱/纤维素墙的螺柱之间的分离,在你可以说热桥是无关紧要的热损失计算。

  15. Riversong||#15

    这个PH的“经验法则”和这个词的原意一样有用:在达到虐待的程度之前,用多粗的开关来惩罚妻子是合法的

    事实上,尽管自1976年以来女权主义者就一直在宣传这个词,但历史学家对这个词被大肆宣传的起源却并不相信。

  16. 约翰Klingel||#16

    交给Riversong知道一些晦涩的语句的历史!你在哪里得到这一切的罗伯特,我永远也不会知道。在你的照片的股票,你有一个12" 双螺栓墙的任何热图像,或拉尔森/ Riversong桁架?这些将是很有意思的。谢谢。Ĵ

  17. Riversong||#17

    约翰,

    我希望我能负担得起热成像相机。对不起,没有紫外线图片。

  18. GBA编辑器
    马丁·霍拉迪||#18

    罗伯特,
    我认为你的意思是IR(红外线),而不是紫外线(紫外线)。

  19. 丹尼尔·恩斯特||#19

    维基百科:http://en.wikipedia.org/wiki/Rule_of_thumb

    "The term is thought to originate with wood workers who used the width of their thumbs (i.e. inches) rather than rulers for measuring things, cementing its modern use as an imprecise yet reliable and convenient standard.[3] This sense of thumb as a unit of measure also appears in Dutch, in which the word for thumb, duim, also means inch.[4] The use of a single word or cognate for "inch" and "thumb" is common in many other Indo-European languages, for example, French: pouce inch/thumb; Italian: pollice inch/thumb; Spanish: pulgada inch, pulgar thumb; Portuguese: polegada inch, polegar thumb; Swedish: tum inch, tumme thumb; Sanskrit: angulam inch, anguli finger; Slovak: palec, Slovene: palec inch/thumb."

  20. Riversong||#20

    来自同一维基百科页面:

    它经常被要求,术语,原指一项法律,限制棍子与它是允许一个男人打老婆的最大厚度,但是这已经名誉扫地。查理二世统治之前英国普通法允许一个男人给他的妻子“适度回落”,但没有(不管叫这个名字与否)的“经验法则”一直处于英国法律。这种“温和修正”明确排除殴打,只允许丈夫限制妻子的家庭。

    然而,信仰法律的“经验法则”的存在原谅虐待配偶可以追溯到早在1782年,当年那个詹姆斯Gillray发表他的讽刺漫画法官大拇指。卡通lambastes弗朗西斯布勒爵士,英国法官,涉嫌裁定,一名男子可以合法殴打妻子,只要他用一根棍子厚度不超过他的拇指,虽然它是值得怀疑的布勒是否做过这样的一个声明(差record-保持在那个时代的审讯笔录,很难确定是否有这样的裁决可能已经存在)。自由的身体在1641年通过了马萨诸塞湾殖民地状态,“每一个已婚妇女应当从身体修正或条纹的丈夫,除非它是从她殴打自己辩护。”在美国,在密西西比(1824)和北卡罗莱纳州的法律问题的决定(1868年和1874年)提及和拒绝,一位不愿透露姓名的“老学说”或由其中一名男子被允许打他的妻子与“古代法”坚持不大于拇指宽。

    1976年,女权主义者德尔·马丁(Del Martin)用“经验法则”(rule of thumb)作为隐喻来描述这种学说。她被许多人误解为这一学说是这个短语的直接来源,这种联系在1982年开始流行起来,当时美国民权委员会发布了一份题为《经验法则》的关于虐待妻子的报告。

  21. Riversong||#21

    我认为你的意思是IR(红外线),而不是紫外线(紫外线)。

    我是说红外线,但我喝醉了紫外线。

  22. 约翰·雷蒙||#22

    这里的信息(不是关于棍子的部分)让我相信,Mooney Wall并没有做太多的战斗热桥,因为水平成员只提供了1 1/2“空间。我正确吗?

    约翰

  23. Riversong||#23

    约翰,

    你指的是横向阴影的墙,在摩尼之前很久。这是减少热桥接的最简单的非泡沫方法。额外的绝缘(尽管增加了总R值)并不是那么多,但是热桥接减少到水平和垂直框架的1½“x1½”的事实。

  24. 凯蒂Hollbacher||#24.

    丹尼尔,

    好话题,我完全同意你的观点!试图重申你的问题:
    - 确定木框架组件的整体R值的简单加权平均计算是多么准确?在这种情况下,非线性/二维效应有多重要,并且需要考虑它们?
    -通过摇晃的螺柱或采用连续绝缘,你能得到多少好处?

    我简短的回答是:简单的计算在大多数情况下都是足够精确的。如果你在它们之间至少有1"绝缘,不要麻烦惊人的双螺柱。如果需要的话,使用连续的外部绝缘来实现整体装配的r值(但不只是为全深度木材提供“隔热”)。相反,无论您的组件是如何设计的,都要认真考虑最小化帧因素。

    就建筑组件而言,我认为热桥接,因为当材料相对于相同层中的周围材料具有更高的导电性时。鉴于您需要进行加权平均值以解释不同的电导率;但是,具有较高导电性的材料附近的二维热流效应如何?当材料之间的ΔU“足够小”时,我觉得效果不足以足够重要,以便耗时的热模型,并且简化的计算通常足以建模目的或一般设计决策 - 至少适用于精确度我倾向于。就个人而言,我宁愿花费10%获得95%的路径,而不是100%来让一切都完美。

    为了大致考虑热流的非线性方面,减少了用全深度铆钉(无连续绝缘)设计的墙壁的简单计算值约为5%;或者如果你有交错的螺柱,或者对齐的螺柱,它们分隔1“或更多,那么约1-2%(如你可能仍然有顶板等),那么应该被认为是完整的深度并且应该被考虑)。我基于我的自己的经验/计算器以及碳水化合物交错的螺柱研究,你引用了,真的很有趣;这是链接:
    http://www.carb-swa.com/articles/carbnews%20articles/CNAug09.pdf

    对于7“深dbl-螺柱腔w/ aligned (& touching)螺柱,他们的THERM分析显示,热损失比交错螺柱方法多3.8% (R-23.8 vs 24.7)。实际情况会更糟,因为这些模型中没有考虑到顶板和其他全深度构件。所以,假设由于非线性热流影响,你在这个最坏情况下看到的减少是5%。现在它变得有趣:改变到一个8“墙,所以1“绝缘现在之间的对齐螺柱;与交错螺柱相比,现在只多1.4%的热损失(R-27.8 vs . 28.2)。

    将这些百分比与我所分析的简单的2x6框架墙进行比较:框架系数为22%的墙比FF为15%的墙多8%的热损失。在我们的木框架组件的设计中,框架因素应该是优先考虑的;它的影响远远大于减少~1-5%的非线性热桥效应损失。

    这是我建议的木材框架设计方法:
    1.确定实现能源性能目标所需的总体装配r值
    2.设计相应的组件,包括先进的框架设计/精确的框架因子计算。也许需要连续的外部绝缘来增加总的r值,也许最小化非线性热流的额外好处将极大地帮助你的整体图景(或满足被动房,如果你真的在这条线上!),但也可能不是……
    3.请参阅所附的高级框架指南

    文件格式
  25. Riversong||#25

    我宁愿花10%的钱来获得95%的成功,也不愿花100%的钱来获得所谓的完美。

    凯蒂,

    我欣赏这种理念,这是一个很好的论点,反对被动式haus方法的极端主义。

    不过,你的双头种马处方有一些不足之处。除了胶合板门窗箱和胶合板双层顶板外,不需要任何连续构件来将两面墙连接在一起,传递剪力和风荷载。而且,除了热桥接,还有一个更有说服力的理由来错开螺栓。双层围护结构的优势之一是,外墙和内墙都可以从各自的角落在中心框架,使护套,壁板和室内装饰更容易和更少的浪费。

    并且,一旦作出决定要使用用于优化的R值的双层壁,这是适得其反的通过施加外部泡沫板时,壁厚可以调整,以满足期望的绝缘水平,以减少干燥潜力。实际上,也许双壁或桁架壁包络线的主要优点是,它允许高的绝缘水平,而不需要诉诸低烫发石化泡沫。

    另一个优点是,所谓的“先进的框架”技术变得不那么重要。他们开发的同时节省了一下腰的最大化棒框壁的热值,但他们没有提供强劲的结构与传统的方法,也为装饰和墙面多钉表面。这可能建立一个12" 厚厚的墙桁架没有比传统的2x6的胶合板护套墙壁更多木材 - 而没有任何‘OC间距先进框架’超过24" 的技术。

  26. 丹尼尔·恩斯特||#26

    凯蒂 - 你得到它,准确:

    “用简单的加权平均计算来确定一个木制框架组件的整体r值,其准确性有多高?”在这种情况下,非线性/二维效应有多重要?需要考虑它们吗?”

    感谢热桥接和框架因子之间的分析和比较,这是我试图更好地理解的。

  27. 凯蒂Hollbacher||#27

    丹尼尔,肯定的事情。这是另一种良好的资源,解释了钢螺柱墙的计算R值的改进区域方法(但有助于了解从任何更高的导电材料的热桥“影响区域”):
    http://www.ornl.gov/sci/roofs+walls/calculators/modzone/index.html

    我希望实际的工具也提供木材。无论如何,如果你有PHPP, r值计算工具确实考虑了热桥。我不确定算法,也没有深入研究后端方程,但结果与你从直接加权平均得到的结果是不同的,所以我认为在幕后有一些事情在发生……

    Robert,总的来说,我认为我们都同意:首先,无论出于什么原因,如果设计/建造交错钉是有意义的,那很好;我不觉得这是至关重要的你的方式热桥接问题(我还没工作过w /双立柱墙所以不能说哪种方法最便宜,成本等,但在讨论w / 3不同的建筑商在这个问题上似乎总是3不同的观点)。2、我不是故意暗示你会或应该使用一个双立柱墙外绝缘装配——事实上,假设气候很冷,你需要这么多ext.绝缘不会导致建筑科学问题,我甚至不知道如何构建它。我同意,如果你在做一个双柱墙,大概整个要点是实现整个墙的r值,你正在寻求,所以你不需要加入连续绝缘。

    但我不同意你的陈述,在双重螺柱装配中,先进的框架“变得不那么重要”。最小化木材=最大化绝缘,因此全壁R值,简单。除非您有一个不使用腔绝缘的系统,否则这将保持真实。我也不同意,先进的框架结构并不像一个建立的w /标准技术那么强大......但这是另一个线程的主题。

  28. 查理块水晶石||#28

    请访问以下链接 - 有关热桥接和建筑能效的优势。http://www.engineering.com/Videos/LearningSeriesChannel/VideoId/2735/2-Rs-Wont-Make-Your-U.aspx

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